一种超低温制冷系统及工艺的制作方法

1.本技术涉及制冷系统的领域，尤其是涉及一种超低温制冷系统及工艺。


背景技术：

2.机械压缩制冷剂是依靠压缩机提高制冷剂的压力以实现制冷循环的，其原理是利用氟利昂等液体的蒸发潜热从被冷却物体中吸热而实现制冷。一般制冷剂由压缩机、冷凝器、制冷换热器（蒸发器）、膨胀机或节流机构和一些辅助设备组成。
3.其中单级制冷剂是压缩式制冷剂中应用较为广泛的一类制冷剂，单级制冷即制冷剂蒸气只经过一次压缩，是指制冷剂在制冷系统内相继经过压缩、冷凝、节流、蒸发四个过程，便完成了单级制冷剂的循环，即达到了制冷的目的，其制冷温度往往最低可达到-30℃～-40℃，具有能耗低，制冷速度快的优点。
4.但针对目前的单级制冷剂，虽然其能耗相对较低，但其制冷温度也相对受限，如要实现超低温制冷，目前的此类单级制冷剂的实现便较为困难，需要多种制冷剂协同多级复叠，然此复叠会导致较高的耗能和一系列不稳定的发生，且随着制冷温度的降低其稳定性也会相对降低。


技术实现要素：

5.为了改善制冷系统，使其能够稳定的达到的制冷温度，本技术提供一种超低温制冷系统及工艺。
6.第一方面，本技术提供一种超低温制冷系统，采用如下的技术方案：一种超低温制冷系统，包括制冷剂分离器以及油冷油分器；所述制冷剂分离器与油冷油分器均设置有相互分隔的壳程与管程；所述制冷剂分离器的壳程设置有第一输入端，用于输入混合制冷剂；所述制冷剂分离器的壳程设置有第一输出端，连通于油冷油分器的管程，用于输出液态制冷剂；所述制冷剂分离器的壳程设置有第二输出端，连通于油冷油分器的壳程，用于输出气态制冷剂；所述油冷油分器的壳程设置有输入部，用于输入温度低于第一输出端输出制冷剂温度的制冷剂；所述油冷油分器的设置有壳程输出部，连通于制冷剂分离器的管程，用于输出制冷剂。
7.通过采用上述技术方案，对制冷剂分离器的壳程内输入混合制冷剂，然后通过制冷剂分离器管程内的制冷剂对其壳程的混合制冷剂进行换热，从而使混合制冷剂根据其沸点的不同进行分离，使沸点较高的制冷剂转换为液态制冷剂，而沸点较低的制冷剂保持气态制冷剂，然后将气态的制冷剂送至油冷油分器的管程内，将液态的制冷剂送至油冷油分器的壳程内，同时对油冷油分器的壳程内输入温度低于液态制冷剂的制冷剂，即可对油冷
油分器管程内的气态制冷剂进一步的换热降温，从而使油冷油分器的管程内输出温度更低的制冷剂，而同时，在油冷油分器的壳程的内的制冷剂完成对其管程内的制冷剂换热后，油冷油分器壳程内的制冷剂再将送至制冷剂分离其的管程内，实现与制冷剂分离器壳程内的制冷剂进行换热，如此达到制冷剂的有效利用，达到制冷剂稳定的制冷效果。
8.可选的，所述超低温制冷系统还包括：节流部件，连通于所述油冷油分器的管程输出端；蒸发器，连通于所述节流部件与所述油冷油分器的第三输入端之间。
9.通过采用上述技术方案，在油冷油分器的管程内输出低温制冷剂后，将送至节流部件进行节流处理，从而进一步的将混合制冷剂中的气态制冷剂转为液态制冷剂，达到最低温度，然后该低温液态制冷剂即可进入蒸发器中进行工作，在蒸发器内完成制冷换热后的制冷剂，依然可以保持低温状态输出，此时将该低温制冷剂即可送入油冷油分器的壳程内与制冷剂分离器送入的液态制冷剂混合，继续对油冷油分器的管程内的制冷剂进行换热降温，在油冷油分器的壳程内的制冷剂完成对其管程内的制冷剂换热后，油冷油分器壳程内的制冷剂再将送至制冷剂分离其的管程内，实现与制冷剂分离器壳程内的制冷剂进行换热，如此达到了制冷系统中无需增加另一低温制冷剂，通过混合制冷剂的自身循环，即可达到稳定的超低温制冷效果。
10.可选的，所述超低温制冷系统还包括：压缩机，连接于所述制冷剂分离器的管程输出端。
11.油分装置，连接于压缩机输出端与制冷剂分离器的第一输入端之间，用于将压缩机内油与混合制冷剂分离，并将油送回压缩机，将混合制冷剂送至制冷剂分离器。
