[發明專利]一種用于低溫罩地面加注液氮時的防霜隔熱裝置及方法

有效

• 申請號: 201310145304.2
• 申請日: 2013-04-24
• 公開（公告）號: CN103244820A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 王麗紅;陳光奇;陳叔平;董亮;陳聯;黃宏
• 申請（專利權）人: 蘭州空間技術物理研究所
• 主分類號: F17C6/00
• 分類號: F17C6/00
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 楊志兵;李愛英

1.一種用于低溫罩地面加注液氮時的防霜隔熱裝置，其特征在于：所述裝置包括氮氣鋼瓶（1）、氮氣減壓閥（2）、穩壓閥（3）、氣路轉換開關（4）、測溫儀（5）、氣缸（6）、熱電偶（7）、防霜罩（8）、低溫罩（9）、電子秤（10）、加注閥（12）、液氮供應容器（13）、氦氣調壓閥（14）、氦氣鋼瓶（15）；

上述組成部件之間的連接關系為：

低溫罩（9）底部為金屬法蘭，低溫罩（9）外部設有熱電偶（7），所述熱電偶（7）與測溫儀（5）連接；

低溫罩（9）底部對稱設有2個加注口，液氮供應容器（13）通過加注閥（12）與2個加注口分別連接；

在低溫罩（9）外部套有防霜罩（8），低溫罩（9）和防霜罩（8）之間留有空隙；所述防霜罩（8）由兩個半罩組成，兩個半罩分別通過合頁與低溫罩（9）底部的金屬法蘭連接，在防霜罩（8）外壁的接縫口兩側各自對稱設有兩個氣缸（6）；所述氣缸（6）上下各開有一個進氣口，氣缸（6）內設有氣桿；上進氣口進氣時氣桿回收，下進氣口進氣時氣桿伸長；氣缸（6）開有下進氣口的一端通過鉸鏈與金屬法蘭連接，開有上進氣口的一端固定在防霜罩（8）上；將低溫罩（9）和防霜罩（8）作為整體置于電子稱（10）上；

氮氣鋼瓶（1）位于低溫罩（9）的一側，氮氣鋼瓶（1）的出氣口依次通過氮氣減壓閥（2）、穩壓閥（3）和氣路轉換開關（4）后分為兩路，一路分別與四個氣缸（6）的上進氣口連接，另一路分別與四個氣缸（6）的下進氣口連接；通過氣路轉換開關控制四個氣缸（6）的進氣和排氣，從而控制防霜罩（8）的閉合和開啟；

氦氣鋼瓶（15）位于低溫罩（9）的另一側，氦氣鋼瓶（15）的出氣口通過氦氣調壓閥（14）后進入防霜罩（8），并與防霜罩（8）和低溫罩（9）之間的空隙相通。

2.根據權利要求1所述的一種用于低溫罩地面加注液氮時的防霜隔熱裝置，其特征在于：所述氣路轉換開關（4）有三種狀態，當位于左側時，氣缸（6）的下進氣口進氣，氣桿伸長，防霜罩（8）開啟；當位于右側時，氣缸（6）的上進氣口進氣，氣桿回收，防霜罩（8）閉合；當轉換開關（4）處于中間位置時，氣缸（6）中的壓力與大氣壓相等，氣桿處于平衡狀態，防霜罩（8）維持開啟或閉合狀態。

3.根據權利要求1所述的一種用于低溫罩地面加注液氮時的防霜隔熱裝置，其特征在于：當防霜罩（8）閉合時，氣缸（6）與豎直方向的夾角為15～20°。

4.根據權利要求1所述的一種用于低溫罩地面加注液氮時的防霜隔熱裝置，其特征在于：防霜罩（8）和低溫罩（9）之間空隙的徑向寬度為10～20mm。

5.根據權利要求1所述的一種用于低溫罩地面加注液氮時的防霜隔熱裝置，其特征在于：防霜罩（8）外壁為一層鋁合金外殼，內壁襯有隔熱材料，在兩個半罩的接縫處設有密封條。

6.一種用于低溫罩地面加注液氮時的防霜隔熱方法，所述方法使用如權利要求1所述的一種用于低溫罩地面加注液氮時的防霜隔熱裝置，其特征在于：具體步驟如下：

在操作開始前，所有閥門及氣路轉換開關（4）均處于關閉狀態。

步驟一、依次打開氮氣減壓閥（2）、穩壓閥（3），將氣路轉換開關（4）置于右側，使氮氣從氣缸（6）的上進氣口進入，維持氣缸（6）內的氮氣壓力為0.1～0.2MPa，使防霜罩（8）緊閉；

步驟二、打開氦氣調壓閥（14），將氦氣氣壓調至0.03～0.15MPa，氦氣進入防霜罩（8）和低溫罩（9）之間的空隙，使防霜罩（8）內部的氦氣處于微正壓；

步驟三、打開液氮供應容器（13）上的加注閥，向低溫罩（9）內加注液氮，通過電子稱（10）判斷液氮是否加滿；當液氮加滿后，將氣路轉換開關（4處于左側，氮氣從氣缸（6）下進氣口進入，防霜罩（8）自動開啟，觀察低溫罩（9）表面是否結霜；

如果沒有結霜，說明本次試驗有效；

如果結霜，重復步驟一～三，直至低溫罩（9）表面觀察不到結霜現象。