Устройство для перелива жидкого азота из сосуда дьюара

Авторы патента:

Ерганоков Хасанби Хабиевич (RU)

Будрик Виктор Владиславович (RU)

Цфасман Григорий Юзикович (RU)

F17C9/02 - изменением состояния, например выпариванием

Владельцы патента RU 2359167:

Общество с ограниченной ответственностью "КРИОТЕК" (RU)

Изобретение относится к области криогенной техники, в частности к устройствам перекачки и заправки в емкости жидкого азота. Предложено устройство для перелива жидкого азота из сосуда Дьюара, содержащее заправочную трубку, теплообменник-испаритель, в котором теплообменник-испаритель охватывает с калиброванным зазором один конец заправочной трубки, опускающийся в сосуд Дьюара. На торце теплообменника-испарителя установлена также с зазором газовая трубка, коаксиальная заправочной трубке, на участке которой, находящемся в газовой полости сосуда Дьюара, выполнены отверстия для выхода газа, сообщающие зазор между этими коаксиальными трубками и газовой полостью. Устройство снабжено пробкой, герметично закрывающей горловину сосуда Дьюара, а между заправочной и газовой трубками до пробки установлена перемычка, герметизирующая зазор между ними и препятствующая проникновению газообразного азота выше перемычки. Участок коаксиальных трубок выше упомянутой перемычки пропущен через пробку, а свободный их конец снабжен коаксиальной теплоизолирующей трубкой. Полость между всеми трубками загерметизирована и свободный конец заправочной трубки опускается в заправляемую емкость. Теплообменник-испаритель заключен в теплоизолирующий кожух. Устройство также снабжено ручкой, прижимающей пробку к горловине сосуда Дьюара. Изобретение позволяет упростить устройство, уменьшить его габариты и вес. 3 ил.

Изобретение относится к области криогенной техники, в частности к устройствам перекачки и заправки в емкости жидкого азота.

Известны устройства заправки криогенными жидкостями, например, по патентам РФ №№2171950, 2177108, 2265153, 2137023, 1293443, 1599628, патенту ФРГ №1501291, патенту Франции №2713743, патенту США №4646525, Великобритании №2251296.

Известно устройство заправки и подачи криогенной жидкости, описанное в заявке РФ №92014812, в котором трубопроводы заправки и выдачи жидкостного криопродукта объединены в один общий патрубок, снабженный клапаном выдачи, а на трубопроводе сброса паров установлено дроссельное устройство, выход которого соединен с трубопроводом выдачи криопродукта после клапана выдачи.

Известна система подачи криогенного продукта по заявке РФ №2002109350, в которой имеется заправочная магистраль, дренажная магистраль, заправочный и дренажный клапаны, датчики давления и температуры, кроме того, в системе выполнен закольцовочный трубопровод с перепускным клапаном, подключенным одним концом к заправочной магистрали между резервуаром и заправочным клапаном, а другим - к дренажной магистрали на выходе из криогенной емкости перед дренажным клапаном.

Известно также устройство перелива и заправки в емкости криогенной жидкости по патенту РФ №2269455.

Устройство содержит штуцер и наконечник, каждый из которых имеет внешний и внутренний корпуса, при этом между корпусами установлены тепловые мосты, экраны, опоры, в зоне контакта - уплотнительные элементы, причем внутренние корпуса штуцера и наконечника снабжены подпружиненными обратными клапанами, один из которых снабжен сильфоном.

Наиболее близким аналогом заявленному устройству является техническое решение, описанное в патенте РФ №2265153 (МПК7: F17C, 3/00), в котором устройство содержит теплоизолированную емкость, трубопроводы заправки и выдачи криогенной жидкости, арматуру, теплообменник-испаритель.

Недостатками известных устройств являются их сложность, большие габариты и вес.

Задачей изобретения является упрощение устройства, уменьшение его габаритов и веса.

Данная задача решается тем, что в устройстве для перелива жидкого азота из сосуда Дьюара, содержащем заправочную трубку, теплообменник-испаритель, теплообменник-испаритель охватывает с калиброванным зазором один конец заправочной трубки, который опускается в сосуд Дьюара, на торце теплообменника-испарителя установлена также с зазором газовая трубка, коаксиальная заправочной трубке, на участке которой, находящемся в газовой полости сосуда Дьюара, выполнены отверстия для выхода газа, сообщающие зазор между этими коаксиальными трубками и газовой полостью, причем устройство снабжено пробкой, герметично закрывающей горловину сосуда Дьюара, а между заправочной и газовой трубками до пробки установлена перемычка, герметизирующая зазор между ними и препятствующая проникновению газообразного азота выше перемычки, причем участок коаксиальных трубок выше упомянутой перемычки пропущен через пробку, а свободный их конец снабжен коаксиальной теплоизолирующей трубкой, полость между всеми трубками загерметизирована и свободный конец заправочной трубки опускается в заправляемую емкость; теплообменник-испаритель заключен в теплоизолирующий кожух; устройство также снабжено ручкой, прижимающей пробку к горловине сосуда Дьюара.