12.通过采用上述技术方案，将压缩机内输入混合制冷剂与油液，压缩机工作，输出油与气态混合制冷剂至油分装置，油分装置将油与气态混合制冷剂进行分离，将大部分的油送回至压缩机，并将气态的混合制冷剂以及剩余少量油送至制冷剂分离器的壳程内，通过制冷剂分离器管程内的制冷剂对其壳程的混合制冷剂进行换热，然后将气态的制冷剂送至油冷油分器的管程内，将液态的制冷剂送至油冷油分器的壳程内，同时对油冷油分器的壳程内输入温度低于液态制冷剂的制冷剂，即可对油冷油分器管程内的气态制冷剂进一步的换热降温，从而使油冷油分器的管程内输出温度更低的制冷剂，在油冷油分器的管程内输出低温制冷剂后，经过节流处理，转为液态制冷剂，达到最低温度，送至蒸发器，在蒸发器内完成制冷换热后的制冷剂，保持低温状态输出，此时将该低温制冷剂即可送入油冷油分器的壳程内与制冷剂分离器送入的液态制冷剂混合，继续对油冷油分器的管程内的制冷剂进行换热降温，在油冷油分器的壳程的内的制冷剂完成对其管程内的制冷剂换热后，油冷油分器壳程内的制冷剂再将送至制冷剂分离其的管程内，实现与制冷剂分离器壳程内的制冷剂进行换热，此时由于制冷剂分离器壳程内的制冷剂保持较高温度，因此，制冷剂分离器管程内的制冷剂在完后换热后，将全部再次转换为气态再送回至压缩机，至此，完成一次混合制冷剂在制冷系统中的全部循环，第一达到的稳定的超低温制冷效果，第二有效的利用了混合制冷剂在换热过程中的冷量为后续制冷剂换热，第三，由于经过换热器的换热处理，最后循环返回压缩机的制冷剂将保证气体状态，保护了压缩机，第四，在油分装置未完全分离出的油气将随混合制冷剂循环后重新回到压缩机内，达到了油液的无损运行。
13.可选的，所述油冷油分器的管程为涡旋状的盘管；
所述盘管内沿其轨迹成型有20-30根通路，用于通入制冷剂。
14.通过采用上述技术方案，设置的盘管作为油冷油分器的管程，第一方面在有限的空间内延长了油冷油分器的管程长度，第一增大管程内制冷剂的换热效果，另一方面又在盘管内设置通路，用于制冷剂的流经，进一步的对制冷剂进行了分流，减少了其流动直径，进一步的增大了管程内制冷剂的换热效果，提高了油冷油分器管程与壳程内制冷剂的换热效率。
15.可选的，所述盘管近油冷油分器管程输出端的位置处设置有出液口，用于将盘管内液态制冷剂送至制冷剂分离器的管程内。
16.通过采用上述技术方案，在盘管末端位置处设置出液口，以使油冷油分器管程内的液态制冷剂送至制冷剂分离器的管程内，而其余最低沸点的气态制冷剂继续由油冷油分器的管程排出，可以避免第二换热管内制冷剂凝结，并提高油冷油分器壳程与管程的换热效率。
17.可选的，所述制冷剂分离器内竖直设置有相互分隔的壳程与管程；所述第一输出端设置于所述制冷剂分离器壳程的上端；所述第二输出端设置于所述制冷剂分离器的壳程下端。
18.通过采用上述技术方案，当混合制冷剂进入制冷剂分离器的壳程内，将与制冷剂分离器管程内的制冷剂进行热交换，在壳程内制冷剂热交换过程中，沸点较高的制冷剂随热交换，将转换为液态的制冷剂下落，从壳程下端的第二输出端排出，而沸点较低的制冷剂保持气态持续上升，从制冷剂分离器上端的第一输出端排出，至此，完成制冷剂分离器的混合制冷剂的分离。
19.可选的，所述第一输入端设置于所述制冷剂分离其的壳程下端；所述第一输入端与所述第二输出端之间设置有高度差。
20.通过采用上述技术方案，设置的第一输入端位于制冷剂分离器的壳程下端，能够避免气态的制冷剂未经充分换热直接有第一输出端排出，而设置的第一输入端与第二输出端之前存在的高度差，又能够保证第一输入端输入的制冷剂不会因为制冷系统管路内的压力作用直接从第二输出端排出，保证制冷剂分离器管程与壳程换热效果。
21.可选的，所述超低温制冷系统还包括：第一箱体，套设于制冷剂分离器外侧，用于输入待制冷物；第二箱体，设于油冷油分器的外侧，连通于第一箱体与蒸发器的制冷空间，用于接收待制冷物并送至蒸发器内。
22.通过采用上述技术方案，将待制冷物送入第一箱体内，利用制冷剂分离器的外壳温度对待制冷物进行一次制冷，完成一次制冷的待制冷物再送至第二箱体内，利用油冷油分器对待制冷物进行二次制冷，最后将完成二次制冷的待制冷物送至蒸发器7内，完成最终的超低温制冷，便可以有效的利用制冷剂分离器与油冷油分器工作时散发的冷量，再配合蒸发器，便可使所需制冷的气体或液体达到逐级的制冷，充分利用制冷系统中产生的冷量，并减少了蒸发器的能耗，提高制冷系统的制冷效率。
23.可选的，所述超低温制冷系统还包括：调压管路，连接于蒸发器的制冷剂输入端与油分装置的制冷剂输入端之间；储气罐，连接于调压管路；
控制阀，连接于调压管路，用于控制储气罐的开启或关闭。
24.通过采用上述技术方案，在制冷系统未开启运行状态下，外界环境温度发生变化，导致管道内的压力变化时，开启阀门，将制冷系统管道内一部分的气态制冷剂气送至储气罐内存储，达到对管道降压效果，然后关闭该阀门，保证管道内压力，而当正常运行后，管道内温度下降，开启阀门，将储气罐内的气体送出，如此，达到管道内压力平衡，保证制冷系统稳定安全的运行。
