专利名称：可调速定向冷冻系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种可调速定向冷冻系统。
背景技术：
在制备某些具有特殊微观结构的材料时，需要将材料以一定的速率浸入冷冻剂中进行定向冷冻处理，例如在制备一维取向多孔聚合物材料时，就需要将聚合物溶液以一定的速率缓慢浸入冷冻剂中，从而在溶液外部实现温度梯度环境，使得溶剂晶柱发生定向生长，形成一维取向晶柱结构。然而，由于大多数冷冻剂(如液氮等)在常温下都易于挥发，因此，如果仅以恒定的速率浸入，则在溶剂晶柱生长前锋难以形成稳定的温度梯度；另外，现有的定向冷冻操作都是以人工或者较为简单的设备来进行，仅能勉强实现恒定速率浸入，且速度精度差、操作可控性差、效率较低。显然，这些简单操作不适用于制备具有复杂微观结构的材料。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型提供了一种可调速定向冷冻系统，通过采用电机控制，能够实现对待冷冻物质的可调速定向冷冻，其可控性高，操作精度高，操作参数可自行设置，能够充分满足高精度定向冷冻的要求。 本实用新型的目的是提供一种可调速定向冷冻系统，所述可调速定向冷冻系统包括夹持单元、调速伸縮单元、控制单元和用于盛放冷冻剂的冷冻容器； 所述夹持单元包括夹臂和用于驱动夹臂开合的夹臂驱动电机，所述夹臂驱动电机与夹臂相连接； 所述调速伸縮单元包括调速电机和伸縮调节杆，所述伸縮调节杆的一端与调速电机的转动轴相连接，另一端与夹持单元相连接；[0007] 所述冷冻容器对应设置在夹臂的下方； 所述夹臂驱动电机和调速电机均与控制单元电连接并受其控制。 进一步，所述伸縮调节杆包括外套管和内螺纹杆，所述内螺纹杆上设置有精密外
螺纹，所述外套管内部设置有与内螺纹杆上的精密外螺纹配合的精密内螺纹，所述内螺纹
杆套设在外套管的内部且与外套管螺纹连接； 所述外套管的下端与夹持单元固定连接，所述内螺纹杆的上端与调速电机的转动轴固定连接； 进一步，所述可调速定向冷冻系统还包括夹持旋转电机，所述夹持旋转电机设置在夹持单元与调速伸縮单元之间，设置在夹持旋转电机下部的旋转轴与夹持单元的上部相连接，所述夹持旋转电机的上部与调速伸縮单元的下部相连接；[0012] 进一步，所述调速电机为高精度可控调速电机；[0013] 进一步，所述夹臂驱动电机上设置有人工操作开关； 进一步，所述控制单元包括PLC可编程控制器和与PLC可编程控制器相连接的微机装置，所述夹臂驱动电机和调速电机均与PLC可编程控制器电连接。[0015] 本实用新型的有益效果是 本实用新型采用电机驱动夹持单元对盛放有待冷冻物质的容器进行夹持，然后通过调速伸縮单元将待冷冻物质以设定好的速率逐渐浸入冷冻剂中，整个操作都是通过控制单元的设定自动完成，还能够根据试验的要求，实现分段速率或者变速浸入操作，整套系统设计合理，操作简便，可控性好，同步精度高。 本实用新型的其他优点、目标，和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书和权利要求书来实现和获得。
为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用
新型作进一步的详细描述，其中 图1为本实用新型结构示意图； 图2为伸縮调节杆的结构示意图； 图3为本实用新型的控制连接示意图。
具体实施方式以下将参照附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例仅为了说明本实用新型，而不是为了限制本实用新型的保护范围。 本实用新型的可调速定向冷冻系统，包括夹持单元1、调速伸縮单元2、控制单元3和用于盛放冷冻剂的冷冻容器4 ;冷冻容器对应设置在夹的夹持单元1下方；[0024] 如图1所示，其中，夹持单元1包括夹臂11和用于驱动夹臂开合的夹臂驱动电机12，夹臂驱动电机12与夹臂11相连接； 调速伸縮单元2包括调速电机21和伸縮调节杆22，伸縮调节杆22的一端与调速电机21的转动轴相连接，另一端与夹持单元1相连接； 伸縮调节杆22包括外套管223和内螺纹杆224，内螺纹杆224上设置有精密外螺纹，外套管223内部设置有与内螺纹杆224上的精密外螺纹配合的精密内螺纹，内螺纹杆224套设在外套管223的内部且与外套管223螺纹连接； 外套管223的下端与夹持单元1固定连接，内螺纹杆224的上端与调速电机21的转动轴固定连接。 为了保证调速的精确性，调速电机21采用高精度可控调速电机。 为了满足人工操作夹持试验管的需要，在夹臂驱动电机12上设置有人工操作开
