Способ отверждения криогенной жидкости

 

Изобретение относится к криогенной технике, в частности к отверждению криогенных жидкостей. Цель изобретения состоит в повышении эффективности за счет отбора части тепла от охлаждаемой криогенной жидкости в период нагнетания паров криопродукта в рабочую камеру. Способ включает размещение рабочей камеры с теплопроводными стенками и с отверждаемой прожидкостью в теплоизолированном корпусе с залитой в нем криожидкостью, затем осуществляют откачку паров из корпуса с нагнетанием их в рабочую камеру, создавая тепловой поток между камерой и корпусом . Далее исключают их тепловой контакт, например, поднимая камеру из корпуса, и откачивают пары уже из камеры до отверждения криожидкости в ней 1 з п. ф-лы. 3 ил.

ССНОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМЪ(СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4725463/26 (22) 31.07.89 (46) 23.10.9!. Бюл. № 39 (71) Московский институт химического машиностроения (72) Н. А. Александров, Б. А. Иванов, Б. Т. Маринюк, Д. П. Мелехин и Н. Ю. Дмитриева (53) 621.59(088.8) (56) Веркин Б. И. и др. Теплофизика низкотемпературного сублимационного охлаждения. — Киев: Наукова думка, 1980, с. 46 — 52. (54) СПОСОБ ОТВЕРЖДЕНИЯ КРИОГЕННОЙ ЖИДКОСТИ (57) Изобретение относится к криогенной технике, в частности к отверждению криоИзобретение относится к криогенной технике, в частности к отверждению криогенных жидкостей.

Цель изобретения — повышение эффективности отверждения за счет предварительного сжатия отверждаемой криожидкости с понижением ее температуры.

Сущность изобретения состоит в следующем.

Откачивая пары криожидкости из теплоизолированного корпуса, охлаждают ее. 3а счет нагнетания. этих паров в полость рабочей камеры повышают там давление. Однако за счет теплообмена между двумя криожидкостями не происходит нагрев отверждаемой криожидкости, а понижается ее энтропия. За счет организации таких действий достигают понижения энтропии отверждаемой криожидкости, где ее температура не повышается. Затем разъединяют рабочую камеру от теплоизолированного корпуса, достигая исключения теплообмена между дву. SUÄÄ 1686284 А 1 (51) 5 F 25 J 1/00, F 7 С 3/00 генных жидкостей. Цель изобретения состоит в повышении эффективности за счет отбора части тепла от охлаждаемой криогенной жидкости в период нагнетания паров криопродукта в рабочую камеру. Способ включает размещение рабочей камеры с теплопроводными стенками и с отверждаемой прожидкостью в теплоизолированном корпусе с залитой в нем криожидкостыо, затем осуществляют откачку паров из корпуса с нагнетанием их в рабочую камеру, создавая тепловой поток между камерой и корпусом. Далее исключают их тепловой контакт, например, поднимая камеру из корпуса, и откачивают пары уже из камеры до отверждения криожидкости в ней. 1 з. п. ф-лы.

3 ил. мя криожидкостями. Откачивают пары отверждаемой криожидкости.

На фиг. изображено устройство для осуществления способа отверждения с подьемным механизмом; на фиг. 2 — устройство для осуществления способа со сливом криожидкости; на фиг. 3 — процесс отверждения криожидкости в координатах Т вЂ” S (температура — энтропия) .

Устройство состоит из теплоизолированного корпуса 1 и помещенной в него рабочей камеры 2 с подъемным механизмом 3, имеющей теплопроводные стенки 4, а также вакуумного насоса 5, сообщенного через вентили 6 — 8 с пространствами теплоизолированного корпуса 1 и рабочей камеры 2 и через вентиль 9 с атмосферой.

Подъемный механизм 3 перемещает рабочую камеру 2 в вертикальном положении (фиг. 1).

Устройство может содержать вместо механизма 3 накопительно-заправочную жид1686284

Формула изобретения

50 костную систему (фиг. 2), состоящую из вентилей 10 и 11, накопительного бака 12 и жидкостного насоса 13.

Вентиль 10 подсоединен к днищу теплоизолированного корпуса 1, а вентиль 11 к его верху. Устройство содержит также упругую теплоизолирующую диафрагму 14, герметично установленную в паровом пространстве рабочей камеры 2, обратный клапан 15, сообщающий полости по обе стороны диафрагмы 14 при откачке паров и разъединяющий их при нагнетании паров.

Способ отверждения осуществляется следующим образом.

