Теплоизоляция криогенных емкостей

 

Изобретение относится к области криогенной техники и позволяет повысить эффективность изоляции на основе пенопластов Это достигается тем, что в теплоизоляции состоящей из двух слоев пенопласта, каждый из которых покрыт герметиком, в первый, прилегающий к емкости слой с распределенным адсорбентом введен оптически мало прозрачный подслой из металлизированного сетчатого материала, например из металлизированной стеклоткани . 1 з.п.ф-лы, 4 ил

COl03 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 F 17 С 3/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЯ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4498347/26 (22) 25.10.88 (46) 30.11.91. Бюл. ¹ 44 (75) Ю,В.Большаков и А.В.Костюк (53) 621.59 (088.8) (56) Патент США № 3406857, кл. 220-9, 1972. (54) ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ КРИОГЕННЫХ ЕмКОСТЕЙ (57) Изобретение относится к области криогенной техники и позволяет повысить эфИзобретение относится к технике низких температур, в частности к тепловой защите криогенных емкостей.

Целью изобретения является повышение эффективности изоляции путем снижения теплопритока излучением при сохранении прочностных характеристик, т.е. жесткой связи самой изоляции с поверхностью изолируемого объекта.

На фиг. 1 изображена предлагаемая теплоизоляция, общий вид; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг, 3 — разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 — узел I на фиг, 1.

Теплоизоляцию наносят на стенку емкости 1 и она состоит иэ двух слоев 2 и 3 пенопласта, на каждый из которых нанесен слой герметика 4 и 5, представляющего собой материал слабопроницаемый для газа, например лавсановая пленка, сдублированная е алюминиевой фольгой. Первый, прилегающий к емкости слой пенопласта 2 с распределенным по его объему микродисперсным адсорбентом 6, например активированным углем с размером частиц от десяти до сотен микрон, содержит оптически мало прозрачный подслой, снижающий,. Ы 1695028 А1 фективность изоляции на основе пенопластов. Это достигается тем, что в теплоизоляции состоящей из двух слоев пенопласта, каждый из которых покрыт герметиком, в первый, прилегающий к емкости слой с распределенным адсорбентом введен оптически мало прозрачный подслой из металлиэированного сетчатого материала, например из металлизированной стеклоткани. 1 з.п.ф — лы, 4 ил. тепловое излучение в результате экранирования в несколько раз и выполненный из двух сетчатых экранов.

Первый из сетчатых экранов 7, выполненный для уменьшения теплопередачи по твердому телу из неметаллизированной сетки и ограничивающий оптически малопрозрачный подслой, приклеивается на стенку емкости слоем клея 8, Второй сетчатый экран 9 жестко связан с первым сетчатым экраном на участках 10. На участках 11 между сетчатыми экранами установлены отражающие экраны 12.

Участки 11 равномерно распределены по поверхности емкости, чередуясь с участками 10. Экран 9 выполнен из крупнопористой металлизированной сетки, представляющей собой сетчатый материал с нзпыленным на поверхности волокон. образующих ее, тонким микронным слоем отражающего материала, например алюминия, серебра и т.п.

Экраны 12 также выполнены из крупнопористой или мелкопористой или чередующихся одна с другой металлизированных сеток, например, стеклоткани или стеклово1695028 тепловым характеристикам изоляции, Про- 50 цесс захолаживания сопровождается снижением давления остаточных газов в порах пенопласта как за счет конденсации, затвердевания остаточного газа, так и за счет поглощения его частицами адсорбента 6, размещенного равномерно по всему объему первого, прилегающего к емкости слоя 2 пенопласта. Это снижение давления до значений 10 — 10 мм рт,ст. приводит к тому, что теплопередача остаточным газом уменьлокна. Подслой (фиг. 2) пронизан пористой структурой пенопласта, где поры 13 — газовые включения в структуре, а стенки 14 пор представляют каркас пенопласта.

Структура изоляции на участке 10 (фиг.

3) состоит из двух крупнопористых сетчатых экранов: экрана 7, жестко связанного с поверхностью емкости 1, и экрана 9, жестко связанного с экраном 7 на данном участке.

