一种高效自增压计量液氮泵技术领域
本发明涉及一种自增压的液氮泵，尤其是一种适用于具有液氮高效出流功能的分
离式自增压计量液氮泵。
背景技术
传统的液氮泵采用出流管和增压管的同心管结构，在进气过程中，常温空气从内
管或外管流入，低温液氮由外管或内管流出，空气和液氮之间发生强烈的换热过程，一方
面，造成常温空气被液氮冷却，温度降低，抑制了常温空气进入液氮罐内剧烈换热产生氮气
的过程，并使罐内压力升高变慢，影响出流速度。另一方面，造成低温液氮被常温空气加热
汽化，使出流管中的氮气成分增加，达不到实验装置对液氮组分的要求。
发明内容
技术问题：本发明的目的是要克服现有技术中的不足处，提供一种结构简单、安
全、快捷、高效、能防止出流管液氮汽化以及罐内增压过慢的高效自增压计量液氮泵。
技术方案：本发明的高效自增压计量液氮泵，包括密封头、并行插装在密封头上的
出流管和与增压泵相连的增压管，增压管的底部设有与PC相连的数据采集器，所述的出流
管外设有5mm厚的保温层，以防止与空气及增压管之间的换热，保证液氮从出流管内稳定流
出；出流管上依次设有安全阀和逆止阀，所述的增压管上设有流量计，通过流量计调节空气
流量，进而调节出流管中液氮的流速，通过数据采集装置将采集的总质量数据送至PC，经软
件简单数据处理显示出流管中液氮的质量流速，并配合流量计调节液氮实现匀速出流。
所述的密封头与封堵密封容器之间设有多个密封圈。
所述增压管的外径为6mm，壁厚为1mm。
所述的增压管的底端高于液氮出流管10～15厘米。
所述的出流管外径为10mm，壁厚为1mm。
所述的数据采集器为大量程高精度采集器，其量程为100kg，精度为2g。
有益效果：由于采用了上述技术方案，本发明分离式进出流设计有效防止了增压
管中的常温空气和出流管中的低温液氮之间的换热，保证了增压管中的空气温度恒定，确
保空气进入液氮罐后产生剧烈沸腾换热现象，同时，防止了出流管中液氮过度汽化，实现了
液氮的安全稳定出流。由机械式增压泵提供压力，通过流量计调节流量。出流装置设有安全
阀和逆止阀，保证出流管路的稳定安全运行。通过将常温空气泵入液氮罐内部，致使液氮汽
化增压，可将液氮罐底部液氮压出容器，并通过数据采集装置监测流速，进而以流量计控制
液氮出流速度。本发明的出流和自增压分开设置并进行隔热处理，避免了传统液氮泵中，因
二者的同心管结构而导致空气与出流液氮之间剧烈换热，可防止液氮在出流管中的过度汽
化，从而大大提高了液氮出流质量和速率。其结构简单，操作方便，使用效果好，与现有技术
相比的优点如下：
1.实现了出流管中的低温液氮与常温空气的绝热，保证液氮的出流质量；
2.确保增压管中的常温空气不被低温液氮冷却，进入液氮罐后与液氮发生剧烈沸
腾换热，进而保证了增压速度；
3.通过数据采集装置和PC软件可监测液氮出流速度；
4.通过流量计可调节液氮出流速度，保证出流的稳定性；
5.各种阀的配合可确保液氮在出流过程中的安全输送。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中：1-密封头，2-出流管，3-安全阀，4-逆止阀，5-流量计，6-增压管，7-密封圈，
8-数据采集器。
具体实施方式
下面结合附图中的实施例对本发明作进一步的描述：
本发明的高效自增压计量液氮泵，主要由密封头1、出流管2、增压管6和数据采集
装置8构成，密封头1、并行插装在密封头1上的出流管2和与增压泵相连的增压管6，增压管6
的底部设有与PC相连的数据采集器8，所述的增压管6的底端高于液氮出流管10～15厘米。
所述的出流管2外设有5mm厚的保温层，以防止与空气及增压管之间的换热，保证液氮从出
流管2内稳定流出；所述的出流管2外径为10mm，壁厚为1mm。所述的密封头1与封堵密封容器
之间设有多个密封圈7。出流管2上依次设有安全阀3和逆止阀4，所述的逆止阀4可防止液氮
倒流。安全阀3控制出流管2内的压力不超过额定值，以防止压力过高，造成设备损坏和威胁
人身安全。所述的增压管6上设有流量计5，增压管6的外径为6mm，壁厚为1mm。通过流量计5
调节空气流量，进而调节出流管中液氮的流速，通过数据采集器8将总质量数据送至PC，经
软件数据处理显示出流管中液氮的质量流速，通过和流量计的配合可控制液氮出流的质量
流量。所述的数据采集器8为大量程高精度采集器，其量程为到100kg，精度为2g。
工作原理：增压泵将空气泵入增压管6，空气经流量计5进入液氮罐中，空气的流量
显示在流量计5上，并可通过调节流量计5控制进气的流量，来达到液氮出流管2稳定出流的
目的。进入液氮罐中的常温空气遇到罐内的低温液氮发生剧烈换热，液氮吸热迅速汽化成
氮气，体积膨胀，使液氮罐内的压力增高，同时，泵入的空气也起到一定的增压作用。增压管
6底端与出流管2底端分别布置于不同的平面高度，这是防止液氮沸腾对液氮进入出流管2
造成扰动。因而液氮在内外界压差作用下顺利进入出流管2，流入实验设备或仪器。出流管2
外包保温层，进行绝热处理，防止出流管内的液氮与外界之间换热。出流管2中液氮的流速
可由增压管6上的流量计5和数据采集装置8间接控制，保证液氮稳定出流。