本实用新型涉及深冷处理技术领域，尤其涉及一种超临界二氧化碳深冷处理装置和气体回用系统。
背景技术：
深冷处理是普通热处理的一个补充过程，其能够有效改善材料的耐磨性、尺寸稳定性、强度以及韧性等机械性能，从而能够提高产品的质量，延长使用寿命，最终降低生产成本。近年来国内的一些大小企业纷纷在自己的生产线上加入深冷处理这一工序，同时，深冷处理过程所使用的液氮更加容易获取及液氮成本的降低，也促进了深冷处理技术的广泛应用。
现有的深冷技术以液氮作为冷源，利用其相变吸热来获得低温环境，或者直接将工件放入到液氮中进行一定时间的浸泡，来提高工件的寿命和其力学性能。这种深冷处理存在的问题主要是造成能源浪费、工件的精度不够高，在液氮中深冷处理时容易使工件开裂和变形，使工件的内应力增大。在深冷过程中控制不够稳定、精确、灵敏、快速。不易随工件形状、尺寸的变化来调整深冷设备和参数方式。
而且现有的深冷处理方式是直接将液态气体通入炉子中，没有对工件深冷过程的检测和控制系统，这样容易造成工件的冷却不均匀、降温速度无法控制，对工件形成造成较大的影响。
因此，开发一种控制响应快、控制精度高的深冷炉控制装置是十分必要的。
技术实现要素：
本实用新型为解决现有技术中的上述问题，提出一种超临界二氧化碳深冷处理其装置和气体回用系统。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
本实用新型的第一个方面是提供一种超临界二氧化碳深冷处理装置，包括深冷炉和若干自炉外伸入炉内且均布在工件之间的射流管，若干所述射流管均与总进气管连通；还包括：
一一设置于所述总进气管内的第一热电偶、第一压力表和第一流量计；
一一对应设置于所述工件的中心位置的第二热电偶及表面位置的第三热电偶；
一一设置于所述深冷炉顶部的排气管内的第二压力表和第二流量计；以及
一一设置于所述深冷炉内部工作区的第三压力表和第四热电偶；
其中，各热电偶、压力表及流量计分别连接数据采集和控制系统，所述采集和控制系统根据各所述热电偶、压力表及流量计监测的温度、压力以及气体流量数据，调节所述深冷炉内二氧化碳的流量和压力，以控制深冷过程的速度和工件的温度。
进一步地，在所述的超临界二氧化碳深冷处理装置上，所述深冷炉包括：
一具有前门和后门的炉体；
至少一设置于所述炉体顶部的排气管；
至少一设置于所述炉体顶部的安全阀；以及
一设置于所述炉体内用于固定及移动所述工件的料架组件。
进一步优选地，在所述的超临界二氧化碳深冷处理装置上，所述料架组件自上而下由料架、料盘和设置于所述炉体底部的辊道组成，所述料架位于所述深冷炉内的工作区，且通过所述料盘可滑动设置于所述辊道上。
进一步地，在所述的超临界二氧化碳深冷处理装置上，所述排气管包括对称布置的第一排气管和第二排气管；以及所述安全阀包括对称布置的第一排气阀和第二排气阀。
进一步地，在所述的超临界二氧化碳深冷处理装置上，若干所述射流管固定于所述深冷炉的后门上，且依次成行并排布置。
进一步优选地，在所述的超临界二氧化碳深冷处理装置上，还包括：
若干沿其长度方向分别与每排所述射流管连通的分流管，所述分流管与所述射流管垂直布置；和
一沿其长度方向分别与若干所述分流管的中部连通的支管，所述支管的中部与所述总进气管垂直连通。
进一步地，在所述的超临界二氧化碳深冷处理装置上，所述射流管面向所述工件的侧壁上沿其长度方向开设有若干射流孔，且若干所述射流孔等距间隔分布。
本实用新型的第个二方面是提供一种基于所述装置的气体回用系统，包括通过管道依次连接的深冷处理装置、旋转压缩机、冷凝器、二氧化碳气瓶、液化气罐换热器、超临界二氧化碳泵和稳压罐；其中：
所述深冷处理装置采用超临界二氧化碳对工件进行深冷处理，且处理过程中的气体二氧化碳经其顶部的排气管和/或安全阀排出；
