一种新型的液氮汽化柜的制作方法

1.本实用新型属于液氮汽化技术领域，特别涉及一种新型的液氮汽化柜。


背景技术：

2.通常存储备用的氮是温度为-196℃的液态氮，需要经过汽化后，才能成为可利用的气态氮。液态氮的汽化在液氮汽化柜中进行。普通液氮汽化柜也可调节温度，但其氮气温度调节精度不够、氮气温度调节范围较小，且普通液氮汽化柜对环境温度影响较大。
3.因而，本实用新型的目的是提供一种液氮汽化柜，满足卫星环境试验室内高精度、宽温域的氮气源供应需求，既可以保证氮气温度调节精度(
±
1℃)和温度调节范围(低温可达-120℃～+150℃)，又不对环境造成负面影响，或可施加正面影响。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术中的不足，本发明人进行了锐意研究，提供了一种新型的液氮汽化柜，具有进风口、双通道出风口、控制汽化效率的变频加热器和温控系统，通过对可开闭风扇进风量及变频加热器功率的控制，在任何环境温度下，该液氮汽化柜均能正常生产所需温度的氮气，控温精度和工作效率大幅度提高；通过温控系统和反馈机制调控常规出风口处温度，液氮汽化柜可不对环境温度产生影响；通过液氮柜空调出风口的低温控制可实施室温调节，提高冷量利用率，利于实现节能减排，从而完成本实用新型。
5.本实用新型提供的技术方案如下：
6.一种新型的液氮汽化柜，包括液氮入口管道1、可开闭风扇2、液氮柜壳体4、氮气出口管道9、常规出风口10、液氮柜常规出风口阀11、变频加热器13、液氮汽化器14和温控系统，其中，
7.所述液氮入口管道1用于将液氮输入液氮汽化器14，液氮在液氮汽化器14 中汽化后，由氮气出口管道9排出；氮气出口管道9内部设有至少一个氮气出口温度测点8，用于定位安装至少一个温度传感器i，通过温度传感器i确定氮气的出口温度；
8.所述液氮柜壳体4为箱体结构，液氮入口侧安装风扇2，用于强制通风；液氮柜壳体4的内部靠近液氮入口侧设有至少一个液氮柜内温度测点3，用于定位安装至少一个温度传感器ii，通过温度传感器ii确定液氮柜内液氮入口侧温度；液氮柜壳体4的内部安装变频加热器13和液氮汽化器14，为液氮汽化换热的场所；液氮出口侧安装常规出风口10，通过液氮柜常规出风口阀11控制出风流量；
9.所述氮气出口温度测点8处安装的温度传感器i将温度信号反馈给温控系统，液氮柜内温度测点3处安装的温度传感器ii将温度信号反馈给温控系统，可开闭风扇2将进风流量信号反馈给温控系统，温控系统根据液氮出口目标温度、液氮流量、温度传感器i和温度传感器ii反馈的温度信号、以及可开闭风扇2反馈的进风流量信号确定变频加热器13的功率，将其功率调整到所需的功率，实施氮气出口温度的调节。
10.进一步地，所述可开闭风扇2的外侧安装百叶窗15，用于配合风扇2调节进风量。
11.进一步地，所述液氮汽化器14为翅片换热管。
12.进一步地，所述液氮柜壳体4的内壁或外壁上铺设有隔热层。
13.进一步地，所述常规出风口10的内部设有至少一个液氮柜常规出风口温度测点12，用于定位安装至少一个温度传感器iii，通过温度传感器iii确定常规出风口处的出风温度，并将温度反馈至温控系统。
14.进一步地，所述液氮出口侧还安装有液氮柜空调出风口7，液氮柜空调出风口7连接空调系统入风口，通过液氮柜空调出风口阀6控制出风流量。
15.进一步地，所述空调出风口7的内部设有至少一个液氮柜空调出风口温度测点5，用于定位至少一个温度传感器iv，通过温度传感器iv确定空调出风口7处的出风温度。
16.根据本实用新型提供的一种新型的液氮汽化柜，具有以下有益效果：
17.(1)本实用新型提供的一种新型的液氮汽化柜，通过设置变频加热器、温度传感器和温控系统，利用反馈机制，通过温控系统控制变频加热器的功率，可以在任何外界环境条件下制备所需温度的氮气，控温精度和工作效率大幅度提高；
18.(2)本实用新型提供的一种新型的液氮汽化柜，通过设置常规出风口和液氮柜空调出风口，排风方式具有选择性，由通过温控系统的控制，常规出风口的排风不会对室温产生影响，同时液氮柜空调出风口开启时，可以将换热后冷气以有效能源的形式传输给外部空调系统，提高冷量利用率，利于实现节能减排；
19.(3)本实用新型提供的一种新型的液氮汽化柜，通过液氮柜壳体的内壁或外壁上铺设隔热层，采用极小的成本即可降低外界环境对液氮汽化柜工作性能的影响。
附图说明
20.图1是本发明一种优选实施方式中液氮汽化柜的结构简图；
21.图2是本发明一种优选实施方式中液氮汽化柜的整体结构示意图。
22.附图标号说明
23.1-液氮入口管道；2-风扇；3-液氮柜内温度测点；4-液氮柜壳体；5-液氮柜空调出风口温度测点；6-液氮柜空调出风口阀；7-液氮柜空调出风口；8-氮气出口温度测点；9-氮气出口管道；10-常规出风口；11-液氮柜常规出风口阀；12
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液氮柜常规出风口温度测点；13-变频加热器；14-液氮汽化器；15-百叶窗。
