專利名稱：超低溫冷凍裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于一種冷凍設備，特別是一種單機單段多元超低溫冷凍設備。
在一般物理試驗或醫(yī)學研究等試驗室中，經常需要提供一超低溫度以符合試驗所要求的各種條件，對這種試驗室而言，冷凍設備是一種不可缺少的重要設備，而現(xiàn)行符合此類試驗室條件要求的冷凍設備，無非是采用二元冷凍系統(tǒng)，所謂二元冷凍系統(tǒng)，如圖4所示，其作用原理為壓縮機12將高壓高溫氣態(tài)的冷凍劑R12(CC1 F)［或R134a(CH FCF)，因R12會破壞臭氧層故于1995年后禁用］經管路送入冷凝器3，使其藉冷卻而從氣態(tài)轉化成液態(tài)，再經干燥過濾器4進入熱交換器70，而同時另一壓縮機11則將經蒸發(fā)室8送出的高溫氣態(tài)的冷凍劑R13壓縮成高壓高溫氣態(tài)冷凍劑進入熱交換器70，在換交換器70中，冷凍劑R13藉液態(tài)冷凍劑R12從液態(tài)轉化成氣態(tài)的吸熱作用，而將其溫度降低，并由氣態(tài)轉化成液態(tài)，再經干燥過濾器4進入蒸發(fā)室8以獲得所需的超低溫。如上所述的系統(tǒng)，雖利用兩壓縮機的配合可達到所需的低溫，但這種常用二元冷凍系統(tǒng)必須配備兩臺壓縮機，非但使用成本高且費電，而且其冷凍速度慢且最低溫度僅可達－85℃。
鑒于已有二元冷凍系統(tǒng)存在上述缺點，本實用新型提出一種新型冷凍設備。
本實用新型的目的是提供一種單機單段多元超低溫冷凍裝置，利用混合冷凍劑物理性質的差異，配合兩組或更多組冷煤分析器與階次熱交換器，使冷凍劑在單一壓縮機的設備狀況下，具有更好的使用效率以提供所需的極低溫度。
本實用新型單機單段多元超低溫冷凍裝置，主要是在冷凍系統(tǒng)的冷凝器后接冷煤分析器及階次熱交換器，利用冷煤分析器將多元混合的冷凍劑分離開，而在階次熱交換器中以其中之一的冷凍劑的氣化吸熱降低另一冷凍劑的溫度，其后再次重復上述循環(huán)，使另一冷凍劑的溫度降至更低，進而獲得所需的超低溫，最低溫度可達－100℃，且由于采用單一壓縮機，而有效地降低了成本。
為使進一步了解本實用新型的結構、特征及各項目的、技術手段、功效等，下面通過一具體實施例并參照附圖進行詳細說明。


圖1是本實用新型超低溫冷凍裝置的構成圖。
圖2是本實用新型的冷煤分析器示意圖。
圖3是本實用新型的階次熱交換器示意圖。
圖4是常用二元冷凍系統(tǒng)的構成圖。
本實用新型單機單段多元超低溫冷凍裝置，主要是由壓縮機1、安全膨脹箱5、蒸發(fā)室8及兩組冷煤分析器61、62與階次熱交換器71、72組成。
參見
圖1、2和3，其中
圖1所示即為本實用新型超低溫冷凍裝置的構成圖，壓縮機1將高壓高溫氣態(tài)的混合冷凍劑經管路911壓送入油分離器2，將混合冷凍劑與機油分離，再經管路921送入冷凝器3，使其冷卻降溫后，再通過干燥過濾器4去除水分及雜質，經管路941而由混合冷凍劑入口601進入冷煤分析器61，并與安全膨脹箱5相連以保持系統(tǒng)內壓力不超出限制范圍；進入冷煤分析器61的混合冷凍劑因物理性質上的差異，其中R12經冷卻降溫后已轉換成液態(tài)，并由冷煤分析器61底部的液態(tài)冷凍劑出口603流出，經管路962由液態(tài)冷凍劑入口703進入階次熱交換器71的吸熱室701；而其他仍呈氣態(tài)的混合冷凍劑則由冷煤分析器61頂部氣態(tài)冷凍劑出口602排出，經管路961而由氣態(tài)冷凍劑入口705進入階次熱交換器71的降溫室702，利用液態(tài)冷凍劑R12從液態(tài)轉化成氣化的吸熱作用而將其再次冷卻降溫，此再次冷卻降溫的混合冷凍劑，再由階次熱交換器71底部的液態(tài)冷凍劑出口706流出，經管路972進入第二個冷煤分析器62，而進入冷煤分析器62的混合冷凍劑因物理性質上的差異，其中R503［R13＋R23(C1F＋CHF)］經冷卻降溫后已轉換成液態(tài)，并由冷煤分析器62底部液態(tài)冷卻劑出口603排出，經管路964由液態(tài)冷凍劑入口703進入第二個階次熱交換器72的吸熱室701，而仍呈氣態(tài)的冷凍劑R14(CF)則由冷煤分析器62頂部氣態(tài)冷凍出口602排出，經管路963而由氣態(tài)冷凍劑入口705進入階次熱交換器72的降溫室702，藉液態(tài)冷凍劑R503從液態(tài)轉化成氣態(tài)的吸熱作用而將其再次冷卻降溫，此時冷凍劑R14凝結成液體經管路974進入蒸發(fā)室9，以獲得所需的超低溫(約可達－100℃)。