25.第二方面，本技术提供一种超低温制冷工艺，采用如下的技术方案：s1，通过第一低温冷媒对多种不同沸点的气态的混合制冷剂进行换热处理，将高沸点与低沸点的制冷剂分离，使高沸点制冷剂转为液体制冷剂输出，并使低沸点制冷剂保持气态输出；s2，通过温度低于s1中分离出的液态制冷剂的第二冷媒与s1中分离的液态制冷剂混合形成第三冷媒，再次对s1中分离的气态制冷剂进行换热降温后再次输出，然后将完成换热的第三冷媒，再次作为s1中的第一冷媒使用；s3，对s2中输出的低温气态制冷剂进行节流处理，完成最低沸点的气态制冷剂转换为液态制冷剂，对待制冷物制冷,并将完成换热制冷后的制冷剂作为s2中的第二冷媒使用。
26.通过采用上述技术方案，首先通过第一冷媒将不同沸点的混合制冷剂换热，通过其沸点的不同分为液态与气态两种状态，分别输出,再利用液态的制冷剂对气态的制冷剂换热，同时混合低温的第二冷媒形成第三冷媒，对气态制冷剂换热，使其达到更低温度后，再进行节流，达到最低温度，以实现对换热物进行换热，然后再利用换热后的制冷剂作为第三冷媒制冷，并将完成换热后的第三冷媒再度作为第二冷媒使用，如此循环，有效的降低了制冷剂的损耗，并能够稳定达到低温制冷。
27.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：将压缩机内输入混合制冷剂与油液，压缩机工作，输出油与气态混合制冷剂至油分装置，油分装置将油与气态混合制冷剂进行分离，将大部分的油送回至压缩机，并将气态的混合制冷剂以及剩余少量油气送至制冷剂分离器的壳程内，通过制冷剂分离器管程内的制冷剂对其壳程的混合制冷剂进行换热，然后将气态的制冷剂送至油冷油分器的管程内，将液态的制冷剂送至油冷油分器的壳程内，同时对油冷油分器的壳程内输入温度低于液态制冷剂的制冷剂，即可对油冷油分器管程内的气态制冷剂进一步的换热降温，从而使油冷油分器的管程内输出温度更低的制冷剂，在油冷油分器的管程内输出低温制冷剂后，经过节流处理，转为液态制冷剂，达到最低温度，送至蒸发器，在蒸发器内完成制冷换热后的制冷剂，保持低温状态输出，此时将该低温制冷剂即可送入油冷油分器的壳程内与制冷剂分离器送入的液态制冷剂混合，继续对油冷油分器的管程内的制冷剂进行换热降温，在油冷油分器的壳程的内的制冷剂完成对其管程内的制冷剂换热后，油冷油分器壳程内的制冷剂再将送至制冷剂分离其的管程内，实现与制冷剂分离器壳程内的制冷剂进行换热，此时有由于制冷剂分离器壳程内的制冷剂保持较高温度，因此，制冷剂分离器管程内的制冷剂在完后换热后，将全部再次转换为气态再送回至压缩机的，至此，完成一次混合制冷剂在制冷系统中的全部循环，第一达到的稳定的超低温制冷效果，第二有效的利用了混合制冷剂在换热过程中的冷量为后续制冷剂换热，第三，由于经过换热器的换热处理，最后循环返回压
缩机的制冷剂将保证气体状态，保护了压缩机，第四，在油分装置未完全分离出的油气将随混合制冷剂循环后重新回到压缩机内，达到了油液的无损运行。
28.将待制冷物送入第一箱体内，利用制冷剂分离器的外壳温度对待制冷物进行一次制冷，完成一次制冷的待制冷物再送至第二箱体内，利用油冷油分器对待制冷物进行二次制冷，最后将完成二次制冷的待制冷物送至蒸发器内，完成最终的超低温制冷，便可以有效的利用制冷剂分离器与油冷油分器工作时散发的冷量，再配合蒸发器，便可使所需制冷的气体或液体达到逐级的制冷，充分利用制冷系统中产生的冷量，并减少了蒸发器的能耗，提高制冷系统的制冷效率。
附图说明
29.图1是本技术实施例中一种超低温制冷系统的整体结构示意图；图2是本技术实施例中一种超低温制冷系统的制冷剂分离器结构示意图；图3是本技术实施例中一种超低温制冷系统的油冷油分器结构示意图；图4是本技术实施例中一种超低温制冷系统的油冷油分器的第二换热管的结构示意图；图5是本技术另一实施例中一种超低温制冷系统的油冷油分器的第二换热管的结构示意图；图6是本技术另一实施例中一种超低温制冷系统中体现制冷箱的结构示意图；图7是本技术另一实施例中一种超低温制冷系统中体现干燥过滤器的结构示意图。
30.图8是本技术另一实施例中一种超低温制冷系统中体现节流部件的结构示意图。
31.图9是本技术另一实施例中一种超低温制冷系统中体现调压部件的结构示意图。
32.图10是本技术一实施例中一种超低温制冷工艺的流程示意图。
33.图11是本技术另一实施例中一种超低温制冷工艺的流程示意图。
