CN101690902A - 超低温冰槽 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超低温冰槽，属于低温测试装置，其结构采用双级复叠式压缩机制冷技术，一级制冷系统的一级压缩机冷媒经一级冷凝器冷凝，后经节流元件节流，然后进入套管式换热器蒸发，给二级制冷系统降温；二级制冷系统中的二级压缩机的冷媒经电子膨胀阀节流后低温冷媒进入蒸发器蒸发，对冰槽容器内冷却介质进行降温；当冰槽容器内温度接近设定时温度时，旁通电子膨胀阀根据单片机的指令进行冷量调节，以保持冰槽容器内的温度。本发明的超低温冰槽和现有技术相比，具有测试温度超低、适用范围广、控温精度高、能耗少等特点。

Description

超低温冰槽

技术领域

本发明涉及一种低温测试装置，具体地说是一种超低温冰槽。

背景技术

低温冰槽是一种用来对各种物质材料做低温物理性能测试的装置。各种物质材料在不同的温度下都会呈现不同的温度特性，通过低温物理性能测试，可以得出各种物质材料在不同的低温下所表现出的不同的物理性能，从而决定每种物质材料适用的领域和环境。所测试的低温性能特性包括很多方面，如检测原料的低温脆性，低温脆性的测定无论在科学研究或是生产制造环节都是不可或缺的。

控温精确是对实验设备基本要求，只有温度控制精确，测量数值才准确。低温冰槽作为一种低温物理性能测试的装置，其中一个不可或缺的功能是，可控制温度已达到测试所需。比如需要测试某物理材料在-20℃所表现出的物理性能，低温冰槽就需要把温度控制在恒温-20℃。

目前，现有技术的相应进口产品及国内生产厂家生产的同类产品，都采用冷热平衡原理以达到控温目的。具体方式即：两级压机降温工作，温度到达设定值时，由电控输出信号接触器吸合，加热棒开始工作，维持冰槽内设定温度(一般加热棒的电功率大于压机的功率)；温度波动系数大，大约在±1℃温度范围内变化。由于冰槽温度设定值在0℃——80℃之间。当设定温度为0℃时，第二级压机蒸发压力高制冷量大(一般在1500W-2500W)；如果要保持冰槽内设定温度，加热棒功率至少需要2500W热量来消耗压机产生越2500W制冷量；加上双机复迭压机制冷消耗功率，总消耗功率约5KW。这种控温方式不但控温精度差，而且造成了极大的能源浪费。且适用范围较窄。

因此，测试温度超低，适用范围广，控温精度高，能耗少的低温冰槽是当今技术科学和社会发展的需求。

发明内容

本发明的技术任务是提供一种测试温度超低、适用范围广、控温精度高、能耗少的超低温冰槽。

如图1、图3、图4、图5所示，本发明的技术任务是按以下方式实现的，超低温冰槽，包括箱体、冰槽容器、操作屏、压缩机制冷系统、蒸发器、风扇电机和电气部分，冰槽容器、压缩机制冷系统、蒸发器和风扇电机设置在箱体内部，操作屏设置在箱体上部；蒸发器设置在冰槽容器周边，箱体上设置有与冰槽容器上口相对应的开口，开口处设置有密封盖对冰槽容器进行密封；压缩机制冷系统与蒸发器相连；压缩机制冷系统排出的冷媒通过蒸发器对冰槽容器内的冷却介质进行制冷；风扇电机对压缩机制冷系统中的冷凝器进行降温，箱体上位于风扇电机附近开有风机进风口，箱体相对于风机进风口的另外一侧面上开有风机排风口；压缩机制冷系统采用双级复叠式压缩机制冷技术；电气部分对压缩机制冷系统进行控制，电气部分连接操作屏，压缩机制冷系统为一级制冷系统和二级制冷系统，一级制冷系统和二级制冷系统的环路上的换热器套在一起组成套管式换热器，套管式换热器为外管内套入内管，外管为一级制冷系统的换热器，内管为二级制冷系统的换热器；控温方式采用双蒸发器，双电子膨胀阀控制冷媒流量，即旁通分流式的控温方式；双蒸发器分为冰槽蒸发器和付蒸发器，冰槽蒸发器设置在冰槽容器周边对冰槽容器内的冷却介质进行制冷，付蒸发器对冷量进行旁通式分流；电气部分包括单片机、电脑控制板、电子膨胀阀，单片机设置在电脑控制板上，电脑控制板连接电子膨胀阀和操作屏，通过电脑控制板和单片机的配合使用，使得可在操作屏上操作；电子膨胀阀设置在冰槽蒸发器和付蒸发器的制冷剂入口管路上，单片机通过电脑控制板来控制电子膨胀阀开度，单片机根据操作指令设定温度，对其下发指令进行温度调节。