所述旋转压缩机和冷凝器用于对排出的二氧化碳气体进行压缩液化处理，液化后的二氧化碳液体送入所述液化气罐内；
所述液化气罐的进液口通过管道经过滤器分别与所述冷凝器和二氧化碳气瓶连接，接收来自所述冷凝器二氧化碳液体，同时为和二氧化碳气瓶补充气体；
所述超临界二氧化碳泵通过管道经所述换热器连接所述液化气罐，用于将所述液化气罐内的二氧化碳液体汽化并调节温度和压力升至设定超临界状态后送入所述稳压罐内；以及
所述稳压罐通过管道与所述深冷处理装置的总进气管连接，为所述深冷炉装置提供稳定的超临界二氧化碳，射入所述深冷处理装置对工件进行处理。
进一步地，在所述的气体回用系统中，所述稳压罐与所述换热器之间设置有低温冷却液循环泵。
进一步地，在所述的气体回用系统中，所述稳压罐与所述超临界二氧化碳泵之间的管道上设置有安全阀。
本实用新型采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：
(1)本实用新型的深冷处装置，采用二氧化碳作为冷源的方式，此二氧化碳的优势在于，热交换速度快，深冷效率高，冷却速率可控；在膨胀吸热时具有较大的降温幅度，而且超临界二氧化碳的价格较氮气低；
(2)本实用新型的深冷处理装置，在总进气管口的内分别布置热电偶、压力表、流量计，来控制进入深冷炉内的气体温度、压力和流量的大小；在深冷炉内布置有热电偶和压力表，用于监测炉内压力和温度，以及工件的温度大小，控制深冷的速度和温度；在排气管口布置有压力表和流量计，来控制排出炉内气体的速度，以维持炉内的压力大小；
(3)本实用新型的深冷处理装置，在深冷炉的工作区，不同阶段采取不同的控值方式，降温阶段根据工作区温度和压力来进气管的温度和压力以及流量的大小，并根据排气管的流量大小来辅助控温；进入恒温阶段后，根据深冷炉的温度和压力信号进行控制，并根据进出气管处的温度和压力来综合控温；通过实时温度、压力与设定温度、压力的偏差控制气体输入输出量，从而实现对深冷炉内工件温度的精确控制；
(4)工件深冷处理过程的冷却速率可控，通过调节超临界二氧化碳的的初始温度、压力和流量，调节工件的冷却速率，实现工件的可控冷却；
(5)深冷介质可以回收和循环使用，大大降低成本，深冷处理过程和深冷处理结束后循环的二氧化碳气体经过压缩机进行压缩冷凝后，使用抽气机输送到二氧化碳气罐内进行储存使用；
(6)采用本实用新型提供的深冷处理装置对工件进行深冷处理，能保证了工件在进行深冷时的稳定性、均匀性、精确性和灵敏性。
附图说明
图1为本实用新型一种超临界二氧化碳深冷处理装置的整体结构示意图；
图2为本实用新型一种超临界二氧化碳深冷处理装置中总进气管和射流管的结构示意图；
图3为本实用新型一种超临界二氧化碳深冷处理装置中射流管和工件的结构示意图；
图4为本实用新型一种超临界二氧化碳深冷处理回用系统中的结构示意图；
其中，各附图标记为：
深冷处理装置中：1-射流管，2-分流管，3-第一热电偶，4-第一压力表，5-总进气管，6-第一流量计，7-第二热电偶，8-第三热电偶，9-后门，10-第一安全阀，11-排气管，12-排气管，13-第二压力表，14-第二流量计，15-第二安全阀，16-工件，17-料架，18-第三压力表，19-第四热电偶，20-前门，21-料盘，22-辊道；23-射流孔，24-支管；以及
