專利名稱：液態(tài)氣體存貯瓶的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明所述的液態(tài)氣體存貯瓶屬于貯存低溫液態(tài)氣體的隔熱保溫容器。
背景技術(shù)：
早在1891年英國(guó)的化學(xué)家和物理學(xué)家杜瓦教授就制備出了液態(tài)氧，約在1892年他設(shè)計(jì)發(fā)明了隔熱保溫的真空瓶，該瓶后來(lái)即以他的名字命名，至今仍叫作杜瓦瓶，用于儲(chǔ)存液化氣體。此后人們陸續(xù)液化了其它氣體，并於1898年杜瓦教授又將氫氣液化。液態(tài)氣體具有廣闊的應(yīng)用前景。拿液態(tài)氧為例，雖然液態(tài)氧誕生距今已有一百一十多年歷史，并且早已在航空、航天、醫(yī)學(xué)和冶金等領(lǐng)域應(yīng)用了很多年。但是，實(shí)際使用范圍卻相對(duì)很窄，迄今為止也僅僅是用于運(yùn)載部分種類的導(dǎo)彈、航天器的液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)；潛艇和軍用飛機(jī)上的氣密座艙；醫(yī)院里的高壓氧艙和冶金行業(yè)的吹氧冶煉等少數(shù)高新科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。將液態(tài)氧系統(tǒng)與氣態(tài)氧系統(tǒng)相比，體積要小60～80％，重量要輕50～70％?？墒且?yàn)橐簯B(tài)氧存在不斷揮發(fā)，其自然損耗率大，地面貯存液態(tài)氧的條件要求較高，設(shè)備復(fù)雜，維護(hù)不便，所需費(fèi)用又比較高，因此大大限制了液態(tài)氧的推廣使用。其它液態(tài)氣體在應(yīng)用方面也存在同樣的問(wèn)題，都迫切地需要有一種經(jīng)過(guò)改進(jìn)提高的，更安全可靠、方便經(jīng)濟(jì)、損耗更低的存貯容器面世。液態(tài)氣體存貯瓶就是在如今這種市場(chǎng)需求的情況下應(yīng)運(yùn)而生的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是制作一種液態(tài)氣體存貯瓶，用于解決液態(tài)氣體存貯困難，小容量分裝儲(chǔ)運(yùn)不經(jīng)濟(jì)方便的難題。本發(fā)明依據(jù)的基本原理是，如果能夠保持液態(tài)氣體液化時(shí)的溫度不升高，則存儲(chǔ)液態(tài)氣體就不會(huì)自然蒸發(fā)損耗。但是在實(shí)踐上卻不可能實(shí)現(xiàn)單一存貯容器，不借助外力條件就能保持住液態(tài)氣體低溫狀態(tài)不變。能夠做到的是根據(jù)熱傳遞的規(guī)律，使用單一存貯容器可延緩液態(tài)氣體溫度上升的時(shí)間，降低液態(tài)氣體自然蒸發(fā)損耗的速度，達(dá)到民用和家庭實(shí)際使用需要所能接受的最低限度范圍。目前存貯液態(tài)氣體的容器，現(xiàn)有的真空保溫瓶技術(shù)在社會(huì)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的今天，未能進(jìn)一步改進(jìn)創(chuàng)新，提高效率、降低成本、減少消耗，現(xiàn)在已經(jīng)逐漸適應(yīng)不了當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的要求，再加上笨重的體積，使得家庭民用等許多領(lǐng)域的市場(chǎng)無(wú)法問(wèn)徑。