杜瓦瓶是采用超真空绝热的不锈钢压力容器，是为储存、运输和使用液氧、液氮、液氩或二氧化碳而设计，用于ke靠而经济的运输和储存低温液态气体，以及在广阔的应用范围内就地储存和供应液态气体

正文：我们家里一般都会备有储存热水的保温瓶，它的作用就是将水的温度在一定的时间内保持不变。那么对于温度保持要求更高，更加严格的场景该使用什么设备呢？

 

     杜瓦瓶（Dewars）也叫保温瓶，是储藏液态气体、低温研究和晶体元件保护的一种较理想容器和工具。现代的杜瓦瓶是苏格兰物理学家和化学家詹姆斯-杜瓦爵士发明的。

 

     其实早在古罗马时期人们就已经知道，双层容器能保暖。在庞贝城的废墟中，人们曾挖出过一个双层容器。

 

现代的杜瓦瓶是苏格兰物理学家和化学家詹姆斯-杜瓦爵士发明的。1892年，杜瓦吩咐伯格将玻璃吹制一个特殊的玻璃瓶。这是一个双层玻璃容器，两层玻璃胆壁都涂满银，然后把两层壁间的空气抽掉，形成真空。两层胆壁上的银可以防止辐射散热，真空能防止对流和传导散热，因此盛在瓶里的液体，温度不易发生变化。后来，伯格用镍制造外壳，保护易碎的玻璃瓶胆。起初，这种杜瓦瓶仅在实验室、医院和探险队中使用，以后在野餐或乘火车时也使用起来。

 

1893 年1 月20 日杜瓦宣布发明了一种特殊的低温恒温器（cryostat）——后来称为杜瓦瓶。1898 年他用杜瓦瓶实现了氢的液化，达到了20.4K。翌年又实现了氢的固化，靠抽出固体氢表面的蒸气，达到了12K。 杜瓦发明的盛低温液化气体的容器，就是双层中间镀银，并抽成真空的玻璃容器，这种容器后来被改造成人人皆知的日用品——热水瓶。1925年，开始有大众化的廉价塑料热水瓶出售。

 

同时，实验室中装运、储藏液态气体也需要类似的真空保温容器。杜瓦于1906年发明了储藏液态氧的金属杜瓦瓶。为铁路运输而设计的容量为110000升的金属容器，液态氧每天蒸发率大约是0.1%，液态氢每天蒸发率大约是0.8%。

 

杜瓦瓶（Dewars）其要结构和各部件功能如下 ：

①外筒体 ：除保护内桶体外，它还与内桶体形成真空夹层以阻止瓶外热量的侵入，减少瓶内低温液体的自然汽化量 ；

②内筒体 ：储备低温液体 ；

③汽化器 ：通过与外桶内壁的热交换，实现将瓶内的液态气体转化为气态 ；

④ 液阀 ：控制杜瓦瓶进行液体充灌或从瓶中排出液体 ；

⑤安全阀 ：当容器的压力大于zui大工作压力时自动卸压，其起跳压力略大于zui大工作压力 ；

⑥排放阀 ：在杜瓦瓶灌充液体时，用此阀排放瓶内气相空间的气体，降低瓶内压力，以便快速顺利地灌充液体。其另一作用是杜瓦瓶在储存或其他情况下发生瓶内压力超过zui高工作压力时，可用此阀人工排放瓶内的气体，以降低瓶内的压力 ；

⑦ 压力表 ：指示瓶内筒的压力 ；

⑧ 增压阀 ：此阀开启后，瓶内的液体便会通过增压盘管与外筒壁进行热交换，汽化为气体，进入内筒壁上部的气相空间，使气瓶建立一定的驱动压力（内压），以便驱动瓶内的低温液体，使其流动 ；

⑨ 使用阀 ：用于杜瓦瓶液体汽化回路与用户用气进口端管道通路的开启，也可以用此阀控制气体的流速 ；

⑩ 液位计 ：比较直观地指示容器内液面的高低，安装位置应便于操作人员观察和检修 。

 

