CN103599643A - 真空绝热储液式液氮冷阱 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种真空绝热储液式液氮冷阱，包括：冷阱外壳、内胆、真空出气口、真空进气口、真空绝热层、液氮导管、障板阵、进液管、出液管，所述真空绝热层由冷阱外壳、真空出气口、真空进气口、内胆焊接形成。本发明通过提前添加液氮而不是真空抽气流程中添加液氮降低了操作复杂度，降低了液氮的无用消耗，提供了一种可以冷凝整个抽气阶段的有害蒸汽的防污染效果彻底的液氮冷阱。

Description

真空绝热储液式液氮冷阱

技术领域

本发明属于真空领域，具体涉及一种用于冷凝捕获油蒸汽、水蒸汽、从而获得洁净真空环境的关键设备。

背景技术

许多产品和试件需要在一个无油、干燥的洁净真空环境下生产和试验。随着时代的发展，对于真空环境的洁净度要求也越来越高，即便产品和试件没有洁净度要求，但任何的真空设备也不希望内部被油蒸汽和水蒸汽污染而影响真空度和设备上元器件的性能。目前真空设备中对于真空环境的污染主要来源于真空抽气系统中的真空泵。液氮冷阱是消除真空泵污染影响的核心设备，安装在真空环境和真空泵之间，通过向内部通入的液氮预冷障板，障板的低温接触面就可以有效地冷凝来自于真空泵中的油和水蒸发后逆扩散过来的蒸汽流，有效的避免了真空环境被污染。

另外，液氮冷阱还可以冷凝来至于产品、试件释放的油蒸汽、水蒸汽及被抽腔体内含有的水蒸汽，避免了这些可凝性气体在抽气时由于过压缩或遇冷而凝结在泵内、管道内壁、真空规灯丝上而导致产品故障和损坏。

目前国内真空设备采用的液氮冷阱根据其内部存放液氮的方式分为内胆储液式和盘管式两种。两种结构均未做保温处理，如果被抽气体压力较高时添加液氮，气体的对流换热加剧，那么就会增加液氮的耗量并且令冷阱的外壳处于低温状态，低温通过外壳传递到真空法兰接口处将影响氟橡胶密封性。因此目前常采用的是在低压力下添加液氮的方法，操作时先抽真空，当真空度达到3000Pa时开始添加液氮，但这种方法对于操作要求高，抽真空时由于真空度变化较快，很容易错过时机，即使及时添加了液氮，冷凝效果也不理想，大气压至3000Pa之间的油蒸汽和水蒸汽并没有被冷凝，效果不彻底。

因此，有必要提供一种能够冷凝整个抽气阶段的有害蒸汽的液氮冷阱，使得防污染效果彻底。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单、易于加工，可以冷凝整个抽气阶段的有害蒸汽的防污染效果彻底的液氮冷阱。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：

一种真空绝热储液式液氮冷阱，包括：冷阱外壳、内胆、真空出气口、真空进气口、真空绝热层、液氮导管、障板阵、进液管、出液管，所述内胆为环柱形中空结构，放置在冷阱外壳内部，所述真空绝热层由冷阱外壳、真空出气口、真空进气口、内胆焊接形成，真空出气口和真空进气口与冷阱外壳焊接，进液管和出液管均分别经过冷阱外壳和真空绝热层与内胆焊接，障板阵连接在液氮导管外周，内胆中的液氮通过液氮导管由进液管流向出液管。

进一步地，所述冷阱外壳是由两端椭圆或锥形的封头和中间圆柱形筒焊接而成。

进一步地，所述真空出气口和真空进气口均包含真空抽气管和法兰，所述法兰与外部抽气管道法兰对接形成真空密封。

进一步地，所述真空绝热层内具有分子筛吸气剂。

进一步地，所述冷阱外壳上还设置有真空抽气阀和真空表。

进一步地，所述障板阵由多个按一定角度倾斜，并具有相同间距排列的冷凝板组成。

进一步地，所述冷凝板采用紫铜材料。

进一步地，所述冷凝板上安装传感器。

进一步地，所述传感器为铂电阻。

进一步地，所述液氮导管是一根管道或者多根管道焊接而成。

本发明具有如下的有益效果：

（1）扩大了冷凝有害油蒸汽、水蒸汽的压力范围，这样防污染效果彻底，可以提高真空环境的洁净度，降低被抽系统产生的污染对于真空设备的损害；

（2）降低了液氮的无用消耗；

（3）提前添加液氮而不是真空抽气流程中添加液氮降低了操作复杂度；

（4）障板具有温度测量，实现了冷阱状态的远程显示和控制。

附图说明

图1为本发明的真空绝热储液式液氮冷阱结构示意图。

其中：1-真空泵逆扩散可凝蒸汽，2-真空出气口，3-分子筛吸附剂，4-真空绝热层，5-冷阱外壳，6-内胆，7-液氮，8-液氮导管，9-冷凝板，10-进液管，11-真空进气口，12-永久气体，13-被抽真空环境的可凝蒸汽，14-出液管，15-真空表，16-真空抽气阀，17-传感器

