[发明专利]一种用于声能制冷机的混合工质充注系统及充注方法

权利要求书

1.一种用于声能制冷机的混合工质充注系统，其特征在于：包括氦气管路、氢气管路、混合工质管路、制冷机充注区和抽真空管路，所述氦气管路和所述氢气管路上分别设有的通过温压测控的氦气高压储气罐和氢气高压储气罐，末端设有截止阀Ⅰ的所述氦气管路与末端设有截止阀Ⅱ的所述氢气管路并联，并交汇于所述混合工质管路设有的干路一端，所述干路上设有调节阀，所述混合工质管路设有的支路各端分别与所述制冷机充注区中各待充工质制冷机连接，所述制冷机充注区、所述氦气管路与所述氢气管路可同时与所述抽真空管路连通以完成抽真空；

其中，所述氦气高压储气罐上设有氦气压力传感器和氦气温度传感器，所述氢气高压储气罐上设有氢气压力传感器和氢气温度传感器；所述氦气管路还包括氦气瓶，所述氦气瓶通过设有减压阀Ⅰ的管路与所述氦气高压储气罐可充注连通；所述氢气管路还包括氢气瓶，所述氢气瓶通过设有减压阀Ⅱ的管路与所述氢气高压储气罐可充注连通；

其中，所述混合工质管路的支路各端分别与各所述待充工质制冷机连接的管路上均设有充注单向阀和充注压力传感器；

其中，所述抽真空管路还包括真空泵，所述真空泵通过设有截止阀Ⅳ的管路与所述氦气高压储气罐或/和所述氢气高压储气罐连通；所述抽真空管路还通过设有截止阀Ⅲ的管路与所述制冷机充注区连通；所述抽真空管路还通过设 有截止阀Ⅲ的管路与所述制冷机充注区中连接各待充工质制冷机的各支路连通，在所述连接各待充工质制冷机的各支路首端分别设有抽气单向阀；

其中，所述混合工质在不同温区下，优化回热性能的氦气和氢气混合摩尔比选择方案为：当温区为-20K～20K时，氦气和氢气混合摩尔比n₁：n₂=90%:10%；当温区为-100K～-20K时，氦气和氢气混合摩尔比n₁：n₂=50%:50%；当温区为-200K～-100K时，氦气和氢气混合摩尔比 n₁：n₂=20%:80%；当温区为＜-200K时，氦气和氢气混合摩尔比n₁：n₂ =0%:100%；

其中，根据混合工质工作温区选择相应的氦气和氢气混合摩尔比，通过使用理想气体状态方程pV=nRT计算所需混合工质中氦气和氢气的混合摩尔比n₁：n₂对应的所述氦气高压储气罐和所述氢气高压储气罐中预设压力比p₁：p₂，并配合观测所述氦气高压储气罐和所述氢气高压储气罐上设有的压力传感器，进行氦气和氢气的充注与混合。

2.一种用于声能制冷机的混合工质充注系统的充注方法，其特征在于：在权利要求1所述的混合工质充注系统中进行，具体步骤包括：

（1）抽真空处理：通过抽真空管路对氦气高压储气罐、氢气高压储气罐、混合工质管路和制冷机充注区进行抽真空处理；

（2）混合工质的配比和混合：首先根据混合工质工作温区选择相应的氦气和氢气混合摩尔比，并通过使用理想气体状态方程pV=nRT计算所需混合工质中氦气和氢气的混合摩尔比 n₁：n₂对应的所述氦气高压储气罐和所述氢气高压储气罐中预设压力比p₁：p₂，按照计算得到的所述氦气高压储气罐和所述氢气高压储气罐中预设压力比p₁：p₂分别对所述氦气高压储气罐和所述氢气高压储气罐进行氦气和氢气的充注后，连通所述氦气高压储气罐和所述氢气高压储气罐完成混合；

（3）对待充工质制冷机进行混合工质的充注：待氦气和氢气混合均匀后，将连通的所述氦气高压储气罐和所述氢气高压储气罐与所述制冷机充注区连通，对所述制冷机充注区中各待充工质制冷机进行混合工质的充注之后，分别将达到预设充注压力制冷机从所述制冷机充注区中取出，完成该组待充工质制冷机的充注；

（4）多组充注：当需要为下一组待充工质制冷机进行混合工质充注时，将下一组待充工质制冷机分别连接在所述制冷机充注区中，然后对待充工质制冷机进行抽真空处理并达到预设真空度，再重复上述步骤（3）完成充注，以实现对多组各待充工质制冷机的充注；

（5）多批次充注：当连通的所述氦气高压储气罐和所述氢气高压储气罐内混合气体压力过低无法对各待充工质制冷机进行充注或需要更换工质混合比例时，重复上述步骤（1）至步骤（4），即可实现对多批次多组待充工质制冷机的混合工质充注。