一种具有调温控温功能的液氮储存灌装装置 |
|||||||
| 申请号 | CN202410124409.8 | 申请日 | 2024-01-30 | 公开(公告)号 | CN117989453A | 公开(公告)日 | 2024-05-07 |
| 申请人 | 重庆博望气体有限责任公司; | 发明人 | 龚明金; 龚明坤; 谭江波; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及液氮储存灌装装置技术领域，公开了包括用于输送液氮罐体的 输送机 构，所述输送机构的顶端分别设置有第一 支撑 架和第二支撑架，所述第一支撑架的顶端固定安装有灌装装置本体，所述灌装装置本体的底端固定安装有灌装喷头；本发明通过第一传动组件、第二传动组件、第一 半导体 冷却片、第二半导体冷却片和第三半导体冷却片的设置，实现了通过第一传动组件将两个第一半导体冷却片贴合在液氮罐的内壁，内壁有一部分是未被贴合的，然后通过第二传动组件将第二半导体冷却片贴在液氮罐的第一半导体冷却片未贴合的内壁，实现了对液氮罐罐体的内壁进行完全贴合的操作，第三半导体冷却片能够对罐体的底壁进行预冷。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种具有调温控温功能的液氮储存灌装装置，包括用于输送液氮罐体的输送机构，所述输送机构的顶端分别设置有第一支撑架(5)和第二支撑架(19)，所述第一支撑架(5)的顶端固定安装有灌装装置本体(6)，所述灌装装置本体(6)的底端固定安装有灌装喷头(7)，其特征在于：所述第二支撑架(19)的顶端固定安装有气缸(20)，所述气缸(20)的输出端传动连接有连接块(21)，所述连接块(21)的底端设置有预冷机构，所述预冷机构包括第一传动组件、第二传动组件、第一半导体冷却片(36)和第二半导体冷却片(49)，所述第一半导体冷却片(36)和第二半导体冷却片(49)均设置有两个，两个所述第一半导体冷却片(36)相对设置，两个所述第二半导体冷却片(49)相对设置，所述第一传动组件与两个第一半导体冷却片(36)之间传动连接并用于驱动两个第一半导体冷却片(36)相对移动，所述第二传动组件和第二半导体冷却片(49)之间传动连接并用于驱动两个第二半导体冷却片(49)相对移动。 |
||||||
| 说明书全文 | 一种具有调温控温功能的液氮储存灌装装置技术领域[0001] 本发明涉及液氮储存灌装装置技术领域，具体是一种具有调温控温功能的液氮储存灌装装置。 背景技术[0003] 液氮是一种低温液体，需要在特定的条件下进行储存和使用。因此，液氮需要进行灌装，以保证其质量和安全。液氮的灌装一般采用专业的液氮灌装机，这种机器可以精确控制液氮的灌装量，并且可以保证液氮的质量和安全,液氮灌装应在自然通风优良的地点进行，避免在密闭或狭小的空间内进行，以防止液氮的挥发和积累导致气体浓度过高，影响呼吸和健康,液氮的挥发性很强，灌装时要控制速度，避免过快地倒入容器中，导致气体迅速膨胀对容器产生压力，甚至可能导致爆炸。 [0004] 中国专利CN214619012U公开了一种液氮灌装装置，它由罐体、内胆、分流减速板、分装管路、阀门及减压稳定器构成；所述的罐体及内胆之间为真空层，罐体上设真空阀；在罐体及内胆上设进液口及多个出液口，在内胆内设分流减速板，该分流减速板一端连在内胆上；上述每个出液口经出液管、截止阀及软管连减压稳定器。该装置设真空层保温，尽可能的减少液氮气化，同时也减压，减少溢出浪费。