CN212157713U - 一种自复叠制冷装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自复叠制冷装置，包括高压制冷回路和低压制冷回路，所述高压制冷回路包括高压压缩机、冷凝器和冷凝蒸发器；所述低压制冷回路包括低压压缩机、第二膨胀阀、热交换器和膨胀罐，还包括分流回路，所述分流回路包括三通阀门、分流支管、回流支管和分流交换器，所述三通阀门的一出口经第一管路连通第一膨胀阀和冷凝蒸发室，其二出口经第二管路连通第一膨胀阀与分流交换器的高压流体入口，高压流体出口经管道回流至第一管路；分流交换器与高压冷管进行热交换后不经过任何负载直接回流至回流管道，回流管道直接与低压压缩机连通，能够快速的将低压制冷回路中的气压降下来。

Description

一种自复叠制冷装置

技术领域

本实用新型属于实验室仪器制冷系统技术领域，具体涉及一种自复叠制冷装置。

背景技术

实验室内，有多种实验仪器，如旋转蒸发仪、反应釜、真空泵等，这些仪器在实验过程中需要制冷设备提供冷却液，根据实验对象的不同，所需温度也有差异，现有的提供制冷设备多为常规的类似于空调的制冷设备，包括压缩机、冷凝器和热交换器，虽然能够满足一些基本的实验需求，但是对于反应条件要求苛刻的实验，需要制冷设备提供温度较低的制冷液，现有的这种制冷设备无法满足。

复叠式制冷循环是将较大的总温差分割成两段或若干段，根据每段的温区选择适宜的制冷剂循环，然后将它们叠加起来，用高温级的制冷量来承担低温级的冷凝负荷，从而获取较低制冷温度的方式，这种方式能够获得温度较低的冷却液，两级复叠式制冷循环的有效工作范围在-80 ℃以上，但是在R13制冷剂的低温系统中，由于 R13属于高压制冷剂。它的临界温度极低(28. 8℃ ) ，当停机后，若环境温度超过28.8℃时，制冷系统内的R13制冷剂全部气化为过热蒸气，这时产生低温部分的压力将会超出制冷系统允许的最高工作压力，给人们造成了危险，因此研究一种自复叠制冷装置是必要的。

发明内容

针对现有设备存在的缺陷和问题，本实用新型提供一种，有效的解决了现有设备中存在的低压系统中制冷剂气化致使低压制冷系统压力过大，造成危险的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的方案是：一种自复叠制冷装置，包括高压制冷回路和低压制冷回路，所述高压制冷回路包括高压压缩机、冷凝器和冷凝蒸发器，所述高压压缩机的出气端经管路与冷凝器的进气端连通，所述冷凝器的出口端经第一膨胀阀与冷凝蒸发器的蒸发室进口端连通，其出口端经管道与高压压缩机的进气端连通；所述低压制冷回路包括低压压缩机、第二膨胀阀、热交换器和膨胀罐，所述低压压缩机的出气端经管道与所述冷凝蒸发器的冷凝室连通，冷凝室的出口经第二膨胀阀与热交换器的冷管进口连通，冷管出口经回流管道与膨胀罐的进气口连通，膨胀罐的出气口与低压压缩机的进气端连通；还包括分流回路，所述分流回路包括三通阀门、分流支管、回流支管和分流交换器，所述三通阀门的一出口经第一管路连通第一膨胀阀和冷凝蒸发室，其二出口经第二管路连通第一膨胀阀与分流交换器的高压流体入口，高压流体出口经管道回流至第一管路；所述分流支管的进口端与第二膨胀阀连通，其出口端与分流交换器的低压流体入口连通，所述回流支管的进口端与分流交换器的低压流体出口连通，其出口端与回流管路连通，所述分流支管上安装有阀门。

进一步的，所述阀门为电磁阀门。

进一步的，还包括自动报警装置，所述自动报警装置包括压力检测表、控制器和警报器，所述压强检测表包括第一压强检测表和第二压强检测表；所述第一压强检测表安装在膨胀罐与低压压缩机之间的管路上，对管路内的压强进行检测；所述第二压强检测表安装在膨胀罐上，对膨胀罐内的压强进行检测；所述第一压强检测表和第二压强与控制器的信号输入端连接，控制器的信号输出端与警报器连接。

进一步的，所述分流交换器为板式换热器。

进一步的，所述回流管道上安装有混合装置，所述混合装置包括混合箱、固定轴和倾斜导板；所述混合箱上设置有与回流支管连通的第一进口、与回流管道连通的第二进口和出口，固定轴固定在混合箱的内壁上，所述倾斜导板固定在固定轴上且与混合箱内壁存在间隙，所述第一进口和第二进口正对倾斜导板的同一侧面，所述出口正对倾斜导板的另一个侧面。