深冷处理回用系统中：25-二氧化碳气瓶，26-第四压力表，27-第一充气阀，28-第一通断阀，29-过滤器，30-液化气罐，31-第五压力表，32-第五热电偶，33-第二充气阀，34-换热器，35-超临界二氧化碳泵，36-低温冷却液循环泵，37-第三安全阀，38-稳压罐，39-第六热电偶，40-第三充气阀，41-微调阀，42-球阀，43-第一电磁阀，44-第四充气阀，45-深冷处理装置，46第二电磁阀，47-旋转压缩机，48冷凝器，49-抽气泵，50-第二通断阀，51-数据采集和控制系统。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本实用新型进行详细和具体的介绍，以使更好的理解本实用新型，但是下述实施例并不限制本实用新型范围。
实施例1
参阅图1所示，本实施例提供一种超临界二氧化碳深冷处理装置，包括深冷炉和若干自炉外伸入炉内且均布在工件16之间的射流管1，若干所述射流管1均与总进气管5连通，根据处理工件的要求，可更换不同尺寸型号的射流管。
参阅图1所示，该超临界二氧化碳深冷处理装置还包括一一设置于所述总进气管5内的第一热电偶3、第一压力表4和第一流量计6。总进气管5内插有热电偶3，用于监控总进气管5内气体的温度。总进气管5上连有第一压力表4，用于测量总进气管5内气体的压力。总进气管5上连有第一流量计6，用于监控总进气管5内气体的流量大小。
参阅图1所示，该超临界二氧化碳深冷处理装置还包括一一对应设置于所述工件16的中心位置的第二热电偶7及表面位置的第三热电偶8；在工件16的中心和表面分别插设的第二热电偶7和第三热电偶8分别用于监测工件中心和表面温度的变化。
参阅图1所示，该超临界二氧化碳深冷处理装置还包括一一设置于所述深冷炉顶部的排气管内的第二压力表13和第二流量计14；排气管11上插设的第二压力表13用于检测排气管11位置排出气体时的压力，以及排气管11插设的流量计二14用于检测排气管11位置排出气体时的流量大小。
继续参阅图1所示，该超临界二氧化碳深冷处理装置还包括一一设置于所述深冷炉内部工作区的第三压力表18和第四热电偶19。该深冷炉内插设的的第三压力表18用于检测炉内工作区气体的压力。深冷炉内插设的第四热电偶19用于检测炉内工作区气体的温度。
参阅图1所示，在本实施例中，作为一个优选技术方案，所述深冷炉包括：一具有前门20和后门9的炉体；至少一设置于所述炉体顶部的排气管；至少一设置于所述炉体顶部的安全阀；以及一设置于所述炉体内用于固定及移动所述工件16的料架组件；其中，所述料架组件自上而下由料架17、料盘21和设置于所述炉体底部的辊道22组成，所述料架17位于所述深冷炉内的工作区，且通过所述料盘21可滑动设置于所述辊道22上。炉内工作区设置的料架17用来固定工件16，防止射流管1喷射的气体使工件16移位。进行深冷处理时，将工件16及料架17放置在料盘上21，料盘21经由前门20沿着辊道22推至炉内指定位置。
参阅图1所示，在本实施例中，作为一个优选技术方案，所述排气管包括对称布置的第一排气管11和第二排气管12，根据炉气进气量大小及时排出炉内气体，形成气体的循环流动，保证炉内工作温度和压力的建立；以及所述安全阀包括对称布置的第一排气阀10和第二排气阀15，用于压力急剧升高，达到设定的临界值时，快速泄气降压，保证炉子安全。
参阅图2和图3所示，在本实施例中，作为一个优选技术方案，若干所述射流管1固定于所述深冷炉的后门9上，且依次成行并排布置，若干所述射流管1均匀布置在工件16之间。且该所述射流管1是一根根金属制成的多孔管，所述射流管1面向所述工件16的侧壁上沿其长度方向开设有若干射流孔23，可直接对工件16进行降温、深冷处理，且若干所述射流孔23等距间隔分布。在通气深冷时，射流管深1入到工件中，对工件进行双面降温，有利于工件16均匀降温。
