Установка для создания вакуумно-порошковой теплоизоляции

 

Область применения: в технологии создания вакуумно-порошковой теплоизоляции в емкостях типа сосудов Дьюара, в том числе с небольшим объемом межстенных полостей, например термосов. Сущность изобретения: вакуумйрование осуществляют в три этапа, на первом из которых производят откачку основной части общего количества воздуха, находящегося вместе с порошковой теплоизолирующей смесью в межстенных полостях емкостей и внутреннем объеме полостей установки, до разрежения прекращения подвижек порошка, например 5 -10 мм рт.ст.. в направлении сверху от коллектора - вниз к форвакуумной камере посредством насоса. На втором этэпе камеру отсекают от коллектора фильтром крышки, опущенной на фланец коллектора, и межстенные полости сообщают напрямую с высоковакуумным насосом,обеспечивая в йих рабочее разрежение, например 10 мм рт.ст. Форвакуумные насосы при этом отключены , а вентили перекрыты. Затвор открыт . На третьем этапе в процессе герметизации межстенных полостей откачку коллектора ведут через фильтр крышки, поднятой до упора во фланец коллектора при посредстве привода. Вынесенный на первом этапе из межстенных полостей в виде небольшого количества пыли порошок оседает на дне стакана, а воздух откачивается через фильтр. Удаление порошка производится при профилактических работах на установке. Таким образом, повышение производительности теплоизолирования емкостей обеспечивается ускоренным достижением рабочего разрежения в межстенных полостях емкостей благодаря их вакуумированию напрямую и применению волокнистых фильтров с малым сопротивлением по воздуху, располагаемых в вакуумировочных трубках емкостей. 2 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю F 17 С 3/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ и х

1 (21) 4887051/26 (22) 04,12.90 .(46) 30.03,93. Бюл, N 12 (75) А,А. Черноземов (76) А,А. Черноземов (56) Авторское свидетельство СССР

N1254239,,кл. F 17 С 3/02, 1985.. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ СОЗДАНИЯ ВАКУУМНО-ПОРОШКОВОЙ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ (57) Область применения; в технологии создания вакуумно-порошковой теплоизоляции в емкостях типа сосудов Дьюара, в том числе с небольшим объемом межстенных полостей, например термосов, Сущность изобретения: вакуумирование осуществляют в три этапа, на первом из которых производят откачку основной части общего количества воздуха, находящегося вместе с порошковой теплоизолирующей смесью в межстенных полостях емкостей и внутреннем объеме полостей установки, до разрежения прекращения подвижек порошка, например 5 10 мм рт.ст., в направлении сверху от коллектора — вниз к форвакуумной камере посредством насоса. На второмэтаИзобретение относится к технологиям создания вакуумно-порошковой теплоизоляции в емкостях типа сосудов Дьюара, в том числе с небольшим объемом межстенных полостей, например термосов.

Целью изобретения является повышение производительности за счет снижения сопротивления линии "изделие — высоковакуумный насос" и, как следствие, увеличения скорости вакуумирования межстенных полостей перед их герметизацией, „„5U „„1806304 АЗ пе камеру отсекают от коллектора фильтром крышки, опущенной на фланец коллектора, и межстенные полости сообщают напрямую с высоковакуумным насосом, обеспечивая в них рабочее разрежение, например 10 мм рт.ст. Фо1>вакуумные насосы при этом отключены, а вентили перекрыты, Затвор открыт. На третьем этапе в процессе герметизации межстенных полостей откачку коллектора ведут через фильтр крышки, поднятой до упора во фланец коллектора при посредстве привода. Вынесенный на . первом этапе из межстенных полостей в виде небольшого количества пыли порошок оседает на дне стакана, а воздух откачивается через фильтр, Удаление порошка производится при профилактических работах на установке. Таким образом, повышение производительности теплоизолирования емкостей обеспечивается ускоренным достижением рабочего разрежения в межстенных полостях емкостей благодаря их . вакуумированию напрямую и применению волокнистых фильтров с малым сопротивлением по воздуху, располагаемых в вакуумировочных трубках емкостей. 2 ил, На первом этапе возмо>кен частичный Ю вынос порошка из межстенных полостей че- (.» рез волокнистые фильтры, установленные в Д вакуумировочных трубках емкостей. Эти фильтры имеют сопротивление по воздуху ) в близкое сопротивлению самого порошка, и не препятствуют откачке воздуха из него.