液態(tài)氣體存貯瓶針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的難題，將瓶體設(shè)計(jì)為至少由兩層真空保溫隔熱層所構(gòu)成；最內(nèi)層的瓶膽，是由三層壁雙真空層構(gòu)成；內(nèi)外兩層真空保溫隔熱層之間，由耐低溫絕熱材料填充隔離，稱作隔離層；隔離層內(nèi)可按需要增設(shè)或取舍另外的真空保溫隔熱層；并且可按實(shí)際需要在增設(shè)的真空保溫隔熱層上加設(shè)降溫吸熱盤管，並與冷凍壓縮機(jī)組連接，用于加強(qiáng)隔離環(huán)境溫度對(duì)瓶膽的熱傳遞作用。瓶蓋為雙層，既具有保溫隔熱功能也同時(shí)設(shè)有安全閥；本存貯瓶由瓶體和瓶蓋及附件組成，瓶體和瓶蓋通過(guò)管道合理安裝連接輸出閥、安全閥、增壓閥和常溫過(guò)濾器等附件。本發(fā)明的瓶體設(shè)計(jì)方案，有效的阻礙和限制了熱傳遞的物理過(guò)程中，″傳導(dǎo)、運(yùn)流和輻射″這三種主要方式在瓶體內(nèi)外所起的作用，使得低溫液態(tài)氣體存貯效果明顯提高。為進(jìn)行液態(tài)氣體大批量、小容量的分裝和儲(chǔ)運(yùn)提供了確實(shí)可行的具體方案。液態(tài)氣體存貯瓶與傳統(tǒng)的液態(tài)氣體存貯方法相比，絕熱保溫效果好，自然揮發(fā)損耗低，制作瓶體材料不需再用耐高壓的特殊鋼板，同等容量瓶體的重量減輕50％以上，從而預(yù)示著實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域，范圍必然會(huì)增加和擴(kuò)大。


圖1是液態(tài)氣體存貯瓶便攜式液態(tài)氧供氧器的實(shí)施例示意圖 圖2是液態(tài)氣體存貯瓶汽車用液態(tài)氧貯氧箱的實(shí)施例示意圖 圖3是液態(tài)氣體存貯瓶箱式液氮樣品保存箱的實(shí)施例示意圖具體實(shí)施方式
實(shí)施例1便攜式液態(tài)氧供氧器是液態(tài)氣體存貯瓶的一個(gè)具體實(shí)施例。見(jiàn)圖1，圖中1為便攜式液態(tài)氧供氧器殼體。2是由三層壁雙真空層構(gòu)成的最內(nèi)層瓶膽，液態(tài)氧將存貯於此。3是由耐低溫絕熱材料填充的隔離層，用來(lái)限制環(huán)境溫度對(duì)瓶膽的熱傳遞作用。圖中4、5是瓶蓋。6是輸出閥。7是安全閥。8是增壓閥。9是承重支點(diǎn)或支架，也可用絕熱材料制成承重球。10是常溫過(guò)濾器，保證輸出氣體的溫度和濕度及潔凈度。11是輸出口。工作原理，灌注液態(tài)氧后，蓋好瓶蓋。使用時(shí)先將第一層蓋5打開(kāi)，旋開(kāi)輸出閥6，氣化的氧氣經(jīng)10過(guò)濾后從輸出口11輸出。作為吸氧使用時(shí)，將吸氣導(dǎo)管接到輸出口上即可吸氧，流量大小可通過(guò)8來(lái)調(diào)節(jié)。制作0.25升的液態(tài)氧供氧器等于200升的氣態(tài)氧，相當(dāng)于十幾個(gè)氧氣袋，重量只有1.2公斤左右。液態(tài)氧供氧器制做成儲(chǔ)液氧容量在1.1升時(shí)。這種供氧器相當(dāng)于氣態(tài)氧800～880升的儲(chǔ)氧量，按成人吸氧用量條件每瓶可供吸氧10小時(shí)/人以上。滿瓶重量不會(huì)超過(guò)兩公斤?？勺鳛榧彝サ谋貍溆闷?，供心、腦血管及肺哮喘、肺水腫等病人的吸氧之用，也可作為學(xué)生、腦力勞動(dòng)者晚上加班工作、學(xué)習(xí)的吸氧手段。對(duì)于學(xué)生和腦力勞動(dòng)者來(lái)說(shuō)，看書(shū)學(xué)習(xí)時(shí)使用供氧器吸氧，能有效增加大腦血液中的血氧含量，提高腦力勞動(dòng)的工作效率，會(huì)相應(yīng)的增強(qiáng)大腦記憶力，降低身體的疲勞程度。目前中小學(xué)生學(xué)習(xí)緊張用眼過(guò)度，眼部組織營(yíng)養(yǎng)不良，是引起假性近視和弱視的重要原因。加強(qiáng)體育鍛練，適當(dāng)補(bǔ)充吸氧，提高人體血液中的血氧含量，就會(huì)同時(shí)改善眼部組織營(yíng)養(yǎng)不良的狀況，起到緩解眼睛疲勞，保護(hù)視力的作用。