参阅图2和图3所示，在本实施例中，作为一个优选技术方案，该超临界二氧化碳深冷处理装置，还包括：若干沿其长度方向分别与每排所述射流管1连通的分流管2，所述分流管2与所述射流管1垂直布置；和一沿其长度方向分别与若干所述分流管2的中部连通的支管24，所述支管24的中部与所述总进气管5垂直连通。由总进气管5、支管24、若干分流管2和若干射流管1构成该超临界二氧化碳深冷处理装置的流体输送射流系统。
本实用新型提出的超临界二氧化碳深冷处理装置，采用超临界二氧化碳作为冷源的方式；超临界二氧化碳的优势在于，热交换速度快，深冷效率高；冷却均匀变形小；可以根据工件要求通过调节深冷剂的温度、压力和流量等工艺参数实现可控冷却；超临界二氧化碳可以大部分回收，相较液氮冷源成本较低；深冷处理时在总进气管内分别布置热电偶、压力表、流量计，来控制进入深冷炉内的气体温度、压力和流量的大小，实现工件的可控冷却。能保证深冷处理后工件性能的稳定性和均匀性。
实施例2
基于上述实施例1所述的超临界二氧化碳深冷处理装置，本实施例提供一种所述装置的超临界二氧化碳深冷处理方法，该深冷处理方法所采用的深冷介质为超临界二氧化碳，超临界二氧化碳具有比液氮高的密度和热导率，有助于提高深冷处理的速率。该超临界二氧化碳深冷处理方法，在工件深冷处理过程的冷却速率可控，主要通过调节超临界二氧化碳的的初始温度、压力和流量，调节工件的冷却速率，实现工件的可控冷却。参阅图2所示具体包括如下步骤：
步骤1，深冷气体依次经总进气管5、支管24、分流管2和射流管1直接喷射到所述工件16的表面，对所述工件16进行降温；
步骤2，由第一热电偶3、第一压力表4、第一流量计6、第二热电偶7、第三热电偶8、第二压力表13、第二流量计14、第三压力表18和第四热电偶19分别采集各部位的温度、压力以及气体流量数据，并传送给所述连接数据采集和控制系统；
步骤3，所述连接数据采集和控制系统根据采集的数据打开或关闭所述排气管和/或安全阀，调节射流管和射流孔的流量，以控制工件16的温度和压力处于设定状态。
在本实施例中，步骤1中，在降温阶段，通过第一热电偶3、第一压力表4、第一流量计6、第二压力表13和第二流量计14检测所述总进气管5和所述排气管处的压力和流量大小来调节深冷时的降温速率；并通过各所述热电偶所检测的温度大小，辅助调节所述总进气管5和所述排气管处气体压力和流量；步骤3中，在恒温阶段，通过第四热电偶19和第三压力表18检测炉内温度和压力大小来控制所述总进气管5和所述排气管处的气体压力、温度、流量大小，以维持炉内的压力和温度的稳定，并通过第二热电偶7、第三热电偶8对所述工件16处温度大小进行检测。
在本实施例中，步骤2中经所述排气管和/或安全阀排出的气体，采用气体回用系统，可经过换热器、压缩机等回收后重新循环利用。具体地，深冷处理过程和深冷处理结束后循环的二氧化碳气体，从所述排气管和/或安全阀排出，经过压缩机进行压缩冷凝后，使用抽气机输送到二氧化碳气罐内进行储存使用。
在本实施例中，通过采用新型气道分布结构，不同于传统的直接向炉内通入冷却气体的装置，射流管1成对紧密布置于工件两侧，并且射流管1上开设的大量密集的射流孔23，可直接将气体喷射到工件表面进行降温。射流管1之间的距离由射流管上对流孔的直径大小和射流管与工件的距离确定。射流管1一端与分流管相连，与分流管2相连的一头固定于深冷炉后门9上。
在本实施例中，设射流管间距离的为s，工件与射流管距离l，射流管上的针孔样小孔直径大小为d(一般d<0.5mm)，射流管和工件的距离与对流孔之间的关系：
l＝kd(1)
k为比例系数。
二氧化碳具有比较大的j-t系数，可以利用节流膨胀快速产生低温环境，31℃+10mpa的超临界气体，膨胀至0.1mpa时，j-t效应产生的降温约δt1℃，即环境温度可到t1＝31-δt1℃。
深冷过程二氧化碳吸收的热量：
δh1＝(δh)31℃+10mpa—(δh)(31-δt1)℃+0.1mpa(2)
