專利名稱：一種導(dǎo)熱均勻的恒溫金屬浴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及生化儀器，更具體地說，涉及一種導(dǎo)熱均勻的恒溫金屬浴。
背景技術(shù)：
生化試劑的保存及反應(yīng)通常需要滿足一定的溫度條件，恒溫金屬浴就是一種為生化試劑的保存及反應(yīng)進(jìn)行溫度控制的儀器，其廣泛應(yīng)用于各種生化樣品的保存、各種酶的保存和反應(yīng)、核酸和蛋白質(zhì)的變性處理、PCR反應(yīng)、電泳的預(yù)變性和血清凝固等。目前的恒溫金屬浴，在結(jié)構(gòu)方面由自上而下依次緊貼的多個裝置所組成，包括基座、墊片、制冷部件、散熱部件，散熱部件的一側(cè)設(shè)有電源裝置、顯示面板，散熱部件的另一側(cè)設(shè)有一排風(fēng)扇，排風(fēng)扇嵌入在機(jī)殼中?，F(xiàn)有技術(shù)的恒溫金屬浴，導(dǎo)熱的均勻性較差。原因一方面是由于墊片一般由鋁制成，而鋁的熱傳導(dǎo)系數(shù)僅為K = 237ff/m ·Κ (瓦/米 度)，不能將熱量迅速的均勻擴(kuò)散，因此其導(dǎo)熱均勻性不夠好；另一方面是基座、墊片、制冷部件、散熱部件之間的接觸面一般存在空隙，例如若某部件表面凹凸不平，其與上下部件之間就無法完全貼合，未貼合的部分之間的熱量通過導(dǎo)熱性能差的空氣傳遞，貼合的部分的熱量是通過相互貼合的面的金屬傳遞，那么不同部位的導(dǎo)熱效果就會存在較大差異。上述各種原因造成的導(dǎo)熱不均勻，使得放置于同一基座中不同位置的試劑的保存或反應(yīng)條件不一致， 導(dǎo)致后續(xù)的生化實驗無法順利進(jìn)行。因此需要一種新的恒溫金屬浴，改善導(dǎo)熱均勻性，為生化試劑的保存及反應(yīng)進(jìn)行提供更好的溫度控制。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種恒溫金屬浴，旨在解決現(xiàn)有金屬浴的導(dǎo)熱均勻性差的問題。為了實現(xiàn)實用新型目的，所述恒溫金屬浴包括基座、制冷部件、散熱部件，還包括一用于熱交換的導(dǎo)熱片，其上下表面分別與基座、制冷部件貼合，其熱傳導(dǎo)系數(shù)為K > 237ff/m · K。其中，導(dǎo)熱片的組成成分包含至少一種熱傳導(dǎo)系數(shù)K > 237ff/m ·Κ的金屬材料。其中，至少一種熱傳導(dǎo)系數(shù)K > 237W/m· K的金屬材料稱為熱敏材料。也即，導(dǎo)熱片為熱敏材料制成的片。其中，所述導(dǎo)熱片的組成成分是銅；或所述導(dǎo)熱片的組成成分是銅與任一金屬或非金屬材料組成的合金。其中，所述銅和/或銅與任一金屬或非金屬材料組成的合金稱為超導(dǎo)熱材料。也即，導(dǎo)熱片為超導(dǎo)熱材料制成的片。其中，所述導(dǎo)熱片的尺寸與基座底面或制冷部件的尺寸一致，或者所述的導(dǎo)熱片比基座大 X，0. 5cm ^ X ^ 5cm。其中，所述基座、導(dǎo)熱片、制冷部件、散熱部件之間的至少一個接觸面上涂有熱界面材料。[0011]其中，所述熱界面材料為導(dǎo)熱硅膠、導(dǎo)熱硅脂或?qū)崮z帶。其中，所述基座與導(dǎo)熱片之間還設(shè)置有一保溫墊片。其中，所述的保溫墊片是導(dǎo)熱系數(shù)為K彡237ff/m · K的金屬或者非金屬組成。其中，所述的保溫墊片是單一的材料制成或者是至少有一導(dǎo)熱系數(shù)237W/m*K 的材料制成。由上可知，本實用新型通過在基座和制冷部件之間設(shè)置一導(dǎo)熱片，該導(dǎo)熱片具有較高的熱傳導(dǎo)系數(shù)，改善了金屬浴的導(dǎo)熱均勻性；另外，在基座、導(dǎo)熱片、制冷部件、散熱部件之間的接觸面上涂有熱界面材料，從而進(jìn)一步增強(qiáng)了導(dǎo)熱均勻性；此外，還在基座與導(dǎo)熱片之間設(shè)置有保溫墊片，從而在保證導(dǎo)熱均勻性的前提下還能根據(jù)需要使基座保溫。