本實用新型的冷煤分析器61、62，其功能如圖2所示，當混合冷凍劑由冷凝器3進入冷煤分析器61時，因混合冷凍劑在其物理性質上的差異，其中臨界溫度較高的冷凍劑經冷卻降溫后已轉變成液態(tài)，則可由冷煤分析器61底部液態(tài)冷凍劑出口603排出，經管路進入階次熱交換器71的吸熱室701，而其他仍呈氣態(tài)的混合冷凍劑則由冷煤分析器61頂部氣態(tài)冷凍劑出口602排出，經管路進入階次熱交換器71的降溫室702，由此可達到分離混合冷凍劑中不同冷凍劑的作用。
本實用新型的階次熱交換器71、72，其功能如圖3所示，當經冷卻降溫后已轉換成液態(tài)的冷凍劑，由冷煤分析器61底部液態(tài)冷凍劑出口603排出，經管路進入階次熱交換器71的吸熱室，而仍呈氣態(tài)的混合冷凍劑則由冷煤分析器61頂部氣態(tài)冷凍劑出口602排出，經管路961進入階次熱交換器71的降溫室702，藉液態(tài)的冷凍劑從液態(tài)轉化成氣態(tài)的吸熱作用而將其再次冷卻使其溫度降至更低，以供進入蒸發(fā)室8以獲致所需的超低溫。
由上所述，本實用新型單機單段多元超低溫冷凍裝置，已有效地解決了現(xiàn)有二元冷凍系統(tǒng)設備繁復、成本高、且冷凍速度慢并費電等多項缺點，并且，本實用新型還可增加冷煤分析器和階次熱交換的組數(shù)，以獲致超低溫，具有很大實用價值和經濟效益。
權利要求1.一種超低溫冷凍裝置，包括壓縮機1、安全膨脹箱5、蒸發(fā)室8、冷凝器3、干燥過濾器4及熱交換器，其特征在于還包括兩組冷煤分析器61、62及一油水分離器2；所述熱交換器為兩組階次熱交換器71、72；所述壓縮機1、油水分離器2、冷凝器3和干燥過濾器4順次相連，該干燥過濾器4與冷煤分析器61的混合冷凍劑入口601相連，并通過閥門與安全膨脹箱5相連；該冷煤分析器61的底部液態(tài)冷凍劑出口603與階次熱交換器71的吸熱室701液態(tài)冷凍劑入口703相連；冷煤分析器61的頂部氣態(tài)冷凍劑出口602與階次熱交換器71的降溫室702的氣態(tài)冷凍劑入口705相連；該階次熱交換器71底部的液態(tài)冷凍劑出口706與第二個冷煤分析器62的入口相連，該冷煤分析器62底部的液態(tài)冷凍劑出口603與第二個階次熱交換器72的吸熱室701的液態(tài)冷凍劑入口703相連，該冷媒分析器62的頂部氣態(tài)冷凍劑出口602與第二個階次熱交換器72的降溫室702的氣態(tài)冷凍劑入口705相連；該第二個階次熱交換器72底部的液態(tài)冷凍劑出口706與蒸發(fā)室8相連，以獲得超低溫。
2.如權利要求1所述的超低溫冷凍裝置，其特征在于所述階次熱交換器71、72的降溫室702由其吸熱室701所包復。
3.如權利要求1所述的超低溫冷凍裝置，其特征在于可設置兩組以上的冷媒分析器和階次熱交換器。
專利摘要超低溫冷凍裝置包括壓縮機、冷凝器、干燥過濾器、安全膨脹閥、蒸發(fā)室，其特點是在冷凝器后接冷媒分析器及階次熱交換器，利用冷媒分析器將多元混合的冷凍劑分離開，而在階次熱交換器中以其中之一的冷凍劑的氣化吸熱降低另一冷凍劑的溫度，其后再次重復上述循環(huán)，使另一冷凍劑的溫度降至更低，進而獲得所需的超低溫，最低溫度可達-100℃。
文檔編號F25D11/04GK2142551SQ9224229
公開日1993年9月22日 申請日期1992年12月2日 優(yōu)先權日1992年12月2日
發(fā)明者何守政 申請人:何守政