34.附图标记说明：1、压缩机；2、油分装置；3、冷凝器；4、制冷剂分离器；41、第一壳体；42、封闭板；43、第一容腔；431、第一输入端；432、第一输出端；433、第二输出端；44、第二容腔；441、第二输入端；442、第三输出端；45、第一换热管；5、油冷油分器；51、第二壳体；52、空腔；521、第二输入部；522、第三输入部；523、第二输出部；53、第二换热管；531、第一输入部；532、第一输出部；54、通路；55、出液口；6、节流部件；61、第一支路；62、第二支路；63、毛细管；64、控制阀；7、蒸发器；71、第一箱体；72、第一输送管；73、第二箱体；74、第二输送管；75、连通管；8、干燥过滤器；9、调压部件；91、调压管路；92、阀门；93、储气罐；94、压力表。
具体实施方式
35.以下结合附图1-11对本技术作进一步详细说明。
36.本技术实施例公开一种超低温制冷系统。
37.参照图1，一种基于压缩机1的超低温制冷系统，包括依次设置的压缩机1，油分装置2，冷凝器3，第一换热部件，第二换热部件，节流部件6以及蒸发器7。
38.参照图1，压缩机1内预存混合制冷剂与油液，混合制冷剂由多种沸点不同的制冷剂混合组成。当压缩机1工作时，可以将实现将油液与混合制冷剂实现高温增压，从而使油液与混合制冷剂转化为高温高压气体排出。
39.参照图1，油分装置2主要用于油与制冷剂的分离，其设置有一输入端以及两输出端，用于输入油与制冷剂的混合物，并将油与制冷剂进行分离。具体的，油分装置2的输入端与用于与压缩机1的输出端连接，接收压缩机1送出的油气与气态的混合制冷剂，油分装置2的一输出端与压缩机1连接，用于将主要分离出的油气重新送回至压缩机1，其另一输出端则用于输出含有微量油气的气态制冷剂。
40.参照图1，冷凝器3用于实现对气态的混合制冷剂进行出初步的换热降温，本实施例中冷凝器3采用风冷式冷凝器3，但不仅限于风冷式冷凝器3，也可以采用如水冷式冷凝器3或油冷式冷凝器3等，其实质上能够实现换热效果的冷凝器3均可。具体的，冷凝器3包括一输入端以及一输出端，冷凝器3的输入端与油分装置2主要输出气体混合制冷剂的一端连接，用于接收油分装置2输出的含有微量油气的气态混合制冷剂，然后对气态混合制冷剂进行热交换，从而使经过冷凝器3的混合气态制冷剂的温度下降。
41.参照图1和图2，第一换热部件为制冷剂分离器4，用于接收气态的混合制冷，并对气态混合制冷剂进行换热，根据多种制冷剂的沸点不同，实现混合制冷剂中气态制冷剂与液态制冷剂的分离。
42.参照图2，具体的，制冷剂分离器4包括第一壳体41，本实施例中第一壳体41采用两端封闭的圆筒状结构，但不仅限于圆筒状结构。第一壳体41竖直设置，且第一壳体41的两端均设置有封闭板42，从而使第一壳体41的对应两封闭板42之间的位置形成第一容腔43，使第一壳体41的两端分别成型为封闭的第二容腔44，并第一壳体41内沿其轴线方向设置有多根并排设置的第一换热管45，第一换热管45的两端分别连接于封闭板42，从而使两第一容腔43通过第一换热管45连通，第一换热管45由于第一换热管45主要用于实现热交换，而封闭板42也能够实现第一容腔43与第二容腔44的热交换，因此第一换热管45与封闭板42均采用热传导率较高的材料制成，如铜、铝等金属件，本实施例中以铜第一换热管45举例说明。如此，第一容腔43即可作为制冷剂分离器4的壳程，而第二容腔44与第一换热管45内部空间即可作为制冷剂分离器4的管程，进而使制冷剂分离器4内部形成壳程与管程两条相互隔绝的通路54。
43.参照图2，第一壳体41对应第一容腔43的下端一侧成型有第一输入端431，第一壳体41对应第一容腔43的上端成型有第一输出端432，第一壳体41对应第一容腔43的下端背离第一输入端431一侧成型有第二输出端433，且第二输出端433的高度与第一输入端431的高度不同，本实施例中采用第二输出端433的高度高于第一输入端431的高度1cm。第一壳体41对应其上端的一第二容腔44的一侧成型有第二输入端441，且第一壳体41对应其下端的一第二容腔44的一侧成型有第三输出端442。
44.以下对制冷剂的在制冷剂分离器4内的运行状态进行描述：参照图1和图2，经过冷凝器3完成冷凝的气态混合制冷剂由制冷剂分离器4的第一输入端431进入至制冷剂分离器4的第一容腔43即制冷剂分离剂的壳程，同时，另一制冷剂也将从制冷剂分离器4的第二输入端441进入制冷剂分离器4的一第二容腔44，流经第一换热管45再进入另一第二容腔44最后从第三输出端442排出并送回压缩机1，即另一制冷剂进入制冷剂分离器4的管程再送回压缩机1，在这一过程中，管程内的制冷剂即可对壳程内的制冷剂进行换热。从而使其中部分沸点较高的制冷剂转为液态，然后液态制冷剂下落，从第二输出端433排出，另一部分沸点较低的制冷剂依然保持气态上升，并从第一输出端432排出，此外由于管路内的均处于带压状态，因此，实际上部分沸点低于换热温度的制冷剂也会转为液体，从而使从第二输出端433排出的液态制冷剂的温度低于实际换热温度。
