阅读说明：本技术 一种低温液态气体储存瓶 (Low-temperature liquid gas storage bottle ) 是由 刘济华 于 2020-05-15 设计创作，主要内容包括：一种低温液态气体储存瓶属于安全防护领域,尤其是涉及在污染空气下作业人员供给气源的储存瓶。本发明一种低温液态气体储存瓶,壳体除有真空绝热层外,还有吸热层。吸热层是利用气体液态变气态时吸收热量,且温度不变化的原理,将真空绝热层未能隔绝的少部分热量吸收,从而达到储存的液态气体保持低温状态,使液态气体能长期储存。气体在液态时,储存瓶承受的压力不高,封盖起到安全阀的作用,具有一定的安全性。低压状态所需的瓶壳体各层隔壁较薄,使储存瓶体的重量较轻,便于搬运和携带。本发明的一种低温液态气体储存瓶若盛装液态空气,可作为有害气体环境中的供气源,具有广泛的应用价值。(A low-temperature liquid gas storage bottle belongs to the field of safety protection, and particularly relates to a storage bottle for supplying a gas source to operating personnel under polluted air. The invention relates to a low-temperature liquid gas storage bottle, wherein a shell is provided with a heat absorption layer in addition to a vacuum heat insulation layer. The heat absorption layer absorbs a small part of heat which cannot be isolated by the vacuum heat insulation layer by utilizing the principle that the gas absorbs heat when the liquid state is changed into the gas state and the temperature is not changed, so that the stored liquid gas is kept in a low-temperature state, and the liquid gas can be stored for a long time. When the gas is in a liquid state, the pressure borne by the storage bottle is not high, and the sealing cover plays a role of a safety valve and has certain safety. The required bottle shell every layer next door of low pressure state is thinner, makes the weight of storing the bottle lighter, is convenient for transport and carry. If the low-temperature liquid gas storage bottle contains liquid air, the low-temperature liquid gas storage bottle can be used as a gas supply source in a harmful gas environment, and has wide application value.)

一种低温液态气体储存瓶

技术领域

本发明属于安全防护领域，尤其是涉及在污染空气下作业人员供给气源的储存瓶。

背景技术

在污染空气环境中作业人员必须首先解决呼吸问题，尤其泄漏有害气体、病毒等空间作业，仅靠带口罩是不行的，需要通过面罩供给新鲜空气。目前解决供给的新鲜空气是装在高压罐中，为盛装更多的空气，一般压力高达40Mpa。由于盛装空气罐要承受较高的压力，所以罐壁较厚，罐体较重，且有一定的高压涨裂危险，不适合携带。同质量气体在液态时比在高压状态时体积更小，因此盛装液态气体比同容积高压气体的质量更多。

目前公知的储存液态气体有杜瓦罐，是由真空形成绝热层，使内装液态气体保持低温状态。若杜瓦罐盛装液态气体总重量是30Kg，用目前高压罐盛装同质量气体则总重量需200Kg。储存供气源用液态比高压状态气体不仅容积小，而且储存同质量气体总重量也要少近7倍。杜瓦罐盛装液态气体虽然所承受的压力不高，但由于真空绝热层达不到绝对真空，很难达到100％绝热，因此在非密封状态很难保证液态气体的长期储存。

目前要做到杜瓦罐盛装液态气体达到密封的状态，需要杜瓦罐承受较高的压强。若盛装液态气体的杜瓦罐不密封，可以实现杜瓦罐不需承受较大的压强，但储存的液态气体将会慢慢泄漏掉。为达到能更加长时间储存液态气体，目前人们针对杜瓦罐的真空绝热层进行研究。采用加大真空绝热层的厚度、多层碳纤维间隔抽真空等方法，取得了一定的效果。在此基础上，针对能够较长期储存液态气体罐做了大量实验研究，最终发明了一种质量轻、具有低温吸热、便于搬运和携带的液态气体储存瓶。

