專利名稱：半導(dǎo)體制冷/熱運(yùn)血箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種供血裝備，特別涉及一種用于儲存、運(yùn)輸血液的自動溫控運(yùn)血箱。
國外對供血裝備的研究和應(yīng)用起步較早，發(fā)展較快，已在80年代研制和裝備了電控型運(yùn)血箱。比較典型的輕便型血液冷藏箱采用壓縮機(jī)制冷技術(shù)，箱內(nèi)溫度可通過面板設(shè)定進(jìn)行控制，可實(shí)現(xiàn)交、直流兩用，容積45升，凈重50公斤，內(nèi)外殼分別用0.5毫米和1毫米不銹鋼薄鋼板折壓而成，保溫材料為100毫米厚的聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料，斷電后環(huán)境溫度為25℃時(shí)，箱內(nèi)溫度可維持2～8℃達(dá)8小時(shí)左右。但該箱不具備制熱功能，且體大、笨重，不適宜野戰(zhàn)條件下使用。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取以下設(shè)計(jì)方案本實(shí)用新型提供的一種半導(dǎo)體制冷/熱運(yùn)血箱，由箱體、箱蓋、一側(cè)護(hù)罩組成，所述箱體內(nèi)部和側(cè)護(hù)罩側(cè)面開口處嵌裝有半導(dǎo)體制冷/熱的溫度監(jiān)測與控制裝置。
上述的半導(dǎo)體制冷/熱運(yùn)血箱，所述箱體內(nèi)部側(cè)面開口處嵌裝半導(dǎo)體制冷/熱組件，箱體外部側(cè)面裝有電氣組件支架，電氣組件支架上裝有開關(guān)電源、外軸流風(fēng)機(jī)、充電電池和控制板。
上述的半導(dǎo)體制冷/熱運(yùn)血箱，所述溫度監(jiān)測與控制裝置由控制板、箱體內(nèi)壁后部安裝的數(shù)字溫度傳感器、半導(dǎo)體制冷/熱組件、外軸流風(fēng)機(jī)、充電電池和開關(guān)電源組成。
上述的半導(dǎo)體制冷/熱運(yùn)血箱，所述側(cè)護(hù)罩上面凹窩處裝有面板，面板由觸摸鍵和指示燈組成，側(cè)護(hù)罩正面有圓形排風(fēng)口、條形進(jìn)風(fēng)口和裝有交流、直流兩用電源輸入插座。
上述的半導(dǎo)體制冷/熱運(yùn)血箱，所述箱體和箱蓋為中空件，中間設(shè)保溫層。
上述的半導(dǎo)體制冷/熱運(yùn)血箱，所述箱體外部底面和箱蓋上面制作有互相配合的防滑凹凸溝槽。
上述的半導(dǎo)體制冷/熱運(yùn)血箱，其特征在于所述箱蓋底面環(huán)狀凹窗里嵌入充氣橡膠密封圈，箱蓋與箱體[1]接觸面設(shè)成凹凸結(jié)構(gòu)。
上述的半導(dǎo)體制冷/熱運(yùn)血箱，其特征在于所述箱體內(nèi)部底面和四個(gè)側(cè)面設(shè)有空氣流通溝槽。
上述的半導(dǎo)體制冷/熱運(yùn)血箱，其特征在于所述箱體一側(cè)面和側(cè)護(hù)罩側(cè)面凹窗處裝有可自動定位防腐蝕處理的金屬提把，箱體與箱蓋用經(jīng)過防腐蝕處理的金屬鏈、金屬鉸鏈、自鎖式扣鏈聯(lián)接、鎖緊、開箱蓋限位聯(lián)接，箱體與側(cè)護(hù)罩用四個(gè)螺栓連接。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是電氣裝置，采用半導(dǎo)體制冷/熱技術(shù)和單片機(jī)技術(shù)，具有制冷、制熱、溫度監(jiān)測、聲光報(bào)警等功能，且電氣裝置結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕；采用電控式，保溫時(shí)間長；采用多級溫控方式，箱內(nèi)溫度波動小，保溫效果好；采用直接數(shù)字化測溫技術(shù)，溫度測控精度高，抗干擾能力強(qiáng)。