Способ создания вакуумной теплоизоляции криогенных устройств

 

Использование криогенная техника, в системах хранения и транспортирования жидких криопродуктов. Сущность изобретения: межстенное пространство сосуда заполняется жидкостью - водой или водным раствором вещества. Затем жидкость удаляется из пространства путем ее последовательного нагрева до состояния кипения, а затем перегретого пара. Нагрев производится непрерывно с одновременным удалением паров через гидрозатвор в атмосферу. После достижения определенной температуры перегретого пара производится герметизация полости. После заливки в сосуд жидкого криоагента находящийся в межстенном пространстве перегретый пар оседает в виде кристалла льда на внутренней стенке сосуда, образуя развитую отражательную поверхность При этом в межстенном пространстве устанавливается давление, соответствующее давлению насыщенных паров жидкости при температуре криоагента 2 ил.

СО!ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗО6РЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4679821/06 (22) 18.04.89 (46) 30.10.92. Бюл. М 40 (71) Научно-и роизводственное объединение

"Сибкриотехника" (72) Л.А,Шнейдер и А.З.Декельбаум (56) Авторское свидетельство СССР

М 436208, кл. F 17 С 3/О8, 1972. (54) СПОСОБ СОЗДАНИЯ ВАКУУМНОЙ

ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ КРИОГЕННЫХ УСТРОЙСТВ (57) Использование: криогенная техника, в системах хранения и транспортирования. жидких криопродуктов. Сущность изобретения: межстенное пространство сосуда заполняется жидкостью — водой или водным раствором вещества. Затем жидкость удаляИзобретение относится к криогенной технике и может быть использовано в системах хранения и транспортирования жидких криопродуктов.

Наиболее эффективным способом создания теплоизоляции криогенных устройств является размещение в межстенном пространстве большого количества чередующихся экранов иэ металлической фольги, проставок из малотеплопроводного материала и последующая откачка межстенного пространства.

Эффективность экранно-вакуумной изоляции в основном определяется степенью откачки межстенного пространства.

Наличие узких каналов внутри изоляции создает дополнительное гидравлическое сопротивление при откачке. Поэтому вакуум внутри пакета всегда хуже. чем в свободном пространстве, что увеличивает его тепло,, SU, 1772546 А1

s F 25 В 9/02, F 17 С 3/08 ется из пространства путем ее последовательного нагрева до состояния кипения, а затем перегретого пара. Нагрев производится непрерывно с одновременным удалением паров через гидрозатвор в атмосферу.

После достижения определенной температуры перегретого пара производится герметизация полости. После заливки в сосуд жидкого криоагента находящийся в межстенном пространстве перегретый пар оседает в виде кристалла льда на внутренней стенке сосуда,.образуя развитую отражательную поверхность. При этом в межстенном пространстве устанавливается давление, соответствующее давлению насыщенных паров жидкости при температуре криоагента, 2 ил, проводность. Трудность откачки пакета лимитирует повышение эффективности этого способа теплоизоляции.

Известен способ создания сверхвысокого вакуума, включающий заполнение вакуумированного пространства жидкостью, охлаждение стенок емкости до образования на них кристаллизационного слоя, слив жидкости из емкости и дальнейшее понижение температуры стенки до температуры хладагента, Остаточное давление в емкости при этом будет определяться давлением насыщенных паров жидкости при температуре хладагента, что позволяет достигнуть более глУбокий вакуум.

Для восстановления вакуума весь цикл (заполнение емкости жидкостью, ооразование кристаллизационного слоя, удаление жидкости, понижение температуры стенки) необходимо повторить, что резко усложняет

1772546 процесс откачки вакуумированного пространства. Кроме этого; для реализации способа необходимо использование слох<ной оснастки — трубопроводов с запорной арматурой, резервуара для хранения и пе- 5 реливания жидкости.

Несмотря на возможность достижения более глубокого вакуума. укаэанный способ не обеспечивает эффективного экранирования лучистого теплопритока. а следователь- 10 но, высокого качества теплоизоляции в целом.

Целью изобретения является упрощение создания вакуума.

Поставленная цель достигается тем, что 15 по известному способу создания вакуума, включающему заполнение полости жидкостью с низким давлением насыщенных паров при криогенных температурах, последующее удаление жидкости и охлаж- 20 дение полости до криогенных температур, удаление жидкости из полости производится путем.ее последовательного непрерывного нагрева до состояния кипения и перегрева образовавшегося пара .с одно- 25 временным удалением последнего иэ полости с последующей ее герметизацией.

Реализация заявляемого способа поясняется следующим примером, Бакуумируемую полость сосуда Дьюара 30

1 (см. фиг. 1) заполняют дистиллированной водой, при этом из полости вытесняется воздух. Производят нагрев сосуда. Вода в вакуумируемой полости при этом нагревается, доводится до кипения. Пары кипящей 35 воды через гидрозатвор 2 выводят в атмосферу. I1осле выкипания всей воды нагрев сосуда продолжают и оставшийся пар в межстенном пространстве перегревают до температуры 200-250 С. Контроль темпера- 40 туры осуществляют датчиком 3, установленным на стенке сосуда. После достижения заданной температуры производят. герметизацию сосуда пережимкой штенгеля 4, После этого сосуд готов к эксплуатации. 45

В сосуд заливают жидкай азот или кислород (см, фиг. 2), Находящийся в межстенном пространстве водяной пар конденсируется и оседает на Охлажденной стенке 5 сосуда в виде кристаллов льда, в результате на поверхности образуется слой снега 6. Давление в межстенном пространстве -падает до величины, равновесной температуре криоагента — менее 1 10 мм рт,ст.

Поскольку кристаллы льда обладают высокой отражательной способностью. а снеговая шуба имеет развитую поверхность отражения, на внутренней стенке 5 сосуда образуется весьма эффективный экран, резко снижающий радиационный теплоприток, Таким образом. предложенный способ позволяет обеспечить высокий вакуум и создать эффективный отражательный экран в межстенном пространстве сосуда Дьюара.П редлагаемый способ требует меньших затрат на реализацию и обеспечивает BblcOкий вакуум в межстенном пространстве только при наличии криоагента, а при его отсутствии давление становится близким к атмосферному. Это уменьшает натекание в вакуумную полость сосуда, повышает его надежность, увеличивает гарантийный срок службы.

Формула изобретения

Способ создания вакуумной теплоизоляции криогенных устройств, включающий заполнение полости жидкостью с низким давлением насыщенных паров при криогенных температурах, последующее удаление жидкости и охлаждение полости до криогенных температур, о т л.и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения создания вакуума, удаление жидкости из полости производят путем ее последовательных непрерывного нагрева до состояния кипения и перегрева образовавшегося пара с одновременным удалением последнего иэ полости с последующей ее герметизацией.

177254 б

Риг /

Составитель И.Киснер

Техред M,Моргентал

Корректор Н.Тупица

Редактор

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

Заказ 3834 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

l13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5