本实用新型的有益效果：本实用新型提供了一种自复叠式的制冷系统，不同于现有的制冷设备，能为实验提供温度较低的冷却液，同时本实用新型在现有的自复叠制冷装置上进行改进，在低压制冷回路的回流口处设置了膨胀罐和自动报警装置，膨胀罐能够对低压制冷回路上的管内气压进行调节，避免压强超过制冷系统所能允许的最高工作压力，保证了设备的安全，同时还能够通过自动报警装置提醒操作人员发出警示信息。

同时本实用新型还包括分流回路，冷凝器和冷凝蒸发器之间的管路上设置了三通阀门，三通阀门位于第一膨胀阀后侧，当压强检测表检测到低压制冷回路中压力异常时，由控制器控制或者人为打开高压制冷回路，并将阀门打开，控制三通阀门将分流交换器加入高压制冷回路，分流交换器与高压冷管进行热交换后不经过任何负载直接回流至回流管道，回流管道直接与低压压缩机连通，能够快速的将低压制冷回路中的气压降下来。

同时本实用新型还设置了混合装置，能够使分流交换器处理后的较冷冷却液与热交换器出来的冷却液充分混合。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为混合装置的结构示意图。

图中的标号为：1为高压压缩机，2为冷凝器，3为第一膨胀阀，4为冷凝蒸发器，5为低压压缩机，6为第二膨胀阀，7为热交换器，8为膨胀罐，9为第二压强检测表，10为第一压强检测表，11为阀门，12为三通阀门，13为分流交换器，14为混合箱，15为第一进口，16为第二进口，17为倾斜导板，18为固定轴，19为出口，20为分流支管，21为回流支管，23为回流总管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

实施例1：本实施例旨在提供一种自复叠制冷装置，用于对实验室的仪器提供温度较低的冷却液，自复叠制冷设备已经广泛应用，现有包括高温级和低温级两部分，两级系统之间采用冷凝蒸发器衔接起来，冷凝蒸发器带走低压制冷回路中的冷凝热量，经过高压制冷回路将热量传递给环境介质。

针对现有的设备中存的低压制冷回路中制冷剂气化致使其内部压强增大，高压制冷回路仅仅通过冷凝蒸发器与低压制冷回路进行热交换，效率低，且处理后的制冷液还要经过热交换器（负载）才能回流至低压压缩机，需要高压制冷回路长时间作业才能将低压制冷回路的气压降下来；本实施例提供了一种自复叠制冷装置，如图1所示包括高压制冷回路、低压制冷回路和分流回路，下面对其进行分别说明。

所述高压制冷回路包括高压压缩机1、冷凝器2和冷凝蒸发器4，所述高压压缩机1的出气端经管路与冷凝器2的进气端连通，所述冷凝器2的出口端经第一膨胀阀3与冷凝蒸发器4的蒸发室进口端连通，其出口端经管道与高压压缩机1的进气端连通。

所述低压制冷回路包括低压压缩机5、第二膨胀阀6、热交换器7和膨胀罐8，所述低压压缩机5的出气端经管道与所述冷凝蒸发器4的冷凝室连通，冷凝室的出口经第二膨胀阀6与热交换器7的冷管进口连通，冷管出口与回流管道的进口连通，所述回流管道的出口与膨胀罐8的进气口连通，膨胀罐8的出气口与低压压缩机5的进气端连通。

还包括分流回路，所述分流回路包括分流支管20、回流支管21和分流交换器13，所述分流支管20的进口端与第二膨胀阀6连通，其出口端与分流交换器13的低压流体的入口连通，所述第一膨胀阀3与冷凝蒸发器4之间还设置有三通阀门12，三通阀门12的入口经管路与第一膨胀阀3连通；三通阀门的出口分别为第一管路和第二管路，第一管路直接与冷凝蒸发室的蒸发室连通，第二管路与分流交换器13的高压流体入口连通，高压流体的出口经管道与第一管路连通；所述回流支管21的进口端与分流交换器13的低压流体出口连通，其出口端与回流管路23连通，所述分流支管20上安装有阀门，阀门为电磁阀门。

