CN108302837B - 分置式斯特林制冷机排出器纯化循环装置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及分置式斯特林制冷机排出器纯化循环装置及其控制方法。装置包括氮气源、加热单元、管路预抽单元、本体放置单元、杂质过滤单元、气体循环增压单元、气体纯化单元和三通球阀。氮气源的出口与三通球阀的接口一相连。三通球阀的接口二与加热单元的入口相连。加热单元的出口与本体放置单元的入口相连。本体放置单元的入口与管路预抽单元的入口相连，出口与杂质过滤单元的入口相连。杂质过滤单元的出口与气体循环增压单元的入口相连。气体循环增压单元的出口与气体纯化单元的入口相连。气体纯化单元的出口与三通球阀的接口三相连。本发明能够实现排出器的干燥纯化，提高制冷机调试的效率，且能实现管路中氦气的循环使用，降低研发成本。

Description

分置式斯特林制冷机排出器纯化循环装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及分置式斯特林制冷机技术领域，具体涉及一种分置式斯特林制冷机排出器纯化循环装置及其控制方法。
背景技术
分置式斯特林制冷机是将压缩机与排出器完全独立地分开的一种常用的制冷设备，通过在两者之间用分置管相连接。排出器对斯特林制冷机的性能具有重要影响，排出器加工生产工艺包括清洗、网片的冲裁、网片的清洗、激光焊接等。其中网片的填充率和空隙率对制冷机性能具有很大的影响。在网片的填充过程中以及整机的跑合及性能调试过程中，排出器不可避免受到外界的污染，比如水汽及制冷机跑合调试过程中的金属颗粒物附着在网片上，而现有的技术尚没有对排出器干燥纯化的装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种分置式斯特林制冷机排出器纯化循环装置及其控制方法，该装置及其控制方法能够有效解决现有技术中排出器易受到外界污染的问题。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种分置式斯特林制冷机排出器纯化循环装置，包括氮气源、加热单元、管路预抽单元、本体放置单元、杂质过滤单元、气体循环增压单元、气体纯化单元和三通球阀。所述氮气源的出口与三通球阀的接口一相连；所述三通球阀的接口二与加热单元的入口相连；所述加热单元的出口与本体放置单元的入口相连；所述本体放置单元的入口还经第一截止阀与管路预抽单元的入口相连；所述本体放置单元的出口经第二截止阀与杂质过滤单元的入口相连；所述杂质过滤单元的出口与气体循环增压单元的入口相连；所述气体循环增压单元的出口与气体纯化单元的入口相连；所述气体纯化单元的出口与三通球阀的接口三相连。本发明的各部件之间通过管路相连。
进一步的，所述加热单元采用加热丝。所述加热单元通过布置加热丝来实现对充进的氮气进行预热，通过适当的预热使其能够对循环的氦气能起到一种更佳的纯化作用。
进一步的，所述管路预抽单元采用预抽泵。所述管路预抽单元，用于通过各阀门之间的控制，将本体放置单元抽空到指定压力值以下。
进一步的，所述本体放置单元中安装有排出器。所述本体放置单元，用于放置排出器。
进一步的，所述杂质过滤单元采用压力活性膜，该压力活性膜利用膜分离过程原理，在高压氦气的推动力的作用下，截留氦气中从排出器中带出的金属铁屑和颗粒物等杂质
进一步的，所述气体循环增压单元采用加压泵。所述气体循环加压单元，用于对氮气进行加压，实现氮气在管路中的循环。
进一步的，所述气体纯化单元为储存有液氮的容器。所述气体纯化单元，用于实现管路中水汽的凝结和氮气的纯化，使氮气可以达到循环使用，避免将氮气排放到大气中。