45.参照图1和图2，以下进一步的举例说明：假设混合制冷剂采用沸点分别为-70℃，-90℃,-100℃，-120℃,-140℃,五种制冷剂，并假设进入制冷剂分离器4管程内的制冷剂温度为-90℃，原则上仅有-70℃和-90℃的制冷剂转换为液态，但由于管道内带压，因此，实际上-90℃乃至-100℃的制冷剂也将有部分转换为液态一起排出。从而使得最终从第一输出端432排出的制冷剂沸点更低，而从第二输出端433排出的液态制冷剂的温度更低。
46.参照图1和图2，另外，设置的第一输入端431与第二输出端433存在高度差，则可以避免壳程内带压的气态混合制冷剂未与管程内制冷剂换热便直接送出。
47.参照图1和图2，再其次的，由于压缩机1的工作安全问题，应当保证送回压缩机1的制冷剂需保持气态，因此，原则上进入制冷剂管程内的制冷剂应当保持气态，但实际上进入制冷剂分离器4管程内的制冷剂可能会存在气态与液态的混合态，而当该管程内气液混合态的制冷剂与壳程内的制冷剂进行换热时，管程内的气液混合态的制冷剂吸热，即可将管程内残留的液态制冷剂也全部转换为气态，进而使最终送回压缩机1的制冷剂均为气态制冷剂。
48.参照图1，第二换热部件为油冷油分器5，主要用于对制冷剂分离器4分离出的气态制冷剂进一步的换热降温。
49.参照图3图4，具体的，油冷油分器5包括第二壳体51，第二壳体51呈封闭箱体结构，其外部可以根据使用的需求进行加工，如可以采用圆柱状、长方体状又或其他形状，第二壳体51内部形成空腔52，空腔52内设置有第二换热管53，第二换热管53的输入端连接第二壳体51并于第二壳体51外侧形成第一输入部531；第二换热管53的输出端连接第二壳体51并与第二壳体51的外侧形成第一输出部532，如此，第二换热管53内形成油冷油分装置2的管程，而第二壳体51的空腔52对应第二换热管53外部的空间形成油冷油分器5的壳程，第二壳体51的外侧还成型连通于其壳程的第二输入部521与第三输入部522以及第二输出部523。
50.参照图3和图4，其中第二换热管53的直径与制冷剂分离器4的第一输出端432的直径相同，第二换热管53的内部沿其延伸方向成型有若干通路54，本实施例中采用20-30根通路54，用于流通制冷剂进行换热，而为延长第二换热管53的长度，可以将换热管设置为蛇形，回字环绕形或螺旋形等，本实施例中第二换热管53设置为依据阿基米德螺旋线成型的涡旋状盘管，且盘管的中心连接第一输入部531，盘管的外端连接第一输出部532。
51.以下对制冷剂的在油冷油分器5内的运行状态进行描述：参照图3和图4，由制冷剂分离器4的第一输出端432的气态制冷剂将由第二壳体51
的第一输入部531进入第二换热管53内，然后由第二壳体51的第一输出部532流出，即，由制冷剂分离器4的第一输出端432的气态制冷剂将流经油冷油分器5的管程。同时，由制冷剂分离器4的第二输出端433输出的液态制冷剂将由第二壳体51的第二输入部521进入第二壳体51的空腔52，即，由制冷剂分离器4的第二输出端433输出的液态制冷剂将进入油冷油分器5的壳程，此时，由于第二换热管53的长度较高，管径较小，因此油冷油分器5的管程内的制冷剂能够对油冷油分器5的壳程内的制冷剂将进行换热，从而降低第二换热管53内的气态制冷剂的温度。
52.参照图3，同时，油冷油分器5内的液态制冷剂换热后将转换为气态，并从第二壳体51的第二输出部523，通过制冷剂分离器4的第二输入端441送至制冷剂分离器4的管程，形成作为制冷剂分离器4管程内的制冷剂，从而对壳程内的制冷剂进行换热。
53.参照图3，与此同时的，第三输入部522还将输入超低温的另一制冷剂，该制冷剂进入第二壳体51内，将与第二输入部521输入的液态制冷剂进行混合，从而达到对第二换热管53更高的换热，以使第二换热管53内的气态制冷剂温度更低，同时也使得从油冷油分器5的壳程送至制冷剂分离器4管程内的制冷剂温度更低，从而使制冷剂分离器4分离出的液态制冷剂的温度更低，实现制冷剂的低温制冷循环。
54.参照图3，而经油分装置2未完全分离而产生的部分油气，也将与油冷油分器5的壳程内随制冷剂的循环送回至制冷剂分离器4的管程内并返回压缩机1。
