一种低温杜瓦瓶及其使用方法

本发明属于液氮存储及低温传导领域，具体地说是一种低温杜瓦瓶及其使用方法，可存储液氮，并将液氮作为冷源，为其他产品提供冷却用低温。

背景技术：

1、液氮是一个较为方便的冷源，在畜牧业、医疗事业、食品工业、以及低温研究领域等方面得到越来越普遍的应用。液氮存储一般用杜瓦瓶(dewar)，即保温瓶，由苏格兰物理学家和化学家詹姆斯—杜瓦爵士发明。普通的液氮罐包括外筒体、内筒体、汽化器、液阀、安全阀、排放阀、压力表、增压阀、使用阀、液位计等。随着低温研究领域的发展，真空腔室内部零部件冷却的需求渐渐多起来。

技术实现思路

1、为了满足真空腔室内部零部件冷却的需求，本发明的目的在于提供一种低温杜瓦瓶及其使用方法。

2、本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

3、本发明的低温杜瓦瓶包括相对独立的内腔室及外腔室，所述内腔室安装于外腔室内部，所述内腔室与外腔室之间为用于内腔室与外界隔热的真空夹层；所述内腔室设有穿出外腔室外部的液氮管路管道，所述液氮管路管道的一端与内腔室的内部相连通、另一端设有冷却铜头，向所述内腔室灌装液氮的液氮管路的一端与外部液氮存储罐相连，所述液氮管路的另一端伸入内腔室内部，并伸至所述冷却铜头处；所述液氮管路管道上套设有真空腔对接法兰，所述真空腔对接法兰的一端位于外腔室外部、并连接于真空腔室上，所述真空腔对接法兰的另一端伸入外腔室的内部，所述真空腔对接法兰与内腔室及外腔室的固接点相互远离。

4、其中：所述冷却铜头位于整个低温杜瓦瓶的最底部，且位于所述真空腔对接法兰的外部，所述冷却铜头伸入到真空腔室内部，对所述真空腔室内的零部件进行冷却。

5、所述液氮管路管道倾斜设置，所述液氮管路管道的一端固接于内腔室的底部或与内腔室的底部为一体结构。

6、所述真空腔对接法兰的本体分为嵌套设置的对接法兰外壁及对接法兰内壁，所述对接法兰外壁的一端为法兰盘，所述对接法兰外壁的另一端与所述对接法兰内壁的一端连接或为一体结构，所述对接法兰内壁的另一端为开口端；所述液氮管路管道由对接法兰内壁内部穿过，所述对接法兰外壁与外腔室的固接处靠近对接法兰外壁的另一端，所述对接法兰内壁与内腔室的固接处靠近对接法兰外壁一端的法兰盘。

7、所述外腔室上设有与内部连通的真空抽气口，所述真空抽气口在工作状态与外部抽真空系统相连。

8、所述低温杜瓦瓶上设有与内腔室内部连通的液氮入口，所述液氮管路通过液氮入口伸入内腔室内部。

9、所述低温杜瓦瓶上设有与内腔室内部连通的、用于泄压的安全阀。

10、所述低温杜瓦瓶上设有与内腔室内部连通的氮气出口。

11、本发明低温杜瓦瓶的使用方法，包括以下步骤：

12、步骤a，将所述外腔室内部连接外部抽真空系统，将所述液氮管路的一端连接外部液氮存储罐，将所述真空腔对接法兰连接真空腔室；

13、步骤b，利用所述外部抽真空系统将外腔室内抽成真空状态；

14、步骤c，所述外部液氮存储罐通过液氮管路管道向内腔室灌装液氮，利用所述冷却铜头对真空腔室内的零部件进行冷却；

15、步骤d，工作结束时，将液氮从所述液氮管路回流到外部液氮存储罐内，实现多余液氮的回收。

16、其中：所述步骤d完成多余液氮回收后，向所述外腔室内充干燥氮气，加速所述内腔室中残余液氮挥发，加快低温杜瓦瓶升温。

17、本发明的优点与积极效果为：

18、1.本发明实现了将液氮的低温传导至真空腔室内部，安装简单，使用方便且稳定性高。

19、2.本发明的冷却铜头设置在最底部，液氮管路直接伸到冷却铜头的位置，一方面防止该处有氮气气泡，液氮不能直接作用于冷却铜头；另一方面当停止工作时可以回收多余的液氮。

20、3.本发明的真空腔对接法兰设计成“回”型结构，使真空腔对接法兰与外腔室壁焊接点远离真空腔对接法兰与内腔室壁焊接点，工作时法兰盘对接面处维持相对较高的温度，保证密封件不因低温失效，同时防止法兰盘附近因温度过低而结霜。

