我們***里***般都會(huì )備有儲存熱水的保溫瓶，它的作用就是將水的溫度在***定的時(shí)間內保持不變。那么對于溫度保持要求更高，更加嚴格的場(chǎng)景該使用什么設備呢？

杜瓦瓶（Dewars）也叫保溫瓶，是儲藏液態(tài)氣體、低溫研究和晶體元件保護的***種較理想容器和工具?，F代的杜瓦瓶是蘇格蘭物理學(xué)***和化學(xué)***詹姆斯-杜瓦爵士發(fā)明的。

其實(shí)早在古羅馬時(shí)期人們就已經(jīng)知道，雙層容器能保暖。在龐貝城的廢墟中，人們曾挖出過(guò)***個(gè)雙層容器。

現代的杜瓦瓶是蘇格蘭物理學(xué)***和化學(xué)***詹姆斯-杜瓦爵士發(fā)明的。1892年，杜瓦吩咐伯格將玻璃吹制***個(gè)特殊的玻璃瓶。這是***個(gè)雙層玻璃容器，兩層玻璃膽壁都涂滿(mǎn)銀，然后把兩層壁間的空氣抽掉，形成真空。兩層膽壁上的銀可以防止輻射散熱，真空能防止對流和傳導散熱，因此盛在瓶里的液體，溫度不易發(fā)生變化。后來(lái)，伯格用鎳制造外殼，保護易碎的玻璃瓶膽。起初，這種杜瓦瓶?jì)H在實(shí)驗室、醫院和探險隊中使用，以后在野餐或乘火車(chē)時(shí)也使用起來(lái)。

1893 年1 月20 日杜瓦宣布發(fā)明了***種特殊的低溫恒溫器（cryostat）——后來(lái)稱(chēng)為杜瓦瓶。1898 年他用杜瓦瓶實(shí)現了氫的液化，達到了20.4K。翌年又實(shí)現了氫的固化，靠抽出固體氫表面的蒸氣，達到了12K。 杜瓦發(fā)明的盛低溫液化氣體的容器，就是雙層中間鍍銀，并抽成真空的玻璃容器，這種容器后來(lái)被改造成人人皆知的日用品——熱水瓶。1925年，開(kāi)始有大眾化的廉價(jià)塑料熱水瓶出售。

同時(shí)，實(shí)驗室中裝運、儲藏液態(tài)氣體也需要類(lèi)似的真空保溫容器。杜瓦于1906年發(fā)明了儲藏液態(tài)氧的金屬杜瓦瓶。為鐵路運輸而設計的容量為110000升的金屬容器，液態(tài)氧每天蒸發(fā)率大約是0.1%，液態(tài)氫每天蒸發(fā)率大約是0.8%。

杜瓦瓶（Dewars）其要結構和各部件功能如下 ：

①外筒體 ：除保護內桶體外，它還與內桶體形成真空夾層以阻止瓶外熱量的侵入，減少瓶?jì)鹊蜏匾后w的自然汽化量 ；

②內筒體 ：儲備低溫液體 ；

③汽化器 ：通過(guò)與外桶內壁的熱交換，實(shí)現將瓶?jì)鹊囊簯B(tài)氣體轉化為氣態(tài) ；

④ 液閥 ：控制杜瓦瓶進(jìn)行液體充灌或從瓶中排出液體 ；

⑤安全閥 ：當容器的壓力大于***大工作壓力時(shí)自動(dòng)卸壓，其起跳壓力略大于***大工作壓力 ；

⑥排放閥 ：在杜瓦瓶灌充液體時(shí)，用此閥排放瓶?jì)葰庀嗫臻g的氣體，降低瓶?jì)葔毫?，以便快速順利地灌充液體。其另***作用是杜瓦瓶在儲存或其他情況下發(fā)生瓶?jì)葔毫Τ^(guò)***高工作壓力時(shí)，可用此閥人工排放瓶?jì)鹊臍怏w，以降低瓶?jì)鹊膲毫?；

⑦ 壓力表 ：指示瓶?jì)韧驳膲毫?；

⑧ 增壓閥 ：此閥開(kāi)啟后，瓶?jì)鹊囊后w便會(huì )通過(guò)增壓盤(pán)管與外筒壁進(jìn)行熱交換，汽化為氣體，進(jìn)入內筒壁上部的氣相空間，使氣瓶建立***定的驅動(dòng)壓力（內壓），以便驅動(dòng)瓶?jì)鹊牡蜏匾后w，使其流動(dòng) ；

⑨ 使用閥 ：用于杜瓦瓶液體汽化回路與用戶(hù)用氣進(jìn)口端管道通路的開(kāi)啟，也可以用此閥控制氣體的流速 ；

⑩ 液位計 ：比較直觀(guān)地指示容器內液面的高低，安裝位置應便于操作人員觀(guān)察和檢修 。

杜瓦瓶的工作原理是怎么樣的呢？

杜瓦瓶的結構簡(jiǎn)析：上部呢有保護圈、管路閥門(mén)系統，中間瓶體呢有不銹鋼外殼、絕熱層，里面有不銹鋼內膽、真空夾層，***里邊就是裝的液體介質(zhì)，底部有增壓/蒸發(fā)管路、底圈。

