Der Vakuumkreislaufbetrieb mit flüssigem Stickstoff ist mit den Vorteilen der effizienten Kryotemperaturleitung und Umweltisolierung weit verbreitet in wissenschaftlichen Kryotemperaturexperimenten, industrieller Gefriertrocknung und der Kryotemperaturbehandlung von Materialien. In der Praxis ist das Vakuumgehalt schwierig, die Rohrleitung zu verstopfen, der Kälteverlust zu überschreiten und andere Probleme häufiger, die nicht nur die Experimente und die Produktionseffizienz beeinflussen, sondern auch zu Ausrüstungsfehlern oder Prozessfehlern führen können. Diese Probleme entstehen in engem Zusammenhang mit Aspekten wie der Anpassung der Anlage, dem Betriebsprozess, der Parametereinstellung und der Umgebungssteuerung. Die Beherrschung der wissenschaftlichen spezifischen Betriebsmethoden kann die Betriebsstabilität und Zuverlässigkeit des Vakuumkreissystems für flüssigen Stickstoff effektiv verbessern.
Der Vakuumgrad kann die festgelegten Standards nicht erreichen, der Hauptgrund ist ein Fehler der Systemdichtung und eine falsche Anpassung der Ausrüstung. Die Dichtungen von Rohrleitungsschnittstellen, Ventilen, Flanschen und anderen Teilen altern, lassen sich installieren oder es gibt Verunreinigungen auf der Dichtungsfläche, die Luftleckage verursachen und die Vakuumumgebung beschädigen können; Die Leistung der Vakuumpumpe entspricht nicht dem Systemvolumen, die Pumpgeschwindigkeit ist nicht ausreichend, so dass es schwierig ist, schnell ein stabiles Vakuum zu schaffen. Darüber hinaus kann eine falsche Kalibrierung des Vakuummessgerätes zu einer Abweichung der Messwerte und einer falschen Beurteilung des Vakuumzustands führen.
Frostverstopfungen sind hauptsächlich auf Feuchtigkeitsreste und mangelnden Wärmeschutz zurückzuführen. Systemleitungen, Behälter nicht getrocknet, Restwasser in einer niedrigen Temperatur Vakuumumgebung schnell zu Eis kondensiert, an der Rohrwand oder Ventil befestigt, allmählich eine Verstopfung bilden; Die Isolationsschicht der Rohrleitung ist nicht dick, zerstört oder es gibt Risse, und die Feuchtigkeit in der Außenluft kondensiert sich an der Außenwand der Rohrleitung und dringt in das Innere ein, um Gefriere auszulösen. Gleichzeitig ist die Zyklusgeschwindigkeit von flüssigem Stickstoff zu schnell, was zu einem plötzlichen Temperaturabfall führt und die Eisbildung beschleunigt.
Der Kälteverlust ist zu groß und ist direkt mit Leckagen des Vakuumsystems und Mängeln der Wärmeisolierungsstruktur verbunden. Nach der Zerstörung der Vakuumumgebung bildet die Luft in das System einen Wärmeleitkanal und beschleunigt den Kälteverlust; Fehlerhafte Auswahl von Isolationsmaterialien, sinkende Vakuumschicht, verringert den Wärmeisolierungseffekt. Darüber hinaus ist der flüssige Stickstoff-Kreislaufweg nicht vernünftig gestaltet, die Rohrleitung ist zu lang, zu viele Wendungen, erhöht die Wärmeaustauschfläche und verschärft den Kälteverlust.
Umfassende Überprüfung des Systemdichtungszustands, Ersatz alternder, beschädigter Dichtungen, Reinigung von Verunreinigungen der Dichtungsfläche, um sicherzustellen, dass die Dichtung an der Schnittstelle fest ist; Je nach Systemvolumen und Prozessanforderungen wird eine Vakuumpumpe mit angepasster Leistung ausgewählt, um die Pumpgeschwindigkeit im Voraus zu prüfen. Trocknungssystemleitungen und Behälter zur Entfernung von Restwasser durch Backen, Blasen usw.; Überprüfen Sie die Integrität der Isolationsschicht und reparieren Sie gebrochene Teile, um sicherzustellen, dass keine Risse vorhanden sind. Kalibrieren Sie Vakuummessgeräte und Temperaturüberwachungsgeräte, um eine genaue Messung sicherzustellen.