一级制冷系统包括一级压缩机、一级冷凝器、一级过冷器、过滤器、节流元件、套管式换热器的外管；一级压缩机、一级冷凝器、一级过冷器、过滤器、节流元件和套管式换热器的外管之间通过管路连通成一循环体；即一级压缩机的排气端连通一级冷凝器一端，一级冷凝器另一端连通一级过冷器一端，一级过冷器另一端连通过滤器，过滤器连通节流元件，节流元件连通套管式换热器的外管的一端口，套管式换热器的外管的另一端口连通到一级压缩机的吸气端；套管式换热器的外管与一级压缩机的吸气端之间的管路一部分缠绕在一级过冷器的外部；一级压缩机的吸气端外的管路上设置有单向阀；一级冷凝器外设置有风扇电机。

一级制冷系统的冷媒流程为：一级压缩机排出高温高压冷媒至一级冷凝器，一级冷凝器外的风扇电机对其降温，使冷媒冷却变成高压液体，然后经一级过冷器、过滤器，后经节流元件节流进入套管式换热器的外管内蒸发，从而对套管式换热器的内管降温；彻底蒸发后的低压冷媒，最后经一级压缩机的吸气端又回到一级压缩机进行再循环；一级压缩机的吸气端外冷媒管路上设置有单向阀，使冷媒只进不出。

二级制冷系统包括二级压缩机、油分离器、四通换向阀、二级冷凝器、套管式换热器的内管、二级过冷器、过滤器、电子膨胀阀、节流元件；四通换向阀和电子膨胀阀均受单片机控制；二级压缩机、油分离器、四通换向阀、二级冷凝器、套管式换热器的内管、过滤器、电子膨胀阀、节流元件、蒸发器和二级过冷器之间通过管路连通成一循环体；即二级压缩机的排气端连通油分离器，油分离器的一端通过设置有过滤器、节流元件的管路连通到二级压缩机的吸气端；油分离器还有一端通过管路联通到四通换向阀的接口一，四通换向阀的接口二连通到二级冷凝器的一端，二级冷凝器的另一端连通到套管式换热器的内管的一端，套管式换热器的内管的另一端通过过滤器后分两路，一路通过冰槽蒸发器的电子膨胀阀后经过节流元件和过滤器连通到冰槽蒸发器的一端，冰槽蒸发器的另一端通过管路连通到二级过冷器一端，另一路通过付蒸发器的电子膨胀阀后经过节流元件连通到付蒸发器的一端，付蒸发器的另一端接通有带有单向阀的管路，二级过冷器的另一端通过管路与付蒸发器的另一端接通的管路汇合后连通到四通换向阀的接口三，四通换向阀的接口四通过管路连通到二级压缩机的吸气端；套管式换热器的内管与过滤器之间的管路一部分缠绕在二级过冷器上；二级冷凝器外设置有风扇电机。

二级制冷系统制冷时的冷媒流程为：二级压缩机排出的高温高压冷媒通过油分离器油气分离，油通过油分离器，经过节流元件节流送回到二级压缩机的吸气端；冷媒经四通换向阀的接口一进入从四通换向阀的接口二出，然后进入二级冷凝器初步冷凝，二级冷凝器外的风扇电机对其降温，然后冷媒进入套管式换热器的内管内彻底冷凝降温，从套管式换热器的内管出来后通过过滤器后分两路，一路冷媒经冰槽蒸发器的电子膨胀阀、节流元件节流、过滤器进入冰槽蒸发器蒸发，冰槽蒸发器的电子膨胀阀控制流量，维持冰槽容器内冷热平衡，确保冰槽容器内温度基本不变，冷媒从冰槽蒸发器出来后进入二级过冷器；另一路冷媒经付蒸发器的电子膨胀阀、节流元件节流进入付蒸发器旁通蒸发，蒸发完毕后和二级过冷器出来的冷媒一起进入四通换向阀的接口三，从四通换向阀的接口四出回到二级压缩机的吸气端。付蒸发器的冷媒出口处的管路上设置有单向阀，使此处冷媒只能往外走向。

