Сосуд для хранения криогенных жидкостей

 

Сущность изобретения: при воздействии на сосуд переменных магнитных полей или при движении сосуда поперек линий магнитного поля (спутник на экваториальной орбите и т. п.) в металлическом отражающем покрытии возникают индукционные токи (вихревые токи) независимо от ориентации сосуда. Поскольку отражающее покрытие имеет конечное сопротивление, то происходит выделение Джоулева тепла в отражающем покрытии и экранах, которое передается через сренку сосуда криогенной жидкости. В случае нанесения сверхпроводящего покрытия на стенки выкуумированной полости и теплозащитные экраны вихревые индкционные токи циркулируют в нем без выделения тепла. Таким образом, предлагаемое устройство удлиняет срок хранения криогенных жидкостей. 1 ил.

Изобретение относится к области холодильной, криогенной техники, в частности к сосудам Дьюара.

Воздействия магнитного поля могут возникнуть в промышленных условиях, при воздействии электромагнитного импульса космического ядерного взрыва на земле и в космосе, при межпланетных полетах. Известно, что электромагнитный импульс ядерного взрыва наводит ЭДС до 50000 В/м, что приводит к выгоранию проводки и радиосредств в радиусе 1500 км от эпицентра. Известно также, что в соответствии с законом Капицы, сопротивление серебра (так же, как и других металлов) значительно возрастает в сильных магнитных полях. В условиях воздействия ЭМИ ядерного взрыва это усилит разогрев криогенной жидкости и может привести к ее массовому выбросу из сосуда или взрыву.

Для исключения перечисленных недостатков сосудов Дьюара и металлических криостатов с экранами предлагается под серебряное покрытие в вакуумированной полости наносить сверхпроводящий материал (металл, сплав), а на экраны, в случае их использования, - покрытие из высокотемпературных сверхпроводящих материалов, которые в настоящее время достигли 200К и более. Подобная структура покрытий приведет к повышению надежности работы криостатов в условиях воздействия переменных магнитных полей, так как практическое отсутствие сопротивления сверхпроводящих покрытий исключает их нагрев индуцированными токами.

Пример изготовления.

На чертеже показан один из возможных вариантов изготовления сосуда для хранения криогенных жидкостей по предлагаемому изобретению.

Применены следующие обозначения: 1 - наружная оболочка, изготовленная из алюминия; 2 - слой благородного металла (серебра), нанесенный на слой 3 - пленку высокотемпературного сверхпроводящего материала, 4 - теплозащитный экран, выполненный из майлара; 5 - крышка сосуда для хранения криогенных жидкостей; 6 - внешняя оболочка вакуумированной полости, изготовленная, например, из нержавеющей стали; 7 - пленка высокотемпературного сверхпроводника; 8 - пленка благородного металла (серебра); 9 - жидкий газ (гелий, азот, водород и т.д.); 10 - внутренняя поверхность сосуда; 11 - теплоизоляция; 12 - вакуумированная полость.

Само собой разумеется, что высокотемпературное сверхпроводящее покрытие можно наносить также на внешнюю поверхность вакуумирования полости, так же как и количество экранов определяется требуемыми технико-экономическими показателями конкретных конструкций сосудов и областями их применения.

Таким образом, гелиевый сосуд и тепловой экран будут защищены от нагрева индукционными токами при воздействии переменных магнитных полей.

Формула изобретения

СОСУД ДЛЯ ХРАНЕНИЯ КРИОГЕННЫХ ЖИДКОСТЕЙ, содержащий наружную оболочку, вакуумированную полость и теплозащитные экраны, имеющие покрытие, предотвращающее тепловыделение вихревых токов, отличающийся тем, что покрытие выполнено из высокотемпературного сверхпроводящего материала или из указанного материала с последующим нанесением пленки благородных металлов, при этом внутренняя поверхность вакуумной полости имеет аналогичное покрытие.

РИСУНКИ

Рисунок 1