一种低温气液两用的提取装置的制作方法

本实用新型涉及低温气体或者液体的提取设备领域，特别涉及一种低温气液两用的提取装置。

背景技术：

在低温气体(如氮气、氦气)和低温液体(如液氮、液氦)的提取领域，电加热式的增压设备相比于自增压或者普通的增压泵，具有众多优点，如可大幅提高增压提取的效率、不易引进水分从而能保持低温气体/液体纯度等。

然而，目前该类设备(如专利公布号为CN102410261A的文献公开的液氮泵)仍处于简单的应用阶段，多数设备只具备低温液体提取的功能，不能在需要的时候进行低温气体的提取和输送；另外，多数该类设备对于工作过程中的压力、液位并无监控，存在较大的安全隐患。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型中披露了一种低温气液两用的提取装置，本实用新型的技术方案是这样实施的：

一种低温气液两用的提取装置，所述提取装置包括加热器、密封支撑件、进液管段以及输出管段，所述进液管段与所述输出管段相接，所述提取装置还同时包括进气管段，所述进气管段的出气口与所述输出管段相接，或直接通向外界；所述进气管段上设有第一控制阀；所述提取装置工作时，所述加热器及所述进液管段的进液口浸在所述低温液体容器内的低温液体中，所述进气管段的进气口位于所述低温液体的液面之上。

优选地，所述进气管段的出气口与所述输出管段相接，所述输出管段上设置有第二控制阀。

优选地，所述进气管段包括盘管，所述提取装置工作时，所述盘管至少一部分浸在所述低温液体中。

优选地，所述提取装置还包括在超过设定的压力阈值的情况下，用于释放低温液体容器内压力的安全阀。

优选地，所述提取装置还包括用于检测所述低温液体液面高度的液位传感器。

优选地，所述提取装置还包括设置在所述加热器附近的温度传感器以及温控电路，所述温控电路用于控制所述加热器的启动或者关闭。

优选地，所述密封支撑件包括使用时位于低温液体容器开口上方的基座，所述进液管段上设置有第三控制阀，所述第一控制阀以及第三控制阀由所述基座所固定。

优选地，所述提取装置还包括压力开关，用于控制加热器的启动或者关闭。

优选地，所述密封支撑件包括基座和延伸管；所述延伸管的第一端由所述基座固定，延伸管的第二端用于固定加热器，所述加热器的电源线藏于所述延伸管内。

优选地，所述提取装置包括低温液体容器，所述低温液体容器为液氮罐；所述低温液体容器内装有低温液体，所述低温液体为液氮；所述进气管段与所述输出管段的连接处、所述进液管段与所述输出管段的连接处均位于所述低温液体容器内。

实施本实用新型的有益效果主要有：

1、提取装置具备进液管段和进气管段，集成了气体提取和液体提取功能，扩展了设备应用的场合；

2、进气管段中设置有盘管，使得低温气体可以经由低温液体冷却后再对外流出，保证了向外输出的低温气体具有更低的冷却温度；

3、温度传感器、压力传感器、压力开关等设计，提高了提取装置使用的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一种实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一个实施例中，本实用新型主要部件的结构示意图；

图2为进液管段、进气管段的一种结构示意图；

图3为图1的实施例中，进行低温气体提取时，低温气体的流动方向示意图；

图4为图1的实施例中，进行低温液体提取时，低温液体的流动方向示意图；

图5为一个实施例中，加热器和液位传感器的位置示意图；

图6为一个实施例中，低温液体容器开口形状示意图；

图7为对于图6所示开口形状的低温液体容器，提取装置的对接结构示意图；

图8为对于图6所示开口形状的低温液体容器，提取装置的又一种对接结构示意图；

图9为一个实施例中，进液管段、进气管段的又一种结构示意图；

图10为一个实施例中，进液管段上设置有第三控制阀的结构示意图。

在上述附图中，各图号标记分别表示：

1-加热器，11-电源线，21-基座，22-延伸管，23-卡箍，24-弹性密封圈，25-KF法兰，3-进液管段，31-进液口，4-输出管段，5-进气管段，51-进气口，52-盘管，61-第一控制阀，62-第二控制阀，63-安全阀，64-第三控制阀，7-低温液体容器，71-低温液体，72-容器开口，81-控制器和电源，82-液位传感器，83-温度传感器，84-压力开关。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

