导热块的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种导热块，其特征在于：所述导热块由两部件构成，第一部件为导热柱，所述导热柱由导热率高的材料制成的柱型结构，所述导热柱柱体一端面为一平面，所述平面与热源平面相接，所述导热柱柱体的另外一端带有圆锥形或圆柱形孔，所述圆锥孔或圆柱孔的表面与反应试管的外面相配合，第二部件为一个热传导率低的材料制成的框架机构，所述框架结构有一个或多个通孔，所述导热柱能被置于所述框架机构的所述通孔中。该发明减少安全隐患，降低热容量，降低能量损失，降低制造成本。
【专利说明】导热块
【技术领域】
[0001]本发明涉及导热技术，尤其涉及一种复合材料导热块。
【背景技术】
[0002]在实验室里几乎进行所有生物化学反应都需要在特定的温度下进行。为了保持反应所需的特定的温度，常规是将反应溶液置于反应试管里进行的。为了维持反应所需的温度，需要将试管置于一个恒温控制的有加热或者降温能力的设备，常见的这种恒温控制设备有恒温烘箱，恒温水浴锅，干式金属浴等。由于用干式金属浴操作比较清洁，不易污染试管，占地小，干式金属浴会逐步替代其它恒温设备。由于反应试管一般是圆柱或圆锥形，而现有技术中金属浴上的热源是一平面机构，为了保证良好的热传导，试管与平面形的热源之间由一个金属块来传导热，(见图1，2)，金属块底部为一平面，此平面用以与热源紧密配合，金属块上部有与试管外形相配合的柱型孔或锥形孔，这些孔一般为盲孔。金属材质最常用的是铝合金。
[0003]金属块的主要加工过程是:首先将金属原料切割成比成品稍大的块，然后用铣床将其切削成形。用金属块作为导热块的缺点为:
[0004]1.将试管置入金属块或从金属块中移除时使用者很容易触及金属块表面，当金属块温度很高或者很低时，可能会对使用者造成不适感，甚至可能对使用者造成灼伤或冻伤伤害。
[0005]2.金属块表面会损失热能到周围的环境中。
[0006]3.当重新设置温度时，金属块热容量会延缓其达到指定温度的速度。这在热源功率低的情况下更为明显。
[0007]4.制作成本较高，这是因为金属本身成本高，多道加工工序的制做成本也高。
[0008]5.金属块很重，如果使用铜或者银作为材料，重量更大。
【发明内容】
[0009]本发明创造要解决的问题，减少安全隐患，降低能量损失，降低热容量，降低制造成本。
[0010]针对现有技术存在的不足，为解决用金属块作为导热块的诸多缺点和问题，本发明提供一种复合材料导热块。该方案可以达到减少安全隐患、降低热惯性、降低能量损失、降低制造成本的目的。
[0011]本发明的技术方案为:
[0012]一种导热块，所述导热块由两部件构成，第一部件为导热柱，所述导热柱由导热率高的材料制成的柱形结构，所述导热柱柱体一端面为一平面，所述平面与热源平面相接，所述导热柱柱体的另外一端带有圆锥形或圆柱形孔，所述圆锥孔或圆柱孔的表面反应试管的外面相配合，第二部件为一个热传导率低的材料制成的框架机构，所述框架结构有一个或多个通孔，所述导热柱能被置于所述框架机构的所述通孔中。[0013]在所述的导热块里，所述框架结构由橡胶材料如丁氰橡皮、硅橡胶或塑料等组成。
[0014]在所述的导热块里，所述导热块内有空气空间，所述空气空间是气泡或者是隔层。
[0015]在所述的导热块里，所述的导热块由一个或一个以上导热柱组成。
[0016]在所述的导热块里，所述导热柱由铝、铜、银以及由金刚石、碳纤维、石墨、陶瓷组成的复合材料组成。
[0017]在所述的导热块里，所述导热柱内有中空的结构，在所述中空的结构里被充满液体或液气混合物。
[0018]在所述的导热块里，所述导热柱还有导电的作用。
[0019]在所述的导热块里，所述导热柱的外边是圆柱形的，其外直径为试管直径的1.1倍到3倍。
[0020]在所述的导热块里，所述导热柱呈四边型或多边形的柱形，其周长为试管周长的
1.1倍到3倍。
[0021]在所述的导热块里，所述导热柱与所述框架结构的固定可以是粘合、摩擦、紧密配合、压力紧夹、或利用螺丝或卡口结构。
[0022]本发明有以下有益效果:
[0023]1.本发明中外包在导热柱材料是热导率很低的硅橡胶或其它有机材料，导热率只有铝、铜、银的约百分之一，所以可以保温，减少能量损失。
[0024]2.由于框架结构由导热率低，并且热容也低的材料填充，改变热源设置温度后，很少量的热能传导到框架结构。导热柱跟随变化的速度比全金属导热块快。这在热源功率低的情况下更为明显。
[0025]3.保护使用者。即使使用者接触框架，由于导热率低，热容低，造成使用者皮肤温度改变量也低，不易出现伤害或不适感。
[0026]4.减轻重量。这是由于框架材料的比重为小于金属材料。
[0027]5.以相对廉价的材料替代相对昂贵的金属材料的消耗可以降低整体成本。
[0028]6.加工工艺合理。以注塑、压注等成型工艺和自动数控车削等低成本的工艺替代金属整体加工工艺，可以降低整体成本。
[0029]7.机动组装。使用者可以根具需要部份或全部更换导热柱。这种需要可以是为了配合不同种类的试管。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]图1是导热用的金属块主视图。
