专利名称：液氦供气杜瓦容器的制作方法
技术领域：
本实用新型为液氦供气杜瓦容器，它涉及一种液氦的储运和供气装置。
目前国内普遍采用金属杜瓦容器来储存和运输液氦等低温液体，在成都科技大学出版社1995年出版的《超导技术应用》一书27页中介绍了一种上述用途的杜瓦容器。它由不锈钢内胆、外壳以及相应阀门等附件构成，在内胆与外壳之间采用了多屏或多层的绝热方式，由于这种杜瓦容器的内胆与绝热屏仅靠内颈管悬挂固定在外壳上，所以容器不能倾斜，特别是不能承受横向冲击和运输颠簸，尤其不适应大容量液氦的储存和运输；且液氦杜瓦容器也不能满足对用户进行直接供气的需要。
本实用新型的目的是提供一种坚固的、能适用于大容量液氦储存、运输并能直接输出氦气的供气杜瓦容器。
本实用新型的目的是用以下措施来达到的所述内胆经悬挂件与外壳连接，该悬挂件可为多根沿内胆切向斜拉在外壳上的不锈钢丝，钢丝与内胆或外壳的连接处可设有微调机构。内胆或瓶颈中还置有加热器，所述的加热器为置于真空管内的受电热控制器控制的电热器，它与置于瓶口外的压力变送器和真空截止阀构成容器的加热系统。
该杜瓦容器上的控制阀门为置于瓶口外并联连接的取样阀、单向阀、供气阀、输液阀、输液排气阀、截止阀、安全阀、内胆防爆阀以及压力变送器和真空截止阀等。
由于采用了将内胆与氮屏用多根不锈钢丝斜拉悬挂在外壳上的固定方式，不但使得杜瓦的内固定牢固，还增加了固件的柔性，能克服长途运输中各种不利因素的影响，满足大容量液氦储运的需要，同时多根钢丝沿内胆的切向斜拉使得外壳与内胆间的热传导距离加大，因而增大了热阻，最大限度地减小了外壳通过悬挂件到内胆的传导热，液氮的日蒸发率减少到1％以下；加热系统采用内置式电加热的方法，使储运液氦的杜瓦容器可以高效、方便地直接向用户供气，因省去了液氦到氦气转换环节，减少了氦气受到污染的可能性，保证了供气质量，经测试供气纯度达到99.9995％。该杜瓦容器具有储运效率高、供气质量好、使用安全、操作方便的特点。
以下结合附图和实施例对本实用新型作详细说明。
图1为本实用新型基本结构剖面示意图。
图2为图1的A-A向剖面结构示意图。
图3为本实用新型控制流程示意图。
如图1和图2所示为采用双层圆筒结构的1000L卧式杜瓦容器，它主要由内胆3、内绝热层8、氮屏5、外绝热层7、外壳10、加热器11以及各种管道阀门所组成。内胆3和外壳10均采用不锈钢板制作，其绝热形式为真空多层绝热加液氮保护屏。多层绝热的材料采用双层喷铝涤纶薄膜与玻璃纤维，氮屏5与内胆3之间的内绝热层8为60-80层，氮屏5与外壳10之间的外绝热层7为15-20层。液氮保护屏5是一块由若干根液氮管9与紫铜板焊接所组成的液氮冷屏。采用液氮冷屏后，使热壁温度从300K降到77K，辐射热可减少到1/150-1/200。
为了减少悬挂件对低温区的热传导，内胆3通过多根不锈钢丝6沿切向斜拉在外壳10上，不锈钢丝6与外壳10或内胆3的连接处设有微调机构，可调节内胆3的位置；杜瓦瓶颈采用不锈钢管，其在绝热层一段的长度为800mm，一端焊接在内胆3上，为防止预冷时产生的收缩可能对结构产生的破坏，另一端通过液压波纹管12与外壳10焊接；瓶口14处还装有液氦输液管接口。