具体实施方式
24.下面通过对本实用新型进行详细说明，本实用新型的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。
25.在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
26.本实用新型提供了一种新型的液氮汽化柜，如图1和图2所示，包括液氮入口管道1、可开闭风扇2、液氮柜壳体4、氮气出口管道9、常规出风口10、液氮柜常规出风口阀11、变频加热器13、液氮汽化器14和温控系统，其中，
27.所述液氮入口管道1用于将液氮输入液氮汽化器14，液氮在液氮汽化器14 中汽化
后，由氮气出口管道9排出；氮气出口管道9内部设有至少一个氮气出口温度测点8，用于定位安装至少一个温度传感器i，通过温度传感器i确定氮气的出口温度；
28.所述液氮柜壳体4为箱体结构，液氮入口侧安装风扇2，用于强制通风；液氮柜壳体4的内部靠近液氮入口侧设有至少一个液氮柜内温度测点3，用于定位安装至少一个温度传感器ii，通过温度传感器ii确定液氮柜内液氮入口侧温度；
29.液氮柜壳体4的内部安装变频加热器13和液氮汽化器14，为液氮汽化换热的场所；液氮出口侧安装常规出风口10，通过液氮柜常规出风口阀11控制出风流量；
30.所述氮气出口温度测点8处安装的温度传感器i将温度信号反馈给温控系统，液氮柜内温度测点3处安装的温度传感器ii将温度信号反馈给温控系统，可开闭风扇2将进风流量信号反馈给温控系统，温控系统根据液氮出口目标温度、液氮流量、温度传感器i和温度传感器ii反馈的温度信号、以及可开闭风扇2反馈的进风流量信号确定变频加热器13的功率，将其功率调整到所需的功率，进而达到调节氮气出口温度的目的。
31.在本实用新型中，所述可开闭风扇2的外侧安装百叶窗15，用于配合风扇 2调节进风量。在温度适宜时将折叠门打开，使液氮汽化器14与环境空气热交换使液氮气化；温度偏高时将百叶窗15半关闭或关闭，使液氮汽化器14与液氮柜壳体4内偏冷空气热交换，使液氮汽化；温度偏低时，使液氮汽化器14 与变频加热器13空气热交换使液氮气化。
32.进一步地，所述液氮汽化器14为翅片换热管。
33.在本实用新型中，所述液氮柜壳体4内壁或外壁上铺设有隔热层，如聚氨酯隔热层，用于降低外界环境对内部液氮汽化的影响，提高控温精度和工作效率。
34.本实用新型通过温控系统、氮气流量反馈、各点温度反馈、进风流量反馈以及隔热层，具有在任何环境温度变化情况下，都能正常生产设定温度氮气的能力，与传统的空温式气化器方法相比，其控温精度和工作效率大幅度提高。本发明人发现，液氮汽化柜根据需要可以安装在室内或室外，室外条件下对出风温度要求不高，但是若液氮汽化柜安装在室内，出风温度过高或过低均会使人体产生不适感受。本实用新型中温控系统及反馈机制能够有效解决该问题，所述常规出风口10的内部设有至少一个液氮柜常规出风口温度测点12，用于定位安装至少一个温度传感器iii，通过温度传感器iii确定常规出风口处的出风温度，并将温度反馈至温控系统。采用常规出风口10出风时，温控系统确定变频加热器13的功率，并通过液氮柜壳体4入口处的可开闭风扇2和液氮柜空调出风口阀11配合，在氮气温度满足要求的情况下，空调出风口10出口温度与环境温度适宜，不会影响室温，液氮柜壳体空调出风口温度测点12随时监测出风口温度，防止液氮汽化柜影响室温。
35.本发明人还发明，由于液氮汽化导致液氮柜壳体4中的温度偏低，大量冷源被释放而无法合理利用，为此，本发明人进行研究，在液氮出口侧安装液氮柜空调出风口7，液氮柜空调出风口7连接空调系统入风口，通过液氮柜空调出风口阀6控制出风流量，以液氮柜作为冷源大大降低了空调系统的耗能量。夏季时，采用空调出风口7出风，调低变频加热器13功率，通过液氮柜壳体4 入口处的可开闭风扇2和液氮柜空调出风口阀6配合，在氮气温度满足要求的情况下，液氮柜空调出风口7的出口风温度较低，通过出口风低温控制可用于调节室温。
36.所述空调出风口7的内部设有至少一个液氮柜空调出风口温度测点5，用于定位至少一个温度传感器iv，通过温度传感器iv确定空调出风口7处的出风温度，该温度可以反馈
至温控系统，以达到温度调节可控的目的，防止液氮汽化柜影响室温。
37.以上结合具体实施方式和范例性实例对本实用新型进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本实用新型的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本实用新型精神和范围的情况下，可以对本实用新型技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本实用新型的范围内。本实用新型的保护范围以所附权利要求为准。
38.本实用新型说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。