真空絕熱儲液式液氮冷阱的製作方法

2023-05-19 10:48:41

真空絕熱儲液式液氮冷阱的製作方法
【專利摘要】本發明提供一種真空絕熱儲液式液氮冷阱，包括：冷阱外殼、內膽、真空出氣口、真空進氣口、真空絕熱層、液氮導管、障板陣、進液管、出液管，所述真空絕熱層由冷阱外殼、真空出氣口、真空進氣口、內膽焊接形成。本發明通過提前添加液氮而不是真空抽氣流程中添加液氮降低了操作複雜度，降低了液氮的無用消耗，提供了一種可以冷凝整個抽氣階段的有害蒸汽的防汙染效果徹底的液氮冷阱。
【專利說明】真空絕熱儲液式液氮冷阱
【技術領域】
[0001]本發明屬於真空領域，具體涉及一種用於冷凝捕獲油蒸汽、水蒸汽、從而獲得潔淨真空環境的關鍵設備。
【背景技術】
[0002]許多產品和試件需要在一個無油、乾燥的潔淨真空環境下生產和試驗。隨著時代的發展，對於真空環境的潔淨度要求也越來越高，即便產品和試件沒有潔淨度要求，但任何的真空設備也不希望內部被油蒸汽和水蒸汽汙染而影響真空度和設備上元器件的性能。目前真空設備中對於真空環境的汙染主要來源於真空抽氣系統中的真空泵。液氮冷阱是消除真空泵汙染影響的核心設備，安裝在真空環境和真空泵之間，通過向內部通入的液氮預冷障板，障板的低溫接觸面就可以有效地冷凝來自於真空泵中的油和水蒸發後逆擴散過來的蒸汽流，有效的避免了真空環境被汙染。
[0003]另外，液氮冷阱還可以冷凝來至於產品、試件釋放的油蒸汽、水蒸汽及被抽腔體內含有的水蒸汽，避免了這些可凝性氣體在抽氣時由於過壓縮或遇冷而凝結在泵內、管道內壁、真空規燈絲上而導致產品故障和損壞。
[0004]目前國內真空設備採用的液氮冷阱根據其內部存放液氮的方式分為內膽儲液式和盤管式兩種。兩種結構均未做保溫處理，如果被抽氣體壓力較高時添加液氮，氣體的對流換熱加劇，那麼就會增加液氮的耗量並且令冷阱的外殼處於低溫狀態，低溫通過外殼傳遞到真空法蘭接口處將影響氟橡膠密封性。因此目前常採用的是在低壓力下添加液氮的方法，操作時先抽真空，當真空度達到3000Pa時開始添加液氮，但這種方法對於操作要求高，抽真空時由於真空度變化較快，很容易錯過時機，即使及時添加了液氮，冷凝效果也不理想，大氣壓至3000Pa之間的油蒸汽和水蒸汽並沒有被冷凝，效果不徹底。
[0005]因此，有必要提供一種能夠冷凝整個抽氣階段的有害蒸汽的液氮冷阱，使得防汙染效果徹底。