本装置经多次减速，达到减压的目的，出液稳定。每个出液管所连稳定减压器接到分装罐的罐内，不用手持，使操作人员免于冻伤。本装置设多个出液口分装效率高。 [0005] 如上述专利所示，上述装置是直接通过灌装机器对罐体进行液氮灌装，但是在灌装过程中并没有对罐体内壁进行预冷，由于液氮在灌装前需要对罐体进行预冷，液氮的存储温度极低，而罐体在使用前的温度通常较高，如果直接将液氮倒入未预冷的罐体中，会导致罐体内壁与液氮之间产生极大的温差，这种温差可能导致罐体因热胀冷缩而破裂，因此，预冷过程可以逐渐缩小罐体内壁与液氮之间的温差，避免罐体损坏，并且如果直接将液氮倒入未预冷的罐体中，会导致气体迅速产生并在罐体内积累，产生过高的压力，储存液氮罐的罐体外壁一般都是保温材质，所以预冷操作一般需要对罐体的内壁进行预冷，其次上述装置在灌装液氮的过程中，并没有采取防溅措施，液氮在灌装过程中，可能会有一部分的液氮发生喷溅。 [0006] 因此，有必要提供一种具有调温控温功能的液氮储存灌装装置解决上述技术问题。 发明内容[0007] 本发明的目的在于提供一种具有调温控温功能的液氮储存灌装装置，具有对液氮罐内壁进行冷却，并且灌装时实现防溅的效果。 [0008] 本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种具有调温控温功能的液氮储存灌装装置，包括用于输送液氮罐体的输送机构，所述输送机构的顶端分别设置有第一支撑架和第二支撑架，所述第一支撑架的顶端固定安装有灌装装置本体，所述灌装装置本体的底端固定安装有灌装喷头，所述第二支撑架的顶端固定安装有气缸，所述气缸的输出端传动连接有连接块，所述连接块的底端设置有预冷机构，所述预冷机构包括第一传动组件、第二传动组件、第一半导体冷却片和第二半导体冷却片，所述第一半导体冷却片和第二半导体冷却片均设置有两个，两个所述第一半导体冷却片相对设置，两个所述第二半导体冷却片相对设置，所述第一传动组件与两个第一半导体冷却片之间传动连接并用于驱动两个第一半导体冷却片相对移动，所述第二传动组件和第二半导体冷却片之间传动连接并用于驱动两个第二半导体冷却片相对移动。 [0009] 本发明的进一步设置为：所述输送机构包括两个支撑板，两个所述支撑板的顶端分别与第一支撑架和第二支撑架的底端固定连接，两个所述支撑板之间转动连接有两个传动辊，两个传动辊之间传动连接有传送带，其中一个支撑板的侧壁固定安装有电机，所述电机的输出端与其中一个传动辊传动连接。 [0010] 本发明的进一步设置为：所述第一传动组件包括滚珠丝杠，所述滚珠丝杠转动连接在连接块的底端，所述第二支撑架之间固定连接有抵板，所述滚珠丝杠与抵板之间转动连接，所述滚珠丝杠上螺纹安装有升降块，所述升降块设置在抵板和连接块之间，所述滚珠丝杠的底端转动连接有支撑柱，所述滚珠丝杠的侧壁固定连接有主动齿盘，所述支撑柱的侧壁转动连接有从动齿盘，所述主动齿盘与从动齿盘相互啮合，所述支撑柱的另一侧的侧壁转动连接有第一齿轮，所述第一齿轮与从动齿盘固定连接，所述支撑柱上转动连接有支撑杆，所述支撑杆贯穿支撑柱的两端，所述支撑杆的两端固定连接有第一螺杆，所述支撑杆的侧壁固定安装有第二齿轮，所述第二齿轮与第一齿轮相互啮合，所述支撑柱上固定安装有滑杆，所述滑杆设置在第一螺杆的下方，两个所述第一螺杆上螺纹安装有移动片，两个所述移动片的侧壁均固定连接有两个第一移动杆，两个所述第一半导体冷却片分别与第一移动杆的一端固定连接。 [0011] 本发明的进一步设置为：所述抵板的顶端固定连接有限位伸缩杆，所述限位伸缩杆的另一端与支撑柱的侧壁固定连接。 [0012] 本发明的进一步设置为：所述第二传动组件包括插槽，所述插槽开设在支撑柱的底端，所述插槽的内部固定安装有第三弹簧，所述第三弹簧的底端固定连接有升降杆，所述升降杆与插槽滑动连接，所述升降杆的底端固定连接有固定块，所述固定块的底端固定安装有第三半导体冷却片，所述支撑柱的侧壁固定安装有齿条，所述第三半导体冷却片的顶端固定安装有两个固定板，两个所述固定板之间转动连接有转动杆，所述转动杆的上固定安装有第三齿轮，所述第三齿轮与齿条相互啮合，所述转动杆上固定安装有第四齿轮，所述固定块的两端均转动连接有第二螺杆，两个所述第二螺杆之间固定连接，其中一个第二螺杆上固定安装有第五齿轮，所述第五齿轮与第四齿轮相互啮合，两个所述第二螺杆上均螺纹安装有移动块，两个所述移动块的一端均固定连接有多个第二移动杆，两个所述第二半导体冷却片分别与多个第二移动杆的一端固定连接，所述第二半导体冷却片的底端与第三半导体冷却片的顶端的高度相同。 [0013] 本发明的进一步设置为：所述升降块的顶端固定连接有第二弹簧，所述第二弹簧的顶端与连接块的底端固定连接。 [0014] 本发明的进一步设置为：所述第一支撑架的一侧设置有防溅机构，所述防溅机构包括两个连接板，两个所述连接板分别固定安装在两个支撑板的顶端，两个所述连接板之间固定连接有滑轨，所述滑轨的内部滑动安装有两个滑板，两个所述滑板之间固定连接有拉簧，所述灌装喷头的侧壁固定连接有连接杆，所述连接杆的一端固定连接有挡块，所述挡块设置在两个滑板之间，两个所述滑板的底端固定安装有固定杆，所述固定杆的底端滑动安装有滑动杆，所述滑动杆的侧壁固定连接有横杆，所述横杆的一端固定连接有防护环，所述防护环设置在灌装喷头的两侧。 [0015] 本发明的进一步设置为：所述固定杆的底端固定安装有第一弹簧，所述第一弹簧的底端与滑动杆固定连接。 [0016] 综上所述，本发明具有以下有益效果： [0017] 1、本发明通过输送机构设置，电机带动传送辊旋转，两个传送辊带动传送带旋转，传送带为间歇性运动，间歇性运动时的单个运动距离为预冷机构的轴心到灌装喷头的轴心处，实现了连续性对多个液氮罐进行预冷和灌装操作，增加了该装置的工作效率。 [0018] 2、本发明通过第一传动组件、第二传动组件、第一半导体冷却片、第二半导体冷却片和第三半导体冷却片的设置，实现了通过第一传动组件将两个第一半导体冷却片贴合在液氮罐的内壁，内壁有一部分是未被贴合的，然后通过第二传动组件将第二半导体冷却片贴在液氮罐的第一半导体冷却片未贴合的内壁，实现了对液氮罐罐体的内壁进行完全贴合的操作，第三半导体冷却片能够对罐体的底壁进行预冷。 [0019] 3、本发明通过灌装喷头和防护环的设置，当液氮罐移动到灌装喷头的下方时，灌装喷头向下移动时，带动连接杆和挡块向下移动，当灌装喷头移动到液氮罐的罐口处时，两个滑板在拉簧的作用下，实现向中间移动，两个防护环移动到灌装喷头的两侧，并且实现了将罐口处进行封闭，实现了在液氮灌装过程中，防止液氮溅出的操作，增加了该装置的安全防护性能。