低溫制冷劑噴液裝置及自動噴液和補液的方法
【專利摘要】本發明公開了一種低溫制冷劑噴液裝置及自動噴液和補液的方法，該裝置包括：真空噴液容器，其內裝有制冷劑；噴液管，其一端端口伸入至所述真空噴液容器內的制冷劑中；另一端端口朝向待噴液目標；空氣泵；以及噴液增壓管，其一端與所述空氣泵連接，另一端伸入至所述真空噴液容器內的制冷劑中。本發明通過空氣泵提供氣壓動力將液體狀態的低溫制冷劑壓入噴液管后噴射出，控制空氣泵的氣壓在使用過程中全程保持恒定，使得制冷劑的噴射速度始終保持恒定，從而能夠通過調節空氣泵的功率改變噴液速度。
【專利說明】
低溫制冷劑噴液裝置及自動噴液和補液的方法
技術領域
[0001 ]本發明涉及低溫制冷劑的噴液控制，具體地指一種低溫制冷劑噴液裝置及自動噴液和補液方法。
【背景技術】
[0002]制冷劑又稱制冷工質，是一種在制冷系統中不斷循環并通過其本身的狀態變化以實現制冷的工作物質。它具有優良的熱力學特性，例如沸點較低、流體比熱容小、絕熱指數低、單位容積制熱量較大等。制冷劑種類繁多，包括液氨、液氮、干冰以及其它許多種類的有機物。制冷劑可以應用于日常生活的諸多領域，包括:冰箱、冷柜、飲水機、汽車空調、中央空調、除濕機、冷庫、商業制冷、冰水機、冰淇淋機、冷凍冷凝機組等制冷設備中。
[0003]低溫制冷劑噴液裝置在醫療領域充當著重要的角色，冷凍是用低溫來破壞病灶組織的一種治療方法，冷凍可使局部血流速度變慢，微血管血液瘀滯或栓塞造成細胞缺氧;細胞由于溫度的急劇變化，組織內外水晶形成，使細胞脫水、皺縮，以致電解質等發生變化，最終細胞因外界環境的劇烈變化而死亡。臨床上治療各種血管瘤、色痣、慢性濕疹，神經性皮炎、白內障、青光眼，扁桃體炎癥等疾病都可以使用低溫制冷劑噴射病理組織來代替傳統外科手術以降低術后感染和復發的概率，這種方法安全無毒無害，痛苦小，不損害健康組織，殺菌效果良好。低溫制冷劑噴液裝置在制造工業中的應用同樣十分的廣泛，例如在冷卻切削制造工藝中，利用液氮噴射裝置迅速冷卻切削刀具和工件，降低刀具和工件在加工過程中由于熱脹冷縮現象，提高加工精度和刀具使用壽命。
[0004]目前市場上低溫制冷劑噴液裝置的工作原理是通過打開噴液容器頂部的氣體流動閥門，以氣流循環的方式將外界的熱量傳遞至噴液容器內從而導致噴液容器內低溫制冷劑沸騰汽化，噴液容器內氣壓升高，致使制冷劑從噴液容器內經噴液管噴出。這種低溫制冷劑噴液裝置的優點為原理簡單、操作簡便，但是由于這種裝置的噴液動力來源于噴液容器內部的生成氣壓，這種自增壓特性會在使用過程中產生一系列的問題:首先，生成氣壓是隨著噴液容器工作時間不斷上升的，這樣就會導致從噴液管噴出的低溫制冷劑流速不斷上升無法保持噴液速度穩定;其次，為了維持噴液容器內的氣壓而損耗了大量低溫制冷劑導致不得不頻繁的更換或手動補充噴液容器內的低溫制冷劑，降低了使用效率;最后由于生成氣壓的自增壓特性，噴液容器不得不引入限壓閥，通過限壓閥控制噴液容器內的壓力閾值，保證使用者安全，這樣就大大增加了噴液容器的生產成本。正是由于這些不足，目前市場上的低溫制冷劑噴液裝置通常都是只作為制冷劑的存儲容器而非最終的使用容器。
【發明內容】
[0005]本發明目的在于克服上述現有技術的不足而提供一種低溫制冷劑噴液裝置及自動噴液和補液方法，本發明能夠實現全自動的噴液，保持噴液速度的穩定，且還能實現自動的實現對制冷劑盛放容器進行制冷劑的補充。
[0006]實現本發明目的采用的技術方案是一種低溫制冷劑噴液裝置，該裝置包括:
[0007]真空噴液容器，其內裝有制冷劑；
[0008]噴液管，其一端端口伸入至所述真空噴液容器內的制冷劑中；另一端端口朝向待噴液目標；
[0009]空氣栗；以及
[0010]噴液增壓管，其一端與所述空氣栗連接，另一端伸入至所述真空噴液容器內的制冷劑中。
[0011]進一步地，所述裝置還還包括:
[0012]補液容器，其內裝有制冷劑；
[0013]補液管，其一端伸入至所述補液容器內的制冷劑中，另一端伸入所述真空噴液容器；以及
[0014]補液增壓管，其一端與所述空氣栗連接，另一端伸入至所述補液容器內。
[0015]進一步地，所述裝置還包括:
[0016]稱量裝置，所述真空噴液容器至于該稱量上；以及
