一、总体架构与模块划分
赛默飞3131培养箱内部结构遵循“箱体—风道—热源—测量—控制—安全—维保”七层逻辑:
箱体与内胆层:外壳、骨架、保温层、内胆与门体共同构成热边界。
气流组织层:送风道、回风道、导流件与均流板构成闭环对流回路。
热源执行层:加热组件与(如配置)冷却或加湿单元提供热湿量。
测量传感层:温度、湿度、门开与风机状态等传感器形成观测网络。
控制与电气层:控制板、电源、驱动与人机界面实现闭环调节与数据记录。
安全防护层:过温、过流、接地与联锁逻辑构成多重保护。
维保检定层:检修舱、快拆件、穿线口与校准点支持长期维护与验证。
二、箱体与内胆结构
外壳与骨架:外壳多采用喷涂金属板,内设加强筋与角撑,提升整体刚性与抗变形能力。底盘与侧梁承担设备重量与动态载荷,确保运输与搬运过程稳定。
保温体系:外壳与内胆之间填充高密度保温材料,厚度在背部与顶部区域适度加厚,以补偿热损失集中点,降低热桥效应。
内胆与圆角:内胆通常为不锈钢材质,内表面抛光与大圆角R设计减少积尘与液滴滞留,便于清洁消毒。导轨沿侧壁布置,用于安装可移搁板。
结构断桥:门体与箱体接触处设置隔热断桥或低导热垫片,减少外壳向内腔的导热,抑制门框冷凝。
观察窗(如配置):若设置钢化多层观察窗,位于门体中上部,并可配合微弱加热或防雾层,保证视野清晰。
三、门体与密封系统
门体总成:包括门板、保温夹层、铰链总成、把手锁扣与限位机构。铰链具备可调节结构,确保门体水平垂直度与闭合压力。
密封条:采用弹性材料的可更换门封条,截面呈中空或多腔结构,提供稳定的压缩回弹与密封冗余。
门开检测:在门框或门锁处设置微动开关或磁感应器,用于门未关报警与控制逻辑切换(如限制加热功率)。
压力平衡:部分机型在门体或侧壁设置微型泄压孔,缓解开关门时的压差冲击,减少门封疲劳。
四、风道与气流组织
风机类型与位置:内置轴流或离心风机置于背部或顶部分舱,通过蜗壳与导流罩形成定向送风。
送回风路径:热空气自加热舱进入送风道,经均流板多点送入腔体;回风在侧壁或背板下部汇集回加热舱,形成闭环。
均流与防短路:均流板孔径与开口分布由中心向四周渐变,抑制“短路风”,提升温度场均匀性。
可达性:风道前板或背板设快拆扣件,便于定期清洁风轮与导流部件,维持风量稳定。
噪声与振动:风机基座配备减振垫与定位销,降低共振;风道与箱体间加设软性垫片以抑制结构传声。
五、加热系统与热耦合
加热器布置:加热组件安装在加热舱或风道内侧,避免对样品形成直接辐射;与风机串联布置,保证热量在进入腔体前充分混合。
温升路径:风机将空气推送越过加热器表面,形成高对流换热系数的热交换区,随后通过均流板进入腔体。
热惯量与保护:加热器基座采用隔热支撑,邻近设置热敏或双金属限温器,防止局部过热;加热腔留有检修口,支持端子紧固与积尘检查。
维修友好性:加热组件电气端子编号清晰,走线经耐热套管与卡扣固定,减少温升引起的绝缘退化。
六、湿度与水管理结构(如配置)
水盘与加湿:在腔体下部或侧部设置可抽拉水盘,水盘边缘抑制液体涌动;如为主动加湿,蒸发区与风道混合区距传感器保持合理尺度,削弱瞬态波动。
冷凝回收:腔体底部设微倾斜坡度与排液口,集中收集冷凝水;排口外接防虹吸软管,避免外界倒灌。
防溅结构:导流片和挡水条阻止水雾进入风机与电气腔,降低漏电与腐蚀风险。
七、传感器与测量布点
主温度探头:位于回风混合区或代表性气团位置,与风道中心保持间距,避免被热源直吹或靠壁辐射影响。
辅助测点:在不同层位预留测试孔或安装辅助探头,以便均匀性与波动度验证。
湿度探头(如配置):远离水盘与送风口正前方,减小蒸发瞬态误差;探头安装座具备防凝露结构。
