一种液氮储罐的制作方法

1.本发明属于压力容器技术领域，具体涉及一种消防灭火用的液氮储罐。


背景技术：

2.目前国内外消防灭火使用的灭火剂主要有水、泡沫、卤代烷系列以及高、低压二氧化碳等。使用现有灭火剂，对文秘档案、贵重物品有严重的污染和破坏，卤代烷系列灭火剂对大气臭氧层还具有破坏作用，在全球范围已经被限制淘汰，高、低压二氧化碳对大气温室效应有一定影响。利用液氮作为灭火剂，能在气化过程中吸收大量热量，使火燃迅速降温，达到快速灭火的效果，并且不会污染环境，对文秘档案、贵重物品起到保护作用。虽然公知氮气灭火效果最好，但由于液态氮气难以长期储存，非特殊应急场合很少应用。迄今为止，现有钢瓶均为单层结构，绝热性能差，长期储存，液态会出现严重泄漏，当火灾发生时，储罐性能往往达不到规定要求。


技术实现要素：

3.针对上述问题，本发明的目的是提供一种液氮储罐，可以将氮气压缩为-196℃的液态长期储存，不损耗、无泄漏，能有效地解决上述问题。
4.本发明的技术方案是：一种液氮储罐，由罐体、各种功能阀门及液氮蒸发器构成。
5.罐体为圆筒形，两端为拱形封头，通过精密焊接而成。罐体由特种耐低温钢板材料制成，包括罐壳、内胆、中间胆三层。罐壳与中间胆之间为绝热材料层，层间充填聚氨酯保温绝热材料，并做抽真空处理；内胆与中间胆之间为真空隔热层，并做抽真空处理，罐壳的外表面打磨抛光后用铝箔粉静电喷涂处理，起到反光保温作用。
6.在罐体上焊接有各种功能阀门出口，接有各种功能阀门，包括保险阀、压力表阀、液位计阀、排液阀、抽真空阀、中间夹层进料阀、进出氮气阀、低温泵控制阀、出液阀、回气阀。
7.上述的保险阀安装在罐体的上部位置，接通罐体内部，当罐内压力超过限定压力时，保险阀将自动开启，保证储罐安全；上述的压力表阀安装在罐体下部偏上位置，接通罐体内部，外接压力表，可实时显示罐内压力；上述的液位计阀、排液阀、抽真空阀、中间夹层进料阀、进出氮气阀、低温泵控制阀均安装在罐体封头端，液位计阀接通罐体内部，外装液位计，可实时显示罐内液氮的存量；排液阀接通罐体内部，当罐体充装液氮时开启，便于排除罐内空气，罐内充满液氮时将其关闭；抽真空阀与绝热材料层和真空隔热层相通，外接真空泵，当罐体制造完成后，使绝热材料层和真空隔热层内抽成真空，平时处于关闭状态；中间夹层进料阀接通罐壳与中间胆之间夹层，用于充填绝热材料，外接临时进料斗，夹层充满绝热材料抽成真空后，平时处于关闭状态；进出氮气阀的一端接通罐体内，另一端通过专用管接头随时接液氮灌装管或消防软管，在灌装或灭火时开启，平时处于关闭状态；低温泵控制阀的一端接通罐体内，另一端接低温泵，当灭火时罐内压力不足，罐内液氮喷出不畅时开启低温泵，增加罐内压力；出液阀和回气阀分别接通储罐内部，并通过管路连接蒸发器的两
个接口，出液阀装在罐体的下部，回气阀装在罐体的上部。
8.蒸发器为板式结构，处于罐体外部，蒸发器内装有循环管，入口端与出液阀连接，出口端与回气阀连接，灭火时开启出液阀和回气阀，液氮通过蒸发器使液氮汽化，汽化后的氮气进入罐体后使罐内增加压力，便于罐体内的氮气快速从进出氮气阀喷出，平时出液阀和回气阀处于关闭状态。
9.液氮储罐按罐体形状可制造成立式和卧式，按储罐的安装方式可分为移动式和固定式。
10.液氮储罐的使用方法：
11.充装液氮前，要保证绝热材料层和真空隔热层处于真空状态，并保证所有阀门处于关闭状态。
12.充装液氮时，首先开启保险阀、液位计阀、压力表阀、排液阀，再开启进出氮气阀进行液氮充装，当排液阀往外溢出液氮时示意已经充满，即可关闭进出氮气阀，同时关闭排液阀，充装完成。
13.灭火工作时，将消防软管连接进出氮气阀，开启出液阀和回气阀，使液氮通过蒸发器汽化，汽化后的氮气通过回气管道进入罐体内，罐体内形成足够压力后，再开启进出液氮阀，将氮气喷向灭火现场。当消防软管氮气喷出压力不足时，开启低温泵控制阀，以增大罐内压力，保证正常灭火。当液位计显示液氮用尽，关闭低温泵控制阀、进出氮气阀、出液阀、回气阀，本次灭火工作即告完成。
