Ⅰ 氦氣製冷機的工作原理 謝謝
深低溫設備 - 工作原理
深低溫設備的工作原理主要有氣體液化和氣體分離兩個方面。
氣體液化 氣體液化是根據液化循環,組織液化設備實現的。主要的液化循環有林德液化循環和克勞德液化循環。
深低溫設備① 林德液化循環:利用節流閥的節流效應使原料氣液化的循環(圖1)。常壓p1、常溫T1的原料氣在壓縮機中等溫壓縮由狀態1到狀態2,相應的壓力為p2,經換熱器降溫到狀態3,然後通過節流閥降壓,等焓膨脹到狀態4。這時,部分氣體就轉變成液體,從貯液器排出;未液化的部分氣體在換熱器中復熱至狀態1,從而形成一個熱力循環。
② 克勞德液化循環:利用等熵膨脹和等焓膨脹結合製冷來使原料氣液化的循環(圖2)。常壓p1、常溫T1的原料氣在壓縮機中等溫壓縮由狀態1到狀態2,相應的壓力為p2,經換熱器E1降溫到狀態3。此後氣體分為兩部分,一部分氣體繼續經換熱器E2、E3,降溫到狀態4、5,再通過節流閥等焓膨脹到狀態6。這時,部分氣體轉變為液體從貯液器排出;未液化的部分氣體在換熱器E3中復熱至狀態8,再匯合另一部分在膨脹機中等熵膨脹至狀態8的氣體,最後在換熱器E2、E1中復熱至狀態1,從而形成一個熱力循環。其他尚有在此基礎上發展的液化循環,如帶附加製冷循環(如帶氨或液氮或其他冷源的預冷循環)的節流液化循環或等熵膨脹液化循環,帶外加製冷循環(如外加氮製冷循環)等熵膨脹的液化循環、回熱式氣體製冷循環(見製冷機循環)和多級等熵膨脹的液化循環等。
以上各種循環均為理想循環。但在實際應用中,壓縮機的壓縮過程不是等溫過程,換熱器有復熱不足和外熱侵入的冷量損失,膨脹機有絕熱損失和機械損失等,因此在實際製冷流程中需要採取補償措施,以求流程的熱量平衡。
氣體分離 常用的原料氣分離原理有深低溫精餾、深低溫分凝和深低溫吸附3種。①深低溫精餾:先將原料氣液化,然後再按各組分冷凝(蒸發)溫度的不同,應用精餾原理分離出各組分。分離的過程是在深低溫精餾塔中實現的。這種方法適用於被分離組分的冷凝溫度相近的原料氣,如從空氣中分離氧和氮。②深低溫分凝:利用原料氣中各組分冷凝溫度的差異,在換熱器中降低原料氣的溫度,由高到低逐個組分進行液化,並在分離器中將液體分離。這種方法適用於被分離組分的冷凝溫度相距較遠的原料氣如焦爐氣的分離。③深低溫吸附:利用多孔性的固體吸附劑具有選擇吸附的特性,在深低溫下吸附某些雜質組分,以獲得純凈的產品。如利用分子篩吸附器在液態空氣溫度下從粗氬中吸附氧和氮,以獲得精氬。
根據工藝的需要,有時單獨使用一種原理,有時幾種原理同時並用。
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原理
斯特林製冷機的理想工作過程是由兩個定容過程和兩個定溫過程(見熱力過程)組成的可逆循環(見熱力循環)。工質在壓縮腔被定溫壓縮後,經過回熱器被定容冷卻,然後在膨脹腔定溫膨脹,再經過回熱器被定容加熱後返回壓縮腔。要完成這樣的理想循環,一個氣缸內的兩個活塞必須作間斷運動。但實際上,兩個活塞是利用同一根曲軸的轉動作連續往復運動的;而且機器還存在余隙容器、工質流動阻力、換熱器換熱不完全和冷量損失等情況,故實際過程與理想過程有所差異。
