液氮深冷箱是一種新型環(huán)保設備，是增加中、優(yōu)良的金屬零件強度和耐磨性的新技術。所謂液氮深冷技術，就是利用液氮等冷介質作為冷卻介質對金屬材料進行低溫或接近優(yōu)良零度的淬火，從而改變金屬、工程塑料、陶瓷等材料的微觀結構，從而增加材料的耐磨性，增加零件的使用壽命。不同于其他傳統(tǒng)的表面處理技術，該技術引起的結構變化到達工件的核心，是對零件的一種整體處理。具有耗材少、耗電少、無環(huán)境污染等特點。因此，經(jīng)過處理的零件可以在不改變其性能的情況下反復研磨。不會改變金屬零件的尺寸，相反，處理工藝會減小淬火產(chǎn)生的內應力，從而增加尺寸穩(wěn)定性。
深冷箱由緊湊型效率較高的板式換熱器和氣液分離器組成。由于低溫容易分散冷卻，對隔熱保冷要求較高，所以換熱器和分離器用保溫材料包裝在一個盒子里，這個盒子叫做冷箱。在使用過程中要注意入口流體的成分和純度，按設計要求在入口安裝一些網(wǎng)狀過濾器或過濾器；在箱進出口安裝壓力表，定期監(jiān)測。當壓差增加到一定程度時，應切下冷箱清洗濾網(wǎng)，或注入甲醇等物質解凍。它常用于低溫分離過程中，如在石油裂解氣的低溫分離過程中，使用的是工作在-100～-140℃的冷箱。
本設備還采用了單級蒸汽壓縮制冷技術，冷卻溫度一般在-40蒸汽(233K)以上。為了達到較低的制冷效果，可以采用液氮制冷或機械制冷。液氮沸點溫度在-196℃低溫下可達到液氮。如果采用機械制冷，需要采取多級壓縮或重疊技術措施。采用兩級壓縮蒸汽壓縮系統(tǒng)，可實現(xiàn)-60℃以上溫度區(qū)的制冷，采用二級串級循環(huán)實現(xiàn)-80℃以上溫度區(qū)的較好的制冷。二級串級循環(huán)的實質是兩個單獨的單級節(jié)流制冷循環(huán)，為低溫階段提供高溫預冷。各等級的工作原理與單級蒸汽壓縮制冷循環(huán)的工作原理基本一樣。
采用深冷技術處理材料后，既能夠優(yōu)化力學性能，還可以維護尺寸穩(wěn)定性。深冷處理工藝和設備具備較高的溫度控制精度，溫度均勻性強，能夠對工件、材料，實施有效的深冷處理。此外，深冷處理工藝和設備也可應用到節(jié)能降耗領域，可以有效回收冷量、氮氣，實現(xiàn)自動化變頻控制，使液氮領域效率提升，同時維護成本效益，值得推廣應用。
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