具体实施方式

以下介绍的是作为本发明内容的具体实施方式，下面通过具体实施方式对本发明内容作进一步的阐明。当然，描述下列具体实施方式只为示例本发明的不同方面的内容，而不应理解为限制本发明范围。

图1是本发明的真空绝热储液式液氮冷阱结构示意图，该液氮冷阱包括：冷阱外壳5、内胆6、真空出气口2、真空进气口11、真空绝热层4、液氮导管8、障板阵、进液管10及出液管14，所述冷阱外壳5可由两端椭圆或锥形的封头和中间圆柱形筒焊接而成，真空出气口2和真空进气口11均包含真空抽气管和法兰，法兰与外部抽气管道法兰对接形成真空密封，法兰材料为不锈钢，法兰接口还安装有氟橡胶O型密封圈，以保证密封性。所述内胆6为环柱形中空结构，间隙存放液氮7，所述内胆6放置在冷阱外壳5内部，所述真空绝热层4由冷阱外壳5、真空出气口2、真空进气口11、内胆6焊接形成，在真空绝热层4内部可以加入一些分子筛吸气剂维持真空环境，以达到长时间优良的绝热效果，真空绝热层4内部的真空度通过真空表15指示，另外安装了真空抽气阀16可进行再生抽气，真空出气口2和真空进气口11与冷阱外壳5焊接，进液管10和出液管14均分别经过冷阱外壳5和真空绝热层4与内胆6焊接，障板阵由多个按一定角度倾斜具有相同间距排列的冷凝板9组成，以上下两层的结构排列在液氮导管8外周，根据具体的冷阱规格可调整冷凝板9的倾角、间距、高度以达到既能有效进行气体冷凝又能满足抽真空对于流导的要求，冷凝板9可采用紫铜材料，冷凝板9上安装铂电阻可以进行温度测量控制液氮通入量；液氮导管8可以为1根，也可以采用3根管道水平焊接而成，内胆6中的液氮通过液氮导管8由进液管10流向出液管14，进液管10和出液管14采用不锈钢结构。

冷阱焊接完成后需要进行冷冲击和检漏测试，合格后即可安装在真空泵和被抽系统之间。

尽管上文对本发明的具体实施方式给予了详细描述和说明，但是应该指明的是，我们可以根据本发明的构想对上述实施方式进行各种等效改变和修改，其所产生的功能作用仍未超出说明书及附图所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种真空绝热储液式液氮冷阱，其特征在于，包括：冷阱外壳（5）、内胆（6）、真空出气口（2）、真空进气口（11）、真空绝热层（4）、液氮导管（8）、障板阵、进液管（10）及出液管（14），所述内胆（6）为环柱形中空结构，放置在冷阱外壳（5）内部，所述真空绝热层（4）由冷阱外壳（5）、真空出气口（2）、真空进气口（11）、内胆（6）焊接形成，真空出气口（2）和真空进气口（11）与冷阱外壳（5）焊接，进液管（10）和出液管（14）均分别经过冷阱外壳（5）和真空绝热层（4）与内胆（6）焊接，障板阵（9）连接在液氮导管（8）外周，内胆（6）中的液氮通过液氮导管（8）由进液管（10）流向出液管（14）。

2.如权利要求1所述的液氮冷阱，其特征在于，所述冷阱外壳（5）是由两端椭圆或锥形的封头和中间圆柱形筒焊接而成。

3.如权利要求1所述的液氮冷阱，其特征在于，所述真空出气口（2）和真空进气口（11）均包含真空抽气管和法兰，所述法兰与外部抽气管道法兰对接形成真空密封。

4.如权利要求1所述的液氮冷阱，其特征在于，所述真空绝热层（4）内具有分子筛吸气剂（3）。

5.如权利要求1所述的液氮冷阱，其特征在于，所述冷阱外壳（5）上还设置有真空抽气阀（16）和真空表（15）。

6.如权利要求1所述的液氮冷阱，其特征在于，所述障板阵由多个按一定角度倾斜，并具有相同间距排列的冷凝板（9）组成。

7.如权利要求6所述的液氮冷阱，其特征在于，所述冷凝板（9）采用紫铜材料。

8.如权利要求6或7所述的液氮冷阱，其特征在于，所述冷凝板（9）上安装传感器（17）。

9.如权利要求8所述的液氮冷阱，其特征在于，所述传感器（17）为铂电阻。

10.如权利要求1所述的液氮冷阱，其特征在于，所述液氮导管（8）是一根管道或者多根管道焊接而成。

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