一种液氮制备系统的制作方法

1.本实用新型涉及液氮制备技术领域，尤其涉及一种液氮制备系统。

背景技术：

2.现有的实验仪器、监测仪器需要采用液氮制冷获得低于-180℃以下的设备，使用的多为自复叠制冷方式难以获取-180以下温区，使用范围受限，采用gm制备液氮设备投资成本高，而直接使用液氮制冷在某些场合下获取、购买不方便，且成本较高昂；另外目前市面上的液氮制备机基本要先采用压缩空气制备高纯氮气，再通过超低温使氮气液化成为液氮，液氮制冷后直接排放空气，无法做到氮气循环使用，氮的利用率低，且制氮同时需要经常更换设备配件，运行费用高，设备复杂，为此，我们提出一种液氮制备系统来解决上述问题。

技术实现要素：

3.本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种液氮制备系统。
4.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种液氮制备系统，包括自复叠式超低温机组、绝热罐、氮循环增压系统和中央控制系统，所述中央控制系统与自复叠式超低温机组、绝热罐、单循环增压系统的控制端电性相连，所述绝热罐内设置有制冷盘管，且制冷盘管的进出口分别连接有第一连接管和第二连接管，所述第一连接管和第二连接管分别与自复叠式超低温机组的进出口相连；
5.所述氮循环增压系统包括液氮制冷器、第一储存罐、第二储存罐、氮气瓶、绝热管、第一进气管、调压阀、第二进气管、第三连接管、第四连接管、第五连接管，所述液氮制冷器的一端通过绝热管与绝热罐的出口相连，另一端通过第三连接管与第二进气管相连通，所述第一进气管连接绝热罐和氮气瓶，调压阀安装在第一进气管上，所述第二进气管的两端与第一进气管相连通，且位于调压阀和绝热罐之间，所述第三连接管连接第二进气管和第一储存罐，所述第四连接管连接第二进气管和第二储存罐，第二进气管上安装有高压增压泵和低压增压泵。
6.在上述的一种液氮制备系统中，所述第一连接管、第一进气管、第二进气管、第三连接管、第四连接管、第五连接管和绝热管上均安装有电磁阀，且每个电磁阀均与中央控制系统电性相连。
7.在上述的一种液氮制备系统中，第一进气管、第二进气管、第三连接管、第四连接管、第五连接管和高压增压泵上均安装有手阀。
8.在上述的一种液氮制备系统中，所述绝热罐、第一储存罐、第二储存罐以及第一进气管上均安装有压力仪，绝热罐、第一储存罐、第二储存罐上均安装有安全阀，绝热罐上安装有液位仪，且压力仪、安全阀和液位仪与中央控制系统电性相连。
9.在上述的一种液氮制备系统中，所述绝热罐和液氮制冷器上安装有温度仪，且温
度仪与中央控制系统电性相连。
10.在上述的一种液氮制备系统中，所述第一储存罐和第二储存罐上均开设有排气口。
11.在上述的一种液氮制备系统中，所述第二进气管上的电磁阀数量为，并通过第三连接管和第四连接管隔开，且三个所述电磁阀的一侧均设置有止回阀。
12.在上述的一种液氮制备系统中，所述第一进气管上安装有止回阀。
13.在上述的一种液氮制备系统中，所述第三连接管位于高压增压泵和低压增压泵之间，所述低压增压泵位于第四连接管和第五连接管之间。
14.本实用新型的有益效果为：
15.1、本实用新型无需制氮机，同时无需采用gm或脉冲等高价值制冷机组，大幅度降低了成本，并通过氮循环增压系统与绝热罐、自复叠式超低温机组和中央控制系统的配合，实现了氮气-液氮-氮气-液氮的循环使用，提高了氮的利用率；
16.2、本实用新型在运行过程中采用市场上购买的氮气代替压缩控制制备氮气，降低了设备成本，且氮气不仅获取方便，还由于氮气可循环使用，只需不时补充即可，进一步的降低成本，提高经济效益；
17.3、本实用新型中高、低压增压泵均采用无油式增压泵，杜绝氮气系统因油类污染制取的液氮。
附图说明
18.图1是本实用新型提供的一种液氮制备系统的制冷原理图；
19.图2是本实用新型提供的一种液氮制备系统的系统结构示意图。
20.图中：1、自复叠式超低温机组；2、绝热罐；3、液氮制冷器；4、第一储存罐；5、第二储存罐；6、氮气瓶；7、第一连接管；8、第二连接管；9、绝热管；10、第一进气管；11、调压阀；12、第二进气管；13、第三连接管；14、第四连接管；15、第五连接管；16、高压增压泵；17、低压增压泵；18、电磁阀；19、手阀；20、压力仪；21、安全阀；22、液位仪；23、温度仪；24、排气口；25、止回阀；26、中央控制系统；27、氮循环增压系统。