Пример 1. (фиг. 1) . В полости теплоизолированного корпуса 1 и рабочей камеры 2 заливают криожидкости. Подъемным механизмом 3 опускают рабочую камеру 2 в крайнее нижнее положение.

Уровень жидкостей в обеих емкостях одинаков. Вентили 7 и 9 закрывают, вентили

6 и 8 открывают. Включают вакуумный насос 5. Откачивают пары криожидкости из теплоизолированного корпуса 1 в рабочую камеру 2.

Обратный клапан 15 закрывается. Упругая диафрагма 14 прогибается вниз, Давление в теплоизолированном корпусе 1 понижается, а в рабочей камере 2 повышается.

Криожидкость в теплоизолированном корпусе 1 охлаждается, а в рабочей камере 2 нагревается.

Вследствие разности температур между двумя криожидкостями возникает тепловой поток, проходящий через теплопроводные стенки 4. Криожидкость в рабочей камере 2 изотермически сжимается (процессы I и 11 на фиг. 3).

Повышают давление в рабочей камере 2 от значения Pi до значения Р2. Закрывают вентили 6 и 8, открывают вентили 7 и 9, при этом подъемным механизмом 3 поднимают рабочую камеру 2 в верхнее крайнее положение.

Днище рабочей камеры 2 поднимается выше уровня жидкости в теплоизолированном корпусе 1 т. е. исключается их тепловой контакт. Обратный клапан 15 открывается.

Упругая диафрагма 14 возвращается в свое нормальное положение. Откачивают пары криожидкости из рабочей камеры 2.

Давление здесь понижается от величины Р до величины Рз (процессы И вЂ” Ш на фиг. 3). Криожидкость охлаждается и затем отверждается. Вентиль 7 закрывают, вакуумный насос 5 выключают.

Процесс закончен.

Пример 2 (фиг. 2). В полости теплоизолированного корпуса 1 и рабочей камеры 2 заливают требуемые криожидкости. Уровень жидкости в обеих емкостях устанавливается одинаковым. Вентили 7, 9, 10 и 11 закрывают, 5

35 вентили 6 и 8 открывают. В ключают вакуумный насос 5. Откачивают пары криожидкости из теплоизолированного корпуса 1 в рабочую камеру 2.

Обратный клапан 15 закрывается. Упру гая диафрагма 14 прогибается вниз. Давление в теплоизолированном корпусе 1 понижается, а в рабочей камере 2 повышается.

Криожидкость в теплоизолированном корпусе 1 охлаждается, а в рабочей камере 2 нагревается.

Вследствие разности температур между двумя криожидкостями возникает тепловой поток, проходящий через теплопроводные стенки 4. Криожидкость в рабочей камере 2 изотермически сжимается (процессы I u II на фиг. 3).

Повышают давление в рабочей камере 2 от значения Pi до значения Р . Закрывают вентили 6 и 8, открывают вентили 7, 9, 10 и 11, при этом насосом 13 сливают криожидкость из теплоизолированного корпуса в накопительный бак 12, т. е. исключают тепловой контакт камеры.2 и жидкости в корпусе 1.

Откачивают пары криожидкости из рабочей камеры 2. Давление здесь понижается от величины Р до величины Рз (процессы

II u III на фиг. 3).

Криожидкость охлаждается и затем отверждается. Вентиль 7 закрывают, вакуумный насос 5 выключают. Процесс закончен.

Использование предлагаемого способа позволяет отверждать те криожидкости, которые нельзя было бы перевести в твердое состояние обычным вакуумированием парового пространства в силу значительных теплопритоков через теплоизоляцию.

Одновременно уменьшается доля криожидкости, которую необходимо откачать для отверждения ее основной части.

1. Способ отверждения криогенной жидкости, включающий размещение рабочей камеры с отвержденной криожидкостью в теплоизолированный корпус, в который заливают криожидкость, после чего осуществляют откачку паров криожидкости до ее отверждения в рабочей камере, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, откачку паров осуществляют первоначально из корпуса с нагнетанием их в рабочую камеру, затем исключают тепловой контакт рабочей камеры с залитой в корпус криожидкостью и откачивают пары из рабочей камеры, при этом камеру изготавливают . из теплопроводного материала.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что исключение теплового контакта камеры с криожидкостью осуществляют путем ее подьема из корпуса.

1686284

1686284

T,Ê !в

Составитель Г. Ольшанская

Редактор H. Лазаренко Техред А. Кравчук Корректор Л. Пилипенко

Заказ 3590 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государстненного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, !О!