CN208138859U - 一种维持液氮面恒定的液氮自动加注装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种维持液氮面恒定的液氮自动加注装置，包括：液氮泵、温度传感器、自动控制器。液氮泵泵头置于液氮罐底部，温度传感器置于液氮杯内目标液面的位置。液氮泵、温度传感器和自动控制器通过导线顺序串联连接。采用该液氮加注装置，液氮加注速度快，液面控制精准且无过冲现象，无结冰堵塞管路的缺陷。有效的避免了传统气压式加注液氮所造成的出液慢、液面控制不精准、易结冰堵塞管路等缺陷。

Description

一种维持液氮面恒定的液氮自动加注装置

技术领域

本实用新型涉及一种液体加注装置，具体涉及一种维持液氮面恒定的液氮自动加注装置。

背景技术

在需要使用液氮提供低温条件时，由于液氮挥发，液氮杯内的液氮会逐渐减少，液氮面下降。若需要保持液氮面持续恒定时，通常的方式是采用自动液氮加注装置持续补充液氮。

现有的液氮自动加注装置其工作方式为气压式，即采用气泵将空气压入液氮罐中使液氮罐中的气压增加，进而将液氮通过导液管压入液氮杯中。例如，公告号为CN201210122286.1的中国实用新型专利，公开了“一种全自动液氮加注装置及其控制方法”其通过气泵给液氮罐中加压从而将液氮压入液氮杯中。此种采用气压式的液氮加注方法存在较大的缺陷：由于液氮罐体积较大，气泵需要工作较长时间才能使液氮罐中的气压达到可以将液氮压入液氮杯的压力，即有出液慢的缺点；当液氮杯中的液氮达到预设的液面时气泵停止工作，此时液氮罐中的气压仍然较大，会继续将一部分液氮从液氮罐中压入液氮杯中使液氮杯中实际液面高于预设的液面，即有过冲的缺点；通过气泵打入空气对液氮罐增压，会使大量的空气进入液氮罐中，空气中的氧气、二氧化碳、水蒸气等会污染液氮，另外，水蒸汽容易产生结冰堵塞液氮输送管路。

另外，在液氮加注过程中液氮挥发产生的氮气温度较低，低温氮气遇到用于控制液氮面恒定的温度传感器时，温度传感器会将该低温信号传递给自动控制器，自动控制器会误判液氮已经加注到预设液面，从而控制气泵或液氮泵停止工作即停止液氮加注，使液氮加注量少于需求量。

发明内容

为了克服现有技术在液氮加注过程中出液慢、有过冲、易污染液氮和加注量不足等缺陷，本实用新型提出了一种维持液氮面恒定的液氮自动加注装置，采用液氮泵将液氮从液氮罐中抽到液氮杯中，完成液氮的快速加注，且保证液氮杯中的液氮面恒定。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种维持液氮面恒定的液氮自动加注装置，其特征在于，包括：液氮泵、液氮输送管路、气液分离装置、温度传感器、自动控制器所述液氮泵叶轮泵头置于液氮罐底部。

所述液氮输送管路采用真空套管结构，内层管为液氮导流管和外层管为保护套管，内层管和外层管中间为真空部。

所述气液分离装置上端管路弯曲向下与大气相连，下端管路置于液氮杯底部。

所述温度传感器置于液氮杯内预设液面的位置。

所述自动控制器上装有的温度信号采集模块和电压信号输出模块。

所述液氮泵、温度传感器和自动控制器通过导线顺序串联连接。

由上述实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型提出的一种维持液氮面恒定的液氮自动加注装置，其有益效果为：采用液氮泵将液氮从液氮罐泵到液氮杯中，液氮加注速度快；液氮泵停止工作，液氮流动也同时立刻停止，液面控制精准且无过冲现象；无需将空气鼓入液氮罐，液氮不会被污染，无结冰堵塞管路的缺陷。本实用新型有效的避免了传统气压式加注液氮所造成的出液慢、液面控制不精准、液氮污染严重、易结冰堵塞管路等缺陷。另外，该液氮加注装置中的气液分离装置可有效的将液氮泵抽出的气体和液体分离，避免了低温气体进入液氮杯中造成自动控制器的误判。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为一种维持液氮面恒定的液氮自动加注装置结构示意图；

图2为液氮输送管路的截面图；

图中1.液氮泵，11.开关旋钮，12.抽速调节旋钮，2.导线，3.自动控制器，4.温度传感器，5.液氮杯，6.液氮输送管路，61.外层管，62.真空部，63.内层管，7.气液分离装置，8.液氮罐。

具体实施方式

下面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。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

【实施例1】

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种维持液氮面恒定的液氮自动加注装置，包括液氮泵1、自动控制器3、温度传感器4、气液分离装置7。