55.参照图5，此外的，为避免在通过第三输入部522输入的超低温制冷剂，对第二换热管53内的制冷剂进行制冷时，第二换热管53内的气态制冷剂转为液态并凝固，在第二换热管53的输出末端一定距离位置处还可以设置出液口55，进一步的，可以举例说明，如在本实施例中，第二换热管53长度为30m，可以在第二换热管53距离末端1m位置处设置出液口55，以使第二换热管53内液态的制冷剂排出至第二壳体51的空腔52内，使油冷油分器5管程内的液态制冷剂送至油冷油分器5的壳程内，而其余最低沸点的气态制冷剂继续由油冷油分器5的第一输出部532排出。此种设置，即可避免第二换热管53内制冷剂凝结，且能够实现油冷油分器5的高效换热。
56.参照图1，节流部件6连接于蒸发器7之间，其用于将有冷油分器的第一输出部532送出的沸点最低的气态制冷剂进行节流处理，从而使最终流经节流部件6的气态制冷剂转换为液态制冷剂并送蒸发器7内，使蒸发器7达到超低温的制冷效果。
57.参照图1，而由于蒸发器7内的液体制冷剂温度极低，如此，完成换热后的制冷剂温度也依然会很低，如，当进入蒸发器7的液体制冷剂的温度为-140℃的超低温，当蒸发器7换热后，-140℃的液态制冷吸热重新转换为气态制冷剂也能够保持在-120℃至-125℃的温度，为有效的利用从蒸发器7送出的气态的超低温制冷剂。蒸发器7的输出端即连接油冷油分装置2的第三输入部522。从而使得油冷油分器5的第三输入部522输入的超低温气态制冷剂为蒸发器7换热后产生气态制冷剂。如此的设置，便使得整个制冷系统可以保证平稳的超低温制冷，并能够有效的利用其各部分产生的能量，还使得整个系统中随制冷剂流动的油气将完全的回收，使得整个制冷系统中的油液无损耗运行。
58.本技术实施例一种超低温制冷系统的整体实施原理为：首先需要说明的是，为便于理解，本实施原理中以超低温制冷系统中运行沸点为-70℃，-90℃，-100℃，-120℃，-140℃的五种混合制冷剂为例进行说明，但并不表示本实施
例中的超低温制冷系统仅能使用上述的五种沸点组成的混合制冷剂。以下进行详细描述：压缩机11工作，将油液与混合制冷剂的高温增压后转换为气态送至油分装置22，然后油分装置22将油气与气态制冷剂分离，并使大部分的油送回压缩机11工作，而残余部分油气随气态的混合制冷剂进入管路参与循环，当气态的混合制冷剂随管路送至冷凝器33时，冷凝器33对其内部经过的气态制冷剂进行热交换，使冷凝器33输出的制冷剂由+60℃左右降到+40℃左右，然后气态的制冷剂继续随管路输送至制冷剂分离器4。
59.经过冷凝器3完成冷凝的气态混合制冷剂由制冷剂分离器4的第一输入端431进入至制冷剂分离器4的第一容腔43即制冷剂分离剂的壳程，与制冷剂分离器4的管程内的-90℃的制冷剂进行热交换，从而使混合制冷剂中沸点较高，如-70℃以及-90℃的制冷剂转为液态，然后液态制冷剂下落，从第二输出端433排出，另一部分沸点较低的制冷剂，如-100℃，-120℃以及-140℃的制冷剂依然保持气态上升，并从第一输出端432排出，此外，由于管路内均处于带压状态，因此，实际上部分沸点低于换热温度的制冷剂如-100℃的制冷剂中的部分也会转为液体，从而使从第二输出端433排出的液态制冷剂的温度低于实际换热温度。
60.然后，由制冷剂分离器4的第一输出端432的气态制冷剂将流经油冷油分器5的管程。同时，由制冷剂分离器4的第二输出端433输出的液态制冷剂将进入油冷油分器5的壳程，此时，由于第二换热管53的长度较高，管径较小，因此油冷油分器5的管程内的制冷剂能够对油冷油分器5的壳程内的制冷剂将进行换热，从而降低第二换热管53内的气态制冷剂的温度。
61.同时，油冷油分器5的第三输入部522还将输入-115℃左右的另一气态制冷剂，制冷剂进入油冷油分器5的壳程内，将与第二输入部521输入的液态制冷剂进行混合，从而达到对第二换热管53更高的换热，以使第二换热管53内的气态制冷剂温度更低，从而使第二换热管53内的沸点为-100℃以及-120℃的制冷剂转化为液态制冷剂，-140℃的制冷剂依然保持气态于第二换热管53内流动并从油冷油分器5的第一输出部532输出。