付蒸发器分流的多余冷量也可经单片机控制四通换向阀，从四通换向阀的接口三进入，从四通换向阀的接口二排出，后进入二级冷凝器，再进入套管式换热器的内管，可对套管式换热器的外管进行降温，减小了一级压缩机的制冷负荷。

当冰槽容器内温度需要升高时，单片机可通过控制四通换向阀和二级制冷系统的循环回路对系统进行制热加温；二级制冷系统制热时的冷媒流程为：二级压缩机排出的高温高压冷媒通过油分离器后进入四通换向阀的接口一，从四通换向阀的接口三出，后进入二级过冷器至冰槽蒸发器，高温高压气体在冰槽蒸发器内释放热量，使冰槽容器内温度迅速上升；然后冷媒经过滤器、节流元件、冰槽蒸发器的电子膨胀阀、过滤器进入套管式换热器的内管，后经二级冷凝器蒸发；然后进入四通换向阀的接口二，四通换向阀的接口四出，从而回到二级压缩机的吸气端。

一级制冷系统中一级压缩机为低温压缩机，采用环保冷媒R404A；二级制冷系统中二级压缩机为超低温压缩机，采用环保冷媒R23；节流元件为毛细管。

一级制冷系统中的一级冷凝器与二级制冷系统中的二级冷凝器采用同一个风扇电机进行散热；风机进风口外设置有可供拆卸清洗的过滤网；箱体底部设置有万向轮。

电气部分还包括压缩机启动配电盒、传感器、高压保护开关；两个压缩机启动配电盒分别与一级压缩机和二级压缩机连接，压缩机启动配电盒的电源开关设置在箱体上，传感器、高压保护开关均与电脑控制板连接，受单片机控制；传感器包括温度传感器和低压传感器，箱体内设置有环境温度传感器，冰槽蒸发器内设置有温度传感器，电子膨胀阀处设置有温度传感器，套管式换热器外部设置有温度传感器，一级压缩机的吸气端和二级压缩机的吸气端的管路上均设置有低压传感器；一级冷凝器与二级冷凝器上均设置有高压保护开关。

操作屏为触摸屏，操作屏设置在箱体上部，操作屏与箱体之间设置有可旋转支架，操作屏通过可旋转支架可水平最大旋转一百二十度。

冰槽容器为不锈钢冰槽容器，冰槽蒸发器对冰槽容器内的冷却介质进行制冷，冰槽容器内设置有搅拌电机；冰槽容器底部开有排液口，排液口经排液管连接到不锈钢冷却介质储存箱，排液管上设置有排液阀，排液阀受单片机控制，冰槽容器内的冷却介质可通过排液口经排液管排入到不锈钢冷却介质储存箱内密封保存，不锈钢冷却介质储存箱设置在箱体内部，且箱体的对应位置上开有侧门，方便不锈钢冷却介质储存箱的拿取。

冰槽容器外设置有保温箱，冰槽蒸发器缠绕在冰槽容器周边，缠绕着冰槽蒸发器的冰槽容器装在保温箱内；保温箱外部为金属壳，内部填充有保温层；付蒸发器、套管式换热器以及所有管路外均包裹有保温层；保温箱底部也开有供排液管穿过的排液口。

冰槽容器内的冷却介质为99.9％的酒精或者硅油。

本发明的超低温冰槽，采用双级复叠式压缩机制冷技术，一级制冷系统采用低温环保冷媒R404A，冷媒经一级冷凝器冷凝后，经节流元件节流后进入套管式换热器蒸发，给一级制冷系统的换热器降温；二级压缩机采用环保冷媒R23，经冰槽蒸发器的电子膨胀阀节流后低温冷媒进入冰槽蒸发器蒸发，对冰槽容器内冷却介质进行降温；当冰槽容器内温度接近设定时温度时，付蒸发器的电子膨胀阀根据单片机的指令进行冷量调节，以保持冰槽容器内的温度。

