[实用新型]一种超低温制冷装置

说明书

技术领域

本实用新型属于制冷系统领域，涉及一种制冷装置，具体设计一种适用于温度在-120℃～-160℃的超低温制冷装置。

背景技术

在现代制冷技术中，通过两级复叠制冷来实现-70℃～-90℃的低温。随着科技发展-120℃～-160℃温度区域应用在低温冷冻、科研、航空、军工、生物、材料等领域越来越广泛。而要达到这个温度区域则需要通过三级或三级以上的复叠制冷方式，这种方式压缩机及控制部件较多，成本较高，同时低温系统中的压缩机油容易出现凝固现象，堵塞节流元件，系统经常无法正常运行。

还有一种构成采用多元混合工质分别冷凝节流制冷方式(专利号：ZL03121465.7)该系统内部结构复杂，设计出不同的系统难度太大，难以实现真正的被广泛使用；同时，制冷剂种类过多，占用资金大，配制过于烦琐。

发明内容

本实用新型提供了一种超低温制冷装置，该制冷系统采用双级复叠和自行复叠相结合的结构，两级的制冷工质相互分离，高温级制冷回路采用传统制冷方式，低温级制冷回路采用混合制冷剂分级冷凝节流制冷方式，从而实现制冷在-120℃～-160℃区域的超低温制冷效果。

一种超低温制冷装置，包括高温级制冷回路、低温级制冷回路，高温级制冷回路包括高温级压缩机、冷凝器、节流元件A和外循环蒸发冷凝器，低温级制冷回路包括低温级压缩机、中间制冷包A、中间制冷包B、回流热交换器，节流元件B、油分离器、蒸发器、毛细管、电磁阀和缓冲罐，还包括外循环蒸发冷凝器；所述节流元件A和节流元件B相同，所述中间制冷包A和中间制冷包B相同。

所述高温级制冷回路中，高温级压缩机、冷凝器、节流元件A和外循环蒸发冷凝器顺次相连，节流元件A的输出连接到外循环蒸发冷凝器的输入接口a，外循环蒸发冷凝器的输出接口b连接到高温级压缩机的输入端形成高温级制冷回路。

所述低温级制冷回路中，低温级压缩机、油分离器、外循环蒸发冷凝器、中间制冷包A、中间制冷包B、回流热交换器、节流元件B和蒸发器顺次相连。低温级压缩机输入口连接中间制冷包A中内循环蒸发冷凝器A的接口a和毛细管，毛细管与缓冲罐连接，低温级压缩机输出口连接油分离器的接口a，油分离器接口b连接低温级压缩机回油口，油分离器接口c与电磁阀和外循环蒸发冷凝器接口c连接，电磁阀和缓冲罐相连。

所述中间制冷包A中，气液分离器A的接口a，节流元件C，内循环蒸发冷凝器A的接口b顺序相连；气液分离器A的接口b，内循环蒸发冷凝器A的接口d和中间制冷包B中气液分离器B的接口c顺序相连。内循环蒸发冷凝器A的接口b与中间制冷包B中的内循环蒸发冷凝器B的接口d相连。

所述的中间制冷包B，气液分离器B的接口b，内循环蒸发冷凝器B的接口d，回流热交换器的接口d顺序相连。气液分离器B的接口a，节流元件D和内循环蒸发冷凝器B的接口b顺序相连。内蒸发冷凝器B的接口b与回流热交换器的接口a相连。

所述的回流热交换器的接口c，节流元件B，蒸发器和回流热交换器的接口b顺序相连。

所述的一种超低温制冷装置，所述低温级制冷回路采用多元工质分级冷凝节流制冷系统。

所述的一种超低温制冷装置，所述高温级、低温级的润滑油制冷压缩机的压缩比小于12。

本实用新型一种超低温制冷装置的优点在于：

1、比三级或三级以上的复叠系统节约了压缩机及系统控制部件的生产成本，有效的减低能耗，能够有效利用气液分离器来分离润滑油，以免润滑油进入低温系统造成管路堵塞。

2、该制冷系统比多元混合工质分别冷凝节流制冷系统，少2个气液分离器、2个内循环蒸发冷凝器、1个节流元件，便于设计人员了解熟悉掌握系统的原理，有效节约设计成本，防止研制试验中造成的浪费。便于根据不同大小的负载设计不同大小的制冷系统，有利于在-120℃～-160℃温度领域的广泛应用。

附图说明

图1是本实用新型一种超低温制冷装置的连接结构图。

1.高温级压缩机  2.冷凝器        3.节流元件A  4.外循环蒸发冷凝器

401.接口a       402.接口b       403.接口c    404.接口d

5.回流热交换器  501.接口a       502.接口b    503.接口c

504.接口d       6.低温级压缩机  601输入口    602回油口

603输出口      7.油分离器            701接口a              702接口b