低溫杜瓦罐是設計用來貯存液氮、液氦等低溫液體的。低溫液體的沸點比較低,要想保存低溫液體就一定要使系統維持在低溫,如果系統隔熱不好的話,低溫液體就會氣化,低溫液體在氣化的同時體積增加很快,比如1升液氮氣化后會變成700升氮氣,大量氣體不能有效地從容器里排出的話,容器內的壓力增加很容易會導致爆炸。
正在使用中的杜瓦罐,可見頂部的液位計及周圍各種閥門。
低溫杜瓦罐就是為了貯存并使用低溫液體而被設計出來的。首先低溫杜瓦罐有非常好的隔熱性能,杜瓦罐一般是由兩層金屬殼體組成,開口很小,殼體鍍膜同時殼體之間抽真空使對流、傳導和輻射都降到小。
液體處在低溫時,其蒸氣壓是不大的,換句話說杜瓦罐內的液體在正常情況下壓力并不是很大。但絕`對的熱隔離是做不到的,杜瓦瓶內的液體緩慢氣化也會使罐內的壓力逐漸升高,為了不發生爆炸,杜瓦罐裝有泄壓閥(安全閥),當壓力大于一定數值的時候,泄壓閥會自動打開使罐內的氣體放出來一部分,使罐內氣壓降低。
頻繁泄壓會減少低溫液體貯存的時間,為了延長液體貯存的時間,我們會使用加壓杜瓦罐,低溫液體氣化后會自動對罐內的液體加壓,高壓下液體的沸點會升高,這樣一方面延長了低溫液體的保存時間,另外一方面也可以用增壓閥使低溫液體從杜瓦罐中流出。
如果杜瓦罐的增壓閥門不工作了,有可能是增壓閥壞了,或者是杜瓦罐中的管道被混入的濕空氣結冰堵住了,此時一定要打開排氣閥,確保杜瓦罐中的氣體能夠及時排出,同時耐心地用加熱的氮氣吹通管道。