深冷过程工件放出热量，设工件初始温度t0℃，质量为mkg，工件降到t1需要放出的热量：
q1＝m*c*(t0-t1)(3)
c为工件的平均比热容；
根据热量平衡，得需要的为二氧化碳的质量为m1
m1＝q1/δh1(4)
工件从t1降到t2℃，放出的热量:
q2＝m*c*(t1-t2)(5)
环境温度从t1变化到t2，压力从xmpa变为0.1mpa，深冷过程二氧化碳吸收的热量
δh2＝(δh)t1+xmpa—(δh)t2+0.1mpa(6)
需要二氧化碳：
m2＝q2/δh2(7)
使工件降温到t3共需二氧化碳
m＝m1+m2(11)
实际过程传热效率比理论计算的传热效率要低，如果取传热效率k，则实际所需二氧化碳质量：
m0＝m/k(12)
由上述各公式可知，工件与深冷介质之间的热交换是通过对流换热实现的，介质的密度和热导率越大，对流换热系数越大。超临界二氧化碳(31℃,10mpa)与同样温度和压力的氮气比较，密度增加6.4倍，热导率增加2倍。因此，采用超临界二氧化碳冷却剂的深冷速率比氮气冷却速率要大大提高。
炉子稳定工作阶段，炉内的进气量和出气量与炉内温度变化有确定的关系。可以通过实验确定这种对应关系，基于这中对应关系，可通过炉内进出气量和压力值来分别控制深冷炉升温阶段与恒温阶段的炉温控制。在工艺验证试验时，控制系统根据各处仪器实测的示数，通过与设定参数比较，控制总进气管5和排出气管11和12进出炉内气体的压力、温度、流量的大小，从而实现对深冷炉温度的精确控制。
因此，利用二氧化碳作为冷源进行深冷处理，有热交换速度快，深冷效率高；在膨胀吸热时具有较大的降温幅度；而且成本较氮气低。同时，本实用新型提出新的对流方式和温度、压力、流量控制方法，由于热电偶、压力表、流量计的位置固定、受气流影响很小，控制系统根据实时温度与设定温度的偏差输出控制量，从而实现对深冷炉的精确控制。能保证测到深冷过程的稳定性、均匀性、精确性和灵敏性。
实施例3
参阅图3所示，基于上述实施例1所述的超临界二氧化碳深冷处理装置和实施例2所述的超临界二氧化碳深冷处理方法，本实施例提供一种气体回用系统，包括通过管道依次连接的深冷处理装置45、旋转压缩机47、冷凝器48、二氧化碳气瓶25、液化气罐30换热器34、超临界二氧化碳泵35和稳压罐38。
参阅图3所示，在本实施例中，所述深冷处理装置45采用超临界二氧化碳对工件进行深冷处理，且处理过程中的气体二氧化碳经其顶部的排气管和/或安全阀排出；所述旋转压缩机47和冷凝器48用于对排出的二氧化碳气体进行压缩液化处理，液化后的二氧化碳液体送入所述液化气罐30内；所述液化气罐30的进液口通过管道经过滤器29分别与所述冷凝器48和二氧化碳气瓶25连接，接收来自所述冷凝器48二氧化碳液体，同时为和二氧化碳气瓶25补充气体；所述超临界二氧化碳泵35通过管道经所述换热器34连接所述液化气罐30，用于将所述液化气罐30内的二氧化碳液体汽化并调节温度和压力升至设定超临界状态后送入所述稳压罐38内；以及所述稳压罐38通过管道与所述深冷处理装置45的总进气管5连接，为所述深冷炉装置45提供稳定的超临界二氧化碳，射入所述深冷处理装置45对工件进行处理。
参阅图3所示，在本实施例中，所述稳压罐38与所述换热器34之间设置有低温冷却液循环泵36，且在所述稳压罐38与所述超临界二氧化碳泵35之间的管道上设置有安全阀27。二氧化碳升压稳压过程由低温冷却液循环泵36控制其温度、安全阀37保证其安全压力。
参阅图3所示，该气体回用系统的循环过程为：
