Flüssiger Stickstoff-Kühlgerät für Tieftemperaturen Thermostatisches Steuersystem

Flüssiger Stickstoff-Kühlgerät für Tieftemperaturen Thermostatisches SteuersystemDas Kernziel ist es, die Industrieschmerzpunkte der bestehenden Kompressorkühlung mit hohen Kosten für Kryotemperaturgeräte und Schwierigkeiten bei der thermostatischen Kontrolle von normalen Flüssigstickstoffkühlgeräten zu lösen, die sich gleichzeitig an die kleinen Kryotemperaturanforderungen im Labor und die größeren Engineering-Szenarien anpassen können.

1. Produktzusammensetzung und Konstruktionsdetails

1. Kühlmittelversorgungssystem: Der Kern ist ein selbstbeaufschlagter flüssiger Stickstoff-Tank, der als flüssiger Stickstoff speichert und versorgt wird, der über eine Flüssiger Stickstoff-Rohrleitung mit der Ableitung des Tieftemperaturbehälters verbunden ist. Unter ihnen wird die Flüssigstickstoffleitung mit Edelstahlwellenrohren ausgewählt, die Außenwand ist mit einer Wärmedämmungsschicht umhüllt; Das Rohrleitung verfügt auch über ein spezielles Tieftemperaturmagnetventil für flüssigen Stickstoff, das außerhalb des Ventils eine gleiche Wärmedämmungsschicht umhüllt, die flüssigen Stickstoff während der Übertragung durch vorzeitige Vergasung durch Wärmeabsorption verhindert, um die Kälteeffizienz zu gewährleisten.

2. Kryotemperaturbehältersystem: besteht aus einem Zylinder und einem abnehmbaren Deckel, beide mit einer Zwischenstruktur (die Zwischenstruktur ist vakuumförmig oder mit ausgedehnten Perlen gefüllt), die sowohl die Übertragung der Kälte in den Behältern nach außen reduzieren, den Wärmeverlust reduzieren als auch Gefrierunfälle vermeiden können, wenn das Personal die Außenwände des Behälters berührt. Der Behälter ist auch mit einem Füllrohr für organisches Medium (zum Einspritzen von Kühlmitteln) und einem Ableitungsrohr für organisches Medium (zum Entfernen von Abfällen oder Ersatzmedien) ausgestattet und verfügt über eine Trennung aus Edelstahldraht in der Nähe der Flüssigkeitsstoffleitungsöffnung, die den Flüssigkeitsstoffstromschlag beim Einspritzen von Pufferstickstoff ermöglicht, so dass der Wärmeaustausch des kalten und warmen Mediums glatter und gleichmäßiger ist, der Temperaturgradient im Behälter verringert und die Wärmeaustauscheffizienz weiter verbessert wird.

3. Temperaturregelsystem: Mit einem Temperaturregelalarm als Kern, unterstützt mit zwei Platin-Widerstands-Thermosonde (erste Thermosonde und zweite Thermosonde), die sich in einem Tieftemperaturbehälter befinden, und die zweite Thermosonde ist niedriger als die erste. Die erste Temperaturmesssonde ist 0,8 bis 1,2 cm unter dem Oberdeckel befestigt und wird hauptsächlich zur Überwachung der Flüssigkeitsoberfläche des Kühlmediums verwendet. Wenn eine Übermenge an flüssigem Stickstoff dazu führt, dass das Medium in die Sonde eintaucht (die Temperatur wird schnell auf 77K sinken), wird der Alarm das Flüssigkeitsstoffmagnetventil sofort schließen, um das Überlaufen von flüssigem Stickstoff zu verhindern und einen Sicherheitsalarm auszulösen; Die zweite Temperaturmesssonde wird zur Echtzeitüberwachung der Kühlmitteltemperatur verwendet und ist ein Schlüsselkomponent für die thermostatische Steuerung, die Durchbrechung des Magnetventils durch ihre Überwachungsdaten steuert und die Menge an flüssigem Stickstoff einstellt.

4. Probenspeicher und DatenüberwachungssystemEnthält Probenbehälter und Datenlogger, das Probenbehälter wird in einem Kryotemperaturbehälter platziert, das Material ist ein Edelstahlbehälter oder eine flexible organische Beutel, um zu vermeiden, dass das Kühlmedium in den Behälter eindringt und die Probe verschmutzt; Der Probenbehälter ist über eine Leitung mit einem Datenlogger verbunden, der die Probentemperatur in Echtzeit anzeigt und aufzeichnet, um die Nachverfolgung von experimentellen Daten oder die Überwachung von Bauarbeiten zu unterstützen.

Kernprinzipien (Umsetzungsmethode)

1. Vorbereitung: Die Probe muss in den Probenbehälter geladen werden, den oberen Deckel des Kryotemperaturbehälters öffnen und den Probenbehälter in den Zylinder legen; Anschließend öffnen Sie das Füllrohr für organische Medien, schließen Sie das Ablassrohr und injizieren Sie eine reguläre organische Lösung in den Zylinder, bis die Lösung in den Probenbehälter mit der zweiten Temperatursonde eintaucht und die Flüssigkeitsfläche unter der ersten Temperatursonde liegt, schließen Sie das Füllrohr und binden Sie den Deckel. Optionale organische Stoffe umfassen Ethanol (Schmelzpunkt - 115 °C), Isobutanol (Schmelzpunkt - 108 °C), Methanol (Schmelzpunkt - 97 °C), Isopropanol (Schmelzpunkt - 88 °C) und andere nicht-giftige Alkohole, die durch den Austausch von organischen Stoffen mit unterschiedlichen Schmelzpunkten die Kontrolle der unterschiedlichen Zieltemperaturen erreichen können.