【發明內容】

[0006]本發明的目的在於提供一種結構簡單、易於加工，可以冷凝整個抽氣階段的有害蒸汽的防汙染效果徹底的液氮冷阱。
[0007]為達到以上目的，本發明採用的技術方案是:
[0008]一種真空絕熱儲液式液氮冷阱，包括:冷阱外殼、內膽、真空出氣口、真空進氣口、真空絕熱層、液氮導管、障板陣、進液管、出液管，所述內膽為環柱形中空結構，放置在冷阱外殼內部,所述真空絕熱層由冷阱外殼、真空出氣口、真空進氣口、內膽焊接形成,真空出氣口和真空進氣口與冷阱外殼焊接，進液管和出液管均分別經過冷阱外殼和真空絕熱層與內膽焊接，障板陣連接在液氮導管外周，內膽中的液氮通過液氮導管由進液管流向出液管。
[0009]進一步地，所述冷阱外殼是由兩端橢圓或錐形的封頭和中間圓柱形筒焊接而成。
[0010]進一步地，所述真空出氣口和真空進氣口均包含真空抽氣管和法蘭，所述法蘭與外部抽氣管道法蘭對接形成真空密封。
[0011 ]進一步地，所述真空絕熱層內具有分子篩吸氣劑。
[0012]進一步地，所述冷阱外殼上還設置有真空抽氣閥和真空表。
[0013]進一步地，所述障板陣由多個按一定角度傾斜，並具有相同間距排列的冷凝板組成。
[0014]進一步地，所述冷凝板採用紫銅材料。
[0015]進一步地，所述冷凝板上安裝傳感器。
[0016]進一步地，所述傳感器為鉬電阻。
[0017]進一步地，所述液氮導管是一根管道或者多根管道焊接而成。
[0018]本發明具有如下的有益效果:
[0019](I)擴大了冷凝有害油蒸汽、水蒸汽的壓力範圍，這樣防汙染效果徹底，可以提高真空環境的潔淨度，降低被抽系統產生的汙染對於真空設備的損害；
[0020](2)降低了液氮的無用消耗；
[0021](3)提前添加液氮而不是真空抽氣流程中添加液氮降低了操作複雜度；
[0022](4)障板具有溫度測量，實現了冷阱狀態的遠程顯示和控制。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為本發明的真空絕熱儲液式液氮冷阱結構示意圖。
[0024]其中:1-真空泵逆擴散可凝蒸汽，2-真空出氣口，3-分子篩吸附劑，4-真空絕熱層，5-冷阱外殼，6-內膽，7-液氮，8-液氮導管，9-冷凝板，10-進液管，11-真空進氣口，12-永久氣體，13-被抽真空環境的可凝蒸汽，14-出液管，15-真空表，16-真空抽氣閥，
17-傳感器
【具體實施方式】
[0025]以下介紹的是作為本
【發明內容】
的【具體實施方式】，下面通過【具體實施方式】對本
【發明內容】
作進一步的闡明。當然，描述下列【具體實施方式】只為示例本發明的不同方面的內容，而不應理解為限制本發明範圍。
[0026]圖1是本發明的真空絕熱儲液式液氮冷阱結構示意圖，該液氮冷阱包括:冷阱外殼5、內膽6、真空出氣口 2、真空進氣口 11、真空絕熱層4、液氮導管8、障板陣、進液管10及出液管14，所述冷阱外殼5可由兩端橢圓或錐形的封頭和中間圓柱形筒焊接而成，真空出氣口 2和真空進氣口 11均包含真空抽氣管和法蘭，法蘭與外部抽氣管道法蘭對接形成真空密封，法蘭材料為不鏽鋼，法蘭接口還安裝有氟橡膠O型密封圈，以保證密封性。所述內膽6為環柱形中空結構，間隙存放液氮7，所述內膽6放置在冷阱外殼5內部，所述真空絕熱層4由冷阱外殼5、真空出氣口 2、真空進氣口 11、內膽6焊接形成，在真空絕熱層4內部可以加入一些分子篩吸氣劑維持真空環境，以達到長時間優良的絕熱效果，真空絕熱層4內部的真空度通過真空表15指示，另外安裝了真空抽氣閥16可進行再生抽氣，真空出氣口 2和真空進氣口 11與冷阱外殼5焊接，進液管10和出液管14均分別經過冷阱外殼5和真空絕熱層4與內膽6焊接，障板陣由多個按一定角度傾斜具有相同間距排列的冷凝板9組成，以上下兩層的結構排列在液氮導管8外周，根據具體的冷阱規格可調整冷凝板9的傾角、間距、高度以達到既能有效進行氣體冷凝又能滿足抽真空對於流導的要求，冷凝板9可採用紫銅材料，冷凝板9上安裝鉬電阻可以進行溫度測量控制液氮通入量；液氮導管8可以為I根，也可以採用3根管道水平焊接而成，內膽6中的液氮通過液氮導管8由進液管10流向出液管14，進液管10和出液管14採用不鏽鋼結構。
[0027]冷阱焊接完成後需要進行冷衝擊和檢漏測試，合格後即可安裝在真空泵和被抽系統之間。
[0028]儘管上文對本發明的【具體實施方式】給予了詳細描述和說明，但是應該指明的是，我們可以根據本發明的構想對上述實施方式進行各種等效改變和修改，其所產生的功能作用仍未超出說明書及附圖所涵蓋的精神時，均應在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種真空絕熱儲液式液氮冷阱，其特徵在於，包括:冷阱外殼(5)、內膽(6)、真空出氣口(2)、真空進氣口(11)、真空絕熱層(4)、液氮導管(8)、障板陣、進液管(10)及出液管(14)，所述內膽(6)為環柱形中空結構，放置在冷阱外殼(5)內部，所述真空絕熱層(4)由冷阱外殼(5)、真空出氣口(2)、真空進氣口(11)、內膽(6)焊接形成，真空出氣口(2)和真空進氣口(11)與冷阱外殼(5)焊接，進液管(10)和出液管(14)均分別經過冷阱外殼(5)和真空絕熱層(4)與內膽(6)焊接，障板陣(9)連接在液氮導管(8)外周，內膽(6)中的液氮通過液氮導管(8)由進液管(10)流向出液管(14)。
2.如權利要求1所述的液氮冷阱，其特徵在於，所述冷阱外殼(5)是由兩端橢圓或錐形的封頭和中間圓柱形筒焊接而成。
3.如權利要求1所述的液氮冷阱，其特徵在於，所述真空出氣口(2)和真空進氣口(11)均包含真空抽氣管和法蘭，所述法蘭與外部抽氣管道法蘭對接形成真空密封。
4.如權利要求1所述的液氮冷阱，其特徵在於，所述真空絕熱層(4)內具有分子篩吸氣劑(3)。
5.如權利要求1所述的液氮冷阱，其特徵在於，所述冷阱外殼(5)上還設置有真空抽氣閥(16)和真空表(15)。
6.如權利要求1所述的液氮冷阱，其特徵在於，所述障板陣由多個按一定角度傾斜，並具有相同間距排列的冷凝板(9 )組成。
7.如權利要求6所述的液氮冷阱，其特徵在於，所述冷凝板(9)採用紫銅材料。
8.如權利要求6或7所述的液氮冷阱，其特徵在於，所述冷凝板(9)上安裝傳感器(17)。
9.如權利要求8所述的液氮冷阱，其特徵在於，所述傳感器(17)為鉬電阻。
10.如權利要求1所述的液氮冷阱，其特徵在於，所述液氮導管(8)是一根管道或者多根管道焊接而成。
【文檔編號】B01D8/00GK103599643SQ201310601939
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月25日 優先權日:2013年11月25日
【發明者】李強, 茹曉勤, 楊瑞洪, 方嬿, 谷成, 董雷, 王軍偉 申請人:北京衛星環境工程研究所