一种氦气回收循环利用装置的专用机柜.pdf

一种氦气回收循环利用装置的专用机柜，其中：柜体的顶部为设置电动球阀安装孔、引水盘及引水管的箱体；所述的柜体分为五层，依次为指示及按钮层、仪表一层、仪表二层、工控机层和机械层；指示及按钮层的面板设有一排安装指示灯或按钮的安装孔；仪表一层和仪表二层设有两排仪表安装孔；工控机层的面板框上开有安装工控机的安装孔；机械层内的一侧安装有减速机；减速机的钢丝通过柜体侧面外壁的滑杆上的两个定滑轮和滑板上的L形升降板相连，L形升降板的横板上设有安装液化器冷头的液化器冷头安装孔；柜体的底部安装有带刹车的万向轮。该机柜组装维护方便、对外部连接少、结构紧凑、体积小、便于移动和运输。

权利要求书
1.  一种氦气回收循环利用装置的专用机柜，其特征在于：
柜体的顶部为带顶盖的箱体(100)，箱体(100)的底部固定有安装三个电动球阀的螺纹孔(101)，并在箱体(100)底部三个电动球阀的安装位置之间放置引水盘(102)，引水盘(102)侧面的引水管(103)穿出箱体(100)；箱体(100)的底部设有穿过箱体进入柜体(200)内腔的引线管(104)；
所述的柜体(200)的内腔被隔板(201)分为五层，相邻层之间均通过引线孔(202)连通，柜体(200)通过机械层(208)的底板上总引线孔(203)与外部连通；柜体(200)内腔的五层从上至下依次为指示及按钮层(204)、仪表一层(205)、仪表二层(206)、工控机层(207)和机械层(208)；
指示及按钮层(204)的前部设有面板，面板上设有一排安装指示灯或按钮的安装孔(211)；仪表一层(205)和仪表二层(206)的前部均设有仪表面板，底部的隔板(201)上均设有横向的两排仪表安装孔(212)，L形连接条(213)的底部通过仪表安装孔(212)螺纹连接在底部的隔板(201)上；仪表一层(205)和仪表二层(206)的L形连接条(213)均为6个；工控机层(207)的前部设有与工控机适配的面板框，面板框上开有工控机安装孔；机械层(208)内的一侧安装有减速机(215)；
柜体(200)靠近减速机(215)的侧面外壁螺纹固定高出柜体(200)的两根滑杆(300)，L形升降板(301)的竖板上的滑轮与滑杆(300)配合，L形升降板(301)的横板上设有安装液化器冷头的液化器冷头安装孔(302)；钢丝(303)的一端固定于L形升降板(301)的横板上，钢丝(303)的另一端绕过两根滑杆(300)顶部间的上横杆上的定滑轮一(304)、两根滑杆(300)底部间的下横杆上的定滑轮二(305)，再与机械层(208)的减速机(215)相连；
所述的柜体(200)的底部安装有至少四个带刹车的万向轮(400)。

2.  根据权利要求1所述的一种氦气回收循环利用装置的专用机柜，其特征在于：所述的机械层(208)内远离减速机(215)的一侧固定有配重柱(216)，配重柱(216)上穿有配重块(217)。