14.本次灭火工作完成后，重新充装液氮，以备再次使用。
15.本发明提供的液氮储罐，其有益效果是：与现有的灭火剂及其储罐对比，本发明具有灭火迅速、不污染环境、对火灾场所物资无损害以及成本较低等强大优势。本发明固定式可以安装在消防车、舰船、飞机上，可实施对高层建筑、海上目标和森林等实施灭火；本发明移动式需装配行走装置，可以安装在煤矿井下巷道内，防止瓦斯爆炸。除此之外，本发明还可安装在冷藏运输车上对药品或者食品进行保鲜，还可以用于发电厂、核电站等一切需要降温的场所。
16.本发明结构简单，经济实用，具有压力容器制造资质的企业即可制造。应用于工业、民用、军工等各行业消防灭火和降温，必将产生显著的经济效益和社会效益。
附图说明
17.图1为本发明的结构示意图。
18.图中：1-罐体、101-罐壳、102-中间胆、103-内胆、104-绝热层、2-压力表阀、 3-液位计阀、4-排液阀、5-抽真空阀、6-保险阀、7-中间夹层进料阀、8-进出氮气阀、 9-低温泵阀、10-出液阀、11-回气阀。
具体实施方式
19.下面结合附图对本发明提供的液氮储罐的具体实施方式作进一步详细说明。
20.如附图1所示，一种液氮储罐，由罐体1、各种功能阀门及液氮蒸发器构成。
21.罐体1为圆筒形，两端为拱形封头，通过精密焊接而成。罐体由特种耐低温钢板材料制成，包括罐壳101、中间胆102、内胆103三层，罐壳101与中间胆102之间为绝热层104，充
填聚氨酯绝热材料，并做抽真空处理；内胆103与中间胆102之间为真空隔热层，并做抽真空处理；罐壳101的外表面经打磨抛光后用铝箔粉静电喷涂处理。
22.在罐体1上焊接有管接头并装有各种功能阀门，包括保险阀6、压力表阀2、液位计阀3、排液阀4、抽真空阀5、保险阀6、中间夹层进料阀7、进出氮气阀8、低温泵控制阀9、出液阀10、回气阀11。
23.所述的压力表阀2安装在罐体1下部偏上位置，接通罐体1内部，外接压力表；所述的液位计阀3、排液阀4、抽真空阀5、保险阀6、中间夹层进料阀7、进出氮气阀 8、低温泵控制阀9均安装在罐体1的上部，其中液位计阀3接通罐体1内部，外装液位计；排液阀4接通罐体1内部；抽真空阀5与绝热层104和真空隔热层相通，外接真空泵；保险阀6接通罐体1内部，保险阀6上装有保险装置；中间夹层进料阀7接通罐壳101与中间胆102之间的绝热层104，用于充填绝热材料，外接临时进料斗；进出氮气阀8的一端接通罐体1内，另一端通过专用管接头临时接液氮灌装管或消防软管；低温泵控制阀9的一端接通罐体内，另一端接低温泵；出液阀10装在罐体的下部，回气阀11装在罐体的上部，一端接通罐体1内部，另一端通过管路连接蒸发器。
24.液氮储罐按罐体1的形体结构可分为立式和卧式，按储罐的安装方式可分为移动式和固定式。
25.液氮储罐的使用方法：
26.充装液氮前，要保证聚氨酯绝热层104和真空隔热层处于真空状态，并保证所有阀门处于关闭状态。
27.充装液氮时，首先开启保险阀6、液位计阀3、压力表阀2、排液阀4，再开启进出氮气阀8进行液氮充装，当排液阀4往外溢出液氮时示意罐内已经充满，即可关闭进出氮气阀8，同时关闭排液阀4，充装完成。
28.灭火工作时，将消防软管连接到进出氮气阀8，首先开启出液阀10和回气阀11，使液氮通过蒸发器汽化，汽化后的氮气进入罐体1内，罐体1内形成足够压力后，开启进出液氮阀8，将氮气喷向灭火现场。当喷出氮气压力不足时，再开启低温泵，增大罐内压力，当液位计显示罐内液氮不足时，关闭进出氮气阀8、低温泵控制阀9、出液阀10、回气阀11，本次灭火工作即告完成。
29.本次灭火工作完成后，重新充装液氮，以备再次使用。
30.需要指明的是，本实施例是本发明的优选方案之一，凡依据本实施例所做的简单改进均属于本发明保护范围。