一种具有三元复叠制冷循环功能的高低温试验箱的制作方法

1.本实用新型涉及制冷装置技术领域，具体为一种具有三元复叠制冷循环功能的高低温试验箱。


背景技术：

2.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。复叠式制冷属于蒸汽压缩式制冷的一种特殊形式，通常由两到三个工作温区不同的独立蒸汽压缩式制冷循环组成，以两级复叠式制冷循环为例，它由高温级和低温级两部分组成，高温级中使用中温制冷剂，低温级中使用低温制冷剂，形成两个单级压缩制冷系统复叠工作的循环。两级系统之间采用冷凝蒸发器衔接起来，高温级的中温制冷剂在其中蒸发制冷，使低温制冷剂在其中放热，与蒸发的中温制冷剂进行热交换后被冷凝成液体。从冷凝蒸发器出来的中温制冷剂蒸气带走低温制冷剂的冷凝热量，经过高温级制冷循环将热量传递给环境介质。而从冷凝蒸发器出来的低温制冷剂液体，经低温级节流阀降压后，进入蒸发器吸取被冷却物的热量而蒸发制冷，获取所需要的低温。三级复叠式制冷循环的最低蒸发温度能够达到-140
°
以上，在一些超低温的科学实验以及医疗实验领域具有实用价值，同时由于机箱内外温度差达到150
°
以上，这样的温差会使得外界的水蒸气在机箱表面冷凝甚至在机箱内部结冰，这样的情况会严重的影响试验机的正常工作降低试验机的冷却效率。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供了一种具有三元复叠制冷循环功能的高低温试验箱，达到使得试验箱降低足够温度同时去除试验机内部的水分的目的。
4.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种具有三元复叠制冷循环功能的高低温试验箱，包括箱体，所述箱体的正面转动连接有密封门，所述密封门的一侧固定安装有开合把手，所述箱体的正面设置有控制面板，所述控制面板能够控制丙烷压缩机、乙烯压缩机及甲烷压缩机，所述箱体的内壁固定连接有隔离层，隔离板保证控制面板的线路等不会被放置箱的超低温所影响，所述隔离层的一侧固定连接有干燥机，所述干燥机的一侧固定连接有排气管，所述干燥机的一侧固定连接有第一吸气管，所述干燥机的顶部固定连接有第二吸气管，干燥机能够将放置箱外部的水分充分吸收，实现箱体内部的循环，既避免了放置箱的低温散失，也避免了放置箱的超低温使得水在箱体内部结冰，导致试验箱的降温效率变低，所述箱体的内壁固定连接有放置箱，放置箱内部用于放置实验用品，所述放置箱的外表面固定安装有甲烷蒸发器，甲烷蒸发器用于使得液态甲烷蒸发带走放置箱内部的热量，使得放置箱的温度降低，所述箱体的内壁表面固定安装有保温板，保温板能够使得水冷散热器的温度尽量不会影响放置箱的低温环境，所述保温板的背部固定安装有水冷散热器，水冷散热器用于丙烷压缩机、乙烯压缩机及甲烷压缩机所压缩气体的冷却降温，所述
箱体的内壁固定连接有风扇，风扇辅助水冷散热器进行散热。
5.优选的，所述箱体的内壁底部固定安装有丙烷压缩机，所述丙烷压缩机通过管道与水冷散热器连通设置，丙烷压缩机产生高温高压的丙烷气体，然后将该高温高压的丙烷气体导入水冷散热器，水冷散热器在维持同等压力的情况下对丙烷气体进行降温使得丙烷气体液化，所述水冷散热器通过管道连通设置有第一节流阀，液态丙烷被导致第一节流阀并经第一节流阀降压并降温，所述第一节流阀通过管道连通设置有丙烷冷却器，然后液态丙烷在丙烷冷却器内部通过蒸发进行降温，丙烷冷却器与丙烷压缩机通过管道连通设置，重新变为气态的丙烷被丙烷压缩机吸走进行下一循环。
6.优选的，所述箱体的内壁底部固定安装有乙烯压缩机，所述乙烯压缩机与水冷散热器通过管道连通设置，乙烯压缩机将气态乙烯加压升温，然后气态乙烯经过水冷散热器进行降温，所述水冷散热器与丙烷冷却器通过管道连通设置，然后温度较低的气态乙烯在丙烷冷却器内部被冷却成为液态乙烯，所述丙烷冷却器通过管道连通设置有第二节流阀，然后液态乙烯被导致第二节流阀并经过第二节流阀降压并降温，所述第二节流阀与乙烯冷却器通过管道连通设置，然后液态乙烯在乙烯冷却器内部蒸发吸热实现降温，所述乙烯冷却器与乙烯压缩机通过管道连通设置，重新变成气态的乙烯被乙烯压缩机吸走再次进行压缩循环。
