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手套箱集成超低温冷阱装置：-100℃液氮分区控温与S型流道设计
2026年09月30日
来源：米开罗那（上海）工业智能科技股份有限公司
在手套箱内开展低温反应时，常需要将反应温度控制在-40℃至 -70℃甚至更低。而当反应釜加大加长或采用变径异形结构时，原有超低温场源往往难以适配。米开罗那提供的一种超低温冷阱装置，依靠液氮相变原理，能为低温反应釜提供均匀稳定且可自动调温的超低温场源，最低温度可达-100℃，适合手套箱集成配套使用。
一、装置总体构成
该装置由冷阱主体、液氮控制系统和液氮罐组成。冷阱主体包括冷阱外罩与设置在其中的冷阱筒，两者之间填充保温材料形成保温层。冷阱筒由冷阱外筒和焊接在其内的冷阱内筒构成，两筒之间的间隙形成液氮夹层。
二、液氮夹层分区与S型导流设计
核心结构设计该装置创新性的设计在于液氮夹层的分区结构。通过焊接在冷阱内筒外壁上的分隔板，液氮夹层被隔成上、中、下三个相互独立的区域，每个区域均配备液氮进口接头、温度传感器和排气法兰接口，三个区域可独立控制液氮供给，每个区域内部还间隔焊接有多个液氮导流板，相邻导流板焊接后形成S型液氮流动通道，使液氮沿S型路线均匀流动，既提高了制冷均匀性，又减缓了液氮挥发速度，降低了液氮消耗量。
三、温度控制与变径结构设计
在温度控制方面，温度传感器采用PT100型，与液氮控制系统电连接，液氮罐则通过液氮控制系统与液氮进口接头连通。系统能够根据各区域温度传感器的实时反馈自动调节液氮供给量，实现自动调温。冷阱外筒和冷阱内筒均采用变径结构设计，可适配不同形状规格的反应釜。冷阱外罩上还开设了至少顶部1个第一保温层浇注口与对应三个夹层区域的至少3个第二保温层浇注口，用于分段浇注聚氨酯发泡保温层，确保保温效果的均匀性。
四、结构强度设计
在结构强度方面，冷阱筒底部设置了15根第一承重柱，冷阱内外筒底板之间均匀焊接15根第二承重柱，使冷阱的载重能力达到3吨，充分满足大型反应釜的承载需求。
米开罗那该超低温冷阱装置通过分区独立控温、S型液氮流道、变径结构及分段浇注保温层等设计，能够为低温反应釜提供均匀稳定、可自动调温的超低温场源，最低温度可达-100℃，适合和手套箱集成配套使用。