實(shí)施例2液態(tài)氣體存貯瓶汽車用液態(tài)氧供氧器的實(shí)施例具體實(shí)例見(jiàn)圖2，圖中1為液態(tài)氧供氧器的殼體。2是由三層壁雙真空層構(gòu)成的最內(nèi)層瓶膽，液氧氣體將存貯在此。3是隔離層，由耐低溫絕熱材料填充隔離，4、5是瓶蓋。6是輸出閥。7是安全閥。8是增壓閥。9是承重支架。工作原理，灌注液態(tài)氧后，使用時(shí)打開(kāi)輸出閥6，將輸出管接入空氣濾清器內(nèi)即可。調(diào)整增壓閥8可調(diào)節(jié)流量即供氣量的大小。液態(tài)氧供氧器在桑塔納、依維柯(17座)、京吉普2020S、1022A卡車等車型上作定性試驗(yàn)后有下面結(jié)果；北京在一月份環(huán)境溫度為零下2度時(shí)，以上車輛怠速在六百轉(zhuǎn)左右將不能維持運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，打開(kāi)接入空氣濾清器的供氧器開(kāi)關(guān)，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速立即升至八百到一千轉(zhuǎn)并穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)；關(guān)掉供氧開(kāi)關(guān)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)立刻息火。啟動(dòng)性能也可以分辨出顯著差別，百公里耗油量可以降低15％以上。
液態(tài)氧供氧器能使發(fā)動(dòng)機(jī)提高動(dòng)力、降低燃料消耗和尾氣中未完全燃燒物引起的空氣污染，也是解決汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在冬季和高原地區(qū)的惡劣環(huán)境下，啟動(dòng)點(diǎn)火困難問(wèn)題的有效手段。推廣使用液態(tài)氧供氧器不會(huì)影響汽車外觀，不增加汽車的耗能，不改變?cè)薪Y(jié)構(gòu)，也不會(huì)影響機(jī)動(dòng)車的安全性能，同時(shí)可以另外配置吸氣管，提供駕駛員隨時(shí)方便的吸氧，緩解司機(jī)駕車疲勞程度，更有利于行車安全，所以會(huì)有很好的社會(huì)效益。
實(shí)施例3液態(tài)氣體存貯瓶箱式液氮樣品保存箱的實(shí)施例具體實(shí)例見(jiàn)圖3，圖中1為箱式液氮樣品保存箱的殼體。2是由三層壁雙真空層構(gòu)成的內(nèi)層瓶膽，(液態(tài)氣體存貯瓶涉及的真空層的真空度都應(yīng)由兩級(jí)真空泵，機(jī)械泵和擴(kuò)散泵聯(lián)合完成。)液氮?dú)怏w將存貯在此，所需要保存的樣品也將放在液氮中。3是隔離層，由耐低溫絕熱材料填充隔離，(在附圖中以3.1表示該層，并稱為填充層)按需要再增設(shè)一層真空隔熱層，并且在增設(shè)的真空隔熱層外壁上加設(shè)降溫吸熱盤管，(在附圖中以3.2表示并稱為真空吸熱層，3.1和3.2共同組成隔離層3)並與冷凍壓縮機(jī)組連接，即相當(dāng)于將液態(tài)氣體存貯瓶同時(shí)放入低溫冰箱中使用，用來(lái)加強(qiáng)隔離，環(huán)境溫度對(duì)瓶膽內(nèi)部的熱傳遞作用的影響。對(duì)于需要長(zhǎng)期低溫保存的樣品，實(shí)施例3是行之有效的最佳選擇。4和5是瓶蓋，9是承重支架，12是樣品液氮室。工作原理，在按低溫冰箱的制作程序，將降溫吸熱盤管接入到冷凍壓縮機(jī)組中，注入冷媒介質(zhì)并可以正常工作后。開(kāi)啟隔離層3的工作開(kāi)關(guān)，向瓶膽內(nèi)灌注所需的液態(tài)氮后，放入樣品蓋好瓶蓋(在此是箱式液氮樣品保存箱的箱蓋)即可正常工作。
權(quán)利要求