本实施例中，低压制冷回路和高压制冷回路在使用状态时，阀门处于关闭状态，三通阀门连通第一管路，第二管路封闭，分流交换器处于待机状态；当制冷停止时将阀门打开，并将三通阀门的第一管路关闭，打开第二管路，将分流交换器加入高压制冷回路中，定期启动高压制冷回路，这样分流交换器和冷凝蒸发器能够同时对低压制冷回路进行冷却，其中冷凝蒸发器冷凝后的冷却液分两路，一路进入热交换器，对热交换器内的冷却液进行制冷；一路进入分流交换器，分流交换器能够对低压制冷回路内的冷却液进一步制冷，并直接回流至低压压缩机，从而快速的将低压制冷回路中的气压降下来，效率高，使用安全。

实施例2：本实施例与实施例1基本相同，其不同在于：本实施例还提供了自动报警装置。

所述自动报警装置包括压强检测表、控制器和警报器，所述压强检测表包括第一压强检测表10和第二压强检测表；所述第一压强检测表10安装在膨胀罐8与低压压缩机5之间的管路上，对管路内的压强进行检测；所述第二压强检测表9安装在膨胀罐8上，对膨胀罐8内的压强进行检测；所述第一压强检测表10和第二压强检测表9与控制器的信号输入端连接，控制器的信号输出端与警报器连接。

从而本实施例中能够对低压制冷回路上的管内气压和膨胀罐罐内气压进行检测，当气压异常时向工作人员发出警示。

实施例3：本实施例与实施例1基本相同，其不同在于：本实施例还设置了混合装置。

所述回流管道上安装有混合装置，所述混合装置包括混合箱14、固定轴18和倾斜导板17；所述混合箱14上设置有与回流支管21连通的第一进口15、与回流管道23连通的第二进口16和出口19，固定轴18固定在混合箱14的内壁上，所述倾斜导板17固定在固定轴18上且与混合箱14内壁存在间隙，所述第一进口15和第二进口16正对倾斜导板17的同一侧面，所述出口19正对倾斜导板的另一个侧面。

从而能够使分流交换器处理后的较冷冷却液与热交换器出来的冷却液充分混合，充分混合后的冷却液在进入低压压缩机内，保证了低压制冷回路内的温度均衡度。

Claims (5)

1.一种自复叠制冷装置，包括高压制冷回路和低压制冷回路，所述高压制冷回路包括高压压缩机、冷凝器和冷凝蒸发器，所述高压压缩机的出气端经管路与冷凝器的进气端连通，所述冷凝器的出口端经第一膨胀阀与冷凝蒸发器的蒸发室进口端连通，其出口端经管道与高压压缩机的进气端连通；其特征在于：所述低压制冷回路包括低压压缩机、第二膨胀阀、热交换器和膨胀罐，所述低压压缩机的出气端经管道与所述冷凝蒸发器的冷凝室连通，冷凝室的出口经第二膨胀阀与热交换器的冷管进口连通，冷管出口经回流管道与膨胀罐的进气口连通，膨胀罐的出气口与低压压缩机的进气端连通；还包括分流回路，所述分流回路包括三通阀门、分流支管、回流支管和分流交换器，所述三通阀门的一出口经第一管路连通第一膨胀阀和冷凝蒸发室，其二出口经第二管路连通第一膨胀阀与分流交换器的高压流体入口，高压流体出口经管道回流至第一管路；所述分流支管的进口端与第二膨胀阀连通，其出口端与分流交换器的低压流体入口连通，所述回流支管的进口端与分流交换器的低压流体出口连通，其出口端与回流管路连通，所述分流支管上安装有阀门。

2.根据权利要求1所述的自复叠制冷装置，其特征在于：所述阀门为电磁阀门。

3.根据权利要求2所述的自复叠制冷装置，其特征在于：还包括自动报警装置，所述自动报警装置包括压强检测表、控制器和警报器，所述压强检测表包括第一压强检测表和第二压强检测表；所述第一压强检测表安装在膨胀罐与低压压缩机之间的管路上，对管路内的压强进行检测；所述第二压强检测表安装在膨胀罐上，对膨胀罐内的压强进行检测；所述第一压强检测表和第二压强与控制器的信号输入端连接，控制器的信号输出端与警报器连接。

4.根据权利要求1所述的自复叠制冷装置，其特征在于：所述分流交换器为板式换热器。

5.根据权利要求1所述的自复叠制冷装置，其特征在于：所述回流管道上安装有混合装置，所述混合装置包括混合箱、固定轴和倾斜导板；所述混合箱上设置有与回流支管连通的第一进口、与回流管道连通的第二进口和出口，固定轴固定在混合箱的内壁上，所述倾斜导板固定在固定轴上且与混合箱内壁存在间隙，所述第一进口和第二进口正对倾斜导板的同一侧面，所述出口正对倾斜导板的另一个侧面。

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