Bevor Sie die Vakuumpumpe starten, schließen Sie zuerst das Ventil, das das System mit der Außenwelt verbindet, und öffnen Sie die Vakuumpumpe schrittweise, um den Vakuumgrad stufenweise zu erhöhen, um zu vermeiden, dass ein Druckabfall eine schnelle Kondensation von Wasser auslöst. Nach dem Erreichen des eingestellten Vakuumgrades wird langsam flüssiger Stickstoff eingeführt, um die Flüssigerstoff-Injektionsgeschwindigkeit zu kontrollieren und drastische Veränderungen der lokalen Temperatur zu vermeiden; Abhängig von den Prozessanforderungen wird der flüssige Stickstoff-Kreislaufstrom reguliert, um eine stabile niedrige Temperaturumgebung aufrechtzuerhalten. Vakuum-, Temperatur- und Flüssigstickstoffpegel werden während des Betriebs in Echtzeit überwacht, um ungewöhnliche Werte rechtzeitig anzupassen.
Überprüfen Sie den Zustand der Dichtung regelmäßig und ersetzen Sie verschleißfähige Dichtungsteile vierteljährlich; Die monatliche Reinigung von Rohrleitungsschnittstellen, Verunreinigungen und Gefrieren an den Ventilen kann mit einem mit niedrigen Temperaturen kompatiblen Reinigungsmittel oder Druckluft durchgeführt werden. Regelmäßige Erkennung des Vakuumschicht-Vakuumgehaltes, wenn ein Rückgang auftritt, um das Vakuum rechtzeitig zu ergänzen; Überprüfen Sie den Zustand der Isolationsschicht, um Feuchtigkeit und Schäden rechtzeitig zu ersetzen. Wenn eine leichte Frostblockade auftritt, kann die Zyklusgeschwindigkeit von flüssigem Stickstoff reduziert werden, bis das Eis nach natürlicher Sublimation wieder funktioniert; Bei schwerer Verstopfung muss die Ausfallzeit eingestellt und nach der Reinigung gestartet werden.
Optimieren Sie den Vakuumgehalt und die Zirkulationsparameter für flüssigen Stickstoff entsprechend den unterschiedlichen Prozessanforderungen, um zu vermeiden, dass das Vakuum überpumpt wird oder der flüssige Stickstoff-Durchfluss blind erhöht wird; Verkürzen Sie die unnötige Länge der Rohrleitung, reduzieren Sie die Wendungen und reduzieren Sie die Wärmeaustauschfläche. Regeln Sie die Betriebstemperatur auf 15-25 ° C, um eine hohe Temperatur und eine feuchte Umgebung zu vermeiden; Einrichten von Feuchtigkeitssicherungen um das System herum, um die Auswirkungen der Luftfeuchtigkeit auf das Gerät zu verringern.
Bei der Bedienung müssen Sie Gefrierschutzhandschuhe, Schutzbrillen, Schutzmasken und andere Geräte tragen, um flüssigen Stickstoff zu vermeiden oder Gefrierverletzungen durch Berührung mit Gefrierteilen zu vermeiden. Es ist streng verboten, die atmosphärische Schnittstelle plötzlich im Vakuumzustand des Systems zu öffnen, um zu verhindern, dass Druckstöße die Ausrüstung beschädigen; Überprüfen Sie regelmäßig den Ölstand der Vakuumpumpe und den Flüssigkeitsstabstoffspeichertank, um rechtzeitig zu füllen. Einrichten eines Betriebsregistrierungssystems zur Aufzeichnung von Vakuum, Temperatur, Betriebszeit und anderen Parametern, um die Fehlerbehebung und die Prozessoptimierung zu erleichtern.
Der Kern des Vakuumkreislaufs von flüssigem Stickstoff ist "zuverlässige Dichtung, Trocknung, Parameteranpassung und Schutz vor Ort". Durch die Normierung des Betriebsprozesses, die Verbesserung der Systemwartung und die Optimierung der Parametereinstellung können häufige Probleme wie Mangel an Vakuum, Gefrierverstopfung und Kälteverlust effektiv gelöst werden. In der wissenschaftlichen Forschung und der industriellen Anwendung kann die strenge Einhaltung der oben genannten Punkte die technischen Vorteile des Vakuumkreislaufs von flüssigem Stickstoff voll nutzen und die reibungslose Durchführung von Experimenten und Produktion gewährleisten.