CN209558778U - 一种科研用小型深冷装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种科研用小型深冷装置，包含制冷机构、冷却机构、若干管路和控制机构，所述制冷机构通过管路与冷却机构固定连接，所述制冷机构与控制机构电连接，所述控制机构位于冷却机构内；所述控制机构包括控制器、温度传感器和压力传感器，所述温度传感器位于冷却机构内，所述压力传感器位于制冷机构上，所述温度传感器、压力传感器分别与控制器电连接。本实用新型采用制冷机构与冷却机构固定连接，制冷机构制备出较低温的液氮，液氮通过管路输送到冷却机构中，达到深冷的目的；在科研过程中能够直接制备液氮，降低了科研的成本，并且能够随时随地使用液氮，保证科研的顺利进行。
Description
技术领域
本实用新型涉及深冷装置技术领域，尤其涉及一种科研用小型深冷装置。
背景技术
深冷一般是指温度区间在-196～-40℃，在科研过程中，许多情况下需要超低温的反应或冷却条件，但常规的低温反应或冷却常采用冰浴，不能达到较低的反应温度，为提高深冷效果，常采用液氮制冷，但是液氮的使用较为不方便，需要用一个液氮储罐直接够买一定量的液氮，且液氮价格昂贵，使得科研成本大大提高，并且液氮用完需及时补充，不能随时随地使用，使得科研过程较为不便。因此，需开发一种适用于科研的深冷装置。例如专利“CN203132191U”公开了一种实验室小型深冷制冷装置，包括底座、制冷压缩机、空调冷凝器、过滤器、继电器制冷温度控制模块、蒸发盘管和箱体，制冷压缩机的压缩冷媒端接空调冷凝器并与空调冷凝器进行气体交换，空调冷凝器经过过滤器与蒸发盘管连接并将气体转化成液态进行吸热制冷，通过制冷压缩机的工作和空调冷凝器的调节，达到制冷的效果，采用继电器与制冷温度控制模块，达到控制压缩机工作与停止的目的，但所采用的液体是乙二醇水溶液，保证制冷温度为-50～-40℃，不能满足超低温的深冷需求，且成本高。
发明内容
为克服现有技术中存在的以下问题，不能满足超低温的深冷需求，使用液氮成本高，且不能随时随地使用，使得科研过程较为不便等问题。本实用新型提供了一种科研用小型深冷装置，其特征在于：包含制冷机构、冷却机构、若干管路和控制机构，所述制冷机构通过管路与冷却机构固定连接，所述制冷机构与控制机构电连接，所述控制机构位于冷却机构内；所述控制机构包括控制器、温度传感器和压力传感器，所述温度传感器位于冷却机构内，所述压力传感器位于管路上，所述温度传感器、压力传感器分别与控制器电连接。
在此基础上，所述制冷机构包括干燥机、空气压缩机、吸附分离装置、氮气压缩液化机和压力储罐，所述干燥机、空气压缩机、吸附分离装置、氮气压缩液化机和压力储罐通过若干管路依次首尾相连，所述干燥机、空气压缩机、吸附分离装置和氮气压缩液化机分别与控制器电连接。
在此基础上，所述管路包含第一管路、第二管路、第三管路、第四管路和第五管路，所述第一管路的一端固定连接干燥机的输出端，另一端固定连接空气压缩机的输入端，所述第二管路的一端固定连接空气压缩机的输出端，另一端固定连接吸附分离装置的输入端，所述第三管路的一端固定连接吸附分离装置的输出端，另一端固定连接氮气压缩液化机的输入端，所述第四管路的一端固定连接氮气压缩液化机的输出端，另一端固定连接压力储罐的输入端，所述第五管路的一端固定连接压力储罐的输出端，另一端与冷却机构固定连接，所述第五管路上固定连接有压力传感器。
在此基础上，所述制冷机构还包括控制阀，所述控制阀位于第五管路上。
在此基础上，所述冷却机构包括保温冷媒锅和盘管，所述盘管位于保温冷媒锅内，所述盘管绕所述保温冷媒锅的内壁缠绕。
在此基础上，所述盘管的输入端与第五管路远离压力储罐的一端固定连接，所述盘管的输出端位于所述保温冷媒锅之外，与空气直接接触。
在此基础上，所述第五管路上包覆有一层保温外层。
在此基础上，所述制冷机构还包括压力表，所述压力表包含三个，所述压力表位于分别位于第一管路、第三管路和第五管路上。
在此基础上，所述制冷机构还包括安全阀，所述安全阀位于压力储罐上。
在此基础上，所述制冷机构还包括流量计，所述流量计位于第五管路上。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型采用制冷机构通过第五管路与冷却机构固定连接，制冷机构制备出较低温的液氮，液氮通过第五管路输送到冷却机构中，达到深冷的目的，本装置在科研过程中直接制备液氮，减少了液氮的购买，降低了科研的成本，并且能够随时随地使用液氮，保证科研的顺利进行。
2、本实用新型制冷机构和冷却机构分别与控制机构电连接，控制机构包括控制器、温度传感器和压力传感器，温度传感器位于冷却机构内，压力传感器位于第五管路上，温度传感器、压力传感器分别与控制器电连接，控制器与制冷机构电连接，当温度传感器检测到冷却机构内的温度并反馈给控制器，控制器控制制冷机构上控制阀的开合，从而启停液氮的输入，使得压力发生变化，压力传感器检测到压力变化并反馈给控制器，控制器控制制冷机构各装置的启停，方便了科研的进行。
