[发明专利]小型低温液化装置、低温液体流量计标定装置及标定方法

说明书

本发明公开了一种小型低温液化装置，属于低温技术领域，该装置包括：真空腔体、第一储液装置、制冷机、冷凝器；第一储液装置设置于所述真空腔体内部，第一储液装置上设有进口和出口，所述进口和所述出口分别通过进气管道和出气管道与所述外部储气装置连接，所述制冷机安装于所述第一储液装置外部，所述冷凝器与所述第一储液装置密封对接。本发明能够利用有限的空间将气体转化为低温液体，进一步的提供一种低温液体流量计标定装置及标定方法，能够将气体直接转化为低温液体，通过低温液体在连通器中循环的原理对流量计进行持续标定，标定结束后可以回收气体并长期存储，等待下次再循环使用，实现真正的零排放零污染。

技术领域

本发明属于制冷技术领域，具体涉及低温液化装置、带流量计标定的低温液化装置及标定方法。

背景技术

低温技术是指制取120K以下至绝对零度（即-153℃~-273.15℃）区域内温度的技术；低温技术在超导、航空航天和医疗等领域的应用越来越广泛。现有的低温液化装置一般体积较大、比较笨重、占用较大的空间，不适合小型的实验室操作，且低温液体的通过储罐形式存储会不可避免的挥发排放浪费。流量作为低温制冷系统流程设计与控制中最重要的参量之一，关系到整个系统的安全高效稳定运行，同时也是系统性能分析和优化的重要依据。而目前低温流量计，基本是以气体流量作为计量并进行测算转化，针对液氢和液氦等纯低温液体流量计因苛刻的实验条件，标定难度极大、精度不能满足需求。由于低温液体计量检测的过程中，通过相关管路以及流量计的被检低温液体在常压常温环境下易汽化的特点，需要通过对参与计量的部件进行特殊的技术改造，以满足低温液体的计量检测达到例如0.1%的高准确度等级的要求。

以氢能源为例，作为最有前景的能源之一，其具有零污染、制取方便、单位密度热值高等鲜明的优势和特点，应用市场前景广泛。未来加氢站将以液氢状态作为存储和运输，因此关于液氢相关计量器具的准确度极为重要。因为液氢温度为20K以下（-253℃），液氢计量器具的计量准确度，需要使用特制装置实现。随着液氢的普及，对于液氢相关的使用将形成产业。液氢流量计将成为液氢产业链各环节都需要使用的仪表，其计量准确度是流量计的重要参数之一。

但流量计的标定，需要耗费大量的液氢，液氢制取、存储、安全等都要求极高，因此急需一种能够安全节能、在较小空间内也能使用的标定液氢等低温液体流量计的装置。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的全部或部分不足，本发明的目的在于：提供一种小型低温液化装置，能够利用有限的空间将气体转化为低温液体；进一步的提供一种低温液体流量计标定装置，能够将气体直接转化为低温液体，通过低温液体在连通器中循环的原理对流量计进行标定；还提供一种低温液体流量计的标定方法。

为实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：一方面，本发明提供了一种小型低温液化装置，包括：真空腔体、第一储液装置、制冷机、冷凝器；所述第一储液装置设置于所述真空腔体内部，所述第一储液装置上设有进口和出口，所述进口和所述出口分别通过进气管道和出气管道与外部储气装置连接，且所述进气管道和出气管道上均设置有若干截止阀，以控制进气和出气；在本发明中，所述外部储气装置、第一储液装置、进气管道、出气管道形成循环回路，在实际冷却液化、升温气化回收循环中除管路中正常吸附损耗外，没有任何排放和浪费，降低成本和提高安全性。通常情况下，为进一步提升液化效率，所述进口位于第一储液装置的顶部，同样，为进一步提升排空第一储液装置内低温气体效率，所述出口位于第一储液装置的顶部。所述制冷机安装于所述第一储液装置外部，所述制冷机的冷头部设置在所述真空腔体内；所述进气管道的第一子进气管道缠绕在所述冷头部外壁使得所述第一子进气管道内气体预冷。气体预冷后，在接近沸点温度时，所述进气管道排出的流体逐渐转变为气液两相或液态。