На фиг1. изображена конструктивная схема предлагаемого устройства, на фиг.2 - вид А, на фиг.3 - вид Б, где:

1 - сосуд Дьюара;

2 - заправляемая емкость;

3 - заправочная трубка;

4 - калиброванный зазор;

5 - кожух;

6 - теплообенник-испаритель;

7 - зазор;

8 - газовая трубка;

9 - перемычка;

10 - пробка;

11 - отверстия;

12 - теплоизолирующая трубка;

13 - ручка;

14 - герметизирующий элемент.

Предлагаемое устройство используется для перелива жидкого азота в заправляемую емкость 2 из сосуда Дьюара 1 и содержит заправочную трубку 3, один конец которой опускается в жидкий азот сосуда Дьюара 1.

Устройство также содержит теплообменник-испаритель 6, внутри которого установлена заправочная трубка 3 с калиброванным зазором 4 относительно теплообменника-испарителя 6 на его входе. Калиброванный зазор 4 выбирается из соображений необходимого объема испаряемого жидкого азота для создания давления в газовой полости сосуда Дьюара 1 с целью подачи криогенной жидкости по заправочной трубке 3. Теплообменник-испаритель 6 заключен в герметичный теплозащитный кожух 5. Выше калиброванного зазора 4 между теплообменником-испарителем 6 и заправочной трубкой 3 образован зазор 7, образующий канал для кипения и выхода пара испарившегося жидкого азота.

В боковой поверхности заправочной трубки 3, находящейся в газовой полости сосуда Дьюара 1, выполнены отверстия 11 для выхода пара.

Перемычка 9 и пробка 10 герметизируют сосуд Дьюара 1.

Заправочная трубка 3 пропущена через пробку 10, имеет коаксиальную теплоизолирующую трубку 12, и свободный конец заправочной трубки 3 опускается в заправляемую емкость 2. Полость между всеми трубками загерметизирована герметизирующим элементом 14, например, обжимной муфтой.

Устройство работает следующим образом.

При опускании погружной части устройства в жидкий азот сосуда Дьюара 1 происходит его герметизация пробкой 10, вставляемой в его горловину и прижимаемой ручкой 13. Под действием гидростатического давления жидкий азот поступает через калиброванный зазор 4 в зазор 7 между теплообменником-испарителем 6 и заправочной трубкой 3, где происходит его кипение за счет тепла, аккумулированного в теплообменнике-испарителе 6. Образующиеся пары поступают по газовой трубке 8 и через отверстия 11 - в газовую полость сосуда Дьюара 1, повышая в ней давление. Перемычка 9 препятствует проникновению газообразного азота выше перемычки 9.

Под действием избыточного давления в газовой полости сосуда Дьюара 1 жидкий азот поступает по заправочной трубке 3 и заполняет заправляемую емкость 2.

Кожух 5 предохраняет теплообменник-испаритель 6 от прямого контакта его наружной поверхности с жидким азотом и прогрева жидкого азота во всем объеме сосуда Дьюара 1.

Калиброванный зазор 4 рассчитан на постепенное кипение жидкости в зазоре 7 вокруг теплообменника-испарителя 6, что позволяет предотвратить выброс двухфазной жидкости обратно в жидкостной объем сосуда Дьюара 1 через зазор 4.

Предложенное устройство имеет малые габариты, небольшой вес, просто в изготовлении и может применяться для заправки сосудов Дьюара «открытого типа», используемых, в том числе, для медицинских целей, например для криохирургических аппаратов.

