Устройство для подачи легкокипящих жидкостей Советский патент 1985 года по МПК F17C9/02 

Изобретение относится к устройствам для подачи из закрытых объемов легкокипящих жидкостей: криогенных (азота, гелия и т.д.), а также фреона,- спирта, ацетона, уайт-спирита и т.п.

Цель изобретения - повышение его быстродействия и обеспечение экономии электроэнергии и жидкости.

На фиг. 1 показано устройство в рабочем состоянии; на фиг. 2 - устройство в процессе подготовки к работе; на фиг. 3 - вид А на фиг. 1; на-фиг. 4 - вариант выполнения ротора в поперечном сечении.

Устройство содержит сосуд 1 с трубопроводом 2 для жидкости, подключенным выходом к потребителю 3 (криостату), присоединенную к входу трубопровода 2 теплоизолированную камеру 4 с нижними 5 и 6, и верхними 7 и 8 отверстиями, сообщающими ее с сосудом 1, и распределительные элементы с электроприводом 9, взаимодействующие с отверстиями камеры 4.

Электропривод 9 выполнен с вертикально установленным .ротором 10, распределительные элементы выполнены в виде вертикальных трубок 11 и 12, взаимодействующих входными и выходными концами соответственно с нижними и верхними отверстиями камеры 4, и термически соединены с ротором 10. Ротор 10 снабжен фиксатором 13 поворота, взаимодействующим с упором 14. Сосуд снабжен плавающим теплоизолирующим покрытием в виде пенопластовой крощки 15. Статор 16 электропривода 9 установлен неподвижно в камере 4. Камера 4 посредством отверстий 17 сообщена с паровой полостью сосуда 1. В крыщке камеры 4 смонтировано реле 18 давления с электроконтактами, входящее вместе с термопарой 19, размещенной в криостате 3, и электронным блоком 20 в систему управления электроприводом. Устройство имеет предохранительный клапан 21 с электроконтактами для аварийного сброса давления паров жидкости и отключения питания обмотки ротора 10. В роторе 10 и камере 4 вместо двух отверстий может быть выполнено три (фиг. 4) и более. Причем предпочтительно увеличивать число тех отверстий, через которые осуществляется испарение жидкого азота параллельно с его подачей. Это целесообразно делать в тех случаях, когда размеры и конструкция ротора типового электропривода не позволяют обеспечить требуемую поверхность теплообмена и соответственно интенсивность испарения жидкого азота путем увеличения поперечного сечения указанных отверстий. Равномерное распределение продольных отверстий по плоШади поперечного сечения ротора создает оптимальные условия для теплоотвода от обмотки заторможенного ротора.

Устройство работает следующим образом.

Электронный блок 20, реле 8 давления и предохранительный клапан 21 настраивают на заданный порог срабатывания, соответствующий температурному режиму в криостате 3. Включают электронный блок 20 и ротор 10 поворачивается до взаимодействия фиксатора 13 с упором 14 (фиг. 3). При этом при помощи трубки 11 ротора 10 сообщаются между собой отверстия 6 и 8 (фиг. 2). Вследствие торможения (полное

остановки) ротора 10 его обмотка нагревается, что приводит к нагреву и испарению находящегося в трубке 11 жидкого азота. Пары азота через полость камеры 4 и отверстия 17 поступают в паровую полость

5 сосуда 1, создавая избыточное давление на жидкость. После достижения заданного давления паров срабатывает реле 18, направление тока в обмотке ротора 10 изменяется на противоположное и он поворачивается до взаимодействия с упором 14; обмотка ротора 10 отключается. При этом сообщаются между собой посредством трубок 12 и 11 соответственно отверстия 6 и 8, 5 и 7 (фиг. 1). Вследствие избыточного давления жидкий азот через отверстия 5 и 7 и трубо5 провод 2 поступает в криостат 3.

В слу1;ае падения давления паров в сосуде размыкаются контакты реле 18 и на обмотку заторможенного ротора 10 подают напряжение. В результате нагрева обмотки происходит испарение жидкого азота в трубке 12 ротора. Давление паров в сосуде 1 восстанавливается до заданного уровня и питание обмотки отключается. При увеличении давления паров выще указанного уровня срабатывает предохранительный клапан 21, отключая питание обмотки ротора 1.

5 Последующее включение после аварийного сброса давления осуществляется автоматически.

После достижения в криостате необходи0 мой температуры по сигналу термопары 19 электронный блок 20 изменяет направление тока в обмотке ротора 10, который поворачивается в положение, соответствующее фиг. 3 . Отверстия 5 и 7 разобщаются, поступление жидкого азота в криостат пре5 кращается. При этом электронный блок обесточивает обмотку ротора. При увеличении температуры по сигналу термопары электронный блок вновь подает на обмотку ротора ток в направлении, при котором последg НИИ поворачивается в положение, соответствующее фиг. 1. Поступление жидкости в криостат возобновляется.

Предложенное устройство имеет коэффициент полезного дёйств ия, близкий к 100%. Электрический двигатель в устройстве выполняет функции как нагревательного элемента, так и запорного клапана, затраты энергии на открывание и закрывание которого преобразуются в тепло, используемое

для подачи жидкости (для создания избыточного давления). При этом снижается теплообмен между жидкостью и ее парами, а также локализуется объем ее нагрева.

Таким образом, предложенное устройство обеспечивает экономию электроэнергии повышает быстродействие и уменьшает потери криогенной жидкости.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДАЧИ ЛЕГКОКИПЯЩИХ ЖИДКОСТЕЙ, содержащее сосуд с трубопроводом для жидкости, подключенным выходом к потребителю, присоединенную к входу трубопровода камеру с нижними и верхними отверстиями, сообщающими ее с сосудом, и распределиZ20S тельные элементы с электроприводом, взаимодействующие с отверстиями камеры, отличающееся тем, что, с целью повыщения его быстродействия и обеспечения экономии электроэнергии и жидкости, электропривод выполнен с вертикально установленным ротором, распределительные элементы выполнены в виде вертикальных трубок, взаимодействующих входными и выходными концами соответственно с нижними и верхними отверстиями камеры, и термически соединены с ротором. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что ротор снабжен фиксатором поворота. 3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что сосуд снабжен плавающим теплоизолирующим покрытием в виде пенопластовой крошки. (Л ел | ел

19

Ф14г.г