7.优选的，所述箱体的内壁底部固定安装有甲烷压缩机，所述甲烷压缩机与水冷散热器通过管道连通设置，甲烷压缩机将气态甲烷加压升温，升温之后的气态甲烷由水冷散热器进行第一次降温，所述水冷散热器与丙烷冷却器通过管道连通设置，经过第一次降温的甲烷气体被丙烷冷却器进行第二次降温，所述丙烷冷却器通过管道连通设置有乙烯冷却器，经过第二次降温的甲烷气态在乙烯冷却器内部被液化，所述乙烯冷却器通过管道连通设置有第三节流阀，液态甲烷流经第三节流阀并被第三节流阀降压和降温，所述第三节流阀与甲烷蒸发器通过管道连通设置，然后液态甲烷在甲烷蒸发器内部吸收外界热量蒸发变为气态甲烷，甲烷蒸发器与放置箱进行换热使得放置箱的温度降低，所述甲烷蒸发器与甲烷压缩机通过管道连通设置，重新变为气体的甲烷被甲烷压缩机吸走再次进行压缩循环。
8.优选的，所述箱体背面开设有散热孔，散热孔的内壁固定安装有散热防尘网，将水冷散热器产生的热量通过散热孔排出，同时防止外界杂物灰尘等进入散热机构。
9.优选的，所述保温板的厚度大于三厘米，保证放置箱的低温环境不会被水冷散热器影响。
10.本实用新型提供了一种具有三元复叠制冷循环功能的高低温试验箱。具备以下有益效果：
11.(1)、本实用新型通过设置三级冷却，首先使用水冷散热器对丙烷进行冷却，然后由冷却的丙烷对乙烯进行冷却，最后再由冷却的乙烯对甲烷进行冷却，经过冷却的液态甲烷在蒸发过程中能够吸收极大的能量，能够使得放置箱内部的温度被降低至足够的温度，而且通过逐级降低温度，避免了一次降低温度带来过大的机器构造难度。
12.(2)、本实用新型通过设置干燥机，通过干燥机去除箱体内部空气含有的水分，避免了箱体内部的水分在甲烷蒸发器的低温影响下凝结在甲烷蒸发器表面，使得甲烷蒸发器与放置箱之间的热传导受到影响，以致制冷效率低下。
附图说明
13.图1为本实用新型正视图；
14.图2为本实用新型正面剖视图；
15.图3为图1中a截面俯视图；
16.图4为本实用新型后视图。
17.图中：1、箱体；2、密封门；3、开合把手；4、控制面板；5、隔离层；6、干燥机；7、排气管；8、第一吸气管；9、第二吸气管；10、放置箱；11、甲烷蒸发器；12、保温板；13、水冷散热器；14、风扇；15、丙烷压缩机；16、第一节流阀；17、丙烷冷却器；18、乙烯压缩机；19、第二节流阀；20、乙烯冷却器；21、甲烷压缩机；22、第三节流阀；23、散热防尘网。
具体实施方式
18.如图1-4所示，本实用新型提供一种技术方案：一种具有三元复叠制冷循环功能的高低温试验箱，包括箱体1，箱体1的正面转动连接有密封门2，密封门2的一侧固定安装有开合把手3，箱体1的正面设置有控制面板4，控制面板4能够控制丙烷压缩机15、乙烯压缩机18及甲烷压缩机21，箱体1的内壁固定连接有隔离层5，隔离板5保证控制面板4的线路等不会被放置箱10的超低温所影响，隔离层5的一侧固定连接有干燥机6，干燥机6的一侧固定连接有排气管7，干燥机6的一侧固定连接有第一吸气管8，干燥机6的顶部固定连接有第二吸气管9，干燥机6能够将放置箱10外部的水分充分吸收，实现箱体1内部的循环，既避免了放置箱10的低温散失，也避免了放置箱10的超低温使得水在箱体10内部结冰，导致试验箱的降温效率变低，箱体1的内壁固定连接有放置箱10，放置箱10内部用于放置实验用品，放置箱10的外表面固定安装有甲烷蒸发器11，甲烷蒸发器11用于使得液态甲烷蒸发带走放置箱10内部的热量，使得放置箱10的温度降低，箱体1的内壁表面固定安装有保温板12，保温板12的厚度大于三厘米，保证放置箱10的低温环境不会被水冷散热器13影响，保温板12能够使得水冷散热器13的温度