圖1是本實用新型的一個恒溫金屬浴的外形示意圖；圖2是本實用新型的一個實施例中恒溫金屬浴的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實用新型的一個實施例中恒溫金屬浴的部分結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實用新型的一個實施例中恒溫金屬浴的部分結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本實用新型的一個實施例中涂有熱界面材料的恒溫金屬浴的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本實用新型的一個實施例中帶有保溫片的恒溫金屬浴的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本實用新型的一個實施例中帶有保溫片的恒溫金屬浴的結(jié)構(gòu)示意具體實施方式
為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。圖1示出了本實用新型中恒溫金屬浴的外形。該恒溫金屬浴具有良好的導(dǎo)熱均勻性，其包括基座、制冷部件、散熱部件，還包括一用于熱交換的導(dǎo)熱片。該導(dǎo)熱片的上下表面分別與基座、制冷部件貼合，其熱傳導(dǎo)系數(shù)K > 237ff/m · K。以下將在多個實施例中對該恒溫金屬浴的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)闡述。圖2示出了本實用新型的一個實施例中恒溫金屬浴的結(jié)構(gòu)，包括基座1、導(dǎo)熱片2、 制冷部件3、散熱部件4及其他各組成部件，其詳細(xì)結(jié)構(gòu)如下(1)基座1，用來放置盛放試劑的試劑管，并將傳遞給基座1的熱量傳遞給試劑管。(2)導(dǎo)熱片2，用來將傳遞給導(dǎo)熱片2的熱量均勻的傳遞給基座1，使得基座1受熱均勻。(3)制冷部件3，制冷部件3的上表面和導(dǎo)熱片2的下表面緊密貼合，用來對基座1 內(nèi)的試劑管中的試劑進(jìn)行加熱或者制冷，制冷部件3的熱量通過導(dǎo)熱片2均勻的傳遞給基座1，基座1再將溫度傳遞給試劑管。(4)散熱部件4，制冷部件3的下表面和散熱部件4的上表面緊密貼合，用來快速排出設(shè)備中的能量，使得制冷部件3下表面快速達(dá)到所需的溫度。(5)排風(fēng)扇5，實現(xiàn)設(shè)備中的空氣與外界的空氣對流，使得散熱片起到快速散熱或者制冷的作用。(6)顯示面板6，用來顯示恒溫金屬浴的各種運行狀態(tài)。[0033](7)電源裝置7，為恒溫金屬浴提供所需的電流。其中，基座1和散熱部件4通過螺母連接的方式緊密連接在一起，制冷部件3和導(dǎo)熱片2被緊壓在基座1和散熱部件4之間。在本實用新型中，導(dǎo)熱片2的材料、尺寸、形狀等均存在多種可行性方案。關(guān)于導(dǎo)熱片2的材料，其組成成分包含至少一種熱傳導(dǎo)系數(shù)K大于237W/m · K的金屬材料。該金屬材料稱為熱敏材料。其中，銅和/或銅與任一金屬或非金屬材料組成的合金稱為材料。因此，導(dǎo)熱片2的材料既可以是某種單一的金屬材料的熱敏材料或超導(dǎo)熱材料，也可以是合金熱敏材料或超導(dǎo)熱材料。也即導(dǎo)熱片為熱敏材料或超導(dǎo)熱材料制成的片。如果是單一的金屬材料的熱敏材料或超導(dǎo)熱材料，熱傳導(dǎo)系數(shù)K ^ 237ff/m · K的金屬材料的熱敏材料包括銀(K = 429ff/m ·Κ)、銅(K = 401ff/m ·Κ)、金(K = 317ff/m ·Κ)。 在一個實施例中，導(dǎo)熱片2為單一的金屬銀的熱敏材料制成的片，利用銀的良好的導(dǎo)熱性和延展性，導(dǎo)熱片2的厚度d為Imm 3mm。