发明名称 负压液氮过冷器装置及其降低液氮温度的方法
摘要 本发明提出一种负压液氮过冷器装置及其降低液氮温度的方法,应用在发动机真空科学技术领域。该装置包括液氮输送系统、过冷器系统、负压抽气系统和排放系统,液氮输送系统为过冷器系统提供液氮,负压抽气系统配有空温式汽化器,为过冷器降压,排放系统排放气氮,过冷器系统中通过远程手动调节气动调节阀使过冷器中液氮液位恒定。该方法先为液氮容器加注液氮并调压,再为过冷器加注液氮并保持过冷器内的液氮液位恒定,然后启动负压抽气系统,通过换热器为液氮降温,最后回收液氮及排放残液。本发明克服了常压液氮过冷器仅能提供最低温度77K液氮的缺点,能进一步降低热沉温度,实现热沉温度在70~77K问可调,设备简单、效果好且成本低。
申请公布号 CN102393107B 申请公布日期 2013.07.03
申请号 CN201110235123.X 申请日期 2011.08.16
申请人 北京航空航天大学 发明人 凌桂龙;蔡国飙
分类号 F25B40/02(2006.01)I 主分类号 F25B40/02(2006.01)I
代理机构 北京永创新实专利事务所 11121 代理人 周长琪
主权项 一种负压液氮过冷器装置,其特征在于,所述装置包括液氮输送系统(100)、过冷器系统(200)、负压抽气系统(300)以及排放系统(400),过冷器系统(200)中包含有气动调节阀(203)、第二液位计(207)和过冷器(216),过冷器(216)又包含过冷器容器主体(217)和换热器(218);液氮输送系统(100)通过气动调节阀(203)将液氮输入过冷器容器主体(217)中,通过设置在过冷器容器主体(217)顶部的第二液位计(207)的测量值大小来远程手动调节气动调节阀(203)的开度,保持过冷器容器主体(217)内的液氮液位的恒定,且液氮液位高于换热器(218);过冷器系统(200)将流经热沉的液氮通入换热器(218),并将通过换热器(218)的液氮输送入热沉入口;负压抽气系统(300)为过冷器容器主体(217)降压,使得过冷器容器主体(217)内部的蒸汽压为0.03859~0.1Mpa;排放系统(400)用于排放液氮气化产生的氮气;所述的负压抽气系统(300)包括第六手阀(302)、第七手阀(308)、第三安全阀(301)、第四安全阀(306)、汽化器入口温度计(303)、第二汽化器(304)、汽化器出口温度计(305)以及真空泵(307),第二汽化器(304)的输入端通过管路依次连接有汽化器入口温度计(303)、第六手阀(302)以及第三安全阀(301),并连接至过冷器容器主体(217)的顶部与排放系统(400)的入口管路,第二汽化器(304)的输出端通过管路依次连接汽化器出口温度计(305)和第四安全阀(306),并连接至真空泵(307)的输入端,真空泵(307)的输出端通过管路连接第七手阀(308)连接至大气;所述的真空泵(307)用于将过冷器容器主体(217)内的液氮汽化后的氮气抽走,并设置真空泵(307)单位时间所抽的氮气量大于过冷器容器主体(217)内单位时间的液氮汽化的量;所述的液氮输送系统(100)包括:测满阀(101)、进液阀(102)、出液阀(103)、第一手阀(104)、电磁阀(105)、第二手阀(106)、第三手阀(107)、第一汽化器(108)、第一现场压力表(109)、第一远程压力表(110)、第一液位计(111)、第一残液排放阀(112)、第一安全阀(113)、过冷器容器进液阀(114)、第二安全阀(115)、过滤器(116)和液氮容器(117);测满阀(101)连接在液氮容器(117)的顶部,进液阀(102)连接在液氮容器(117)的底部,出液阀(103)的一端连接在液氮容器(117)的底部,另一端安装有三通管路,该三通管路的一端顺次通过第一安全阀(113)、过冷器容器进液阀(114)、第二安全阀(115)、过滤器(116)与过冷器系统(200)连接,该三通管路的另一端连接至第一残液排放阀(112),第一残液排放阀(112)安装在液氮输送系统(100)的管路最低位置处;第一手阀(104)的左端与第三手阀(107)的左端通过三通管路连接至液氮容器(117)的底部,第一手阀(104)的右端顺次连接电磁阀(105)与第二手阀(106)的左端,第二手阀(106)的右端与第三手阀(107)的右端通过三通管路连接至第一汽化器(108)的入口处,第一汽化器(108)出口通过管路连接至液氮容器(117)的顶部;第一手阀(104)与第二手阀(106)常开,第三手阀(107)常闭,当电磁阀(105)损坏时,第一手阀(104)与第二手阀(106)关闭,第三手阀(107)打开;第一现场压力表(109)和第一远程压力表(110)连接在液氮容器(117)的顶部,用于测量液氮容器(117)的容 器压力,通过压力的测量来控制电磁阀(105)或第三手阀(107)的开度大小;第一液位计(111)连接在液氮容器(117)的顶部,用于测量液氮容器(117)的液氮液位高低,当液氮液位过低时,及时加注;所述的过冷器系统(200)还包括:换热器入口阀(201)、过冷器进口温度计(202)、第四手阀(204)、第二现场压力表(205)、第二远程压力表(206)、第五手阀(208)、第三现场压力表(209)、第三远程压力表(210)、液氮回收阀(211)、放气阀(212)、过冷器出口温度计(213)、换热器出口阀(214)和第二残液排放阀(215);换热器入口阀(201)左端连接接入流经热沉的液氮的管路,右端通过管路连接过冷器进口温度计(202)连接至换热器(218)的入口端,换热器(218)的出口端通过管道连接有过冷器出口温度计(213)并连接换热器出口阀(214)的左端,换热器出口阀(214)的右端连接将液氮输入热沉的管路;气动调节阀(203)左端通过管路与液氮输送系统(100)连接,右端通过管路连接至过冷器容器主体(217)的顶部;第二现场压力表(205)和第二远程压力表(206)通过第四手阀(204)连接至换热器(218)的入口,第三现场压力表(209)和第三远程压力表(210)通过第五手阀(208)连接至过冷器容器主体(217)的顶部;液氮回收阀(211)的左端和第二残液排放阀(215)的一端通过三通管路连接在过冷器容器主体(217)的底部,放气阀(212)的左端与液氮回收阀(211)的右端通过三通管路连接至排放系统(400),放气阀(212)的右端通过管路连接换热器出口阀(214)的左端,放气阀(212)的位置高于换热器出口阀(214);所述的排放系统(400)包括第八手阀(401)、气动截止阀(402)和第五安全阀(403);所述的气动截止阀(402)安装在所述的负压液氮过冷器装置的最高点处,所述的第八手阀(401)的左端与负压抽气系统(300)的第六手阀(302)通过三通管路连接至过冷器容器主体(217)的顶部,第八手阀(401)的右端通过管路连接着气动截止阀(402)的下端,气动截止阀(402)的上端连接大气,第八手阀(401)的右端还通过管路连接液氮输送系统(100)的液氮容器(117)的顶部,以及过冷器系统(200)的放气阀(212)的左端与液氮回收阀(211)的右端;所述装置的所有管路都采用聚氨酯发泡。
地址 100191 北京市海淀区学院路37号
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