CN220647847U - 一种氦气深冷容器抽真空装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于深冷容器领域，具体涉及一种氦气深冷容器抽真空装置，包括深冷容器、真空泵、缓冲罐和加热机构，深冷容器包括用于充装高纯氦的液氦内罐，液氦内罐的外部设有用于对液氦内罐进行真空隔热密封的真空绝热层，真空绝热层的外部设有液氮屏蔽层，真空泵的进气口与缓冲罐的出口连通，缓冲罐的进口与加热机构的出口连通，加热机构的进口与液氦内罐的出口连通，真空泵的出气口连接有氮气回收装置，真空泵、缓冲罐、加热机构和深冷容器之间均通过金属软管连接。本实用新型将液氮经过加热机构换热后变为气态，再进行抽真空处理，对真空泵要求降低，多种真空泵可以选择，并且不需要对氦气深冷容器直接进行加热，不会破坏液氮屏蔽层。

Description

一种氦气深冷容器抽真空装置

技术领域

本实用新型属于深冷容器领域，具体涉及一种氦气深冷容器抽真空装置。

背景技术

深冷容器是指储存沸点温度低于-150℃的液体的容器。氦气深冷容器的结构一般包括液氮屏蔽层、真空绝热层和液氦内罐，氦气深冷容器在进行充装氦气之前，由于充装的液氦为纯度99.999%以上的高纯氦，因此在充装之前需要对氦气深冷容器进行除杂处理。

目前采用的方法一般是先用液氮对氦气深冷容器进行多次置换之后进行抽真空处理，在抽真空的过程中，由于深冷容器的的液氦内罐中的置换液氮处于温度极低的状态，若直接对氦气深冷容器进行抽真空，液氮处理不完全，导致除杂效果不好，另一方面，液氮的温度极低，真空泵的运行温度一般在-5℃以上，对真空泵的要求极高，不能直接用真空泵进行抽真空，并且在对液氦内罐进行抽真空时，不能直接对氦气深冷容器进行加热，直接对氦气深冷容器进行加热会破坏液氮屏蔽层。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种氦气深冷容器抽真空装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为达到上述技术目的，本实用新型的技术方案：

一种氦气深冷容器抽真空装置，包括深冷容器，所述深冷容器包括用于充装高纯氦的液氦内罐，所述液氦内罐的外部设有用于对液氦内罐进行真空隔热密封的真空绝热层，所述真空绝热层的外部设有液氮屏蔽层，还包括真空泵、缓冲罐和加热机构，所述真空泵的进气口与所述缓冲罐的出口连通，所述缓冲罐的进口与所述加热机构的出口连通，所述加热机构的进口与所述液氦内罐的出口连通，所述真空泵的出气口连接有氮气回收装置所述真空泵、缓冲罐、加热机构和深冷容器之间均通过金属软管连接。

作为一种改进，所述加热机构为外部包裹有伴热带的金属软管或换热器。

作为进一步地改进，所述深冷容器的出口处设有第一出口阀，所述加热机构的出口处设有第二出口阀，所述第一出口阀采用低温阀。

作为进一步地改进，所述真空泵的进气口处设有真空调节阀，所述真空调节阀、所述第一出口阀和所述第二出口阀通过PLC控制单元控制。

作为进一步地改进，所述氮气回收装置包括增压泵，所述增压泵的进口与所述真空泵的出气口连接，所述增压泵的出口连接有回收罐。

由于采用上述技术方案，本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的氦气深冷容器抽真空装置，将深冷容器的液氦内罐中的液氮经过加热机构加热后变为气态，再进行抽真空处理，对真空泵要求较低，多种真空泵可以选择，并且不需要对深冷容器直接进行加热，不会破坏液氮屏蔽层。

采用金属软管将真空泵、缓冲罐、加热机构和深冷容器进行连接，金属软管耐低温的特性能够防止液氮温度过低对管道产生损坏，并且金属软管具有较高的承压能力，防止液氮输出的过程中体积膨胀，来不及泄压时损坏管道，金属软管便于收纳且可以循环利用，金属软管还可以吸收真空泵产生的振动，达到降低噪音的效果。

氮气回收装置能够对真空泵抽出的氮气进行回收，避免了氮气的浪费。

附图说明

图1是本实施例的结构示意图；

图2是本实施例的流程图；

其中：1-真空泵，2-缓冲罐，3-加热机构，4-金属软管，5-第一出口阀，6-第二出口阀，7-真空调节阀，8-增压泵，9-回收罐，10-深冷容器。

具体实施方式

下面结合具体实施方式及附图对本实用新型作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

如图1-2所示，一种氦气深冷容器抽真空装置，包括深冷容器10，真空泵1、缓冲罐2和加热机构3，深冷容器10包括液氮屏蔽层、真空绝热层和液氦内罐，液氦内罐用于充装高纯液氦，液氦内罐的外部设有真空绝热层，真空绝热层用于对液氦内罐进行真空隔热密封，真空绝热曾的外部设有液氮屏蔽层，液氮屏蔽层内填充有低温液氮，用于对液氦内罐中的高纯氦进行低温保温。

