ДРЕНАЖНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2005 года по МПК F17C13/10 

Изобретение относится к криогенной технике, в частности, к устройствам для дренажа криогенных компонентов подводных аппаратов в воду.

Известно дренажное устройство, содержащее трубопровод с насадком (см. а.с. №626307, МПК F 17 C 7/02).

Недостатком известного устройства является возможность полного обмерзания насадка при длительном дренаже криогенного компонента.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является дренажное устройство, содержащее трубопровод с насадком и теплоизоляцию (см. а.с. №1702079, МПК F 17 C 7/02).

Недостатком этого устройства является низкая прочность и недостаточная температуростойкость при длительных и пульсирующих сбросах криогенной жидкости, приводящих к температурной деформации, последующему намерзанию льда и забиванию гидравлического тракта.

Задачей изобретения является повышение надежности и работоспособности дренажного устройства при воздействии внешних нагрузок и температурных деформаций в течение длительного периода, а также при неоднократном использовании.

Поставленная задача достигается тем, что в дренажном устройстве, содержащем трубопровод с насадком и теплоизоляцию, насадок состоит из патрубка, заключенного в кожух с n (n=1, 2 и т.д.) коаксиальными перегородками, полости между которыми сообщены между собой и с вакуумируемой полостью между патрубком и кожухом, а выходная часть патрубка соединена с кожухом профильной перемычкой, на внутреннюю поверхность патрубка и внешнюю поверхность профильной перемычки нанесено антиадгезионное покрытие и насадок снабжен крепежным фланцем. Во входной части кожух может быть выполнен с ребрами на наружной поверхности, а профильная перемычка - в виде конуса с вешним углом 230-250°. Кроме того патрубок может иметь адсорбирующее покрытие на внешней поверхности.

Техническим результатом, достигаемым с помощью заявляемого устройства, является качественное улучшение теплоизоляционных характеристик дренажного устройства, позволяющих обеспечить температуру корпуса подводного аппарата на уровне не ниже 273 К.

На чертеже изображен общий вид дренажного устройства, установленного в корпус подводного аппарата.

Дренажное устройство содержит трубопровод 1 с герметично подсоединенным к нему насадком 2, который включает патрубок 3, заключенный в кожух 4 с n (n=1, 2 и т.д.) коаксиальными перегородками 5. Полости 6 между перегородками 5 сообщены через каналы 7 в перегородках между собой и с вакуумируемой полостью 8 между патрубком 3 и кожухом 4. В выходной части насадка 2 патрубок 3 и кожух 4 соединены профильной перемычкой 9. Внутренняя поверхность патрубка 3 и внешняя поверхность профильной перемычки 9 покрыты антиадгезионным покрытием 10, например, марки 4МД. В вакуумируемой полости 8 установлена теплоизоляция 11, например, ЭВТИ-2РЛ, а на внешнюю поверхность патрубка 3 нанесено адсорбирующее покрытие 12, например, цеолит Со ЕН-ВС. Насадок 2 снабжен крепежным фланцем 13 для монтажа дренажного устройства к корпусу 14 подводного аппарата. Для повышения герметичности кольцевой зазор между насадком 2 и корпусом 14 заполнен герметиком-теплоизолятором 15, например, эпоксидной смолой. На наружной поверхности входной части кожуха 4 выполнены ребра 16. Также насадок снабжен штуцером 17. Количество коаксиальных перегородок 5 определяется прочностью и устойчивостью профильной перемычки 9, а также диаметром патрубка 3 и диаметром отверстия в корпусе 14.

Дренажное устройство подготавливается к работе следующим образом.

Через штуцер 17 осуществляется вакуумирование полости 8 и через каналы 7 полостей 6 насадка 2 дренажного устройства, при этом насадок нагревают до 100°С. Вакуумирование осуществляется до тех пор, пока суммарное натекание от негерметичности и газовыделения превышает допустимую величину, которая определяется временем эксплуатации дренажного устройства и составляет не менее 10 лет. После достижения допустимой величины натекания штуцер 17 герметизируют, а насадок 2 герметично прикрепляют к трубопроводу 1. С помощью крепежного фланца 13 дренажное устройство монтируют к корпусу 14 подводного аппарата. Кольцевая щель заполняется герметиком-теплоизолятором 15. Остаточное давление в герметичной полости в условиях бездренажного хранения, как правило, держится на уровне 0,01 мм рт.ст.