在箱體設(shè)計(jì)上，箱主體與箱蓋結(jié)合部采用凹凸結(jié)構(gòu)，增加氣阻，密封性好；箱內(nèi)底部及四個(gè)側(cè)壁設(shè)有通風(fēng)槽，在內(nèi)軸流風(fēng)機(jī)的作用下，熱傳導(dǎo)速度快；箱體采用回轉(zhuǎn)成形加工工藝，成本低；電氣裝置鑲嵌在箱體中，整體性好，抗振性強(qiáng)，裝卸、搬運(yùn)方便，且適合于火車、汽車、船舶、飛機(jī)運(yùn)輸；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊湊，外形美觀大方。本實(shí)用新型可在交流或直流供電條件下使用，適宜汽車運(yùn)輸途中和野戰(zhàn)條件下使用。
圖7為本實(shí)用新型溫控電路原理結(jié)構(gòu)框圖；圖8為本實(shí)用新型溫控電路圖。
箱結(jié)構(gòu)體部分由箱體1、箱蓋2、側(cè)護(hù)罩3構(gòu)成，呈長方形，為上開蓋式，箱體1與箱蓋2用金屬鉸鏈17連接，扣鏈(自鎖式)18鎖緊；側(cè)護(hù)罩3與箱體1用四個(gè)螺栓聯(lián)接；箱內(nèi)裝有兩個(gè)金屬網(wǎng)框19，便于血袋裝箱。
為便于空氣流通，使箱內(nèi)溫度均衡，除在箱體1右側(cè)采用風(fēng)扇6強(qiáng)迫通風(fēng)外，箱體四周及底部設(shè)計(jì)有氣流槽20，如圖6所示。為增加強(qiáng)度和運(yùn)輸，碼放的安全穩(wěn)定性，箱蓋2上表面和箱體1下表面設(shè)計(jì)為凹凸式結(jié)構(gòu)，如圖4所示。
箱蓋2與箱體1接觸面四周設(shè)計(jì)成凹凸形狀，以增加氣阻，減少箱內(nèi)熱量或冷量的散失，同時(shí)起到一定的定位作用；相應(yīng)處設(shè)計(jì)有環(huán)狀凹窩，嵌入空氣橡膠圈14，進(jìn)一步增加密封性，如


圖1所示。
箱體1與電氣裝置(溫控及制冷芯片)采用側(cè)面嵌入式結(jié)構(gòu)，以達(dá)到整體結(jié)構(gòu)的型式。外面包有側(cè)護(hù)罩3，起到保護(hù)作用，如圖2所示。
電氣裝置由控制板12、電源板5、半導(dǎo)體制冷/熱組件4、內(nèi)軸流風(fēng)機(jī)、外軸流風(fēng)機(jī)6、溫度傳感器13、充電電池7等組成，半導(dǎo)體制冷/熱組件4是通過導(dǎo)熱硅膠和螺絲將內(nèi)散熱器、半導(dǎo)體制冷/熱芯片、金屬導(dǎo)熱塊、外散熱器等連接成一個(gè)整體，然后固定在箱體1右側(cè)的開口槽中；內(nèi)軸流風(fēng)機(jī)通過內(nèi)風(fēng)機(jī)罩固定在半導(dǎo)體制冷/熱組件的內(nèi)散熱器上；溫度傳感器13設(shè)在箱體1內(nèi)側(cè)壁上通過3芯護(hù)套線與控制板12相連；控制板12、電源板5、外軸流風(fēng)機(jī)6和充電電池7裝在電路支架8上，支架8固定在箱體1右側(cè)外部，然后由側(cè)護(hù)罩3罩上。當(dāng)無電源供電時(shí)，支架8上安裝的充電電池7可供電監(jiān)測箱內(nèi)溫度范圍。
本實(shí)用新型在電氣裝置設(shè)計(jì)上，采用半導(dǎo)體制冷/熱技術(shù)和單片機(jī)技術(shù)，具有制冷、制熱、溫度監(jiān)測、聲光報(bào)警等功能。
具體說來，電氣裝置由單片機(jī)控制電路、溫度檢測電路、溫度控制電路、供電電路等組成。其電路原理結(jié)構(gòu)框圖參見附圖7。電路原理參見附圖8。
