[发明专利]用于提高基于制冷机的致冷剂气体液化器中的液化速率的系统和方法

权利要求书

1.一种致冷剂-气体液化系统(1)，其包含：

-存储容器(2)，其包含液体存储部分(3)和从其延伸的颈部部分(4)，所述液体存储部分(3)适于含有在所述存储容器(2)的底部的液化气槽(7)，并且包含在所述槽(7)上方的液化区(8)，其中待液化的所述气体与所述液化系统(1)交换热量；

-布置在所述颈部部分(4)的冷头(9)，其包含一或多个制冷级(10、11)；

-用于控制所述存储容器(2)的所述液化区(8)内的所述致冷剂气体压力的压力控制机构(13)；

其特征在于所述冷头(9)进一步包含：

-用于将经压缩气相致冷剂分布在所述冷头(9)内部的制冷压缩机(17)，其中将所述致冷剂气体供应到所述冷头(9)并从所述冷头返回并用作用于降低所述冷头(9)的所述一或多个制冷级(10、11)的温度的制冷构件；

-一或多个提取孔口(22)，其连通所述冷头(9)内部的气体循环回路与所述制冷级(10、11)的外部区，用作通过端口(23)，所述通过端口容许所述冷头(9)内部的所述气体流出到所述存储容器(2)的所述液化区(8)；

-通过气体注入阀(20)与所述制冷压缩机(17)的所述气体循环回路连接的气体注入源(19)，其中所述气体注入阀(20)用于控制所述冷头(9)内的所述压力。

2.根据权利要求1所述的液化系统(1)，其进一步包含气体源模块(110)，其含有一定量的气相致冷剂用于将其引入所述存储容器(2)的所述液化区(8)中。

3.根据权利要求1或2所述的液化系统(1)，其进一步包含水平仪(100)用于测量所述存储容器(2)内的液体体积。

4.根据权利要求1或2所述的液化系统(1)，其中所述存储容器(2)进一步包含从所述液体存储部分(3)延伸到所述存储容器(2)的外部表面的转移端口(12)。

5.根据权利要求1或2所述的液化系统(1)，其中所述压力控制机构(13)包含压力传感器(14)用于测量所述存储容器(2)的所述液化区(8)内的压力值。

6.根据权利要求1或2所述的液化系统(1)，其中所述压力控制机构(13)进一步连接到PLC(18)，其适于动态地调节所述存储容器(2)的所述液化区(8)内的输入气体流量和/或压力。

7.根据权利要求1或2所述的液化系统(1)，其中所述提取孔口(22)具有0.5-5.0mm的直径。

8.根据权利要求1所述的液化系统(1)，其中所述提取孔口(22)在所述冷头(9)的一或多个制冷级(10、11)上执行并且通过包含于所述通过端口(23)中的固定构件(24)附接到所述制冷级，所述通过端口任选地与隔热密封件(25)组合以防止不需要的气体流过所述固定构件(24)。

9.根据权利要求1或2所述的液化系统(1)，其中一或多个通过端口(23)包含可配置的致冷流量阀(21)。

10.根据权利要求9所述的液化系统(1)，其中所述致冷流量阀(21)的关闭/打开配置是通过牵引构件(27)和/或压缩构件(28)操作。

11.根据权利要求9所述的液化系统(1)，其中所述通过端口(23)和所述致冷流量阀(21)通过毛细管(29)连接。

12.根据权利要求1或2所述的液化系统(1)，其中所述存储容器(2)内和/或所述压缩机(17)内的所述致冷剂气体是氦。

13.根据权利要求1或2所述的液化系统(1)，其中包含于气体吸入模块(12)中的所述气体和包含于所述气体注入源(19)中的所述气体二者都是从氦使用设备回收和纯化的高纯度氦气。