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अपने तरल नाइट्रोजन जनरेटर का निर्माण

Jul 07, 2016

मैं हमेशा तरल नाइट्रोजन का उपयोग कर, और अक्सर एक स्थानीय वेल्डिंग आपूर्ति के दौरे मेरे तरल नाइट्रोजन की खरीद और मेरे घर पर क्रायोजेनिक लालसा को संतुष्ट करने के लिए स्टेनलेस स्टील वैक्यूम फ्लास्क के साथ संग्रहीत किए गए विज्ञान प्रदर्शन द्वारा intrigued गया है। कुछ भरण अप करने के बाद, मैं मांग पर तरल नाइट्रोजन बनाने की संभावना के बारे में सोच रहा था। कुछ कंपनियां पहले से ही छोटी प्रयोगशालाओं के लिए आत्म निहित तरल नाइट्रोजन जनरेटर है कि डिजाइन किए हैं का उत्पादन किया है। Elan2 घर experimenters के लिए आदर्श होगा, लेकिन लागत से अधिक 10,000 डॉलर, तो मैं कम कुल उत्पादन, कम शुद्धता, के साथ और बहुत कम कीमत पर एक समान डिवाइस का निर्माण करने का फैसला किया है। उपकरण मैं का निर्माण किया है कम से कम $500 की लागत और एल लीटर प्रति दिन तरल नाइट्रोजन का उत्पादन करता है।

लगभग सभी बड़े पैमाने पर तरल नाइट्रोजन संपीड़ित कर रहा है, ठंडा करने और हवा का विस्तार किया जाता है। इस प्रक्रिया को हवा से गर्मी को निकालता है और दोहराया जा सकता है जब तक हवा liquefies. संघनक gasses तब प्रभाजी आसवन का उपयोग कर अलग कर रहे हैं। क्योंकि यह एक जटिल, बड़े आसवन अन्य gasses में हवा से नाइट्रोजन अलग करने के लिए स्तंभ को बनाए रखने पर निर्भर करता है इस प्रक्रिया आसानी से पहुंचा जा सकता। एक आसवन स्तंभ का उपयोग कर से बचने के लिए, एक कमरे के तापमान पर हवा से नाइट्रोजन बाहर पट्टी करने के लिए एक नाइट्रोजन जुदाई डिवाइस का उपयोग कर सकते। उसके बाद, कमरे के तापमान नाइट्रोजन मानक संपीड़न और विस्तार विधि द्वारा तरलीकृत होना कर सकते हैं। यह संभव है कि Elan2 जनरेटर में इस्तेमाल की प्रक्रिया है। हालांकि, यह अभी भी एक बहुत ही उच्च दबाव कंप्रेसर और हीट एक्सचेंजर, व्यापक इन्सुलेशन और कई अन्य कस्टम भागों के उपयोग की आवश्यकता है।

Nitrogen Storage Tank

मैं eBay पर Superfilter खरीदा और cryocooler निकाली गई। डिवाइस का परीक्षण करने के लिए, मैं एक छोटे गर्मी सिंक कूलर की ठंडी टिप करने के लिए संलग्न, टिप एक घरेलू वैक्यूम फ्लास्क में रखा और ऊपर इकाई संचालित। 30 मिनट के बाद मैं cryocooler कुप्पी से बाहर ले लिया, और तरल हवा की एक छोटी राशि के तल पर एकत्र किया था देखा। इस सफलता से प्रेरित होकर, मैं एक और अधिक पूरा तरल नाइट्रोजन जनरेटर का निर्माण जारी रखा। मैं पहले से ही एक 30 लीटर देवर (बड़े वैक्यूम फ्लास्क) के स्वामित्व वाले और एक ऐक्रेलिक थाली कि देवर के ऊपर सील होगा cryocooler भी थाली कुप्पी की गर्दन में नीचे लटक अपनी गर्मी सिंक के साथ मुहिम शुरू की थी, जबकि गढ़े। मैं भी cryocooler परदार हीट सिंक गर्मी अस्वीकृति के मसले पर निकाल दिया गया और यह एक तरल - ठंडा कई गुना के साथ बदल दिया। तरल शीतलन कम गर्मी अस्वीकृति क्षेत्र तापमान और अधिक प्रभावी ढंग से मजबूर वायु शीतलक, और यह अंततः उच्च प्रणाली दक्षता के लिए नेतृत्व।

स्टर्लिंग चक्र cryocooler कस्टम हीट सिंक और एक्रिलिक देवर-बढ़ते थाली के साथ। बढ़ते थाली कि देवर की गर्दन के साथ एक सील रूपों एक रबर पाल बांधने की रस्सी है।