Устройство для перелива жидкого азота из сосуда Дьюара, содержащее заправочную трубку, теплообменник-испаритель, отличающееся тем, что в нем теплообменник-испаритель охватывает с калиброванным зазором один конец заправочной трубки, который опускается в сосуд Дьюара, на торце теплообменника-испарителя установлена также с зазором газовая трубка, коаксиальная заправочной трубке, на участке которой, находящемся в газовой полости сосуда Дьюара, выполнены отверстия для выхода газа, сообщающие зазор между этими коаксиальными трубками и газовой полостью, причем устройство снабжено пробкой, герметично закрывающей горловину сосуда Дьюара, а между заправочной и газовой трубками до пробки установлена перемычка, герметизирующая зазор между ними и препятствующая проникновению газообразного азота выше перемычки, причем участок коаксиальных трубок выше упомянутой перемычки пропущен через пробку, а свободный их конец снабжен коаксиальной теплоизолирующей трубкой, полость между всеми трубками загерметизирована и свободный конец заправочной трубки опускается в заправляемую емкость; теплообменник-испаритель заключен в теплоизолирующий кожух; устройство также снабжено ручкой, прижимающей пробку к горловине сосуда Дьюара.

Способ утилизации холода регазификации сжиженного природного газа // 2315902

Изобретение относится к технологии осуществления процесса регазификации сжиженного природного газа. .

Автономный регазификатор // 2301939

Изобретение относится к теплотехнике, предназначено для преобразования жидкой фазы сжиженного углеводородного газа (СУГ) в паровую и может быть использовано, например, в качестве элемента блока топливоподающего транспортного, при аварийном обеспечении резервным топливом газотурбинных теплоэлектроцентралей.

Способ использования резервного подземного хранилища сжиженного природного газа // 2298725

Изобретение относится к способам подземного резервирования сжиженного природного газа (СПГ), а именно к экономичным, пожаро- и взрывобезопасным подземным хранилищам (ПХ), и может быть использовано для накопления и хранения (выдачи) СПГ при перебоях в поставке сетевого природного газа (ПГ) или же при перебоях в поставке (подвозе) СПГ.

Газификационная установка // 2289752

Изобретение относится к области хранения и газификации сжиженных газов и может использоваться в промышленности для получения газообразного продукта под давлением.

Способ получения, хранения и расходования газообразного кислорода и кислородный аппарат открытого типа (его варианты) // 2241899

Изобретение относится к криогенной технике и может быть использовано для хранения, газификации и подачи кислорода потребителю в передвижных условиях с возможностью применения в авиации, на флоте, в высотном альпинизме и в медицине.

Испаритель криогенной жидкости // 2239121

Изобретение относится к криогенной технике, а именно к испарителям криогенной жидкости, и может быть использовано в газификационных установках. .

Газификатор криогенной жидкости // 2218518

Изобретение относится к установкам для газификации криогенных жидкостей, преимущественно жидкого водорода, и может быть использовано в газовой, химической, криогенной и других отраслях промышленности, использующих криогенные жидкости.

Криогенный подземный газификатор // 2214554

Изобретение относится к криогенной технике и может быть использовано в криогенных газификаторах. .

Системы хранения и подачи топлива в виде сжиженного природного газа (спг-топлива) для транспортных средств, работающих на природном газе // 2208747

Изобретение относится к системам хранения сжиженного природного газа под давлением (СПГД-топлива) от примерно 1035 до примерно 7590 кПа и при температуре от примерно -123 до примерно -62oС и подачи испаряющегося СПГД-топлива для сгорания в двигателе.

Испаритель криогенной жидкости // 2377462

Изобретение относится к криогенной технике, а именно к испарителям криогенной жидкости, и может быть использовано в газификационных установках

Испаритель криогенной жидкости // 2495321

Изобретение относится к криогенной технике, а именно к испарителям криогенной жидкости, и может быть использовано в газификационных установках. Испаритель криогенной жидкости содержит корпус с камерами подвода и выдачи хладагента, теплообменные элементы, содержащие камеру жидкого хладагента и центральную трубу, снабженную эжектором. Камеры подвода и выдачи хладагента разделены перегородкой с отверстием, теплообменные элементы установлены в перегородке и сообщаются с центральной трубой, центральная труба установлена в отверстие в перегородке с зазором, а эжектор имеет вставку, регулирующую расход газообразного хладагента из камер жидкого хладагента. Испаритель криогенной жидкости снабжен рекуператором. Испаритель позволяет увеличить эффективность использования хладагента за счет повторного использования хладагента и организации двухступенчатого охлаждения рабочего вещества. Отсутствие какого-либо дополнительного источника тепла для испарения жидкого хладагента и отсутствие в конструкции массивных теплообменных насадок дополнительно увеличивает эффективность работы испарителя и снижает гидравлическое сопротивление испарителя. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Система регазификации сжиженного углеводородного газа // 2505738

