[实用新型]一种新型节能液氮制冷系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及环境试验设备技术领域，具体涉及一种新型节能液氮制冷系统。

背景技术

在环境试验设备低温试验中，一般机械制冷单级可到-40℃左右，双级制冷可到-80℃左右，三级制冷可到-120℃左右。如果再需要更低的温度试验，就需用液氮制冷，才能达到要求，液氮制冷最低可达-190℃或更低，常压下液氮蒸发温度-196℃，理论上试验箱可获得接近-196℃的温度。

由于科学技术、科学试验的发展，各科研单位，军工企业对温度的要求越来越严酷，低温要求要达到-100℃以下，直至-190℃，常规液氮制冷系统，请参阅图1和图2，由自增压液氮罐1’、过滤器2’、第一电磁阀3’、第二电磁阀4’、第一毛细管5’、第二毛细管6’、管道7’和实验箱工作室8’组成，所述自增压液氮罐1’、过滤器2’、第一电磁阀3’、第一毛细管5’通过管道7’与试验箱工作室8’组成第一条连接线路。所述自增压液氮罐1’、过滤器2’、第二电磁阀4’、第二毛细管6’通过管道7’与试验箱工作室’8组成第二条连接线路，其中第一毛细管5’流量大于第二毛细管6’。其工作原理为：自增压液氮罐1’输送出一定压力的液氮，通过过滤器2’、第一电磁阀3’，经大流量的第一毛细管5’节流降压后，液氮就会在实验箱工作室8’蒸发降温，液氮持续的输出，温度就持续的下降，当温度降到所需低温时，通过控制系统控制第一电磁阀3’关闭，第二电磁阀4’打开，经小流量的第二毛细管6’节流后，进入试验箱工作室8’蒸发降温，但是其流量是不可精确控制的，因此，想要温度恒定，就需要通过设置于试验箱工作室8’内的电加热器9’加热，来平衡液氮的制冷量，从而达到温度的稳定。在试验箱工作室8’内温度在-100℃～-190℃的低温情况下，若试验箱工作室8采用常规的双层硅橡胶密封条10’和门框加热带11’预热方式密封，硅橡胶密封条10’能耐的最低温度在-80℃以上，低于-80℃硅橡胶密封条10’就会变硬变脆，而失去密封的效果。

综上所述，常规的液氮制冷系统存在以下问题：

1、由于第二毛细管6’节流后，其流量是不可精确控制的，因此，想要温度恒定，就需要通过设置于试验箱工作室8’内的电加热器9’加热，来平衡液氮的制冷量，因此液氮需要持续不断的输出，会造成液氮的消耗量很大，温度恒定时需要电加热来平衡，从而又加大了能源的消耗。

2、由于硅胶密封盘根10’的最佳的密封温度为-70℃，柔软性好，气密性好，密封效果好，增加加热带门框预热功能，能使硅橡胶密封条密封温度最多能达到-100℃，因此，在该试验箱工作室8’采用常规的硅胶密封盘根10’密封方式，已经不能满足其密封要求，由于所需的加热带门框预热功率较大，有相当部分制冷量消耗在预热上，浪费能源，且密封效果不是太好，造成冷气外泄，使门框和大门之间结霜、结冰、凝水。

实用新型内容

针对上述不足，本实用新型的目的在于，提供一种新型节能液氮制冷系统，通过温度感应器感应试验箱工作室内温度变化将信号传递给高频脉冲电磁阀并控制在一个周期内开启和关闭氮气的时间，保持试验箱工作室内的温度的恒定，减少了液氮消耗量，且不需加热器加热平衡，降低了能耗，同时所述试验箱工作室采用石墨四氟密封盘根和硅胶密封盘根的内外双层密封，在低温下能有效的达到密封效果，提高了试验箱工作室的密封效果，降低了能耗。

为实现上述目的，本实用新型所提供的技术方案是：

一种新型节能液氮制冷系统，包括自增压液氮罐、过滤器、高频脉冲电磁阀、毛细管、试验箱工作室和控制器。所述自增压液氮罐、过滤器、高频脉冲电磁阀和毛细管通过管道依次连接并接入到试验箱工作室内，且所述试验箱工作室内设有温度感应器。所述试验箱工作室包括箱体、门体和密封结构，所述门体通过铰链铰接于箱体上。所述密封结构设置于箱体和门体的两侧的连接空隙处，所述密封结构包括石墨四氟密封盘根、硅胶密封盘根和自限温加热带，所述箱体和门体连接空隙处的内侧对应设有所述石墨四氟密封盘根，所述硅胶密封盘根装设于门体上且位于所述连接空隙的外侧，所述自限温加热带设置于硅胶密封盘根处的箱体和门体上。所述高频脉冲电磁阀和温度感应器电性连接于所述控制器。

优选的，所述箱体由箱体外框和箱体内框围合而成，且箱体外框和箱体内框的连接处向上凹陷形成安装槽，且所述石墨四氟密封盘根装设于安装槽内，所述门体由门体外框和门体内框围合而成，且门体外框和门体内框的连接处向下凹陷形成安装槽，所述石墨四氟密封盘根装设于安装槽内，当门体关闭时，所述箱体内装设的石墨四氟密封盘根与门体内装设的石墨四氟密封盘根相互接触挤压在一起。