ЕМКОСТЬ ДЛЯ ХРАНЕНИЯ ПРОДУКТОВ Российский патент 2003 года по МПК F25D3/10 F17C3/08 

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

Известны емкости для хранения продуктов при низких температурах (см., например, Е.И. Микулин "Криогенная техника", изд. "Машиностроение", 1969 г., стр. 227), содержащие двухстенную теплоизолированную емкость для хранения криогенных продуктов. В межстенном пространстве размещен адсорбент для поддержания вакуума в межстенной полости. Адсорбент закреплен на стенке внутреннего сосуда и имеет при заправленной криогенным продуктом емкости охлаждение, необходимое для работы адсорбента. Однако работа адсорбента затруднена из-за больших сопротивлений при откачке молекул газов из-под плотных слоев многослойно-вакуумной теплоизоляции, что отрицательно сказывается на эффективности работы адсорбента и теплоизоляции емкости.

Недостатками таких емкостей для хранения продуктов является невозможность длительного хранения продуктов из-за малоэффективной работы адсорбента.

Известна также емкость для хранения продуктов при низких температурах (см. , например, патент Великобритании 1235866, МПК 7; В 65 D 81/18 от 1967 г. ), выбранная за прототип и содержащая наружную оболочку, внутренний сосуд с опорными элементами, многослойно-вакуумную теплоизоляцию и закрепленный в межстенном пространстве на стенке внутреннего сосуда адсорбент. Емкость содержит также заправочный и дренажный трубопроводы, клапан вакуумирования, горловину с теплоизолирующей трубкой для загрузки продуктов во внутреннюю полость сосуда. Адсорбент, например цеолит СаЕ-4ВС или активированный древесный уголь, размещен в межстенной полости с обеспечением теплового контакта со стенкой внутреннего сосуда, заполненного криогенным продуктом, например жидким азотом. В данной емкости при откачке (поглощении) молекул газов из-под плотных слоев многослойно-вакуумной теплоизоляции возникают большие сопротивления при прохождении молекул газов к адсорбенту. Кроме того, при регенерации адсорбента используется малоэффективный и дорогостоящий метод регенерации адсорбента, при котором специально разогретый до заданной температуры воздух прокачивают через внутреннюю полость сосуда, при этом межстенную полость емкости, где размещен адсорбент, вакуумируют посредством, например, механического вакуум-насоса, пристыкованного к клапану вакуумирования емкости.

Недостатком известной емкости для хранения продуктов при низких температурах является невозможность обеспечить длительное хранение продуктов из-за малоэффективной работы адсорбента и теплоизоляции.

Задачей настоящего изобретения является создание такой емкости для хранения продуктов, которая обеспечивала бы длительное хранение продуктов при низких температурах за счет повышения эффективности работы адсорбента и теплоизоляции.

Задача решается тем, что в емкости для хранения продуктов, содержащей наружную оболочку, внутренний сосуд с опорными элементами, многослойно-вакуумную теплоизоляцию и закрепленный в межстенном пространстве на стенке внутреннего сосуда адсорбент, в отличие от известной внутренний сосуд снабжен нагревателем, выполненным в виде токопроводящей жилы, проложенной в слоях адсорбента, и слоем пористого материала, размещенного между адсорбентом и многослойно-вакуумной теплоизоляцией с пересечением ее слоев вдоль опорных элементов.

Результат достигается тем, что емкость для хранения продуктов снабжена нагревателем, размещенным в слоях адсорбента и позволяющим проводить регенерацию адсорбента более качественно, прогревая его до заданной температуры, и слоем пористого материала, обеспечивающего уменьшение сопротивления при откачке молекул газов из-под плотных слоев многослойно-вакуумной теплоизоляции, что повышает эффективность работы адсорбента и теплоизоляции, и за счет этого обеспечивается длительное хранение продуктов.

Технический результат в части снабжения внутреннего сосуда нагревателем, выполненным в виде жилы, проложенной в слоях адсорбента, и слоем пористого материала, размещенного между адсорбентом и теплоизоляцией и проложенным вдоль опорных элементов, а также взаимная конструктивная связь всех составных элементов емкости позволяет обеспечить длительное хранение продуктов за счет повышения эффективности работы адсорбента и теплоизоляции, что подтверждено испытаниями опытных образцов, изготовленных с использованием предлагаемого технического решения.

Использование предлагаемой емкости для хранения продуктов при низких температурах в медицине, животноводстве, пищевой промышленности для консервации и сохранения биологических и других материалов позволит дать значительный экономический эффект за счет обеспечения длительного хранения продуктов при низкой температуре путем повышения эффективности работы адсорбента и теплоизоляции.

Суть изобретения поясняется чертежом.

Предлагаемая емкость для хранения продуктов состоит из следующих узлов и деталей: наружной оболочки 1, внутреннего сосуда 2 с опорными элементами 3, 4, многослойно-вакуумной теплоизоляции 5 и закрепленного на внутреннем сосуде 2 адсорбента 6.

