CN202660238U - 低温泵与冷阱的稳压供液装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种低温泵与冷阱的稳压供液装置，包括冷阱、低温泵和储液罐，冷阱和低温泵通过管道与储液罐连接，储液罐的下端的位置高于冷阱和低温泵上端位置，储液罐的上端设有出气阀，冷阱和低温泵的一端与储液罐的下端连通，另一端与储液罐的上端连通，储液罐上还设有自动补液装置，储液罐通过位差来给冷阱和低温泵提供稳定的液氮，自动补液装置能为储液罐自动补给液氮，因此，本实用新型具有通过位差来为冷阱和低温泵设备提供稳定的供液从而保证设备正常的工作环境的有益效果，同时还具有当储液罐中液氮含量不足时能够自动为储液罐补给液氮的有益效果。

Description

低温泵与冷阱的稳压供液装置

技术领域

本实用新型涉及一种航天领域低温超高真空试验设备和半导体高真空设备，尤其涉及一种低温泵与冷阱稳的稳压供液装置。

背景技术

航天领域的空间环境模拟试验设备、半导体行业的高真空设备中的低温泵和液氮冷阱，在设备运行时要对低温泵和液氮冷阱提供低压稳定的液氮，使低温泵和液氮冷阱的低温界面始终保持在-190℃以下，为了达到-190℃以下稳定的工作温度，需要设置一个能够提供低压稳定的供液装置，现有技术中用阀门控制供液装置，经常出现因供液过大或不足而使使低温泵和液氮冷阱的内部温度不稳定，从而影响低温泵和液氮冷阱的工作稳定；另一种方式是采用在低温泵和液氮冷阱出口处加装气液分离阀，这样的装置也会造成压力不稳定而使低温泵和液氮冷阱内的温度达不到技术要求，从而使低温泵和液氮冷阱不能正常工作。

中国专利授权公告号：CN201220915Y，授权公告日2009年4月15日，公开了一种可提高稳定可靠性的供液装置,其具有一装有液体的储液罐、一设置在储液罐中的汲液管道、一汲取储液罐中液体的汲液模块和一供应汲液模块所汲取的液体的供液管道，本实用新型的供液装置还具有一设置在驱动模块和供液管道间的耐压缓冲容器,该汲液模块为具有第一入口、第二入口和一出口的真空发生器,该第一入口用于通入压缩气体,该第二入口连接在该汲液管道上,该出口和供液管道均连接在该耐压缓冲容器上。采用本实用新型可提高供液的稳定可靠性。其不足之处是该种供液装置需要专门的空气压缩机提供压缩气体来把液体压缩到耐压缓冲器中，同时需要电器控制，协同动作才能实现供液装置正常工作，对整个控制系统的稳定性要求很高，同时空气压缩机提供的气压强度不是很稳定，气压会在一定范围内波动，从而影响供液流量的不稳定，从而影响设备的正常工作。

实用新型内容

本实用新型为了克服现有技术中的供液装置或是阀门控制或是气压控制从而导致液体流量不稳定影响设备工作稳定性的不足，提供了一种通过位差来供液从而保障低温泵与冷阱正常稳定工作的的稳压供液装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种低温泵与冷阱的稳压供液装置，包括冷阱、低温泵和储液罐，所述的冷阱和低温泵通过管道与储液罐连接，所述的储液罐的下端的位置高于冷阱和低温泵上端位置，所述储液罐的上端设有出气阀，所述冷阱和低温泵的一端与储液罐的下端连通，另一端与储液罐的上端连通。储液罐内装有低温液氮，储液罐的上端留有一部分空腔用以连接排气管，储液罐的位置高于冷阱和低温泵的位置，这样储液罐就与冷阱和低温泵之间产生位差，在重力的作用下，低温液氮顺着管道流向冷阱和低温泵，能保证低温泵和液氮冷阱的低温界面始终保持在-190℃以下，从而保证低温泵和冷阱的正常工作，流过冷阱和低温泵的液氮在吸收了冷阱和低温泵的热量后，温度升高，液氮会变成气态的氮，然后低温泵及冷阱所放出来的气液两相的气体通过高位储液罐分离，气体从储液罐上端的出气阀直接排入大气，这样就实现了整个供液过程，位差供液不需要借助外在的各种设备或者是控制阀门等，稳定可靠，能保障设备的稳定可靠的工作。

作为优选，所述的冷阱和低温泵并联后与储液罐的上下两端连接。冷阱和储液罐并联，这样便于单独控制冷阱和低温泵的供液，同时保证所供的液氮的状态是一致的，能够保障冷阱和低温泵工作的稳定的低温环境。

