在低溫研究工作中有一個(gè)越來越嚴(yán)重的危機(jī)，而這危機(jī)就是液態(tài)氦。在過去的幾年中，低溫研究人員和研究機(jī)構(gòu)都不得不接受一個(gè)事實(shí)，就是，他們很需要用來完成他們的工作的氦，供應(yīng)量一直在不斷下降。除了供應(yīng)一直在減少，成本也一直在不斷上升。
我們目前的世界，氦氣的供應(yīng)已不可能再被視為理所當(dāng)然。如果不要低溫研究受到低溫缺貨的影響，必須找到并實(shí)施新的回收和節(jié)約氦氣的方法。
近年來，對(duì)液態(tài)氦的需求的增加造成了頻繁的價(jià)格上漲和供應(yīng)短缺。即使在生產(chǎn)大部分可用的液態(tài)氦的美國(guó)，情況也已變得很困難。研究人員越來越意識(shí)到這個(gè)問題，也在他們的未來實(shí)驗(yàn)室操作計(jì)劃中正越來越關(guān)注液氮發(fā)生器。
液氮發(fā)生器對(duì)于許多低溫儀器，氦的消耗主要是由于每日少量的氣化而偶爾的大量氣化是由于定期從存儲(chǔ)杜瓦罐轉(zhuǎn)移到低溫系統(tǒng)。傳統(tǒng)的工業(yè)規(guī)模的氦液化和回收系統(tǒng)的設(shè)計(jì)產(chǎn)能為少每小時(shí)50升，而對(duì)于只有一個(gè)或兩個(gè)儀器的較小的實(shí)驗(yàn)室，這不是可行的解決方法。
近在液氮發(fā)生器的進(jìn)步讓一種新型緊湊的液化器開發(fā)出來，它為這些較小的實(shí)驗(yàn)室提供了理想的解決方案。這些更小型的便攜式液化器的工作原理的特點(diǎn)是有兩個(gè)循環(huán)：封閉循環(huán)，是由冷頭（?4K）和壓縮機(jī)組成的，從氦的氣體空間取走熱能，并繼續(xù)把氣體冷卻，直到凝結(jié)和液化發(fā)生；和開放循環(huán)，其中純氦氣源（用戶的儀器或氣瓶）流向液化器的杜瓦罐進(jìn)行液化，然后傳送回用戶的低溫恒溫器。
另一個(gè)低溫系統(tǒng)的氦回收的挑戰(zhàn)是捕獲傳送時(shí)的蒸發(fā)。一個(gè)典型的低溫液體的傳送可導(dǎo)致大量的氦氣而需要被回收并存儲(chǔ)起來。
中壓和高壓回收裝置為這方面的需求提供一個(gè)集成的解決方案，并能提供接近回收以前丟失的氦的100％。在高壓回收系統(tǒng)，正常和傳送的氣化氣體通常排入一個(gè)氣袋作為臨時(shí)緩沖。一個(gè)壓縮機(jī)將氣體從袋中轉(zhuǎn)移到儲(chǔ)氣瓶。這個(gè)“不純潔的”氦從氣瓶流至一個(gè)凈化器以去除污染物，然后進(jìn)入液化器。利用這種方法，以前因?yàn)榱刻蠖鵁o法直接捕獲的傳送時(shí)的氣化，現(xiàn)在可以被收回和送入回收和液化系統(tǒng)。
中壓設(shè)備的工作方式類似，但以大型的氣體儲(chǔ)罐代替氦氣袋，再不用把過量的氦氣長(zhǎng)期貯存在氣瓶組中。如何從這兩個(gè)系統(tǒng)之間選擇取決于在實(shí)驗(yàn)室的低溫儀器的數(shù)量和預(yù)期的回收氦的需要。
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