杜瓦瓶的工作原理是怎么样的呢？

杜瓦瓶的结构简析：上部呢有保护圈、管路阀门系统，中间瓶体呢有不锈钢外壳、绝热层，里面有不锈钢内胆、真空夹层，里边就是装的液体介质，底部有增压/蒸发管路、底圈。

 

管路阀门系统的使用：

增压器：增压器采用翅片式换热器，安装在瓶的底部，用以提高瓶内压力，但当瓶内液体液位较低时，增压速度很慢，因此，建议用户在使用，先将瓶内压力提高，以便使用液体时，瓶内压力能够满足要求。

排放阀：此阀与气瓶气相空间相连，开启此阀释放瓶内气体使压力降低。

进液截止阀：此阀用于控制低温液体的充灌。

出液截止阀：此阀用于控制低温液体的输出。

增压截止阀：此阀用于控制增压器回路，开启此阀即可向瓶内增压。

增压调节阀：低温液体通过此阀进入增压器转化为气体，回到内胆，从而使瓶内压力达到增压调节阀的设定值。

 

液位计：液位计采用电容式液位计，电容传感器根据瓶内的液体高度产生一个成比例的电信号，液位显示表在接受电信号后进行信号转换，以百分比数字表示不同的液体量。

 

外壳在超压条件下的保护是通过一个真空塞来实现的。如果内胆发生泄漏（导致夹层压力超高），真空塞将开启泄压。万一真空塞发生泄漏将导致夹层真空破坏，这时可以发现外壳出现“发汗”和结霜现象。当然，在与瓶体连接的管道末端出现的结霜或凝水现象是正常的。

 

杜瓦瓶的供液使用流程：先确定备用瓶组的管道总阀门已经关闭, 打开准备使用的钢瓶上的气体阀和出液阀, 再打开与钢瓶连接的瓶组汇管橇上对应的阀门, 接着打开与之对应的管道总阀门。zui后再打开气化器进口处的阀门, 液体通过气化器气化后经调压器调压后供给用户。供液时, 若钢瓶的压力不够, 可以打开钢瓶的增压阀, 通过钢瓶自带的增压系统对钢瓶增压, 从而获得足够的供液压力。

 

杜瓦瓶的供液使用流程：先确定备用瓶组的管道总阀门已经关闭, 打开准备使用的钢瓶上的气体阀和出液阀, 再打开与钢瓶连接的瓶组汇管橇上对应的阀门, 接着打开与之对应的管道总阀门。zui后再打开气化器进口处的阀门, 液体通过气化器气化后经调压器调压后供给用户。供液时, 若钢瓶的压力不够, 可以打开钢瓶的增压阀, 通过钢瓶自带的增压系统对钢瓶增压, 从而获得足够的供液压力。

 

杜瓦瓶有两个主要的优点：di一个是，同压缩气体钢瓶相比它能够在相对低的压力下容纳大量的气体。第二个是他提供了容易操作的低温液体源。由于杜瓦瓶坚固ke靠，保持时间长，以及自身含有气体供应系统，利用其内置汽化器及可连续输出流量高达10m3/h的常温气体（氧、氮、氩），气体高恒定输出压力达1.2Mpa(中压型）2.2Mpa（高压型），wan全满足通常情况下的用气要求。

 

那么杜瓦瓶是如何制造出来的呢？
根据结构特点将绝热瓶内外层筒生产分开两条物流线生产，组装时汇总到公共物流线。基本模式如下：

 