[0017]計算機，與所述稱量裝置連接，用于獲取所述稱量裝置稱取的重量值。
[0018]通過上述裝置實現低溫制冷劑的噴液方法包括:
[0019]將制冷劑置于真空噴液容器中；
[0020]將噴液管的一端端口伸入至所述真空噴液容器內的制冷劑中，另一端端口朝向待噴液目標；
[0021]將噴液增壓管的一端與空氣栗連接，另一端伸入至所述真空噴液容器內的制冷劑中；
[0022]空氣栗對噴液容器進行加壓，使噴液容器內的制冷劑噴射至待噴液目標。
[0023]通過上述裝置實現低溫制冷劑的補液方法包括:將制冷劑置于補液容器中；
[0024]將補液管的一端伸入至所述補液容器內的噴液中，另一端伸入所述真空噴液容器；
[0025]將補液增壓管的一端與所述空氣栗連接，另一端伸入至所述補液容器內；
[0026]通過空氣栗對補液容器進行加壓，使補液容器內的制冷劑被壓入噴液容器中。
[0027]與現有低溫制冷劑噴液容器相比，本發明具有以下優點:
[0028]1、通過空氣栗提供氣壓動力將液體狀態的低溫制冷劑壓入噴液管經噴頭射出，控制空氣栗的氣壓在使用過程中全程保持恒定，使得制冷劑的噴射速度始終保持恒定，從而能夠通過調節空氣栗的功率改變噴液速度。
[0029]2、能夠通過調節空氣栗的相關通道實現通過補液容器對噴液容器的液體補充。
[0030]3、通過檢測重量和溫度兩個變量實現對于噴液和補液容器內液面高度的精確掌握和控制。
[0031]4、將稱量裝置稱量的重量值和溫度傳感器檢測的溫度值反饋至計算機，計算機將稱量重量值和檢測的溫度值分別與閾值相比，根據比較結果實現對整個補液的全自動運行。
[0032]此外，由于本發明中處于真空噴液容器內的低溫制冷劑和外界的熱量交換十分微弱，因此，制冷劑的揮發損耗可以忽略不計。由于本裝置不存在自增壓特性，所以整個裝置在使用過程中安全穩定，無需添加安全閥門，因此降低了生產成本。
【附圖說明】
[0033]圖1為本發明低溫制冷劑噴液裝置的結構示意圖。
[0034]圖2為通過本發明低溫制冷劑噴液裝置實現噴液、補液及報警的方法流程圖。
[0035]圖中標號:1-真空噴液容器，2-雙通道空氣栗，3-噴液增壓管，4-補液容器，5-計算機，6-高精度電子稱，7-補液管，8-噴液管，9-串口通訊線，I O-溫度傳感器，11-補液增壓管。
【具體實施方式】
[0036]下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步的詳細說明。
[0037]本實施例低溫制冷劑噴液裝置的結構如圖1所示，該裝置包括真空噴液容器I，噴液增壓管3、噴液管8和雙通道空氣栗2。空噴液容器I內裝有制冷劑。噴液管8的一端端口伸入至真空噴液容器I內的制冷劑中，另一端端口朝向待噴液目標。雙通道空氣栗2的通道I(噴液通道)與噴液增壓管3的一端連接，噴液增壓管3的另一端伸入至真空噴液容器I內的制冷劑中。通過雙通道空氣栗2提供氣壓動力將液體狀態的低溫制冷劑壓入噴液管后經噴頭射出，控制雙通道空氣栗2的氣壓在使用過程中全程保持恒定，使得制冷劑的噴射速度始終保持恒定，從而能夠通過調節雙通道空氣栗2的功率改變噴液速度。
[0038]為了保持真空噴液容器I中制冷劑的量，本發明還提供一種能夠實現自動為真空噴液容器I補充制冷劑的優選實施方式，具體包括:增設一個補液容器4，補液容器4通過補液管7與真空噴液容器I連通，補液容器4還通過一個補液增壓管11與雙通道空氣栗2的通道Π(補液通道)連接。當需要為真空噴液容器I補充制冷劑時，控制雙通道空氣栗2通過通道Π(補液通道)為補液容器4中充入氣體，使補液容器4氣壓升高，從而將補液容器4中的制冷劑壓入真空噴液容器I中。
[0039]為了自動實現噴液、補液的過程，本發明還提供一種自動控制的優選實施方式，具體為將真空噴液容器I置于一個高精度電子稱6上，在補液管7上環繞溫度傳感器10，然后通過串口通訊數據線9將高精度電子稱6和溫度傳感器10分別與計算機5連接，計算機5還通過串口通訊數據線9與雙通道空氣栗2連接。
[0040]本發明實現全自動噴液、補液與報警的過程如圖2所示，具體包括以下步驟:
