実験室高純度液体窒素機

実験室の高純度液体窒素機の動作原理は空気分離技術に基づいているが、科学研究の需要に対して精確な最適化を行い、核心は高効率窒素産生と超純度の2つの目標をめぐって展開し、全体の流れは空気前処理、低温精留、液体窒素貯蔵の3つの重要な段階に分けることができる。

適合実験室の核心原理：効率と清浄のバランス

　　実験室高純度液体窒素機の動作原理は空気分離技術に基づいているが、科学研究の需要に対して精確な最適化を行い、核心は高効率窒素産生と超高純度の2つの目標をめぐって展開し、全体の流れは空気前処理、低温精留、液体窒素貯蔵の3つの重要な段階に分けることができる。空気前処理の一環として、設備はまず初期効果フィルターを通じて空気中の粉塵粒子を遮断し、その後無油空圧機に入って加圧する--無油設計は実験室機種の核心要求の一つであり、オイルミスト汚染を回避し、後続の実験サンプルが交差汚染されるのを防止することができる。後者は二酸化炭素、メタンなどの微量不純物を精密に吸着し、精留システムに入る空気純度が99.99%以上に達することを確保する。

　　実験室高純度液体窒素機深く浄化された空気は真空断熱冷箱に入る。冷箱の内部では、空気と還流した低温窒素ガスが板翼式熱交換器を通じて熱交換され、温度は徐々に−170℃前後に低下し、窒素ガス液化臨界点に近づいた。その後、予冷した空気はマイクロ精留塔に入り、窒素（沸点-195.8℃）と酸素（沸点-183℃）の沸点差を利用して成分分離を実現した。精留塔内では、上昇した気相は下降した液相と十分に接触し、酸素は沸点が高いため凝縮しやすく液相に入り、窒素は塔頂部で濃縮して高純度気相を形成する。これらの高純度窒素ガスは再び絞り膨張弁を経て降圧・降温し、液化条件を達成し、純度≧99.995%の液体窒素を形成し、直接設備が持参した小型デュワータンクに流入して貯蔵した。液化されていない窒素ガスは還流ガスとして熱交換に参加し、エネルギー回収を実現し、全体の循環は改良型リンド循環に基づいており、エネルギー消費は従来型より30%以上減少し、実験室の省エネ需要に符合している。

実験室専属設計：小空間における大機能

その核心構成には5つのモジュールが含まれており、各モジュールは協力して働き、科学研究実験の多様な需要を満たしている。空気圧縮モジュールは静音スクリュー式空圧機を多用し、運転騒音は55 dB（A）以下に制御し、実験室環境への干渉を避ける、浄化モジュールは通常のモジュールのほか、一部の機種に除菌フィルターを増設し、空気中の細菌、ウイルスなどの微生物を濾過することができ、特に生物安全実験室、細胞培養実験室などの無菌に対する要求が高いシーンに適している。

冷箱と貯蔵モジュールの設計は同様に実験室の需要に適合し、冷箱は二層真空断熱構造を採用し、外層は高性能保温材料を包み、冷損率は0.5%/日以下に制御し、液体窒素の揮発を効果的に減少させる、内蔵された杜瓦缶の容量は通常50-200リットルで、実験室の1-7日間の連続使用需要を満たすことができ、缶内に高精度の液位センサーを搭載し、リアルタイムで液窒素埋蔵量を監視する。制御システムは実験室の液体窒素機の「脳」であり、PLC知能制御システムを採用し、7インチタッチスクリーンを搭載し、「ワンタッチ起動」「定時起動停止」などの便利な操作をサポートし、一般の実験者は10分の訓練を経て熟練して把握することができる。同時に、システムは窒素生産量、純度、運行時間などのパラメータを自動的に記録することができ、一部の機種は実験室のLIMSシステムとのドッキングを支持し、実験データの全過程のトレーサビリティを実現し、科学研究データの管理規範を満たす。