关，只要拨动该开关，就可以实现试验管的人工拿取或将试验管夹持在夹臂上。 控制单元3包括PLC可编程控制器31和与PLC可编程控制器31相连接的微机装
置32，如图3所示，夹臂驱动电机12和调速电机21均与控制单元3电连接并受其控制。 本实用新型在使用时，通过微机装置和PLC可编程控制器组成的控制单元来对整
机的运行进行控制，实验人员根据需要，预先通过微机装置的人机交互界面向PLC可编程控制器写入相关的参数，在将待冷冻物质的试验管夹持到夹持单元上以后，由PLC可编程控制器控制调速伸縮单元的运作，使试验管按照设定的参数在一定的时间内依照程序设定的速率(非匀速)浸入到冷冻剂中，完成冷冻工作。[0032] 实施例二 如图4所示，实施例二与实施例一的不同之处在于，在在夹持单元1与调速伸縮单
元3之间设置了夹持旋转电机5，夹持旋转电机5的旋转轴与夹持单元1的上部相连接，夹
持旋转电机5的上部与调速伸縮单元3的下部相连接。夹持旋转电机5通过控制单元3进
行控制，可以带动试验管和夹持单元1进行旋转，满足某些试验的特殊需要。 最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参
照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本
实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应
涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
权利要求可调速定向冷冻系统，其特征在于所述可调速定向冷冻系统包括夹持单元、调速伸缩单元、控制单元和用于盛放冷冻剂的冷冻容器；所述夹持单元包括夹臂和用于驱动夹臂开合的夹臂驱动电机，所述夹臂驱动电机与夹臂相连接；所述调速伸缩单元包括调速电机和伸缩调节杆，所述伸缩调节杆的一端与调速电机的转动轴相连接，另一端与夹持单元相连接；所述冷冻容器对应设置在夹臂的下方；所述夹臂驱动电机和调速电机均与控制单元电连接。
2. 根据权利要求1所述的可调速定向冷冻系统，其特征在于所述伸縮调节杆包括外套管和内螺纹杆，所述内螺纹杆上设置有精密外螺纹，所述外套管内部设置有与内螺纹杆上的精密外螺纹配合的精密内螺纹，所述内螺纹杆套设在外套管的内部且与外套管螺纹连接；所述外套管的下端与夹持单元固定连接，所述内螺纹杆的上端与调速电机的转动轴固定连接。
3. 根据权利要求2所述的可调速定向冷冻系统，其特征在于所述可调速定向冷冻系统还包括夹持旋转电机，所述夹持旋转电机设置在夹持单元与调速伸縮单元之间，设置在夹持旋转电机下部的旋转轴与夹持单元的上部相连接，所述夹持旋转电机的上部与调速伸縮单元的下部相连接。
4. 根据权利要求3所述的可调速定向冷冻系统，其特征在于所述调速电机为高精度可控调速电机。
5. 根据权利要求4所述的可调速定向冷冻系统，其特征在于所述夹臂驱动电机上设置有人工操作开关。
6. 根据权利要求5所述的可调速定向冷冻系统，其特征在于所述控制单元包括PLC可编程控制器和与PLC可编程控制器相连接的微机装置，所述夹臂驱动电机和调速电机均与PLC可编程控制器电连接。
专利摘要本实用新型公开了一种可调速定向冷冻系统，包括夹持单元、调速伸缩单元、控制单元和用于盛放冷冻剂的冷冻容器；夹持单元包括夹臂和用于驱动夹臂开合的夹臂驱动电机，夹臂驱动电机与夹臂相连接；调速伸缩单元包括调速电机和伸缩调节杆，伸缩调节杆的一端与调速电机的转动轴相连接，另一端与夹持单元相连接；冷冻容器对应设置在夹臂的下方；夹臂驱动电机和调速电机均与控制单元电连接，本实用新型可以通过调速伸缩单元将待冷冻物质以设定好的速率逐渐浸入冷冻剂中，整个操作都是通过控制单元的设定自动完成，整套系统设计合理，操作简便，可控性好，同步精度高。
文档编号F25D29/00GK201463438SQ200920128689
公开日2010年5月12日 申请日期2009年8月31日 优先权日2009年8月31日
发明者刘小林, 刘罡, 叶淑英, 李天明, 许向彬 申请人:煤炭科学研究总院重庆研究院