本发明的超低温冰槽具有以下优点：

1、采用了单片机控温技术、双电子膨胀阀旁通控温技术、压力传感器的低温技术；正是有这些新技术应用，使得本发明的控温范围广(0℃---80℃)，冰槽显示温度精确±0.1℃，系统运行稳定可靠；

2、控温方式采用双蒸发器，双电子膨胀阀控制冷媒流量技术，即旁通分流式的控温方式；冰槽蒸发器对冰槽容器内的冷却介质进行制冷，付蒸发器对冷量进行旁通式分流，分流的多余冷量也可对套管式换热器进行降温，减小了一级压缩机的制冷负荷，从而降低总功率消耗；

3、采用单片机和四通换向阀的巧妙使用，使得制冷和制热回路循环简单，效果好，冰槽容器内的温度调节灵活，控温范围广；

4、冰槽容器内有搅拌电机，对冰槽容器内冷却介质溶液快速搅拌，使得测试样品温度均匀、完全恒温，可完全满足国家标准所规定的各项控温指标；

5、采用单片机技术控制，传感器、高压保护开关、电子膨胀阀、四通换向阀、排液阀与单片机的配合实现了自动控温、自动记时、自动调温、自动排液、具有自动声光报警功能；报警形式为：①、环境温度过高(超33℃)保护；②、一、二级超高压保护；③、一、二级系统冷媒泄露保护；④、一、二级压缩机过电流保护；

6、操作屏为大型触摸屏数显温度值；操作屏可一百二十度旋转，使用者可选择舒适的角度操作设备，使用方便；通过在操作屏上实施操作命令，如控温、记时、调温、排液等命令，可自动工作，操作简便；

7、箱体底部设置有万向轮，设备移动方便；

8、风机进风口外设置有可供拆卸清洗的过滤网，使用方便；

9、冰槽容器外设置有保温箱，付蒸发器、套管式换热器以及所有管路外均包裹有保温层，保温隔离效果好；

10、操作简便、安全，制冷速度快，容积大，控温精度高是金属材料低温冲击试验理想的首选设备；同时亦可用于其他低温检测和试验工作；因而，具有很好的推广使用价值。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

附图1为超低温冰槽的原理示意图；

附图2为超低温冰槽的电器示意图；

附图3为超低温冰槽的外观结构示意图；

附图4为附图3的右视剖面示意图；

附图5为附图3的左视剖面示意图。

图中：1、箱体，2、操作屏，3、风机进风口，4、风机排风口，5、过滤网，6、冰槽蒸发器，7、不锈钢冷却介质储存箱，8、侧门，9、一级压缩机，10、一级冷凝器，11、风扇电机，12、一级过冷器，13、毛细管，14、套管式换热器，15、单向阀，16、高压保护开关，17、温度传感器，18、二级压缩机，19、油分离器，20、二级冷凝器，21、二级过冷器，22、付蒸发器，23、低压传感器，24、电源开关，25、排液阀，26、密封盖，27，万向轮，28、套管式换热器的外管，29、套管式换热器的内管，30、冰槽容器，31、搅拌电机，32、冰槽蒸发器的电子膨胀阀，33、付蒸发器的电子膨胀阀，34、排液口，35、排液管，36、四通换向阀，37、四通换向阀的接口一，38、四通换向阀的接口二，39、四通换向阀的接口三，40、四通换向阀的接口四，41、管路，42、过滤器，43、一级压缩机的排气端，44、一级压缩机的吸气端，45、二级压缩机的排气端，46、二级压缩机的吸气端，47、可旋转支架，48、单片机，49、电脑控制板，50、压缩机启动配电盒，51、保温层，52、保温箱。

附图1中实线箭头代表降温冷媒流向；虚线箭头代表升温冷媒流向。

附图2中K1为排液阀25，LED2为温度达到时指示灯，K2为LED2开关，LED3为故障报警灯，K3为LED3开关，COMP1为一级压缩机9，COMP2为二级压缩机18，CN1为排液阀25、LED2、LED3的接口，CN2为四通换向阀36的接口，CN3为变压器初级，CN4为零线接口，CN8为串行通信接口，CN9为付蒸发器的电子膨胀阀33接口，CN10为冰槽蒸发器的电子膨胀阀32接口，CN16为箱体内环境温度传感器17的接口，CN17、CN18均为温度传感器17的接口，CN19为高压保护开关16的接口，CN25为冰槽容器内温度传感器17的接口，CN26为运行输入，CN27为低压传感器23，RUN为运行开关，KX1、KX2、KX3为备用的功能选择开关。