管路閥門(mén)系統的使用：

增壓器：增壓器采用翅片式換熱器，安裝在瓶的底部，用以提高瓶?jì)葔毫?，但當瓶?jì)纫后w液位較低時(shí)，增壓速度很慢，因此，建議用戶(hù)在使用前，先將瓶?jì)葔毫μ岣?，以便使用液體時(shí)，瓶?jì)葔毫δ軌驖M(mǎn)足要求。

排放閥：此閥與氣瓶氣相空間相連，開(kāi)啟此閥釋放瓶?jì)葰怏w使壓力降低。

進(jìn)液截止閥：此閥用于控制低溫液體的充灌。

出液截止閥：此閥用于控制低溫液體的輸出。

增壓截止閥：此閥用于控制增壓器回路，開(kāi)啟此閥即可向瓶?jì)仍鰤骸?/p>

增壓調節閥：低溫液體通過(guò)此閥進(jìn)入增壓器轉化為氣體，回到內膽，從而使瓶?jì)葔毫_到增壓調節閥的設定值。

液位計：液位計采用電容式液位計，電容傳感器根據瓶?jì)鹊囊后w高度產(chǎn)生***個(gè)成比例的電信號，液位顯示表在接受電信號后進(jìn)行信號轉換，以百分比數字表示不同的液體量。

外殼在超壓條件下的保護是通過(guò)***個(gè)真空塞來(lái)實(shí)現的。如果內膽發(fā)生泄漏（導致夾層壓力超高），真空塞將開(kāi)啟泄壓。萬(wàn)***真空塞發(fā)生泄漏將導致夾層真空破壞，這時(shí)可以發(fā)現外殼出現“發(fā)汗”和結霜現象。當然，在與瓶體連接的管道末端出現的結霜或凝水現象是正常的。

杜瓦瓶的供液使用流程：***先確定備用瓶組的管道總閥門(mén)已經(jīng)關(guān)閉, 打開(kāi)準備使用的鋼瓶上的氣體閥和出液閥, 再打開(kāi)與鋼瓶連接的瓶組匯管橇上對應的閥門(mén), 接著(zhù)打開(kāi)與之對應的管道總閥門(mén)。***后再打開(kāi)氣化器進(jìn)口處的閥門(mén), 液體通過(guò)氣化器氣化后經(jīng)調壓器調壓后供給用戶(hù)。供液時(shí), 若鋼瓶的壓力不夠, 可以打開(kāi)鋼瓶的增壓閥, 通過(guò)鋼瓶自帶的增壓系統對鋼瓶增壓, 從而獲得足夠的供液壓力。

杜瓦瓶的供液使用流程：***先確定備用瓶組的管道總閥門(mén)已經(jīng)關(guān)閉, 打開(kāi)準備使用的鋼瓶上的氣體閥和出液閥, 再打開(kāi)與鋼瓶連接的瓶組匯管橇上對應的閥門(mén), 接著(zhù)打開(kāi)與之對應的管道總閥門(mén)。***后再打開(kāi)氣化器進(jìn)口處的閥門(mén), 液體通過(guò)氣化器氣化后經(jīng)調壓器調壓后供給用戶(hù)。供液時(shí), 若鋼瓶的壓力不夠, 可以打開(kāi)鋼瓶的增壓閥, 通過(guò)鋼瓶自帶的增壓系統對鋼瓶增壓, 從而獲得足夠的供液壓力。

杜瓦瓶有兩個(gè)主要的優(yōu)點(diǎn)：第***個(gè)是，同壓縮氣體鋼瓶相比它能夠在相對低的壓力下容納大量的氣體。第二個(gè)是他提供了容易操作的低溫液體源。由于杜瓦瓶堅固可靠，保持時(shí)間長(cháng)，以及自身含有氣體供應系統，利用其內置汽化器及可連續輸出流量高達10m3/h的常溫氣體（氧、氮、氬），氣體高恒定輸出壓力達1.2Mpa(中壓型）2.2Mpa（高壓型），完全滿(mǎn)足通常情況下的用氣要求。

那么杜瓦瓶是如何制造出來(lái)的呢？

根據結構特點(diǎn)將絕熱瓶?jì)韧鈱油采a(chǎn)分開(kāi)兩條物流線(xiàn)生產(chǎn)，組裝時(shí)匯總到公共物流線(xiàn)?；灸Ｊ饺缦拢?/p>

