深冷处理与冷量回收系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及深冷处理技术领域，尤其涉及深冷处理与冷量回收系统及方法，其中深冷处理与冷量回收系统包括低温处理装置和冷量回收装置，低温处理装置的第一排气口、冷量回收装置的第一进气口、冷量回收装置的第二排气口和低温处理装置的第二进气口依次连通形成第一冷量循环回路；冷量回收装置的第三排气口、低温处理装置的第三进气口、低温处理装置的第四排气口和冷量回收装置的第四进气口依次连通形成第二冷量循环回路。将低温处理装置和冷量回收装置通过冷量循环管路相连构成闭式循环系统，实现冷量的全部回收。实现冷量的全部回收。实现冷量的全部回收。

【技术实现步骤摘要】
深冷处理与冷量回收系统及方法


[0001]本专利技术涉及深冷处理
，尤其涉及深冷处理与冷量回收系统及方法。

技术介绍

[0002]目前深冷处理技术(如金属材料的冷处理、食品的低温速冻等)通常利用液氮作为制冷工质对物料进行低温处理，以改善物料的性能(比如金属材料的耐磨性和尺寸稳定性，食品的贮存时间)。深冷处理过程中，液氮喷入低温处理装置内部，吸收热量后气化，然后通常以不高于物料处理温度的温度排向环境，从而存在着大量的冷量损耗。
[0003]针对低温氮气直接排空存在冷量损耗的问题，现有技术通常是利用相变材料对排出的低温氮气冷量进行回收，需要时再利用换热设备将冷量送回低温处理装置，从而降低系统的能耗。但通过冷量回收装置后的实际排气温度仍然低于室温，难以百分百的回收冷量。另外，冷量回收装置是非连续性的，在冷量利用过程中，需要对通入冷量回收装置的工质气体进行除湿等处理或者额外采用氮气，增加了操作的难度和成本。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种深冷处理与冷量回收系统，将低温处理装置和冷量回收装置通过冷量循环管路相连构成闭式循环系统，实现冷量的全部回收。
[0005]本专利技术还提出一种深冷处理与冷量回收方法。
[0006]根据本专利技术第一方面实施例的深冷处理与冷量回收系统，包括低温处理装置和冷量回收装置，所述低温处理装置的第一排气口、所述冷量回收装置的第一进气口、所述冷量回收装置的第二排气口和所述低温处理装置的第二进气口依次连通形成第一冷量循环回路；所述冷量回收装置的第三排气口、所述低温处理装置的第三进气口、所述低温处理装置的第四排气口和所述冷量回收装置的第四进气口依次连通形成第二冷量循环回路。
[0007]根据本专利技术的一个实施例，所述低温处理装置包括深冷箱和供冷组件，所述第一排气口和所述第三进气口均位于所述深冷箱的顶部，所述第二进气口和所述第四排气口均位于所述深冷箱的底部，所述供冷组件设置于所述深冷箱内，且位于所述深冷箱内靠近所述第二进气口的一侧。
[0008]根据本专利技术的一个实施例，所述冷量回收装置包括蓄冷箱和所述蓄冷箱内充填的蓄冷材料，所述第一进气口和所述第三排气口均位于所述蓄冷箱的顶部，所述第二排气口与所述第四进气口均位于所述蓄冷箱的底部。
[0009]根据本专利技术的一个实施例，所述供冷组件包括风机、分散器和液氮罐，所述液氮罐与所述分散器连接，所述风机与所述分散器均位于所述深冷箱内，且所述风机位于所述分散器的下方。
[0010]根据本专利技术的一个实施例，所述分散器的上方的所述深冷箱用于充填待冷处理物料。
[0011]根据本专利技术的一个实施例，所述深冷箱内部的顶部设有第一温度检测器，所述蓄冷箱内部的顶部和底部均设有第二温度检测器。
[0012]根据本专利技术的一个实施例，所述第一排气口处设有第一排气阀，所述第一进气口处设有第一进气阀，所述第二排气口处设有第二排气阀，所述第二进气口处设有第二进气阀。
[0013]根据本专利技术的一个实施例，所述第三排气口处设有第三排气阀，所述第三进气口处设有第三进气阀，所述第四排气口处设有第四排气阀，所述第四进气口处设有第四进气阀。
[0014]根据本专利技术的一个实施例，所述第二排气口与所述第二进气口连通的管路上设有支管路，所述支管路上设有泄压阀。
[0015]根据本专利技术第二方面实施例的应用上述的深冷处理与冷量回收系统进行的深冷处理与冷量回收方法，包括：
[0016]初次降温处理：
[0017]开启液氮供应，风机正转，第二冷量循环回路关闭，第一冷量循环回路的低温处理装置的第一排气口与冷量回收装置的第一进气口的连通管路开启，冷量回收装置的第二排气口与低温处理装置的第二进气口的连通管路关闭，第二排气口连通的支管路开启；
[0018]当冷量回收装置中蓄冷材料中部的温度低于预设温度时，关闭第二排气口连通的支管路，停止液氮供应，风机反转，第二冷量循环回路开启，第一冷量循环回路关闭；