本发明还涉及一种上述分置式斯特林制冷机排出器纯化循环装置的控制方法，该方法包括以下步骤：
（1）打开第一截止阀，关闭三通球阀和第二截止阀，开启管路预抽单元，对本体放置单元进行粗抽，当本体放置单元的压力达到指定压力值以下时，关闭第一截止阀和管路预抽单元。
（2）打开氮气源，同时将氮气源与加热单元之间的三通球阀的阀门打开，氮气经过加热单元的加热，到达本体放置单元，对排出器里的网片进行清洗和置换。
（3）打开第二截止阀，使从本体放置单元流出的氮气经过杂质过滤单元，杂质过滤单元将氮气中的杂质过滤吸附掉。
（4）气体循环增压单元进行增压，使流经气体循环增压单元的氮气变成高压氮气。
（5）关闭氮气源以及氮气源与加热单元之间的三通球阀的阀门，同时打开气体纯化单元和加热单元三通球阀的阀门，高压氮气进入气体纯化单元，气体纯化单元将掺杂在高压氮气中的杂质气体凝结，得到纯净的高压氮气。
（6）从气体纯化单元出来的纯净的高压氮气，进入到加热单元，进行下一循环。
由以上技术方案可知，本发明通过三通球阀来控制氦气源的通断以及管路中氦气的循环，采用两个截止阀来实现本体放置单元的粗抽及杂质过滤单元的通断。本发明不仅能够有效地对排出器中的网片里的水分等杂质进行有效的分离，实现排出器的干燥纯化，为技术人员排除因排出器受潮和污染而影响制冷机性能的原因，提高了制冷机调试的效率，缩短了制冷机的研发周期，还能够实现管路中氦气的循环使用，有效降低了研发成本。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
其中：
1、氮气源 ，2、三通球阀，3、加热单元，4、第一截止阀，5、管路预抽单元，6、本体放置单元，7、第二截止阀，8、杂质过滤单元，9、气体循环增压单元，10、气体纯化单元。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明：
如图1所示的一种分置式斯特林制冷机排出器纯化循环装置，包括氮气源1、加热单元3、管路预抽单元5、本体放置单元6、杂质过滤单元8、气体循环增压单元9、气体纯化单元10和三通球阀2。所述氮气源1的出口与三通球阀2的接口一相连；所述三通球阀2的接口二与加热单元3的入口相连；所述加热单元3的出口与本体放置单元6的入口相连；所述本体放置单元6的入口还经第一截止阀4与管路预抽单元5的入口相连；所述本体放置单元6的出口经第二截止阀7与杂质过滤单元8的入口相连；所述杂质过滤单元8的出口与气体循环增压单元9的入口相连；所述气体循环增压单元9的出口与气体纯化单元10的入口相连；所述气体纯化单元10的出口与三通球阀2的接口三相连。本发明的各部件之间通过管路相连。
进一步的，所述加热单元3采用加热丝。所述加热单元通过布置加热丝来实现对充进的氮气进行预热。
进一步的，所述管路预抽单元5采用预抽泵。所述管路预抽单元，用于通过各阀门之间的控制，将本体放置单元抽空到指定压力值以下。
进一步的，所述本体放置单元6中安装有排出器。所述本体放置单元，用于放置排出器。
进一步的，所述杂质过滤单元8采用压力活性膜，该压力活性膜利用膜分离过程原理，在高压氦气的推动力的作用下，截留氦气中从排出器中带出的金属铁屑和颗粒物等杂质
进一步的，所述气体循环增压单元9采用加压泵。所述气体循环加压单元，用于对氮气进行加压，实现氮气在管路中的循环。
进一步的，所述气体纯化单元10为储存有液氮的容器。所述气体纯化单元，用于实现管路中水汽的凝结和氮气的纯化，使氮气可以达到循环使用，避免将氮气排放到大气中。
本发明还涉及一种上述分置式斯特林制冷机排出器纯化循环装置的控制方法，该方法包括以下步骤：