2. Anfangskühlung: Einschalten Sie den Temperaturregelalarm und den Selbstdruckstickstofftank, der Alarm erfasst das Kühlmedium durch die zweite Temperaturmesssonde zur normalen Temperatur, dann wird das Elektromagnetventil zur Steuerung von Flüssigkeitsstoffstoff geöffnet; Flüssiger Stickstoff wird unter Druck durch Edelstahlwellenrohre in einen Kryotemperaturbehälter eingespritzt, mit der organischen Lösung wärmetauscht und die Lösungstemperatur senkt sich allmählich.

3. Thermostatische IsolationWenn die zweite Temperaturmesssonde die Lösungstemperatur unter seinem Schmelzpunkt von 1 ~ 1,5 ° C überwacht, wird der Temperaturregelalarm sofort das Elektromagnetventil für flüssigen Stickstoff geschlossen und der Flüssige Stickstoff aufhört zu füllen; Zu diesem Zeitpunkt wird die organische Substanzlösung durch kontinuierliche Kühlung in eine feste Phase verwandelt, in einen thermostatischen Isolationszustand gelangt und die Eigenschaften der flüssigen festen Phase nutzen, um eine hohe Wärme zu entwickeln, um eine langfristige niedrige Temperaturumgebung aufrechtzuerhalten.

4. KreislauftemperaturWenn die zweite Temperaturmesssonde die Temperatur des Feststoffmediums auf höher als sein Schmelzpunkt 1 ~ 1,5 ° C überwacht, wird der Alarm das Magnetventil für flüssigen Stickstoff erneut einschalten, flüssiger Stickstoff erneut eingespritzt und mit dem Medium wärmetauscht, bis die Temperatur auf den Schmelzpunkt unter 1 ~ 1,5 ° C sinkt, wird das Magnetventil erneut geschlossen und das Medium wird den Zustand der Feststoffisolierung wiederherstellen; Durch Wiederholung des Zyklus wird eine langfristig stabile Tieftemperaturregelung erreicht.

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6. Flüssiger Stickstoff-Kühlgerät für Tieftemperaturen Thermostatisches Steuersystem
   

Technische Vorteile (im Vergleich zu bestehenden Technologien)

1. Bedeutender KostenvorteilKeine Notwendigkeit, sich auf teure Kompressoren und andere Kühlgeräte zu verlassen, und die anfänglichen Inputkosten der Ausrüstung sind niedrig; Gleichzeitig wird der Stromverbrauch von großen Komponenten wie Kompressoren, Umlaufpumpen und anderen eingespart, und die Energiekosten im Betrieb sind deutlich niedriger als die Kälteanlagen des Kompressors.

2. Hohe Temperaturpräzision und StabilitätIm Vergleich zu den Problemen der gewöhnlichen Flüssigkeitsstoffkühlgeräte "schwere Kontrolle der Vergasungsmenge, langsamer Wärmeaustausch und schwere konstante Temperatur", kann das Gerät durch die Verbindungssteuerung der doppelten Temperaturmesssonde und des Elektromagnetventils in Kombination mit den Eigenschaften des Festphasenwechsels von organischen Flüssigkeiten eine präzise konstante Temperatur im Raumtemperatur-Bereich von -196 ° C erreichen; Und die Pufferwirkung des Edelstahldrahtnetzwerks, die Wärmedämmung der Behälter-Zwischenschicht reduziert die Temperaturschwankungen weiter und verbessert die Temperaturstabilität.

3. Sicherheit und Betriebsfähigkeit: Zwischenthermische Isolierung des Kryotemperaturbehälters verhindert den Kontakt von Personen mit Gefrierschäden; Die Funktion „Überlaufalarm“ der ersten Temperaturmesssonde verhindert effektiv das Risiko von Flüssigstickstoffleckagen; Die gesamte Struktur der Anlage ist einfach, die Bedienungsschritte sind klar, keine komplizierten Fachkenntnisse sind erforderlich, während die Materialauswahl des Probenbehälters eine Verschmutzung der Probe vermeidet und der Datenlogger die Prozessüberwachung erleichtert.

4. Breite AnwendungsbereicheKleines Volumen kann die Anforderungen von kleinen Labortemperaturexperimenten erfüllen, und nach der Erweiterung kann es sich auch an große technische Aufgaben auf industrieller Ebene anpassen, die Kryotemperaturszenarien in den Bereichen Petrochemie, Elektronik, Biotechnik, Medizin und Gesundheit, Biowissenschaften und leichte Lebensmittel abdecken.

4. Typische Anwendungsszenen

1. Wissenschaftliche ExperimentszenarienBereitstellung von thermostatischen Feldchlüssen für die Öl-, Materialien-, Bio-, Medizin- und Lebensmittelindustrie; Verwendet für experimentelle Reaktionsbadenexperimente mit Glasreaktoren, sowie für wissenschaftliche Aktivitäten, die die Stabilität der niedrigen Temperaturumgebung erfordern.

2. Kühlungsszenen für Industrieanlagen: eine Tieftemperaturkühlung des Heizteils von Industriemaschinen; Bereitstellung einer niedrigen Temperaturumgebung für Elektroskope, Molekularpumpen, Ionenpumpen, Diffusionspumpen und andere Geräte; Es kann auch für die Temperaturregelung von Elektrophoresen, Viskosometern, medizinischen Kühlkappen, Kühldecken, Elektronenmikroskop-Strom- / Lichtquellen, Ätzgeräten und anderen Geräten verwendet werden.