发明内容

本发明一种低温液态气体储存瓶，壳体除有真空绝热层外，还有低温吸热层。吸热层是利用气体液态变气态吸收热量，且温度不变化的原理，将真空绝热层未能隔绝的少部分热量吸收，从而达到储存的液态气体保持原低温状态。只要气体在液态时，储存瓶承受的压力就很低。低压状态所需的瓶壳体各层隔壁不需要承受较高压强，从而可以减轻储存瓶体的重量。

当吸热层中的液态气体受到外面绝热层少部分未能隔绝的热量影响，吸收到热量，气体将由液态变成气态，在变成气态时虽然温度未升高，但也要吸收热量。在吸热层若有液态变成气态时压强就要升高，当压强升高到一定值时，安全阀自动泄出气体，使吸热层压强降低。吸热层降压过程还需要吸热，由于外层是绝热层，不会持续供给热量，吸热层中的压强很快会降下来，安全阀不再泄气。吸热层通过气化、减压过程吸收热量，来保持瓶中液态气体原来的低温状态，使瓶中液态气体能较长时间储存。

为充分利用气体由液态变气态需要气化热的特性，在液态气体中装有液态变成气态的导出管。在液态变气态时温度并不升高，但要吸收热量，因此利用该导管中所生成的气态吸收液态气体的热量，使液态气体温度仍保持原低温状态。当液态变气态时，就会有压强产生，导出管将有压强的气体通过单向阀排出。在排出有压强气体的减压过程又需要吸热，因此导管中的压强很快就降低，不再排出气体。

本发明一种低温液态气体储存瓶的封盖具有安全阀的作用。封盖内为真空，具有绝热作用。当储存瓶中的压强超过一定值后，封盖内层被挤压产生形变，将导致泄气。当吸热层的压强降至安全气压后，封盖内层形变恢复原状，不再泄气。一旦储存瓶中的压强突然增高，封盖会被弹开，将大量泄气，以保证储存瓶壳体的安全。

本发明主要以绝热、吸热来储存液态气体，使液态气体保持低温、低压状态。由于储存瓶安全压强值可设计较低，储存瓶壳体不需要承受更高的压强，可以减少各层间隔壁的厚度，以减轻储存瓶整体重量。为进一步减轻瓶壳体的重量，增加壳体的强度，在每层的隔层中安装支架环的方法，来增加各层间隔壁的强度，同时起到各层间隔壁的固定作用。在真空绝热层中的支架环需要用导温性能较差的材料制成，在吸热层中的支架环也需要导热系数较低的材料制成。下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

附图说明

图1是本发明一种低温液态气体储存瓶整体正视剖面图。

图2是本发明一种低温液态气体储存瓶支架环正视和俯视图。

图3是本发明一种低温液态气体储存瓶的组装图。

图4是本发明封盖示意图。

图5是本发明单向阀示意图。

图中：1.外壳；2.内壳；3.内胆；4.导管；5.管支架；6.固定环；7.支架环；8.输液管；9.封盖；10.真空单向阀；11.液气单向阀；12.进液单向阀；13.固定架；14.螺旋柱。

具体实施方式

本发明一种低温液态气体储存瓶的壳体是由曲率半径不同的椭圆体或圆柱体的外壳(1)、内壳(2)、内胆(3)构成，如图1所示。外壳(1)与内壳(2)之间形成真空绝热层；内壳(2)与内胆(3)之间是液态气化吸热层。在真空绝热层中内壳(2)与外壳(1)之间装有多个支架环(7)，支架环(7)上有多个孔；在内胆(3)与内壳(2)之间也装有多个起到固定作用的固定环(6)，固定环(6)上也是有多个孔，使气体可以导通，如图2所示。固定环(6)和支架环(7)需由绝热效果较好的材料制成，在起到支撑和固定内胆(3)和内壳(2)的同时，还需要有较好的绝热性。