所述液氮泵1、自动控制器3和温度传感器4通过导线2串联连接。液氮泵1的泵头置于液氮罐8的底部；温度传感器4置于液氮杯5内预设液面处，当液氮泵1抽出的液氮达到预设液面处，温度传感器4将采集到的液氮温度信号传输给自动控制器3，自动控制器3控制液氮泵1停止工作。

上述液氮泵1上设有开关按钮11和抽速调节旋钮12。通过开关按钮11可快速启停液氮泵，防止自动控制器3和温度传感器4发生故障时液氮泵一直处于工作状态，即防止液氮超量抽出。通过抽速调节旋钮12可调节液氮的抽速，实现液氮流速的可调可控。

上述自动控制器3上装有的温度信号采集模块，用于采集温度传感器4通过导线传输来的温度信号；另外，上述自动控制器3上还装有电压信号输出模块，用于输出液氮泵1的工作电压从而控制液氮泵1的启停。

上述温度传感器4置于目标液面的位置，当液氮量达到目标液面时，温度传感器4采集液氮温度信号并将该温度信号传输给自动控制器3。

上述气液分离装置7上端弯曲向下可防止端口冷凝的水倒流入液氮杯中，该端口与大气相通，用于将挥发的低温氮气不经过液氮杯排出；下端管路置于液氮杯5底部，用于将液氮泵1抽出的液氮输送到液氮杯5中。

上述液氮自动加注装置还包括：液氮输送管路6，与液氮泵1连接。图2所示，液氮输送管路6采用低漏热真空套管结构，内层管63为液氮导流管，外层管61为保护套管，内层管63和外层管61中间为真空部62。液氮输送管路6的内层套管63采用可在液氮超低温环境下正常工作的材料制成；外层套管61为保护套管，防止外部作用力对液氮输送管路6造成的机械损伤；内层管63和外层管61中间的真空部62可有效防止液氮与环境的热量交换，防止液氮在液氮输送管路6中受热挥发。

相对于气压式液氮加注装置，本实用新型具有液氮加注速度快，加注液氮量精准，且不会引入空气中的水蒸气导致液氮挥发量增大及结冰堵塞管路等优点。

【实施例2】

温度传感器4也可以是液位器，通过液位器探测到的液氮杯5内液面位置，将液位信号传输给自动控制器3，进而控制液氮泵1的启停。

本实用新型工作时，按动液氮泵开关按钮11，液氮泵1开始工作将液氮罐8中的液氮输送到液氮杯5中，通过转动抽速调节旋钮12调节液氨的流速，从而实现液氮流速的可调可控。当液氮杯5中的液氮达到预设液面即温度传感器4所在的位置时，温度传感器4将液氮的温度信号传输给自动控制器3，自动控制器3控制液氮泵1停止工作，完成液氮加注。对于物理吸附仪测试过程用时较长，且要求液面始终维持一致。这就要求及时补充挥发损失的液氮。当液面因液氮挥发而下降，温度传感器4将温度变化的信号传输给自动控制器3，自动控制器3控制液氮泵开启，补充挥发的液氮。

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披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种维持液氮面恒定的液氮自动加注装置，其特征是，包括：液氮泵（1）、自动控制器（3）、温度传感器（4）、液氮输送管路（6）、气液分离装置（7）；所述液氮输送管路（6）一端与液氮泵（1）连接，另一端与气液分离装置（7）连接，所述液氮泵（1）、自动控制器（3）和温度传感器（4）通过导线串联连接。

2.根据权利要求1所述的一种维持液氮面恒定的液氮自动加注装置，其特征在于，液氮泵（1）上设置有用于开启及关闭液氮泵的开关按钮（11）和调节液氮流速的抽速调节旋钮（12）。

3.根据权利要求1所述的一种维持液氮面恒定的液氮自动加注装置，其特征在于，所述自动控制器（3）上有温度信号采集模块和电压信号输出模块。

4.根据权利要求1所述的一种维持液氮面恒定的液氮自动加注装置，其特征在于，所述温度传感器（4）置于液氮杯（5）内预设液面位置。

5.根据权利要求1或权利要求4所述的一种维持液氮面恒定的液氮自动加注装置，其特征在于，检测液氮杯（5）内液面位置的装置还可以是液位器。

6.根据权利要求1所述的一种维持液氮面恒定的液氮自动加注装置，其特征在于，所述液氮输送管路（6）采用真空套管结构，内层管（63）为液氮导流管和外层管（61）为保护套管，内层管（63）和外层管（61）中间为真空部（62）。

7.根据权利要求1所述的一种维持液氮面恒定的液氮自动加注装置，其特征在于，所述气液分离装置（7）上端管路弯曲向下与大气连通，下端管路置于液氮杯（5）底部。