[0031]图2是导热用的金属块俯视图。
[0032]图3为带有试管的金属块。
[0033]图4是导热柱和试管示意图。
[0034]图5是导热柱和框架的主视图。
[0035]图6是导热柱和框架的俯视图。
[0036]图7是实例I中的导热柱和框架示意图。
[0037]图8是实例I中复合材料导热块整体的主视图。
[0038]图9是实施例2中的导热柱柱形孔和试管。[0039]图10是实例2中的导热柱锥形孔和试管。
[0040]图11是实例2中导热块带有试管放置于热源上的侧视图。
[0041]其中:1、金属块2、放置试管的孔3、金属块底面位置4、柱形试管5、导热柱
6、导热柱底面7、导热柱上的孔8、框架9、框架上插入导热柱的通孔10、金属浴热源
11、带法兰边的导热柱柱形孔12、带法兰边的导热柱锥形孔13、锥底形试管
【具体实施方式】
[0042]下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
[0043]实施方式1:一种导热块I，所述导热块I由两部件构成，第一部件为导热柱5,所述导热柱5由导热率高的材料制成的柱形结构，所述导热柱柱体一端面为一平面，所述平面与热源平面相接，所述导热柱柱体的另外一端带有圆锥形或圆柱形孔7，所述圆锥孔或圆柱孔的表面与试管的外面相配合，第二部件为一个热传导率低的材料制成的框架机构，所述框架结构有一个或多个通孔，所述导热柱能被置于所述框架机构的所述通孔中。
[0044]此实施方式的框架用实心硅橡胶材料，经常规模压硫化工艺制做。导热柱为铝合金经车削加工制做。将导热柱置于框架的安装孔中。导热柱与框架孔内壁可以用少量单组份室温硫化硅橡胶粘合固定。
[0045]导热柱可以用机械切削方法，比如车削来制作。也可以铸造、锻压、电蚀、电沉积、三维打印等方法制作。
[0046]低导热的框架可以用注塑，压注，冲压，机械切削，三维打印等方法制做。
[0047]各个导热柱的底面在接近于同一平面。导热柱与框架的固定可以是粘合、摩擦、紧密配合、压力紧夹、或利用螺丝或卡口结构。
[0048]实施方式2:导热柱带有法兰边。框架用硅橡胶材料，经常规模压硫化工艺制做。导热柱为铝合金经车削加工制做。导热柱的法兰边直径略大于自然状况下框架的安装孔的直径。安装导热柱时，框架安装孔的内壁受到导热柱法兰边的径向力，其直径被加大，从而使导热柱能穿入导热孔。导热柱穿入后，安装孔的直径回到自然状况，导热柱法兰边起到固定导热柱于框架安装孔的作用。实施方式2有两种导热柱，其差别在于盲孔的形状。一种为柱形，另一种为锥底型，分别用以配合柱形和锥底型的试管。图11显示将柱形和锥底型盲孔的导热柱混合安置于框架中。使用者可根据需要选择这两种导热柱的比例。此实施方式中复合材料导热块比全铝合金金属块的重量少约168克。热性能方面的优点的分析与实施方式I相似。
[0049]虽然说明书中对本发明的实施方式进行了说明，但这些实施方式只是作为提示，不应限定本发明的保护范围。在不脱离本发明宗旨的范围内进行各种省略、置换和变更均应包含在本发明的保护范围内。
【权利要求】
1.一种导热块，其特征在于:所述导热块由两部件构成，第一部件为导热柱，所述导热柱由导热率高的材料制成的柱型结构，所述导热柱柱体一端面为一平面，所述平面与热源平面相接，所述导热柱柱体的另外一端带有圆锥形或圆柱形孔，所述圆锥孔或圆柱孔的表面与反应试管的外面相配合，第二部件为一个热传导率低的材料制成的框架机构，所述框架结构有一个或多个通孔，所述导热柱能被置于所述框架机构的所述通孔中。
2.如权利要求1所述的导热块，其特征在于:所述框架结构由橡胶材料如丁腈橡胶、硅橡胶或塑料等组成。
3.如权利要求2所述的导热块，其特征在于:所述导热块内有空气空间，所述空气空间是气泡或者是隔层。
4.如权利要求1所述的导热块，其特征在于:所述的导热块由一个或一个以上导热柱组成。
5.如权利要求1所述的导热块，其特征在于:在所述的导热块里，所述导热柱由铝、铜、银以及由金刚石、碳纤维、石墨、陶瓷组成的复合材料组成。
6.如权利要求1所述的导热块，其特征在于:在所述的导热块里的所述导热柱内有中空的结构，在所述中空的结构里被充满液体或液气混合物。
7.如权利要求1所述的导热块，其特征在于:在所述的导热块里，所述导热柱还有导电的作用。
8.如权利要求1所述的导热块，其特征在于:在所述的导热块里，所述导热柱的外边是圆柱形的，其外直径为试管直径的1.1倍到3倍。
9.如权利要求1所述的导热块，其特征在于:在所述的导热块里，所述导热柱呈四边型或多边形的柱形，其周长为试管周长的1.1倍到3倍。
10.如权利要求1所述的导热块，其特征在于:所述导热柱与所述框架结构的固定可以是粘合、摩擦、紧密配合、压力紧夹、或利用螺丝或卡口结构。
【文档编号】H01B5/00GK103447109SQ201210174540
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2012年5月31日 优先权日:2012年5月31日
【发明者】易春, 刘树谟 申请人:易春, 刘树谟