На начальной стадии откачки порошок в межстенных полостях старается сдвинуться вместе с воздухом в сторону вакуумировочных трубок, но встретив волокнистые филь, 1806304 тры запутывается в их порах и останавливается, пропуская лишь воздух и небольшое количество своей пыли, Поскольку откачиваемый запыленный воздух движется из коллектора вниз — к месту подключения форвакуумного насоса, фильтр крышки высоковакуумной полости установки остается чистым, а вынесенный порошок улавливается фильтром-накопителем и скапливается в

его стакане, практически, не достигая самой фильтрующей поверхности. Последняя имеет большую площадь и весьма незначительное сопротивление по воздуху, что обеспечивает длительную работу установки ме>кду профилактическими операциями очистки ее фильтров. По дости>кении указанного разре>кения форвакуумный насос, практически, подходит к пределу своих возмо>кностей и его производительность пада20 ет. Оставшийся в межстенных полостях сильно разреженный воздух к этому моменту уже не обладает способностью перемещать даже отдельные пылинки порошка и последний полностью теряет свою подви>к25 ность,. Достигнутое разре>кение устанавливается и в высоковакуумной полости установки.

На втором этапе форвакуумную камеру отсекают от коллектора дополнительным сопротивлением, сообщают напрямую кол30 лектор с высоковакуумным насосом и вакуумируют ме>кстенные полости до рабочего разре>кения, например, 10 мм рт.ст.

-з

Одновременно с форвакуумным насосом, откачивающим воздух из ме>кстенных

35 полостей емкостей, работает и второй форвакуумный насос, подготавливающий к запуску высоковакуумный насос. Так что к сти высоковакуумного, подготавливая его к запуску, Вентили обоих форвакуумных насосов перекрывают и открывают затвор вы45 соковакуумного насоса, сообщая полость последнего с высоковакуумнои полостью установки, После выравнивания давления в этих полостях опускают крышку коллектора вниз до упора в его нижний фланец. Фильтр

50 крышки отсекает форвакуумную камеру от коллектора, который теперь уже напрямую сообщается с высоковакуумным насосом.

Исключение сопротивления между насосом и межстенными полостями обеспечивает повышение производительности вакууми55 рования порошковой изоляции до рабочего разре>кения.

На третьем этапе в процессе герметизации, достигнутый вакуум в межстенных полостях емкостей, поддерживают откачкой моменту создания в первых разрежения .5 10 мм рт,ст., второй форвакуумный на- 40 сос создает такое же разрежение и в полочерез введенный между коллектором и высоковакуумным насосом фильтр с небольшим сопротивлением.

По окончании процесса вакуумирования межстенных полостей емкостей, подсоединенных для этого к коллектору установки, начинается процесс их герметизации. Для емкостей, имеющих небольшой объем изолируемых полостей, он как правило заключается в пережиме вакуумировочной трубки, обрезке ее излишков и запаивании или заварке пережатого конца.

Сразу же после пережатия трубки, линия герметизируемой емкости должна быть отсечена от коллектора, так как в противном случае атмосферный воздух, врывающийся в линию при отрезке излишков трубки, может уничтожить вакуум во всех остальных, еще не загерметизированных полостях, Отсечка осуществляется либо посредством пережатия резинового вакуумного шланга, либо закрытием установленного на линии вентиля, Чтобы предохранить полость высоковакуумного насоса от засорения, в случае непредвиденного попадания запыленного атмосферного воздуха, например, через неперекрытую или неплотно перекрытую линию, перед началом процесса герметизации полостей между насосом и коллектором вводят фильтр крышки, через который ведется откачка до отсечения последней линии. Этот фильтр уже не оказывает влияния на качество откачки, так как требуемое разре>кение в ме>кстенных полостях к моменту его введения давно достигнуто.

Коллектор установки выполнен вертикальным и ограничен снизу форвакуумной камерой с неподви>кным фильтром-накопителем.

