CN206130528U - 一种流量可控的液氮或液氩快速注入装置 - Google Patents

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张志强
陈俊光
陈杰
杨钊
林奎成
袁登鹏
付军
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Abstract

本实用新型公开了一种流量可控的液氮或液氩快速注入装置，包括用作压力源的增压系统，与该增压系统连接、用于储存液氮或液氩的压力容器，与该压力容器连接的真空阀箱，与该真空阀箱连接的低温流量计，通过真空伸缩管道与该低温流量计连接的液体进出系统，以及同时与真空阀箱和液体进出系统连接的PID控制器。本实用新型设计合理、操作便捷，其大幅提升了液氮(液氩)的注入流速，并能够对任意流量进行准确的控制，因而极大地提高了生产效率。

Description

一种流量可控的液氮或液氩快速注入装置
技术领域
本实用新型涉及液氮或液氩制冷技术领域，具体涉及的是一种流量可控的液氮或液氩快速注入装置。
背景技术
目前，在实际工业生产中，采用液氩或液氮对实际工艺进行快速制冷已经得到了大规模的使用，尤其体现在冶炼、浇铸等行业。但在操作过程中，传统的液罐或储槽因自身结构等原因达不到快速注入的目的，同时不能保证在高流速下对流量的精确控制。因此，有必要对现有技术进行改进。
实用新型内容
本实用新型提供了一种流量可控的液氮或液氩快速注入装置，其可实现液氮或液氩的快速注入。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
一种流量可控的液氮或液氩快速注入装置，包括用作压力源的增压系统，与该增压系统连接、用于储存液氮或液氩的压力容器，与该压力容器连接的真空阀箱，与该真空阀箱连接的低温流量计，通过真空伸缩管道与该低温流量计连接的液体进出系统，以及同时与真空阀箱和液体进出系统连接的PID控制器。
具体地说，所述增压系统包括杜瓦瓶，以及通过管道同时与该杜瓦瓶和压力容器连接的汽化器。
具体地说，所述真空阀箱包括箱体，同时与压力容器和低温流量计连接的主路管道，与该主路管道连接的支路管道，设置在主路管道上、且往低温流量计方向依次排列的第一截止阀、第一排空保护装置、第一压力表、气动薄膜调节阀、第二排空保护装置和第一紧急切断阀，以及设置在支路管道上、且往低温流量计方向依次排列的第二截止阀和压力调节阀；所述压力调节阀与气动薄膜调节阀呈并联关系，且所述PID控制器同时与气动薄膜调节阀和第一紧急切断阀连接。
进一步地，所述第一排空保护装置和第二排空保护装置均由一与主路管道连接的第一安全阀和一截止阀组成。
再进一步地，所述主路管道上、且位于第一紧急切断阀和低温流量计之间还设有用于防止液体回流的第六截止阀。
更进一步地，所述液体进出系统包括与真空伸缩管道连接的进液管道，与该进液管道连接的真空腔，与该真空腔连接、且其上设有第二紧急切断阀的出液管道，以及设置在进液管道上、且往真空腔方向依次排列的第二压力表、第二安全阀、温度传感器、第七截止阀和第三压力表；所述进液管道与出液管道通过支管连接，且该支管上还设有第十一截止阀；所述PID控制器与第二紧急切断阀连接。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型通过增压系统、压力容器、真空阀箱、低温流量计、PID控制器和液体进出系统的设计，利用各个部分之间的联动，可以实现液氮(液氩)120L/min的注入流速，并能够对任意流量进行准确的控制，因而极大地提高了生产效率。本实用新型结构合理、设计巧妙、使用方便、安全性高，具有很高的实用价值和推广价值。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
其中，附图标记对应的名称为：
1-杜瓦瓶，2-汽化器，3-压力容器，4-箱体，5-第一截止阀，6-第二截止阀，7-第一安全阀，8-截止阀，9-第一压力表，10-气动薄膜调节阀，11-压力调节阀，12-第一紧急切断阀，13-第六截止阀，14-低温流量计，15-真空伸缩管道，16-第二压力表，17-第二安全阀，18-温度传感器，19-第七截止阀，20-第十一截止阀，21-第三压力表，22-第二紧急切断阀，23-真空腔。
具体实施方式
下面结合附图说明和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的方式包括但不仅限于以下实施例。
如图1所示，本实用新型提供了一种流量可控的液氮或液氩快速注入装置，其包括增压系统、压力容器3、真空阀箱、低温流量计14、真空伸缩管道15、PID控制器(附图未画出)和液体进出系统。
所述增压系统作为整个装置的压力源，其包括杜瓦瓶1，以及通过管道同时与该杜瓦瓶1和压力容器3连接的汽化器2。所述压力容器3用于储存液氮或液氩。
所述真空阀箱是本实用新型的主要操作系统，其包括箱体4，同时与压力容器3和低温流量计14连接的主路管道，与该主路管道连接的支路管道，设置在主路管道上、且往低温流量计14方向依次排列的第一截止阀5、第一排空保护装置、第一压力表9、气动薄膜调节阀10、第二排空保护装置、第一紧急切断阀12和用于防止液体回流的第六截止阀13，以及设置在支路管道上、且往低温流量计14方向依次排列的第二截止阀6和压力调节阀11。在真空阀箱中，所述压力调节阀11与气动薄膜调节阀10呈并联关系，且所述PID控制器同时与气动薄膜调节阀10和第一紧急切断阀12连接。
