一種高效自增壓計量液氮泵的製作方法

2023-05-19 06:47:51

本發明涉及一種自增壓的液氮泵，尤其是一種適用於具有液氮高效出流功能的分離式自增壓計量液氮泵。

背景技術：

傳統的液氮泵採用出流管和增壓管的同心管結構，在進氣過程中，常溫空氣從內管或外管流入，低溫液氮由外管或內管流出，空氣和液氮之間發生強烈的換熱過程，一方面，造成常溫空氣被液氮冷卻，溫度降低，抑制了常溫空氣進入液氮罐內劇烈換熱產生氮氣的過程，並使罐內壓力升高變慢，影響出流速度。另一方面，造成低溫液氮被常溫空氣加熱汽化，使出流管中的氮氣成分增加，達不到實驗裝置對液氮組分的要求。

技術實現要素：

技術問題：本發明的目的是要克服現有技術中的不足處，提供一種結構簡單、安全、快捷、高效、能防止出流管液氮汽化以及罐內增壓過慢的高效自增壓計量液氮泵。

技術方案：本發明的高效自增壓計量液氮泵，包括密封頭、並行插裝在密封頭上的出流管和與增壓泵相連的增壓管，增壓管的底部設有與PC相連的數據採集器，所述的出流管外設有5mm厚的保溫層，以防止與空氣及增壓管之間的換熱，保證液氮從出流管內穩定流出；出流管上依次設有安全閥和逆止閥，所述的增壓管上設有流量計，通過流量計調節空氣流量，進而調節出流管中液氮的流速，通過數據採集裝置將採集的總質量數據送至PC，經軟體簡單數據處理顯示出流管中液氮的質量流速，並配合流量計調節液氮實現勻速出流。

所述的密封頭與封堵密封容器之間設有多個密封圈。

所述增壓管的外徑為6mm，壁厚為1mm。

所述的增壓管的底端高於液氮出流管10～15釐米。

所述的出流管外徑為10mm，壁厚為1mm。

所述的數據採集器為大量程高精度採集器，其量程為100kg，精度為2g。

有益效果：由於採用了上述技術方案，本發明分離式進出流設計有效防止了增壓管中的常溫空氣和出流管中的低溫液氮之間的換熱，保證了增壓管中的空氣溫度恆定，確保空氣進入液氮罐後產生劇烈沸騰換熱現象，同時，防止了出流管中液氮過度汽化，實現了液氮的安全穩定出流。由機械式增壓泵提供壓力，通過流量計調節流量。出流裝置設有安全閥和逆止閥，保證出流管路的穩定安全運行。通過將常溫空氣泵入液氮罐內部，致使液氮汽化增壓，可將液氮罐底部液氮壓出容器，並通過數據採集裝置監測流速，進而以流量計控制液氮出流速度。本發明的出流和自增壓分開設置並進行隔熱處理，避免了傳統液氮泵中，因二者的同心管結構而導致空氣與出流液氮之間劇烈換熱，可防止液氮在出流管中的過度汽化，從而大大提高了液氮出流質量和速率。其結構簡單，操作方便，使用效果好，與現有技術相比的優點如下：

1.實現了出流管中的低溫液氮與常溫空氣的絕熱，保證液氮的出流質量；

2.確保增壓管中的常溫空氣不被低溫液氮冷卻，進入液氮罐後與液氮發生劇烈沸騰換熱，進而保證了增壓速度；

3.通過數據採集裝置和PC軟體可監測液氮出流速度；

4.通過流量計可調節液氮出流速度，保證出流的穩定性；

5.各種閥的配合可確保液氮在出流過程中的安全輸送。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖。

圖中：1-密封頭，2-出流管，3-安全閥，4-逆止閥，5-流量計，6-增壓管，7-密封圈，8-數據採集器。

具體實施方式

下面結合附圖中的實施例對本發明作進一步的描述：

本發明的高效自增壓計量液氮泵，主要由密封頭1、出流管2、增壓管6和數據採集裝置8構成，密封頭1、並行插裝在密封頭1上的出流管2和與增壓泵相連的增壓管6，增壓管6的底部設有與PC相連的數據採集器8，所述的增壓管6的底端高於液氮出流管10～15釐米。所述的出流管2外設有5mm厚的保溫層，以防止與空氣及增壓管之間的換熱，保證液氮從出流管2內穩定流出；所述的出流管2外徑為10mm，壁厚為1mm。所述的密封頭1與封堵密封容器之間設有多個密封圈7。出流管2上依次設有安全閥3和逆止閥4，所述的逆止閥4可防止液氮倒流。安全閥3控制出流管2內的壓力不超過額定值，以防止壓力過高，造成設備損壞和威脅人身安全。所述的增壓管6上設有流量計5，增壓管6的外徑為6mm，壁厚為1mm。通過流量計5調節空氣流量，進而調節出流管中液氮的流速，通過數據採集器8將總質量數據送至PC，經軟體數據處理顯示出流管中液氮的質量流速，通過和流量計的配合可控制液氮出流的質量流量。所述的數據採集器8為大量程高精度採集器，其量程為到100kg，精度為2g。

工作原理：增壓泵將空氣泵入增壓管6，空氣經流量計5進入液氮罐中，空氣的流量顯示在流量計5上，並可通過調節流量計5控制進氣的流量，來達到液氮出流管2穩定出流的目的。進入液氮罐中的常溫空氣遇到罐內的低溫液氮發生劇烈換熱，液氮吸熱迅速汽化成氮氣，體積膨脹，使液氮罐內的壓力增高，同時，泵入的空氣也起到一定的增壓作用。增壓管6底端與出流管2底端分別布置於不同的平面高度，這是防止液氮沸騰對液氮進入出流管2造成擾動。因而液氮在內外界壓差作用下順利進入出流管2，流入實驗設備或儀器。出流管2外包保溫層，進行絕熱處理，防止出流管內的液氮與外界之間換熱。出流管2中液氮的流速可由增壓管6上的流量計5和數據採集裝置8間接控制，保證液氮穩定出流。