專利名稱：半導(dǎo)體制冷/熱運血箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種供血裝備，特別涉及一種用于儲存、運輸血液的自動溫控運血箱。
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血箱。比較典型的輕便型血液冷藏箱采用壓縮機制冷技術(shù)，箱內(nèi)溫度可通過面板設(shè)定進行控制，可實現(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，箱內(nèi)溫度可維持2～8℃達8小時左右。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。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取以下設(shè)計方案本實用新型提供的一種半導(dǎo)體制冷/熱運血箱，由箱體、箱蓋、一側(cè)護罩組成，所述箱體內(nèi)部和側(cè)護罩側(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、充電電池和控制板。
上述的半導(dǎo)體制冷/熱運血箱，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、充電電池和開關(guān)電源組成。
上述的半導(dǎo)體制冷/熱運血箱，所述側(cè)護罩上面凹窩處裝有面板，面板由觸摸鍵和指示燈組成，側(cè)護罩正面有圓形排風(fēng)口、條形進風(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/熱運血箱，其特征在于所述箱體內(nèi)部底面和四個側(cè)面設(shè)有空氣流通溝槽。
上述的半導(dǎo)體制冷/熱運血箱，其特征在于所述箱體一側(cè)面和側(cè)護罩側(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)護罩用四個螺栓連接。
本實用新型的優(yōu)點是電氣裝置，采用半導(dǎo)體制冷/熱技術(shù)和單片機技術(shù)，具有制冷、制熱、溫度監(jiān)測、聲光報警等功能，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。在箱體設(shè)計上，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)底部及四個側(cè)壁設(shè)有通風(fēng)槽，在內(nèi)軸流風(fēng)機的作用下，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，裝卸、搬運方便，且適合于火車、汽車、船舶、飛機運輸；結(jié)構(gòu)設(shè)計緊湊，外形美觀大方。本實用新型可在交流或直流供電條件下使用，適宜汽車運輸途中和野戰(zhàn)條件下使用。
圖7為本實用新型溫控電路原理結(jié)構(gòu)框圖；圖8為本實用新型溫控電路圖。
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)護罩3與箱體1用四個螺栓聯(lián)接；箱內(nèi)裝有兩個金屬網(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強迫通風(fēng)外，箱體四周及底部設(shè)計有氣流槽20，如圖6所示。為增加強度和運輸，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，同時起到一定的定位作用；相應(yīng)處設(shè)計有環(huán)狀凹窩，嵌入空氣橡膠圈14，進一步增加密封性，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)，以達到整體結(jié)構(gòu)的型式。外面包有側(cè)護罩3，起到保護作用，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、外軸流風(fēng)機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)機通過內(nèi)風(fēng)機罩固定在半導(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芯護套線與控制板12相連；控制板12、電源板5、外軸流風(fēng)機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)護罩3罩上。當(dāng)無電源供電時，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。
本實用新型在電氣裝置設(shè)計上，采用半導(dǎo)體制冷/熱技術(shù)和單片機技術(shù)，具有制冷、制熱、溫度監(jiān)測、聲光報警等功能。
具體說來，電氣裝置由單片機控制電路、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，數(shù)字化溫度傳感器連續(xù)測取箱內(nèi)溫度值，進行數(shù)字量化后，以二進制數(shù)的形式存儲在其內(nèi)部寄存器中。單片機可選用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)進行處理，并與溫度設(shè)定值進行比較，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，單片機向橋式轉(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，單片機向橋式轉(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)。
本實用新型工作時，電源指示燈亮，運血箱處于溫度監(jiān)測與控制狀態(tài)。
當(dāng)箱內(nèi)溫度高于6℃時，超上限指示燈亮，運血箱處于制冷狀態(tài)，制冷/熱組件及內(nèi)外風(fēng)扇工作，此時，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，超下限指示燈亮，運血箱處于制熱狀態(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，溫度正常指示燈亮，運血箱處于溫度監(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，當(dāng)電氣裝置處于強制冷或強制熱狀態(tài)下，制冷/熱組件為兩組同時工作；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，無論電氣裝置處于強制冷或強制熱狀態(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。
本實用新型提供的運血箱，采用上述多級溫度控制方式，當(dāng)箱內(nèi)溫度進入2℃～8℃時，降低半導(dǎo)體制冷/熱器件的工作電壓，使運血箱從強制冷/熱狀態(tài)變?yōu)榇螐娭评?熱狀態(tài)；當(dāng)箱內(nèi)溫度降至6℃或升至4℃時，再進一步降低半導(dǎo)體制冷/熱器件的工作電壓，使運血箱從次強制冷/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，或在升溫過程中當(dāng)箱內(nèi)溫度升至6℃時，使半導(dǎo)體制冷/熱器件停止工作。其優(yōu)點是進可能減少半導(dǎo)體制冷/熱器件在停機期間作為熱傳導(dǎo)體的時間，提高保溫性能，同時減小溫度波動幅度和周期，提高保溫效果。
本實用新型使用的半導(dǎo)體制冷/熱組件4，包含兩個制冷塊、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)。
本實用新型安裝時，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)護罩3內(nèi)上側(cè)，面板10固定在側(cè)護罩3外部上側(cè)。側(cè)護罩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。在箱體設(shè)計上，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)底部及四個側(cè)壁設(shè)有通風(fēng)槽，在內(nèi)軸流風(fēng)機的作用下，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，裝卸、搬運方便，且適合于火車、汽車、船舶、飛機運輸；結(jié)構(gòu)設(shè)計緊湊，外形美觀大方。本實用新型可在交流或直流供電條件下使用，適宜汽車運輸途中和野戰(zhàn)條件下使用。
運血箱用于野戰(zhàn)條件下血液、血液制品或其它生物制品的貯存和運輸，也可用于平時血液、血液制品、其它生物制品或食品的貯存和運輸。
本實用新型適應(yīng)性指標(biāo)1、溫度工作時，-25℃～40℃；存貯時，-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)工作時間≮500h。
9、裝載運輸能適于汽車、火車、飛機和船舶運輸。
本實用新型特點體積小、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，便于攜帶。
2、半導(dǎo)體制冷式運血箱與壓縮機制冷式運血箱比較，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。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，進一步增加密封性。功能強由于選用高性能價格比的PIC系列單片機，可實現(xiàn)溫度的自動控制、實時監(jiān)測、超極限報警等功能。
權(quán)利要求1.一種半導(dǎo)體制冷/熱運血箱，由箱體[1]、箱蓋[2]、一側(cè)護罩[3]組成，其特征在于所述箱體[1]內(nèi)部和側(cè)護罩[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[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[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/熱運血箱，其特征在于所述側(cè)護罩[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)護罩[3]正面有圓形排風(fēng)口、條形進風(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/熱運血箱，其特征在于所述箱體[1]內(nèi)部底面和四個側(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/熱運血箱，其特征在于所述箱體[1]一側(cè)面和側(cè)護罩[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)護罩[3]用四個螺栓連接。
專利摘要本實用新型公開了一種用于儲存運輸血液的自動溫控運血箱。該箱由箱體、箱蓋、側(cè)護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，箱內(nèi)溫度可控制在4℃～6℃之間。該運血箱結(jié)構(gòu)緊湊，外觀美觀大方，不僅具有制冷/熱功能，同時還具有溫度監(jiān)測和聲光報警功能，適于運送儲存血液、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