Работает устройство следующим образом.

При сбросе криогенной жидкости через дренажное устройство в воду патрубок 3 охлаждается и охлаждает адсорбирующее покрытие 12. Адсорбент поглощает молекулы остаточного газа и, таким образом, повышается степень вакуумирования полостей 8 и 6. При этом вакуумируется теплоизоляция 11 и с достижением давления 0,005 мм рт.ст. и ниже проявляются ее высокие теплозащитные характеристики. Известно, что у сталей, используемых при производстве корпусов подводных аппаратов, прочностные свойства теряются при достижении температуры ˜233 К. Поэтому при установке дренажного устройства необходимо обеспечить температуру корпуса подводного аппарата выше указанной температуры, например, не ниже 273 К. Для обеспечения допустимой температуры корпуса 14 профильная перемычка 9 имеет минимально допустимую толщину и выполняется из низкотеплопроводного сплава, например, 10Х18Н9Т. Для повышения температуры фланца 13 и корпуса 14 подводного аппарата на внешней поверхности кожуха 4 со стороны входа до фланца 13 могут быть выполнены ребра 16. Экспериментально получено, что для снижения вероятности льдообразования на кромке профильной перемычки 9, она должна иметь внешний угол от 230 до 250°; наилучший результат достигается при 240°. Внутренняя поверхность патрубка 3 и внешняя поверхность профильной перемычки 9 покрыты антиадгезионным покрытием 10. При возможном образовании льда при длительных сбросах до 12 ч, особенно в пульсирующих режимах, из-за низких адгезионных сил к антиадгезионному покрытию 10 лед будет удаляться потоком криогенной жидкости.

Дренажное устройство относится к криогенной технике, в частности, к устройствам для дренажа криогенных компонентов подводных аппаратов в воду. Дренажное устройство содержит трубопровод с насадком и теплоизоляцию. Насадок состоит из патрубка, заключенного в кожух с n (n=1, 2 и т.д.) коаксиальными перегородками, полости между которыми сообщены между собой и с вакуумируемой полостью между патрубком и кожухом. Выходная часть патрубка соединена с кожухом профильной перемычкой и на внутреннюю поверхность патрубка и внешнюю поверхность профильной перемычки нанесено антиадгезионное покрытие. Насадок снабжен крепежным фланцем. Во входной части кожух может быть выполнен с ребрами на наружной поверхности, а профильная перемычка - в виде конуса с внешним углом 230-250°. На внешнюю поверхность патрубка может быть нанесено адсорбирующее покрытие. Использование изобретения позволит повысить надежность и работоспособность дренажного устройства при воздействии внешних нагрузок и температурных деформаций в течение длительного периода. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Дренажное устройство, содержащее трубопровод с насадком и теплоизоляцию, отличающееся тем, что насадок состоит из патрубка, заключенного в кожух с n (n=1, 2 и т.д.) коаксиальными перегородками, полости между которыми сообщены между собой и с вакуумируемой полостью между патрубком и кожухом, а выходная часть патрубка соединена с кожухом профильной перемычкой, причем на внутреннюю поверхность патрубка и внешнюю поверхность профильной перемычки нанесено антиадгезионное покрытие, а также насадок снабжен крепежным фланцем.2. Дренажное устройство по п.1, отличающееся тем, что во входной части кожух выполнен с ребрами на наружной поверхности.3. Дренажное устройство по п.1, отличающееся тем, что профильная перемычка выполнена в виде конуса с внешним углом 230-250°.4. Дренажное устройство по п.1, отличающееся тем, что патрубок выполнен с адсорбирующим покрытием на внешней поверхности.