一种将液氮转换成氮气的纯净稳定压力源装置的制作方法

本发明涉及液氮设备，更具体地说，涉及一种将液氮转换成氮气的纯净稳定压力源装置。

背景技术：

1、液氮通常被存储在特制的容器中，这些容器能够承受极低温度并保持液氮的液态，当需要将液氮转化为氮气时，就需要进行气化处理，气化过程是将液态氮加热至其沸点以上，使其转变为气态氮。气化处理操作，先通过液氮泵抽取容器内的液氮，并将液氮输送到气化区域，在气化区域内，液态氮通过加热装置（如加热器、热交换器等）进行加热，加热装置会将热量传递给液态氮，使其温度逐渐升高并达到沸点，一旦达到沸点，液态氮就会开始沸腾并转变为气态氮。

2、在液氮的气化过程中，现有技术中利用水的比热容大这一特性进行温度控制，看似是一个有效的方案，但实践中直接采用水浴加热液氮存在诸多问题和局限性，液氮在常压下的沸点非常低（-196℃），当直接使用水浴加热，由于水的温度远高于液氮的沸点，液氮会迅速吸收热量并剧烈气化，导致温度急剧上升，这种快速温度变化会在气化设备内部产生较大的热应力，可能损坏设备结构，缩短其使用寿命。另外，液氮中含有一些微量杂质，例如氧气、二氧化碳和其他杂质，在急剧升温的过程中，这些杂质可能因溶解度降低而被析出，以气态形式挥发出来，混入产生的氮气中，从而降低氮气的纯净度，这样难以满足需要高纯度氮气的领域。直接水浴加热还会导致液氮气化速率难以精确控制，进而造成产生的氮气压力波动较大，压力的不稳定会影响氮气的储存和输送效率。

3、鉴于此，针对上述存在的不足，本发明基于现有技术中的液氮气化装置进行了改进和优化，研制出一种将液氮转换成氮气的纯净稳定压力源装置。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种将液氮转换成氮气的纯净稳定压力源装置，可以实现通过多级升温操作有助于液氮更平稳、更高效地气化，在每个升温阶段，液氮都能逐渐吸收热量，从而避免在单一高温区域因急剧升温而产生的热应力，同时也避免了液氮在急剧升温的过程中杂质析出混入氮气，影响氮气纯净度的问题，这种平稳的气化过程可以提高设备的整体气化效率。

2、为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

3、一种将液氮转换成氮气的纯净稳定压力源装置，包括储存罐和气化室，所述气化室设置在储存罐的一侧；

4、第一隔水板，所述第一隔水板安装在气化室的内底壁；

5、第二隔水板，所述第二隔水板安装在气化室的内底壁，且第二隔水板的高度低于第一隔水板的高度，所述第二隔水板位于第一隔水板的右侧，所述第一隔水板与气化室内壁之间形成的空间为高温区，所述第一隔水板与第二隔水板之间形成的空间为中温区，所述第二隔水板与气化室内壁之间形成的空间为低温区；

6、气化管，所述气化管安装在气化室的内部，所述气化管为多组并排设置，所述气化管呈曲折设计，且气化管从右至左依次经过低温区、中温区、高温区，所述气化管右端进液口，气化管的左端为排液口；

7、汇气管，所述汇气管安装在气化管的排液口处，所述汇气管的内部与气化管的内部相互连通；

8、排气管，所述排气管固定安装在汇气管上，所述排气管的左端贯穿气化室并延伸至外部，所述排气管的内部与汇气管的内部相互连通。

9、进一步地，气压传感器，所述气压传感器安装在汇气管的内部，所述气压传感器用于检测汇气管内部的压强；

10、第一加热板，所述第一加热板安装在气化室的内底部，所述第一加热板位于气化室的高温区；

11、控制器，所述控制器安装在气化室的外侧面，所述控制器与气压传感器、第一加热板电性连接，设定气压传感器检测的预设气压阈值，若气压传感器检测到的气压值低于气压阈值，控制器控制第一加热板温度升高；若气压传感器检测到的气压值高于气压阈值，控制器控制第一加热板温度降低。

12、进一步地，水管，所述水管安装在气化室的外部，所述水管的一端与气化室内部的低温区连接，所述水管的另一端与气化室内部的高温区连接；

13、水泵，所述水泵安装在水管上，所述水泵通过水管从气化室的低温区抽水向高温区进行输送，所述水泵与控制器电性连接，若气压传感器检测到的气压值低于气压阈值，控制器控制水泵的抽水速度变慢；若气压传感器检测到的气压值高于气压阈值，控制器控制水泵的抽水速度变快。