3、本实用新型的冷却机构包含保温冷媒锅，保温冷媒锅能够起到绝热作用，防止外界与冷却机构内部的热对流，从而保证深冷效果。
附图说明
图1是科研用小型深冷装置的示意图；
图中：1、制冷机构；11干燥机；12、空气压缩机；13、吸附分离装置；14、氮气压缩液化机；15、压力储罐；16、控制阀；2、冷却机构；21、保温冷媒锅；22、盘管；3、管路；31、第一管路；32、第二管路；33、第三管路；34、第四管路；35、第五管路；4、控制机构；41、控制器；42、压力传感器。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1所示，本实用新型示意性的示出了一种科研用小型深冷装置。
本实用新型披露一种科研用小型深冷装置，如图1所示，包含制冷机构1、冷却机构2、若干管路3和控制机构4，制冷机构1通过管路3与冷却机构2固定连接，制冷机构1与控制机构4电连接，控制机构4位于冷却机构2内；制冷机构1包括干燥机11、空气压缩机12、吸附分离装置13、氮气压缩液化机14、压力储罐15、控制阀16、流量计、压力表和安全阀，干燥机11、空气压缩机12、吸附分离装置13、氮气压缩液化机14、压力储罐15分别通过若干管路3依次首尾相连，压力储罐15的输出端通过管路3与冷却机构2固定连接，压力储罐15与冷却机构2固定连接的管路3上固定连接有控制阀16，压力表包含三个，分别位于干燥机11与空气压缩机12之间、吸附分离装置13与氮气压缩液化机14之间和压力储罐15与冷却机构2之间的管路上，压力储罐15上固定连接有安全阀，对人身和设备起到重要的保护作用；流量计位于压力储罐15与冷却机构2之间的管路上。
冷却机构2包括保温冷媒锅21和盘管22，盘管22位于保温冷媒锅21内部，盘管22绕保温冷媒锅21的内壁缠绕，盘管22的输入端通过管路3与制冷机构1固定连接，盘管22的输出端位于保温冷媒锅21外，并与空气直接接触，液氮由制冷机构1通过管路3输入保温冷媒锅21内的盘管22内，再由盘管22位于保温冷媒锅21外的输出端排出；保温冷媒锅21能够起到绝热作用，防止外界与冷却机构2内部的热对流，从而保证深冷效果；盘管22为铜制盘管，具有较好的导热性，便于液氮汽化带走大量的热量，提高冷却速率。
管路3包含第一管路31、第二管路32、第三管路33、第四管路34和第五管路35，第一管路31的一端固定连接干燥机11的输出端，另一端固定连接空气压缩机12的输入端，第一管路31上固定连接有压力表；第二管路32的一端固定连接空气压缩机12的输出端，另一端固定连接吸附分离装置13的输入端；第三管路33的一端固定连接吸附分离装置13的输出端，另一端固定连接氮气压缩液化机14的输入端，第三管路33上固定连接有压力表；第四管路34的一端固定连接氮气压缩液化机14的输出端，另一端固定连接压力储罐15的输入端；第五管路35的一端固定连接压力储罐15的输出端，另一端与冷却机构2的盘管22的输入端固定连接，第五管路45上固定连接有控制阀、流量计和压力表，第五管路35上包覆有一层保温外层；制冷机构1直接制备出较低温的液氮，液氮通过第五管路35输送到冷却机构2中，达到深冷的目的，在科研过程中直接制备液氮，减少了液氮的购买，降低了科研的成本，并且能够随时随地使用液氮，保证科研的顺利进行。
控制机构4包括控制器41、温度传感器和压力传感器42，温度传感器位于保温冷媒锅21内，压力传感器42位于第五管路上35上，温度传感器、压力传感器42分别与控制器41电连接，控制器41分别与干燥机11、空气压缩机12、吸附分离装置13、氮气压缩液化机14和控制阀16电连接，当温度传感器检测到保温冷媒锅21内的温度并反馈给控制器41，控制器41控制控制阀16的开合，从而启停液氮的输入，使得压力发生变化，压力传感器42检测到压力变化并反馈给控制器41，控制器41控制干燥机11、空气压缩机12、吸附分离装置13和氮气压缩液化机14的启停，方便了科研的进行。
工作原理：
第一、空气经过干燥机11干燥之后去除空气中的水分，干燥后的空气由第一管路31进入空气压缩机12，经空气压缩机12压缩之后由第二管路32进入吸附分离装置13分离出氮气，氮气由第三管路33进入氮气压缩液化机压缩液化形成液氮，液氮由第四管路34进入压力储罐中；第二、压力储罐中的液氮由第五管路35进入盘管22，液氮汽化带走保温冷媒锅21中的热量，从而达到深冷的目的；第三、温度传感器检测到保温冷媒锅21内的温度并反馈给控制器41，控制器41控制控制阀16的开合，从而启停液氮的输入，使得压力发生变化，压力传感器42检测到变化并反馈给控制器41，控制器41控制干燥机11、空气压缩机12、吸附分离装置13和氮气压缩液化机14的启停，从而控制制冷机构1的启停。
