CN212006341U - 液氮深冷装置冷柜内循环装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种液氮深冷装置冷柜内循环装置，应用在深冷热处理领域，其包括柜体和柜门，柜门位于柜体顶部且与柜体铰接，柜门朝向柜体内侧的侧壁上固定连接有负压环，柜门上固定连接有进气管，进气管与负压环连通，负压环远离柜门的一侧开设有若干成圆周阵列分布的通气口，柜体内设有用于控制各个通气口启闭的阀门结构，柜门上设有抽气管道，抽气管道与负压环连通。本实用新型具有通过设置负压环，注入氮气时，氮气首先进入负压环，并在负压环内汽化并充满整个负压环后均匀的进入柜体内，减少了液态氮直接与工件接触造成工件局部骤冷而影响工件质量的可能性，同时，提升了柜体内降温的均匀性的效果。

Description

液氮深冷装置冷柜内循环装置

技术领域

本实用新型涉及深冷热处理的技术领域，尤其是涉及一种液氮深冷装置冷柜内循环装置。

背景技术

深冷就是指-100℃以下的温度，在工业上可以分为化工行业的气体液化技术，以及材料行业的深冷处理。其中材料的深冷处理包括将黑色金属、有色金属、高聚物、硬质合金等等材料在深冷温度下保温，使其发生在常温以及热处理过程中不曾发生过的内部结构变化，导致宏观性能的变化。目前工业上深冷的手段通常为液氮制冷。

公开号为CN209013550U的中国专利公开了一种液氮深冷箱。箱体，箱体的侧部设置有第一通孔和第二通孔；箱体的顶部设置有第三通孔；温度传感器穿过第一通孔，温度传感器设置于箱体内，温度传感器的连通电线与设备终端电气连接；第二通孔处设置有液氮添加机构与第一送风机构；第三通孔处设置有第二送风机构；液氮添加机构设置有雾化器，雾化器设置在液氮添加机构的液氮出口位置前。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：液氮进入深冷箱后汽化不充分，直接流向被加工工件，导致被加工工件局部温度骤降，产生内部应力，影响产品质量。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种液氮深冷装置冷柜内循环装置，其具有减少内部工件局部直接与液氮接触造成处理质量下降的效果。

本实用新型的上述实用新型目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种液氮深冷装置冷柜内循环装置，包括柜体和柜门，所述柜门位于柜体顶部且与柜体铰接，所述柜门朝向柜体内侧的侧壁上固定连接有负压环，所述柜门上固定连接有进气管，所述进气管与负压环连通，所述负压环远离柜门的一侧开设有若干成圆周阵列分布的通气口，所述柜体内设有用于控制各个通气口启闭的阀门结构，所述柜门上设有抽气管道，所述抽气管道与负压环连通。

通过采用上述技术方案，通过设置负压环，在加工前，通过真空泵将负压环内抽成负压，然后向真空环内注入液氮，在负压的作用下，液态的液氮迅速的汽化，并且充满负压环，工做人呢院通过打开阀门结构并持续向负压环内注入液氮，使负压环内的低温氮气通过各个通气口进入柜体内，从而均匀的对柜体内零件进行降温和深冷处理，减少零件局部温度骤降而使工件内部产生应力变化影响工件质量的可能性。

本实用新型进一步设置为：所述阀门结构包括位于负压环下侧的阀盘，所述阀盘上与通气口相应的位置开设有沿厚度方向贯穿阀盘的阀口，所述阀盘上固定连接有转轴，所述转轴竖直向上延伸并贯穿柜门，所述转轴与柜门密封转动连接。

通过采用上述技术方案，当工作人员转动转轴时阀盘随转轴一同转动，当通气口与阀口连通时，负压环与柜体内部连通，当通气口和阀口错位时，负压环与柜体隔离，从而实现了对通气口的封闭和开启。

本实用新型进一步设置为：所述转轴伸出柜门的一端上固定连接有助力杆，所述助力杆垂直于转轴。

通过采用上述技术方案，通过设置助力杆，工作人员通过推拉助力杆，容易将阀盘推动，从而控制通气口的连通和阻断。

本实用新型进一步设置为：所述阀盘上固设有密封垫，所述密封垫与负压环底壁抵触。

通过采用上述技术方案，通过设置密封垫，减少了当阀盘转动至将通气口封闭的状态并通过真空泵抽吸负压时，空气从阀盘与负压环底壁之间的缝隙进入负压环，使负压环内气压回升，减少对液氮抽吸和汽化的效果的可能性。