तरल नाइट्रोजन जनरेटर दो बुनियादी वर्गों, देवर cryocooler के साथ, और प्रसंस्करण के उपकरण से वातावरण में हवा सूखी नाइट्रोजन बनाता है हवा है। सूखी नाइट्रोजन पर देवर बस के ऊपर वायुमंडलीय दबाव जब तक यह liquefies और बंद गर्मी सिंक भरी जहाँ cryocooler नाइट्रोजन कँपकँपी में तंग आ गया है। हैरानी की बात है, प्रोजेक्ट के समय बजट का सबसे अधिक खर्च किया गया था डिजाइनिंग और सूखी हवा से नाइट्रोजन का उत्पादन करने के लिए उपकरणों का निर्माण। वहाँ कुछ कंपनियों को जो सूखी नाइट्रोजन उपकरणों की आपूर्ति कर रहे हैं, लेकिन यहां तक कि छोटी इकाइयों से क्या इस तरल नाइट्रोजन जेनरेटर द्वारा की जरूरत है बहुत उच्च थ्रूपुट के लिए होती हैं। प्रत्येक लीटर तरल नाइट्रोजन के कमरे के तापमान नाइट्रोजन गैस के बारे में 700 लीटर की आवश्यकता है। 700 लीटर प्रति दिन केवल 0.5 l/मिनट, एक बहुत ही मामूली प्रवाह की दर है। एक लोकप्रिय, लेकिन अनावश्यक उपयोग के लिए अपेक्षाकृत कम पवित्रता नाइट्रोजन कार टायर भरने है। मैं ऐसी मशीन खरीद करने की कोशिश की, लेकिन लागत और प्रवाह दर उम्मीद से ज्यादा थे। इसके बजाय, मैं eBayपर एक बहुत ही छोटे नाइट्रोजन जुदाई झिल्ली पाया। यह मूल प्रयोग अज्ञात था। जुदाई झिल्ली वाणिज्यिक नाइट्रोजन जनरेटर है कि गैस पृथक्करण करने अंदर वास्तविक घटक है। झिल्ली में 2 मिमी व्यास ट्यूबों के सैकड़ों की एक बड़ी बंडल का गठन किया है। हवा उच्च दबाव के तहत बंडल के एक छोर में तंग आ गया है। ट्यूब दीवारों अर्द्ध पारगम्य हैं और ऑक्सीजन, जल वाष्प, कार्बन डाइऑक्साइड और अपेक्षाकृत तेजी से तर करने के लिए अन्य "तेज" gasses की अनुमति दें। नाइट्रोजन की एकाग्रता से यह इनपुट अंत में बहुत अधिक बाहर निकलें ट्यूब के अंत में है, तो नाइट्रोजन और भारी gasses के रूप में जल्दी से, तर नहीं। नाइट्रोजन की उच्च शुद्धता प्रवाह की दर ट्यूबों, ट्यूब दीवारों तर और सिस्टम छोड़ करने के लिए अवांछित gasses के लिए समय के बहुत सारे इस तरह की अनुमति के माध्यम से प्रतिबंधित करके प्राप्त किया जा सकता। परिणामी नाइट्रोजन आर्गन की मात्रा का पता लगाने और अन्य नोबल gasses की भी छोटी मात्रा में हो जाएगा।

Air Processing Unit

प्रसंस्करण इकाई दो एल्यूमीनियम desiccator चेम्बर्स, दो छोटे काले सरफैक् फिल्टर, दो बेज रंग कार्बन फिल्टर, कम से कम सही नाइट्रोजन जुदाई झिल्ली के साथ, और एक प्रवाह मीटर सुई वाल्व के साथ हवा।

मैं भी एल्यूमिनियम सिलेंडर भरा साथ सिलिका जेल से एक dessicator बनाया और जुदाई झिल्ली हवा तक पहुँचता करने से पहले इस मामले में करने के लिए सिस्टम नापी। इन इकाइयों के व्यावसायिक रूप से उपलब्ध होते हैं, और एक कि मैं बनाया गया विशेष रूप से विशिष्ट नहीं है। जुदाई की झिल्ली भी मौजूद पानी को निकालने के लिए, और इस सिलिका जेल dessicators, जो इसे पानी के साथ संतृप्त हो जाता है के बाद एक ओवन में निर्जलित किया जा करने के लिए जेल की आवश्यकता से अधिक सुधार होगा।

तरल नाइट्रोजन जनरेटर एक विश्वसनीय हो, लेकिन घर पर तरल नाइट्रोजन की कम मात्रा में उत्पादन करने के लिए विधि काफी धीमी गति से करने के लिए साबित कर दिया है। देवर की प्रारंभिक cool-नीचे के बारे में 12-18 जिसके बाद 1 लीटर प्रति दिन की दर से शुद्ध तरल नाइट्रोजन का उत्पादन किया है घंटे, लेता है। बिजली (पानी चिलर, जो पर और बंद चक्र शामिल हैं) के बारे में 300-400 वाट जनरेटर का उपयोग करता है, तो ऊर्जा उत्पादन के लिए खर्च की एक लीटर तरल नाइट्रोजन के बारे में 8.5 है KWh, या $1.10। यह एक थर्मस में एक स्थानीय वेल्डिंग की आपूर्ति की दुकान से भरा होने से काफी हद तक कम खर्चीला है।

LN2 Generator overview

सिस्टम सारांश एक खिड़की हवा कंडीशनर दिखाई जा रही हैं एक कूलर के साथ तरल तरल शीतलक अति शीतलीकरण द्वारा-कूलर जो एक Linde देवर के ऊपर रखा है करने के लिए चल रही लाइनों में परिवर्तित। अतिरिक्त प्रशीतन कंप्रेसर एयर कंडीशनर यूनिट के शीर्ष पर मुहिम शुरू की वायुमंडलीय हवा के लिए तरल नाइट्रोजन उत्पादन compresses.