其工作原理為當(dāng)接通電源時(shí)，數(shù)字化溫度傳感器連續(xù)測取箱內(nèi)溫度值，進(jìn)行數(shù)字量化后，以二進(jìn)制數(shù)的形式存儲在其內(nèi)部寄存器中。單片機(jī)可選用MCS-51系列、PIC16C系列、MC68HC系列、80C系列，根據(jù)預(yù)先編好的程序要求，每隔一定時(shí)間從溫度傳感器中將數(shù)據(jù)讀入數(shù)據(jù)存儲器中，然后對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并與溫度設(shè)定值進(jìn)行比較，溫度傳感器可以選用TMP03、MAX6504、DS18B20、AD7416數(shù)字化溫度傳感器。當(dāng)箱內(nèi)溫度高于設(shè)定的上限值時(shí)，單片機(jī)向橋式轉(zhuǎn)換電路Q4、Q5、JK3、JK4發(fā)出制冷指令，橋式轉(zhuǎn)換電路使制冷器件TECI1、TEC12通過正向電流，產(chǎn)生制冷；當(dāng)箱內(nèi)溫度低于設(shè)定的下限值時(shí)，單片機(jī)向橋式轉(zhuǎn)換電路發(fā)出制熱指令，橋式轉(zhuǎn)換電路使制冷器件通過反向電流，產(chǎn)生制熱。由此保證箱內(nèi)溫度控制在設(shè)定范圍之內(nèi)。
本實(shí)用新型工作時(shí)，電源指示燈亮，運(yùn)血箱處于溫度監(jiān)測與控制狀態(tài)。
當(dāng)箱內(nèi)溫度高于6℃時(shí)，超上限指示燈亮，運(yùn)血箱處于制冷狀態(tài)，制冷/熱組件及內(nèi)外風(fēng)扇工作，此時(shí)，溫度應(yīng)在逐步下降，直至4℃左右，制冷組件及內(nèi)外風(fēng)扇停止工作。
當(dāng)箱內(nèi)溫度低于4℃時(shí)，超下限指示燈亮，運(yùn)血箱處于制熱狀態(tài)。制冷/熱組件及內(nèi)外風(fēng)扇工作，當(dāng)箱內(nèi)溫度處于4℃～6℃時(shí)，溫度正常指示燈亮，運(yùn)血箱處于溫度監(jiān)測狀態(tài)，制冷/熱組件及內(nèi)外風(fēng)扇停止工作。
外接220V/50Hz交流電時(shí)，當(dāng)電氣裝置處于強(qiáng)制冷或強(qiáng)制熱狀態(tài)下，制冷/熱組件為兩組同時(shí)工作；當(dāng)電氣裝置處于弱制冷或弱制熱狀態(tài)下，制冷組件為單組工作。
外接12V直流電時(shí)，無論電氣裝置處于強(qiáng)制冷或強(qiáng)制熱狀態(tài)下，還是處于弱制冷或弱制熱狀態(tài)下，制冷/熱組件都為單組工作。
本實(shí)用新型提供的運(yùn)血箱，采用上述多級溫度控制方式，當(dāng)箱內(nèi)溫度進(jìn)入2℃～8℃時(shí)，降低半導(dǎo)體制冷/熱器件的工作電壓，使運(yùn)血箱從強(qiáng)制冷/熱狀態(tài)變?yōu)榇螐?qiáng)制冷/熱狀態(tài)；當(dāng)箱內(nèi)溫度降至6℃或升至4℃時(shí)，再進(jìn)一步降低半導(dǎo)體制冷/熱器件的工作電壓，使運(yùn)血箱從次強(qiáng)制冷/熱狀態(tài)變?yōu)槿踔评?熱狀態(tài)；在降溫過程中當(dāng)箱內(nèi)溫度降至4℃時(shí)，或在升溫過程中當(dāng)箱內(nèi)溫度升至6℃時(shí)，使半導(dǎo)體制冷/熱器件停止工作。其優(yōu)點(diǎn)是進(jìn)可能減少半導(dǎo)體制冷/熱器件在停機(jī)期間作為熱傳導(dǎo)體的時(shí)間，提高保溫性能，同時(shí)減小溫度波動幅度和周期，提高保溫效果。
本實(shí)用新型使用的半導(dǎo)體制冷/熱組件4，包含兩個(gè)制冷塊、內(nèi)散熱器、外散熱器和內(nèi)軸流風(fēng)扇，所用部件均可以從市場購得。兩個(gè)制冷塊用導(dǎo)熱膠和螺釘固定在內(nèi)、外散熱器之間。半導(dǎo)體致冷/熱組件4中的散熱板為紫銅材質(zhì)。
本實(shí)用新型安裝時(shí)，制冷/熱組件4固定于箱體1右側(cè)面窗口；控制板12、電源5、內(nèi)部電池7等固定在支架8上，支架8固定在箱體1上，指示燈板固定在側(cè)護(hù)罩3內(nèi)上側(cè)，面板10固定在側(cè)護(hù)罩3外部上側(cè)。側(cè)護(hù)罩3通過螺釘固定在箱體1上。箱蓋2通過鉸鏈17與箱體1連接在一起。