具体实施方式

参照说明书附图和具体实施例对本发明的超低温冰槽作以下详细地说明。

实施例：

本发明的超低温冰槽，其结构包括箱体1、冰槽容器30、操作屏2、压缩机制冷系统、蒸发器、风扇电机11和电气部分，冰槽容器30、压缩机制冷系统、蒸发器和风扇电机11设置在箱体1内部，操作屏2设置在箱体1上部；蒸发器设置在冰槽容器30周边，箱体1上设置有与冰槽容器30上口相对应的开口，开口处设置有密封盖26对冰槽容器30进行密封；压缩机制冷系统与蒸发器相连；压缩机制冷系统排出的冷媒通过蒸发器对冰槽容器30内的冷却介质进行制冷；风扇电机11对压缩机制冷系统中的冷凝器进行降温，箱体1上位于风扇电机11附近开有风机进风口3，箱体1相对于风机进风口3的另外一侧面上开有风机排风口4；压缩机制冷系统采用双级复叠式压缩机制冷技术；电气部分对压缩机制冷系统进行控制，电气部分连接操作屏2，压缩机制冷系统为一级制冷系统和二级制冷系统，一级制冷系统和二级制冷系统的环路上的换热器套在一起组成套管式换热器14，套管式换热器为外管内套入内管，外管为一级制冷系统的换热器，内管为二级制冷系统的换热器；控温方式采用双蒸发器，双电子膨胀阀控制冷媒流量，即旁通分流式的控温方式；双蒸发器分为冰槽蒸发器6和付蒸发器22，冰槽蒸发器6设置在冰槽容器30周边对冰槽容器30内的冷却介质进行制冷，付蒸发器22对冷量进行旁通式分流；电气部分包括单片机48、电脑控制板49、电子膨胀阀，单片机48设置在电脑控制板49上，电脑控制板49连接电子膨胀阀和操作屏2，通过电脑控制板49和单片机48的配合使用，使得可在操作屏2上操作；电子膨胀阀设置在冰槽蒸发器6和付蒸发器22的制冷剂入口管路上，单片机48通过电脑控制板49来控制电子膨胀阀开度，单片机48根据操作指令设定温度，对其下发指令进行温度调节。

一级制冷系统包括一级压缩机9、一级冷凝器10、一级过冷器12、过滤器42、毛细管13、套管式换热器的外管28；一级压缩机9、一级冷凝器10、一级过冷器12、过滤器42、毛细管13和套管式换热器的外管28之间通过管路41连通成一循环体；即一级压缩机的排气端43连通一级冷凝器10一端，一级冷凝器10另一端连通一级过冷器12一端，一级过冷器12另一端连通过滤器42，过滤器42连通毛细管13，毛细管13连通套管式换热器的外管28的一端口，套管式换热器的外管28的另一端口连通到一级压缩机的吸气端44；套管式换热器的外管28与一级压缩机的吸气端44之间的管路41一部分缠绕在一级过冷器12的外部；一级压缩机的吸气端44外的管路41上设置有单向阀15；一级冷凝器10外设置有风扇电机11。

一级制冷系统的冷媒流程为：一级压缩机9排出高温高压冷媒至一级冷凝器10，一级冷凝器10外的风扇电机11对其降温，使冷媒冷却变成高压液体，然后经一级过冷器12、过滤器42，后经毛细管13节流进入套管式换热器的外管28内蒸发，从而对套管式换热器的内管29降温；彻底蒸发后的低压冷媒，最后经一级压缩机的吸气端44又回到一级压缩机9进行再循环；一级压缩机的吸气端44外冷媒管路41上设置有单向阀15，使冷媒只进不出。

