我們家里一般都會備有儲存熱水的保溫瓶，它的作用就是將水的溫度在一定的時間內保持不變。那么對于溫度保持要求更高，更加嚴格的場景該使用什么設備呢？

杜瓦瓶（Dewars）也叫保溫瓶，是儲藏液態氣體、低溫研究和晶體元件保護的一種較理想容器和工具。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。

其實早在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，兩層玻璃膽壁都涂滿銀，然后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，因此盛在瓶里的液體，溫度不易發生變化。后來，伯格用鎳制造外殼，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，以后在野餐或乘火車時也使用起來。

1893 年1 月20 日杜瓦宣布發明了一種特殊的低溫恒溫器（cryostat）——后來稱為杜瓦瓶。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。 杜瓦發明的盛低溫液化氣體的容器，就是雙層中間鍍銀，并抽成真空的玻璃容器，這種容器后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溫容器。杜瓦于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，減少瓶內低溫液體的自然汽化量 ；

②內筒體 ：儲備低溫液體 ；

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 ：當容器的壓力大于最大工作壓力時自動卸壓，其起跳壓力略大于最大工作壓力 ；

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 壓力表 ：指示瓶內筒的壓力 ；

⑧ 增壓閥 ：此閥開啟后，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），以便驅動瓶內的低溫液體，使其流動 ；

⑨ 使用閥 ：用于杜瓦瓶液體汽化回路與用戶用氣進口端管道通路的開啟，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面的高低，安裝位置應便于操作人員觀察和檢修 。

杜瓦瓶的工作原理是怎么樣的呢？

杜瓦瓶的結構簡析：上部呢有保護圈、管路閥門系統，中間瓶體呢有不銹鋼外殼、絕熱層，里面有不銹鋼內膽、真空夾層，最里邊就是裝的液體介質，底部有增壓/蒸發管路、底圈。

管路閥門系統的使用：

增壓器：增壓器采用翅片式換熱器，安裝在瓶的底部，用以提高瓶內壓力，但當瓶內液體液位較低時，增壓速度很慢，因此，建議用戶在使用前，先將瓶內壓力提高，以便使用液體時，瓶內壓力能夠滿足要求。

排放閥：此閥與氣瓶氣相空間相連，開啟此閥釋放瓶內氣體使壓力降低。

進液截止閥：此閥用于控制低溫液體的充灌。

出液截止閥：此閥用于控制低溫液體的輸出。

增壓截止閥：此閥用于控制增壓器回路，開啟此閥即可向瓶內增壓。

增壓調節閥：低溫液體通過此閥進入增壓器轉化為氣體，回到內膽，從而使瓶內壓力達到增壓調節閥的設定值。

液位計：液位計采用電容式液位計，電容傳感器根據瓶內的液體高度產生一個成比例的電信號，液位顯示表在接受電信號后進行信號轉換，以百分比數字表示不同的液體量。

外殼在超壓條件下的保護是通過一個真空塞來實現的。如果內膽發生泄漏（導致夾層壓力超高），真空塞將開啟泄壓。萬一真空塞發生泄漏將導致夾層真空破壞，這時可以發現外殼出現“發汗"和結霜現象。當然，在與瓶體連接的管道末端出現的結霜或凝水現象是正常的。

杜瓦瓶的供液使用流程：首先確定備用瓶組的管道總閥門已經關閉, 打開準備使用的鋼瓶上的氣體閥和出液閥, 再打開與鋼瓶連接的瓶組匯管橇上對應的閥門, 接著打開與之對應的管道總閥門。最后再打開氣化器進口處的閥門, 液體通過氣化器氣化后經調壓器調壓后供給用戶。供液時, 若鋼瓶的壓力不夠, 可以打開鋼瓶的增壓閥, 通過鋼瓶自帶的增壓系統對鋼瓶增壓, 從而獲得足夠的供液壓力。

杜瓦瓶的供液使用流程：首先確定備用瓶組的管道總閥門已經關閉, 打開準備使用的鋼瓶上的氣體閥和出液閥, 再打開與鋼瓶連接的瓶組匯管橇上對應的閥門, 接著打開與之對應的管道總閥門。最后再打開氣化器進口處的閥門, 液體通過氣化器氣化后經調壓器調壓后供給用戶。供液時, 若鋼瓶的壓力不夠, 可以打開鋼瓶的增壓閥, 通過鋼瓶自帶的增壓系統對鋼瓶增壓, 從而獲得足夠的供液壓力。

杜瓦瓶有兩個主要的優點：第一個是，同壓縮氣體鋼瓶相比它能夠在相對低的壓力下容納大量的氣體。第二個是他提供了容易操作的低溫液體源。由于杜瓦瓶堅固可靠，保持時間長，以及自身含有氣體供應系統，利用其內置汽化器及可連續輸出流量高達10m3/h的常溫氣體（氧、氮、氬），氣體高恒定輸出壓力達1.2Mpa(中壓型）2.2Mpa（高壓型），*通常情況下的用氣要求。

那么杜瓦瓶是如何制造出來的呢？

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，組裝時匯總到公共物流線。基本模式如下：

內筒

封頭（外定制）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（輥道平臺）-----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）

外筒

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（輥道平臺）---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）

內外筒成品

組對好的工件安裝外封頭----環縫自動焊接（采用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

包裝入庫

對于大的低溫容器，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：

定制板料檢驗----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（采用等離子或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。

那么在使用中需要注意哪些安全事項呢？

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。此外還有氣相壓力表和液位計。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，它的儲氧量就相當于 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，然后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，采用無縫鋼管管道輸送氣體，管道上安裝減壓閥、安全閥、壓力表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，先確認連接好后，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并達到使用要求。

以上的注意點都記住了嗎？