3.  根据权利要求1所述的一种氦气回收循环利用装置的专用机柜，其特征在于：所述的箱体(100)的顶盖和侧板为透明材料制成。

4.  根据权利要求1所述的一种氦气回收循环利用装置的专用机柜，其特征在于：所述的箱体(100)以下的柜体(200)前部和后部分别设有可开启的前柜门和后柜门。

说明书一种氦气回收循环利用装置的专用机柜
技术领域
本发明涉及一种液氦低温系统中的氦气回收循环利用装置的专用机柜。
背景技术
液氦低温系统具有广泛的应用领域，其主要应用有：核磁共振、超导储能 装置、超导变压器、超导电机、核聚变、超导磁浮列车、高能物理实验与加速 器等。液氦低温系统的运行采用液氦浸泡冷却，由于低温容器漏热导致液氦不 断蒸发，气化的氦气直接释放到空气中造成液面下降，为维护低温系统运行， 必须不断添加液氦。氦气没有循环利用，造成应用成本过高；人工不断添加液 氦工作量大。
氦资源是一种有限不可再生的资源，超导磁体等低温系统的大量应用导致 世界各国对氦气需求量增长强劲。在2007年以后，全球氦气供应量减少。氦 需求的增长和氦供应的减少,导致全球氦价格上涨。因此，氦资源的回收利用 具有非常重要的意义。
现有可回收利用氦资源的液氦低温系统，其氦气回收循环利用装置主要的 组成与工作原理是：低温容器中气化的氦气经传输管进入高处的液化器冷头的 进气管路，随后氦气在液化器压缩机及液化器冷头的脉管中被压缩、液化成低 温的液氦，最后液氦流入低处的低温容器中进行再次利用。同时，温度监视器 接收并显示温度传感器测出的传输管与低温容器的温度；压力监视器接收并显 示传输管内压力传感器测出的传输管压力；液面监视器接收并显示低温容器内 液面传感器的测出的低温容器液面高度；根据低温容器液面高度及传输管压力， 工控机经电动球阀执行机构控制传输管上电动球阀的开闭。其存在的问题是： 液化器冷头、传输管及其电动球阀、温度监视器、压力监视器、液面监视器、 工控机等众多设备零散分布，占用空间大，连接、组装和维护困难，不方便移 动。
发明内容
本发明的目的是提供一种氦气回收循环利用装置的专用机柜，该机柜组装 维护方便、对外部连接少、结构紧凑、体积小、便于移动和运输。
本发明实现其发明目的所采用的技术方案是：一种氦气回收循环利用装置 的专用机柜，其结构特点是：
柜体的顶部为带顶盖的箱体，箱体的底部固定有安装三个电动球阀的螺纹 孔，并在箱体底部三个电动球阀的安装位置之间放置引水盘，引水盘侧面的引 水管穿出箱体；箱体的底部设有穿过箱体进入柜体内腔的引线管；
所述的柜体的内腔被隔板分为五层，相邻层之间均通过引线孔连通，柜体 通过机械层的底板上总引线孔与外部连通；柜体内腔的五层从上至下依次为指 示及按钮层、仪表一层、仪表二层、工控机层和机械层；
指示及按钮层的前部设有面板，面板上设有一排安装指示灯或按钮的安装 孔；仪表一层和仪表二层的前部均设有仪表面板，底部的隔板上均设有横向的 两排仪表安装孔，L形连接条的底部通过仪表安装孔螺纹连接在底部的隔板上； 仪表一层和仪表二层的L形连接条均为6个；工控机层的前部设有与工控机适 配的面板框，面板框上开有工控机安装孔；机械层内的一侧安装有减速机；
柜体靠近减速机的侧面外壁螺纹固定高出柜体的两根滑杆，L形升降板的 竖板上的滑轮与滑杆配合，L形升降板的横板上设有安装液化器冷头的液化器 冷头安装孔；钢丝的一端固定于L形升降板的横板上，钢丝的另一端绕过两根 滑杆顶部间的上横杆上的定滑轮一、两根滑杆底部间的下横杆上的定滑轮二， 再与机械层的减速机相连；
所述的柜体的底部安装有至少四个带刹车的万向轮。
本发明的使用方法是：
气体管道的连接:箱体内右端(靠近滑杆侧)的传气管管口连接低温容器 出气口,左端(远离滑杆侧)的前部的传气管管口连接液化器冷头进气口,后部 的连接氦气钢瓶。
电气控制线连接：指示及按钮层、仪表一层、仪表二层与工控机层之间的 走线通过隔板上的引线孔完成，机柜与外部走线通过底板上的总引线孔完成， 柜体与箱体的走线则通过引线管完成。其中机柜与外部的走线为电源线与外部 传感器连接线。内部连接线只需要第一次安装时连接，日常使用只需完成电源 线和外部传感器连线的连接。
滑杆的安装：两根滑杆通过柜体侧面外壁螺纹固定在柜体侧面外壁,机械 层中减速机上钢丝的依次绕过两根滑杆底部间的下横杆上的定滑轮二、两根滑 杆顶部间的上横杆上的定滑轮一，最后固定于L形升降板的横板上；液化器冷 头螺纹固定于L形升降板的横板上的液化器冷头安装孔上，将液化器冷头进气 口与箱体中左侧前部的传气管管口通过波纹管连接。
滑杆的拆卸：将L形升降板调节到最低位置，拆下与液化器冷头进气口连 接的波纹管，依次拆下L形升降板横板上的液化器冷头和L形升降板横板上固 定的钢丝，最后将两根滑杆从机柜上拆下。