二级制冷系统包括二级压缩机18、油分离器19、四通换向阀36、二级冷凝器20、套管式换热器的内管29、二级过冷器21、过滤器42、电子膨胀阀、毛细管13；四通换向阀36和电子膨胀阀均受单片机48控制；二级压缩机18、油分离器19、四通换向阀36、二级冷凝器20、套管式换热器的内管29、过滤器42、电子膨胀阀、毛细管13、蒸发器和二级过冷器21之间通过管路41连通成一循环体；即二级压缩机的排气端45连通油分离器19，油分离器19的一端通过设置有过滤器42、毛细管13的管路41连通到二级压缩机的吸气端46；油分离器19还有一端通过管路41联通到四通换向阀的接口一37，四通换向阀的接口二38连通到二级冷凝器20的一端，二级冷凝器20的另一端连通到套管式换热器的内管29的一端，套管式换热器的内管29的另一端通过过滤器42后分两路，一路通过冰槽蒸发器的电子膨胀阀32后经过毛细管13和过滤器42连通到冰槽蒸发器6的一端，冰槽蒸发器6的另一端通过管路41连通到二级过冷器21一端，另一路通过付蒸发器的电子膨胀阀33后经过毛细管13连通到付蒸发器22的一端，付蒸发器22的另一端接通有带有单向阀15的管路41，二级过冷器21的另一端通过管路41与付蒸发器22的另一端接通的管路41汇合后连通到四通换向阀的接口三39，四通换向阀的接口四40通过管路连通到二级压缩机的吸气端46；套管式换热器的内管29与过滤器42之间的管路41一部分缠绕在二级过冷器21上；二级冷凝器20外设置有风扇电机11。

二级制冷系统制冷时的冷媒流程为：二级压缩机18排出的高温高压冷媒通过油分离器19油气分离，油通过油分离器，经过毛细管13节流送回到二级压缩机的吸气端46；冷媒经四通换向阀的接口一37进入从四通换向阀的接口二38出，然后进入二级冷凝器20初步冷凝，二级冷凝器20外的风扇电机11对其降温，然后冷媒进入套管式换热器的内管29内彻底冷凝降温，从套管式换热器的内管29出来后经过滤器42后分两路，一路冷媒经冰槽蒸发器的电子膨胀阀32、毛细管13节流、过滤器42进入冰槽蒸发器6蒸发，冰槽蒸发器的电子膨胀阀32控制流量，维持冰槽容器30内冷热平衡，确保冰槽容器30内温度基本不变，然后冷媒从冰槽蒸发器6出来后进入二级过冷器21；另一路冷媒经付蒸发器的电子膨胀阀33、毛细管13节流进入付蒸发器22旁通蒸发，蒸发完毕后和二级过冷器21出来的冷媒一起进入四通换向阀的接口三39，从四通换向阀的接口四40出回到二级压缩机的吸气端46。付蒸发器22的冷媒出口管路41上设置有单向阀15，使此处冷媒只能往外走向。

付蒸发器22分流的多余冷量也可经单片机48控制四通换向阀36，从四通换向阀的接口三39进入，从四通换向阀的接口二38排出，后进入二级冷凝器20，再进入套管式换热器的内管29，可对套管式换热器的外管28进行降温，减小了一级压缩机9的制冷负荷。

当冰槽容器30内温度需要升高时，单片机48可通过控制四通换向阀36和二级制冷系统的循环回路对系统进行制热加温；二级制冷系统制热时的冷媒流程为：二级压缩机18排出的高温高压冷媒通过油分离器19后进入四通换向阀的接口一37，从四通换向阀的接口三39出，后进入二级过冷器21至冰槽蒸发器6，高温高压气体在冰槽蒸发器6内释放热量，使冰槽容器30内温度迅速上升；然后冷媒经过滤器42、毛细管13、冰槽蒸发器的电子膨胀阀32、过滤器42进入套管式换热器的内管29，后经二级冷凝器20蒸发；然后进入四通换向阀的接口二38，四通换向阀的接口四40出，从而回到二级压缩机的吸气端46。

一级制冷系统中一级压缩机9为低温压缩机，采用环保冷媒R404A；二级制冷系统中二级压缩机18为超低温压缩机，采用环保冷媒R23。

一级制冷系统中的一级冷凝器10与二级制冷系统中的二级冷凝器20采用同一个风扇电机11进行散热；风机进风口3外设置有可供拆卸清洗的过滤网5；箱体1底部设置有万向轮27。