技术特征：

1.一种低温杜瓦瓶，包括相对独立的内腔室及外腔室，所述内腔室安装于外腔室内部，所述内腔室与外腔室之间为用于内腔室与外界隔热的真空夹层；其特征在于：所述内腔室(1)设有穿出外腔室(2)外部的液氮管路管道(16)，所述液氮管路管道(16)的一端与内腔室(1)的内部相连通、另一端设有冷却铜头(8)，向所述内腔室(1)灌装液氮的液氮管路(15)的一端与外部液氮存储罐(11)相连，所述液氮管路(15)的另一端伸入内腔室(1)内部，并伸至所述冷却铜头(8)处；所述液氮管路管道(16)上套设有真空腔对接法兰(7)，所述真空腔对接法兰(7)的一端位于外腔室(2)外部、并连接于真空腔室(13)上，所述真空腔对接法兰(7)的另一端伸入外腔室(2)的内部，所述真空腔对接法兰(7)与内腔室(1)及外腔室(2)的固接点相互远离。

2.根据权利要求1所述的低温杜瓦瓶，其特征在于：所述冷却铜头(8)位于整个低温杜瓦瓶的最底部，且位于所述真空腔对接法兰(7)的外部，所述冷却铜头(8)伸入到真空腔室(13)内部，对所述真空腔室(13)内的零部件进行冷却。

3.根据权利要求1所述的低温杜瓦瓶，其特征在于：所述液氮管路管道(16)倾斜设置，所述液氮管路管道(16)的一端固接于内腔室(1)的底部或与内腔室(1)的底部为一体结构。

4.根据权利要求1所述的低温杜瓦瓶，其特征在于：所述真空腔对接法兰(7)的本体分为嵌套设置的对接法兰外壁(17)及对接法兰内壁(18)，所述对接法兰外壁(17)的一端为法兰盘，所述对接法兰外壁(17)的另一端与所述对接法兰内壁(18)的一端连接或为一体结构，所述对接法兰内壁(18)的另一端为开口端；所述液氮管路管道(16)由对接法兰内壁(18)内部穿过，所述对接法兰外壁(17)与外腔室(2)的固接处靠近对接法兰外壁(17)的另一端，所述对接法兰内壁(18)与内腔室(1)的固接处靠近对接法兰外壁(17)一端的法兰盘。

5.根据权利要求1所述的低温杜瓦瓶，其特征在于：所述外腔室(2)上设有与内部连通的真空抽气口(3)，所述真空抽气口(3)在工作状态与外部抽真空系统(12)相连。

6.根据权利要求1所述的低温杜瓦瓶，其特征在于：所述低温杜瓦瓶上设有与内腔室(1)内部连通的液氮入口(4)，所述液氮管路(15)通过液氮入口(4)伸入内腔室(1)内部。

7.根据权利要求1所述的低温杜瓦瓶，其特征在于：所述低温杜瓦瓶上设有与内腔室(1)内部连通的、用于泄压的安全阀(6)。

8.根据权利要求1所述的低温杜瓦瓶，其特征在于：所述低温杜瓦瓶上设有与内腔室(1)内部连通的氮气出口(5)。

9.一种权利要求1至8任一权利要求所述低温杜瓦瓶的使用方法，其特征在于：包括以下步骤

10.根据权利要求9所述的使用方法，其特征在于：所述步骤d完成多余液氮回收后，向所述外腔室(2)内充干燥氮气，加速所述内腔室(1)中残余液氮挥发，加快低温杜瓦瓶升温。

技术总结
本发明属于液氮存储及低温传导领域，具体地说是一种低温杜瓦瓶及其使用方法，内腔室安装于外腔室内部，内腔室与外腔室之间为用于内腔室与外界隔热的真空夹层；内腔室设有穿出外腔室外部的液氮管路管道，液氮管路管道的一端与内腔室的内部相连通、另一端设有冷却铜头，向内腔室灌装液氮的液氮管路的一端与外部液氮存储罐相连，另一端伸入内腔室内部，并伸至冷却铜头处；液氮管路管道上套设有真空腔对接法兰，真空腔对接法兰的一端位于外腔室外部、并连接于真空腔室上，另一端伸入外腔室的内部，真空腔对接法兰与内腔室及外腔室的固接点相互远离。本发明实现了将液氮的低温传导至真空腔室内部，安装简单，使用方便且稳定性高。

技术研发人员：张学良,赵崇凌,袁方,王启佳
受保护的技术使用者：中国科学院沈阳科学仪器股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13