市面上常規(guī)小型液氮機制備裝置一般是將超低溫冷凍機的制冷頭從制冷貯槽的上端開口插裝在制冷劑貯槽內(nèi)，用空分裝置從大氣中分離出的氮氣被輸入到制冷劑貯槽內(nèi)，輸入的氮氣在制冷頭冷量的作用下液化后制成液氮，即氮氣輸出后采用深冷處理后制得液氮，整個小型液氮機設(shè)備投資大，成本高，因此只適用于液氮的規(guī)模生產(chǎn)。中國專利公開了一種簡化的小型液氮機制備裝置(CN1087825C)，它是將空氣分離機從大氣中分離，然后將精制的氮氣供入安裝超低溫冷凍機的絕熱容器內(nèi)制備液氮的裝置，此裝置安裝有可檢測空氣分離機的成 品槽內(nèi)壓的壓力傳感器和可檢測出絕熱容器的內(nèi)部負壓的負壓壓力傳感器，二個傳感器至少有一個達到設(shè)定壓力，可測知供給的氮氣中所含的雜質(zhì)氣體發(fā)生凍結(jié)，二者任何一個傳感器檢出值達到設(shè)定值均可使超低溫冷凍機停止運轉(zhuǎn)。此裝置中的氮氣輸出后同樣是深冷處理后制得液氮，因此同樣存在投資大，成本高，只適用于液氮的規(guī)模生產(chǎn)等技術(shù)問題。

小型液氮機制備裝置，包括空氣壓縮機及連接在空氣壓縮機排氣端的變壓吸附分離系統(tǒng)，在變壓吸附分離系統(tǒng)的排氣端連接有氮氣儲罐，在所述氮氣儲罐上連通有斯特林制冷機，在斯特林制冷機的出口端上連接有液氮儲罐。斯特林制冷機是以氦氣或氫氣為工質(zhì)，在封閉系統(tǒng)中應(yīng)用回熱原理實現(xiàn)氣體制冷機循環(huán)以獲得低溫和冷量的機械，它是在氣體制冷機循環(huán)中增加一個回熱器，利用回熱原理降低膨脹前的工質(zhì)溫度，以提高循環(huán)的熱效率，在機器內(nèi)膨脹后的工質(zhì)中的部分冷量回收于回熱器中，在下次循環(huán)中再加以利用，并具有效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、起動快、操作方便和溫度范圍寬廣等優(yōu)點，尤適用于制冷量小的場合，其致冷溫度可在120Κ以下，能使常溫氮氣直接液化，因此適用于科研院所等使用的小型空氣分離設(shè)備上，且液氮制備簡單，方便快捷。作為優(yōu)選，在所述斯特林制冷機與變壓吸附分離系統(tǒng)間設(shè)有自動控制儀。通過自動控制儀，可在發(fā)生故障時自動停車，提高系統(tǒng)安全性。作為優(yōu)選，所述變壓吸附分離系統(tǒng)包括并聯(lián)設(shè)置的左吸附塔和右吸附塔，左吸附塔和右吸附塔的進氣端分別通過若干個進氣電磁閥與空氣壓縮機排氣端相連，左吸附塔和右吸附塔的排氣端分別通過若干個排氣電磁閥與氮氣儲罐相連。變壓吸附分離系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，通過在左、右吸附塔的進、排氣端分別設(shè)置電磁閥，可使左、右吸附塔輪流工作，保證氮氣連續(xù)輸出。作為優(yōu)選，在所述空氣壓縮機與變壓吸附分離系統(tǒng)之間的管路上依次串聯(lián)有高效除油器、冷凍式干燥機、無熱再生干燥器、粉塵精濾器及緩沖儲氣罐，高效除油器連接在空氣壓縮機上，緩沖儲氣罐連接在變壓吸附分離系統(tǒng)上。通過在空氣壓縮機與變壓吸附分離系統(tǒng)之間的管路上設(shè)置除油器、干燥器和精濾器等可有效過濾出空氣中的雜質(zhì)，提高氮氣的純度；緩沖儲氣罐可確保進入左、右吸附塔的氣流保持平穩(wěn)，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。作為優(yōu)選，在所述變壓吸附分離系統(tǒng)與液氮儲罐之間的管路上串聯(lián)有粉塵精濾器。粉塵精濾器可過濾出氮氣中的雜質(zhì)，保證液氮的純度。