一种低温气液两用的提取装置(一些更具体的实施例中，如图1、图2或图5所示)，所述装置包括加热器1、密封支撑件、进液管段3以及输出管段4，所述进液管段3与所述输出管段4相接，所述提取装置还同时包括进气管段5，所述进气管段5的出气口与所述输出管段4相接，或直接通向外界；所述进气管段4上设有第一控制阀61；所述提取装置工作时，所述加热器1及所述进液管段3的进液口31浸在所述低温液体容器7内的低温液体71中，所述进气管段5的进气口51位于所述低温液体71的液面之上。

加热器1可采用现有技术，本领域技术人员在实施本实用新型时，可采用电磁加热、红外加热、电阻加热等类型的加热器；当然，在一些实施场合中，如图1所示，加热器1所在的位置，可以是一个仅具有传热功能的物件，其一端与远处的热源相接。无论如何，加热器1的主要作用在于将热量传递给低温液体71，其可以有多种形状或者结构，在此不一一列举。

密封支撑件的主要作用是：固定提取装置在低温液体容器上，直接或者间接地支撑/固定住提取装置的主要部件(如加热器1、进液管段3、输出管段4、进气管段5、61-第一控制阀，62-第二控制阀，63-安全阀等)，另外通过密封来避免低温液体中被气化的低温气体发生泄漏。密封支撑件可以是一体成型，也可以是多个部件的可拆卸组合，也可以是其他现有技术中已记载的方式，密封支撑件在一些时候需要根据低温液体容器7的容器开口72的形状而做出相应的调整，但无论如何调整，只要其功能不脱离上述描述，依然被视为等同的替换。密封支撑件可以包括如专利CN201621220452.1中所述的起到密封和/或支撑作用的部件，也可以包括如专利CN201720817360.X中所述的起到密封和/或支撑作用的部件；当然，现有技术人员可以更多地参考现有技术中液氮泵(或液氮提取装置)的密封结构和支撑结构，相应地应用于本实用新型中。在一些实施例中，图7或图8所示，根据低温液体容器7的容器开口72的形状(如图6所示)，密封支撑件为实现与低温液体容器7的对接，可以包括卡箍23、弹性密封圈24、KF法兰25等组件。

对于进液管段3、输出管段4、进气管段5，三者的连接方式是可以通过其他中间接件(如三通管道)相接，也可以是一体成型；三者可以采用同一材质也可以采用不同的材质；三者可以是直管也可以是弯管，或者直管与弯管的组合。

而在一些实施方式中，进气管段5不必与输出管段4相连，如图2所示，在需要进行低温气体提取时，使用者可以将进液管段3形成的通道关闭，当低温液体容器7内压力达到一定值时，低温液体产生的低温气体，将通过进气管段5直接输出到外界；在需要进行低温液体提取时，使用者可以将进气管段5形成的通道关闭，当低温液体容器7内压力达到一定值时，低温液体71将流经进液管段3、输出管段4，然后被输出到外界。

图1所示的提取装置的结构是较为常见的(图中仅示出了部分主要部件，该结构的提取装置相对于液面的位置可按需要进行调整)，在仅需要进行低温气体提取时，使用者可以先将进液管段3、输出管段4以及进气管段5三者的交汇之处的位置设定为高于低温液体71的液面，通过控制器和电源81来启动加热器1，使低温液体容器7内的压力变大，低温气体将大致地按照图3中箭头所示方向被提取而流出，此时第一控制阀61使进气管段5处于连通的状态，第二控制阀62使输出管段4处于两端连通的状态；在需要进行低温液体提取时，使用者可以通过控制器和电源81来启动加热器1，使低温液体容器7内的压力变大，低温液体71将大致地按照图4中箭头所示方向被提取而流出，此时，第一控制阀61使进气管段5处于关闭的状态，第二控制阀62使输出管段4处于两端连通的状态；在需要进行气液混合提取时，使用者可以先将进液管段3、输出管段4以及进气管段5三者的交汇之处的位置设定为低于低温液体71的液面，使该交汇之处充满有液体，打开第一控制阀61和第二控制阀62，启动加热器1，此时低温气体将进入进气管段5，随后经过交汇之处带走部分低温液体71而流出输出管段4。由此可知，本实用新型可实现低温液体的提取、低温气体的提取以及低温的气液混合体的提取。

图9则公开了进液管段3、输出管段4以及进气管段5的又一种接法，此时三者的交汇处位置高于低温液体71的液面。图10则公开了进液管段3上设置有第三控制阀64的一种结构，该实施例也可满足进行低温气体、低温液体或低温气液混合体的提取所需。