Внутренний сосуд 2 снабжен нагревателем 7, выполненным в виде токопроводящей жилы 8, проложенной в слоях 9 адсорбента 6, и слоем пористого материала 10, размещенного между адсорбентом 6 и многослойно-вакуумной теплоизоляцией 5, и проложенным вдоль опорных элементов 3, 4 с пересечением слоев теплоизоляции 5.

Емкость содержит заправочный 11 и дренажный 12 трубопроводы, клапан вакуумирования 13, горловину 14 с теплоизолирующей трубкой 15 для загрузки продуктов во внутреннюю полость 16 сосуда 2. В межстенной полости 17 размещена многослойно-вакуумная теплоизоляция 5, в качестве которой применяют, например, экранно-вакуумную теплоизоляцию ЭВТИ-2В, состоящую из чередующихся отражающих и прокладочных слоев. В качестве отражающих слоев используют, например, полиэтилентерефталатную пленку, алюминизированную с двух сторон, а в качестве прокладочных слоев используют, например, стекловуаль, стеклобумагу, стеклокартон. В качестве адсорбента 6 применяют, например, цеолит СаЕ-4ВС или активированный древесный уголь ПАУ-1. При изготовлении емкости для хранения продуктов между наружной оболочкой 1 и верхним слоем изоляции создают зазор 18, необходимый для исключения контакта оболочки 1 с теплоизоляцией и уменьшения теплопритока.

Работает емкость для хранения продуктов следующим образом.

Криогенную жидкость, например жидкий азот, заправляют во внутреннюю полость 16 сосуда 2 посредством заправочного трубопровода 11, в результате чего первоначально происходит захолаживание внутреннего сосуда с последующим заполнением его до заданного уровня, при этом испаряющийся азот отводят через дренажный трубопровод. Адсорбент 6, закрепленный в межстенном пространстве на стенке внутреннего сосуда 2, при охлаждении включается в работу и, охлаждаясь до температуры жидкого азота, поглощает молекулы газов из межстенной полости 17 и тем самым повышает и поддерживает вакуум в ней порядка 1•10^-4 мм рт. ст. и выше, необходимый для эффективной работы теплоизоляции 5. Слой пористого материала 10, выполненный, например, из стекловуали и размещенный между адсорбентом 6 и теплоизоляцией 5 и проложенный вдоль опорных элементов 3, 4 с пересечением слоев теплоизоляции 5, выполняет роль шлюзов, обеспечивающих уменьшение сопротивления при прохождении молекул газов из-под плотных слоев отражающего материала и из зазора 18, расположенного под теплоизоляцией 5, что повышает эффективность работы (откачки молекул газов) адсорбента 6 и обеспечивает высокий вакуум между слоями теплоизоляции 5, а это в свою очередь повышает эффективность работы теплоизоляции 5.

Нагреватель 7, выполненный в виде токопроводящей жилы 8 и проложенный в слоях 9 адсорбента 6, используют при регенерации адсорбента 6. При таком выполнении нагревателя 7 слой 9 адсорбента 6 является электроизолятором, а непосредственный контакт токопроводящей жилы 8 с адсорбентом 6 исключает инерционность нагрева адсорбента 6 и повышает эффективность регенерации, при этом сокращается время работы вакуумного насоса, пристыковываемого посредством клапана вакуумирования 13 к емкости для откачки газов из межстенной полости 17 при проведении регенерации адсорбента 6.

Продукты в емкость загружают через горловину 14 во внутреннюю полость 16 сосуда 2 и размещают в среде хладагента, например жидкого азота. После загрузки продуктов горловину 14 закрывают теплоизолирующей пробкой 15, выполненной, например, из пенопласта.

Таким образом, снабжение внутреннего сосуда 2 нагревателем 7, выполненным в виде токопроводящей жилы 8, проложенной в слоях 9 адсорбента 6 совместно со слоем пористого материала 10, повышает эффективность работы адсорбента 6, обеспечивающего высокий вакуум в межстенной полости 17 и в слоях теплоизоляции 3, необходимый для эффективной работы теплоизоляции 3, что обеспечивает длительное хранение продуктов и позволяет выполнить поставленную задачу.

Изобретение предназначено для использования при консервации, длительном хранении биологических, пищевых и других продуктов в среде криогенных жидкостей. В слое адсорбента проложен нагреватель в виде токопроводящей жилы. Между адсорбентом и многослойно-вакуумной теплоизоляцией размещен слой пористого материала. Он пересекает слои теплоизоляции вдоль опорных элементов. Использование изобретения позволяет обеспечить длительное хранение продуктов при низкой температуре за счет повышения эффективности работы адсорбента и теплоизоляции. 1 ил.

Емкость для хранения продуктов, содержащая наружную оболочку, внутренний сосуд с опорными элементами, многослойно-вакуумную теплоизоляцию и закрепленный в межстенном пространстве на стенке внутреннего сосуда адсорбент, отличающаяся тем, что внутренний сосуд снабжен нагревателем, выполненным в виде токопроводящей жилы, проложенной в слоях адсорбента, и слоем пористого материала, размещенного между адсорбентом и многослойно-вакуумной теплоизоляцией с пересечением ее слоев вдоль опорных элементов.