CN2597702Y - 脚踏自增压式液氮泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种以液氮作为致冷剂使用，特别适用于动物冷冻精液配种和胚胎移植等领域，从液氮容器内排放液氮、对其它容器或设备充装液氮的脚踏自增压式液氮泵。它利用液氮(－196℃)在STP条件下气液比大(643∶1)的特性，无须借助任何外接电源、气源，依靠人用脚踏气缸促使少量液氮汽化后增压、达到排液的目的。它由外接往复式气缸装置、汽化装置、排液机构和密封联接机构组成。外接往复式气缸装置采用脚踏的杠杆省力机构，气缸与汽化装置相联通；汽化装置中有依次相套的吸液管、送液管和外管；排液机构与送液管联通；密封联接机构则联接在外管上。具有液氮排量大、操作方便省力、液氮蒸发损耗量小等优点。

Description

脚踏自增压式液氮泵

技术领域    本实用新型涉及的是以液氮作为致冷剂使用，特别适用于动物冷冻精液配种和胚胎移植等领域，从液氮容器内排放液氮、对其他容器或设备充装液氮的脚踏自增压式液氮泵。

背景技术    目前国内从液氮容器内排放液氮，大多采用人工倾倒的方法，也有使用电加热促使容器内液氮汽化后增压、达到排液的电加热法，或是直接通过采用空气压缩机或钢瓶对液氮容器充气加压、达到排液的气压法。这些方法在排液过程中液氮的蒸发损耗量大、使用不经济，并且对液氮容器的保护性差、影响容器使用寿命，存在操作安全隐患。为克服上述弊端，国内市场已有销售的采用自增压原理的手捏式液氮泵，它采用人手捏放橡皮球，促使液氮容器内的少量液氮被吸入汽化室汽化，利用汽化后的氮气压力将液氮容器内的液氮排放出来。利用手捏式液氮泵排放液氮，主要存在以下不足：

1、液氮排量小：手捏式液氮泵是利用人手捏放橡皮球时产生负压，将液氮容器内的少量液氮吸入到汽化室汽化后，在液氮容器内的气相空间形成压力，出现气压液的现象，将液氮容器内的液氮排放出来。由于是用人的手指操作，橡皮球不可能做得过大，橡皮球在变形后复原产生的负压小，导致汽化的液氮少，从而对液氮容器内的液氮产生的压力小，液氮排量仅能达到3～4升/分钟。

2、操作不便且不能持久：在整个排液过程中，人手需要持续不断地捏放橡皮球。当需提取30升液氮时，按液氮排量3.5升/分钟、操作频率45次/分钟计算，整个排液时间需30/3.5＝8.6分钟，捏放橡皮球次数高达45×8.6＝387次；同时由于在操作过程中人的手臂一直处于平举状态，手指不停地处于捏放的动作，这大大增加了人的手指的劳动负荷。要持续排放30升以上液氮时，操作者极易疲劳；当液氮排量在90升以上时，一个人在操作中如不休息，是无法完成的。

3、排液过程中液氮蒸发损耗量比较大：当需要利用手捏式液氮泵排放较大量液氮时，由于液氮排量只有3～4升/分钟，相应操作时间增长，液氮蒸发损耗量增大。当提取30升液氮时，经测试，整个操作过程中液氮蒸发损耗量占总排量的8％，即为30×8％＝2.4升，按目前市面液氮售价2.0元/升，蒸发损耗液氮的价格为2.4×2.0＝4.8元。

4、使用寿命短：手捏的橡皮球在操作过程中不停处于扩张与收缩状态，橡皮球变形频繁且变形量大，橡胶材料极易疲劳后破损；同时橡皮球与低温的氮气直接接触，也会大大降低橡皮球的使用寿命。

发明内容    本实用新型的目的是为了提供一种液氮排量大、排液过程中液氮蒸发损耗量小、可持续操作且操作方便省力、能折叠便于携带和安装的脚踏自增压式液氮泵。

本实用新型中有外接往复式气缸装置、汽化装置、排液机构和密封联接机构。(参见图1)