本实用新型进一步设置为：所述柜门上方固设有预汽化箱，所述预汽化箱通过进气管与负压环连通，且所述进气管上设有进气阀门。

通过采用上述技术方案，通过设置预汽化箱，当向负压环内注入液氮时，工作人员首先将液氮注入预汽化箱，液氮从高压容器中进入汽化箱时，由于环境压强降低，其汽化速度加快，减少了进入负压环并进入柜体内的液态氮的量，减少液氮直接落在工件上造成工件局部温度骤降影响工件质量的可能性。

本实用新型进一步设置为：所述阀盘的底壁上位于各个阀口处均固定连接有导流框，所述导流框远离阀盘的一端向下延伸并向阀盘切线方向倾斜。

通过采用上述技术方案，通过设置导流框，并在导流框的作用下，使氮气沿阀盘的切向流出，进一步增长了氮气落下需要移动的距离，减少了液氮直接与工件接触的可能性，保障了工件加工质量。

本实用新型进一步设置为：所述柜体为圆柱形。

通过采用上述技术方案，当液态氮气流动时与柜体的内侧壁配合，并沿圆柱形的柜体内侧壁螺旋下落，提升了液氮流动轨迹长度的同时，提升了柜体内降温的均匀性，使工件受冷均匀，从而提升了工件深冷处理的质量。

本实用新型进一步设置为：所述柜体侧壁上设有若干温度监测装置，各个所述温度检测装置沿柜体内壁周向均匀分布。

通过采用上述技术方案，通过设置温度检测装置，并使各个温度检测装置沿周向均布在柜体的内侧壁上，工作人员可对比各个温度测量装置的示数，对柜内温度进行监控，并持续的查看柜体内制冷的均匀性。

综上所述，本实用新型的有益技术效果为：

1.通过设置负压环，注入氮气时，氮气首先进入负压环，并在负压环内汽化并充满整个负压环后均匀的进入柜体内，减少了液态氮直接与工件接触造成工件局部骤冷而影响工件质量的可能性，同时，提升了柜体内降温的均匀性；

2.通过设置预汽化箱，将液氮充分汽化，进一步减少了液氮与工件直接接触的可能性；

3.通过设置多个均布在柜体内侧壁上温度检测装置，便于工作人员对柜体内的温度和制冷的均匀程度进行监测，便于工作人员通过控制通入的液氮量控制柜内温度，并提升工件的处理质量。

附图说明

图1是本实施例用于体现装置整体结构的示意图。

图2是本实施例用于体现负压环和阀盘结构的示意图。

图3是本实施例用于体现负压环和柜体内部结构的剖面示意图。

图中，1、柜体；2、柜门；21、进气管；211、进气阀门；22、抽气管道；3、负压环；31、通气口；4、阀门结构；41、阀盘；411、阀口；42、转轴；421、助力杆；43、密封垫；44、导流框；5、预汽化箱；6、监测装置。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参照图1，为本实用新型公开的一种液氮深冷装置冷柜内循环装置，包括柜体1和柜门2，柜体1设置为圆柱形，柜门2为圆形，柜体1和柜门2一侧铰接。

参照图1，柜门2远离柜体1内部的一侧固定连接有预汽化箱5，液氮存储设备与预汽化箱5连接，预汽化箱5上固定连接有进气管21，进气管21上设有进气阀门211，进气管21贯穿柜门2。装置工作时，液氮首先进入预汽化箱5，由于预汽化箱5中的压强远小于氮气存储设备内的压强，液氮进入预汽化箱5后汽化速度加快。

参照图2和图3，柜门2朝向柜体1内侧的一侧固定连接连接有与柜门2同轴设置的负压环3，进气管21与负压环3连通。柜门2上固设有与负压环3连通的抽气管道22，抽气管道22上设有阀门。负压环3的底壁上开设有若干贯穿底壁的通气口31，各个通气口31均匀的圆周阵列在负压环3上。

参照图2和图3，柜门2上设有阀门结构4，阀门结构4包括柜门2上通过密封轴承转动连接的转轴42，转轴42沿竖直方向贯穿柜门2，转轴42的顶端固定连接有垂直于转轴42设置的助力杆421，便于工作人员推动时对转轴42进行转动，柜门2的周向侧壁上画有用于提示工作人员转轴42转动角度的刻度线，便于工作人员参考刻度线对转轴42进行适度转动。转轴42底端固定连接有阀盘41，阀盘41上固定粘接有密封垫43，密封垫43与负压管的底壁抵触。密封垫43和阀盘41上均开设有若干阀口411，各个阀口411分别于通气口31相对设置。当工作人员转动转轴42时，阀盘41随之转动，当阀口411与通气口31连通时，负压环3与柜体1内部连通；当阀口411与通气口31错位时，阀盘41封闭通气口31将负压环3与柜体1内部隔离。密封垫43提升了需要对负压环3进行封闭时密封环的密封性。