如图2所示，电气部分还包括压缩机启动配电盒50、传感器、高压保护开关16；两个压缩机启动配电盒50分别与一级压缩机9和二级压缩机18连接，压缩机启动配电盒50的电源开关24设置在箱体1上，传感器、高压保护开关16均与电脑控制板49连接，受单片机48控制；传感器包括温度传感器17和低压传感器23，箱体1内设置有环境温度传感器17，冰槽蒸发器6内设置有温度传感器17，电子膨胀阀处设置有温度传感器17，套管式换热器14外部设置有温度传感器17，一级压缩机的吸气端44和二级压缩机的吸气端46的管路41上均设置有低压传感器23；一级冷凝器10与二级冷凝器20上均设置有高压保护开关16。

操作屏2为触摸屏，操作屏2设置在箱体1上部，操作屏2与箱体1之间设置有可旋转支架47，操作屏2通过可旋转支架47可水平最大旋转一百二十度。

冰槽容器30为不锈钢冰槽容器，冰槽蒸发器6对冰槽容器30内的冷却介质进行制冷，冰槽容器30内设置有搅拌电机31；冰槽容器30底部开有排液口34，排液口34经排液管35连接到不锈钢冷却介质储存箱7，排液管35上设置有排液阀25，排液阀25受单片机48控制，冰槽容器30内的冷却介质可通过排液口34经排液管35排入到不锈钢冷却介质储存箱7内密封保存，不锈钢冷却介质储存箱7设置在箱体1内部，且箱体1的对应位置上开有侧门8，方便不锈钢冷却介质储存箱7的拿取。

冰槽容器30外设置有保温箱52，冰槽蒸发器6缠绕在冰槽容器30周边，缠绕着冰槽蒸发器6的冰槽容器30装在保温箱52内；保温箱52外部为金属壳，内部填充有保温层51；付蒸发器22、套管式换热器14以及所有管路41外均包裹有保温层；保温箱52底部也开有供排液管35穿过的排液口34。

冰槽容器30内的冷却介质为99.9％的酒精或者硅油。

本发明的超低温冰槽其加工制作非常简单方便，按说明书附图所示。

除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

Claims (10)

1.超低温冰槽，包括箱体、冰槽容器、操作屏、压缩机制冷系统、蒸发器、风扇电机和电气部分，冰槽容器、压缩机制冷系统、蒸发器和风扇电机设置在箱体内部，操作屏设置在箱体上部；蒸发器设置在冰槽容器周边，箱体上设置有与冰槽容器上口相对应的开口，开口处设置有密封盖对冰槽容器进行密封；压缩机制冷系统与蒸发器相连；风扇电机设置在压缩机制冷系统中的冷凝器旁边，箱体上位于风扇电机附近开有风机进风口，箱体相对于风机进风口的另外一侧面上开有风机排风口；压缩机制冷系统采用双级复叠式压缩机制冷技术；电气部分对压缩机制冷系统进行控制，电气部分连接操作屏，其特征在于压缩机制冷系统包括一级制冷系统和二级制冷系统，一级制冷系统和二级制冷系统的环路上的换热器套在一起组成套管式换热器，套管式换热器为外管内套入内管，外管为一级制冷系统的换热器，内管为二级制冷系统的换热器；控温方式采用双蒸发器，双电子膨胀阀控制冷媒流量，即旁通分流式的控温方式；双蒸发器为冰槽蒸发器和付蒸发器，冰槽蒸发器设置在冰槽容器周边对冰槽容器内的冷却介质进行制冷，付蒸发器对冷量进行旁通式分流；电气部分包括单片机、电脑控制板、电子膨胀阀，单片机设置在电脑控制板上，电脑控制板连接电子膨胀阀和操作屏，电子膨胀阀设置在冰槽蒸发器和付蒸发器的制冷剂入口管路上，单片机通过电脑控制板来控制电子膨胀阀开度。

2.根据权利要求1所述的超低温冰槽，其特征在于一级制冷系统包括一级压缩机、一级冷凝器、一级过冷器、过滤器、节流元件、套管式换热器的外管；一级压缩机、一级冷凝器、一级过冷器、过滤器、节流元件和套管式换热器的外管之间通过管路连通成一循环体；即一级压缩机的排气端连通一级冷凝器一端，一级冷凝器另一端连通一级过冷器一端，一级过冷器另一端连通过滤器，过滤器连通节流元件，节流元件连通套管式换热器的外管的一端口，套管式换热器的外管的另一端口连通到一级压缩机的吸气端；套管式换热器的外管与一级压缩机的吸气端之间的管路一部分缠绕在一级过冷器的外部；一级压缩机的吸气端外的管路上设置有单向阀；一级冷凝器外设置有风扇电机。

