低温制冷系统技术方案

本发明专利技术公开一种低温制冷系统，包括过滤器、气泵、分离器通过管路连接而成的载冷剂获取回路，还包括循环泵、低温制冷机、制冷换热器、被冷却物体（或空间）通过管路连接而成的载冷剂循环回路，以及用于切换载冷剂获取回路和载冷剂循环回路的阀体。该低温制冷系统从空气中通过载冷剂获取回路获得载冷剂，再通过载冷剂循环回路实现循环制冷，最终达到对被冷却物体（或空间）制冷的目的。这是一种适用不同环境、成本相对较低、工作温区大、载冷剂方便获取的低温制冷系统。

Low temperature refrigeration system

【技术实现步骤摘要】
低温制冷系统
本专利技术涉及低温制冷
，具体涉及一种低温制冷系统。
技术介绍
低温制冷技术在石油、空分、超导体、生命科学、医学、航空航天、远洋渔业及化工等领域有着非常广泛的应用。目前使用最多低温制冷系统包括低温制冷机直冷、液氮制冷、半导体制冷等等；低温制冷机包括斯特林(stirling)制冷机、福德-麦克马洪(GM)制冷机以及焦耳-汤姆逊(JouleThomson)制冷机等因其自身构造、体积、重量、振动等因素的限制，在空间狭小、对振动敏感的环境并不适用；液氮制冷需要经常补充液氮，成本高昂且工序繁琐，同时液氮沸腾也会引发振动；半导体制冷的制冷效率比低温制冷机要低很多，在运行成本上劣势明显。因此需要提出一种新的方案来解决这些问题。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种适用不同环境、成本相对较低、工作温区大、载冷剂方便获取的低温制冷系统。本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种低温制冷系统，包括过滤器、气泵、分离器通过管路连接而成的载冷剂获取回路，还包括循环泵、低温制冷机、制冷换热器、被冷却物体（或空间）通过管路连接而成的载冷剂循环回路，以及用于切换载冷剂获取回路和载冷剂循环回路的阀体。所述过滤器其作用是过滤掉空气中的杂质，包括颗粒物、油雾、水、有机气体等；所述气泵是为空气提供驱动力；所述分离器是从空气中分离出所需要的作为载冷剂的气体；所述阀体其作用是切换回路；所述循环泵是为内循环系统提供驱动力；所述低温制冷机是低温制冷系统冷源；所述制冷换热器是载冷剂与所述低温制冷机进行热交换的载体；所述被冷却物体（或空间）是需要冷却的物体（或空间）。优选地，所述分离器采用氮气分离膜。优选地，所述阀体采用三通二位阀。优选地，所述低温制冷机采用包括斯特林(stirling)制冷机、福德-麦克马洪(GM)制冷机以及焦耳-汤姆逊(JouleThomson)制冷机等。优选地，所述制冷换热器和所述低温制冷机的冷头为一体式结构。通过所述过滤器、气泵、分离器通过管路连接而成的载冷剂获取回路，其工作过程是所述气泵提供驱动力，驱动空气进入所述过滤器；所述过滤器，将空气中的颗粒物、油雾、水、有机气体等杂质去掉；之后空气进入所述分离器，所述分离器将所需的载冷剂从空气中分离出来；最终达到获取载冷剂的目的。当获取的载冷剂通过所述阀体进入由所述循环泵、低温制冷机、制冷换热器、被冷却物体（或空间）通过管路连接而成的载冷剂循环回路时，所述阀体的第一端口与第二端口导通；载冷剂通过所述循环泵的增压，进入所述制冷换热器，并与所述低温制冷机进行换热，获得低温；获得低温载冷剂在所述循环泵的继续驱动下，进入所述被冷却物体（或空间），与被冷却物体（或空间）进行换热，最终达到制冷的目的；载冷剂可以是气态、液态或者气液两相。当低温制冷系统获取的载冷剂足够维持系统运行时，所述阀体的第三端口与第二端口导通，使载冷剂在所述循环泵、低温制冷机、制冷换热器、被冷却物体（或空间）通过管路连接而成的载冷剂循环回路内循环制冷；载冷剂可以是气态、液态或者气液两相。本专利技术的有益效果是：1.通过分离器可以从空气中获取二氧化碳、氧、氮等作为载冷剂，方便快捷，成本更低；2.无需人工加注制冷剂，操作简单，工序简化，节省人力成本；3.通过管道输送载冷剂，避免低温制冷机的振动传导至负荷载体，使得对振动敏感的环境也能适用；4.通过管道输送载冷剂，可以将冷量传递到更狭小的空间，适用空间更为广泛；5.