УСТРОЙСТВО ДЛЯ ХРАНЕНИЯ ПРОДУКТОВ Российский патент 2002 года по МПК F25D3/10 F17C3/08 F16L59/06 

Изобретение относится к области холодильной и криогенной техники и касается конструкции и эксплуатации устройств для хранения криогенных, пищевых и биологических продуктов при низких температурах.

Известно устройство для хранения продуктов при низких температурах (см. Е.И. Микулин. Криогенная техника. Машиностроение, 1969, стр. 227).

Устройство для хранения продуктов содержит двухстенную емкость с многослойно-вакуумной теплоизоляцией, размещенной в межстенном пространстве. Адсорбент закреплен на внешней поверхности внутренней стенки емкости и имеет одностороннее охлаждение от стенки емкости и обеспечивает поддержание вакуума в межстенном пространстве при эксплуатации устройства.

Недостатком такого устройства для хранения продуктов является низкая эффективность работы теплоизоляции из-за недостаточной откачки газов из-под плотных слоев теплоизоляции.

Известно также устройство для хранения продуктов при низких температурах (см. , например, патент Великобритании 1235866, кл. В 65 D 81/18, 1967), выбранное в качестве прототипа.

Устройство для хранения продуктов содержит двухстенную емкость с экранно-вакуумной теплоизоляцией, расположенной в межстенной полости и состоящей из чередующихся слоев отражающего и прокладочного материалов и адсорбент. Для поддержания вакуума в межстенном пространстве адсорбент закреплен на внутренней стенке емкости, имеющей температуру хладагента (криогенной жидкости, например жидкого азота), что обеспечивает поглощение адсорбентом молекул газов из межстенной полости емкости. Однако при этом между плотными слоями отражающего материала образуется вакуум значительно ниже (хуже), чем в межстенном пространстве над внешними слоями теплоизоляции. Это происходит за счет большого сопротивления при откачке (поглощении) молекул газов из-под плотных слоев отражающего материала. Неравномерность (ухудшение) вакуума в слоях теплоизоляции приводит к недостаточной эффективности работы теплоизоляции и увеличению теплопритоков к криогенной жидкости, что, в свою очередь, значительно сокращает длительность хранения продуктов при низких температурах.

Недостатком известного устройства для хранения продуктов при низких температурах является невозможность обеспечить длительное хранение продуктов из-за малоэффективной работы теплоизоляции.

Задачей настоящего изобретения является создание устройства для длительного хранения продуктов при низких температурах, которое обладало бы высокоэффективной работой теплоизоляции за счет улучшения откачки газов и поддержания стабильного вакуума между слоями теплоизоляции.

Это достигается тем, что в устройстве для хранения продуктов экранно-вакуумная теплоизоляция имеет дополнительный адсорбент, размещенный между слоями теплоизоляции.

Суть изобретения заключается в том, что в устройстве для хранения продуктов, содержащем двухстенную емкость с экранно-вакуумной теплоизоляцией, расположенной в межстенной полости и состоящей из чередующихся слоев отражающего и прокладочного материалов, и адсорбент, экранно-вакуумная теплоизоляция дополнительно содержит слои из адсорбционного материала, примыкающие к слоям отражающего материала со стороны внутренней стенки емкости.

Технический результат в части введения в состав экранно-вакуумной теплоизоляции дополнительных слоев из адсорбционного материала, примыкающих к слоям отражающего материала со стороны внутренней стенки емкости, а также взаимная конструктивная связь всех составляющих элементов устройства обеспечивает высокоэффективную работу теплоизоляции за счет улучшения откачки газов и поддержания стабильного вакуума между слоями теплоизоляции, что подтверждено испытаниями опытных образцов, изготовленных с использованием предлагаемого технического решения.

Использование предлагаемого устройства для хранения продуктов при низких температурах в медицине и животноводстве для консервации и сохранения биологических материалов и препаратов позволит дать значительный экономический аффект за счет обеспечения эффективной работы теплоизоляции, обеспечивающей длительное хранение продуктов при криогенной температуре.

Суть изобретения поясняется чертежом.

Устройство состоит из двухстенной емкости 1 с экранно-вакуумной теплоизоляцией 2, расположенной в межстенной полости 3 и состоящей из чередующихся слоев отражающего материала 4, прокладочного материала 5 и адсорбента 6. Слои отражающего материала 4 выполнены, например, из полиэтилентерефталатной пленки, аллюминизированной с двух сторон, а слои прокладочного материала выполнены, например, из стекловуали или стеклобумаги. В качестве адсорбента применяют, например, цеолит марки СаЕ или активированный древесный уголь.

