ניתוח מבנה, עקרון ויישום של מקרר בטמפרטורה נמוכה במיוחד
מקררים בטמפרטורה נמוכה במיוחד נקראים גם קופסאות אחסון בטמפרטורה נמוכה במיוחד, מקפיאים בטמפרטורה נמוכה במיוחד וארגזי אחסון בטמפרטורה נמוכה במיוחד. המקרר הנפוץ יותר -60 מעלות בטמפרטורה נמוכה יכול לשמש לשימור טונה, בדיקת טמפרטורה נמוכה של מכשירים אלקטרוניים, חומרים מיוחדים ושימור פלזמה, חומרים ביולוגיים, חיסונים, ריאגנטים וכו '. מקררים מקפיאים של -40 מעלות, -60 מעלות, -86 מעלות, -120 מעלות, -136 מעלות, ו -160 מעלות ו -192 מעלות.
מקררים בטמפרטורה נמוכה במיוחד כוללים בדרך כלל ארונות אופקיים ואנכיים. התיבה הפנימית מחולקת בדרך כלל לשכבות נושאות מרובות, וכל שכבה מעוצבת עם דלת פנימית הניתנת לפתיחה ולסגירה עצמאית. הקופסה החיצונית נוצרת בדרך כלל על ידי שחבור ישיר של חמש לוחות פלדה מגולגלים. ישנם חומרי קצף פוליאוריטן 60 מ"מ ו -80 מ"מ בתוך הקופסה ומחוצה לה. התרמוסטט הוא חיישן התנגדות פלטינה לבקרת טמפרטורה מדויקת. מקררים בדרך כלל משתמשים במקררים ידידותיים לסביבה כדי לעמוד בדרישות הגנת הסביבה.
מערכת הקירור של המקרר בטמפרטורה נמוכה במיוחד מאמצת את עקרון העבודה של קירור מפל, ושני מדחסים סגורים לחלוטין משמשים כמדחסים בטמפרטורה גבוהה ונמוכה. צינור הנחושת של המאייד בטמפרטורה נמוכה מחובר ישירות לחלק החיצוני של התיבה הפנימית בצורה של סליל, והפער בין הסליל לקיר התיבה מתמלא בדבק מוליך תרמית כדי להגביר את אפקט חילופי החום . מאייד העיבוי הוא מבנה פגז וצינור ובתוכו ארבע צינורות נחושת מושחלים ומאמצים שיטת החלפת חום נגד זרם.
מערכת הטמפרטורה הנמוכה מצוידת גם במחליף חום גז, המאפשר לגז בלחץ נמוך מהמאייד להחליף חום עם הגז בלחץ גבוה לפני הכניסה למאייד העיבוי, מה שלא רק מפחית את עומס החום של מאייד העיבוי. , אך גם מנצל את החום באופן מלא. המסנן משתמש בעיקר במסנן להסרת שעווה, שמטרתו להסיר ביעילות את הפרפין בשמן המקרר כדי להפחית את האפשרות" סתימת שמן" במערכת.
בנוסף, המקרר בטמפרטורה נמוכה במיוחד יכול להיות מצויד גם בכמה אביזרים בהתאם לשימושים שונים, כגון מקליט טמפרטורה, שנוח להקלטה קבועה של פרמטרי הפעלה; מערכת גיבוי פחמן דו חמצני, המשמשת בנסיבות מיוחדות כדי להבטיח שהגז בסביבת האחסון יישאר במצב תקין; , מה שיכול להבטיח שהמדחס עובד כרגיל בלחץ נמוך.
כאשר הכוח מופעל, כאשר הלוח מראה שהטמפרטורה גבוהה מהטמפרטורה שנקבעה, המדחס בשלב הראשון מתחיל תחילה, ומערכת הקירור בשלב הראשון מתחילה לפעול, וגורמת לטמפרטורת המעבה של הקירור בשלב השני. מערכת לרדת, כלומר מערכת הקירור בשלב השני הטמפרטורה של נוזל הקירור יורדת. לאחר כמה דקות של עיכוב, מערכת הקירור בשלב השני מתחילה לפעול גם היא. המאייד שלו נמצא על הקיר הפנימי של המקרר, מה שיכול לגרום לטמפרטורה הפנימית של המקרר לרדת מאוד. המאייד של מערכת הקירור בשלב הראשון סופג, והחום שמשחרר המעבה בשלב הראשון מתפזר לאוויר.