62.再然后，从油冷油分器5输出的制冷剂将经过节流部件6进行节流处理，重新达到-140℃的超低温，此时沸点为-140℃的制冷剂也转为液态，最终进入蒸发器7实现最终的换热制冷，当-140℃的制冷剂完成在蒸发器7内的换热后，再次由液态转为气态，大约维持在-125℃左右，然后，-125℃左右的气态制冷剂便通过油冷油分器5的第三输入部522进入其壳程与油冷油分器5的第二输入部521的液态制冷剂混合，对油冷油分器5管程内的制冷剂制冷，再然后，油冷油分器5壳程内的气态制冷剂完成换热后升至-90℃左右，再次由其第二输出部523送至制冷剂分离器4的管程，对制冷剂分离器4内壳程内的制冷剂进行换热制冷，最后，经过制冷剂分离器4管程后的混合制冷剂均重新转换为气态，并携带未被油分装置2分离的油气重新返回至压缩机1，进行下一循环工作。如此，实现了稳定的超低温制冷工作。
63.由于在制冷系统工作过程中，制冷剂分离器4的第一壳体41以及油冷油分器5的第二壳体51会随其内部制冷剂的温度传递，导致第一壳体41与第二壳体51的温度也相对较低，而仅利用蒸发器7作为最终所需制冷物的制冷单元，直接进行超低温制冷，实际上消耗较高，且浪费了第一壳体41与第二壳体51散发的冷量，因此，在本技术的另一实施例中还可以进一步的进行如下设置：参照图6，制冷系统还包括：制冷箱，制冷箱包括第一箱体71与第二箱体73。
64.参照图6，第一箱体71套设于制冷剂分离器4的外侧，第一箱体71的内部与制冷剂分离器4的第一壳体41之间形成第一制冷腔，第一箱体71的外侧固定有第一输送管72，第一输送管72连通第一制冷腔，用于将所需进行制冷的液体或气体送至第一制冷腔进行初级制冷。
65.参照图6，第二箱体73套设于油冷油分器5的外侧，第二箱体73的内部与油冷油分器5的第二壳体51之间形成第二制冷腔，第二箱体73的外侧与第一箱体71外侧之间固定有第二输送管74，第二输送管74连通第一制冷腔与第二制冷腔，用于将经过第一制冷腔进行初步制冷的液体或气体送至第二制冷腔进行二次制冷，参照图6，第二箱体73的外侧与蒸发器7之间还连接有连通管75，连通管75连通第二制冷腔与蒸发器7内部的制冷管路，用于将经过二次制冷的液体或气体送至蒸发器7的制冷管路内进行最终的超低温制冷，最后再从蒸发器7排出。
66.参照图6，如此，便可以有效的利用制冷剂分离器4的第一壳体41与油冷油分器5的第二壳体51工作时散发的冷量，再配合蒸发器7，便可使所需制冷的气体或液体达到逐级的制冷，充分利用制冷系统中产生的冷量，并减少了蒸发器7的能耗，提高制冷系统的制冷效率。
67.为避免管路中的杂质影响到制冷剂在各管路或设备的运行，本技术的另一实施中，可以进行增设干燥过滤器8。
68.参照图7，具体的，干燥过滤器8设置有三个，其中一干燥过滤器8设置于冷凝器3与制冷剂分离器4之间，以达到对从冷凝器3送至制冷剂分离器4的气态制冷剂进行过滤，一个干燥过滤器8设置于制冷剂分离器4的第二输出端433与油冷油分器5的第二输入部521之间，用于对从制冷剂分离器4的壳程进入油冷油分器5的壳程内的液态制冷剂进行过滤，最后一个干燥过滤器8设置于油冷油分器5与节流部件6之间，对油冷油分器5送出的制冷剂进行过滤，从而保证制冷系统的稳定运行。
69.参照图8，为提高制冷系统的运行稳定性，在本技术的另一实施例中还给出了一种节流部件6，以下进一步的详细描述：节流部件6包括并联设置的第一支路61与第二支路62，第一支路61与第二支路62均设置有毛细管63，且第二支路62对应其毛细管63的输入端串联有控制阀64。
70.本实施例中，为便于实现控制，控制阀64采用电磁阀，以此，正常工作状态下，控制阀64打开第二支路62的毛细管63的输入端，使制冷剂沿第一支路61及第二支路62的毛细管63流经，而为使蒸发器7中的蒸发温度更低时，第一支路控制阀64关闭，使制冷剂流仅经第二支路61的毛细管63，以此由宽节流变为窄节流，以此来取得更低的蒸发温度，以保证制冷系统持续稳定运行。
71.另外的，在将多种混合制冷剂填充于制冷系统内，而未开启运行的状态下，当外界环境温度发生变化时，管道内的压力也会发发生变化，如原环境温度20℃管道内压力1.5map，环境温度上升至40℃，管道内压力便会激增超过1.5mpa，此时管道内压力便会过大，降低制冷系统的稳定性与安全性，为此在本技术的另一实施例中进一步的增加了调压部件9，以下进一步的详细描述：参照图9，调压部件9主要包括调压管路91、阀门92以及储气罐93。
72.其中，调压管路91的一端连接于油分装置2与冷凝器3之间，调压管路91的另一端
连接于制冷分离器的第三输出端442与压缩机1之间。储气罐93连接于调压管路91的中部，阀门92用于控制储气罐93的开启或关闭，阀门92数量根据实际需求设置。在本实施例中以阀门92设置有两个举例说明，两阀门92分别连接于调压管路91对应其于储气罐93连接部的两侧。其中一阀门92开启可以将制冷系统管路内的气态制冷剂送至储气罐93内存贮，另一阀门92开启可以将储气罐93内存贮的气态制冷剂重新送回至制冷系统的管路中。