附图说明 [0020] 图1为本发明的三维结构示意图； [0021] 图2为本发明的另一视角的三维结构示意图； [0022] 图3为本发明的灌装喷头、灌装装置本体和防护环的三维爆炸结构示意图； [0023] 图4为本发明的第一半导体冷却片和第二半导体冷却片展开拼接贴在液氮罐内壁时的三维结构示意图； [0024] 图5为本发明的预冷机构的三维爆炸结构示意图； [0025] 图6为本发明的图5的A处放大结构示意图； [0026] 图7为本发明的第三半导体冷却片和齿条的三维结构示意图； [0027] 图8为本发明的第二传动组件的侧视结构示意图； [0028] 图9为本发明的侧视结构示意图； [0029] 图10为本发明的输送机构的三维结构示意图。 [0030] 图中：1、支撑板；2、传动辊；3、传送带；4、电机；5、第一支撑架；6、灌装装置本体；7、灌装喷头；8、连接板；9、滑轨；10、滑板；11、拉簧；12、挡块；13、连接杆；14、固定杆；15、第一弹簧；16、滑动杆；17、横杆；18、防护环；19、第二支撑架；20、气缸；21、连接块；22、滚珠丝杠；23、第二弹簧；24、升降块；25、抵板；26、主动齿盘；27、支撑柱；28、从动齿盘；29、第一齿轮； 30、第二齿轮；31、第一螺杆；32、支撑杆；33、滑杆；34、移动片；35、第一移动杆；36、第一半导体冷却片；37、插槽；38、第三弹簧；39、升降杆；40、齿条；41、固定板；42、转动杆；43、第三齿轮；44、第四齿轮；45、第二螺杆；46、第五齿轮；47、移动块；48、第二移动杆；49、第二半导体冷却片；50、第三半导体冷却片；51、固定块；52、液氮罐；53、限位伸缩杆。 具体实施方式[0031] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明进一步的说明。 [0032] 请参阅图1～10，本发明实施例中，一种具有调温控温功能的液氮储存灌装装置，包括用于输送液氮罐体的输送机构，所述输送机构的顶端分别设置有第一支撑架5和第二支撑架19，所述第一支撑架5的顶端固定安装有灌装装置本体6，所述灌装装置本体6的底端固定安装有灌装喷头7，所述第二支撑架19的顶端固定安装有气缸20，所述气缸20的输出端传动连接有连接块21，所述连接块21的底端设置有预冷机构，所述预冷机构包括第一传动组件、第二传动组件、第一半导体冷却片36和第二半导体冷却片49，所述第一半导体冷却片36和第二半导体冷却片49均设置有两个，两个所述第一半导体冷却片36相对设置，两个所述第二半导体冷却片49相对设置，所述第一传动组件与两个第一半导体冷却片36之间传动连接并用于驱动两个第一半导体冷却片36相对移动，所述第二传动组件和第二半导体冷却片49之间传动连接并用于驱动两个第二半导体冷却片49相对移动；半导体冷却片为现有技术，半导体制冷片是一种热泵，利用了帕尔贴效应，即当直流电通过两种不同半导体材料串联成的电偶时，在电偶的两端即可分别吸收热量和放出热量，从而实现制冷的目的，半导体制冷片的最低冷却温度可以达到‑130摄氏度左右，输送机构的上方设置有液氮罐52，输送机构对液氮罐52进行移动，当液氮罐52移动到预冷机构的下方时，通过第一传动组件将两个第一半导体冷却片36贴合在液氮罐52的内壁，内壁有一部分是未被贴合的，然后通过第二传动组件将第二半导体冷却片49贴在液氮罐52的第一半导体冷却片36未贴合的内壁，实现了对液氮罐52罐体的内壁进行完全贴合的操作，第三半导体冷却片50能够对罐体的底壁进行预冷，实现了充分预冷，预冷完成后，输送机构将预冷完成后的液氮罐52传送至灌装喷头7下方，通过灌装喷头7对液氮罐52进行液氮灌装，其中灌装装置本体6和灌装喷头7为现有技术，其功能是对液氮罐52进行灌装液氮，故不详细介绍。 [0033] 本实施例中，优选的，所述输送机构包括两个支撑板1，两个所述支撑板1的顶端分别与第一支撑架5和第二支撑架19的底端固定连接，两个所述支撑板1之间转动连接有两个传动辊2，两个传动辊2之间传动连接有传送带3，其中一个支撑板1的侧壁固定安装有电机4，所述电机4的输出端与其中一个传动辊2传动连接；电机4带动传送辊旋转，两个传送辊带动传送带3旋转，传送带3为间歇性运动，间歇性运动时的单个运动距离为预冷机构的轴心到灌装喷头7的轴心处，实现了连续性对多个液氮罐52进行预冷和灌装操作，增加了该装置的工作效率。 [0034] 请参阅图1、图2和图4～8，本发明实施例中，所述第一传动组件包括滚珠丝杠22，所述滚珠丝杠22转动连接在连接块21的底端，所述第二支撑架19之间固定连接有抵板25，所述滚珠丝杠22与抵板25之间转动连接，所述滚珠丝杠22上螺纹安装有升降块24，所述升降块24设置在抵板25和连接块21之间，所述滚珠丝杠22的底端转动连接有支撑柱27，所述滚珠丝杠22的侧壁固定连接有主动齿盘26，所述支撑柱27的侧壁转动连接有从动齿盘28，所述主动齿盘26与从动齿盘28相互啮合，所述支撑柱27的另一侧的侧壁转动连接有第一齿轮29，所述第一齿轮29与从动齿盘28固定连接，所述支撑柱27上转动连接有支撑杆32，所述支撑杆32贯穿支撑柱27的两端，所述支撑杆32的两端固定连接有第一螺杆31，所述支撑杆32的侧壁固定安装有第二齿轮30，所述第二齿轮30与第一齿轮29相互啮合，所述支撑柱27上固定安装有滑杆33，所述滑杆33设置在第一螺杆31的下方，两个所述第一螺杆31上螺纹安装有移动片34，两个所述移动片34的侧壁均固定连接有两个第一移动杆35，两个所述第一半导体冷却片36分别与第一移动杆35的一端固定连接；气缸20推动连接块21向下移动，当升降块24顶到抵板25上时，两个第一半导体冷却片36进入液氮罐52罐口，在滚珠丝杠22向下移动过程中，由于升降块24被限位住，并且升降块24和滚珠丝杠22之间螺纹连接，滚珠丝杠22发生旋转，滚珠丝杠22带动主动齿盘26旋转，主动齿盘26带动从动齿盘28旋转，从动齿盘28带动第一齿轮29旋转，第一齿轮29带动下方的第二齿轮30旋转，第二齿轮30带动支撑杆32旋转，支撑杆32的旋转带动两个第一螺杆31旋转，第一螺杆31旋转，在移动片34和滑杆33的限位导向作用下，两个第一螺杆31螺纹相反设置，两个移动片34带动第一移动杆35和第一半导体冷却片36贴合在液氮罐52罐体的内壁，实现了对内壁进行冷却。 [0035] 本实施例中，优选的，所述抵板25的顶端固定连接有限位伸缩杆53，所述限位伸缩杆53的另一端与支撑柱27的侧壁固定连接；滚珠丝杠22在旋转过程中，限位伸缩杆53可以在向下伸缩的过程中同时对支撑柱27进行限位，防止滚珠丝杠22带动支撑柱27旋转。 [0036] 本实施例中，优选的，所述第二传动组件包括插槽37，所述插槽37开设在支撑柱27的底端，所述插槽37的内部固定安装有第三弹簧38，所述第三弹簧38的底端固定连接有升降杆39，所述升降杆39与插槽37滑动连接，所述升降杆39的底端固定连接有固定块51，所述固定块51的底端固定安装有第三半导体冷却片50，所述支撑柱27的侧壁固定安装有齿条40，所述第三半导体冷却片50的顶端固定安装有两个固定板41，两个所述固定板41之间转动连接有转动杆42，所述转动杆42的上固定安装有第三齿轮43，所述第三齿轮43与齿条40相互啮合，所述转动杆42上固定安装有第四齿轮44，所述固定块51