[发明专利]一种液氮汽化稳压系统

权利要求书

1.一种液氮汽化稳压系统，其特征在于，包括液氮储罐、自增压液氮出液阀、液氮汽化出液阀、空温汽化器、自增压调节阀、第二放空阀、第二安全阀、低温氮气调节阀、第一放空阀、第一安全阀、液氮汽化调节阀、电加热水浴汽化器、第一温度变送器、电加热器、换热介质补液阀、第二温度变送器、缓冲装置、压力变送器、供气流量调节阀、第三温度变送器；其中，增压液氮出液阀、空温汽化器、自增压调节阀形成增压回路，自增压液氮出液阀打开后，液氮储罐中的液氮经空温汽化器汽化为氮气后，经由控制液氮储罐气枕最终压力值的自增压调节阀后通入液氮储罐气枕内，实现自增压；

液氮储罐还连接有热氮供气通路，所述热氮供气通路上自液氮储罐依次连接液氮汽化出液阀、液氮汽化调节阀、电加热水浴汽化器、缓冲装置，打开液氮汽化出液阀，液氮经由液氮汽化调节阀进行调节后进入电加热水浴汽化器进行加热，进而进入缓冲装置，所述缓冲装置用于稳定电加热汽化器产生的压力脉动以及氮气温度，最后自缓冲装置输出终端用气。

2.如权利要求1所述的一种液氮汽化稳压系统，其特征在于，所述液氮汽化出液阀和液氮汽化调节阀之间的热氮供气通路上还连接有第一安全阀，所述第一安全阀与所述热氮供气通路之间还设有第一放空阀。

3.如权利要求2所述的一种液氮汽化稳压系统，其特征在于，所述电加热水浴汽化器罐体上设置液氮进口、液氮出口和换热介质补液口，电加热水浴汽化器罐体上还设置有第一温度变送器；液氮自液氮进口进入电加热水浴汽化器中并由其底部设置的电加热器进行加热，第一温度变送器监测加热过程中换热介质的温度，换热介质的温度达到目标温度后，电加热器停止工作，液氮由液氮出口输出。

4.如权利要求3所述的一种液氮汽化稳压系统，其特征在于，为降低电加热水浴汽化器漏热，在其筒体外部采取保温措施。

5.如权利要求4所述的一种液氮汽化稳压系统，其特征在于，所述空温汽化器包括空温汽化液氮入口、空温汽化氮气第一出口、空温汽化氮气第二出口；在所述增压回路上，液氮自空温汽化液氮入口进入控温汽化器后再由空温汽化氮气第一出口流出，自空温汽化氮气第二出口连通有冷氮供气通路，所述冷氮供气通路经由低温氮气调节阀连通至缓冲装置。

6.如权利要求5所述的一种液氮汽化稳压系统，其特征在于，所述空温汽化氮气第二出口与低温氮气调节阀之间的冷氮供气通路上还连接有第二安全阀，所述第二安全阀与所述冷氮供气通路之间还设有第二放空阀。

7.如权利要求6所述的一种液氮汽化稳压系统，其特征在于，所述缓冲装置包括热氮入口、冷氮入口和出口；高温氮气由所述热氮供气通路经热氮入口进入缓冲装置，低温氮气由所述冷氮供气通路经冷氮入口进入缓冲装置，所述缓冲装置对所述稳压系统供气过程起到缓冲作用，使压力不产生波动，同时通入低温氮气与汽化后的高温氮气混合后，将氮气温度调节至终端用气所需温度后由出口排出。

8.如权利要求7所述的一种液氮汽化稳压系统，其特征在于，所述出口至终端用气之间还依次设有供气流量调节阀和温度变送器；所述缓冲装置上还设有第二温度变送器和压力变送器。

9.如权利要求8所述的一种液氮汽化稳压系统的操作方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.试验准备阶段：检查并确保低温氮气调节阀、液氮汽化调节阀、第一温度变送器、第二温度变送器、压力变送器、供气流量调节阀、第三温度变送器均正常；

S2.液氮储罐的预冷加注：打开各液氮储槽加注口以及放空口，先由上部进液，液氮汽化后的氮气经放空口排出，预冷完成后，关闭放空口，打开测满阀，再由下部进液为液氮储罐加注液氮；

S3.液氮储罐增压：打开自增压液氮出液阀，液氮经空温汽化器后汽化，调节自增压调节阀以调节氮气的增压压力，直至增压至目标压力值；

S4.供气通路内气体置换：打开液氮汽化出液阀、液氮汽化调节阀、供气流量调节阀，液氮储罐内的液氮经电加热水浴汽化器加热后，将供气通路内的空气置换为氮气，置换完成后，关闭供气流量调节阀；

S5.缓冲装置充压：打开自增压液氮出液阀，液氮储罐内的液氮经空温汽化器汽化后，调节低温氮气调节阀，为缓冲装置进行增压，同时监测压力变送器，达到压力目标值后，关闭供气流量调节阀；

S6.启动供气：打开供气流量调节阀，开始为终端供气，利用液氮汽化调节阀控制热氮供气通路的压力，利用第三温度变送器监测终端用气的氮气温度，利用低温氮气调节阀控制通入缓冲装置的低温氮气流量，调节供气氮气温度；

S7.供气结束：关闭液氮汽化调节阀，将所有供气通路内的压力泄压至常压，并关闭液氮汽化出液阀。