圖為單級斯特林製冷機的結構。壓縮氣缸和膨脹氣缸組成一體。推移活塞把氣缸工作空間分成膨脹腔和壓縮腔。壓縮活塞通過兩個主連桿與曲軸上的兩個曲拐相連;推移活塞由穿過壓縮活塞的活塞桿和副連桿與曲軸的中間一個曲拐相連。這個曲拐與另兩個曲拐保持一定的夾角。曲軸的轉動使兩活塞作差動往復運動,從而使氣體壓縮、膨脹和回熱。氣缸的周圍裝有水冷卻器、回熱器和冷凝器(即凝汽器)。在氣體工質通道中設有閥門。當壓縮活塞向上運動時,工質被壓縮,從壓縮腔排出,經水冷卻器、回熱器冷卻和降溫,然後經冷凝器內側流入膨脹腔。推移活塞向下移動(此時壓縮活塞仍向上,然後向下移動),工質在膨脹腔內膨脹後溫度降低,即產生冷量。當推移活塞向上運動時(此時壓縮活塞仍向下移動),工質繼續膨脹後經冷凝器內側對外輸出冷量,依次進入回熱器、水冷卻器。低壓低溫的工質由膨脹腔迴流至壓縮腔時,在回熱器填料中吸取熱量而溫度升高。氣體經上述工作過程消耗了功,產生的熱量由冷卻水帶走,消耗的功由電動機輸入。冷凝器外側的氣體將熱量傳遞給冷凝器,而使氣體溫度降低,直至冷凝成液化氣體流下。
斯特林製冷機已由單級發展到雙級和三級。為了增加機器的製冷量,還有利用四個單級製冷機並聯組成的四缸回熱式氣體製冷機。
單級斯特林製冷機的致冷溫度范圍為173~73K,適用於空氣液化和氣體分離等。雙級的致冷溫度范圍為12~15K,適用於氫和氖氣的液化。三級製冷機的致冷溫度為7.8K,還能為更低溫度的物理實驗提供冷源。當工質處於氣液兩相區時,最低溫度可到3.1K。
Ⅱ 氣路如何防凍 或怎麼解凍
解決氣路防凍問題的方法之一是在氣路中加入酒精。需要注意的是,酒精在攝氏度為-117.3度時會凝固,因此這種方法可以有效防止低溫凍結。然而,不建議隨意添加酒精,因為這可能會導致管道腐蝕。此外,酒精並非唯一的選擇,雨刷精也是一種可能的替代品,其主要成分包括直鏈烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉等。
關於氣體管路的要求,所有氣體管路都由高質量、完全退火型、無縫連接的不銹鋼管(BA級)組成。銅管僅用於氣體管路末端,對氣體純度要求不高的地方,比如通風櫃。氣體管道不應與電纜、導電線路同架鋪設,特別是易燃氣體如乙炔需單獨引入。氫氣管道與其他可燃氣體管道平行敷設時,其間距不應小於0.5米;交叉敷設時,間距不應小於0.25米。氫氣管道應位於上方。壓縮空氣在管路上有過濾雜質和水分的凈化裝置,此裝置需並聯一路,用單獨閥門隔離,方便維修。
對於高純氣體管路,連接方式為無縫焊接,連接至閥門或調節裝置時可使用接頭配件。每個實驗室需配備獨立的控制閥、減壓閥和壓力表,引至工作台的氣體管路亦應安裝獨立控制閥。工作台上應均勻分布各種氣體的控制閥門。建議在氦氣管路前安裝氣體凈化裝置。每隔1.5米左右,氣體管路需設置支架,根據彎曲半徑調整支架位置,確保所有彎曲處都有支撐。所有支架均需進行鍍鋅防腐處理。
實驗室氣體管路系統整體要求中,氣體由不銹鋼管(BA級)輸送,一般1.5米內必須有支架固定在牆面。所有管路安裝在天花板下方,沿牆明設,標明連接氣體。每隔1.5米的距離,管路需有明確標示,指示氣體流向。所有減壓器需連接一條通出氣體存藏區的排氣管路,易燃、氧化氣體排氣管路不能合並。氣路包括氣體切換裝置、減壓裝置、閥門、管線、過濾器、報警器、終端箱、調節閥等部分,目前主流為實驗室集中供氣系統。
氣路系統設計需考慮多方面因素,包括管道材質、安裝位置、支架設置等,以確保氣體流動順暢且安全。通過合理設計和安裝,可以有效防止氣路凍結,保證實驗室氣體供應穩定可靠。
Ⅲ 電磁閥可分為哪幾種
電磁閥可分為哪幾種?