本實(shí)用新型電氣裝置結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕；采用電控式，保溫時(shí)間長；采用多級溫控方式，箱內(nèi)溫度波動小，保溫效果好；采用直接數(shù)字化測溫技術(shù)，溫度測控精度高，抗干擾能力強(qiáng)。在箱體設(shè)計(jì)上，箱主體與箱蓋結(jié)合部采用凹凸結(jié)構(gòu)，增加氣阻，密封性好；箱內(nèi)底部及四個(gè)側(cè)壁設(shè)有通風(fēng)槽，在內(nèi)軸流風(fēng)機(jī)的作用下，熱傳導(dǎo)速度快；箱體采用回轉(zhuǎn)成形加工工藝，成本低；電氣裝置鑲嵌在箱體中，整體性好，抗振性強(qiáng)，裝卸、搬運(yùn)方便，且適合于火車、汽車、船舶、飛機(jī)運(yùn)輸；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊湊，外形美觀大方。本實(shí)用新型可在交流或直流供電條件下使用，適宜汽車運(yùn)輸途中和野戰(zhàn)條件下使用。
運(yùn)血箱用于野戰(zhàn)條件下血液、血液制品或其它生物制品的貯存和運(yùn)輸，也可用于平時(shí)血液、血液制品、其它生物制品或食品的貯存和運(yùn)輸。
本實(shí)用新型適應(yīng)性指標(biāo)1、溫度工作時(shí)，-25℃～40℃；存貯時(shí)，-40℃～40℃。
2、相對濕度≤95％(25℃)。
3、砂塵能抵抗我國戈壁沙漠地區(qū)可能受到的砂塵吹襲。
4、淋雨6mm/min。
5、日曬能適應(yīng)我國高原地區(qū)所受到的日曬。
6、鹽霧能抵抗我國沿海地區(qū)的鹽霧腐蝕。
7、海拔高度額定≯3000m；最大≯4500m(允許因海拔高度增加引起散熱功能下降而導(dǎo)致作業(yè)能力降低)。
8、連續(xù)工作時(shí)間≮500h。
9、裝載運(yùn)輸能適于汽車、火車、飛機(jī)和船舶運(yùn)輸。
本實(shí)用新型特點(diǎn)體積小、質(zhì)量輕、抗振性好1、由于采用半導(dǎo)體制冷技術(shù)，制冷與加熱功能可由同一套電氣裝置完成，因此該裝備具有體積小、重量輕的特點(diǎn)，便于攜帶。
2、半導(dǎo)體制冷式運(yùn)血箱與壓縮機(jī)制冷式運(yùn)血箱比較，箱體不怕傾斜，抗振性好。
3、箱體加工工藝采用回轉(zhuǎn)成形技術(shù)，其整體結(jié)構(gòu)性好，抗振性強(qiáng)。使用簡單本裝備使用簡單，只需接通電源，即可制冷(環(huán)境溫度高于6℃)或加熱(環(huán)境溫度低于4℃)。保溫性能好1、建立多級溫控方式，減小箱內(nèi)溫度的波動，提高保溫性能。
2、采用硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料作為隔熱材料，保溫效果好。
3、箱體與箱蓋接觸面四周設(shè)計(jì)成凹凸形狀，以增加氣阻，減少箱內(nèi)熱量或冷量的散失；在箱體與箱蓋接觸面的凹槽處，嵌入橡膠圈，進(jìn)一步增加密封性。功能強(qiáng)由于選用高性能價(jià)格比的PIC系列單片機(jī)，可實(shí)現(xiàn)溫度的自動控制、實(shí)時(shí)監(jiān)測、超極限報(bào)警等功能。