具体实施方式
21.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
22.参照图1和2，一种液氮制备系统，包括自复叠式超低温机组1、绝热罐2、氮循环增压系统27和中央控制系统26，中央控制系统26为中央控制器，与自复叠式超低温机组1、绝热罐2、单循环增压系统的控制端电性相连，绝热罐2内设置有制冷盘管，且制冷盘管的进出口分别连接有第一连接管7和第二连接管8，第一连接管7和第二连接管8分别与自复叠式超低温机组1的进出口相连，绝热罐2和液氮制冷器3上安装有温度仪23，且温度仪23与中央控制系统26电性相连，温度仪23用于监测氮循环中的制冷温度；
23.氮循环增压系统27包括液氮制冷器3、第一储存罐4、第二储存罐5、氮气瓶6、绝热管9、第一进气管10、调压阀11、第二进气管12、第三连接管13、第四连接管14、第五连接管
15，液氮制冷器3的一端通过绝热管9与绝热罐2的出口相连，另一端通过第三连接管13与第二进气管12相连通，第一进气管10连接绝热罐2和氮气瓶6，调压阀11安装在第一进气管10上，第二进气管12的两端与第一进气管10相连通，且位于调压阀11和绝热罐2之间，第三连接管13连接第二进气管12和第一储存罐4，第四连接管14连接第二进气管12和第二储存罐5，第二进气管12上安装有高压增压泵16和低压增压泵17，第三连接管13位于高压增压泵16和低压增压泵17之间，低压增压泵17位于第四连接管14和第五连接管15之间，高压增压泵16和低压增压泵17均为无油式增压泵，第一储存罐4和第二储存罐5上均开设有排气口24。
24.第一连接管7、第一进气管10、第二进气管12、第三连接管13、第四连接管14、第五连接管15和绝热管9上均安装有电磁阀18，且每个电磁阀18均与中央控制系统26电性相连；绝热罐2、第一储存罐4、第二储存罐5以及第一进气管10上均安装有压力仪20，绝热罐2、第一储存罐4、第二储存罐5上均安装有安全阀21，绝热罐2上安装有液位仪22，且压力仪20、安全阀21和液位仪22与中央控制系统26电性相连，中央控制系统26可以通过液位仪22、压力仪20获取信息掌握设备运行情况，并通过控制电磁阀18实现管道的开闭。
25.第一进气管10、第二进气管12、第三连接管13、第四连接管14、第五连接管15和高压增压泵16上均安装有手阀19，当电磁阀18出现故障时，可通过手阀19控制各个管道开闭。
26.第二进气管12上的电磁阀18数量为3，并通过第三连接管13和第四连接管14隔开，且三个电磁阀18的一侧均设置有止回阀25，第一进气管10上安装有止回阀25，避免管道内氮的逆流。
27.上述各个阀门的使用以及与中央控制系统26的连接，尽可能的确保了制备系统的安全使用。
28.采用上述液氮制备系统制备液氮的方法，包括以下步骤：
29.s1、启动中央控制系统26，氮气瓶6向绝热罐2中添加氮气，自复叠式超低温机组1通过换热对氮气进行制冷，制冷温度低于-155℃，使高压氮气制冷成液氮；
30.s2、步骤s1中的液氮通过绝热管9进入液氮制冷器3中，制冷得到-180℃～-196℃的液氮；
31.s3、步骤s2中的液氮气化后排至第二储存罐5中，并通过低压增压泵17增压至0.8
±
0.2mpa，随后排至第一储存罐4中，并通过高压增压泵16增压至4mpa以上，第一储存罐4中存储于绝热管9中，再次与自复叠式超低温机组1换热，达到氮气的周期循环。
32.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
33.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
34.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用
新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：