低温制冷机可以在液氮温区制取冷量，同时从空气中获取的载冷剂也可以达到液氮温区而不凝固，因此工作温区更大。附图说明下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细描述，但不作为对本专利技术的限定。图1为本专利技术低温制冷系统的结构示意图。图中1.过滤器，2.气泵，3.分离器，4.阀体，4.1.阀体第一端口，4.2.阀体第二端口，4.3.阀体第三端口，5.循环泵，6.低温制冷机，7.制冷换热器，8.被冷却物体（或空间）。具体实施方式请参阅图1，为本专利技术低温制冷系统的结构示意图。所述低温制冷系统包括：包括过滤器（1）、气泵（2）、分离器（3）通过管路连接而成的载冷剂获取回路，还包括循环泵（5）、低温制冷机（6）、制冷换热器（7）、被冷却物体（或空间）（8）通过管路连接而成的载冷剂循环回路，以及用于切换载冷剂获取回路和载冷剂循环回路的阀体（4）。所述过滤器（1）其作用是过滤掉空气中的杂质，包括颗粒物、油雾、水、有机气体等；所述气泵（2）是为空气提供驱动力；所述分离器（3）是从空气中分离出所需要的作为载冷剂的气体；所述阀体（4）体其作用是切换回路；所述循环泵（5）是为内循环系统提供驱动力；所述低温制冷机（6）是低温制冷系统冷源；所述制冷换热器（7）是载冷剂与所述低温制冷机进行热交换的载体；所述被冷却物体（或空间）（8）是需要冷却的物体（或空间）。通过所述过滤器（1）、气泵（2）、分离器（3）通过管路连接而成的载冷剂获取回路，其工作过程是所述气泵（2）提供驱动力，驱动空气进入所述过滤器（1）；所述过滤器（1），将空气中的颗粒物、油雾、水、有机气体等杂质去掉；之后空气进入所述分离器（3），所述分离器（3）将所需的载冷剂从空气中分离出来；最终达到获取载冷剂的目的。当获取的载冷剂通过所述阀体（4）进入由所述循环泵（5）、低温制冷机（6）、制冷换热器（7）、被冷却物体（或空间）（8）通过管路连接而成的载冷剂循环回路时，所述阀体（4）的第一端口（4.1）与第二端口（4.2）导通；载冷剂通过所述循环泵（5）的增压，进入所述制冷换热器（7），并与所述低温制冷机（6）进行换热，获得低温；获得低温载冷剂在所述循环泵（5）的继续驱动下，进入所述被冷却物体（或空间）（8），与被冷却物体（或空间）进行换热，最终达到制冷的目的，并且载冷剂不能低于其凝固点。当低温制冷系统获取的载冷剂足够维持系统运行时，所述阀体（4）的第三端口（4.3）与第二端口（4.2）导通，使载冷剂在所述循环泵（5）、低温制冷机（6）、制冷换热器（7）、被冷却物体（或空间）（8）通过管路连接而成的载冷剂循环回路内循环制冷，并且载冷剂不能低于其凝固点。以上所述仅为本专利技术创造的优选实施例，并不用以限制本专利技术创造，凡在本专利技术创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术创造的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低温制冷系统，其特征在于，包括过滤器、气泵、分离器通过管路连接而成的载冷剂获取回路，还包括循环泵、低温制冷机、制冷换热器、被冷却物体（或空间）通过管路连接而成的载冷剂循环回路，以及用于切换载冷剂获取回路和载冷剂循环回路的阀体。/n

【技术特征摘要】
1.一种低温制冷系统，其特征在于，包括过滤器、气泵、分离器通过管路连接而成的载冷剂获取回路，还包括循环泵、低温制冷机、制冷换热器、被冷却物体（或空间）通过管路连接而成的载冷剂循环回路，以及用于切换载冷剂获取回路和载冷剂循环回路的阀体。


2.根据权利要求1所述的低温制冷系统，其特征在于，所述过滤器可以过滤掉空气中的颗粒物、油雾、水、有机气体等杂质。


3.据权利要求1所述的低温制冷系统，其特征在于，所述分离器采用氮气分离膜。


4.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：甘桂东，
申请(专利权)人：珠海市赫尔墨斯真空技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44