СПОСОБ ЛОКАЛЬНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ФРАГМЕНТА ПОВЕРХНОСТИ КРУПНОГАБАРИТНОЙ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ КОНСТРУКЦИИ Российский патент 1998 года по МПК F25B17/02 

Изобретение относится к криогенной технике, а именно к системам низкотемпературного охлаждения элементов крупногабаритных конструкций.

Известен способ охлаждения крупногабаритных изделий путем их орошения жидким криоагентом (заявка ФРГ N 3307060, кл. F 24 D 3/00, 1984), позволяющий достичь быстрого и глубокого охлаждения, но сопряженный с большими невозвратными потерями дорогостоящего сжиженного газа.

Известен также ряд технических решений, обеспечивающих локальное охлаждение изделий с использованием криогенных жидкостей. В них охлаждение происходит путем теплообмена через поверхность накладных манжетов, размещенных на поверхности, (по периметру) обрабатываемых конструкций, исключающих контакт поверхности с хладагентом (патент США N 3498071, кл. F 16 L 17/00, 1970; заявка ПНР N 254543Т, кл. F 25 D, 1985).

Наиболее близким к изобретению (прототип) является устройство для локального замораживания трубопровода, содержащее кольцевой корпус V-образного сечения с двумя радиальными отверстиями, одно из которых предназначено для ввода сжиженного газа, используемого в качестве охлаждающей среды, а другое - для выхода испарившейся жидкости.

Такие способы не позволяют достичь быстрого и глубокого охлаждения в условиях интенсивного теплопритока извне к обладающему большой тeплoпровoднocтью металлическому изделию.

Целью изобретения является разработка способа охлаждения фрагмента поверхности крупногабаритной металлической конструкции с использованием накладки из теплоизолирующего материала, закрепляемой на поверхности конструкции и имеющей каналы для подачи жидкого криоагента, орошения поверхности и отвода образующихся при его кипении паров, обеспечивающего возможность рециркуляции неиспарившегося криоагента.

Для достижения этой цели предлагается, в качестве материала для покрытия использовать пористый материал, обеспечивающий отделение неиспарившегося криоагента от образующихся при охлаждении конструкции паров и ввести в схему охлаждения контур рециркуляции жидкого криоагента.

Известны технические решения для криогенного охлаждения различных объектов, использующие замкнутые контуры циркуляции криоагента (авторское свидетельство СССР 1778470, кл. F 25 D 3/10, 1992; патент США 5293754, кл. F 25 D 17/02, 1994).

Эти решения, однако, могут быть осуществлены только при охлаждении небольших объектов, помещенных в закрытые камеры, и непригодны для охлаждения крупногабаритных изделий.

Предлагается способ охлаждения фрагментов поверхности крупногабаритных металлических конструкций путем орошения их жидким криоагентом с использованием термоизолирующего покрытия из пористого материала, например поролона. Применение пористого материала позволит отделять собирающийся в нижней части покрытия неиспарившийся криоагент от образующихся при охлаждении конструкции паров.

Неиспарившийся криоагент возвращается самотеком в расходную емкость, откуда повторно подается в охлаждающее устройство.

Предлагаемый способ поясняется чертежом.

Сущность изобретения состоит в следующем.

Охлаждение фрагмента поверхности крупногабаритной металлической конструкции 1 осуществляется путем орошения жидким криоагентом с использованием покрытия 2 из малотеплопроводного пористого материала, содержащего каналы для подачи жидкого криоагента и для отвода его паров.

Криоагент 3 подается из расходной емкости 4 с помощью погружного насоса 5. Емкость 4 располагают таким образом, что поток неиспарившегося криоагента самотеком возвращается в нее. При этом исключаются необратимые потери криоагента, ведущие к увеличению его расхода и удорожанию процесса.

Изобретение относится к криогенной технике, а именно к сиситемам низкотемпературного охлаждения. Охлаждение осуществляют путем орошения фрагмента поверхности жидким криоагентом. Для подачи криоагента и отвода паров, образующихся при его испарении, используется покрытие из малотеплопроводного пористого материала, например поролона, имеющее соответствующие каналы. В нижней части покрытия происходит отделение неиспарившегося криогента от образовавшихся при его кипении паров. Жидкий криоагент возвращается самотеком в расходную емкость, откуда повторно подается на орошение с помощью погружного насоса. 1 ил.

Способ локального охлаждения фрагмента поверхности крупногабаритной металлической конструкции путем орошения жидким криоагентом с использованием покрытия, обеспечивающего распределение жидкого криоагента, отличающийся тем, что в качестве покрытия используют низкотеплопроводный легкодеформируемый пористый материал, причем собирающийся в нижней части покрытия неиспарившийся криоагент сепарируют от образующихся при охлаждении конструкции паров и возвращают самотеком в расходную емкость, откуда повторно подают на орошение с помощью погружного насоса.