Благодаря вертикальному расположению коллектора, вынесенный в него порошок,отделяясь от своего носителя воздуха, тут >ке падает в приемную воронку стакана фильтра форвакуумной камеры. Практиче ски чистый воздух через окна стакана и фильтрующую поверхность удаляется из камеры, а скопившийся в стакане порошок остается в нем до профилактической чистки, проводящейся при периодическом обслуживании установки.

Сверху коллектор ограничен высоковакуумной камерой с крышкой, в которую встроен фильтр.

Высоковакуумная камера предназначена для соединения коллектора с высоковакуумным насосом. На первой стадии вакуумирования межстенных полостей емкостей она защищена от загрязнения крышкой с фильтром и потоком, откачиваемого из нее и полости затвора высоковакуумного

1806304 насоса, воздуха. Фильтр крышки за счет этого остается чистым, а в самой камере устанавливается разрежение равное разрежению запуска высоковакуумного насоса, необходимое и для открытия затвора последнего.

Крышка коллектора снабжена приводом и установлена с возможностью перемещения в крайнее нижнее и крайнее верхнее положение до контакта с соответствующими фланцами коллектора, Перемещаясь из верхнего положения в нижнее, крышка, сообщает коллектор с высоковакуумной камерой и насосом напрямую, а поднимаясь вверх в конце процесса вакуумирования — защищает камеру, затвор и насос от засорения пылью теплоизолирующего порошка.

Признаков аналогичных или подобных отличительным признакам заявляемого технического решения среды аналогов не обнаружено, а значит можно сделать вывод, что оно обладает существенными отличиями и новизной, На фиг. 1 изображена установка, осуществляющая способ теплоизоляции, вертикальный разрез(в левой части разреза крышка коллектора поднята, в правой — опущена); на фиг. 2 — установка, вид сверху.

Установка содержит высоковакуумный насос 1 с вакуумным затвором 2, к которому коротким горизонтальным патрубком 3 присоединена высоковакуумная камера 4. Снизу к ней пристыкован коллектор 5 со штуцерами 6 и вентилями 7 линий подключения межстенных полостей 8 емкостей 9 через вакуумировочные трубки 10, а к коллектору — форвакуумная камера 11, в которой размещены фильтр 12, стакан 13 и его приемная воронка 14. В стенке стакана под приемной воронкой прорезаны окна 15. Высоковакуумная камера 4 на своем верхнем фланце 16 несет привод 17 крышки 18, оснащенной фильтром 19. Крышка взаимодействует с верхним 20 и нижним 21 фланцами коллектора 5, К полостям высоковакуумного насоса 1 и форвакуумной камеры 11 через вентили 22 и 23 подключены форвакуумные механические насосы 24 и 25, соответственно.

Установка работает следующим образом, Все вентили установки закрыты, крышка 18 в верхнем положении, К линиям подключения вакуумировочными трубками

10 присоединены межстенные полости 8 емкостей 9, заполненные теплоизолирующей порошковой смесью, удерживаемой там при посредстве волокнистых фильтров. Включают насосы 24 и 25 и вакуумируют полости высоковакуумного насоса 1 и камеру 11 до разрежения 5 10 мм рт.ст, Последователь-2 но медленно открывают вентили 7, сообщая полости 8 с коллектором 5. Выходя из ка>кдой межстенной полости через ее волокнистый фильтр, воздух выносит с собой небольшое количество порошка в виде пыли, которая попадая в коллектор 5 отделяется от своего носителя и падая под собственным весом через воронку 14 оседает на дно стакана 13. Воздух, двигаясь в том

10 же направлении, дополнительно разгоняет частицы, усиливает эффект разделения за счет центробежных сил в момент поворота от края воронки к окнам 15, Практически

15 очищенный воздух через фильтр 12 выходит в форвакуумную камеру 11 и откачивается насосом 25, Одновременно воздух откачивается из полостей затвора 2, патрубка 3 и камеры 4, сдувая обратным потоком частицы пыли с нижней поверхности фильтра 19

20 крышки 18 коллектора, У>ке при разрежении

-1

10 мм рт.ст. порошок теряет подвижность, так как лишается своего носителя, а доведение разрежения до 5 10 мм рт.ст. прэкти-2 чески исключает возможность выброса