כאשר הטמפרטורה הפנימית של המקרר מגיעה לטמפרטורה שנקבעה, ההתנגדות של בדיקת חישת הטמפרטורה מעבירה את המידע, ממסר הבקרה מנותק ומנותק ומערכת הקירור הדו-שלבית מפסיקה לפעול. כאשר הטמפרטורה במקרר עולה שוב ועולה על הטמפרטורה שנקבעה, המקרר חוזר שוב על תהליך הפעולה הנ"ל, כך שהטמפרטורה במקרר נשמרת תמיד בטמפרטורה שנקבעה.
במעבדת הביוכימיה והביולוגיה המולקולרית ניתן לרכוש מקררים מבוקרי טמפרטורה שונים בהתאם לתנאי ההקפאה, כגון -20 ° C, -40 ° C, -70 ° C, -85 ° C, -152 ° C וכו '. ביניהם, שני האחרונים הם מקפיאים בטמפרטורה נמוכה במיוחד, אשר פותחו בסוף המאה ה -20 לשימור קריוס ואחסון דגימות או תרופות ביולוגיות. הם נמצאים בשימוש נרחב במחקרים ביולוגיים, קליניים, רפואה ותעשייה.
ניתן להשתמש במקררים בטמפרטורה נמוכה במיוחד לאחסון תרופות, חיסונים, אנזימים, הורמונים, תאי גזע, טסיות דם, זרע, עור מושתל ודגימות שנלקחו מגוף האדם, בנקי זרעי צמחים, גדות שיבוט גנים, וכמה ביולוגי וכימי חשוב. ריאגנטים.
בניסויים של שיבוט מולקולרי, -70 ℃ מקררים בטמפרטורה נמוכה במיוחד נמצאים בשימוש נרחב לאחסון E. coli, תאים מוכשרים ומניות בקטריופאגים.
למקררים בטמפרטורה נמוכה במיוחד יש בדרך כלל פונקציית הבטחת פעולת ציוד מלאה יחסית. לדוגמה, פונקציית אזעקה בטמפרטורה גבוהה, הפסקת חשמל, פונקציית זיהוי סתימת מסננים, פונקציית סיוע קלט אוטומטית, מערכת אזעקת בטיחות לדוגמא, מיקרו עיבוד ומערכת בקרה אנלוגית, מערכת גיבוי פחמן דו חמצני ומערכת מקליט וכו '.
באופן כללי, כאשר בודקים את הביצועים של מקררים בטמפרטורה נמוכה במיוחד, טמפרטורת הקירור המינימלית, הגודל, מאפייני הצורה (אופקית או אנכית), רעש המדחס, משרעת הרטט, אחידות הטמפרטורה בארון, שיעור הכשל (במיוחד המדחס) וסוגי אביזרים אופציונליים נחשבים במלואם בשילוב עם דרישות השימוש שלהם וסידור החלל של המעבדה.
בעתיד, החשש העיקרי הוא האמינות של מקררים בטמפרטורה נמוכה במיוחד ותנאי האחסון שיכולים לעמוד בדגימות שונות, כולל טמפרטורה והרכב גז. בנוסף, על מנת לעמוד בדרישות הגבוהות יותר של חומרים ביולוגיים לאחידות הטמפרטורה, חלק מהחברות משתמשות בטבעות מתכת לקירור במדפי המקרר, או מעצבות את המדפים כחורים כדי לפתור את בעיית פיזור החום, להגדיל את מהירות ההקפאה ולהעלות את הטמפרטורה. . מִין.
בעתיד, עיצוב מקררים בטמפרטורה נמוכה במיוחד חייב להתחשב גם בדרישות לשימור אנרגיה והגנה על הסביבה, ויש להצטייד במערכת איתור סביבה. במקביל, חומרי ננו יהפכו בעתיד גם לחומרים מבטיחים בהכנת מקררים בטמפרטורה נמוכה במיוחד.
המטרה העיקרית של המקרר בטמפרטורה נמוכה: למחקר מדעי, שימור ציוד רפואי (פלזמה), מוצרים ביולוגיים (איברי אחסון, חיסונים, דגימות קרקע), מוצרי ים, רכיבים אלקטרוניים, חומרים כימיים וחומרים מיוחדים אחרים לטמפרטורה נמוכה ניסויים ואחסון וכו '. הוא משמש יותר בבתי חולים, אוניברסיטאות, יחידות מחקר ואחסון תעשייתי.