Экранно-вакуумная теплоизоляция 2 дополнительно содержит слои из адсорбционного материала 7, примыкающие к слоям отражающего материала 4 со стороны внутренней стенки 8 емкости 1. В качестве слоев из адсорбционного материала 7 применяют, например, угольную ткань или напыление порошка из активированного древесного угля на поверхность слоев отражающего материала 4 со стороны внутренней стенки 8 емкости 1. Межстенная полость 3 образована между внешней стенкой 9 и внутренней стенкой 8 емкости 1. Продукты загружают и хранят во внутренней полости 10 емкости 1 в среде криогенной жидкости.

Работает устройство для хранения продуктов следующим образом.

Криогенную жидкость, например жидкий азот, заливают во внутреннюю полость 10 емкости 1, в результате чего первоначально происходит захолаживание емкости 1 с последующим заполнением полости 10 до заданного уровня. Адсорбент 6, размещенный на наружной поверхности внутренней стенки 8, при охлаждении от внутренней стенки 8 включается в работу. Охлаждаясь до температуры жидкого азота, адсорбент 6 поглощает молекулы газов из межстенной полости 3 и тем самым повышает и поддерживает вакуум в межстенной полости 3, в которой размещена экранно-вакуумная теплоизоляция 2, эффективно работающая при вакууме порядка 1•10^-4 мм рт. ст. и выше. Дополнительно введенные слои адсорбционного материала 7 в состав теплоизоляции 2 обеспечивают улучшение поглощения молекул газов из-под плотных слоев отражающего материала 4, что значительно улучшает эффективность работы экранно-вакуумной теплоизоляции 2.

Размещение слоев адсорбционного материала 7 в слоях экранно-вакуумной теплоизоляции 2 поддерживает и обеспечивает стабильность вакуума между слоями экранно-вакуумной теплоизоляции 2 при эксплуатации устройства, что выполняет поставленную задачу.

В устройстве для хранения продуктов в низкотемпературной среде, например жидкого азота, перенос тепла излучением от внешней стенки 9 к внутренней стенке 8, заключающей холодную жидкость (криогенную жидкость), происходит в межстенной полости 3, в которой размещена экранно-вакуумная теплоизоляция 2, эффективно работающая при вакууме порядка 1•10^-4 мм рт. ст. и выше. Слои отражающего материала 4, имеющие высокую отражательную способность, предназначены для отражения потока лучистого тепла от внутренней стенки 8 (холодной стенки) своей поверхностью, обращенной к внешней стенке 9 (теплой стенке), что позволяет уменьшить приток тепла к жидкому азоту.

Общеизвестно, что загрязнение хорошо отражающих поверхностей увеличивает степень черноты и ухудшает ее отражательную способность. Следовательно, размещение на отражающих слоях 4 слоев адсорбционного материала 7 со стороны внешней стенки 9 недопустимо, так как абсорбент является "загрязнителем", имеющим высокую степень черноты, ухудшающим отражательную способность поверхности слоев отражающего материала 4, обращенной к внешней стенке 9. Расположение слоев абсорбционного материала 7, указанное в заявленном устройстве "со стороны внутренней стенки 8 емкости 1", обеспечивает поглощение встречного потока лучистого холода от внутренней стенки 8 (холодной стенки), и таким образом слои 7 становятся аккумулятором холода, обеспечивающим захолаживание как самих слоев абсорбционного материала 7, так и в целом теплоизоляции 2, что позволяет уменьшить приток тепла к жидкому азоту от внешней стенки 9, при этом слои прокладочного материала служат в качестве теплоизолирующих прокладок, обеспечивающих необходимый зазор между отражающими слоями 7, кроме того, в указанном зазоре поддерживается стабильный высокий вакуум за счет слоев абсорбционного материала 7, проложенных между слоями прокладочного материала 5 и отражающего материала 4, к которым он примыкает со стороны внутренней стенки 8.

Технический результат предлагаемого технического решения в отличие от известных заключается в том, что заявленное устройство обеспечивает улучшение вакуума между слоями экранно-вакуумной теплоизоляции и повышает ее эффективность, а также обеспечивает длительное хранение продуктов за счет уменьшения теплопритоков.

Изобретение предназначено для хранения криогенных, пищевых и биологических продуктов при низких температурах. Устройство для хранения продуктов содержит двухстенную емкость с экранно-вакуумной теплоизоляцией. Последняя расположена в межстенной полости и состоит из чередующихся слоев отражающего и прокладочного материалов и адсорбента. К слоям отражающего материала со стороны внутренней стенки емкости примыкают слои адсорбционного материала. Изобретение обеспечивает длительное хранение продуктов при низких температурах за счет повышения теплоизоляционных свойств и уменьшения теплопритоков. 1 ил.

Устройство для хранения продуктов, содержащее двухстенную емкость с экранно-вакуумной теплоизоляцией, расположенной в межстенной полости и состоящей из чередующихся слоев отражающего и прокладочного материалов, и адсорбент, отличающееся тем, что экранно-вакуумная теплоизоляция дополнительно содержит слои из адсорбционного материала, примыкающие к слоям отражающего материала со стороны внутренней стенки емкости.