權(quán)利要求1.一種半導(dǎo)體制冷/熱運(yùn)血箱，由箱體[1]、箱蓋[2]、一側(cè)護(hù)罩[3]組成，其特征在于所述箱體[1]內(nèi)部和側(cè)護(hù)罩[3]側(cè)面開口處嵌裝有半導(dǎo)體制冷/熱的溫度監(jiān)測與控制裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體制冷/熱運(yùn)血箱，其特征在于所述箱體[1]內(nèi)部側(cè)面開口處嵌裝半導(dǎo)體制冷/熱組件[4]，箱體[1]外部側(cè)面裝有電氣組件支架[8]，電氣組件支架[8]上裝有開關(guān)電源[5]、外軸流風(fēng)機(jī)[6]、充電電池[7]和控制板[12]。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體制冷/熱運(yùn)血箱，其特征在于所述溫度監(jiān)測與控制裝置由控制板[12]、箱體[1]內(nèi)壁后部安裝的數(shù)字溫度傳感器[13]、半導(dǎo)體制冷/熱組件[4]、外軸流風(fēng)機(jī)[6]、充電電池[7]和開關(guān)電源[5]組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一所述的半導(dǎo)體制冷/熱運(yùn)血箱，其特征在于所述側(cè)護(hù)罩[3]上面凹窩處裝有面板[10]，面板由觸摸鍵和指示燈組成，側(cè)護(hù)罩[3]正面有圓形排風(fēng)口、條形進(jìn)風(fēng)口和裝有交流、直流兩用電源輸入插座[11]。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一所述的半導(dǎo)體制冷/熱運(yùn)血箱，其特征在于所述箱體[1]和箱蓋[2]為中空件，中間設(shè)保溫層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一所述的半導(dǎo)體制冷/熱運(yùn)血箱，其特征在于所述箱體[1]外部底面和箱蓋[2]上面制作有互相配合的防滑凹凸溝槽[9]。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一所述的半導(dǎo)體制冷/熱運(yùn)血箱，其特征在于所述箱蓋[2]底面環(huán)狀凹窗里嵌入充氣橡膠密封圈[14]，箱蓋[2]與箱體[1]接觸面設(shè)成凹凸結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一所述的半導(dǎo)體制冷/熱運(yùn)血箱，其特征在于所述箱體[1]內(nèi)部底面和四個(gè)側(cè)面設(shè)有空氣流通溝槽。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一所述的半導(dǎo)體制冷/熱運(yùn)血箱，其特征在于所述箱體[1]一側(cè)面和側(cè)護(hù)罩[3]側(cè)面凹窗處裝有可自動定位防腐蝕處理的金屬提把[15]，箱體[1]與箱蓋[2]用經(jīng)過防腐蝕處理的金屬鏈[16]、金屬鉸鏈[17]、自鎖式扣鏈[18]聯(lián)接、鎖緊、開箱蓋限位聯(lián)接，箱體[1]與側(cè)護(hù)罩[3]用四個(gè)螺栓連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于儲存運(yùn)輸血液的自動溫控運(yùn)血箱。該箱由箱體、箱蓋、側(cè)護(hù)罩以及安裝在箱體內(nèi)部的半導(dǎo)體制冷/熱組件及電子溫控裝置組成。由交流220V/50Hz或直流12V供電，當(dāng)外界環(huán)境溫度在－25℃～40℃左右時(shí)，箱內(nèi)溫度可控制在4℃～6℃之間。該運(yùn)血箱結(jié)構(gòu)緊湊，外觀美觀大方，不僅具有制冷/熱功能，同時(shí)還具有溫度監(jiān)測和聲光報(bào)警功能，適于運(yùn)送儲存血液、血液制品、藥品及生物制品等。
文檔編號A61J1/05GK2528439SQ0220904
公開日2003年1月1日 申請日期2002年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月26日
發(fā)明者吳太虎, 石梅生, 劉恩貴, 王南林, 劉洋, 陳鋒, 羅金暉 申請人:中國人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院衛(wèi)生裝備研究所