内筒

封头（外定制）检验－－-封头接管组焊（手工氩弧焊工位）－－-送到与筒身组对的位置（物料小车）－－-定尺板（外加工或自加工）检验－－－－卷圆（3轴卷板机，带小卷边直线段）－－-输送到纵缝焊接工位（物料小车）－－-纵缝自动焊（TIG，MIG或等离子焊工艺，根据筒身规格和壁厚定）－－-输送到与封头组焊的工位（物料小车）－－-环缝自动焊接（锁定卷边插接，MIG焊）－－－－从操作者对面输送组焊结束筒体（辊道平台）－－－－-清洗打压检验－－-放置在翻身小车上－－-包绝热层（用绝热层缠绕工装）－－－－与外筒身组对装配（缠绕机吊装工位上垂直与外筒身组对）

 

外筒

定尺板（外加工或自加工）检验－－－－卷圆（3轴卷板机，带小卷边直线段）－－-输送到纵缝焊接工位（物料小车）－－-纵缝自动焊（TIG，MIG或等离子焊工艺，根据筒身规格和壁厚定）－－-输送到与封头组焊的工位（物料小车）－－-环缝自动焊接（锁定卷边插接，MIG焊）－－－－从操作者对面输送组焊结束筒体（辊道平台）－－-内壁焊接筒冷却盘管（气焊）－－－－放置到翻身小车上－－－－与内筒身组对（缠绕机吊装工位上垂直与外筒身组对）

 

内外筒成品

组对好的工件安装外封头－－－－环缝自动焊接（采用MIG焊）－－-放置在翻身小车上－－－－平移工件到水平输送带上－－－－-筒体封头外紧固件和提手焊接（手工氩弧焊）－－－－检漏仪检查

 

包装入库

对于大的低温容器，物流线和纵环缝焊接基本共线生产，及物流输送小车，纵环缝焊接，外筒内壁自动焊接铜冷却盘管，筒体抛光，检验等，结合生产实际情况确定。一般按如下流程进行：

定制板料检验－－－－移到卷圆工位－－-真空吸盘吊装到卷圆送料段－－-送料卷圆－－-移出卷圆筒体－－－－纵缝焊接（采用等离子或MIG焊）－－-移出纵缝工位（内筒包绝热缠绕膜，外筒自动焊铜冷却盘管）－－－－封头组对－－－－环缝焊接－－－－内外筒组焊结束－－－－-封闭式抛光房进行外壁抛光－－-检漏仪检验—包装入库。

 

那么在使用中需要注意哪些安全事项呢？

杜瓦瓶一般情况下有 4 个阀门，即液体使用阀、气体使用阀、放空阀、增压阀。此外还有气相压力表和液位计。杜瓦瓶不但设置了安全阀，而且还设置了爆破片 [6]。一旦瓶内气体的压力超过安全阀的起跳压力，安全阀立即会起跳自动排气泄压。如果安全阀失灵或气瓶发生意外导致真空层破坏，瓶内压力急剧升高到一定的程度，其所设的防爆片即会自动破裂，从而及时地将瓶内的压力很快降到大气压力。杜瓦瓶储存的是医用液态氧，大大增加了储氧能力。1 只容积为 175 L 的杜瓦瓶，它的储氧量就相当于 28只 40 L 容积的高压气瓶的储氧量，这样就大大减轻了运输压力，也减少了资金的投入。杜瓦瓶使用有 2 种方法 ：

 

（1）杜瓦瓶气体使用阀，将高压金属软管一头连接在杜瓦瓶气体使用阀上，一头连接在汇流排上，先开增阀，然后缓慢打开气体使用阀，即可使用，大多数医院只用气相阀就能满足用气要求。

（2）杜瓦瓶液体使用阀，用高压金属软管将杜瓦瓶液体阀所在管道与汽化器相连，气化器的大小按用气量大小配置，采用无缝钢管管道输送气体，管道上安装减压阀、安全阀、压力表来控制供气系统的安全，这样既能方便、稳定地用气，又能确保安全使用。使用杜瓦瓶时，先确认连接好后，再打开液体使用阀，若气体压力达不到使用要求，可开增压阀，稍等几分钟压力会升高并达到使用要求。

 

以上的注意点都记住了吗？

原创作者：上海非利加实业有限公司