Nitơ lỏng làm mát thiết bị nhiệt độ thấp Hệ thống điều khiển nhiệt độ không đổi

Nitơ lỏng làm mát thiết bị nhiệt độ thấp Hệ thống điều khiển nhiệt độ không đổiMục tiêu cốt lõi là giải quyết các điểm đau của ngành công nghiệp với chi phí cao của thiết bị làm lạnh nhiệt độ thấp của máy nén hiện có và kiểm soát nhiệt độ không đổi của thiết bị làm lạnh nitơ lỏng thông thường khó khăn, có thể phù hợp với nhu cầu nhiệt độ thấp nhỏ của phòng thí nghiệm và kịch bản hoạt động kỹ thuật quy mô lớn hơn cùng một lúc.

I. Cấu trúc cốt lõi của sản phẩm và chi tiết thiết kế

1. Hệ thống cấp lạnh: Lõi là bể nitơ lỏng tự tăng áp, là nguồn lưu trữ và cung cấp nitơ lỏng, kết nối với cổng xả của bình chứa nhiệt độ thấp bằng đường ống nitơ lỏng. Trong số đó, ống nitơ lỏng chọn ống sóng bằng thép không gỉ, và bức tường bên ngoài được bao bọc bởi lớp cách nhiệt; Đường ống cũng được trang bị van điện từ nhiệt độ thấp đặc biệt cho nitơ lỏng, bên ngoài thân van cũng được bọc bằng lớp cách nhiệt, có hiệu quả có thể ngăn chặn nitơ lỏng khí hóa sớm do hấp thụ nhiệt trong quá trình truyền, để đảm bảo hiệu quả làm mát.

2. Hệ thống tàu nhiệt độ thấp: Bao gồm thân ống và nắp trên có thể tháo rời, cả hai đều áp dụng cấu trúc hai lớp (hai lớp là chân không hoặc lấp đầy đá trân châu mở rộng), loại thiết kế này vừa có thể giảm lượng lạnh bên trong bình truyền ra bên ngoài, giảm tổn thất nhiệt lượng, lại có thể tránh được tai nạn tê cóng khi tứ chi nhân viên tiếp xúc với vách ngoài bình chứa. Tàu cũng được trang bị ống nạp trung bình chất hữu cơ (để tiêm phương tiện làm mát) và ống xả trung bình chất hữu cơ (để xả phương tiện bị loại bỏ hoặc thay thế), và được trang bị một vách ngăn lưới thép không gỉ gần đầu ống nitơ lỏng, có thể đệm tác động của dòng chảy chất lỏng khi tiêm nitơ lỏng, làm cho trao đổi nhiệt của phương tiện truyền thông nóng và lạnh mượt mà hơn, giảm gradient nhiệt độ bên trong tàu và nâng cao hơn nữa hiệu quả trao đổi nhiệt.

3. Hệ thống kiểm soát nhiệt độ: Với báo động điều khiển nhiệt độ làm cốt lõi, hai đầu dò đo nhiệt độ kháng bạch kim (đầu dò nhiệt độ đầu tiên và đầu dò nhiệt độ thứ hai), đầu dò đều nằm trong bình chứa nhiệt độ thấp, và chiều cao đầu dò nhiệt độ thứ hai thấp hơn đầu dò nhiệt độ đầu tiên. Trong số đó, đầu dò nhiệt độ đầu tiên được cố định ở vị trí 0,8~1,2cm dưới nắp trên, chủ yếu được sử dụng để theo dõi giới hạn trên của bề mặt lỏng của môi trường làm mát Nếu quá nhiều nitơ lỏng làm ngập môi trường đầu dò này (nhiệt độ sẽ nhanh chóng giảm xuống 77K), báo động sẽ ngay lập tức đóng van điện từ nitơ lỏng, ngăn chặn sự tràn nitơ lỏng và báo động an toàn; Đầu dò đo nhiệt độ thứ hai được sử dụng để theo dõi nhiệt độ môi trường làm mát trong thời gian thực, là một thành phần quan trọng để đạt được điều khiển nhiệt độ không đổi, thông qua dữ liệu giám sát của nó để kiểm soát thông qua van điện từ, điều chỉnh lượng nitơ lỏng tiêm.