在另一實施例中，導(dǎo)熱片2為單一的金屬銅的熱敏材料或超導(dǎo)熱材料制成的片，利用銅良好的導(dǎo)熱性可以使得熱量傳遞均勻，導(dǎo)熱片2 選用銅質(zhì)材料的熱敏材料或超導(dǎo)熱材料制成的片。導(dǎo)熱片2的最佳厚度d為2mm 3mm。如果是合金的熱敏材料或超導(dǎo)熱材料，則包含很多種情況。在一個實施例中，利用銅良好的導(dǎo)熱性和鋁的廉價，導(dǎo)熱片2使用銅鋁的合金的熱敏材料或超導(dǎo)熱材料制成的片，銅和鋁的比重可以根據(jù)需要來選擇，例如為30 %和70 %，導(dǎo)熱片2的最佳厚度d = 3mm。 在另一實施例中，利用銅良好的導(dǎo)熱性和鐵的廉價，導(dǎo)熱片2使用銅鐵的合金的熱敏材料或超導(dǎo)熱材料制成的片，銅和鐵的最佳比重例如為70%和30%，導(dǎo)熱片2的最佳厚度d = 2mm ο關(guān)于導(dǎo)熱片2的尺寸，其最小尺寸與基座底面尺寸一致。在一個實施例中，如圖3所示，導(dǎo)熱片2的尺寸與基座底面的尺寸完全相同?；?1放置在導(dǎo)熱片2上，導(dǎo)熱片2和基座1通過螺栓連接的方式緊貼在一起。在另一實施例中，如圖4所示，導(dǎo)熱片2的尺寸為各邊比基座底面的邊長長X，例如 X = Icm,同樣可保證熱量能夠傳遞給基座底面的各個點。關(guān)于導(dǎo)熱片2的形狀，可以根據(jù)需要選取。在一個實施例中，導(dǎo)熱片的形狀如圖3所示，導(dǎo)熱片2為一個平面，基座1緊貼導(dǎo)熱片2，基座1通過螺栓連接的方式與導(dǎo)熱片2連接。在另一實施例中，導(dǎo)熱片2的形狀如圖4所示，導(dǎo)熱片2為四周凸起的凹槽形，基座1被包含在導(dǎo)熱片2的凹槽中，基座1緊貼導(dǎo)熱片2凹槽的底部，基座1通過螺栓連接的方式與導(dǎo)熱片2相連接。在本實用新型中，為了更好的傳遞熱量，在恒溫金屬浴各部件之間的接觸的上述部件，尤其是基座1、導(dǎo)熱片2、制冷部件3、散熱部件4之間的所有接觸面中，至少在其中一個接觸面上涂有熱界面材料。關(guān)于熱界面材料的涂覆部位，以及熱界面材料本身的材料選取、規(guī)格設(shè)置等，均存在多種方案。關(guān)于熱界面材料的涂覆部位在第一實施例中，如圖5所示，基座1、導(dǎo)熱片2、制冷部件3、散熱部件4之間的所有接觸面均涂有熱界面材料8。[0048]在第二實施例中，基座1、導(dǎo)熱片2、制冷部件3之間的兩個接觸面上涂有熱界面材料8。在第三實施例中，導(dǎo)熱片2、制冷部件3、散熱部件4之間的兩個接觸面上涂有熱界面材料8。在第四實施例中，僅在基座1與導(dǎo)熱片2之間的接觸面上涂有熱界面材料8。在第五實施例中，僅在導(dǎo)熱片2與制冷部件3之間涂有熱界面材料。在第六實施例中，僅在制冷部件3與散熱部件4之間涂有熱界面材料。關(guān)于熱界面材料的材料選取圖5示出了一個實施例中涂有熱界面材料的恒溫金屬浴的結(jié)構(gòu)，其包含基座1、導(dǎo)熱片2、制冷部件3、散熱部件4、排風(fēng)扇5、顯示面板6和電源設(shè)備7?；?的下表面緊貼導(dǎo)熱片2的上表面，導(dǎo)熱片2的下表面緊貼制冷部件3的上表面，制冷部件3的下表面緊貼散熱部件4的上表面。其中，為了更好的傳遞熱量，上述緊貼的兩個面之間均涂有熱界面材料8。其中，上述的熱界面材料8可以根據(jù)需要選取，熱界面材料8可以是導(dǎo)熱硅膠、導(dǎo)熱硅脂或?qū)崮z帶，本實用新型中熱界面材料8的優(yōu)選材料為導(dǎo)熱硅脂。其中，上述的熱界面材料8的厚度d為0. 05mm ^ d ^ 0. 4mm,本實用新型熱界面材料8的最佳優(yōu)選厚度為0. 15mm。為了實現(xiàn)基座的更好的保溫效果，本實用新型提出另一實施例，如圖6所示?；南卤砻婢o貼保溫墊片9上表面，保溫墊片9的下表面緊貼導(dǎo)熱片的上表面。其中，上述相互緊貼的兩個面上涂有熱界面材料8。其中，上述保溫墊片9的材料可以選取導(dǎo)熱系數(shù)K彡237ff/m · K的材料制成。保溫墊片的厚度d彡1謹(jǐn)。其中，上述保溫墊片9的材料可以是單一的金屬制成，也可以采用合金制成。