Itin žemos temperatūros šaldytuvo struktūros, principo ir taikymo analizė
Itin žemos temperatūros šaldytuvai taip pat vadinami itin žemos temperatūros laikymo dėžėmis, itin žemos temperatūros šaldikliais ir itin žemos temperatūros laikymo dėžėmis. Dažnesnis -60 laipsnių žemos temperatūros šaldytuvas gali būti naudojamas tunų išsaugojimui, elektroninių prietaisų, specialių medžiagų žemos temperatūros tyrimui ir plazmos, biologinių medžiagų, vakcinų, reagentų ir kt. išsaugojimui. Taip pat yra ekstremalūs -40 laipsnių, -60 laipsnių, -86 laipsnių, -120 laipsnių, -136 laipsnių ir -160 laipsnių bei -192 laipsnių šaldytuvai.
Itin žemos temperatūros šaldytuvai paprastai turi horizontalias ir vertikalias spinteles. Vidinė dėžutė paprastai yra suskirstyta į kelis guolių sluoksnius, o kiekvienas sluoksnis yra suprojektuotas su vidinėmis durimis, kurias galima atidaryti ir uždaryti atskirai. Išorinė dėžutė paprastai susidaro tiesiogiai supjaustant penkias šaltai valcuotas plienines plokštes. Dėžutėje ir išorėje yra 60 mm ir 80 mm poliuretano putų medžiagos. Termostatas yra platinos varžos jutiklis tiksliam temperatūros reguliavimui. Šaltnešiai paprastai naudoja aplinkai nekenksmingus šaltnešius, kad atitiktų aplinkos apsaugos reikalavimus.
Itin žemos temperatūros šaldytuvo šaldymo sistema iš esmės laikosi kaskadinio šaldymo darbo principo, o du visiškai uždari kompresoriai naudojami kaip aukštos ir žemos temperatūros kompresoriai. Žemos temperatūros garintuvo varinis vamzdis yra tiesiogiai pritvirtintas prie vidinės dėžutės išorės ritės pavidalu, o tarpas tarp ritės ir dėžutės sienos yra užpildytas termiškai laidžiais klijais, kad padidėtų šilumos mainų efektas. Kondensuojantis garintuvas yra apvalkalo ir vamzdžio struktūra su keturiais sriegiuotais variniais vamzdžiais viduje ir taiko prieš srovę veikiantį šilumos mainų metodą.
Žemos temperatūros sistemoje taip pat yra dujinis šilumokaitis, kuris leidžia žemo slėgio dujoms iš garintuvo keistis šiluma su aukšto slėgio dujomis prieš patenkant į kondensuojantį garintuvą, kuris ne tik sumažina kondensatoriaus šilumos apkrovą, bet ir visiškai išnaudoja šilumą . Filtras dažniausiai naudoja vaško šalinimo filtrą, kurio tikslas yra veiksmingai pašalinti parafiną į šaldytą alyvą, kad būtų sumažinta "alyvos užsikimšimo" sistemoje galimybė.
Be to, itin žemos temperatūros šaldytuvas taip pat gali būti aprūpintas kai kuriais priedais pagal skirtingus naudojimo būdus, pvz., Temperatūros įrašymo įrenginys, kuris yra patogus nuolat registruoti veikimo parametrus; atsarginė anglies dioksido sistema, naudojama ypatingomis aplinkybėmis siekiant užtikrinti, kad laikymo aplinkoje susiklosčiusios dujos išliktų normalios būklės; , Kuris gali užtikrinti, kad kompresorius veikia normaliai esant žemam slėgiui.
Įjungus maitinimą, kai skydelis rodo, kad temperatūra yra aukštesnė už nustatytą temperatūrą, pirmiausia paleidžiamas pirmojo etapo kompresorius, o pradeda veikti pirmojo etapo šaldymo sistema, todėl antrojo etapo šaldymo sistemos kondensatoriaus temperatūra nukrenta, ty antrojo etapo šaldymo sistema Šaldymo sistema Šaldymo temperatūra nukrenta. Po kelių minučių vėlavimo antrojo etapo šaldymo sistema taip pat pradeda veikti. Jo garintuvas yra ant vidinės šaldytuvo sienos, todėl šaldytuvo vidaus temperatūra gali daug nukristi. Pirmojo etapo šaldymo sistemos garintuvas sugeria, o pirmojo etapo kondensatoriaus išskiriama šiluma išsklaidoma į orą.
