本實(shí)用新型涉及液氮或液氬制冷技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及的是一種流量可控的液氮或液氬快速注入裝置。

背景技術(shù)：

目前，在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中，采用液氬或液氮對(duì)實(shí)際工藝進(jìn)行快速制冷已經(jīng)得到了大規(guī)模的使用，尤其體現(xiàn)在冶煉、澆鑄等行業(yè)。但在操作過程中，傳統(tǒng)的液罐或儲(chǔ)槽因自身結(jié)構(gòu)等原因達(dá)不到快速注入的目的，同時(shí)不能保證在高流速下對(duì)流量的精確控制。因此，有必要對(duì)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供了一種流量可控的液氮或液氬快速注入裝置，其可實(shí)現(xiàn)液氮或液氬的快速注入。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下：

一種流量可控的液氮或液氬快速注入裝置，包括用作壓力源的增壓系統(tǒng)，與該增壓系統(tǒng)連接、用于儲(chǔ)存液氮或液氬的壓力容器，與該壓力容器連接的真空閥箱，與該真空閥箱連接的低溫流量計(jì)，通過真空伸縮管道與該低溫流量計(jì)連接的液體進(jìn)出系統(tǒng)，以及同時(shí)與真空閥箱和液體進(jìn)出系統(tǒng)連接的PID控制器。

具體地說，所述增壓系統(tǒng)包括杜瓦瓶，以及通過管道同時(shí)與該杜瓦瓶和壓力容器連接的汽化器。

具體地說，所述真空閥箱包括箱體，同時(shí)與壓力容器和低溫流量計(jì)連接的主路管道，與該主路管道連接的支路管道，設(shè)置在主路管道上、且往低溫流量計(jì)方向依次排列的第一截止閥、第一排空保護(hù)裝置、第一壓力表、氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥、第二排空保護(hù)裝置和第一緊急切斷閥，以及設(shè)置在支路管道上、且往低溫流量計(jì)方向依次排列的第二截止閥和壓力調(diào)節(jié)閥；所述壓力調(diào)節(jié)閥與氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥呈并聯(lián)關(guān)系，且所述PID控制器同時(shí)與氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥和第一緊急切斷閥連接。

進(jìn)一步地，所述第一排空保護(hù)裝置和第二排空保護(hù)裝置均由一與主路管道連接的第一安全閥和一截止閥組成。

再進(jìn)一步地，所述主路管道上、且位于第一緊急切斷閥和低溫流量計(jì)之間還設(shè)有用于防止液體回流的第六截止閥。

更進(jìn)一步地，所述液體進(jìn)出系統(tǒng)包括與真空伸縮管道連接的進(jìn)液管道，與該進(jìn)液管道連接的真空腔，與該真空腔連接、且其上設(shè)有第二緊急切斷閥的出液管道，以及設(shè)置在進(jìn)液管道上、且往真空腔方向依次排列的第二壓力表、第二安全閥、溫度傳感器、第七截止閥和第三壓力表；所述進(jìn)液管道與出液管道通過支管連接，且該支管上還設(shè)有第十一截止閥；所述PID控制器與第二緊急切斷閥連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果：

本實(shí)用新型通過增壓系統(tǒng)、壓力容器、真空閥箱、低溫流量計(jì)、PID控制器和液體進(jìn)出系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，利用各個(gè)部分之間的聯(lián)動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)液氮(液氬)120L/min的注入流速，并能夠?qū)θ我饬髁窟M(jìn)行準(zhǔn)確的控制，因而極大地提高了生產(chǎn)效率。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)合理、設(shè)計(jì)巧妙、使用方便、安全性高，具有很高的實(shí)用價(jià)值和推廣價(jià)值。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，附圖標(biāo)記對(duì)應(yīng)的名稱為：

1-杜瓦瓶，2-汽化器，3-壓力容器，4-箱體，5-第一截止閥，6-第二截止閥，7-第一安全閥，8-截止閥，9-第一壓力表，10-氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥，11-壓力調(diào)節(jié)閥，12-第一緊急切斷閥，13-第六截止閥，14-低溫流量計(jì)，15-真空伸縮管道，16-第二壓力表，17-第二安全閥，18-溫度傳感器，19-第七截止閥，20-第十一截止閥，21-第三壓力表，22-第二緊急切斷閥，23-真空腔。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖說明和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，本實(shí)用新型的方式包括但不僅限于以下實(shí)施例。

如圖1所示，本實(shí)用新型提供了一種流量可控的液氮或液氬快速注入裝置，其包括增壓系統(tǒng)、壓力容器3、真空閥箱、低溫流量計(jì)14、真空伸縮管道15、PID控制器(附圖未畫出)和液體進(jìn)出系統(tǒng)。