1、上述的外接往复式气缸装置为折叠式，活页底板与脚踏杠杆、连杆分别铰链相联；气缸顶部装有弹簧并通过销与连杆上的销孔相联，底部装有肘形接头，通过塑料管与快插接头一端联接。(参见图1、图3)

上述的活页底板导向槽前端装有定位档板，脚踏杠杆前端设有脚踏胶板。

2、上述的吸液装置中有与管座上部螺纹联接的汽化室，与管座下部焊接连接的外管和吸液管。(参见图1、图2)

上述的汽化室顶部装有肘形接头，通过塑料管与快接插头另一端联接。

上述的外管上有连通的排液接头；吸液管中部有焊接相联的送液管和定位环，底部有焊接相连的下单向阀。

3、上述的密封联接机构中，套的顶部通过小螺母装有密封圈、压环；套的底部装有上、下锥面环和中间环，其间装有密封圈两个，两端由锁紧螺母和大螺母限定；套的中上部钻有螺纹孔，与放气阀相联。(参见图1、图2)

4、上述的排液机构中，排液接头和球面接头通过螺母相联，球面接头通过焊接与排液管相连通。(参见图1、图2)

参见图1、图2，用脚匀速踏放脚踏气缸装置，当脚踏气缸在弹簧作用下复位时，汽化室内部瞬间形成负压，吸液装置的下单向阀打开，少量液氮被吸取到汽化室充分汽化。由于液氮容器口部已被密封联接机构密封，汽化后的氮气通过外管对密闭的液氮容器内的液氮表面不断加压(经测试，此压力值最高为0.04兆帕，这是很安全的)，由于此时放气阀关闭，液氮就通过排液机构从液氮容器内排放出来。

与目前市场上销售的手捏式液氮泵相比，本实用新型具有如下特点：

1、液氮排量大：当按60次/分钟的脚踏操作频率匀速地用脚踏放气缸时，液氮排量可达8～12升/分钟。当需提取30升液氮时，按液氮排量10升/分钟计算，排液时间需30/10＝3分钟，节约时间8.6-3＝5.6分钟。

2、可持续操作且操作方便省力：在排液时，只需用脚匀速稳定踏动脚踏胶板即可，避免了人手不断捏放橡皮球的疲劳。当提取30升液氮时，按60次/分钟的操作频率计算，脚踏次数为60×3＝180次，同手捏式液氮泵比较，减少操作次数387-180＝207次。当排放相同量的液氮时，由于采用了脚踏的杠杆省力机构，且脚踏操作次数相应少，因此操作者不易疲劳，可持续操作。

3、排液过程中液氮蒸发损耗量小：当需提取30升液氮时，经测试，该实用新型排液过程中液氮蒸发损耗量占总排量的2.5％，即为30×2.5％＝0.75升，较手捏式液氮泵减少了2.4-0.75＝1.65升，节约经济成本2.0×1.65＝3.3元。

4、使用寿命长：以脚踏自增压式液氮泵整机中，最薄弱的零部件——往复式气缸寿命的分析及其计算，根据往复式气缸生产厂家测试，脚踏的往复式气缸的使用寿命(耐用度)为有效行程400千米。按气缸每踏放一次、有效行程0.1米计算，脚踏的往复式气缸其踏放次数可达400万次，按60次/分钟的操作频率，使用时间可达4,000,000/60≈66,667分钟≈1,111小时，可见其使用寿命是很长的。

附图说明    图1是本实用新型结构示意图。

图2是本实用新型汽化装置、排液机构和密封联接机构的结构剖视图。

图3是本实用新型外接往复式气缸装置工作状态的结构剖视图。

图4是图3的左视图。

图5是本实用新型外接往复式气缸装置折叠状态的结构剖视图。

图6是图5的俯视图。

图7是本实用新型快插接头断开状态的结构剖视图。

具体实施方式    下面结合附图详细说明本实用新型的实施例。

实施例1：参照图1、图2，完成本实用新型与液氮容器的密封联接。先取下防尘盖(36)，打开放气阀(26)，拧紧套(27)上的锁紧螺母(32)，再拧松小螺母(22)，将送液管(34)插入液氮容器底部，在外管(18)上滑动密封联接机构与液氮容器口部配合，拧紧套(27)上的小螺母(22)，通过压环(23)使O形橡胶圈(24)直径膨胀缩小，把密封联接机构在外管(18)上固定，同时拧紧套(27)上的大螺母(25)，通过上锥面环(28)、中间环(30)和下锥面环(31)传力，使O形密封圈(29)直径膨胀变大，完成与液氮容器口部之间的密封，同时拧紧螺母(20)，使排液管(21)与外管(18)相联。同样，按反向顺序即可完成本实用新型与液氮容器的脱离。