在内胆(3)中，底部装有液气单向阀(11)，液气单向阀(11)向内联接导管(4)。导管(4)是液态变成气态气体导出管，由于气体从液态变成气态时虽然温度没有变化，但需要气化热吸收热量。气体由液态变成气态时压强会增加，通过液气单向阀(11)将压强增加的气体泄出，在泄出气体压强降低的同时，也需要吸热。液气单向阀(11)所泄出的气体进到吸热层，再由吸热层将气体通过瓶口排放出。吸热层的气体排放减压的过程同样也要吸热，可吸收来自内壳(2)和内胆(3)的热量，以保持内胆(3)的低温状态。

由外壳(1)、内壳(2)和内胆(3)组成的储存瓶壳体在制作时先分上下两部分，如图3所示。先将瓶壳体上半部分通过固定环(6)、支架环(7)分别固定，在瓶口处将内、外壳粘接或焊接上，再将内胆(3)上端安装进液单向阀(12)。单向阀外联接输液管(8)，并将输液管(8)通过固定架(13)固定在瓶口上。在内胆(3)里的上端安装固定管支架(5)，再将内胆(3)的下半部分安装好液气单向阀(11)和导管(4)，然后将内胆(3)下半部分与上半部分对接上。装好内胆(3)后，再将内壳(2)下半部分中安装并固定好固定环(6)，然后将内壳(2)下半部分与上半部分对接上。在外壳(1)下半部分装好真空单向阀(10)和支架环(7)后，再将外壳(1)的下半部分与上半部分对接上。储存瓶壳体的制作是从里到外组装，上、下部分对接根据材料的不同选择不同的粘接剂，也可以焊接上。

本发明一种低温液态气体储存瓶制作完成后，先通过真空单向阀(10)将绝热层抽真空，然后通过输液管(8)将液态气体在低温环境中通过进液单向阀(12)充进内胆(3)中。液态气体充进内胆(3)时，内胆(3)中原存有的气体将通过导管(4)被排挤出。当内胆(3)充满液态气体后，将通过导管(4)经过液气单向阀(11)继续充进吸热层，当吸热层充满液态气体后，将由储存瓶口流出。当储存瓶口有液态气体流出时，储存瓶中的液态气体则已装满，停止充进液态气体，盖好封盖(9)，完成储存瓶液态气体的充装。

如图4所示的封盖(9)上端空间是抽真空的，目的是起到绝热作用。封盖(9)内层中心有一螺旋柱(14)，是紧密塞插进或螺旋进输液管(8)中，当封盖(9)受一定向外作用力时，螺旋柱(14)将被脱扣拔出。当储存瓶中吸热层的压强增大时，先挤压封盖(9)中内层锥形面，导致封盖(9)内层发生形变而泄气。吸热层的气体泄出时需吸热，同时压强减小，封盖(9)回复形变使气体不再泄漏。所设计的封盖(9)实际上还起到一种安全阀的作用。

本发明一种低温液态气体储存瓶体上安装有三个单向阀，都是同样结构，但体积大小不同，且顶密封球的弹簧系数也不同，如图5所示。真空单向阀(10)是由螺扣旋紧在外壳(1)上，用于抽吸真空；当旋松真空单向阀(10)时可进空气，绝热层的绝热度降低，吸热层将获得热量，使瓶中液态气体很快泄出。液气单向阀(11)装在内胆(3)上，用于液态气体变成气态时泄出，吸热层的气体不能流入内胆(3)中。进液单向阀(12)是装在内胆(3)上，用于液态气体只能充进内胆(3)中，不能通过输液管(8)从内胆(3)中流出。各单向阀中所用的弹簧系数根据外壳(1)、内壳(2)、内胆(3)壁需承受压强大小及出气口面积来确定，使吸热层和内胆中的压强在安全范围内。

本发明一种低温液态气体储存瓶主要用于盛装无毒无害的液态气体，尤其是盛装液态空气，可作为供气源，用于改善周围环境空气。在受污染的空气环境中作业，本发明一种低温储存瓶所储存的液态空气可作为新鲜空气的来源，且便于搬运和携带。在火灾逃生、病毒环境中医疗作业等，可用本发明的储存瓶作为供给的空气源，能帮助人们避免有毒、有害气体的伤害和侵染。本发明在安全防护领域具有广泛的应用价值。