本實用新型保溫墊片9的材料的最佳優(yōu)選材料是金屬鋁。其中，上述保溫墊片9的尺寸與基座的尺寸剛好吻合。當(dāng)導(dǎo)熱片2為凹槽結(jié)構(gòu)時， 保溫墊片9被緊壓在基座1和導(dǎo)熱片2的凹槽中；當(dāng)導(dǎo)熱片2為平面結(jié)構(gòu)時，基座1下表面緊貼保溫墊片9的上表面，保溫墊片9的下表面緊貼導(dǎo)熱片2的上表面，保溫墊片9被緊壓在基座1和導(dǎo)熱片2之間。為了使恒溫金屬浴既具有均勻?qū)嵝杂志哂辛己玫谋匦Ч?，本實用新型提出另一實施例，如圖7所示。基座1的下表面緊貼保溫墊片9的上表面，保溫墊片9的下表面緊貼制導(dǎo)熱片2的上表面，導(dǎo)熱片2的下表面緊貼制冷部件3的上表面，制冷部件3的下表面緊貼散熱部件4的上表面。上述緊貼的兩個面中間涂有熱界面材料8。應(yīng)當(dāng)說明的是，本實用新型典型的應(yīng)用但不限于在恒溫金屬浴中的運用，其他類似的原理或方案也應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之類。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種導(dǎo)熱均勻的恒溫金屬浴，包括基座、制冷部件、散熱部件，其特征在于，所述恒溫金屬浴還包括一用于熱交換的導(dǎo)熱片，其上下表面分別與基座、制冷部件貼合，其熱傳導(dǎo)系數(shù) K > 237ff/m · K。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)熱均勻的恒溫金屬浴，其特征在于，所述導(dǎo)熱片為熱敏材料制成的片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的導(dǎo)熱均勻的恒溫金屬浴，其特征在于，所述導(dǎo)熱片為超導(dǎo)熱材料制成的片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的導(dǎo)熱均勻的恒溫金屬浴，其特征在于，所述導(dǎo)熱片的最小尺寸與基座底面尺寸一致。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的導(dǎo)熱均勻的恒溫金屬浴，其特征在于，所述基座、導(dǎo)熱片、 制冷部件、散熱部件之間至少一個接觸面上涂有熱界面材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的導(dǎo)熱均勻的恒溫金屬浴，其特征在于，所述熱界面材料為導(dǎo)熱硅膠、導(dǎo)熱硅脂或?qū)崮z帶。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的導(dǎo)熱均勻的恒溫金屬浴，其特征在于，所述基座與導(dǎo)熱片之間還設(shè)置有一保溫墊片。
專利摘要本實用新型涉及生化儀器，提供了一種導(dǎo)熱均勻的恒溫金屬浴。所述恒溫金屬浴包括基座、制冷部件、散熱部件，還包括一用于熱交換的導(dǎo)熱片，其上下表面分別與基座、制冷部件貼合，其熱傳導(dǎo)系數(shù)為K＞237W/m·K。本實用新型通過在基座和制冷部件之間設(shè)置一導(dǎo)熱片，該導(dǎo)熱片具有較高的熱傳導(dǎo)系數(shù)，改善了金屬浴的導(dǎo)熱均勻性；另外，在基座、導(dǎo)熱片、制冷部件、散熱部件之間的接觸面上涂有熱界面材料，從而進(jìn)一步增強(qiáng)了導(dǎo)熱均勻性；此外，還在基座與導(dǎo)熱片之間設(shè)置有保溫墊片，從而在保證了導(dǎo)熱均勻性的前提下還能根據(jù)需要使基座保溫。
文檔編號B01L7/00GK202199360SQ20112018529
公開日2012年4月25日 申請日期2011年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月2日
發(fā)明者盛司潼 申請人:盛司潼