参照图2和图3，阀盘41底部位于各个阀口411的位置均固定连接有导流框44，导流框44为由四块板依次首尾拼接而成的空心方框。导流框44远离阀盘41的一端向阀盘41切线方向倾斜，从而当负压环3内氮气流出时，首先沿着导流框44倾斜流出并向柜体1内侧壁的圆弧形内侧壁呈螺旋轨迹下落，减少液氮与工件直接接触的可能性，同时使柜内的温度均匀的下降，以提升工件深冷处理的质量。

参照图3，柜体1的周向内侧壁上设有若干温度检测装置，各个温度检测装置沿柜体1的内侧壁周向均匀分布。通过在周向均匀分布的温度检测装置测量柜内各处的温度，从而使工作人员容易对柜内温度进行掌控，并对柜内制冷的均匀程度进行监测。

本实施例的实施原理为：使用装置时，工作人员首先将工件放入柜体1内，将抽气管道22的阀门打开并通过真空泵将负压环3内部抽成负压，管壁阀门后工作人员想预汽化箱5注入液氮，液氮首先在预汽化箱5内进行汽化，而后工作人员打开进气阀门211，负压环3内存在的负压使低温氮气进入负压环3，同时在负压的作用下，残余的液氮进一步汽化。

当负压环3内充满氮气后，工作人员推动助力杆421从而转动转轴42，使阀盘41上的阀口411与通气口31连通，从而使氮气进入柜体1内部，对柜体1内部进行降温，从而对工件进行深冷处理。

工作人员在深冷处理进行的过程中通过查看监测装置6的示数调整液氮的通入量，从而对深冷的温度进行控制。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种液氮深冷装置冷柜内循环装置，其特征在于：包括柜体(1)和柜门(2)，所述柜门(2)位于柜体(1)顶部且与柜体(1)铰接，所述柜门(2)朝向柜体(1)内侧的侧壁上固定连接有负压环(3)，所述柜门(2)上固定连接有进气管(21)，所述进气管(21)与负压环(3)连通，所述负压环(3)远离柜门(2)的一侧开设有若干成圆周阵列分布的通气口(31)，所述柜体(1)内设有用于控制各个通气口(31)启闭的阀门结构(4)，所述柜门(2)上设有抽气管道(22)，所述抽气管道(22)与负压环(3)连通。

2.根据权利要求1所述的液氮深冷装置冷柜内循环装置，其特征在于：所述阀门结构(4)包括位于负压环(3)下侧的阀盘(41)，所述阀盘(41)上与通气口(31)相应的位置开设有沿厚度方向贯穿阀盘(41)的阀口(411)，所述阀盘(41)上固定连接有转轴(42)，所述转轴(42)竖直向上延伸并贯穿柜门(2)，所述转轴(42)与柜门(2)密封转动连接。

3.根据权利要求2所述的液氮深冷装置冷柜内循环装置，其特征在于：所述转轴(42)伸出柜门(2)的一端上固定连接有助力杆(421)，所述助力杆(421)垂直于转轴(42)。

4.根据权利要求3所述的液氮深冷装置冷柜内循环装置，其特征在于：所述阀盘(41)上固设有密封垫(43)，所述密封垫(43)与负压环(3)底壁抵触。

5.根据权利要求2所述的液氮深冷装置冷柜内循环装置，其特征在于：所述柜门(2)上方固设有预汽化箱(5)，所述预汽化箱(5)通过进气管(21)与负压环(3)连通，且所述进气管(21)上设有进气阀门(211)。

6.根据权利要求2所述的液氮深冷装置冷柜内循环装置，其特征在于：所述阀盘(41)的底壁上位于各个阀口(411)处均固定连接有导流框(44)，所述导流框(44)远离阀盘(41)的一端向下延伸并向阀盘(41)切线方向倾斜。

7.根据权利要求6所述的液氮深冷装置冷柜内循环装置，其特征在于：所述柜体(1)为圆柱形。

8.根据权利要求7所述的液氮深冷装置冷柜内循环装置，其特征在于：所述柜体(1)侧壁上设有若干温度监测装置(6)，各个所述温度监测装置沿柜体(1)内壁周向均匀分布。

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