所述增壓系統(tǒng)作為整個(gè)裝置的壓力源，其包括杜瓦瓶1，以及通過管道同時(shí)與該杜瓦瓶1和壓力容器3連接的汽化器2。所述壓力容器3用于儲(chǔ)存液氮或液氬。

所述真空閥箱是本實(shí)用新型的主要操作系統(tǒng)，其包括箱體4，同時(shí)與壓力容器3和低溫流量計(jì)14連接的主路管道，與該主路管道連接的支路管道，設(shè)置在主路管道上、且往低溫流量計(jì)14方向依次排列的第一截止閥5、第一排空保護(hù)裝置、第一壓力表9、氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥10、第二排空保護(hù)裝置、第一緊急切斷閥12和用于防止液體回流的第六截止閥13，以及設(shè)置在支路管道上、且往低溫流量計(jì)14方向依次排列的第二截止閥6和壓力調(diào)節(jié)閥11。在真空閥箱中，所述壓力調(diào)節(jié)閥11與氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥10呈并聯(lián)關(guān)系，且所述PID控制器同時(shí)與氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥10和第一緊急切斷閥12連接。

進(jìn)一步地說，所述第一排空保護(hù)裝置和第二排空保護(hù)裝置作為前后兩段管道的排空保護(hù)裝置，兩者均由一與主路管道連接的第一安全閥7和一截止閥8組成。

所述低溫流量計(jì)14用于對(duì)管道中液體流速的瞬時(shí)值、總值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。所述的液體進(jìn)出系統(tǒng)則包括與真空伸縮管道15連接的進(jìn)液管道，與該進(jìn)液管道連接的真空腔23，與該真空腔23連接、且其上設(shè)有第二緊急切斷閥22的出液管道，以及設(shè)置在進(jìn)液管道上、且往真空腔方向依次排列的第二壓力表16、第二安全閥17、溫度傳感器18、第七截止閥19和第三壓力表21。所述進(jìn)液管道與出液管道通過支管連接，且該支管上還設(shè)有第十一截止閥20；所述PID控制器與第二緊急切斷閥22連接。

本實(shí)用新型的工作過程主要分為三大步，分別如下：

(1)系統(tǒng)粗調(diào)試時(shí)采用手動(dòng)模式，關(guān)閉第二截止閥6、氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥10、第十一截止閥20，并按順序開啟第一截止閥5、第一緊急切斷閥12、第七截止閥19、第二切斷閥22，然后手動(dòng)調(diào)節(jié)壓力調(diào)節(jié)閥11的開啟度，監(jiān)控壓力第三壓力表21，并記錄低溫流量計(jì)14的運(yùn)行數(shù)據(jù)。

(2)預(yù)冷。在每次啟動(dòng)系統(tǒng)前讀取溫度傳感器18的數(shù)據(jù)，確定是否在設(shè)定范圍內(nèi)，若沒有，則對(duì)管道進(jìn)行預(yù)冷降溫，以使其溫度值達(dá)到設(shè)定值。

預(yù)冷時(shí)應(yīng)按照順序開啟第一截止閥5、氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥10、第一緊急切斷閥12、第十一截止閥20，關(guān)閉第七截止閥19、第二緊急切斷閥22，然后在預(yù)冷過程中利用低溫流量計(jì)14對(duì)通過的介質(zhì)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，預(yù)冷完成后關(guān)閉第十一截止閥20，低溫流量計(jì)14自動(dòng)歸零，然后PID控制器控制氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥10自動(dòng)全開。

(3)啟動(dòng)注入流程前輸入需要的流量和通過時(shí)間，啟動(dòng)時(shí)開啟第二緊急切斷閥22，然后開啟第七截止閥19開始降溫，在降溫過程中低溫流量計(jì)14會(huì)對(duì)流過的液體進(jìn)行采樣，此時(shí)通過PID控制器調(diào)整氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥10閥門的開啟度，即可實(shí)現(xiàn)氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥10和低溫流量計(jì)14的閉環(huán)控制。

而在降溫過程中，如果真空腔23出現(xiàn)壓力超過設(shè)定壓力的情況，則PID控制器會(huì)控制第一緊急切斷閥5關(guān)閉，待壓力降到設(shè)定壓力以下時(shí)第一緊急切斷閥5自動(dòng)打開繼續(xù)降溫，直到完成設(shè)定流量。降溫完成以后關(guān)閉氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥10、第七截止閥19，然后打開第十一截止閥20。

上述實(shí)施例僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式之一，不應(yīng)當(dāng)用于限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡在本實(shí)用新型的主體設(shè)計(jì)思想和精神上作出的毫無實(shí)質(zhì)意義的改動(dòng)或潤色，其所解決的技術(shù)問題仍然與本實(shí)用新型一致的，均應(yīng)當(dāng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。