的两端均转动连接有第二螺杆45，两个所述第二螺杆45之间固定连接，其中一个第二螺杆45上固定安装有第五齿轮46，所述第五齿轮46与第四齿轮44相互啮合，两个所述第二螺杆45上均螺纹安装有移动块47，两个所述移动块47的一端均固定连接有多个第二移动杆48，两个所述第二半导体冷却片49分别与多个第二移动杆48的一端固定连接，所述第二半导体冷却片49的底端与第三半导体冷却片50的顶端的高度相同；考虑到光靠第一半导体冷却片36进行冷却，无法对液氮罐52的内壁进行完全贴合，第三半导体对液氮罐52的底壁进行冷却的同时，升降杆39向上移动，插入插槽37的内部，第三齿轮43在上升过程中，在齿条40的作用下，第三齿轮43旋转，带动第四齿轮44旋转，第四齿轮44尺寸较大，第四齿轮44带动第五齿轮46旋转，实现了第三齿轮43与齿条40发生传动的同时，两个第二螺杆45旋转，在第二半导体冷却片49和第三半导体冷却片50之间的限位导向作用下，使得两个第二半导体冷却片49能够贴合在罐体的内壁，两个第二半导体冷却片49和两个第一半导体冷却片36能够对罐体的内壁实现了完全贴合，实现了对罐体的内壁实现预冷。 [0037] 注：第一半导体冷却片36和第二半导体冷却片49贴合在罐体的内壁时，在罐体的罐口下方和第一半导体冷却片36与第二半导体冷却片49的上方会有一部分没有冷却的内壁范围，但是考虑到注入液氮的过程是从下方向上方进行注入，所以上方有一部分内壁并未被冷却，对预冷效果并不会有影响。 [0038] 本实施例中，优选的，所述升降块24的顶端固定连接有第二弹簧23，所述第二弹簧23的顶端与连接块21的底端固定连接；第二弹簧23的弹性作用下，实现了当气缸20拉动连接块21向上移动时，能够实现升降块24的复位过程，使得该装置能够连续稳定的工作。 [0039] 请参阅图1～3，本发明实施例中，所述第一支撑架5的一侧设置有防溅机构，所述防溅机构包括两个连接板8，两个所述连接板8分别固定安装在两个支撑板1的顶端，两个所述连接板8之间固定连接有滑轨9，所述滑轨9的内部滑动安装有两个滑板10，两个所述滑板10之间固定连接有拉簧11，所述灌装喷头7的侧壁固定连接有连接杆13，所述连接杆13的一端固定连接有挡块12，所述挡块12设置在两个滑板10之间，两个所述滑板10的底端固定安装有固定杆14，所述固定杆14的底端滑动安装有滑动杆16，所述滑动杆16的侧壁固定连接有横杆17，所述横杆17的一端固定连接有防护环18，所述防护环18设置在灌装喷头7的两侧；当液氮罐52移动到灌装喷头7的下方时，灌装喷头7向下移动时，带动连接杆13和挡块12向下移动，当灌装喷头7移动到液氮罐52的罐口处时，两个滑板10在拉簧11的作用下，实现向中间移动，两个防护环18移动到灌装喷头7的两侧，并且实现了将罐口处进行封闭，实现了在液氮灌装过程中，防止液氮溅出的操作，增加了该装置的安全防护性能，其中挡块12的顶部为倾斜面设置，方便挡块12复位重新顶起两个滑板10。 [0040] 本实施例中，优选的，所述固定杆14的底端固定安装有第一弹簧15，所述第一弹簧15的底端与滑动杆16固定连接；挡块12向下移动过程中，挡块12的底端压在两个横杆17上，将两个横杆17带动防护环18向下压动，两个防护环18紧密贴合在罐口处，增加罐口处的密封性，增加了液氮防溅出的性能。 [0041] 以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。 |
||||||