作为优选，所述冷阱的进液管上设有冷阱进液阀，其出液管上设有冷阱出液阀，所述低温泵的进液管上设有低温泵进液阀，其出液管上设有低温泵出液阀。打开冷阱进液阀就能实现储液罐对冷阱的自动稳定供液，打开低温泵进液阀就实现储液罐对低温泵的自动稳定供液，有效保障冷阱和低温泵的低温试验工作环境，操作十分简单、便利，冷阱出液阀和低温泵出液阀用于把冷阱和低温泵所放出来的气液两相的气体释放到储液罐，通过储液罐上端分离并把气体排入大气。

作为优选，所述的冷阱出液端还设有冷阱保护阀，所述的低温泵的出液端设有低温泵保护阀。当冷阱和低温泵出紧急故障时可以先关闭冷阱进液阀和低温泵进液阀，然后通过冷阱保护阀和低温泵保护阀排出剩余的氮，从而方便的对冷阱和低温泵进行检修，方便又安全。

作为优选，所述的储液罐的位置高于低温泵和冷阱位置的6-10米。为了给冷阱和低温泵提供一个稳定可靠的液氮，储液罐与冷阱和低温泵的位差很重要，储液罐的位置过低，达不到所需要的供液效果，位置太高对于支架及辅助设备的要求高，提高成本，因此6-10米的高度能满足储液罐给冷阱和低温泵提供一个稳定可靠的位差，同时不会对支架等辅助工具有太大的要求，成本适宜。

作为优选，所述的储液罐上设有自动补液装置。随着储液罐不断的给冷阱和低温泵供液氮，液氮也源源不断的变成气体然后排入大气中，这样储液罐的液氮的量会愈来越少，此时自动补液装置就能检测到储液罐中液氮的液位高度，若液位低于设置值，则会自动为储液罐补给液氮。

作为优选，所述的自动补液装置包括与储液罐上下两端连接的压差传感器和设置在储液罐上的自动进液阀，所述的压差传感器上连接有可控制自动进液阀的传感器控制器。压差传感器可以感应储液罐顶部与底部的压力差，当压力差小于设定值时，传感器控制器会控制自动进液阀打开，这样就能实现储液罐的自动补液工作，补液后，压差传感器感应到压力差达到设定的范围时，传感器控制器就自动控制自动进液阀关闭。

作为优选，所述的自动进液阀上设有手动控制装置。当整个自动补液装置出现紧急故障时，可以通过手动控制装置手动快速方便的关闭自动进液阀供液，进行检修，有效防止液氮泄漏溢出等安全事故的发生。

作为优选，所述的储液罐的顶部设有安全阀。当整个供液装置和设备没有工作时，储液罐的液氮自身吸收外界热量，一部分液氮会挥发成氮气，从而使得储液罐内的气压升高，当气压达到足够大的强度时会造成安全事故，而安全阀是当储液罐内的压力达到一定的程度时会自动打开排气，从而保证了储液罐中的稳定的安全气压，防止储液罐因气压过高而产生安全事故。                                                 

因此，本实用新型具有通过位差来为冷阱和低温泵设备提供稳定的供液从而保证设备正常的工作环境的有益效果。

本实用新型还具有当储液罐中液氮含量不足时能够自动为储液罐补给液氮的有益效果。

附图说明

图1为本实用新型的一种结构示意图。

图中：冷阱1  低温泵2  储液罐3  压差传感器4  低温泵进液阀5  低温泵出液阀6  低温泵保护阀7  冷阱进液阀8  冷阱出液阀9  冷阱保护阀10  出气阀11  安全阀12  自动进液阀13  传感器控制器14。