25 порошка в коллектор 5 из патрубков штуцеров 6. Известно, что при необходимости ускорить процесс вакуумирования, особенно если нужно достичь более высоких по сравнению с указанными степеней разрежения, 30 желательно коммуникации, связывающие откачиваемые обьемы с высоковакуумным насосом, сделать как можно короче, а их диаметры приблизить к диаметру внутренней полости самого насоса, исключив по

35 возможности из них разного рода сопротивления, такие как изгибы, лабиринты, плотные фильтры и так далее. В нашем случае таким сопротивлением является фильтр 19

40 крышки 18, предохраняющий камеру 4 от засорения на первом этапе вакуумирования межстен ных полостей. По завершении этого этапа вентили 22 и 23 закрывают, открывают затвор 2 и после выравнивания давления

45 в полостях 1 и 4 опускают крышку 18 в нижнее положение до ее соприкосновения с фланцем 21 коллектора, Осуществляется эта операция при помощи привода 17 крышки 18, обеспечивающего ее вертикальное

50 перемещение без нарушения герметичности камеры 4, В нижнем поло>кении фильтр

19 отсекает форвакуумную камеру 11 от камеры 4, а межстенные полости 8 напрямую без сопротивлений сообщаются с высокова55 куумным насосом 1. Второй этап завершается после того, как в межстенных полостях

8 устанавливается рабочее разре>кение, в

-з данном случае 10 мм рт.ст. На заключительном третьем этапе производится после1806304 довательная герметизация межстенных полостей всех емкостей, Прежде, чем начать эту операциюкрышку 18 поднимают в верхнее положение до упора в верхний фланец

20.коллектора 5. вводя таким образом в 5 линии вакуумирования фильтр 19, предохраняющий камеру 4 от случайного загрязнения, Производят пережим вакуумировочной трубки 10 одной из емкостей 9, затем закрывают вентиль 7 на ее 10 линии вакуумирования и производят отрезку пережатого конца трубки, не снимая гтри этом устройство пережима. Рабочее разрежение в межстенной полости 8 сохраняется благодаря тому, что конец трубки запаива- 15 ется или заваривается до снятия устройства пЕрежима, а линия вакуумирования при отрезке трубки разгерметизируется, втягивая . в себя атмосферный воздух, и если вентиль

7 закрыт не плотно, чего ни в коем случае 20 допускать нельзя, запыленный воздух может прорваться в коллектор 5, Но поскольку фильтр 19 отсекает на этом этапе коллектор от высоковакуумной части установки, загрязнения последней произойти не может. 25

В худшем случае может быть нарушено раз-. режение в еще не-загерметйзированных к этому моменту межстенных полостях, которое, кстати, может быть быстро восстановлено. Введение фильтра 19 в линии 30 вакуумирования после того, как уже достигнуто рабочее разрежение в полостях 8, не ухудшает разрежение в них, так как насос 1 продолжает работать, а в полости 11 степень разрежения та же.

Таким образом обеспечивается повышение производительности теплоизолировани я емкостей за счет ускорения достижения рабочего разрежения в их межстенных полостях и снижения сопротивления волокнистых фильтров по воздуху, Формула изобретения

Установка для создания вакуумно-порошковой теплоизоляции в межстенной полости сосудов Дьюара, содержащая корпус. средства создания рабочего разрежения, подсоединенные к полости через трубопроводысвентилями, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности вакуумирования за счет уменьшения на его основном этапе сопротивления линий откачки, корпус выполнен вертикальным и содержит расположенные соответственно сверху и снизу высоковакуумную и форвакуумную камеры с фланцами, между которыми размещен встроенный в корпус кольцевой коллектор с радиальными штуцерами для подсоединения сосудов Дьюара, коллектор снабжен крышкой с фильтром и герметичным приводом осевого перемещения, взаимодействующей в крайних положениях с фланцами камер, при этом привод располо-, жен на верхнем торце установки и фланец форвакуумной камеры выполнен в виде фильтра-накопителя.

Составитель А.Черноземов

Техред M,Mîðãåíòàë Корректор M.Àíäðóøåíêo

Редактор С.Кулакова

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

Заказ 971 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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