需要强调的是，目前低温气体提取的方式一般为：通过一供气瓶输送低温气体，但这些低温气体在传输过程中，有需要用额外的低温液体在管道外进行冷却，设备复杂且操作麻烦。本实用新型只需一低温液体容器7以及里面的低温液体71便可解决低温气体的提取以及冷却的问题，节省了设备和空间，也方便操作。

在一种优选实施方式中，如图1所示，所述进气管段5的出气口与所述输出管段4相接，所述输出管段4上设置有第二控制阀62。该设计统一了低温气体和低温液体的输出端口，简化了管道的布局。

第一控制阀61、第二控制阀62可以是相同的类型，也可以是不同的类型，其主要作用是分别使进液管段3与进气管段5按需要处于通畅/关闭的状态。第一控制阀61、第二控制阀62、第三控制阀64可以参照现有技术，采用球阀、电磁阀等，可以是手动控制也可以是电路控制，其安装位置不作特殊限制，可以安装在相应的管道的两端，也可以是两端之间的合理位置。

在一种优选实施方式中，所述进气管段5包括盘管52，所述提取装置工作时，所述盘管52至少一部分浸在所述低温液体71中。盘管52的主要作用在于增大了进气管段5中的低温气体和低温液体71的热交换时间，是的低温气体在向外输出前具有较低的温度。

在一种优选实施方式中，如图5所示，所述提取装置还包括在超过压力阈值的情况下，用于释放低温液体容器7内压力的安全阀63。

在一种优选实施方式中，如图1所示，所述提取装置还包括用于检测所述低温液体71液面高度的液位传感器83。本领域技术人员可以在控制器和电源81中，设计相关的电路，以实现液位传感器83的报警，或者当液位低于某值时，切断电源对加热器1的供电，相关电路属于成熟的技术，在此不作展开。

在一种优选实施方式中，所述提取装置还包括设置在所述加热器1附近的温度传感器83以及温控电路，所述温控电路用于控制所述加热器1的启动或者关闭。当液位过低时，或者加热器1未至于低温液体71中时，温控电路可以切断电源对加热器1的供电，本实施例涉及到的电路，可借鉴成熟的现有技术来进行涉及。

在一种优选实施方式中，以及用于检测低温液体容器7内部压力的压力传感器。

在一种优选实施方式中，如图10所示，所述密封支撑件包括使用时位于低温液体容器7开口上方的基座21，所述进液管段3上设置有第三控制阀64，所述第一控制阀61以及第三控制阀64由所述基座21所支撑/固定。

在一种优选实施方式中，如图5所示，所述提取装置还包括压力开关84，用于控制加热器1的启动或者关闭。当然，在另外的实施例中，当低温液体容器7内的压力达到某一阈值时，压力开关84使得电源断开对加热器1的供电，此时仍可进行低温气体的提取。

上述实施例中，安全阀63、控制器和电源81、液位传感器82、温度传感器83、压力传感器、压力开关84可被分别地、出于实际需要地被设置在合理的位置上，由于其位置不属于本实用新型最主要的发明点，在此不作赘述。

在一种优选实施方式中，如图5所示，所述密封支撑件包括基座21和延伸管22；所述延伸管22的第一端由所述基座21固定，延伸管22的第二端用于固定加热器1，所述加热器1的电源线11藏于所述延伸管22内。基座21的主要作用在于提供一些部件(如第一控制阀61、第二控制阀62、安全阀63、控制器和电源81)的安装或者固定的地方。附图仅仅示出了基座21的简化结构，意味着其形状和构造可以是多变的，本领域技术人员可借鉴现有技术进行设计。

在一种优选实施方式中，如图1所示，所述提取装置包括低温液体容器7，所述低温液体容器7为液氮罐；所述低温液体容器7内装有低温液体71，所述低温液体71为液氮；所述进气管段5与所述输出管段4的连接处、所述进液管段3与所述输出管段的4连接处均位于所述低温液体容器7内。

提取装置的控制器和电源81，其可以放置在一壳体内，该壳体可作为密封支撑件的一部分，也可独立于密封支撑件；在另外一些实施例中，低温液体容器7可以放置在移动工具上(如申请号为CN201720817570.9的文献上记载的小车)，控制器和电源81也可以安装或者放置在移动工具上或者其内部。

上述列举的各种实施例，在不矛盾的前提下，可以相互组合出现在一个或者多个实施例中，本领域技术人员可结合附图和上文对实施例的解释，作为对不同实施例中的技术特征进行组合的依据。

需要指出的是，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。