4. Hệ thống lưu trữ mẫu và giám sát dữ liệu: Chứa thùng chứa mẫu và máy ghi dữ liệu, thùng chứa mẫu được đặt trong thùng chứa nhiệt độ thấp, vật liệu là thùng chứa bằng thép không gỉ hoặc túi hữu cơ linh hoạt, có thể tránh sự xâm nhập của phương tiện làm mát vào thùng chứa để làm ô nhiễm mẫu; Thùng chứa mẫu được kết nối với máy ghi dữ liệu bằng đường ống, máy ghi có thể hiển thị và ghi lại nhiệt độ mẫu trong thời gian thực, hỗ trợ truy xuất dữ liệu thử nghiệm hoặc giám sát hoạt động kỹ thuật.

2. Nguyên lý làm việc cốt lõi (phương pháp thực hiện)

1. Chuẩn bị trước: Nạp mẫu cần giữ nhiệt độ thấp vào thùng chứa mẫu, mở nắp trên của thùng chứa nhiệt độ thấp, đặt thùng chứa mẫu vào thùng; Sau đó mở ống nạp trung bình chất hữu cơ, đóng ống xả, tiêm dung dịch chất hữu cơ nhiệt độ bình thường vào thùng cho đến khi dung dịch thấm vào thùng chứa mẫu và đầu dò nhiệt độ thứ hai, và bề mặt chất lỏng thấp hơn đầu dò nhiệt độ đầu tiên, đóng ống nạp và đóng nắp trên. Các chất hữu cơ có thể lựa chọn bao gồm các loại rượu không độc hại như ethanol (điểm nóng chảy - 115 ° C), isobutanol (điểm nóng chảy - 108 ° C), methanol (điểm nóng chảy - 97 ° C), isopropanol (điểm nóng chảy - 88 ° C), có thể đạt được kiểm soát nhiệt độ thấp của các mục tiêu khác nhau bằng cách thay thế các chất hữu cơ có điểm nóng chảy khác nhau.

2. lạnh ban đầu: Mở báo động điều khiển nhiệt độ riêng biệt và bể nitơ lỏng tự tăng áp, báo động cảm nhận được môi trường làm mát là nhiệt độ bình thường thông qua đầu dò nhiệt độ thứ hai, ngay lập tức điều khiển van điện từ nitơ lỏng mở; Nitơ lỏng, dưới tác động của áp suất, được tiêm vào bình chứa nhiệt độ thấp bằng thép không gỉ, trao đổi nhiệt với dung dịch chất hữu cơ xảy ra, nhiệt độ của dung dịch giảm dần.

3. Nhiệt độ không đổi: Khi đầu dò nhiệt độ thứ hai theo dõi nhiệt độ của dung dịch dưới điểm nóng chảy của nó 1~1,5 ℃, báo động điều khiển nhiệt độ ngay lập tức kiểm soát van điện từ nitơ lỏng để đóng và nitơ lỏng ngừng đổ đầy; Tại thời điểm này, giải pháp chất hữu cơ chuyển sang pha rắn do làm mát liên tục, vào trạng thái cách nhiệt không đổi, sử dụng đặc tính nhiệt tiềm ẩn lớn của pha lỏng và rắn, có thể duy trì môi trường nhiệt độ thấp trong một thời gian dài.

4. Kiểm soát nhiệt độ chu kỳ: Nếu đầu dò nhiệt độ thứ hai theo dõi nhiệt độ môi trường pha rắn tăng trở lại trên điểm nóng chảy của nó 1~1,5 ℃, báo động sẽ mở van điện từ nitơ lỏng một lần nữa, nitơ lỏng được tiêm lại và trao đổi nhiệt với môi trường. Khi nhiệt độ giảm xuống dưới 1~1,5 ℃, van điện từ sẽ đóng lại và môi trường sẽ khôi phục trạng thái cách nhiệt pha rắn; Lặp lại chu kỳ này, có thể đạt được kiểm soát nhiệt độ ổn định lâu dài ở nhiệt độ thấp.

