[发明专利]一种基于CO2

权利要求书

1.一种基于CO₂复叠制冷两次节流制备固-气流态干冰的系统，其特征在于：由高温级制冷回路和低温级制冷回路构成，其中低温级制冷回路中包括两次节流结构；所述的高温级制冷回路包括冷凝蒸发器(1)，冷凝蒸发器(1)高温级出口依次与气液分离器(3)、压缩机(4)、油分离器(5)、冷凝器(6)、贮液罐(7)、干燥过滤器(8)、膨胀阀(9)连接，膨胀阀(9)出口与冷凝蒸发器(1)高温级入口连接，组成高温级制冷回路；

所述的低温级制冷回路包括冷凝蒸发器(1)，冷凝蒸发器(1)低温级出口依次与贮液罐(10)、干燥过滤器(11)、一次节流阀(12)、气液分离器(13)、二次节流阀(14)、蒸发器(17)、气固分离器(19)、压缩机(20)、油分离器(21)连接，油分离器(21)出口与冷凝蒸发器(1)低温级入口连接，组成低温级制冷回路；

所述的高温级制冷回路和低温级制冷回路通过冷凝蒸发器(1)相耦合；

所述的两次节流结构包括：一次节流阀(12)出口与气液分离器(13)入口连接，气液分离器(13)气管与压缩机(20)吸气管连接，气液分离器(13)液管与二次节流阀(14)连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于CO₂复叠制冷两次节流制备固-气流态干冰的系统，其特征在于：所述的高温级制冷回路还包括温度传感器(2)，温度传感器设置在冷凝蒸发器(1)中部；温度传感器(2)动态控制膨胀阀(9)开度及压缩机(4)转速，从而将冷凝蒸发器(1)高温级冷凝温度控制在-20～-10℃区间内。

3.根据权利要求1所述的一种基于CO₂复叠制冷两次节流制备固-气流态干冰的系统，其特征在于：所述的两次节流结构中还包括温度传感器(15)和(16)，其中温度传感器(15)设置在一次节流阀(12)出口，控制一次节流阀(12)开度，从而将一次节流阀(12)出口温度控制在-30～-20℃区间内；温度传感器(16)设置在二次节流阀(14)出口，从而将二次节流阀(12)出口温度控制在-75～-65℃区间内。

4.根据权利要求1所述的一种基于CO₂复叠制冷两次节流制备固-气流态干冰的系统，其特征在于：所述的低温级制冷回路中，蒸发器(17)采用丝管式，盘管折叠成搁架形状，被冷却物品可放置在蒸发器(17)上，与蒸发器(17)直接接触。

5.根据权利要求4所述的一种基于CO₂复叠制冷两次节流制备固-气流态干冰的系统，其特征在于：所述的低温级制冷回路中，蒸发器(17)盘管内壁进行光滑处理，以降低气-固流态干冰流动阻力，防止蒸发器(17)内干冰沉积，影响流动性；蒸发器(17)入口管段(18)采用渐扩管形式，即内径沿流动方向逐渐增大，防止入口管段(18)内干冰沉积，影响流动性。

6.根据权利要求4所述的一种基于CO₂复叠制冷两次节流制备固-气流态干冰的系统，其特征在于：所述的低温级制冷回路中，蒸发器(17)盘管内壁粘贴低功率电热丝，用于在被冷却物品量较少或热负荷不够时提供热量，防止蒸发器(17)内干冰沉积，影响流动性。

7.根据权利要求1所述的一种基于CO₂复叠制冷两次节流制备固-气流态干冰的系统，其特征在于：所述的低温级制冷回路中，气固分离器(19)内部粘贴低功率电热丝，对分离出的固态干冰提供热量，使其升华成气相后进入压缩机压缩。

8.根据权利要求1所述的一种基于CO₂复叠制冷两次节流制备固-气流态干冰的系统，其特征在于：所述的低温级制冷回路采用制冷剂为CO₂；所述的高温级制冷回路采用的制冷剂为无机化合物、氟利昂、烷烃类环烷烃及其卤代物，以及链烯烃及其卤代物中的一种或者两种以上的混合物。

9.根据权利要求1所述的一种基于CO₂复叠制冷两次节流制备固-气流态干冰的系统，其特征在于：冷凝蒸发器(1)采用套管式或板式。

10.根据权利要求1所述的一种基于CO₂复叠制冷两次节流制备固-气流态干冰的系统，其特征在于：所述的高温级制冷回路和低温级制冷回路各自全封闭，所有外部管路均粘贴保温棉。