[0041]步驟SI為本發明低溫制冷劑噴液裝置實現報警的流程:啟動計算機5后，計算機5通過獲得溫度傳感器10的數據，實時讀取補液管7的溫度，由于補液容器4內的制冷劑余量越少則補液管7的溫度越高，因此，若溫度高于設定閾值，表示制冷劑余量不足，則關閉整個系統直到補液容器4被更換或補充，直至溫度傳感器10采集的溫度重新回歸到設定的溫度閾值之下(即補液容器4中制冷劑的量達到要求)，閾值的設定和補液容器4的高度成正比；反之通過計算機5打開雙通道空氣栗2的通道Π(補液通道)對補液容器4進行加壓。此時，低溫制冷劑由補液容器4從補液管7流向真空噴液容器I。
[0042]步驟S2為本發明低溫制冷劑噴液裝置實現補液的流程:在向噴液容器I補充制冷劑的過程中，由高精度電子稱6實時采集真空噴液容器I的重量，一旦重量達到設定的重量閾值之后(即噴液容器I中制冷劑的量達到要求)，則通過計算機5關閉雙通道空氣栗2的通道Π停止對補液容器4的加壓，此時加液過程停止，完成對真空噴液容器I的補液。
[0043]步驟S3為本發明低溫制冷劑噴液裝置實現噴液的流程:補液過程結束之后可以開始實現噴液過程，通過計算機5打開雙通道空氣栗2與噴液容器I相連的通道I，對真空噴液容器I進行加壓，使低溫制冷劑從真空噴液容器I經噴管8噴射到需要使用到低溫制冷劑的目標區域。其中，通過計算機5調節雙通道空氣栗2的功率來改變制冷劑噴射的速度。在整個噴液過程中，高精度電子稱6周期性采集噴液容器I的重量，當重量低于設定閾值時重新回到步驟S I。
【主權項】
1.一種低溫制冷劑噴液裝置，其特征在于，包括: 真空噴液容器，其內裝有制冷劑； 噴液管，其一端端口伸入至所述真空噴液容器內的制冷劑中；另一端端口朝向待噴液目標； 空氣栗；以及 噴液增壓管，其一端與所述空氣栗連接，另一端伸入至所述真空噴液容器的底部。2.根據權利要求1所述的低溫制冷劑噴液裝置，其特征在于，還包括: 補液容器，其內裝有制冷劑； 補液管，其一端伸入至所述補液容器內的制冷劑中，另一端伸入所述真空噴液容器；以及 補液增壓管，其一端與所述空氣栗連接，另一端伸入至所述補液容器內。3.根據權利要求2所述的低溫制冷劑噴液裝置，其特征在于，還包括: 稱量裝置，所述真空噴液容器置于該稱量裝置上；以及 計算機，與所述稱量裝置連接，用于獲取所述稱量裝置稱取的重量值。4.根據權利要求3所述的低溫制冷劑噴液裝置，其特征在于，還包括: 溫度檢測裝置，與所述計算機連接，所述計算機還與空氣栗連接;計算機用于獲取溫度檢測裝置檢測的補液管溫度數據值，并根據所述溫度數據值控制空氣栗是否工作。5.根據權利要求2?4任一項所述的低溫制冷劑噴液裝置，其特征在于:所述空氣栗為雙通道空氣栗，其中一通道與所述噴液增壓管連接，另一通道與補液增壓管連接。6.一種低溫制冷劑的自動噴液和補液的方法，其特征在于，包括: 將制冷劑置于真空噴液容器中； 將噴液管的一端端口伸入至所述真空噴液容器內的制冷劑中，另一端端口朝向待噴液目標； 將噴液增壓管的一端與空氣栗連接，另一端伸入至所述真空噴液容器內的制冷劑中； 空氣栗對噴液容器進行加壓，使噴液容器內的制冷劑噴射至待噴液目標。7.根據權利要求6所述低溫制冷劑的自動噴液和補液的方法，其特征在于: 將制冷劑置于補液容器中； 將補液管的一端伸入至所述補液容器內的噴液中，另一端伸入所述真空噴液容器； 將補液增壓管的一端與所述空氣栗連接，另一端伸入至所述補液容器內； 通過計算機控制空氣栗對補液容器進行加壓，使補液容器內的制冷劑被壓入噴液容器中。8.根據權利要求7所述低溫制冷劑的自動噴液和補液的方法，其特征在于: 通過溫度檢測裝置檢測補液管的溫度，如檢測的溫度低于溫度閾值，則通過計算機控制空氣栗對補液容器進行加壓，將制冷劑由補液容器從補液管壓入真空噴液容器。9.根據權利要求8所述低溫制冷劑的自動噴液和補液的方法，其特征在于: 通過稱量裝置實時稱量真空噴液容器的重量，并通過計算機獲得重量值，如所述重量值達到重量閾值，則通過計算機控制空氣栗停止對補液容器進行加壓。
【文檔編號】A61B18/02GK105972853SQ201610444890
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年6月20日
【發明人】駱清銘, 袁菁, 李陽
【申請人】華中科技大學