一种液氮制备系统及其制备方法技术方案

本发明专利技术属于液氮制备技术领域，尤其是涉及一种液氮制备系统及其制备方法，包括自复叠式超低温机组、绝热罐、氮循环增压系统和中央控制系统，中央控制系统与自复叠式超低温机组、绝热罐、单循环增压系统的控制端电性相连，绝热罐内设置有制冷盘管，且制冷盘管的进出口分别连接有第一连接管和第二连接管，第一连接管和第二连接管分别与自复叠式超低温机组的进出口相连。本发明专利技术无需采用GM或脉冲等高价值制冷机组，大幅度降低了成本，并通过氮循环增压系统与绝热罐、自复叠式超低温机组和中央控制系统的配合，实现了氮气

【技术实现步骤摘要】
一种液氮制备系统及其制备方法


[0001]本专利技术属于液氮制备
，尤其是涉及一种液氮制备系统及其制备方法。

技术介绍

[0002]现有的实验仪器、监测仪器需要采用液氮制冷获得低于
‑
180℃以下的设备，使用的多为自复叠制冷方式难以获取
‑
180以下温区，使用范围受限，采用GM制备液氮设备投资成本高，而直接使用液氮制冷在某些场合下获取、购买不方便，且成本较高昂；另外目前市面上的液氮制备机基本要先采用压缩空气制备高纯氮气，再通过超低温使氮气液化成为液氮，液氮制冷后直接排放空气，无法做到氮气循环使用，氮的利用率低，且制氮同时需要经常更换设备配件，运行费用高，设备复杂，为此，我们提出一种液氮制备系统及其制备方法来解决上述问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是针对上述问题，提供一种液氮制备系统及其制备方法。
[0004]为达到上述目的，本专利技术采用了下列技术方案：一种液氮制备系统，包括自复叠式超低温机组、绝热罐、氮循环增压系统和中央控制系统，所述中央控制系统与自复叠式超低温机组、绝热罐、单循环增压系统的控制端电性相连，所述绝热罐内设置有制冷盘管，且制冷盘管的进出口分别连接有第一连接管和第二连接管，所述第一连接管和第二连接管分别与自复叠式超低温机组的进出口相连；所述氮循环增压系统包括液氮制冷器、第一储存罐、第二储存罐、氮气瓶、绝热管、第一进气管、调压阀、第二进气管、第三连接管、第四连接管、第五连接管，所述液氮制冷器的一端通过绝热管与绝热罐的出口相连，另一端通过第三连接管与第二进气管相连通，所述第一进气管连接绝热罐和氮气瓶，调压阀安装在第一进气管上，所述第二进气管的两端与第一进气管相连通，且位于调压阀和绝热罐之间，所述第三连接管连接第二进气管和第一存储罐，所述第四连接管连接第二进气管和第二存储罐，第二进气管上安装有高压增压泵和低压增压泵。
[0005]在上述的一种液氮制备系统中，所述第一连接管、第一进气管、第二进气管、第三连接管、第四连接管、第五连接管和绝热管上均安装有电磁阀，且每个电磁阀均与中央控制系统电性相连。
[0006]在上述的一种液氮制备系统中，第一进气管、第二进气管、第三连接管、第四连接管、第五连接管和高压增压泵上均安装有手阀。
[0007]在上述的一种液氮制备系统中，所述绝热罐、第一储存罐、第二储存罐以及第一进气管上均安装有压力仪，绝热罐、第一储存罐、第二储存罐上均安装有安全阀，绝热罐上安装有液位仪，且压力仪、安全阀和液位仪与中央控制系统电性相连。
[0008]在上述的一种液氮制备系统中，所述绝热罐和液氮制冷器上安装有温度仪，且温度仪与中央控制系统电性相连。
[0009]在上述的一种液氮制备系统中，所述第一存储罐和第二存储罐上均开设有排气口。
[0010]在上述的一种液氮制备系统中，所述第二进气管上的电磁阀数量为，并通过第三连接管和第四连接管隔开，且三个所述电磁阀的一侧均设置有止回阀。
[0011]在上述的一种液氮制备系统中，所述第一进气管上安装有止回阀。
[0012]在上述的一种液氮制备系统中，所述第三连接管位于高压增压泵和低压增压泵之间，所述低压增压泵位于第四连接管和第五连接管之间。
[0013]一种基于上述液氮制备系统的液氮制备方法，包括以下步骤：S1、启动中央控制系统，氮气瓶向绝热罐中添加氮气，自复叠式超低温机组通过换热对氮气进行制冷，制冷温度低于
‑
155℃，使高压氮气制冷成液氮；S2、步骤S1中的液氮通过绝热管进入液氮制冷器中，制冷得到
‑
180℃～
‑
196℃的液氮；S3、步骤S2中的液氮气化后排至第二存储罐中，并通过低压增压泵增压至0.8
±
0.2MPa，随后排至第一存储罐中，并通过高压增压泵增压至4MPa以上，第一存储罐中存储于绝热管中，再次与自复叠式超低温机组换热，达到氮气的周期循环。
[0014]与现有的技术相比，一种液氮制备系统及其制备方法的优点在于：1、本专利技术无需制氮机，同时无需采用GM或脉冲等高价值制冷机组，大幅度降低了成本，并通过氮循环增压系统与绝热罐、自复叠式超低温机组和中央控制系统的配合，实现了氮气
‑
液氮
‑
氮气
‑
