[发明专利]一种低温氮气循环制冷的人工地层冻结系统及方法

权利要求书

1.一种低温氮气循环制冷的人工地层冻结系统，其特征在于：包括液氮储藏罐（1）、低温氮气储藏罐（2）、低温氮气分配器（3）和制冷管路，所述液氮储藏罐（1）与所述低温氮气储藏罐（2）相连输入液氮，所述液氮储藏罐（1）的出口上设有出液阀门，所述低温氮气储藏罐（2）中液氮汽化吸热生成低温氮气，所述低温氮气储藏罐（2）通过管路连接到所述低温氮气分配器（3），所述低温氮气储藏罐（2）出口设有出气阀门，所述制冷管路包括若干个冻结器组，所述低温氮气分配器（3）分别连接到各个冻结器组，所述低温氮气分配器（3）包括与所述低温氮气储藏罐（2）相连的进气口和若干分别连接到不同冻结器组出气口，所述出气口上分别设有控制阀门和压力流量检测器，所述冻结器组包括相互串连的若干冻结管（4），并具有将最后冻结管（4）与所述低温氮气储藏罐（2）连接的循环管路；

所述冻结管（4）包括第一冻结管（4）、中间冻结管（4）和最后冻结管（4），所述第一冻结管（4）和各个中间冻结管（4）上均设有插入冻结管（4）底部的进气管（5）和设在所述冻结管（4）顶部的连接管（6），第一冻结管（4）的进气管（5）直接连接所述低温氮气分配器（3），所述第一冻结管（4）的连接管（6）连接到一个中间冻结管（4）的进气管（5），一个中间冻结管（4）的连接管（6）与下一个冻结管（4）的进气管（5）连接，所述最后冻结管（4）上设有插入冻结管（4）底部的进气管（5）和两个设在所述冻结管（4）顶部的出气管，所述最后冻结管（4）上的进气管（5）连接到上一个中间冻结管（4）上的连接管（6），所述出气管包括连接到所述低温氮气储藏罐（2）的循环出气管（7）和连通外界大气的外排出气管（8），所述外排出气管（8）上设有阀门；

所述外排出气管（8）上的阀门至少有两个，包括温度控制阀门和压强控制阀门，所述外排出气管（8）在与所述冻结管（4）连接部分设有电子温度计和电子压力表，所述压力流量检测器包括气压表和流量计。

2.根据权利要求1所述的一种低温氮气循环制冷的人工地层冻结系统，其特征在于：所述进气管（5）在位于距所述冻结管（4）底部4米范围内的侧壁上均匀开孔形成花管，所述外排出气管（8）对天空直放且所述外排出气管（8）的出口高于自然地坪2米以上，所述进气管（5）通过不锈钢软管连接所述低温氮气分配器（3），所述循环出气管（7）通过不锈钢软管连接所述低温氮气储藏罐（2）。

3.根据权利要求1所述的一种低温氮气循环制冷的人工地层冻结系统，其特征在于：所述低温氮气分配器（3）通过奥氏体不锈钢的管材焊接而成，所述出气口和所述进气口上都设有连接控制阀门或连接管路的法兰。

4.根据权利要求1所述的一种低温氮气循环制冷的人工地层冻结系统，其特征在于：冻结管（4）以外的连接管路设有保温层，所述连接管路的内外侧均需包裹塑料薄膜，现场用橡塑保温材料包住连接管路保温。