Экраны также пронизываются структурой пенопластовой изоляции с адсорбентом 6.

В частном случае оптически малопрозрачный подслой может быть выполнен и из двух сетчатых экранов по всей изолируемой поверхности, Для выполнения требований по обеспечению с одной стороны жесткой прочной связи изоляции с поверхностью емкости и с другой стороны увеличением числа отражающих экранов-сеток для снижения теплопередачи излучением предложена конструкция изоляции с чередующимися участками 10 и 11. На участках 10 обеспечивается гарантированная прочная связь структуры изоляции с поверхностью емкости, но в силу малого числа отражающих экранов 7 эти участки недостаточно эффективны с точки зрения снижения теплопритока излучением. На участках 11 расположено большее число отражающих экранов в виде сеток, однако эти участки могут в частном случае даже не полностью пронизываться структурой изоляции с адсорбентом 6, как это показано на фиг. 4, где пунктир — граница проникновения структуры изоляции в сетчатый подслой, Глубина проникновения структуры изоляции 2 в подслой определяется текучестью исходной смеси пенопласта при вспенивании, Участки 11 могут иметь и форму круга, и форму прямоугольника с предпочтительным соотношением их общей площади как 1:1 при равномерном расположении.

Устройство работает следующим образом.

При заправке емкости 1 криогенной жидкостью происходит захолаживание изоляции и в ней устанавливается распределение температур, соответствующее

45 шается в десятки и сотни раз. Существенно снижается и теплопередача, обусловленная теплопроводностью и контактами материалов изоляции, Для повышения эффективности пенопластовой изоляции в рассмотренных условиях и предназначен оптически малопрозрачный подслой, выполненный из двух сетчатых экранов, между которыми на отдельных, равномерно распределенных по поверхности емкости участках, установлены отражающие экраны, выполненные из металлизированной сетки.

Исследования показали, что эффективная теплопроводность изоляции из металлизированных пористых материалов в вакууме всего в 3-4 раза ниже, чем эффективность слоистовакуумной изоляции.

Введение частиц адсорбента в первый слой изоляции способствует и поглощению диффундирующих в него через герметик газов с наружных, относительно теплых слоев изоляции, где давление остаточных газов выше и достигает в порах наружных слоев 1 ата. Для снижения диффузии газов и особенно влаги в изоляцию из атмосферы предназначен как раз второй, наружный слой герметика. В связи с тем, что адсорбент эффективно работает до 77К, толщина слоя изоляции с адсорбентом должна выбираться исходя из обеспечения на его тепловой границе температур близких к 77К, Регенерация адсорбента может осуществляться известными способами. В случае длительного периода работы изоляции, например, в стационарных наземных условиях, когда происходит полное насыщение адсорбента, предлагаемая изоляция при сохранении лучших адгезионных характеристик по своим тепловым свойствам работает как обычная пенопластовая изоляция с несколько меньшим теплопритоком за счет излучения, Формула изобретения

1, Теплоизоляция криогенных емкостей, содержащая два слоя пенопласта на каждый из которых нанесен герметик, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности за счет снижения теплопритока излучением при сохранении прочностных характеристик, слой, примыкающий к емкости, содержит равномерно распределенный мелкодисперсный адсорбент и оптически малопрозрачный подслой, выполненный из двух сетчатых экранов, между которыми на равномерно распределенных по поверхности емкости участках установлены отражающие экраны, при этом первый йз сетчатых экранов выполнен из крупнопористой сетки, например иэ стеклоткани, и жестко связан с поверхностью емкости, а второй жестко связан с первым в промежутках между участками с отражающими экранами и выполнен из металлизированной крупнопористой сетки, например из металлизированной стеклоткани.

2. 1еплоизоляция по и. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что отражающие экраны выполнены иэ металлизированчой сетки, например из металлизированной стеклоткани

5 или стекловуали.

1695028

Редактор С.Лисина

Заказ 4149 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Составитель Г.Ольшанская

Техред М.Моргентал Корректор Т.Колб