1.一种液氮制备系统，包括自复叠式超低温机组（1）、绝热罐（2）、氮循环增压系统（27）和中央控制系统（26），其特征在于，所述中央控制系统（26）与自复叠式超低温机组（1）、绝热罐（2）、单循环增压系统的控制端电性相连，所述绝热罐（2）内设置有制冷盘管，且制冷盘管的进出口分别连接有第一连接管（7）和第二连接管（8），所述第一连接管（7）和第二连接管（8）分别与自复叠式超低温机组（1）的进出口相连；所述氮循环增压系统（27）包括液氮制冷器（3）、第一储存罐（4）、第二储存罐（5）、氮气瓶（6）、绝热管（9）、第一进气管（10）、调压阀（11）、第二进气管（12）、第三连接管（13）、第四连接管（14）、第五连接管（15），所述液氮制冷器（3）的一端通过绝热管（9）与绝热罐（2）的出口相连，另一端通过第三连接管（13）与第二进气管（12）相连通，所述第一进气管（10）连接绝热罐（2）和氮气瓶（6），调压阀（11）安装在第一进气管（10）上，所述第二进气管（12）的两端与第一进气管（10）相连通，且位于调压阀（11）和绝热罐（2）之间，所述第三连接管（13）连接第二进气管（12）和第一储存罐（4），所述第四连接管（14）连接第二进气管（12）和第二储存罐（5），所述第二进气管（12）连接上安装有高压增压泵（16）和低压增压泵（17）。2.根据权利要求1所述的一种液氮制备系统，其特征在于，所述第一连接管（7）、第一进气管（10）、第二进气管（12）、第三连接管（13）、第四连接管（14）、第五连接管（15）和绝热管（9）上均安装有电磁阀（18），且每个电磁阀（18）均与中央控制系统（26）电性相连。3.根据权利要求1所述的一种液氮制备系统，其特征在于，第一进气管（10）、第二进气管（12）、第三连接管（13）、第四连接管（14）、第五连接管（15）和高压增压泵（16）上均安装有手阀（19）。4.根据权利要求1所述的一种液氮制备系统，其特征在于，所述绝热罐（2）、第一储存罐（4）、第二储存罐（5）以及第一进气管（10）上均安装有压力仪（20），绝热罐（2）、第一储存罐（4）、第二储存罐（5）上均安装有安全阀（21），绝热罐（2）上安装有液位仪（22），且压力仪（20）、安全阀（21）和液位仪（22）与中央控制系统（26）电性相连。5.根据权利要求1所述的一种液氮制备系统，其特征在于，所述绝热罐（2）和液氮制冷器（3）上安装有温度仪（23），且温度仪（23）与中央控制系统（26）电性相连。6.根据权利要求1所述的一种液氮制备系统，其特征在于，所述第一储存罐（4）和第二储存罐（5）上均开设有排气口（24）。7.根据权利要求2所述的一种液氮制备系统，其特征在于，所述第二进气管（12）上的电磁阀（18）数量为3，并通过第三连接管（13）和第四连接管（14）隔开，且三个所述电磁阀（18）的一侧均设置有止回阀（25）。8.根据权利要求1所述的一种液氮制备系统，其特征在于，所述第一进气管（10）上安装有止回阀（25）。9.根据权利要求1所述的一种液氮制备系统，其特征在于，所述第三连接管（13）位于高压增压泵（16）和低压增压泵（17）之间，所述低压增压泵（17）位于第四连接管（14）和第五连接管（15）之间。

技术总结

本实用新型属于液氮制备技术领域，尤其是涉及一种液氮制备系统，包括自复叠式超低温机组、绝热罐、氮循环增压系统和中央控制系统，中央控制系统与自复叠式超低温机组、绝热罐、单循环增压系统的控制端电性相连，绝热罐内设置有制冷盘管，且制冷盘管的进出口分别连接有第一连接管和第二连接管，第一连接管和第二连接管分别与自复叠式超低温机组的进出口相连。本实用新型无需采用GM或脉冲等高价值制冷机组，大幅度降低了成本，并通过氮循环增压系统与绝热罐、自复叠式超低温机组和中央控制系统的配合，实现了氮气-液氮-氮气-液氮的循环使用。液氮的循环使用。液氮的循环使用。