高压二氧化碳从气瓶中经过第一充气阀27、第一通断阀28、过滤器29流入到液化气罐30中；当到达一定压力后经过第二充气阀33、换热器34、超超临界二氧化碳泵35将二氧化碳升至超临界压力后流入稳压罐38；二氧化碳升压稳压过程由低温冷却液循环泵36控制其温度、安全阀37保证其安全压力；稳定的二氧化碳经过第三充气阀40、微调阀41、第一流量计6、第一电磁阀43、进入深冷炉处理装置45处理工件；然后从深冷炉顶部的安全阀和排气管内排出气体，经过第四充气阀44、第二流量计14、第二电磁阀46，进入压缩机47、冷凝器48进行压缩液化排出，经过过滤器29过滤进入液化气罐30进行循环使用。深冷结束后，关闭第一通断阀28，打开通第二断阀50，将系统中的二氧化碳经过压缩机47、冷凝器48，加压、冷却后由抽气泵49送回高压气瓶25中，进行回收储存利用。该回用系统中各功能单元的数据采集和控制均由数据采集和控制系统51实现。
本实施例的气体回用系统，不同于传统的液氮深冷处理后大部分氮气直接排空，大部分二氧化碳可以回收和再利用。本实施例利用二氧化碳在低温加压就能由气体转变成液体；深冷炉内的气体处于低温低压状态，排出的气体通过压缩机增压后，当压力超过气液临界转变温度时，发生气体向液体的转变。深冷处理过程从深冷处理炉排出的二氧化碳和处理结束后炉内的二氧化碳都可以通过低温压缩液化回收。深冷处理过程从深冷处理炉排出的二氧化碳经过第二流量计14、第二电磁调节阀46、压缩机47、冷凝器48、第一通断阀28和液化气罐30，实现气体的回收和循环利用；深冷处理结束后关闭通断阀28，打开第二通断阀50，系统中的二氧化碳通过第二流量计14、第二电磁调节阀46，旋转压缩机47、冷凝器48、抽气泵49、第二通断阀50进入二氧化碳气罐25，实现回收利用。
以上对本实用新型的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本实用新型并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本实用新型进行的等同修改和替代也都在本实用新型的范畴之中。因此，在不脱离本实用新型的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本实用新型的范围内。
技术特征：
1.一种超临界二氧化碳深冷处理装置，包括深冷炉和若干自炉外伸入炉内且均布在工件(16)之间的射流管(1)，若干所述射流管(1)均与总进气管(5)连通；其特征在于，还包括：
一一设置于所述总进气管(5)内的第一热电偶(3)、第一压力表(4)和第一流量计(6)；
一一对应设置于所述工件(16)的中心位置的第二热电偶(7)及表面位置的第三热电偶(8)；
一一设置于所述深冷炉顶部的排气管内的第二压力表(13)和第二流量计(14)；以及
一一设置于所述深冷炉内部工作区的第三压力表(18)和第四热电偶(19)；
其中，各热电偶、压力表及流量计分别连接数据采集和控制系统，所述采集和控制系统根据各所述热电偶、压力表及流量计监测的温度、压力以及气体流量数据，调节所述深冷炉内二氧化碳的流量和压力，以控制深冷过程的速度和工件(16)的温度。
2.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳深冷处理装置，其特征在于，所述深冷炉包括：
一具有前门(20)和后门(9)的炉体；
至少一设置于所述炉体顶部的排气管；
至少一设置于所述炉体顶部的安全阀；以及
一设置于所述炉体内用于固定及移动所述工件(16)的料架组件。
3.根据权利要求2所述的超临界二氧化碳深冷处理装置，其特征在于，所述料架组件自上而下由料架(17)、料盘(21)和设置于所述炉体底部的辊道(22)组成，所述料架(17)位于所述深冷炉内的工作区，且通过所述料盘(21)可滑动设置于所述辊道(22)上。