Kai šaldytuvo vidaus temperatūra pasiekia nustatytą temperatūrą, temperatūros jutiklio zondo atsparumas perduoda informaciją, valdymo relė išjungiama ir atjungiama, o dviejų pakopų šaldymo sistema nustoja veikti. Kai temperatūra šaldytuve vėl pakyla ir viršija nustatytą temperatūrą, šaldytuvas vėl pakartoja pirmiau minėtą veikimo procesą, kad temperatūra šaldytuve visada būtų palaikoma nustatytoje temperatūroje.
Biochemijos ir molekulinės biologijos laboratorijoje pagal užšalimo sąlygas galima įsigyti įvairių reguliuojamos temperatūros šaldytuvų, tokių kaip -20°C, -40°C, -70°C, -85°C, -152°C ir kt. Tarp jų pastarieji du yra itin žemos temperatūros šaldikliai, kurie buvo sukurti 20-ojo amžiaus pabaigoje kriopreservavimui ir biologinių mėginių ar vaistų laikymui. Jie plačiai naudojami biologinių tyrimų, klinikinių, medicinos ir pramonės srityse.
Itin žemos temperatūros šaldytuvai gali būti naudojami vaistams, vakcinoms, fermentams, hormonams, kamieninėms ląstelėms, trombocitams, spermai, persodintai odai ir iš žmogaus kūno paimtiems egzemplioriams, augalų sėklų gemalų bankams, genų klonavimo bankams ir kai kuriems svarbiems biologiniams ir cheminiams reagentams laikyti.
Molekulinio klonavimo eksperimentuose -70°C itin žemos temperatūros šaldytuvai plačiai naudojami kompetentingoms E. coli, kompetentingoms ląstelėms ir bakteriofagų atsargoms laikyti.
Itin žemos temperatūros šaldytuvai paprastai turi gana pilną įrangos veikimo garantijos funkciją. Pavyzdžiui, aukštos temperatūros signalizacijos funkcija, maitinimo triktis, filtro užsikimšimo aptikimo funkcija, automatinė įvesties pagalbos funkcija, mėginių saugos signalizacijos sistema, mikroproc.
Paprastai, tikrinant itin žemos temperatūros šaldytuvų veikimą, visiškai atsižvelgiama į minimalią aušinimo temperatūrą, dydį, formos charakteristikas (horizontalias arba vertikalias), kompresoriaus triukšmą, vibracijos amplitudę, temperatūros vienodumą spintoje, gedimo greitį (ypač kompresorių) ir pasirenkamų priedų tipus kartu su jų pačių naudojimo reikalavimais ir laboratorijos erdvės išdėstymu.
Ateityje pagrindinis rūpestis yra itin žemos temperatūros šaldytuvų patikimumas ir laikymo sąlygos, kurios gali atitikti skirtingus mėginius, įskaitant temperatūrą ir dujų sudėtį. Be to, siekiant patenkinti aukštesnius biologinių medžiagų reikalavimus dėl temperatūros vienodumo, kai kurios įmonės naudoja metalinius žiedus šaldytuvų lentynų aušinimui arba projektuoja lentynas kaip skyles, kad išspręstų šilumos išsklaidymo problemą, padidintų užšalimo greitį ir padidintų temperatūrą. seksas.
Ateityje projektuojant itin žemos temperatūros šaldytuvus taip pat turi būti atsižvelgiama į energijos taupymo ir aplinkos apsaugos reikalavimus ir turi būti įrengta aplinkos aptikimo sistema. Tuo pačiu metu nanomedžiagos ateityje taip pat taps perspektyviomis medžiagomis ruošiant itin žemos temperatūros šaldytuvus.
Pagrindinis žemos temperatūros šaldytuvo tikslas: moksliniams tyrimams, medicinos reikmenų (plazmos), biologinių produktų (laikymo organų, vakcinų, dirvožemio mėginių), vandenyno produktų, elektroninių komponentų, cheminių medžiagų ir kitų specialių medžiagų, skirtų žemos temperatūros eksperimentams ir saugojimui, išsaugojimui ir kt. Jis daugiau naudojamas ligoninėse, universitetuose, mokslinių tyrimų skyriuose ir pramonės saugyklose.
