Миниатюрная машина для жидкого азота

Миниатюрный жидкий азот - это низкотемпературное оборудование, предназначенное для производства жидкого азота на месте и в небольших масштабах, широко используется в университетских лабораториях, научно - исследовательских институтах, библиотеках биологических образцов, медицинских клиниках, небольших мастерских по переработке продуктов питания и электронных исследованиях и разработках.

　　Миниатюрная машина для жидкого азотаЭто низкотемпературное оборудование, предназначенное для производства жидкого азота на месте и в небольших масштабах, широко используется в университетских лабораториях, научно - исследовательских институтах, банках биологических образцов, медицинских клиниках, небольших мастерских по переработке пищевых продуктов и электронных исследованиях и разработках. По сравнению с крупными промышленными воздушными подсистемами, небольшие жидкие азотные машины имеют преимущества компактной структуры, простой эксплуатации, умеренного потребления энергии, низкой стоимости обслуживания и т. Д., Особенно подходят для пользователей с небольшим спросом на жидкий азот, но требуют стабильного предложения и высокой чистоты.

I. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ

　　Миниатюрная машина для жидкого азотаПо сути, это миниатюрная система разделения и сжижения воздуха, которая работает на основе основных физических принципов криогенной ректификации и сжижения газа. Весь процесс можно разделить на следующие пять основных этапов:

Вдыхание и сжатие воздуха: Окружающий воздух поступает в оборудование через воздухозаборник и подвергается давлению со встроенного воздушного компрессора без масла или микромасла до 5 - 8 бар. Использование безмасляного сжатия позволяет избежать загрязнения парами нефти и имеет решающее значение для высокочистого жидкого азота.

Очистка воздуха: сжатый воздух последовательно удаляет примеси, такие как влага, углекислыйгаз, масляный туман и пыль, через многоступенчатые фильтры (включая водоотделители, прецизионные фильтры, адсорбенты активированного угля) и башни для сушки молекулярного сита. Этот шаг является ключом к предотвращению засорения криогенной зоны льдом.

Предварительное охлаждение и теплообмен: очищенный воздух высокого давления поступает в основной теплообменник (как правило, с плоским крылом или обтекаемой трубой), с обратным потоком низкотемпературного азота для теплового обмена, температура постепенно снижается почти до - 190°C.

Низкотермическое разделение и сжижение: глубоко охлажденный воздух поступает в ректификационную колонну (или холодный ящик), используя разницу в температуре кипения между азотом (точка кипения - 195,8°C) и кислородом (точка кипения - 183°C) для достижения эффективного разделения в башне. Газы, богатые азотом, обогащаются в верхней части башни и далее охлаждаются и сжигаются дросселями или расширительными машинами.

Сбор и хранение жидкого азота: образующийся жидкий азот поступает во встроенные или внешние сосуды Дьюара (обычно вместимостью 50 - 200 литров), из которых пользователь может получить прямой доступ. Несжиженный азот выделяется после участия в теплообмене в качестве обратного газа для достижения рекуперации энергии.

Весь процесс обычно основан на улучшенном цикле Линдера или цикле Клода с турбинным расширителем, а некоторые модели также интегрируют управление преобразованием частоты для удовлетворения различных потребностей в нагрузке.

II. Основные компоненты

Системы сжатия воздуха: в основном используются бесшумные поршневые или винтовые компрессоры без масла для обеспечения чистоты газа и низкого шума.

Очистительный блок: содержит двухбашенный молекулярный грохот (чередующаяся регенерация), высокоэффективный фильтр группы, обеспечивающий качество воздуха, входящего в холодный ящик.

Холодный ящик (ColdBox): Интегрированный теплообменник, ректификационная колонна, дроссельный клапан и другие основные криогенные компоненты, в целом с вакуумной изоляцией или перлитным песком, заполненным изоляцией.

Система управления: на основе PLC или встроенного микропроцессора, с автоматическим включением и остановкой, сигнализацией о неисправности, мониторингом уровня жидкости, удаленной связью (например, Wi - Fi / 4G) и другими функциями.

Система хранения жидкости: Встроенный небольшой вакуумный термоизоляционный резервуар или стандартный интерфейс Duval Box для гибкого доступа пользователей.

Безопасные защитные устройства: включая клапаны сброса давления, мониторинг концентрации кислорода, защиту от перегрева, защиту от утечки и т. Д. Обеспечить безопасную работу.

III. Технические характеристики и показатели эффективности

Диапазон производственных мощностей: типичная ежедневная производительность 10 - 100 литров жидкого азота, некоторые высокопроизводительные модели до 150 литров в день.

Чистота азота: обычно ≥99,95% (или 4,5N), для большинства научных и медицинских целей; Некоторые модели могут достигать 99,999% (5N).

Уровень энергопотребления: * Модели потребляют около 0,7 - 1,2 кВт / л энергии на единицу, что значительно превосходит более ранние продукты.

Занимаемая площадь: размер всей машины в основном от 0,5 до 1,5 м? может быть помещен в угол лаборатории или рядом с вентиляционным шкафом.

Контроль шума: эксплуатационный шум, как правило, ниже 60 дБ (A), подходит для использования в помещении.

Высокая степень автоматизации: поддержка беспилотной непрерывной работы, некоторые устройства с функцией « запуск в один клик».

4 Типичный сценарий применения

Исследования в области наук о жизни: используются для замораживания и сохранения штаммов клеток, стволовых клеток, срезов тканей, образцов DNA / РНК и т. Д. Во избежание потери ценных образцов из - за отключения жидкого азота.

Медицинская и вспомогательная репродуктивность: в центрах для младенцев в пробирках, банках спермы, дерматологической криотерапии небольшие машины с жидким азотом обеспечивают стабильный и чистый источник жидкого азота.

Учебные эксперименты в колледжах и университетах: низкотемпературные демонстрационные эксперименты по физике, химии, материалам и другим курсам (например, сверхпроводимость, тест на хрупкость) могут производить жидкий азот на месте для повышения безопасности и удобства обучения.

Небольшая обработка пищевых продуктов: например, быстрое замораживание мороженого ручной работы, низкотемпературное шлифование специй, сохранение морепродуктов в небольших количествах и т. Д. Не полагайтесь на внешнюю доставку.

Исследования и разработки в области электроники и оптики: для охлаждения инфракрасных детекторов, контроля температуры лазеров, полупроводниковых испытаний и других случаев, требующих временной криогенной среды.

Применение в полевых условиях или в отдаленных районах: в районах, где нет сетей снабжения жидким азотом (например, высокогорные научно - исследовательские станции, островные клиники), небольшие машины с жидким азотом становятся ключевым защитным оборудованием.