4.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳深冷处理装置，其特征在于，若干所述射流管(1)固定于所述深冷炉的后门(9)上，且依次成行并排布置。
5.根据权利要求4所述的超临界二氧化碳深冷处理装置，其特征在于，还包括：
若干沿其长度方向分别与每排所述射流管(1)连通的分流管(2)，所述分流管(2)与所述射流管(1)垂直布置；和
一沿其长度方向分别与若干所述分流管(2)的中部连通的支管(24)，所述支管(24)的中部与所述总进气管(5)垂直连通。
6.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳深冷处理装置，其特征在于，所述射流管(1)面向所述工件(16)的侧壁上沿其长度方向开设有若干射流孔(23)，且若干所述射流孔(23)等距间隔分布。
7.根据权利要求2所述的超临界二氧化碳深冷处理装置，其特征在于，所述排气管包括对称布置的第一排气管(11)和第二排气管(12)；以及所述安全阀包括对称布置的第一排气阀(10)和第二排气阀(15)。
8.一种基于权利要求1-7任一项所述超临界二氧化碳深冷处理装置的气体回用系统，其特征在于，包括通过管道依次连接的深冷处理装置(45)、旋转压缩机(47)、冷凝器(48)、二氧化碳气瓶(25)、液化气罐(30)换热器(34)、超临界二氧化碳泵(35)和稳压罐(38)；其中：
所述深冷处理装置(45)采用超临界二氧化碳对工件进行深冷处理，且处理过程中的气体二氧化碳经其顶部的排气管和/或安全阀排出；
所述旋转压缩机(47)和冷凝器(48)用于对排出的二氧化碳气体进行压缩液化处理，液化后的二氧化碳液体送入所述液化气罐(30)内；
所述液化气罐(30)的进液口通过管道经过滤器(29)分别与所述冷凝器(48)和二氧化碳气瓶(25)连接，接收来自所述冷凝器(48)二氧化碳液体，同时为和二氧化碳气瓶(25)补充气体；
所述超临界二氧化碳泵(35)通过管道经所述换热器(34)连接所述液化气罐(30)，用于将所述液化气罐(30)内的二氧化碳液体汽化并调节温度和压力升至设定超临界状态后送入所述稳压罐(38)内；以及
所述稳压罐(38)通过管道与所述深冷处理装置(45)的总进气管(5)连接，为所述深冷处理装置(45)提供稳定的超临界二氧化碳，射入所述深冷处理装置(45)对工件进行处理。
9.根据权利要求8所述的气体回用系统，其特征在于，所述稳压罐(38)与所述换热器(34)之间设置有低温冷却液循环泵(36)。
10.根据权利要求8所述的气体回用系统，其特征在于，所述稳压罐(38)与所述超临界二氧化碳泵(35)之间的管道上设置有安全阀(27)。
技术总结
本实用新型公开了一种超临界二氧化碳深冷处理装置和气体回用系统，该深冷处理装置包括深冷炉和若干自炉外伸入炉内且均布在工件之间的射流管，若干射流管均与总进气管连通；还包括：设置于总进气管内的第一热电偶、第一压力表和第一流量计；对应设置于工件的中心位置的第二热电偶及表面位置的第三热电偶；设置于深冷炉顶部的排气管内的第二压力表和第二流量计；以及设置于深冷炉内部工作区的第三压力表和第四热电偶。采用本实用新型的超临界二氧化碳深冷处理装置，通过调节超临界二氧化碳的的初始温度、压力和流量，从而调节工件的冷却速率，实现工件的可控冷却，保证了工件在进行深冷时的稳定性、均匀性、精确性和灵敏性。
技术研发人员：杨景峰;郁伟荣;沈鹏
受保护的技术使用者：上海颐柏科技股份有限公司
技术研发日：.06.01
技术公布日：.02.21
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