具体实施方式

    下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步描述：

如图1所示的一种低温泵与冷阱的稳压供液装置，包括冷阱1、低温泵2和储液罐3，冷阱1和低温泵2先用管道并联后再与储液罐3的上下两端连接，储液罐3的下端的位置高于冷阱1和低温泵2上端位置，液罐3的位置比低温泵2和冷阱1的位置高8米，储液罐的液氮通过位差进入管道流入低处的低温泵2和储液罐3，从而为低温泵2和储液罐3提供液氮，保障低温泵2和储液罐3的低温工作环境，储液罐的上端设有出气阀11，储液罐的内部上端留有一个空间用以分离和排放气体，流经低温泵2和储液罐3的液氮吸收低温泵2和储液罐3的热量后，温度升高，液氮会变成气态的氮，然后低温泵及冷阱所放出来的气液两相的气体通过高位储液罐分离，气体从储液罐上端的出气阀直接排入大气，这样就实现了整个供液过程，位差供液不需要借助外在的各种设备或者是控制阀门等，稳定可靠，能保障设备的稳定可靠的工作；冷阱1的进液管上设有冷阱进液阀8，其出液管上设有冷阱出液阀9，低温泵2的进液管上设有低温泵进液阀5，其出液管上设有低温泵出液阀6，冷阱1出液端还设有冷阱保护阀10，所述的低温泵2的出液端设有低温泵保护阀7，冷阱进液阀8和冷阱出液阀9单独控制冷阱的供液状态，低温泵进液阀5和低温泵出液阀6单独控制低温泵的供液状况，当出现紧急情况或者故障时，关闭冷阱进液阀8和低温泵进液阀5，打开冷阱保护阀10和低温泵保护阀7排除剩余的液氮或氮气进行检修；储液罐3上设有自动补液装置，    包括与储液罐3上下两端连接的压差传感器4和设置在储液罐3上的自动进液阀13，压差传感器3上连接有可控制自动进液阀13的传感器控制器14，压差传感器可以感应到储液罐内液面上端与下端的压力差，从而判断液位的高度，液位越低，压力差就越小，当压力差小于设定的值时，传感器控制器14就会打开自动进液阀13，实现储液罐的液氮补给，补给后储液罐内液位上升，压差传感器感应到的压力达到设定的范围，则传感器控制器14就会关闭自动进液阀13，自动进液阀13上还设有手动控制装置，当出现紧急事故时可以通过手动控制装置关闭自动进液阀13，从而方便进行检修，避免事故的发生，储液罐3的顶部设有安全阀12，当整个供液装置和设备没有工作时，储液罐的液氮自身吸收外界温度，一部分液氮会挥发成氮气，从而使得储液罐内的气压升高，当气压达到一定的强度时会造成安全事故，而安全阀是当储液罐内的压力达到一定的程度时会自动打开排气，从而保证了储液罐中的稳定的气压，防止储液罐因气压过高而产生安全事故。  

结合附图，本实用新型的使用方法如下：打开出气阀、低温泵进液阀、低温泵出液阀、冷阱进液阀和冷阱出液阀，储液罐中的液氮会沿着管道流向冷阱和低温泵，为冷阱和低温泵提供低温稳定的工作环境，流经冷阱和低温泵的液氮吸收冷阱和低温泵的热量变成氮气，然后沿着管道回到储液罐上端，通过出气阀排入大气中，就实现整个供液过程，当冷阱和低温泵出现故障时可以关闭低温泵进液阀和冷阱进液阀，然后打开低温泵保护阀和冷阱保护阀进行检修，当储液罐内液氮量少于一定量时，储液罐上的自动补液装置会通过控制自动进液阀为储液罐补给液氮。因此，本实用新型具有通过位差来为冷阱和低温泵设备提供稳定的供液从而保证设备正常的工作环境的有益效果，同时还具有当储液罐中液氮含量不足时能够自动为储液罐补给液氮的有益效果。

Claims (9)

1.一种低温泵与冷阱的稳压供液装置，包括冷阱（1）、低温泵（2）和储液罐（3），所述的冷阱（1）和低温泵（2）通过管道与储液罐（3）连接，其特征是，所述的储液罐（3）的下端的位置高于冷阱（1）和低温泵（2）上端位置，所述储液罐的上端设有出气阀（11），所述冷阱（1）和低温泵（2）的一端与储液罐（3）的下端连通，另一端与储液罐（3）的上端连通。

2.根据权利要求1所述的低温泵与冷阱的稳压供液装置，其特征是，所述的冷阱（1）和低温泵（2）并联后与储液罐（3）的上下两端连接。

3.根据权利要求2所述的低温泵与冷阱的稳压供液装置，其特征是，所述冷阱（1）的进液管上设有冷阱进液阀（8），其出液管上设有冷阱出液阀（9），所述低温泵（2）的进液管上设有低温泵进液阀（5），其出液管上设有低温泵出液阀（6）。

4.根据权利要求2或3所述的低温泵与冷阱的稳压供液装置，其特征是，所述的冷阱（1）出液端还设有冷阱保护阀（10），所述的低温泵（2）的出液端设有低温泵保护阀（7）。

5.根据权利要求1所述的低温泵与冷阱的稳压供液装置，其特征是，所述的储液罐（3）的位置高于低温泵（2）和冷阱（1）位置的6-10米。

6.根据权利要求1或2或3所述的低温泵与冷阱的稳压供液装置，其特征是，所述的储液罐（3）上设有自动补液装置。

7.根据权利要求6所述的低温泵与冷阱的稳压供液装置，其特征是，所述的自动补液装置包括与储液罐（3）上下两端连接的压差传感器（4）和设置在储液罐（3）上的自动进液阀（13），所述的压差传感器（3）上连接有可控制自动进液阀（13）的传感器控制器（14）。

8.根据权利要求7所述的低温泵与冷阱的稳压供液装置，其特征是，所述的自动进液阀（13）上设有手动控制装置。

9.根据权利要求7所述的低温泵与冷阱的稳压供液装置，其特征是，所述的储液罐（3）的顶部设有安全阀（12）。

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