1.一種液態(tài)氣體存貯瓶，其特征在于瓶體是由內(nèi)、外至少兩層真空保溫隔熱層構(gòu)成；外層也稱殼體，最內(nèi)層稱作瓶膽是由三層壁雙真空層構(gòu)成；內(nèi)、外兩層真空保溫隔熱層之間，由耐低溫絕熱材料填充隔離，稱作隔離層；隔離層內(nèi)可按需要增設(shè)或取舍另外的真空保溫隔熱層；瓶蓋為雙層，既具有保溫隔熱功能也同時(shí)設(shè)有安全閥；液態(tài)氣體存貯瓶由瓶體和瓶蓋及附件組成，瓶體和瓶蓋通過(guò)管道合理安裝連接輸出閥、安全閥、增壓閥和常溫過(guò)濾器等附件。
2.如權(quán)利要求1所述的液態(tài)氣體存貯瓶，其特征在于隔離層內(nèi)按實(shí)際需要增設(shè)的真空保溫隔熱層可加設(shè)降溫吸熱盤管，並與冷凍壓縮機(jī)組連接，加強(qiáng)隔離環(huán)境溫度對(duì)瓶膽的熱傳遞作用。
3.如權(quán)利要求1所述的液態(tài)氣體存貯瓶，其特征在于瓶體的形狀及大小可根據(jù)實(shí)際使用場(chǎng)合、用途和需要而具體確定；瓶體可制成軍用水壺型、魚(yú)雷型、圓柱體型、長(zhǎng)方體扁平型、汽車油箱型、球體型，橢球型等等。
4.如權(quán)利要求1所述的液態(tài)氣體存貯瓶，其特征在于瓶體制作材料可選用金屬材料、不銹鋼材料、高分子材料及玻璃鋼材料；最內(nèi)層瓶膽以耐低溫絕熱的材料制作為佳，目前主要以不銹鋼板材為基本材料制作。
5.如權(quán)利要求1所述的液態(tài)氣體存貯瓶，其特征在于瓶體真空隔熱層內(nèi)，可按實(shí)際需要制作所需的承重支點(diǎn)或支架，支點(diǎn)或支架與真空隔熱層內(nèi)壁之間，由耐低溫絕熱材料隔離，或用耐低溫絕熱材料制成球體作為承重支點(diǎn)。
6.如權(quán)利要求1所述的液態(tài)氣體存貯瓶，其特征在于瓶蓋為雙層，上面設(shè)有安全閥，并且其本身具有安全閥的功能，使本存貯瓶至少擁有雙重安全保護(hù)功能。
7.如權(quán)利要求1所述的液態(tài)氣體存貯瓶，其特征在于本瓶的輸出閥可與過(guò)濾器連接，過(guò)濾介質(zhì)根據(jù)需要可以是液體或固體；過(guò)濾器在橫放或倒放時(shí)，應(yīng)能保證輸出口不被液體介質(zhì)淹沒(méi)。
8.如權(quán)利要求1所述的液態(tài)氣體存貯瓶，其特征在于本瓶使用的閥門，凡是與瓶體直接連接的第一級(jí)閥門均為單向閥。
9.如權(quán)利要求1所述的液態(tài)氣體存貯瓶，其特征在于本瓶最內(nèi)層瓶膽可以是三層壁雙真空隔熱結(jié)構(gòu)，也可以在內(nèi)層瓶膽中按需另外制作外覆絕熱材料的單層瓶膽，稱為內(nèi)膽。
全文摘要
一種液態(tài)氣體存貯瓶，屬于貯存低溫液態(tài)氣體的隔熱保溫容器。本瓶是由內(nèi)外至少兩層真空保溫隔熱層構(gòu)成；最內(nèi)層稱作瓶膽是由三層壁雙真空層構(gòu)成；內(nèi)外兩層真空保溫隔熱層之間，由耐低溫絕熱材料填充隔離；隔離層內(nèi)可按需要增設(shè)或取舍另外的真空保溫隔熱層；瓶蓋為雙層，既具有保溫隔熱功能也同時(shí)設(shè)有安全閥；瓶體和瓶蓋通過(guò)管道合理安裝連接輸出閥、安全閥、增壓閥和常溫過(guò)濾器等附件。由于以上合理設(shè)計(jì)，使液態(tài)氣體有了更經(jīng)濟(jì)方便的分裝儲(chǔ)運(yùn)和存貯手段，就可制成多種型號(hào)的存貯瓶系列產(chǎn)品，提供給一般家庭民用和科學(xué)研究、艦船、飛機(jī)、汽車、采礦、勘探、潛水、登山、醫(yī)療保健、消防、森林和油田滅火、旅游、運(yùn)輸、探險(xiǎn)等行業(yè)應(yīng)用。
文檔編號(hào)F17C1/00GK1632367SQ0313485
公開(kāi)日2005年6月29日 申請(qǐng)日期2003年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月26日
發(fā)明者畢杰梁 申請(qǐng)人:畢杰梁