进一步地说，所述第一排空保护装置和第二排空保护装置作为前后两段管道的排空保护装置，两者均由一与主路管道连接的第一安全阀7和一截止阀8组成。
所述低温流量计14用于对管道中液体流速的瞬时值、总值进行统计。所述的液体进出系统则包括与真空伸缩管道15连接的进液管道，与该进液管道连接的真空腔23，与该真空腔23连接、且其上设有第二紧急切断阀22的出液管道，以及设置在进液管道上、且往真空腔方向依次排列的第二压力表16、第二安全阀17、温度传感器18、第七截止阀19和第三压力表21。所述进液管道与出液管道通过支管连接，且该支管上还设有第十一截止阀20；所述PID控制器与第二紧急切断阀22连接。
本实用新型的工作过程主要分为三大步，分别如下：
(1)系统粗调试时采用手动模式，关闭第二截止阀6、气动薄膜调节阀10、第十一截止阀20，并按顺序开启第一截止阀5、第一紧急切断阀12、第七截止阀19、第二切断阀22，然后手动调节压力调节阀11的开启度，监控压力第三压力表21，并记录低温流量计14的运行数据。
(2)预冷。在每次启动系统前读取温度传感器18的数据，确定是否在设定范围内，若没有，则对管道进行预冷降温，以使其温度值达到设定值。
预冷时应按照顺序开启第一截止阀5、气动薄膜调节阀10、第一紧急切断阀12、第十一截止阀20，关闭第七截止阀19、第二紧急切断阀22，然后在预冷过程中利用低温流量计14对通过的介质进行统计，预冷完成后关闭第十一截止阀20，低温流量计14自动归零，然后PID控制器控制气动薄膜调节阀10自动全开。
(3)启动注入流程前输入需要的流量和通过时间，启动时开启第二紧急切断阀22，然后开启第七截止阀19开始降温，在降温过程中低温流量计14会对流过的液体进行采样，此时通过PID控制器调整气动薄膜调节阀10阀门的开启度，即可实现气动薄膜调节阀10和低温流量计14的闭环控制。
而在降温过程中，如果真空腔23出现压力超过设定压力的情况，则PID控制器会控制第一紧急切断阀5关闭，待压力降到设定压力以下时第一紧急切断阀5自动打开继续降温，直到完成设定流量。降温完成以后关闭气动薄膜调节阀10、第七截止阀19，然后打开第十一截止阀20。
上述实施例仅为本实用新型的优选实施方式之一，不应当用于限制本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本实用新型一致的，均应当包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种流量可控的液氮或液氩快速注入装置，其特征在于，包括用作压力源的增压系统，与该增压系统连接、用于储存液氮或液氩的压力容器(3)，与该压力容器(3)连接的真空阀箱，与该真空阀箱连接的低温流量计(14)，通过真空伸缩管道(15)与该低温流量计(14)连接的液体进出系统，以及同时与真空阀箱和液体进出系统连接的PID控制器。
2.根据权利要求1所述的一种流量可控的液氮或液氩快速注入装置，其特征在于，所述增压系统包括杜瓦瓶(1)，以及通过管道同时与该杜瓦瓶(1)和压力容器(3)连接的汽化器(2)。
3.根据权利要求2所述的一种流量可控的液氮或液氩快速注入装置，其特征在于，所述真空阀箱包括箱体(4)，同时与压力容器(3)和低温流量计(14)连接的主路管道，与该主路管道连接的支路管道，设置在主路管道上、且往低温流量计(14)方向依次排列的第一截止阀(5)、第一排空保护装置、第一压力表(9)、气动薄膜调节阀(10)、第二排空保护装置和第一紧急切断阀(12)，以及设置在支路管道上、且往低温流量计(14)方向依次排列的第二截止阀(6)和压力调节阀(11)；所述压力调节阀(11)与气动薄膜调节阀(10)呈并联关系，且所述PID控制器同时与气动薄膜调节阀(10)和第一紧急切断阀(12)连接。
4.根据权利要求3所述的一种流量可控的液氮或液氩快速注入装置，其特征在于，所述第一排空保护装置和第二排空保护装置均由一与主路管道连接的第一安全阀(7)和一截止阀(8)组成。
5.根据权利要求3所述的一种流量可控的液氮或液氩快速注入装置，其特征在于，所述主路管道上、且位于第一紧急切断阀(12)和低温流量计(14)之间还设有用于防止液体回流的第六截止阀(13)。
6.根据权利要求3～5任一项所述的一种流量可控的液氮或液氩快速注入装置，其特征在于，所述液体进出系统包括与真空伸缩管道(15)连接的进液管道，与该进液管道连接的真空腔(23)，与该真空腔(23)连接、且其上设有第二紧急切断阀(22)的出液管道，以及设置在进液管道上、且往真空腔方向依次排列的第二压力表(16)、第二安全阀(17)、温度传感器(18)、第七截止阀(19)和第三压力表(21)；所述进液管道与出液管道通过支管连接，且该支管上还设有第十一截止阀(20)；所述PID控制器与第二紧急切断阀(22)连接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107289327A (zh) * 2017-07-31 2017-10-24 华中科技大学 一种多通道控速的液氮缓冲补液装置

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