5. 

6. Nitơ lỏng làm mát thiết bị nhiệt độ thấp Hệ thống điều khiển nhiệt độ không đổi
   

B5-03=giá trị thông số Ki, (cài 3)

1. Lợi thế chi phí đáng kể: Không cần phải dựa vào các thiết bị làm lạnh như máy nén đắt tiền, chi phí đầu vào ban đầu của thiết bị thấp; Đồng thời, việc tiêu thụ điện của các bộ phận lớn như máy nén, bơm tuần hoàn được loại bỏ, và chi phí tiêu thụ năng lượng trong quá trình vận hành thấp hơn nhiều so với thiết bị làm lạnh máy nén.

2. Kiểm soát nhiệt độ chính xác và ổn định cao: So với thiết bị làm lạnh nitơ lỏng thông thường "khối lượng khí hóa khó kiểm soát, trao đổi nhiệt chậm và nhiệt độ không đổi khó khăn", thiết bị này thông qua đầu dò nhiệt độ kép và điều khiển liên kết van điện từ, kết hợp với đặc tính thay đổi pha rắn-lỏng của chất hữu cơ, có thể đạt được nhiệt độ không đổi chính xác của vùng nhiệt độ rộng ～ -196 ℃; Và vai trò đệm của phân vùng lưới thép không gỉ, thiết kế cách nhiệt của bánh sandwich container, tiếp tục giảm biến động nhiệt độ và cải thiện sự ổn định kiểm soát nhiệt độ.

3. An toàn và hoạt động tối ưu: Thiết kế cách nhiệt bánh sandwich của bình chứa nhiệt độ thấp có thể tránh tiếp xúc với người bị tê cóng; Chức năng "báo động tràn" của đầu dò nhiệt độ đầu tiên có thể ngăn chặn hiệu quả nguy cơ rò rỉ nitơ lỏng; Cấu trúc tổng thể của thiết bị rất đơn giản, các bước vận hành rõ ràng, không cần kỹ năng chuyên môn phức tạp để bắt đầu, trong khi lựa chọn vật liệu của thùng chứa mẫu có thể tránh ô nhiễm mẫu, máy ghi dữ liệu dễ dàng theo dõi quá trình.

4. Phạm vi ứng dụng rộng: Kích thước nhỏ có thể đáp ứng nhu cầu thí nghiệm nhiệt độ thấp nhỏ trong phòng thí nghiệm, sau khi mở rộng cũng có thể phù hợp với các hoạt động kỹ thuật quy mô lớn ở cấp công nghiệp, có thể bao gồm nhiều lĩnh vực như hóa dầu, dụng cụ điện tử, kỹ thuật sinh học, y tế và vệ sinh, khoa học đời sống, thực phẩm công nghiệp nhẹ và các lĩnh vực khác của nhiệt độ thấp.

IV. Kịch bản áp dụng điển hình

1. Cảnh thí nghiệm khoa học: Cung cấp nguồn thí nghiệm nhiệt độ không đổi cho ngành công nghiệp dầu khí, vật liệu, sinh học, dược phẩm, thực phẩm; Nó được sử dụng trong thí nghiệm bồn tắm phản ứng khuấy nhiệt độ không đổi của nồi phản ứng thủy tinh, cũng như các hoạt động nghiên cứu khoa học như thử nghiệm vật chất, phân tích hóa học và các hoạt động khác cần ổn định môi trường nhiệt độ thấp.

2. Cảnh làm mát thiết bị công nghiệp: Làm mát nhiệt độ thấp cho các bộ phận làm nóng của thiết bị máy móc công nghiệp; Cung cấp môi trường nhiệt độ thấp cho các thiết bị như gương điện, bơm phân tử, bơm ion, bơm khuếch tán; Nó cũng có thể được sử dụng để kiểm soát nhiệt độ của các dụng cụ như máy đo điện di, máy đo độ nhớt, mũ lạnh y tế, chăn làm mát, nguồn điện/nguồn sáng kính hiển vi điện tử, động cơ thiết bị khắc, v.v.