Изобретение относится к области газоснабжения, в частности к испарению сжиженного углеводородного газа в самих расходных емкостях и грунтовых испарителях и последующему дросселированию парового потока без образования гидратов, и может быть использовано при снабжении сжиженным углеводородным газом жилищно-коммунальных потребителей и объектов сельского хозяйства от подземных резервуарных установок с естественной регазификацией продукта. Представленная система содержит подземный резервуар 1 с сжиженным углеводородным газом с головкой, оснащенной системой автоматики и безопасности 9, трубопровод паровой фазы сжиженного углеводородного газа в виде внутренней газоотводящей трубы 2, глубинного вентиля 3, служащего для отключения грунтового испарителя при ремонтных работах, трубопровод 4 для перегрева паров, выполненный в виде спирального горизонтального трубопровода, расположенного ниже глубины сезонного промерзания грунта, шкафного газорегуляторного пункта 5 и расположенного в нем регулятора низкого давления б. При этом шкафной газорегуляторный пункт снабжен газопроводом паровой фазы низкого давления 7. Технический результат - предотвращение образования гидратов сжиженного углеводородного газа в дросселирующих органах регуляторов давления перед последующей подачей потребителю. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ подогрева криогенной жидкости // 2511805

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано для испарения сред, находящихся в жидком состоянии. Предложен способ подогрева криогенной жидкости, заключающийся в пропускании жидкости через теплообменные элементы с подведением к ним тепла. Корпус испарителя криогенной жидкости выполняют в виде, как минимум, двух двухслойных оболочек, наружной и внутренней, с образованием кольцевой полости для прохода греющего теплоносителя. Каждую из оболочек выполняют состоящей из двух жестко соединенных между собой обечаек, между которыми образуют каналы для прохода криогенного компонента, которые объединяют в коллекторы. Криогенную жидкость подают во внутреннюю полость внутренней оболочки из коллектора, а отводят через патрубок, установленный в центральной части внутренней оболочки. Во внутреннюю полость наружной оболочки криогенную жидкость подают из коллектора, расположенного на сужающейся части наружной оболочки, причем подают таким образом, что заполненные каналы равномерно чередуются с незаполненными, при этом пропускают криогенную жидкость через всю оболочку, затем разворачивают в начальной части цилиндрической оболочки и возвращают к выходному коллектору, расположенному в сужающейся части, через оставшуюся часть каналов. Технический результат - упрощение конструкции, уменьшение габаритов и веса. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Испаритель криогенной жидкости // 2514802

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано для испарения сред, находящихся в жидком состоянии. Испаритель криогенной жидкости содержит корпус, в котором расположены теплообменные элементы и нагреватель. Корпус выполнен в виде двух двухслойных оболочек, образующих кольцевую полость для прохода греющего теплоносителя. Каждая из оболочек состоит из двух жестко соединенных между собой обечаек, между которыми образованы каналы, объединенные в коллекторы для подвода и отвода криогенного компонента. На входе в кольцевую полость закреплена крышка, в которой установлены смесительные элементы и воспламеняющее устройство. На выходе установлен газовод. Оболочки корпуса содержат цилиндрическую часть и сужающуюся коническую часть с образованием кольцевой полости с каналами для прохода криогенного компонента. Ребра, образующие каналы для прохода криогенного компонента во внутренней оболочке, выполнены на внутренней поверхности цилиндрической части наружной обечайки, при этом на сужающейся части обечайки указанные ребра выполнены на внешней поверхности внутренней сужающейся части обечайки. Внутри конической части в ее центральной зоне установлен патрубок, соединенный с полостью внутренней оболочки. Коллекторы подвода и отвода криогенного компонента во внутреннюю полость наружной оболочки расположены на сужающейся части наружной оболочки. Техническим результатом является упрощение конструкции, уменьшение габаритов и веса. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

Тракт охлаждения теплообменного аппарата // 2522154

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в криогенной технике для испарения газообразных сред, находящихся в жидком состоянии, в ракетно-космической технике и в народном хозяйстве, например, для газификации сжиженных газов и их смесей. Тракт охлаждения теплообменного аппарата, предпочтительно испарителя криогенной жидкости, содержащего корпус, в котором расположены теплообменные элементы и нагреватель. Корпус выполнен в виде, как минимум, двух двухслойных оболочек, образующих кольцевую полость для прохода греющего теплоносителя, причем каждая из оболочек состоит из двух жестко соединенных между собой обечаек, между которыми образованы каналы, объединенные в коллекторы для подвода и отвода криогенного продукта. На входе в кольцевую полость закреплена крышка, в которой установлены смесительные элементы и воспламеняющее устройство, а на выходе установлен газовод. Тракт выполнен профилированным и содержит, как минимум, цилиндрическую часть и сужающуюся часть в виде конфузора, предпочтительно коническую, с образованием кольцевой полости с каналами для прохода криогенного компонента между указанными частями. Ребра, образующие каналы для прохода криогенного компонента во внутренней оболочке, выполнены на внутренней поверхности цилиндрической части наружной обечайки, при этом на сужающейся части обечайки указанные ребра выполнены на внешней поверхности внутренней сужающейся части обечайки. Внутри конической части, предпочтительно в ее центральной зоне, установлен патрубок, соединенный с полостью внутренней оболочки, а коллекторы подвода и отвода криогенного компонента во внутреннюю полость наружной оболочки расположены на упомянутой сужающейся части наружной оболочки. 3 ил.