本容器采用电加热的增压方式，加热系统由电加热器11、压力变送器V12、真空管及高真空截止阀V8组成，为防止加热系统污染液氦，将由电热器、电热控制器组成的电加热器11置于一密封的、位于内胆3或瓶颈中的真空管内，并注入氦气，以保证加热时达到较好的传热效果。
为保证本杜瓦容器安全的工作，本装置设有内胆防爆阀门S3，以防止压力升高超过内胆承受力而破坏；还设有外壳防爆阀门S1，一旦外壳10与内胆3的夹层内液体接管破裂，液体泄漏入真空夹层内，导致夹层真空破坏，压力急剧升高，外壳防爆膜在较低压力下即可破裂，起到降压作用，确保工作人员和设备的安全。
如图3所示，该杜瓦容器的控制阀门有并联连接的取样阀V1、单向阀V2、供气阀V3、输液排气阀V4、输液阀V5、和截止阀V6、安全阀S2，上述阀门由相应的管线通过瓶颈与杜瓦容器内的相关部位连接，并且与液氮进液阀V11、排气阀V10、安全阀S4、压力变送器V12、高真空截止阀V8和加热控制系统接口V7等一起安装在瓶口14附近的仪表板上。
在外壳上开有与液氮保护屏相通的液氮进出口15以及真空抽口16；为便于运输，本容器还设有滚轮组件1、起吊钩2和铲车架17等。
为了便于大容积杜瓦容器的装配，本装置采用了一种鼠笼式的辅助支撑装置4，它包括略大于内胆外径的小支撑环和略小于外壳内径的大支撑环，用多根钢丝6沿小支撑环的切向斜拉在大支撑环上。装配时，将内胆3嵌入小支撑环中，包好多层绝热材料连同氮屏组件5一起用钢丝6吊挂在大支撑环上，再将整个鼠笼装入外壳10内，最后将鼠笼两端的大支撑环焊在外壳10内壁上完成总体装配。
权利要求1.一种液氦供气杜瓦容器，位于外壳和内胆间的液氮保护屏的两侧分别置有真空绝热层，连接内胆与外壳的瓶颈端口处置有阀门，外壳上设有安全阀、真空阀和与液氮保护屏相连通的液氮进出口，其特征在于内胆(3)经悬挂件与外壳(10)连接，内胆(3)及瓶颈中还置有加热器(11)。
2.根据权利要求1所述的容器，其特征在于悬挂件为多根沿内胆(3)切向斜拉在外壳(10)上的不锈钢丝(6)。
3.根据权利要求2所述的容器，其特征在于钢丝(6)与内胆(3)或外壳(10)的连接处设有微调机构。
4.根据权利要求1所述的容器，其特征在于所述的加热器(11)为置于真空管内的受电热控制器控制的电热器。
5.根据权利要求1所述的容器，其特征在于所述的阀门为并联连接的取样阀(V1)、单向阀(V2)、供气阀(V3)、输液排气阀(V4)、输液阀(V5)、和截止阀(V6)、安全阀(S2)、内胆防爆阀(S3)以及压力变送器(V12)和真空截止阀门(V8)。
6.根据权利要求4或5所述的容器，其特征在于所述的加热器(11)与压力变送器(V12)和真空截止阀门(V8)连接。
专利摘要本实用新型为液氦供气杜瓦容器,在内胆3与外壳10之间采用了多层绝热加液氮冷屏的绝热方式,内胆3用多根不锈钢丝6以切向斜拉的方式与外壳10连接,内胆3或瓶颈中还置有加热器11。本容器不但内固定坚实,绝热性能好,适宜大容积的液氦储运,而且还能直接向用户供气,具有储运效率高、供气质量好,操作简便、安全的特点。
文档编号F17C1/00GK2392069SQ9922941
公开日2000年8月16日 申请日期1999年9月15日 优先权日1999年9月15日
发明者郁杰, 王永诚, 毕延芳, 吴杰峰, 许学富, 刘霞, 文军 申请人:中国科学院等离子体物理研究所