低温制冷剂喷液装置及自动喷液和补液的方法
【专利摘要】本发明公开了一种低温制冷剂喷液装置及自动喷液和补液的方法，该装置包括：真空喷液容器，其内装有制冷剂；喷液管，其一端端口伸入至所述真空喷液容器内的制冷剂中；另一端端口朝向待喷液目标；空气泵；以及喷液增压管，其一端与所述空气泵连接，另一端伸入至所述真空喷液容器内的制冷剂中。本发明通过空气泵提供气压动力将液体状态的低温制冷剂压入喷液管后喷射出，控制空气泵的气压在使用过程中全程保持恒定，使得制冷剂的喷射速度始终保持恒定，从而能够通过调节空气泵的功率改变喷液速度。
【专利说明】
低温制冷剂喷液装置及自动喷液和补液的方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及低温制冷剂的喷液控制，具体地指一种低温制冷剂喷液装置及自动喷液和补液方法。
【背景技术】
[0002]制冷剂又称制冷工质，是一种在制冷系统中不断循环并通过其本身的状态变化以实现制冷的工作物质。它具有优良的热力学特性，例如沸点较低、流体比热容小、绝热指数低、单位容积制热量较大等。制冷剂种类繁多，包括液氨、液氮、干冰以及其它许多种类的有机物。制冷剂可以应用于日常生活的诸多领域，包括:冰箱、冷柜、饮水机、汽车空调、中央空调、除湿机、冷库、商业制冷、冰水机、冰淇淋机、冷冻冷凝机组等制冷设备中。
[0003]低温制冷剂喷液装置在医疗领域充当着重要的角色，冷冻是用低温来破坏病灶组织的一种治疗方法，冷冻可使局部血流速度变慢，微血管血液瘀滞或栓塞造成细胞缺氧;细胞由于温度的急剧变化，组织内外水晶形成，使细胞脱水、皱缩，以致电解质等发生变化，最终细胞因外界环境的剧烈变化而死亡。临床上治疗各种血管瘤、色痣、慢性湿疹，神经性皮炎、白内障、青光眼，扁桃体炎症等疾病都可以使用低温制冷剂喷射病理组织来代替传统外科手术以降低术后感染和复发的概率，这种方法安全无毒无害，痛苦小，不损害健康组织，杀菌效果良好。低温制冷剂喷液装置在制造工业中的应用同样十分的广泛，例如在冷却切削制造工艺中，利用液氮喷射装置迅速冷却切削刀具和工件，降低刀具和工件在加工过程中由于热胀冷缩现象，提高加工精度和刀具使用寿命。
[0004]目前市场上低温制冷剂喷液装置的工作原理是通过打开喷液容器顶部的气体流动阀门，以气流循环的方式将外界的热量传递至喷液容器内从而导致喷液容器内低温制冷剂沸腾汽化，喷液容器内气压升高，致使制冷剂从喷液容器内经喷液管喷出。这种低温制冷剂喷液装置的优点为原理简单、操作简便，但是由于这种装置的喷液动力来源于喷液容器内部的生成气压，这种自增压特性会在使用过程中产生一系列的问题:首先，生成气压是随着喷液容器工作时间不断上升的，这样就会导致从喷液管喷出的低温制冷剂流速不断上升无法保持喷液速度稳定;其次，为了维持喷液容器内的气压而损耗了大量低温制冷剂导致不得不频繁的更换或手动补充喷液容器内的低温制冷剂，降低了使用效率;最后由于生成气压的自增压特性，喷液容器不得不引入限压阀，通过限压阀控制喷液容器内的压力阈值，保证使用者安全，这样就大大增加了喷液容器的生产成本。正是由于这些不足，目前市场上的低温制冷剂喷液装置通常都是只作为制冷剂的存储容器而非最终的使用容器。
【发明内容】
[0005]本发明目的在于克服上述现有技术的不足而提供一种低温制冷剂喷液装置及自动喷液和补液方法，本发明能够实现全自动的喷液，保持喷液速度的稳定，且还能实现自动的实现对制冷剂盛放容器进行制冷剂的补充。
[0006]实现本发明目的采用的技术方案是一种低温制冷剂喷液装置，该装置包括:
[0007]真空喷液容器，其内装有制冷剂；
[0008]喷液管，其一端端口伸入至所述真空喷液容器内的制冷剂中；另一端端口朝向待喷液目标；
[0009]空气栗；以及
[0010]喷液增压管，其一端与所述空气栗连接，另一端伸入至所述真空喷液容器内的制冷剂中。
[0011]进一步地，所述装置还还包括:
[0012]补液容器，其内装有制冷剂；
[0013]补液管，其一端伸入至所述补液容器内的制冷剂中，另一端伸入所述真空喷液容器；以及
[0014]补液增压管，其一端与所述空气栗连接，另一端伸入至所述补液容器内。
[0015]进一步地，所述装置还包括:
[0016]称量装置，所述真空喷液容器至于该称量上；以及
[0017]计算机，与所述称量装置连接，用于获取所述称量装置称取的重量值。
[0018]通过上述装置实现低温制冷剂的喷液方法包括:
[0019]将制冷剂置于真空喷液容器中；
[0020]将喷液管的一端端口伸入至所述真空喷液容器内的制冷剂中，另一端端口朝向待喷液目标；
[0021]将喷液增压管的一端与空气栗连接，另一端伸入至所述真空喷液容器内的制冷剂中；
[0022]空气栗对喷液容器进行加压，使喷液容器内的制冷剂喷射至待喷液目标。
[0023]通过上述装置实现低温制冷剂的补液方法包括:将制冷剂置于补液容器中；
[0024]将补液管的一端伸入至所述补液容器内的喷液中，另一端伸入所述真空喷液容器；
[0025]将补液增压管的一端与所述空气栗连接，另一端伸入至所述补液容器内；
[0026]通过空气栗对补液容器进行加压，使补液容器内的制冷剂被压入喷液容器中。
[0027]与现有低温制冷剂喷液容器相比，本发明具有以下优点:
[0028]1、通过空气栗提供气压动力将液体状态的低温制冷剂压入喷液管经喷头射出，控制空气栗的气压在使用过程中全程保持恒定，使得制冷剂的喷射速度始终保持恒定，从而能够通过调节空气栗的功率改变喷液速度。
[0029]2、能够通过调节空气栗的相关通道实现通过补液容器对喷液容器的液体补充。
[0030]3、通过检测重量和温度两个变量实现对于喷液和补液容器内液面高度的精确掌握和控制。
[0031]4、将称量装置称量的重量值和温度传感器检测的温度值反馈至计算机，计算机将称量重量值和检测的温度值分别与阈值相比，根据比较结果实现对整个补液的全自动运行。
[0032]此外，由于本发明中处于真空喷液容器内的低温制冷剂和外界的热量交换十分微弱，因此，制冷剂的挥发损耗可以忽略不计。由于本装置不存在自增压特性，所以整个装置在使用过程中安全稳定，无需添加安全阀门，因此降低了生产成本。
【附图说明】
[0033]图1为本发明低温制冷剂喷液装置的结构示意图。
[0034]图2为通过本发明低温制冷剂喷液装置实现喷液、补液及报警的方法流程图。
[0035]图中标号:1-真空喷液容器，2-双通道空气栗，3-喷液增压管，4-补液容器，5-计算机，6-高精度电子称，7-补液管，8-喷液管，9-串口通讯线，I O-温度传感器，11-补液增压管。
【具体实施方式】
[0036]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
[0037]本实施例低温制冷剂喷液装置的结构如图1所示，该装置包括真空喷液容器I，喷液增压管3、喷液管8和双通道空气栗2。空喷液容器I内装有制冷剂。喷液管8的一端端口伸入至真空喷液容器I内的制冷剂中，另一端端口朝向待喷液目标。双通道空气栗2的通道I(喷液通道)与喷液增压管3的一端连接，喷液增压管3的另一端伸入至真空喷液容器I内的制冷剂中。通过双通道空气栗2提供气压动力将液体状态的低温制冷剂压入喷液管后经喷头射出，控制双通道空气栗2的气压在使用过程中全程保持恒定，使得制冷剂的喷射速度始终保持恒定，从而能够通过调节双通道空气栗2的功率改变喷液速度。
[0038]为了保持真空喷液容器I中制冷剂的量，本发明还提供一种能够实现自动为真空喷液容器I补充制冷剂的优选实施方式，具体包括:增设一个补液容器4，补液容器4通过补液管7与真空喷液容器I连通，补液容器4还通过一个补液增压管11与双通道空气栗2的通道Π(补液通道)连接。当需要为真空喷液容器I补充制冷剂时，控制双通道空气栗2通过通道Π(补液通道)为补液容器4中充入气体，使补液容器4气压升高，从而将补液容器4中的制冷剂压入真空喷液容器I中。
[0039]为了自动实现喷液、补液的过程，本发明还提供一种自动控制的优选实施方式，具体为将真空喷液容器I置于一个高精度电子称6上，在补液管7上环绕温度传感器10，然后通过串口通讯数据线9将高精度电子称6和温度传感器10分别与计算机5连接，计算机5还通过串口通讯数据线9与双通道空气栗2连接。
[0040]本发明实现全自动喷液、补液与报警的过程如图2所示，具体包括以下步骤:
[0041]步骤SI为本发明低温制冷剂喷液装置实现报警的流程:启动计算机5后，计算机5通过获得温度传感器10的数据，实时读取补液管7的温度，由于补液容器4内的制冷剂余量越少则补液管7的温度越高，因此，若温度高于设定阈值，表示制冷剂余量不足，则关闭整个系统直到补液容器4被更换或补充，直至温度传感器10采集的温度重新回归到设定的温度阈值之下(即补液容器4中制冷剂的量达到要求)，阈值的设定和补液容器4的高度成正比；反之通过计算机5打开双通道空气栗2的通道Π(补液通道)对补液容器4进行加压。此时，低温制冷剂由补液容器4从补液管7流向真空喷液容器I。
[0042]步骤S2为本发明低温制冷剂喷液装置实现补液的流程:在向喷液容器I补充制冷剂的过程中，由高精度电子称6实时采集真空喷液容器I的重量，一旦重量达到设定的重量阈值之后(即喷液容器I中制冷剂的量达到要求)，则通过计算机5关闭双通道空气栗2的通道Π停止对补液容器4的加压，此时加液过程停止，完成对真空喷液容器I的补液。
[0043]步骤S3为本发明低温制冷剂喷液装置实现喷液的流程:补液过程结束之后可以开始实现喷液过程，通过计算机5打开双通道空气栗2与喷液容器I相连的通道I，对真空喷液容器I进行加压，使低温制冷剂从真空喷液容器I经喷管8喷射到需要使用到低温制冷剂的目标区域。其中，通过计算机5调节双通道空气栗2的功率来改变制冷剂喷射的速度。在整个喷液过程中，高精度电子称6周期性采集喷液容器I的重量，当重量低于设定阈值时重新回到步骤S I。
【主权项】
1.一种低温制冷剂喷液装置，其特征在于，包括: 真空喷液容器，其内装有制冷剂； 喷液管，其一端端口伸入至所述真空喷液容器内的制冷剂中；另一端端口朝向待喷液目标； 空气栗；以及 喷液增压管，其一端与所述空气栗连接，另一端伸入至所述真空喷液容器的底部。2.根据权利要求1所述的低温制冷剂喷液装置，其特征在于，还包括: 补液容器，其内装有制冷剂； 补液管，其一端伸入至所述补液容器内的制冷剂中，另一端伸入所述真空喷液容器；以及 补液增压管，其一端与所述空气栗连接，另一端伸入至所述补液容器内。3.根据权利要求2所述的低温制冷剂喷液装置，其特征在于，还包括: 称量装置，所述真空喷液容器置于该称量装置上；以及 计算机，与所述称量装置连接，用于获取所述称量装置称取的重量值。4.根据权利要求3所述的低温制冷剂喷液装置，其特征在于，还包括: 温度检测装置，与所述计算机连接，所述计算机还与空气栗连接;计算机用于获取温度检测装置检测的补液管温度数据值，并根据所述温度数据值控制空气栗是否工作。5.根据权利要求2?4任一项所述的低温制冷剂喷液装置，其特征在于:所述空气栗为双通道空气栗，其中一通道与所述喷液增压管连接，另一通道与补液增压管连接。6.一种低温制冷剂的自动喷液和补液的方法，其特征在于，包括: 将制冷剂置于真空喷液容器中； 将喷液管的一端端口伸入至所述真空喷液容器内的制冷剂中，另一端端口朝向待喷液目标； 将喷液增压管的一端与空气栗连接，另一端伸入至所述真空喷液容器内的制冷剂中； 空气栗对喷液容器进行加压，使喷液容器内的制冷剂喷射至待喷液目标。7.根据权利要求6所述低温制冷剂的自动喷液和补液的方法，其特征在于: 将制冷剂置于补液容器中； 将补液管的一端伸入至所述补液容器内的喷液中，另一端伸入所述真空喷液容器； 将补液增压管的一端与所述空气栗连接，另一端伸入至所述补液容器内； 通过计算机控制空气栗对补液容器进行加压，使补液容器内的制冷剂被压入喷液容器中。8.根据权利要求7所述低温制冷剂的自动喷液和补液的方法，其特征在于: 通过温度检测装置检测补液管的温度，如检测的温度低于温度阈值，则通过计算机控制空气栗对补液容器进行加压，将制冷剂由补液容器从补液管压入真空喷液容器。9.根据权利要求8所述低温制冷剂的自动喷液和补液的方法，其特征在于: 通过称量装置实时称量真空喷液容器的重量，并通过计算机获得重量值，如所述重量值达到重量阈值，则通过计算机控制空气栗停止对补液容器进行加压。
【文档编号】A61B18/02GK105972853SQ201610444890
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年6月20日
【发明人】骆清铭, 袁菁, 李阳
【申请人】华中科技大学