內筒

封頭（外定制）檢驗---封頭接管組焊（手工氬弧焊工位）---送到與筒身組對的位置（物料小車(chē)）---定尺板（外加工或自加工）檢驗----卷圓（3軸卷板機，帶小卷邊直線(xiàn)段）---輸送到縱縫焊接工位（物料小車(chē)）---縱縫自動(dòng)焊（TIG，MIG或等離子焊工藝，根據筒身規格和壁厚定）---輸送到與封頭組焊的工位（物料小車(chē)）---環(huán)縫自動(dòng)焊接（鎖定卷邊插接，MIG焊）----從操作者對面輸送組焊結束筒體（輥道平臺）-----清洗打壓檢驗---放置在翻身小車(chē)上---包絕熱層（專(zhuān)用絕熱層纏繞工裝）----與外筒身組對裝配（纏繞機吊裝工位上垂直與外筒身組對）

外筒

定尺板（外加工或自加工）檢驗----卷圓（3軸卷板機，帶小卷邊直線(xiàn)段）---輸送到縱縫焊接工位（物料小車(chē)）---縱縫自動(dòng)焊（TIG，MIG或等離子焊工藝，根據筒身規格和壁厚定）---輸送到與封頭組焊的工位（物料小車(chē)）---環(huán)縫自動(dòng)焊接（鎖定卷邊插接，MIG焊）----從操作者對面輸送組焊結束筒體（輥道平臺）---內壁焊接筒冷卻盤(pán)管（氣焊）----放置到翻身小車(chē)上----與內筒身組對（纏繞機吊裝工位上垂直與外筒身組對）

內外筒成品

組對好的工件安裝外封頭----環(huán)縫自動(dòng)焊接（采用MIG焊）---放置在翻身小車(chē)上----平移工件到水平輸送帶上-----筒體封頭外緊固件和提手焊接（手工氬弧焊）----檢漏儀檢查

包裝入庫

對于大的低溫容器，物流線(xiàn)和縱環(huán)縫焊接基本共線(xiàn)生產(chǎn)，及物流輸送小車(chē)，縱環(huán)縫焊接，外筒內壁自動(dòng)焊接銅冷卻盤(pán)管，筒體拋光，檢驗等，結合生產(chǎn)實(shí)際情況確定。***般按如下流程進(jìn)行：

定制板料檢驗----移到卷圓工位---真空吸盤(pán)吊裝到卷圓送料段---送料卷圓---移出卷圓筒體----縱縫焊接（采用等離子或MIG焊）---移出縱縫工位（內筒包絕熱纏繞膜，外筒自動(dòng)焊銅冷卻盤(pán)管）----封頭組對----環(huán)縫焊接----內外筒組焊結束-----封閉式拋光房進(jìn)行外壁拋光---檢漏儀檢驗—包裝入庫。

那么在使用中需要注意哪些安全事項呢？

杜瓦瓶***般情況下有 4 個(gè)閥門(mén)，即液體使用閥、氣體使用閥、放空閥、增壓閥。此外還有氣相壓力表和液位計。杜瓦瓶不但設置了安全閥，而且還設置了爆破片 [6]。***旦瓶?jì)葰怏w的壓力超過(guò)安全閥的起跳壓力，安全閥立即會(huì )起跳自動(dòng)排氣泄壓。如果安全閥失靈或氣瓶發(fā)生意外導致真空層破壞，瓶?jì)葔毫眲∩叩?**定的程度，其所設的防爆片即會(huì )自動(dòng)破裂，從而及時(shí)地將瓶?jì)鹊膲毫芸旖档酱髿鈮毫?。杜瓦瓶?jì)Υ娴氖轻t用液態(tài)氧，大大增加了儲氧能力。1 只容積為 175 L 的杜瓦瓶，它的儲氧量就相當于 28只 40 L 容積的高壓氣瓶的儲氧量，這樣就大大減輕了運輸壓力，也減少了資金的投入。杜瓦瓶使用有 2 種方法 ：

（1）杜瓦瓶氣體使用閥，將高壓金屬軟管***頭連接在杜瓦瓶氣體使用閥上，***頭連接在匯流排上，先開(kāi)增閥，然后緩慢打開(kāi)氣體使用閥，即可使用，大多數醫院只用氣相閥就能滿(mǎn)足用氣要求。

（2）杜瓦瓶液體使用閥，用高壓金屬軟管將杜瓦瓶液體閥所在管道與汽化器相連，氣化器的大小按用氣量大小配置，采用無(wú)縫鋼管管道輸送氣體，管道上安裝減壓閥、安全閥、壓力表來(lái)控制供氣系統的安全，這樣既能方便、穩定地用氣，又能確保安全使用。使用杜瓦瓶時(shí)，先確認連接好后，再打開(kāi)液體使用閥，若氣體壓力達不到使用要求，可開(kāi)增壓閥，稍等幾分鐘壓力會(huì )升高并達到使用要求。

以上的注意點(diǎn)都記住了嗎？