有益效果：
本实用新型采用制冷机构1通过第五管路45与冷却机构2固定连接，制冷机构1制备出较低温的液氮，液氮通过第五管路45输送到冷却机构2中，达到深冷的目的，本装置在科研过程中直接制备液氮，减少了液氮的购买，降低了科研的成本，并且能够随时随地使用液氮，保证科研的顺利进行；制冷机构1和冷却机构2与控制机构4电连接，控制机构4包括温度传感器、压力传感器42和控制器41，温度传感器检测到保温冷媒锅21内的温度并反馈给控制器41，控制器41控制控制阀16的开合，从而启停液氮的输入，使得压力发生变化，压力传感器42检测到变化并反馈给控制器41，控制器41控制干燥机11、空气压缩机12、吸附分离装置13和氮气压缩液化机14的启停，从而控制制冷机构1的启停，方便了科研的过程；冷却机构2包含保温冷媒锅21，保温冷媒锅21能够起到绝热作用，防止外界与冷却机构2内部的热对流，从而保证深冷效果。
上述说明示出并描述了本实用新型的优选实施例，如前所述，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述实用新型构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种科研用小型深冷装置，其特征在于：包含制冷机构(1)、冷却机构(2)、若干管路(3)和控制机构(4)，所述制冷机构(1)通过管路(3)与冷却机构(2)固定连接，所述制冷机构(1)与控制机构(4)电连接，所述控制机构(4)位于冷却机构(2)内；所述控制机构(4)包括控制器(41)、温度传感器和压力传感器(42)，所述温度传感器位于冷却机构(2)内，所述压力传感器(42)位于管路(3)上，所述温度传感器、压力传感器分别与控制器(41)电连接。
2.根据权利要求1所述的一种科研用小型深冷装置，其特征在于：所述制冷机构(1)包括干燥机(11)、空气压缩机(12)、吸附分离装置(13)、氮气压缩液化机(14)和压力储罐(15)，所述干燥机(11)、空气压缩机(12)、吸附分离装置(13)、氮气压缩液化机(14)和压力储罐(15)通过若干管路(3)依次首尾相连，所述干燥机(11)、空气压缩机(12)、吸附分离装置(13)和氮气压缩液化机(14)分别与控制器(41)电连接。
3.根据权利要求2所述的一种科研用小型深冷装置，其特征在于：所述管路(3)包含第一管路(31)、第二管路(32)、第三管路(33)、第四管路(34)和第五管路(35)，所述第一管路(31)的一端固定连接干燥机(11)的输出端，另一端固定连接空气压缩机(12)的输入端，所述第二管路(32)的一端固定连接空气压缩机(12)的输出端，另一端固定连接吸附分离装置(13)的输入端，所述第三管路(33)的一端固定连接吸附分离装置(13)的输出端，另一端固定连接氮气压缩液化机(14)的输入端，所述第四管路(34)的一端固定连接氮气压缩液化机(14)的输出端，另一端固定连接压力储罐(15)的输入端，所述第五管路(35)的一端固定连接压力储罐(15)的输出端，另一端与冷却机构(2)固定连接，所述第五管路(35)上固定连接有压力传感器(42)。
4.根据权利要求3所述的一种科研用小型深冷装置，其特征在于：所述制冷机构(1)还包括控制阀(16)，所述控制阀(16)位于第五管路(35)上。
5.根据权利要求4所述的一种科研用小型深冷装置，其特征在于：所述冷却机构(2)包括保温冷媒锅(21)和盘管(22)，所述盘管位于保温冷媒锅(21)内，所述盘管(22)绕所述保温冷媒锅(21)的内壁缠绕。
6.根据权利要求5所述的一种科研用小型深冷装置，其特征在于：所述盘管(22)的输入端与第五管路(35)远离压力储罐(15)的一端固定连接，所述盘管(22)的输出端位于所述保温冷媒锅(21)之外，与空气直接接触。
7.根据权利要求3所述的一种科研用小型深冷装置，其特征在于：所述第五管路(35)上包覆有一层保温外层。
8.根据权利要求3所述的一种科研用小型深冷装置，其特征在于：所述制冷机构还包括压力表，所述压力表包含三个，所述压力表位于分别位于第一管路(31)、第三管路(33)和第五管路(35)上。
9.根据权利要求2所述的一种科研用小型深冷装置，其特征在于：所述制冷机构(1)还包括安全阀，所述安全阀位于压力储罐(15)上。
10.根据权利要求2所述的一种科研用小型深冷装置，其特征在于：所述制冷机构(1)还包括流量计，所述流量计位于第五管路(35)上。
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| CN111550388A (zh) * | 2020-04-27 | 2020-08-18 | 北京航空航天大学 | 一种低温高效空气压缩装置及其方法 |
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