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低温储存杜瓦瓶。原图链接

低温储存杜瓦瓶(英语:Cryogenic storage dewar),简称杜瓦瓶(命名的詹姆斯杜瓦)是一种特殊类型的真空瓶用于存储冷冻剂(如液或液),其沸点比要低得多室温。低温存储杜瓦瓶可能采取几种不同的形式,包括敞开式桶,带松动塞子的烧瓶和自加压罐。

结构

低温储存杜瓦瓶的内壁都是由两层或更多层构成的,在两层之间保持高真空。这提供了很好的隔热在杜瓦瓶内部和外部之间,降低了内容物沸腾的速度。在杜瓦瓶的设计中要采取预防措施,以安全管理随著液体缓慢沸腾而释放的气体。最简单的杜瓦瓶使气体可以通过敞开的顶部逸出,也可以通过松动的塞子逸出,以防止爆炸的危险。

设计原理

更复杂的杜瓦瓶将气体捕获在液体上方,并将其保持在高压下。这增加了液体的沸点,使其可以长时间保存。过量的蒸气压会通过安全阀自动释放。从杜瓦瓶中倒出液体的方法取决于其设计。简单的杜瓦瓶可能会倾斜,以从颈部倒出液体。自加压设计利用杜瓦瓶顶部的气压迫使液体向上通过通向颈部的管道。

安全性

冷冻剂具有多种安全隐患,储罐的设计旨在降低相关风险。首先,杜瓦瓶无法提供理想的隔热效果,而低温液体会慢慢沸腾,产生大量气体。例如,低温氩从沸点到周围环境的膨胀比为1至847,液氢 1至851,液氦 1至757,液氮 1至696,液氧 1至860;霓虹灯的膨胀比最高,为1到1438。[1][2] 在带有开放式顶部的杜瓦瓶中,气体只是逸出到周围区域。

注意事项

但是,密封的杜瓦瓶内部可能会形成很高的压力,因此要采取预防措施以最大程度地减少爆炸的危险。每当压力过大时,一个或多个减压阀可使气体从杜瓦瓶中排出。在2006年德克萨斯州农工大学的一次事件中,液氮罐的泄压装置用黄铜塞密封。结果,战车发生了灾难性的故障并爆炸。 如果杜瓦瓶长时间对空开放,则大气中的化学物质在与低温材料接触时会凝结或冻结。这会引入污染物。如果这些物质冻结,例如,蒸气变成,它们会堵塞开口,导致压力积聚和爆炸的危险。

通风良好处储存

从杜瓦逸出气体可逐渐置换氧气从空气在周围区域,其中介绍的窒息危险。培训用户仅在通风良好的地方存储杜瓦瓶,然后在将杜瓦瓶运输到电梯中之前,先排出多馀的气压,然后将杜瓦瓶随身携带到目的地。

参考资料

  1. 低温安全性web.archive.org
  2. 低温液体特性web.archive.org