3.根据权利要求1所述的超低温冰槽，其特征在于二级制冷系统包括二级压缩机、油分离器、四通换向阀、二级冷凝器、套管式换热器的内管、二级过冷器、过滤器、电子膨胀阀、节流元件；四通换向阀和电子膨胀阀均受单片机控制；二级压缩机、油分离器、四通换向阀、二级冷凝器、套管式换热器的内管、过滤器、电子膨胀阀、节流元件、蒸发器和二级过冷器之间通过管路连通成一循环体；即二级压缩机的排气端连通油分离器，油分离器的一端通过设置有过滤器、节流元件的管路连通到二级压缩机的吸气端；油分离器还有一端通过管路联通到四通换向阀的接口一，四通换向阀的接口二连通到二级冷凝器的一端，二级冷凝器的另一端连通到套管式换热器的内管的一端，套管式换热器的内管的另一端通过过滤器后分两路，一路通过冰槽蒸发器的电子膨胀阀后经过节流元件和过滤器连通到冰槽蒸发器的一端，冰槽蒸发器的另一端通过管路连通到二级过冷器一端，另一路通过付蒸发器的电子膨胀阀后经过节流元件连通到付蒸发器的一端，付蒸发器的另一端接通有带有单向阀的管路，二级过冷器的另一端通过管路与付蒸发器的另一端接通的管路汇合后连通到四通换向阀的接口三，四通换向阀的接口四通过管路连通到二级压缩机的吸气端；套管式换热器的内管与过滤器之间的管路一部分缠绕在二级过冷器上；二级冷凝器外设置有风扇电机。

4.根据权利要求1、2或3所述的超低温冰槽，其特征在于一级制冷系统中一级压缩机为低温压缩机，采用环保冷媒R404A；二级制冷系统中二级压缩机为超低温压缩机，采用环保冷媒R23；节流元件为毛细管。

5.根据权利要求1、2或3所述的超低温冰槽，其特征在于一级制冷系统中的一级冷凝器与二级制冷系统中的二级冷凝器采用同一个风扇电机进行散热；风机进风口外设置有可拆卸的过滤网；箱体底部设置有万向轮。

6.根据权利要求1、2或3所述的超低温冰槽，其特征在于电气部分还包括压缩机启动配电盒、传感器、高压保护开关；两个压缩机启动配电盒分别与一级压缩机和二级压缩机连接，压缩机启动配电盒的电源开关设置在箱体上，传感器、高压保护开关均与电脑控制板连接，受单片机控制；传感器包括温度传感器和低压传感器，箱体内设置有环境温度传感器，冰槽蒸发器内设置有温度传感器，电子膨胀阀处设置有温度传感器，套管式换热器外部设置有温度传感器，一级压缩机的吸气端的管路上和二级压缩机的吸气端的管路上均设置有低压传感器；一级冷凝器与二级冷凝器上均设置有高压保护开关。

7.根据权利要求1所述的超低温冰槽，其特征在于操作屏为触摸屏，操作屏设置在箱体上部，操作屏与箱体之间设置有可旋转支架，操作屏通过可旋转支架可水平最大旋转一百二十度。

8.根据权利要求1所述的超低温冰槽，其特征在于冰槽容器为不锈钢冰槽容器，冰槽蒸发器对冰槽容器内的冷却介质进行制冷，冰槽容器内设置有搅拌电机；冰槽容器底部开有排液口，排液口经排液管连接到不锈钢冷却介质储存箱，排液管上设置有排液阀，排液阀受单片机控制，不锈钢冷却介质储存箱设置在箱体内部，箱体的对应位置上开有侧门。

9.根据权利要求1、2、3或9所述的超低温冰槽，其特征在于冰槽容器外设置有保温箱，冰槽蒸发器缠绕在冰槽容器周边，缠绕着冰槽蒸发器的冰槽容器装在保温箱内；保温箱外部为金属壳，内部填充有保温层；付蒸发器、套管式换热器以及所有管路外均包裹有保温层；保温箱底部也开有供排液管穿过的排液口。

10.根据权利要求1或8所述的超低温冰槽，其特征在于冰槽容器内的冷却介质为99.9％的酒精或者硅油。

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