真空泵1的进气口与缓冲罐2的出口连通，缓冲罐2的进口与加热机构3的出口连通，加热机构3的进口与深冷容器10的液氦内罐的出口连通，真空泵1的出气口连接有氮气回收装置，真空泵1、缓冲罐2、加热机构3和深冷容器10之间均通过金属软管4连接，金属软管4上位于深冷容器10的出口处设有第一出口阀5，金属软管4上位于换热器出口处设有第二出口阀6，金属软管4上位于真空泵1的进气口处设有真空调节阀7，在对氦气深冷容器进行抽真空时，打开第一出口阀5、第二出口阀6、真空调节阀7和深冷容器10液氦内罐的出口阀，深冷容器10中的液氮在压力差的作用下由深冷容器10的出口进入加热机构3，经过加热机构3换热升温后，液氮变为气态，进入缓冲罐2，最后由真空泵1抽出，采用金属软管4将真空泵1、缓冲罐2、加热机构3和深冷容器10进行连接，金属软管4耐低温的特定能够防止液氮温度过低对管道产生损坏，并且金属软管4具有较高的承压能力，防止液氮输出的过程中体积膨胀，来不及泄压时损坏管道，金属软管4便于收纳且可以循环利用。

具体地，加热机构3可以是外部包裹有伴热带的金属软管或换热器。

优选地，真空调节阀7、第一出口阀5和第二出口阀6通过PLC控制单元控制，PLC控制单元能够对真空调节阀7、第一出口阀5和第二出口阀6的开度进行调节，由于液氮在升温气化的过程中，温度每升高7-8℃，氮气的体积大约会增加4倍，因此需要控制第一出口阀5的开度来调节进入加热机构3的液氮的体积，防止液氮输出太快导致体积膨胀太大，影响加热机构3的使用。

优选地，第一出口阀5采用低温阀，由于深冷容器10出口输出的液氮的温度极低，大约在-196℃左右，因此常规的调节阀不能满足极低温度的要求。

优选地，真空泵1选用干式螺杆真空泵，干式螺杆真空泵的极限真空度较高，对氦气深冷容器的除杂更彻底，并且干式螺杆真空泵的抽气量较大。

氮气回收装置包括增压泵8，增压泵8的进口与真空泵1的出气口连接，增压泵8的出口连接有回收罐9，由深冷容器10抽真空的氮气通过氮气回收装置进行回收，可以循环利用，减少了资源的浪费。

优选地，真空泵1进气口处的管道直径大于金属软管4的直径。

对深冷容器10的液氦内罐进行氮气置换后需要对深冷容器10的液氦内罐进行抽真空处理，此时，打开第一出口阀5、第二出口阀6和真空调节阀7，通过PLC控制单元控制第一出口阀5、第二出口阀6和真空调节阀7的开度，深冷容器10中的液氮经过第一出口阀5进入加热机构3中进行换热后变为氮气，经过第二出口阀6进入缓冲罐2中，再经过真空调节阀7被真空泵1抽出，最后经过增压泵8增压后进入回收罐9中，实现氮气的回收。

本实用新型将液氮经过加热机构3换热后变为气态，再进行抽真空处理，对真空泵1要求降低，多种真空泵1可以选择，并且不需要对深冷容器10直接进行加热，不会破坏深冷容器10的液氮屏蔽层。

以上所述本实用新型的具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何根据本实用新型的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种氦气深冷容器抽真空装置，包括深冷容器、真空泵、缓冲罐和加热机构，所述深冷容器包括用于充装高纯氦的液氦内罐，所述液氦内罐的外部设有用于对液氦内罐进行真空隔热密封的真空绝热层，所述真空绝热层的外部设有液氮屏蔽层，其特征在于，所述真空泵的进气口与所述缓冲罐的出口连通，所述缓冲罐的进口与所述加热机构的出口连通，所述加热机构的进口与所述液氦内罐的出口连通，所述真空泵的出气口连接有氮气回收装置，所述真空泵、缓冲罐、加热机构和深冷容器之间均通过金属软管连接。

2.根据权利要求1所述的氦气深冷容器抽真空装置，其特征在于，所述加热机构为外部包裹有伴热带的金属软管或换热器。

3.根据权利要求1所述的氦气深冷容器抽真空装置，其特征在于，所述深冷容器的出口处设有第一出口阀，所述加热机构的出口处设有第二出口阀，所述第一出口阀采用低温阀。

4.根据权利要求3所述的氦气深冷容器抽真空装置，其特征在于，所述真空泵的进气口处设有真空调节阀，所述真空调节阀、所述第一出口阀和所述第二出口阀通过PLC控制单元控制。

5.根据权利要求1所述的氦气深冷容器抽真空装置，其特征在于，所述氮气回收装置包括增压泵，所述增压泵的进口与所述真空泵的出气口连接，所述增压泵的出口连接有回收罐。