Тракт испарителя криогенной жидкости // 2529608

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в криогенной технике для испарения газообразных сред, в ракетно-космической технике и т. д. Тракт подачи криогенного компонента включает, как минимум, две двухслойные оболочки, наружную и внутреннюю, образующие кольцевую полость для прохода греющего теплоносителя. Каждая из оболочек состоит из двух жестко соединенных между собой обечаек. На входе в кольцевую полость закреплена крышка, в которой установлены смесительные элементы и воспламеняющее устройство, а на выходе установлен газовод. Тракт выполнен профилированным и содержит цилиндрическую часть и сужающуюся часть в виде конфузора, с образованием кольцевой полости с каналами для прохода криогенного компонента между указанными частями. Ребра, образующие каналы для прохода криогенного компонента во внутренней оболочке, выполнены на внутренней поверхности цилиндрической части наружной обечайки, при этом на сужающейся части обечайки указанные ребра выполнены на внешней поверхности внутренней сужающейся части обечайки. Внутри конической части установлен патрубок, соединенный с полостью внутренней оболочки, а коллекторы подвода и отвода криогенного компонента во внутреннюю полость наружной оболочки расположены на упомянутой сужающейся части наружной оболочки. Изобретение направлено на упрощение конструкции и сборки, уменьшение габаритов и веса испарителя криогенной жидкости. 3 ил.

Способ и устройство для выпаривания криогенных сред // 2541489

Изобретение относится к способу, а также к устройству для повышения энтальпии среды, в которой энергия отбирается у первого теплоносителя, состоящего из первого дымового газа (5), и у второго теплоносителя (W), содержащего воду и дымовой газ, и путем опосредованного теплообмена передается, соответственно, в среду, причем второй дымовой газ (3) для образования второго теплоносителя (W) подается в систему, содержащую воду, через насадку. Первый теплоноситель (9), охлажденный относительно среды, используется для образования второго теплоносителя (W). 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 1 ил.

Испаритель криогенной жидкости // 2561223

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в криогенной технике для испарения газообразных сред, находящихся в жидком состоянии. Испаритель криогенной жидкости содержит корпус, в котором расположены теплообменные элементы и нагреватель. Корпус выполнен в виде, как минимум, двух двухслойных оболочек, образующих кольцевую полость для прохода греющего теплоносителя, каждая из оболочек состоит из двух соединенных между собой обечаек, между которыми образованы каналы, объединенные в коллекторы для подвода и отвода криогенного компонента. Оболочки корпуса выполнены профилированными и содержат цилиндрическую часть и сужающуюся часть в виде конфузора с образованием кольцевой полости с каналами для прохода криогенного компонента между указанными частями. Внутри конической части установлен патрубок, соединенный с полостью внутренней оболочки, а коллектор подвода одного из компонентов топлива к смесительным элементам размещен внутри корпуса испарителя. Изобретение направлено на улучшение технических характеристик и расширение функциональных возможностей испарителя. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Испаритель криогенной жидкости // 2561513

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в криогенной технике для испарения газообразных сред, находящихся в жидком состоянии. Испаритель криогенной жидкости содержит корпус, в котором расположены теплообменные элементы и нагреватель. Корпус выполнен в виде как минимум двух двухслойных оболочек, образующих кольцевую полость для прохода греющего теплоносителя, каждая из оболочек состоит из двух соединенных между собой обечаек, между которыми образованы каналы, объединенные в коллекторы для подвода и отвода криогенного компонента. Оболочки корпуса выполнены профилированными и содержат, цилиндрическую часть и сужающуюся часть в виде конфузора с образованием кольцевой полости с каналами для прохода криогенного компонента между указанными частями. Внутри конической части установлен патрубок, соединенный с полостью внутренней оболочки, а коллекторы подвода и отвода криогенного компонента внутрь наружной оболочки расположены на упомянутой сужающейся части наружной оболочки. Изобретение направлено на улучшение технических характеристик и расширение функциональных возможностей испарителя. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.