73.参照图9，为便于观察制冷系统中的气压变化，制冷系统中对应压缩机1的输出端管路以及压缩机1的态制冷剂回收端管路均连接有压力表94，用于检测制冷系统中的压力值。
74.如此，在制冷系统未开启运行状态下，外界环境温度发生变化，导致管道内的压力变化时，通过观察压力表94即可得知，此时便开启一阀门92，将制冷系统管道内一部分的气态制冷剂气送至储气罐93内存储，达到对管道降压效果，然后关闭该阀门92，使压力表94示数恢复，保证管道内压力，而当正常运行后，管道内温度下降，通过压力表94观察管道内压力下降后，即可开启另一阀门92，将储气罐93内的气体送出，通过压力表94观察管道内压力符合要求后关闭阀门92，以保证管道内的压力，如此，达到管道内压力平衡，保证制冷系统稳定安全的运行。
75.本技术的另一实施例中还公开了一种应用上述实施中超低温制冷系统的超低温制冷工艺，主要采用以下思路方案：参照图10，一种超低温制冷工艺，包括以下的步骤：s1，通过第一低温冷媒对多种不同沸点的气态的混合制冷剂进行换热处理，将高沸点与低沸点的制冷剂分离，使高沸点制冷剂转为液体制冷剂输出，并使低沸点制冷剂保持气态输出；s2，通过温度低于s1中分离出的液态制冷剂的第二冷媒与s1中分离的液态制冷剂混合形成第三冷媒，再次对s1中分离的气态制冷剂进行换热降温后再次输出，然后将完成换热的第三冷媒，再次作为s1中的第一冷媒使用；s3，对s2中输出的低温气态制冷剂进行节流处理，完成最低沸点的气态制冷剂转换为液态制冷剂，并作为最终的制冷单元，用于对待制冷物的制冷，然后将完成换热制冷后的制冷剂作为s2中的第二冷媒使用。
76.通过采用上述的超低温制冷工艺，首先通过第一冷媒将不同沸点的混合制冷剂换热，通过其沸点的不同分为液态与气态两种状态，分别输出,再利用液态的制冷剂对气态的制冷剂换热，同时混合低温的第二冷媒形成第三冷媒，对气态制冷剂换热，使其达到更低温度后，再进行节流，达到最低温度，以实现对换热物进行换热，然后再利用换热后的制冷剂作为第三冷媒制冷，并将完成换热后的第三冷媒再度作为第二冷媒使用，如此循环，有效的提高了制冷剂的效率，并能够稳定达到超低温制冷。
77.以下结合超低温制冷系统进一步的详细描述：参照图11，s1,压缩机1工作，将油液与混合制冷剂（如沸点为-70℃，-90℃，-100℃，-120℃，-140℃的五种混合制冷剂）高温增压后转换为气态送出；s2，采用油分装置2将油与气态混合制冷剂分离，使大部分的油气送回压缩机1，将残余部分油气随气态的混合制冷剂输出；s3，采用冷凝器3对气态制冷剂进行热交换，对混合制冷剂降温，如将+60℃左右降
到+40℃左右，s4，将冷凝器3输出的气态混合制冷剂送至制冷剂分离器4的壳程，并于制冷剂分离器4的管程内输入低于部分制冷剂沸点的第一冷媒，如控制第一冷媒的输入温度为-90℃，通过制冷剂分离器4内壳程的制冷剂与其管程内的第一冷媒交换，使混合制冷剂中沸点较高的制冷剂转为液态输出，如-70℃以及-90℃的制冷剂转为液态，而沸点较低的制冷剂，如-100℃，-120℃以及-140℃的制冷剂依然保持气态输出，并使换热后的第一冷媒送至压缩机1；s5，将制冷剂分离器4输出的气态制冷剂送至油冷油分器5的管程，并将制冷剂分离器送出的液态制冷剂送至油冷油分器5的壳程，同时，向油冷油分器5的壳程内输入低于进入油冷油分器5管程内制冷剂的第二冷媒，如，输入-125℃的第二冷媒，与油冷油分器5壳程内的液态制冷剂混合形成第三冷媒，实现油冷油分器5的管程内制冷剂与壳程内制冷剂进行热交换，实现对油冷油分器5管程输出的制冷剂达到更低温度，与此同时，将换热后的第三冷媒再次返送回制冷剂分离器4中作为第二冷媒使用；s6，将油冷油分器5输出的剩余气态低温制冷剂进行节流转为超低温的液态制冷剂，即将-140℃的制冷剂转为液态，用作待制冷物的换热，再将完成对制冷物换热后重新转为气态的制冷剂，即由-140℃的液态制冷剂转换为气态-125℃左右的气态制冷剂，作为第二制冷剂送至油冷油分器5进行使用。
78.如此循环，一方面实施稳定的超低温制冷，有效的减少能耗，另一方面未被油分装置2分离的油气也将随制冷剂重新循环返回至压缩机1，实现了压缩机内部润滑油液的无损耗。
79.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明实施例要求的保护范围之内。