[发明专利]一种超临界二氧化碳深冷处理方法及其装置和气体回用系统

权利要求书

1.一种超临界二氧化碳深冷处理装置，包括深冷炉和若干自炉外伸入炉内且均布在工件(16)之间的射流管(1)，若干所述射流管(1)均与总进气管(5)连通；其特征在于，还包括：

一一设置于所述总进气管(5)内的第一热电偶(3)、第一压力表(4)和第一流量计(6)；

一一对应设置于所述工件(16)的中心位置的第二热电偶(7)及表面位置的第三热电偶(8)；

一一设置于所述深冷炉顶部的排气管内的第二压力表(13)和第二流量计(14)；以及

一一设置于所述深冷炉内部工作区的第三压力表(18)和第四热电偶(19)；

其中，各热电偶、压力表及流量计分别连接数据采集和控制系统，所述采集和控制系统根据各所述热电偶、压力表及流量计监测的温度、压力以及气体流量数据，调节所述深冷炉内二氧化碳的流量和压力，以控制深冷过程的速度和工件(16)的温度。

2.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳深冷处理装置，其特征在于，所述深冷炉包括：

一具有前门(20)和后门(9)的炉体；

至少一设置于所述炉体顶部的排气管；

至少一设置于所述炉体顶部的安全阀；以及

一设置于所述炉体内用于固定及移动所述工件(16)的料架组件；

其中，所述料架组件自上而下由料架(17)、料盘(21)和设置于所述炉体底部的辊道(22)组成，所述料架(17)位于所述深冷炉内的工作区，且通过所述料盘(21)可滑动设置于所述辊道(22)上。

3.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳深冷处理装置，其特征在于，若干所述射流管(1)固定于所述深冷炉的后门(9)上，且依次成行并排布置。

4.根据权利要求3所述的超临界二氧化碳深冷处理装置，其特征在于，还包括：

若干沿其长度方向分别与每排所述射流管(1)连通的分流管(2)，所述分流管(2)与所述射流管(1)垂直布置；和

一沿其长度方向分别与若干所述分流管(2)的中部连通的支管(24)，所述支管(24)的中部与所述总进气管(5)垂直连通。

5.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳深冷处理装置，其特征在于，所述射流管(1)面向所述工件(16)的侧壁上沿其长度方向开设有若干射流孔(23)，且若干所述射流孔(23)等距间隔分布。

6.一种基于权利要求1-5任一项所述装置的超临界二氧化碳深冷处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，深冷气体依次经总进气管(5)、支管(24)、分流管(2)和射流管(1)直接喷射到所述工件(16)的表面，对所述工件(16)进行降温；

步骤2，由第一热电偶(3)、第一压力表(4)、第一流量计(6)、第二热电偶(7)、第三热电偶(8)、第二压力表(13)、第二流量计(14)、第三压力表(18)和第四热电偶(19)分别采集各部位的温度、压力以及气体流量数据，并传送给所述连接数据采集和控制系统；

步骤3，所述连接数据采集和控制系统根据采集的数据打开或关闭所述排气管和/或安全阀，调节射流管和射流孔的流量，以控制工件(16)的温度和压力处于设定状态。

7.根据权利要求6所述的超临界二氧化碳深冷处理方法，其特征在于，其中：

步骤1中，在降温阶段，通过第一热电偶(3)、第一压力表(4)、第一流量计(6)、第二压力表(13)和第二流量计(14)检测所述总进气管(5)和所述排气管处的压力和流量大小来调节深冷时的降温速率；并通过各所述热电偶所检测的温度大小，辅助调节所述总进气管(5)和所述排气管处气体压力和流量；

步骤3中，在恒温阶段，通过第四热电偶(19)和第三压力表(18)检测炉内温度和压力大小来控制所述总进气管(5)和所述排气管处的气体压力、温度、流量大小，以维持炉内的压力和温度的稳定，并通过第二热电偶(7)、第三热电偶(8)对所述工件(16)处温度大小进行检测。