液氮的循环使用，提高了氮的利用率；2、本专利技术在运行过程中采用市场上购买的氮气代替压缩控制制备氮气，降低了设备成本，且氮气不仅获取方便，还由于氮气可循环使用，只需不时补充即可，进一步的降低成本，提高经济效益；3、本专利技术中高、低压增压泵均采用无油式增压泵，杜绝氮气系统因油类污染制取的液氮。
附图说明
[0015]图1是本专利技术提供的一种液氮制备系统及其制备方法的制冷原理图；图2是本专利技术提供的一种液氮制备系统及其制备方法的系统结构示意图。
[0016]图中：1、自复叠式超低温机组；2、绝热罐；3、液氮制冷器；4、第一储存罐；5、第二储存罐；6、氮气瓶；7、第一连接管；8、第二连接管；9、绝热管；10、第一进气管；11、调压阀；12、第二进气管；13、第三连接管；14、第四连接管；15、第五连接管；16、高压增压泵；17、低压增压泵；18、电磁阀；19、手阀；20、压力仪；21、安全阀；22、液位仪；23、温度仪；24、排气口；25、止回阀；26、中央控制系统；27、氮循环增压系统。
具体实施方式
[0017]以下实施例仅处于说明性目的，而不是想要限制本专利技术的范围。
[0018]如图1
‑
2所示，一种液氮制备系统，包括自复叠式超低温机组1、绝热罐2、氮循环增压系统27和中央控制系统26，中央控制系统26为中央控制器，与自复叠式超低温机组1、绝热罐2、单循环增压系统的控制端电性相连，绝热罐2内设置有制冷盘管，且制冷盘管的进出
口分别连接有第一连接管7和第二连接管8，第一连接管7和第二连接管8分别与自复叠式超低温机组1的进出口相连，绝热罐2和液氮制冷器3上安装有温度仪23，且温度仪23与中央控制系统26电性相连，温度仪23用于监测氮循环中的制冷温度；氮循环增压系统27包括液氮制冷器3、第一储存罐4、第二储存罐5、氮气瓶6、绝热管9、第一进气管10、调压阀11、第二进气管12、第三连接管13、第四连接管14、第五连接管15，液氮制冷器3的一端通过绝热管9与绝热罐2的出口相连，另一端通过第三连接管13与第二进气管12相连通，第一进气管10连接绝热罐2和氮气瓶6，调压阀11安装在第一进气管10上，第二进气管12的两端与第一进气管10相连通，且位于调压阀11和绝热罐2之间，第三连接管13连接第二进气管12和第一存储罐4，第四连接管14连接第二进气管12和第二存储罐5，第二进气管12上安装有高压增压泵16和低压增压泵17，第三连接管13位于高压增压泵16和低压增压泵17之间，低压增压泵17位于第四连接管14和第五连接管15之间，高压增压泵16和低压增压泵17均为无油式增压泵，第一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液氮制备系统，包括自复叠式超低温机组（1）、绝热罐（2）、氮循环增压系统（27）和中央控制系统（26），其特征在于，所述中央控制系统（26）与自复叠式超低温机组（1）、绝热罐（2）、单循环增压系统的控制端电性相连，所述绝热罐（2）内设置有制冷盘管，且制冷盘管的进出口分别连接有第一连接管（7）和第二连接管（8），所述第一连接管（7）和第二连接管（8）分别与自复叠式超低温机组（1）的进出口相连；所述氮循环增压系统（27）包括液氮制冷器（3）、第一储存罐（4）、第二储存罐（5）、氮气瓶（6）、绝热管（9）、第一进气管（10）、调压阀（11）、第二进气管（12）、第三连接管（13）、第四连接管（14）、第五连接管（15），所述液氮制冷器（3）的一端通过绝热管（9）与绝热罐（2）的出口相连，另一端通过第三连接管（13）与第二进气管（12）相连通，所述第一进气管（10）连接绝热罐（2）和氮气瓶（6），调压阀（11）安装在第一进气管（10）上，所述第二进气管（12）的两端与第一进气管（10）相连通，且位于调压阀（11）和绝热罐（2）之间，所述第三连接管（13）连接第二进气管（12）和第一存储罐（4），所述第四连接管（14）连接第二进气管（12）和第二存储罐（5），所述第二进气管（12）连接上安装有高压增压泵（16）和低压增压泵（17）。2.根据权利要求1所述的一种液氮制备系统，其特征在于，所述第一连接管（7）、第一进气管（10）、第二进气管（12）、第三连接管（13）、第四连接管（14）、第五连接管（15）和绝热管（9）上均安装有电磁阀（18），且每个电磁阀（18）均与中央控制系统（26）电性相连。3.根据权利要求1所述的一种液氮制备系统，其特征在于，第一进气管（10）、第二进气管（12）、第三连接管（13）、第四连接管（14）、第五连接管（15）和高压增压泵（16）上均安装有手阀（19）。4.根据权利要求1所述的一种液氮制备系统，其特征在于，所述绝热罐（2）、第一储存罐（4）、第二储存罐（5）以及第一进气管（10）上均安装...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄国喜，吴光贵，
申请(专利权)人：苏州蒂珀克制冷科技有限公司，
类型：发明
国别省市：