[0019]第一冷量循环处理：
[0020]当冷量回收装置中蓄冷材料顶部的温度高于低温处理装置内的温度时，风机正转，第一冷量循环回路开启，第二冷量循环回路关闭；
[0021]第二冷量循环处理：
[0022]当冷量回收装置中蓄冷材料底部的温度高于低温处理装置内的温度时，风机反转，第一冷量循环回路关闭，第二冷量循环回路开启；
[0023]所述第一冷量循环处理与所述第二冷量循环处理依次交替循环进行。
[0024]本专利技术实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果：本专利技术实施例的深冷处理与冷量回收系统，针对现有低温处理装置不能完全回收冷却介质冷量，以及冷量回收过程中的操作难度大、成本高等问题，提供一种冷却介质冷量可循环利用的深冷处理装置。将低温处理装置和冷量回收装置通过冷量循环管路相连构成闭式循环系统，实现冷量的全部回收。通过低温处理装置与冷量回收装置上各自设置的两组进气口和两组排气口，分别形成两条相互独立的第一冷量循环回路和第二冷量循环回路，冷却介质在第一冷量循环回路中的流向与在第二冷量循环回路中的流向相反。第一冷量循环回路使待冷处理物料在低温处理装置中与低温介质进行热交换后，气化的低温冷却介质进入冷量回收装置，在冷量回收装置内实现冷量的全部回收并将冷却介质排出，或在冷量回收装置内进行热交换降温后返回低温处理装置；第二冷量循环回路使低温处理装置中的冷却介质进入冷量回收装置，并与冷量回收装置内回收的冷量进行热交换降温，从而再次回到低温处理装置中与待冷处理物料进行热交换，极大降低了冷却介质的消耗量。
[0025]除了上面所描述的本专利技术解决的技术问题、构成的技术方案的技术特征以及有这些技术方案的技术特征所带来的优点之外，本专利技术的其他技术特征及这些技术特征带来的
优点，将结合附图作出进一步说明，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027]图1是本专利技术实施例深冷处理与冷量回收系统的结构示意图。
[0028]附图标记：
[0029]1：低温处理装置；11：深冷箱；12：供冷组件；111：第一温度检测器；121：风机；122：分散器；123：液氮罐；124：液氮控制阀；125：电机；
[0030]2：冷量回收装置；21：蓄冷箱；22：蓄冷材料；211：第二温度检测器；
[0031]31：待冷处理物料；
[0032]41：第一排气阀；42：第二排气阀；43：第三排气阀；44：第四排气阀；
[0033]51：第一进气阀；52：第二进气阀；53：第三进气阀；54：第四进气阀；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种深冷处理与冷量回收系统，其特征在于：包括低温处理装置和冷量回收装置，所述低温处理装置的第一排气口、所述冷量回收装置的第一进气口、所述冷量回收装置的第二排气口和所述低温处理装置的第二进气口依次连通形成第一冷量循环回路；所述冷量回收装置的第三排气口、所述低温处理装置的第三进气口、所述低温处理装置的第四排气口和所述冷量回收装置的第四进气口依次连通形成第二冷量循环回路。2.根据权利要求1所述的深冷处理与冷量回收系统，其特征在于：所述低温处理装置包括深冷箱和供冷组件，所述第一排气口和所述第三进气口均位于所述深冷箱的顶部，所述第二进气口和所述第四排气口均位于所述深冷箱的底部，所述供冷组件设置于所述深冷箱内，且位于所述深冷箱内靠近所述第二进气口的一侧。3.根据权利要求2所述的深冷处理与冷量回收系统，其特征在于：所述冷量回收装置包括蓄冷箱和所述蓄冷箱内充填的蓄冷材料，所述第一进气口和所述第三排气口均位于所述蓄冷箱的顶部，所述第二排气口与所述第四进气口均位于所述蓄冷箱的底部。4.根据权利要求2所述的深冷处理与冷量回收系统，其特征在于：所述供冷组件包括风机、分散器和液氮罐，所述液氮罐与所述分散器连接，所述风机与所述分散器均位于所述深冷箱内，且所述风机位于所述分散器的下方。5.根据权利要求4所述的深冷处理与冷量回收系统，其特征在于：所述分散器的上方的所述深冷箱用于充填待冷处理物料。6.根据权利要求3所述的深冷处理与冷量回收系统，其特征在于：所述深冷箱内部的顶部设有第一温度检测器，所述蓄冷箱内部的顶部和底部均设有第二温度检测器。7.根据权利要求1至6...

【专利技术属性】
技术研发人员：王俊杰，杨彪，陈六彪，郭嘉，季伟，顾开选，崔晨，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：