一种高效自增压计量液氮泵的制作方法

本发明涉及一种自增压的液氮泵，尤其是一种适用于具有液氮高效出流功能的分离式自增压计量液氮泵。

背景技术：

传统的液氮泵采用出流管和增压管的同心管结构，在进气过程中，常温空气从内管或外管流入，低温液氮由外管或内管流出，空气和液氮之间发生强烈的换热过程，一方面，造成常温空气被液氮冷却，温度降低，抑制了常温空气进入液氮罐内剧烈换热产生氮气的过程，并使罐内压力升高变慢，影响出流速度。另一方面，造成低温液氮被常温空气加热汽化，使出流管中的氮气成分增加，达不到实验装置对液氮组分的要求。

技术实现要素：

技术问题：本发明的目的是要克服现有技术中的不足处，提供一种结构简单、安全、快捷、高效、能防止出流管液氮汽化以及罐内增压过慢的高效自增压计量液氮泵。

技术方案：本发明的高效自增压计量液氮泵，包括密封头、并行插装在密封头上的出流管和与增压泵相连的增压管，增压管的底部设有与PC相连的数据采集器，所述的出流管外设有5mm厚的保温层，以防止与空气及增压管之间的换热，保证液氮从出流管内稳定流出；出流管上依次设有安全阀和逆止阀，所述的增压管上设有流量计，通过流量计调节空气流量，进而调节出流管中液氮的流速，通过数据采集装置将采集的总质量数据送至PC，经软件简单数据处理显示出流管中液氮的质量流速，并配合流量计调节液氮实现匀速出流。

所述的密封头与封堵密封容器之间设有多个密封圈。

所述增压管的外径为6mm，壁厚为1mm。

所述的增压管的底端高于液氮出流管10～15厘米。

所述的出流管外径为10mm，壁厚为1mm。

所述的数据采集器为大量程高精度采集器，其量程为100kg，精度为2g。

有益效果：由于采用了上述技术方案，本发明分离式进出流设计有效防止了增压管中的常温空气和出流管中的低温液氮之间的换热，保证了增压管中的空气温度恒定，确保空气进入液氮罐后产生剧烈沸腾换热现象，同时，防止了出流管中液氮过度汽化，实现了液氮的安全稳定出流。由机械式增压泵提供压力，通过流量计调节流量。出流装置设有安全阀和逆止阀，保证出流管路的稳定安全运行。通过将常温空气泵入液氮罐内部，致使液氮汽化增压，可将液氮罐底部液氮压出容器，并通过数据采集装置监测流速，进而以流量计控制液氮出流速度。本发明的出流和自增压分开设置并进行隔热处理，避免了传统液氮泵中，因二者的同心管结构而导致空气与出流液氮之间剧烈换热，可防止液氮在出流管中的过度汽化，从而大大提高了液氮出流质量和速率。其结构简单，操作方便，使用效果好，与现有技术相比的优点如下：

1.实现了出流管中的低温液氮与常温空气的绝热，保证液氮的出流质量；

2.确保增压管中的常温空气不被低温液氮冷却，进入液氮罐后与液氮发生剧烈沸腾换热，进而保证了增压速度；

3.通过数据采集装置和PC软件可监测液氮出流速度；

4.通过流量计可调节液氮出流速度，保证出流的稳定性；

5.各种阀的配合可确保液氮在出流过程中的安全输送。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中：1-密封头，2-出流管，3-安全阀，4-逆止阀，5-流量计，6-增压管，7-密封圈，8-数据采集器。

具体实施方式

下面结合附图中的实施例对本发明作进一步的描述：

本发明的高效自增压计量液氮泵，主要由密封头1、出流管2、增压管6和数据采集装置8构成，密封头1、并行插装在密封头1上的出流管2和与增压泵相连的增压管6，增压管6的底部设有与PC相连的数据采集器8，所述的增压管6的底端高于液氮出流管10～15厘米。所述的出流管2外设有5mm厚的保温层，以防止与空气及增压管之间的换热，保证液氮从出流管2内稳定流出；所述的出流管2外径为10mm，壁厚为1mm。所述的密封头1与封堵密封容器之间设有多个密封圈7。出流管2上依次设有安全阀3和逆止阀4，所述的逆止阀4可防止液氮倒流。安全阀3控制出流管2内的压力不超过额定值，以防止压力过高，造成设备损坏和威胁人身安全。所述的增压管6上设有流量计5，增压管6的外径为6mm，壁厚为1mm。通过流量计5调节空气流量，进而调节出流管中液氮的流速，通过数据采集器8将总质量数据送至PC，经软件数据处理显示出流管中液氮的质量流速，通过和流量计的配合可控制液氮出流的质量流量。所述的数据采集器8为大量程高精度采集器，其量程为到100kg，精度为2g。

工作原理：增压泵将空气泵入增压管6，空气经流量计5进入液氮罐中，空气的流量显示在流量计5上，并可通过调节流量计5控制进气的流量，来达到液氮出流管2稳定出流的目的。进入液氮罐中的常温空气遇到罐内的低温液氮发生剧烈换热，液氮吸热迅速汽化成氮气，体积膨胀，使液氮罐内的压力增高，同时，泵入的空气也起到一定的增压作用。增压管6底端与出流管2底端分别布置于不同的平面高度，这是防止液氮沸腾对液氮进入出流管2造成扰动。因而液氮在内外界压差作用下顺利进入出流管2，流入实验设备或仪器。出流管2外包保温层，进行绝热处理，防止出流管内的液氮与外界之间换热。出流管2中液氮的流速可由增压管6上的流量计5和数据采集装置8间接控制，保证液氮稳定出流。