電磁閥的分類有很多種分法,關鍵是看依據什麼分類,本文主要根據電磁閥的用途來分類,並介紹具體分類的電磁閥的用途,如果回答對您有幫助,麻煩您高抬貴手,給威盾VTON閥門點個贊。
進口電磁閥是通過線圈的吸力,對閥門進行開關的機構。電磁閥的種類非常多,不同的電磁閥在控制系統的不同位置發揮作用,以威盾VTON為例,燃氣電磁閥就用於燃氣緊急切斷,信號反饋電磁閥就用於信號輸出反饋,高溫蒸汽電磁閥就專用於高溫的介質場合等。本文就專門針對各種電磁閥,詳細描述他們的具體用途。
1、進口先導式電磁閥
進口先導式電磁閥,Pilot solenoid valve,通電時,依靠電磁力提起閥桿,導閥口打開,此時電磁閥上腔通過先導孔泄壓,在主閥芯周圍形成上低下高的壓差,在壓力差的作用下,流體壓力推動主閥芯向上移動將主閥口打開;斷電的時貨,在彈簧力和主閥芯重力的作用下,閥桿復位,電磁閥上腔壓力升高,流體壓力推動主閥芯向下移動,主閥口關閉。用於閥前後存在壓力差的工況以及大通徑的管線系統。比如威盾VTON的先導式電磁閥,用於壓差大於0.1Mpa以上的壓力場合。
水用電磁閥
8、進口燃氣電磁閥
進口燃氣電磁閥,Gas solenoid valve,主要應用如下:與可燃氣體泄漏監測儀器相連接。當儀器檢測到可燃氣體泄漏時,自動快速關閉主供氣體閥門,切斷燃氣的供給,及時制止惡性事故的發生。比如威盾VTON的進口燃氣電磁閥,用於燃氣的切斷作用。
9、進口油用電磁閥
進口油用電磁閥,Oil solenoid valve,是指用於控制油、石油、原油、柴油、液壓油、導熱油、潤滑油等油介質的開啟和關閉的電磁閥,一般採用黃銅或者不銹鋼材質,防爆,耐高壓,耐高溫,耐腐蝕。比如威盾VTON的進口油用電磁閥,由於潤滑油,液壓油,導熱油,煤油等的切斷。
10、進口氣體電磁閥
進口氣體電磁閥,Gas solenoid valve,是指用於控制各種氣體如:氮氣,氧氣,氫氣,氦氣,氬氣,二氧化碳,甲烷,乙炔等氣體的開啟和關閉的電磁閥,一般需要帶防爆。
比如威盾VTON的進口氣體電磁閥,用於各種常溫、高溫、負壓、低壓、高壓場合,適用流體為蒸汽、熱水、空氣、氮氣等氣體管路;廣泛應用於醫療器械、橡塑機械、服裝設備、乾燥設備、制葯、製冷、暖通空調、電鍍塗裝、食品飲料、自來水廠、環保水處理及真空設備等行業。
11、進口帶信號反饋電磁閥
進口帶信號反饋電磁閥(Solenoid valve with signal feedback)是指能夠通過電流信號反饋電磁閥的開啟和關閉的電磁閥。當線圈通電,動鐵芯吸合,使主閥塞因壓差向上運動,開通主閥口,同時帶動動磁鐵離開感測器;感測器即向控制中心輸出一個5~24V的直流電信號。反之亦然。
12、進口燃氣緊急切斷電磁閥
進口燃氣緊急切斷電磁閥(Emergency gas cut off solenoid valve) ,是指用在石油氣體,燃氣,瓦斯,煤氣或者天然氣管道系統,電磁閥一般常開,在緊急情況下,能快速關閉,切斷燃氣等介質,以免造成事故的電磁閥。
應用范圍:燃氣自控、煤氣自控、瓦斯自控、石油液化氣自控、沼氣自控、燃氣設備、乙醛設備、燃氣報警器及燃氣設備等