ES2565560B2 - Termociclador adaptable - Google Patents

Abstract

Termociclador adaptable.#Consistente en un sistema programable que permite cambiar la temperatura del contenido de un volumen variable un número de veces entre unas temperaturas preestablecidas sin límite de potencias, y con un sensor que permite saber la temperatura en dicho volumen.

Description

TERMOCICLADOR ADAPTABLE

5 Termociclador adaptable.

CAMPO DE LA INVENCION

La presente invencion se refiere a un termociclador adaptable sistema de 10 control de calidad, resistencia de materiales y procesos ciclicos. El termociclador ha sido concebido y realizado para obtener numerosas y notables ventajas respecto a otros medios existentes de analogas finalidades.

15 El termociclador esta previsto para lograr producir ciclos de calor y trio de una forma sencilla. Para ello, el termociclador cuenta con 12 partes bien diferenciadas que encajan entre si formando un unico objeto que es capaz de alternar las fases de calor y frio mediante energia electrica.

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ESTADO DE LA TECNICA ANTERIOR

Se conocen varios sistemas y dispositivos capaces de someter a diversos materiales a ciclos alternantes de frio y calor.

En tal sentido pueden citarse sistemas consistentes en un congelador en 25 cual se introducen los materiales y se programa el termostato a la temperatura deseada, una vez sometidas a dicha temperatura este se apaga dejando que vuelva subir la temperatura, si es necesario mayor temperatura que la ambiental, una vez alcanzada la temperatura ambiente se introduciran en una mufla hasta la temperatura deseada, tras lo cual 30 separa la mufla hasta que alcance la temperatura ambiente, momento en el que se repetira todo el proceso el numero de veces deseado.

Este sistema presenta diversos inconvenientes, tales como la necesidad

de una mufla y un congelador tan grandes como los materiales a introducir, la necesidad de un operario dedicado a esta funcion que al ser poco intensiva en tiempo tienden a no ser rentable por el numero de horas y turnos de los empleados, o la prolongacion en el tiempo del proceso al 5 dejar el material de forma estable fuera de las horas de trabajo. Ademas, el proceso no es modular con lo que no se adapta a las diferentes necesidades del mercado segun la demanda. Tambien hay que tener en cuenta que a excepcion de las piezas de un tamano minimo, los volumenes, y pesos de estos sistemas, impiden su desplazamiento fuera 10 del laboratorio de pruebas de materiales.

Igualmente, se conocen otros sistemas basados en microcontroladores programables cuyas salidas se encuentran unidas a modulos de Peltier, entradas a sensores de temperatura, luz, y tambien cuentan con una 15 interfase que permite al usuario programarlo en numero de ciclos y las condiciones de estos. Sin embargo la limitation en la potencia que pueden disipar estos controladores limita su amperaje, y con ello la potencia de los cambios termicos y de los materiales a termociclar.

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EXPLICACION DE LA INVENCION

El termociclador adaptable de la invencion presenta una nueva estrategia a la hora de generar los ciclos termicos: aprovechando la tecnologia Peltier permite invertir los flujos termicos con una inversion de voltaje 25 creando ciclos programados en un microcontrolador pero sin hacer pasar la corriente del Peltier por el microcontrolador, sino que el microcontrolador controlara los cambios de polaridad de la corriente de una fuente externa al microcontrolador y que alimenta el peltier, todo ello con una capa de aislante adaptable que permita diferentes formas y 30 volumenes, ademas de un sensor termico que determinen el punto del ciclo en el que se encuentra.

Ademas, se ha previsto que el Peltier cuente con un sistema de distribucion de energia, mediante un disipador con ventilador que favorezca los flujos termicos entre el material de prueba y el exterior del 5 habitaculo creado por la capa aislante.

Tambien, se ha previsto que la capa aislante cuente con una superficie rugosa en su cara interna para favorecer los flujos termicos, asi como un perimetro de sellado.

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Igualmente existe la posibilidad de incluir varios peltier, bien sea para aumentar la potencia de los ciclos a que se somete a una muestra, como para someter a varias muestras a los mismos ciclos.

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BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS

Para completar la descripcion que seguidamente se va a realizar, y con el objeto de ayudar a una mejor comprension de las caracteristicas del invento, se acompaha a la presente memoria descriptiva de un juego de 20 pianos, en base a cuyas figuras se comprenderan mas facilmente las innovaciones y ventajas del dispositivo objeto de la invencion.

En dichos dibujos, la figura 1 representa el diagrama completo del termociclador adaptable, donde podemos distinguir el Microcontrolador (1) 25 que mediante el intercambiador de ciclos (3) altera la polaridad de la electricidad que reciben los peltier de las capas aislantes (2), proveniente de la fuente externa (4); la figura 2 representa el diagrama basico del termociclador adaptable donde podemos observar el Microcontrolador (1), el intercambiador de ciclos (3), la capa aislante (2), la fuente externa (4), 30 el aislante deformable (6), el sistema de distribucion de energia (7), y el sensor (5); la figura 3 representa el diagrama esquematico del

termociclador adaptable donde podemos observar el peltier (8), el Microcontrolador (1), el intercambiador de ciclos (3), la fuente externa (4) y el sensor (5); la figura 4 representa en detalle, el intercambiador de ciclos, del diagrama esquematico del termociclador adaptable donde 5 podemos observar la parte fija (9), la parte movil (11), el servo (10) y el Microcontrolador (1); la figura 5 representa en detalle la capa aislante del diagrama esquematico del termociclador adaptable, donde podemos observar el aislante deformable (6) y el sistema de distribucion de energia (7); la figura 6 representa en detalle el sistema de distribucion de energia 10 de la capa aislante, del diagrama esquematico del termociclador adaptable donde podemos observar el Peltier (8), el disipador (12) y el ventilador (13); la figura 7 representa en detalle el aislante deformable de la capa aislante, del diagrama esquematico del termociclador adaptable donde podemos observar el aislante de vacio (14), las laminas 15 refractarias (15), la superficie rugosa (16) y el perlmetro de sellado (17).

