CN2777341Y - 气压机自动输液氮装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一个气压机自动输液氮装置，包括：PC机，数据采集卡，测温电阻，温度/电压转化模块，气压机，电磁阀，液氮子缸，液氮母缸，PC机内驻留自动输液氮控制程序。本装置的最大优点是计算机控制，实现了装置运行的自动化，几乎不需操作人员看护；加液氮和停止加液氮控制灵敏。另外本实用新型也适用于其它低温无毒无腐蚀性液体如液氩、液氦、液氧等的自动输送。

Description

气压机自动输液氮装置

技术领域

本实用新型涉及气压机自动输送低温液体装置，该低温液体可以是液氮、液氩、液氦、液氧等。

背景技术

在很多情况下，要对液氮进行输送。液氮具有不同于水的诸多特性如温度低、常温下易气化等特点，因此其输送装置和系统具有特殊性。目前，有采用气压机输送液氮的方式，但不易实现灵敏的自动控制；有靠加热片加热密封罐内液氮所产生的蒸汽气压差来输送液氮的方式，但控制也不够灵敏。

发明内容

基于上述已有的液氮输送装置存在的问题，本实用新型的目的是提出一种利用计算机控制的气压机自动输送液氮装置。

本实用新型的气压机自动输送液氮装置包括：液氮母缸1、液氮子缸2、输液管3、气压机4和计算机5。

如图1所示，液氮母缸1为一个容积较大的液氮储存罐，有一用绝热材料做的密封盖101，输液管3一端穿过密封盖101伸入该液氮母缸离底部约2cm处，并设一测温铂电阻6，一气液支管7穿过密封盖101伸至液氮母缸的缸口，其上端封闭且一分支接电磁阀8，另一分支通过导气管9与气压机4连接。

输液管3的另一端穿过密封盖201伸入该液氮子缸2离底部约1cm处，在该液氮子缸的近底部处和近出口处分别设测温铂电阻10、11，液氮子缸为真空夹层容器。铂电阻6、10和11与电阻/电压模块12成电路连接，并通过数据采集卡13读入计算机5，以便实现计算机对液氮输送的自动控制，14为液氮，15为总电源。计算机5内驻留自动输液氮控制程序。见图2。

所说的铂电阻6、10、11及其导线分别装在各自的孔径比铂电阻自身尺寸稍大的绝缘管20中，通过金属带22固定在环氧棒21上，环氧棒分别固定在密封盖101、201上，这样即使这些铂电阻经常从液氮缸中移出，铂电阻也不会因碰撞而破坏，见图4。所说的输液管3为了降低其中的液氮与外界环境的热交换，增加输液氮的效率，在输液管的外壁，紧紧地套上一层绝热的泡沫软管301。

本实用新型具有以下优点：

1.计算机控制，实现了装置运行的自动化，几乎不需操作人员看护；

2.加液氮和停止加液氮控制灵敏。

说明书附图

图1为自动输液氮原理图；

图2为自动输液氮软件控制流程图；

图3为温度/电压转换电路原理图；

图4为铂电阻固定机构。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步的详细说明：

如图3所示，铂电阻Rt接人运算放大器U1的输出端，再通过U2和U3运算放大，在输出端输出电压Vo，各电路元件参数如图，这样Vo＝-0.01Rt。

铂电阻6用来监视液氮母缸1是否有液氮，铂电阻10用来测监视液氮子缸2是否有液氮，铂电阻11用来监视子缸2是否快加满。

本装置在实际工作时，首先要设定一些基本参量，即：液氮子缸需补充液氮的初始电压值V_开始输液，停止补液的终止电压值V_停止输液，以及母缸中液氮量过少而引起报警的电压值V_母缸报警。

通过实验知道，铂电阻在液氮中以及液面上电阻值会不同。液氮中电阻最低，随着铂电阻离液面的距离越远，电阻值越高，这就意味着液氮内温度最低，离液面越远，温度越高，直到接近或达到大气中气温值。根据Vo＝-0.01Rt，可知离液面越远，电压值越低(因为电压输出一直为负的)。例如：-180℃时，Rt＝26.81Ω，Vo＝-0.268V；0℃时，Rt＝100Ω，Vo＝-1.0V。

由于实际过程中铂电阻离液面的距离会不尽不同，同时考虑转换电路的误差，而且还要考虑到能够迅速加液氮，迅速停止加液氮，并且保证液氮不溢出也不完全耗干，所以，判断电压值V_开始输液、V_停止输液、V_母缸报警也不尽相同。

如图1所示，当因铂电阻10而产生的电压Vi3＜V_开始输液时，液氮子缸2里的液氮快要耗干；当因铂电阻11产生的电压Vi4＞V_停止输液时，液氮子缸2里的液氮快要加满。以前者为加液氮的判断标准，以后者为停止加液氮的判断标准。当Vi3＜V_开始输液时，数据采集卡13第3个数字通道输出高电平，继电器16输出端导通，气压机4工作，第4个通道输出低电平，继电器18的输出端断开，电磁阀8关闭，开始加液氮；当Vi4＞V_停止输液时，数据采集卡13第3个数字通道输出低电平，气压机4停止工作，第4个数字通道输出高电平电磁阀8打开，停止加液氮。直到下一次Vi3＜V_开始输液时，才开始再次加液氮，自动加液氮控制流程如图2所示。

当因铂电阻6产生的电压Vi5＜V_开始输液时，液氮母缸1里的液氮快要被排空，数据采集卡13输出高电平，继电器17输出端导通，声光报警器19工作，提醒操作员往母缸加液氮。

试验表明，本装置如果择适当的铂电阻位置，并且按以上原则设定好判断电压值V_开始输液、V_停止输液、V_母缸报警，选择适当功率和气流速度的气压机，选择适当通气直径的电磁阀，加液氮和停止加液氮动作迅速灵敏，控制起来非常方便。

Claims (3)

1.一种气压机自动输液氮装置，包括：液氮母缸(1)、液氮子缸(2)、输液管(3)、气压机(4)和计算机(5)；其特征在于：

液氮母缸(1)为一个容积较大的液氮储存罐，有一用绝热材料做的密封盖(101)，输液管(3)一端穿过密封盖(101)伸入该液氮母缸离底部约(2cm)处，并设一测温铂电阻(6)，一气液支管(7)穿过密封盖(101)伸至液氮母缸的缸口，其上端封闭且一分支接电磁阀(8)；另一分支通过导气管(9)与气压机(4)连接；

输液管(3)的另一端穿过密封盖(201)伸入液氮子缸(2)离底部约1cm处，在该液氮子缸的近底部处和近出口处分别设测温铂电阻(10、11)，液氮子缸为真空夹层容器；铂电阻(6、10和11)与电阻/电压模块(12)成电路连接，并通过数据采集卡(13)读入计算机(5)。

2.根据权利要求1的一种气压机自动输液氮装置，其特征在于：所说的铂电阻(6、10、11)及其导线分别装在各自的孔径比铂电阻自身尺寸稍大的绝缘管(20)中，通过金属带(22)固定在环氧棒(21)上，环氧棒分别固定在密封盖(101、201)上。

3.根据权利要求1的一种气压机自动输液氮装置，其特征在于：所说的输液管(3)外壁，紧紧地置有一层绝热的泡沫软管(301)。

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