杜瓦瓶

古羅馬時期人們就已經知道，雙層容器能保暖。在龐貝城的廢墟中，人們曾挖出過一個雙層容器。

現代的杜瓦瓶是蘇格蘭物理學家和化學家詹姆斯-杜瓦爵士發明的。1892年，杜瓦吩咐伯格將玻璃吹制一個特殊的玻璃瓶。這是一個雙層玻璃容器，兩層玻璃膽壁都塗滿銀，然後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，因此盛在瓶裏的液體，温度不易發生變化。後來，伯格用鎳製造外殼，保護易碎的玻璃瓶膽。起初，這種杜瓦瓶僅在實驗室、醫院和探險隊中使用，以後在野餐或乘火車時也使用起來。

1893 年1 月20 日杜瓦宣佈發明了一種特殊的低温恆温器（cryostat）——後來稱為杜瓦瓶。1898 年他用杜瓦瓶實現了氫的液化，達到了20.4K。翌年又實現了氫的固化，靠抽出固體氫表面的蒸氣，達到了12K。 杜瓦發明的盛低温液化氣體的容器，就是雙層中間鍍銀，並抽成真空的玻璃容器，這種容器後來被改造成人人皆知的日用品——熱水瓶。1925年，開始有大眾化的廉價塑料熱水瓶出售。

同時，實驗室中裝運、儲藏液態氣體也需要類似的真空保温容器。杜瓦於1906年發明了儲藏液態氧的金屬杜瓦瓶。為鐵路運輸而設計的容量為110000升的金屬容器，液態氧每天蒸發率大約是0.1%，液態氫每天蒸發率大約是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，減少瓶內低温液體的自然汽化量 ；

②內筒體 ：儲備低温液體 ；

③汽化器 ：通過與外桶內壁的熱交換，實現將瓶內的液態氣體轉化為氣態 ；

④ 液閥 ：控制杜瓦瓶進行液體充灌或從瓶中排出液體 ；

⑤安全閥 ：當容器的壓力大於最大工作壓力時自動卸壓，其起跳壓力略大於最大工作壓力 ；

⑥排放閥 ：在杜瓦瓶灌充液體時，用此閥排放瓶內氣相空間的氣體，降低瓶內壓力，以便快速順利地灌充液體。其另一作用是杜瓦瓶在儲存或其他情況下發生瓶內壓力超過最高工作壓力時，可用此閥人工排放瓶內的氣體，以降低瓶內的壓力 ；

⑦ 壓力錶 ：指示瓶內筒的壓力 ；

⑧ 增壓閥 ：此閥開啓後，瓶內的液體便會通過增壓盤管與外筒壁進行熱交換，汽化為氣體，進入內筒壁上部的氣相空間，使氣瓶建立一定的驅動壓力（內壓），以便驅動瓶內的低温液體，使其流動 ；

⑨ 使用閥 ：用於杜瓦瓶液體汽化迴路與用户用氣進口端管道通路的開啓，也可以用此閥控制氣體的流速 ；

⑩ 液位計 ：比較直觀地指示容器內液麪的高低，安裝位置應便於操作人員觀察和檢修 。

根據結構特點將絕熱瓶內外層筒生產分開兩條物流線生產，組裝時彙總到公共物流線。基本模式如下：

封頭（外定製）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）---定尺板（外加工或自加工）檢驗----卷圓（3軸卷板機，帶小卷邊直線段）---輸送到縱縫焊接工位（物料小車）---縱縫自動焊（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）---環縫自動焊接（鎖定卷邊插接，MIG焊）----從操作者對面輸送組焊結束筒體（輥道平台）-----清洗打壓檢驗---放置在翻身小車上---包絕熱層（專用絕熱層纏繞工裝）----與外筒身組對裝配（纏繞機吊裝工位上垂直與外筒身組對）

定尺板（外加工或自加工）檢驗----卷圓（3軸卷板機，帶小卷邊直線段）---輸送到縱縫焊接工位（物料小車）---縱縫自動焊（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）---環縫自動焊接（鎖定卷邊插接，MIG焊）----從操作者對面輸送組焊結束筒體（輥道平台）---內壁焊接筒冷卻盤管（氣焊）----放置到翻身小車上----與內筒身組對（纏繞機吊裝工位上垂直與外筒身組對）

組對好的工件安裝外封頭----環縫自動焊接（採用MIG焊）---放置在翻身小車上----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

對於大的低温容器，物流線和縱環縫焊接基本共線生產，及物流輸送小車，縱環縫焊接，外筒內壁自動焊接銅冷卻盤管，筒體拋光，檢驗等，結合生產實際情況確定。一般按如下流程進行：

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

杜瓦瓶一般情況下有 4 個閥門，即液體使用閥、氣體使用閥、放空閥、增壓閥。此外還有氣相壓力錶和液位計。杜瓦瓶不但設置了安全閥，而且還設置了爆破片 [6]。一旦瓶內氣體的壓力超過安全閥的起跳壓力，安全閥立即會起跳自動排氣泄壓。如果安全閥失靈或氣瓶發生意外導致真空層破壞，瓶內壓力急劇升高到一定的程度，其所設的防爆片即會自動破裂，從而及時地將瓶內的壓力很快降到大氣壓力。杜瓦瓶儲存的是醫用液態氧，大大增加了儲氧能力。1 只容積為 175 L 的杜瓦瓶，它的儲氧量就相當於 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，將高壓金屬軟管一頭連接在杜瓦瓶氣體使用閥上，一頭連接在匯流排上，先開增閥，然後緩慢打開氣體使用閥，即可使用，大多數醫院只用氣相閥就能滿足用氣要求。

（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，採用無縫鋼管管道輸送氣體，管道上安裝減壓閥、安全閥、壓力錶來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，先確認連接好後，再打開液體使用閥，若氣體壓力達不到使用要求，可開增壓閥，稍等幾分鐘壓力會升高並達到使用要求 ^[1]  。