门开与风机信号:门微动开关与风机转速反馈信号接入控制板,用于门开补偿与风量异常报警。
线束与屏蔽:传感器线束采用屏蔽线并经独立线槽布放,与动力线分开走线,减少电磁干扰。
八、控制、人机与电气舱
控制面板:位于前上部或侧上部,包含显示屏、设定按键与指示灯。内部采用主控板+功率执行板的分层架构,弱电与强电隔离。
电源与驱动:电源模块、继电器或固态继电器置于电气舱金属支架上,舱内设导风通道与屏蔽罩;电源入口配EMI滤波器与接地端子。
接地与等电位:内胆、加热舱、风机框架与电源外壳均连接至保护接地,接地点有明显标识。
数据与扩展接口:预留USB、以太网或485接口(以实际配置为准),并在面板或侧壁设置防尘塞与应力消除结构。
线缆管理:线束按功能分区,使用耐热扎带与卡扣固定;急弯处设缓弯半径,防止长期疲劳损伤。
九、附件与载物系统
搁板与导轨:搁板为穿孔或条形开孔结构,兼顾承重与通风;导轨间距均等并带刻度,便于重复定位。
限位与防滑:搁板前缘设限位折边,防止抽拉时滑落;大件样品可使用二次承托盘,避免溢漏影响风道。
内部照明(如配置):低功耗光源安装于侧壁高处,并设扩散罩,降低局部发热与眩光。
取样与穿线孔:侧壁或背板预留橡胶穿线孔,便于引入外置传感器或记录器,孔塞具备良好回弹密封。
十、排水、清洁与可维保设计
排液系统:排口位于腔体最低点,口径与软管接口匹配,外置防回流结构减少异味与微生物逆爬。
可拆部件:均流板、风道前板、搁板、水盘与过滤网采用免工具或单工具快拆结构,提升保养效率。
清洁友好:内胆圆角与大平面设计减少缝隙;门封条可拆洗,门框倒角避免刮擦手套。
检修舱:背板或侧板设置检修盖,集中布置电源、驱动与接插件,便于巡检与更换。
十一、热安全与联锁逻辑对应的结构基础
过温限位:在加热组件附近配置独立限温器,热耦合路径短、响应快,配合结构隔热垫片,防止误动作。
风机联动:风机异常或风道阻塞时,由结构上的流道压差或转速反馈触发控制限功率,避免局部热积聚。
门开联动:门未闭合到位,控制逻辑限制加热输出或延时报警;门锁结构具备调节余量,保证长期密封压紧力。
电气隔离:电气舱与气流通道采用独立隔板分区,布置密封穿线孔,阻断水汽与粉尘进入。
十二、噪声、振动与热桥控制
振动控制:风机与加热舱采用柔性连接,减少传振;底盘增设横向加强筋,提升低频稳定性。
噪声抑制:风道转角采用大曲率过渡,减小湍流;均流板布孔避免啸叫频段。
热桥治理:门框与螺柱处加入隔热垫圈,背板固定点设置绝热套筒,降低点状热泄漏。
十三、材料与相容性
接触材料:内胆、搁板与水盘等与样品近接触部件优先采用耐腐蚀、可清洁材质;密封件需兼容常见中性清洁剂与消毒方式。
结构紧固:选用耐腐蚀紧固件并点涂防松胶,避免长期振动造成松动与异响。
阻燃与耐热:电气舱内塑性部件选用阻燃等级合格材料,靠近热源区域采用耐热线束与护套。
十四、检定与校准通道
测试孔与定位:侧壁或背板设置标准测试孔,便于布置多点记录器进行均匀性与波动度检验。
传感器替换:主温度探头安装座为可拆结构,拆装后位置重复精度高,减少校准扰动。
走线标识:所有传感与执行线缆贴有编号与方向标识,便于追溯与复位。
十五、结构差异与选配
门型差异:实心门侧重隔热,带观察窗门便于巡检;二者在门框加热与防雾结构上有所区别。
湿度方案:水盘被动加湿与主动加湿模块对应不同的风道混合区与排液方案。
数据接口:根据场景选择本地记录或网络接口,结构上预留扩展位与安装孔距,便于后装。
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