L形升降板移动：通过减速机的摇柄调节钢丝长短，钢丝带动L形升降板 完成L形升降板及固定于横板上的液化器冷头的垂直移动功能；机柜低部安装 有带刹车的万向轮，可以推动机柜在水平面上移动，机柜水平移动带动L形升 降板及上面的液化器冷头的水平移动。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
一、氦气回收的所有相关的监控设备和液化器冷头全部可以分层安装于机 柜内及其L形升降板上，布局紧凑，占地空间小，组装和维护方便。控制仪表、 指示灯、开关与计算机等大多数连线通过规范化布线在机柜内布置、完成；方 便查线、连接可靠、集成度高，而且整体更加美观；与外界连线连接仅仅只有 电源线和外部传感器连接线，受外部环境的影响小，可靠性高。机柜本身带有 万向轮，方便安装和使用时的移动。
二、电动球阀及其相连的传气管道、压力传感器可以全部集成在柜体顶部 的箱体内，与外界连接的管道较少，方便管道的组装维护，管道总长度减小， 损耗降低，可靠性高。
三、机柜的柜体与滑杆采用螺纹连接，可方便地将滑杆及其L形升降板和 升降板上的液化器冷头分别拆下，避免了固定连接的滑杆高过标准门而不能跨 室运输的缺陷，也方面进入电梯，大大方便了运输。
四、工作时，箱体内通过的传气管道内流动的是刚气化的氦气，其温度低 容易把空气中的水蒸气冷却形成冷凝水，箱体内设置引水盘，能够收集冷凝水， 并通过引水管将其排出机柜，避免了冷凝水对柜内电气设备的腐蚀和影响，保 证了设备正常工作。
五、减速机及其L形升降板，配合带刹车的万向轮可方便实现液化器冷头 的出流口与低温容器入口对准，使安装更方便。
本发明的所述的机械层内远离减速机的一侧固定有配重柱，配重柱上穿有 配重块。
安装配重块与另一侧的滑杆及其L形升降板和上面的液化器冷头形成力矩 平衡，有利于机柜的稳固和可靠。
本发明的所述的箱体的顶盖和侧板为透明材料制成。
这样，方便观察箱体内的电动球阀的状态、传气管道的结霜与冷凝水的状 况。
本发明的所述的箱体以下的柜体前部和后部分别设有可开启的前柜门和 后柜门。
前柜门能防止按钮的误触发，并且具有防尘作用，可有效提高装置的可靠 性和使用寿命；后柜门方便柜内的布线与维护。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
附图说明
图1是本发明实施例的三维结构示意图。
图2是本发明实施例的正视结构示意图。
图3是图2中安装电动球阀和传气管道的A-A剖面俯视结构示意图。
图中，标号5为传气管道，标号6为电动球阀。
图4是图2中B-B剖面俯视结构示意图。
图5是图2中C-C剖面俯视结构示意图。
具体实施方式
实施例
图1-5示出，本发明的一种具体实施方式是：一种氦气回收循环利用装置 的专用机柜，其结构特点是：
柜体的顶部为带顶盖的箱体100，箱体100的底部固定有安装三个电动球 阀的螺纹孔101，并在箱体100底部三个电动球阀的安装位置之间放置引水盘 102，引水盘102侧面的引水管103穿出箱体100；箱体100的底部设有穿过箱 体进入柜体200内腔的引线管104；
所述的柜体200的内腔被隔板201分为五层，相邻层之间均通过引线孔202 连通，柜体200通过机械层208的底板上总引线孔203与外部连通；柜体200 内腔的五层从上至下依次为指示及按钮层204、仪表一层205、仪表二层206、 工控机层207和机械层208；
指示及按钮层204的前部设有面板，面板上设有一排安装指示灯或按钮的 安装孔211；仪表一层205和仪表二层206的前部均设有仪表面板，底部的隔 板201上均设有横向的两排仪表安装孔212，L形连接条213的底部通过仪表 安装孔212螺纹连接在底部的隔板201上；仪表一层205和仪表二层206的L 形连接条213均为6个；工控机层207的前部设有与工控机适配的面板框，面 板框上开有工控机安装孔；机械层208内的一侧安装有减速机215；
柜体200靠近减速机215的侧面外壁螺纹固定高出柜体200的两根滑杆 300，L形升降板301的竖板上的滑轮与滑杆300配合，L形升降板301的横板 上设有安装液化器冷头的液化器冷头安装孔302；钢丝303的一端固定于L形 升降板301的横板上，钢丝303的另一端绕过两根滑杆300顶部间的上横杆上 的定滑轮一304、两根滑杆300底部间的下横杆上的定滑轮二305，再与机械 层208的减速机215相连；
所述的柜体200的底部安装有至少四个带刹车的万向轮400。
本例中所述的机械层208内远离减速机215的一侧固定有配重柱216，配 重柱216上穿有配重块217；
本例中所述的箱体100的顶盖和侧板为透明材料制成。
本例中所述的箱体100以下的柜体200前部和后部分别设有可开启的前柜 门和后柜门。