14、进一步地，分液管，所述分液管设置在气化室的外部，所述气化管的右端贯穿气化室并与分液管连接，所述分液管的内部与气化管的内部相互连通；

15、输液管，所述输液管安装在分液管的右侧，所述输液管的右端与储存罐连接，所述分液管的内部与储存罐的内部通过输液管相互连通；

16、液氮泵，所述液氮泵安装在输液管上，所述液氮泵用于从储存罐内抽取液氮向分液管内进行输送，所述液氮泵与控制器电性连接，若气压传感器检测到的气压值低于气压阈值，控制器控制液氮泵的抽液速度变快；若气压传感器检测到的气压值高于气压阈值，控制器控制液氮泵的抽液速度变慢。

17、进一步地，第二加热板和第三加热板，所述第二加热板和第三加热板均安装在气化室的内底部，所述第二加热板位于中温区，所述第三加热板位于高温区，所述第二加热板和第三加热板与控制器电性连接，若气压传感器检测到的气压值低于气压阈值，控制器控制第二加热板和第三加热板升温；若气压传感器检测到的气压值高于气压阈值，控制器控制第二加热板和第三加热板降温。

18、进一步地，第一温度传感器、第二温度传感器及第三温度传感器，所述第一温度传感器、第二温度传感器及第三温度传感器均安装在气化室的内部，所述第一温度传感器用于检测高温区的温度，所述第二温度传感器用于检测中温区的温度，所述第三温度传感器用于检测低温区的温度，所述第一温度传感器、第二温度传感器及第三温度传感器与控制器电性连接。

19、进一步地，接水管，所述接水管安装在气化管的下端，所述接水管的内部与气化管的内部相互连通，所述气化管位于高温区；

20、第一位液传感器，所述第一位液传感器安装在接水管的内底部，所述第一位液传感器用于检测接水管内的液氮，所述第一位液传感器与控制器电性连接。

21、进一步地，第二位液传感器，所述第二位液传感器安装在储存罐的外部，所述第二位液传感器为多组设置，多组所述第二位液传感器自上而下均等设置，所述第二位液传感器与控制器电性连接。

22、进一步地，蜂鸣器，所述蜂鸣器安装在控制器的外部，所述蜂鸣器与控制器电性连接。

23、进一步地，所述气化室和储存罐的外表面均包裹有一层保温棉。

24、相比于现有技术，本发明的有益效果在于：

25、（1）本方案通过多级升温操作有助于液氮更平稳、更高效地气化，在每个升温阶段，液氮都能逐渐吸收热量，从而避免在单一高温区域因急剧升温而产生的热应力，同时也避免了液氮在急剧升温的过程中杂质析出混入氮气，影响氮气纯净度的问题，这种平稳的气化过程可以提高设备的整体气化效率，在每个升温阶段，液氮都能吸收并利用相应的热能，从而避免能量的浪费，减少能耗。

26、（2）本方案通过气压传感器实时对汇气管内的气压进行监控，能够及时发现气压的波动情况，从而确保系统运行的稳定性和安全性，在气压传感器检测到的气压发生变化未达到排放气压标准时，本装置能够迅速响应，通过调整高中低温区的水浴温度、水泵流速以及液氮泵流速，有效抑制气压的进一步波动，实现快速稳定气压，反应灵敏。

技术特征：

1.一种将液氮转换成氮气的纯净稳定压力源装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种将液氮转换成氮气的纯净稳定压力源装置，其特征在于，包括：

3.根据权利要求2所述的一种将液氮转换成氮气的纯净稳定压力源装置，其特征在于，包括：

4.根据权利要求3所述的一种将液氮转换成氮气的纯净稳定压力源装置，其特征在于，包括：

5.根据权利要求4所述的一种将液氮转换成氮气的纯净稳定压力源装置，其特征在于，包括：

6.根据权利要求5所述的一种将液氮转换成氮气的纯净稳定压力源装置，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的一种将液氮转换成氮气的纯净稳定压力源装置，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的一种将液氮转换成氮气的纯净稳定压力源装置，其特征在于，包括：

9.根据权利要求8所述的一种将液氮转换成氮气的纯净稳定压力源装置，其特征在于，包括：

10.根据权利要求9所述的一种将液氮转换成氮气的纯净稳定压力源装置，其特征在于：所述气化室（2）和储存罐（1）的外表面均包裹有一层保温棉。

技术总结
本发明公开了一种将液氮转换成氮气的纯净稳定压力源装置，属于液氮设备技术领域，包括储存罐和气化室，所述气化室设置在储存罐的一侧；第一隔水板，所述第一隔水板安装在气化室的内底壁；第二隔水板，所述第二隔水板安装在气化室的内底壁，且第二隔水板的高度低于第一隔水板的高度，所述第二隔水板位于第一隔水板的右侧。本发明可以实现通过多级升温操作有助于液氮更平稳、更高效地气化，在每个升温阶段，液氮都能逐渐吸收热量，从而避免在单一高温区域因急剧升温而产生的热应力，同时也避免了液氮在急剧升温的过程中杂质析出混入氮气，影响氮气纯净度的问题，这种平稳的气化过程可以提高设备的整体气化效率。

技术研发人员：胡华能
受保护的技术使用者：厦门纵能电子科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5