（1）打开第一截止阀，关闭三通球阀和第二截止阀，开启预抽泵，对本体放置单元进行粗抽，当本体放置单元的压力达到指定压力值以下时，关闭第一截止阀和管路预抽单元；
（2）打开氮气源，同时将氮气源与加热单元之间的三通球阀的阀门打开，氮气经过加热单元的加热，到达本体放置单元，对排出器里的网片进行清洗和置换；
（3）打开氮气源及氮气源与加热单元之间的三通球阀的阀门一段时间后，再打开第二截止阀，使从本体放置单元流出的氮气经过杂质过滤单元，杂质过滤单元将氮气中的杂质过滤吸附掉；
（4）加压泵进行增压，使流经气体循环增压单元的氮气变成高压氮气；
（5）关闭氮气源以及氮气源与加热单元之间的三通球阀的阀门，同时打开气体纯化单元和加热单元三通球阀的阀门，高压氮气快速进入气体纯化单元，所述气体纯化单元中储存有液氮，将掺杂在高压氮气中的水汽杂质气体凝结，得到纯净的高压氮气，使氮气可以达到循环使用的目的。
（6）从气体纯化单元出来的纯净的高压氮气，进入到加热单元，进行下一循环。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种分置式斯特林制冷机排出器纯化循环装置的控制方法，该装置包括氮气源、加热单元、管路预抽单元、本体放置单元、杂质过滤单元、气体循环增压单元、气体纯化单元和三通球阀；所述氮气源的出口与三通球阀的接口一相连；所述三通球阀的接口二与加热单元的入口相连；所述加热单元的出口与本体放置单元的入口相连；所述本体放置单元的入口还经第一截止阀与管路预抽单元的入口相连；所述本体放置单元的出口经第二截止阀与杂质过滤单元的入口相连；所述杂质过滤单元的出口与气体循环增压单元的入口相连；所述气体循环增压单元的出口与气体纯化单元的入口相连；所述气体纯化单元的出口与三通球阀的接口三相连；其特征在于：
该装置的控制方法为：
(1)打开第一截止阀，关闭三通球阀和第二截止阀，开启管路预抽单元，对本体放置单元进行粗抽，当本体放置单元的压力达到指定压力值以下时，关闭第一截止阀和管路预抽单元；
(2)打开氮气源，同时将氮气源与加热单元之间的三通球阀的阀门打开，氮气经过加热单元的加热，到达本体放置单元，对排出器里的网片进行清洗和置换；
(3)打开第二截止阀，使从本体放置单元流出的氮气经过杂质过滤单元，杂质过滤单元将氮气中的杂质过滤吸附掉；
(4)气体循环增压单元进行增压，使流经气体循环增压单元的氮气变成高压氮气；
(5)关闭氮气源以及氮气源与加热单元之间的三通球阀的阀门，同时打开气体纯化单元和加热单元三通球阀的阀门，高压氮气进入气体纯化单元，气体纯化单元将掺杂在高压氮气中的杂质气体凝结，得到纯净的高压氮气；
(6)从气体纯化单元出来的纯净的高压氮气，进入到加热单元，进行下一循环。
2.根据权利要求1所述的一种分置式斯特林制冷机排出器纯化循环装置的控制方法，其特征在于：所述加热单元采用加热丝。
3.根据权利要求1所述的一种分置式斯特林制冷机排出器纯化循环装置的控制方法，其特征在于：所述管路预抽单元采用预抽泵。
4.根据权利要求1所述的一种分置式斯特林制冷机排出器纯化循环装置的控制方法，其特征在于：所述本体放置单元中安装有排出器。
5.根据权利要求1所述的一种分置式斯特林制冷机排出器纯化循环装置的控制方法，其特征在于：所述杂质过滤单元采用压力活性膜。
6.根据权利要求1所述的一种分置式斯特林制冷机排出器纯化循环装置的控制方法，其特征在于：所述气体循环增压单元采用加压泵。
7.根据权利要求1所述的一种分置式斯特林制冷机排出器纯化循环装置的控制方法，其特征在于：所述气体纯化单元为储存有液氮的容器。
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