尽量不会影响放置箱10的低温环境，保温板12的背部固定安装有水冷散热器13，水冷散热器用于丙烷压缩机15、乙烯压缩机18及甲烷压缩机21所压缩气体的冷却降温，箱体1的内壁固定连接有风扇14，风扇14辅助水冷散热器13进行散热，箱体1的内壁底部固定安装有丙烷压缩机15，丙烷压缩机15通过管道与水冷散热器13连通设置，丙烷压缩机15产生高温高压的丙烷气体，然后将该高温高压的丙烷气体导入水冷散热器13，水冷散热器13在维持同等压力的情况下对丙烷气体进行降温使得丙烷气体液化，水冷散热器13通过管道连通设置有第一节流阀16，液态丙烷被导致第一节流阀16并经第一节流阀16降压并降温，第一节流阀16通过管道连通设置有丙烷冷却器17，然后液态丙烷在丙烷冷却器17内部通过蒸发进行降温，丙烷冷却器17与丙烷压缩机15通过管道连通设置，重新变为气态的丙烷被丙烷压缩机15吸走进行下一循环，箱体1的内壁底部固定安装有乙烯压缩机18，乙烯压缩机18与水冷散热器13通过管道连通设置，乙烯压缩机18将气态乙烯加压升温，然后气态乙烯经过水冷散热器13进行降温，水冷散热器13与丙烷冷却器17通过管道连通设置，然后温度较低的气态乙烯在丙烷冷却器17内部被冷却成为液态乙烯，丙烷冷却器17通过管道连通设置有第二节流阀19，然后液态乙烯被导致第二节流阀19并经过第二节流阀19降压并降温，第二节流阀19与乙烯冷却器20通过管道连通设置，然后液态乙烯在乙烯冷却器20内部蒸发吸热实现降温，乙烯冷却器20与乙烯压缩机18通过管道连通设置，重新变成
气态的乙烯被乙烯压缩机18吸走再次进行压缩循环，箱体1的内壁底部固定安装有甲烷压缩机21，甲烷压缩机21与水冷散热器13通过管道连通设置，甲烷压缩机21将气态甲烷加压升温，升温之后的气态甲烷由水冷散热器13进行第一次降温，水冷散热器13与丙烷冷却器17通过管道连通设置，经过第一次降温的甲烷气体被丙烷冷却器17进行第二次降温，丙烷冷却器17通过管道连通设置有乙烯冷却器20，经过第二次降温的甲烷气态在乙烯冷却器20内部被液化，乙烯冷却器20通过管道连通设置有第三节流阀22，液态甲烷流经第三节流阀22并被第三节流阀22降压和降温，第三节流阀22与甲烷蒸发器11通过管道连通设置，然后液态甲烷在甲烷蒸发器11内部吸收外界热量蒸发变为气态甲烷，甲烷蒸发器11与放置箱10进行换热使得放置箱10的温度降低，甲烷蒸发器11与甲烷压缩机21通过管道连通设置，重新变为气体的甲烷被甲烷压缩机21吸走再次进行压缩循环，箱体1背面开设有散热孔，散热孔的内壁固定安装有散热防尘网23，将水冷散热器13产生的热量通过散热孔排出，同时防止外界杂物灰尘等进入散热机构，通过设置三级冷却，首先使用水冷散热器13对丙烷进行冷却，然后由冷却的丙烷对乙烯进行冷却，最后再由冷却的乙烯对甲烷进行冷却，经过冷却的液态甲烷在蒸发过程中能够吸收极大的能量，能够使得放置箱10内部的温度被降低至足够的温度，而且通过逐级降低温度，避免了一次降低温度带来过大的机器构造难度，通过设置干燥机6，通过干燥机6去除箱体1内部空气含有的水分，避免了箱体1内部的水分在甲烷蒸发器11的低温影响下凝结在甲烷蒸发器11表面，使得甲烷蒸发器11与放置箱1之间的热传导受到影响，以致制冷效率低下。
19.在使用时，将待实验物品放置在放置箱10内部，然后关闭密封门2，扣住开合把手3，通过控制面板4先行启动丙烷压缩机15，然后再启动乙烯压缩机18，最后再启动甲烷压缩机21，水冷散热器13对丙烷进行降温，再由丙烷冷却器17对乙烯进行降温，再由乙烯冷却器20对甲烷进行冷却，最后由甲烷蒸发器11对放置箱10进行冷却降温，由此创造实验需要的低温环境，同时干燥机6在压缩机运行过程中始终保持运转状态，干燥机6对箱体1吸收箱体1内部的水分，保证箱体1内部的干燥，避免甲烷蒸发器11与放置箱10之间的换热受到影响。
20.综上可得，本实用新型结构紧凑，运行高效，经济使用，利与推广制造。