EXPOSICION DETALLADA DE MODOS DE REALIZACION

En la actualidad existen muy diferentes materiales con los que realizar las 20 diversas partes de termociclador, y multiples tecnicas que podriamos utilizar en la confeccion del intercambiador de ciclos y de la capa aislante. No obstante, por simple economia elegiremos materiales y tecnicas generalizadas, que resistan los cambios termicos. Asi pues, para el disipador elegiremos aluminio mecanizado al igual que la parte fija y la 25 parte movil del intercambiador de ciclos. El aislante de vacio de la capa aislante sera de carton reforzado con goma EVA, la superficie rugosa y el perlmetro de sellado seran de goma EVA con polvo de Nd2Fe14B suspendido en su matriz. Las laminas refractarias seran de acero inoxidable con un grosor de 0.050mm, la fuente externa, el sensor, el 30 peltier, el servo y el ventilador seran de los disponibles comercialmente al

igual que el Microcontrolador, solo que este sera de los mas populares de forma que facilite su programacion.

En consecuencia, para testar la respuesta a cambios de temperatura de 5 un nuevo tipo de adoquin de hormigon, envolvemos el adoquin junto con el sensor en la capa aislante sellandola mediante el perlmetro de sellado, dejando despejado el sistema de distribution de energia y conectando este a la fuente externa a traves del intercambiador de ciclos. Repetiremos este proceso sin sensor hasta el numero de adoquines 10 deseados en la prueba, a continuation introduciremos en el

microcontrolador la temperatura maxima y minima y el numero de ciclos, los cuales se conseguiran mediante el giro de la parte movil del

intercambiador de ciclos mediante el servo girando con respecto a la parte fija. La velocidad del cambio la definiremos en la fuente externa mediante 15 la intensidad y de voltaje de salida, que regularan la cantidad de

electricidad que pasara por el Peltier y la velocidad del ventilador que

permitira bombear energia, en uno u otro sentido, a traves de los

disipadores y distribuyendola, gracias al flujo de aire que se creara a traves de la superficie rugosa del aislantes deformable.

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Seran independientes del objeto de la invention los materiales empleados en la fabrication de los componentes del termociclador adaptable, formas y dimensiones de los mismos, y todos los detalles accesorios que puedan presentarse, siempre y cuando no afecten a su esencialidad.

Claims (1)

1. REIVINDICACIONES

   1. Termociclador adaptable en sistemas de calidad, resistencia de materiales y procesos ciclicos, caracterizado por comprender doce 5 piezas; el Microcontrolador; las capas aislantes (el aislante de

   vaclo, las laminas refractarias y la superficie rugosa); el intercambiador de ciclos (la parte fija y la parte movil); la fuente externa; el sensor; el aislante deformable (las capas aislantes y el perlmetro de sellado); el sistema de distribucion de energla (el 10 Peltier, el disipador; y el ventilador); y el servo; acoplables entre si

   creando el termociclador adaptable, el cual mediante la informacion que proporciona el sensor al Microcontrolador que controla el servo del intercambiador de ciclos, hace girar la parte movil del intercambiador de ciclos sobre la parte fija del intercambiador de 15 ciclos, alterando la polaridad de la fuente externa de electricidad

   que alimenta el Peltier que bombea la energia calorifica a traves del disipador gracias al flujo de aire proporcionado por el ventilador, y que cambiaran la temperatura del contenido de las capas aislantes gracias a la superficie rugosa del aislante deformable que 20 ademas aisla mediante el aislante de vacio de las perdidas

   energeticas por conveccion, las laminas refractarias por radiacion y el perimetro de sellado del intercambio de aire a diferentes temperaturas. el Microcontrolador se encuentra unido al sensor y al servo, el servo se une tambien a la parte fija del intercambiador 25 de ciclos, la parte fija del intercambiador de ciclos esta unida

   ademas a la parte movil del intercambiador de ciclos, la parte movil del intercambiador de ciclos esta unida tambien a la fuente externa y al Peltier, el Peltier forma parte del sistema de distribucion de energia teniendo a cada lado un disipador, y el disipador tambien 30 tiene unido un ventilador, siendo el ventilador la ultima pieza del

   sistema de distribucion de energia, unido al perfil del Peltier, se

   encuentran las capas aislantes (el aislante de vacio, las laminas refractarias y la superficie rugosa); el aislante de vacio se encuentra en el interior de todas las capas, y esta rodeada por las laminas refractarias, una de las laminas refractarias se encuentra 5 unida ademas a la superficie rugosa y a perimetro de sellado, el

   perimetro de sellado rodea a la superficie rugosa, el perimetro de sellado mas las capas aislantes forman el aislante deformable.