实施例2：参照图1、图3、图5，完成外接往复式气缸装置的安装。向上掀起连杆(10)，从活页底板(5)的导向槽(3)中向外拉出气缸(8)到定位档板(4)，将气缸(8)顶部销(11)插入连杆(10)的销孔中，并向下扳动活页底板(5)上的活页(1)至水平位置，对气缸(8)进行定位，再通过肘形接头(2)把塑料管(12)和快插接头(13)接通。同样，按反向顺序即可完成本实用新型外接脚踏气缸装置的折叠收拢。

实施例3：参照图1、图2，用脚平稳匀速踏放脚踏杠杆(6)上的脚踏胶板(7)，通过铰链带动连杆(10)上下运动使气缸(8)工作。气缸(8)进程时，气体通过塑料管(12)进入汽化室(14)，冲开上单向阀(16)，由于盖板(15)的限定，气体通过外管(18)进入液氮容器内部。当气缸(8)在弹簧(9)作用下回程时，汽化室(14)内的气体被吸走并形成瞬间负压，此时吸液管(33)底部下单向阀(35)打开，定量液氮通过吸液管(33)和管座(17)被吸取到汽化室(14)吸热汽化，形成相当的压力冲开上单向阀(16)通过外管(18)在液氮容器内部迫使液氮流过送液管(34)，由于定位环(19)的作用，液氮从排液管(21)排出。当需要停止排液时，松开脚踏，同时打开放气阀(26)，使液氮容器内部的气体泄压。当液氮容器内部气体压力与环境大气压强相一致时，排液就自动停止了。

Claims (8)

1、从液氮容器内排放液氮、对其它容器或设备充装液氮的脚踏自增压式液氮泵，是由外接往复式气缸装置、汽化装置、排液机构顺次联通，并通过密封联接机构与液氮容器相联，其特征在于有脚踏的外接往复式气缸装置，与汽化装置活动相联的密封联接机构。

2、根据权利要求1所述的脚踏自增压式液氮泵，其特征是外接往复式气缸装置采用了闭合时接通、断开时隔阻的快插接头(13)。

3、根据权利要求1所述的脚踏自增压式液氮泵，其特征是外接往复式气缸装置为携带和安装方便的折叠式结构。

4、根据权利要求3所述的脚踏自增压式液氮泵，其特征是外接往复式气缸装置的气缸(8)采用了用脚踏放操作的杠杆省力机构。

5、根据权利要求4所述的脚踏自增压式液氮泵，其特征是外接往复式气缸装置的气缸(8)利用弹簧(9)实现自动复位。

6、根据权利要求4所述的脚踏自增压式液氮泵，其特征是外接往复式气缸装置的气缸(8)的容积等于或略大于汽化室(14)内部容积，在0.8～1.2升技术范围内选择，这是很经济合理的。

7、根据权利要求1所述的脚踏自增压式液氮泵，其特征是密封联接机构可以方便地更换不同规格的上锥面环(28)、O形密封圈(29)、中间环(30)和下锥面环(31)，满足与φ50mm、φ80mm、φ125mm等不同口径的液氮容器密封配合的要求。

8、根据权利要求7所述的脚踏自增压式液氮泵，其特征是密封联接机构通过旋动大螺母(25)，推动上锥面环(28)、中间环(30)轴向位移，促使O形密封圈(29)径向尺寸变大与液氮容器密封联接；同时通过旋动小螺母(22)，推动压环(23)轴向位移，促使O形橡胶圈(24)径向尺寸变小与外管(18)联接固定。

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