Криогенный резервуар Советский патент 1986 года по МПК F17C3/00 

Изобретение относится к криогенной технике, а именно к емкостям для хранения и транспортирования таких криогенных жидкостей, как жидкие кислород, азот, аргон и другие, и может найти применение в криоадсорбционных вакуумных насосах.

Целью изобретения является повышение эффективности за счет увеличения надежности работы адсорбента.

На чертеже схематически изображено предлагаемое устройство.

Криогенный резервуар содержит внутренний сосуд 1 для криогенной жидкости и кожух 2, в вакуумированной полости 3 между которыми расположены теплоизоляция 4 и адсорбционная камера, выполненная из секции 5 и 6. Последние, в свою очередь, состоят из двух отсеков, перекрытых газопроницаемыми фильтрами 7 и разделенных разрушаемой упаковкой - разрывными мембранами 8. Отсеки секций, крепящиеся на внутреннем сосуде, заполнены адсорбен- том 9, каждый имеет толкатели 10 одноразового действия, например, в виде гофрированных пластичных карманов, установленных на теплоизолирующих основаниях 11 и подключенных патрубками 12 к трубчатым змеевикам 13, в которые через патрубок 14 подается рабочий агент - греющий газ - и отводится через патрубок 15. Толкатели соединены щтоками 16 с ножами 17, в исходном положении контактирующими с разрывными мембранами, а после срабатыва- ния толкателей выдвигающимися во вторые отсеки секций с отсеченными у мембран частями 18, сообщая адсорбент с вторыми отсеками секций, свободными от адсорбента и герметично соединенными между собой с образованием общего коллектора 19, перекрытого с торцов крышками 20. В коллекторе выполнено отверстие 21 с уплотнением 22, сообщавощее его с вакуумированной полостью резервуара и перекрываемое заслонкой 23, которая соединена щтоком 24 с приводом 25, например, сильфоном, подсоединенным патрубками 26 к змеевику 13. Пружина 27 обеспечивает нормально открытое положение заслонки 23. На коллекторе 19 установлен манометрический преобразователь 28 для измерения давления остаточных газов в перекрытой камере.

Устройство работает следующим образом.

В процессе монтажа криогенного резервуара на его внутреннем сосуде 1 собираются в единую адсорбционную камеру конструктивно самостоятельно офор.мленные секции, например секции 5 и 6, у которых отсеки, контактирующие с внутренним сосудом, заполнены регенерированным адсорбентом 9 и сухим газом, отличным от индикаторного, применяемого при контроле герметичности резервуара, например, азотом. При этом вторые отсеки секций, свобод

5

0 о

ные от адсорбента и соединенные непосредственно между собой или через компенсирующие вставки (угловые или прямолинейные), образуют единый герметизированный коллектор 19, сообщающийся с полостью 3 резервуара через отверстие 21, периодически перекрываемое заслонкой 23. При ваку- умировании полости 3 и коллектора 19 камеры после сборки резервуара в змеевики 13 через патрубки 14 или 15 подается газ под давлением первой ступени, приводящим в действие толкатели 10 одноразового действия, например гофрированные пластичные карманы. Соединенные с толкателями щто- ки 16 и ножи 17 в исходном положении контактируют с мембранами 8, а после срабатывания толкателей выдвигаются во вторые отсеки секций, отсекая часть 18 у мембран и сообщая адсорбент 9 с вакуумированной полостью 3 резервуара. Теплоизолирующие основания 11 толкателей 10 позволяют исключить конденсацию газа, подаваемого через змеевики 13 и полости толкателей в привод 25 заслонки при заполненном криогенной жидкостью внутреннем сосуде 1. При необходимости оперативного контроля гер- .метичности резервуара, возникающей в процессе его эксплуатации, и при оценке работоспособности адсорбента отверстие 21 перекрывается заслонкой 23, соединенной подпружиненным щтоком 24 с приводом 25, например, сильфоном при подаче в него через патрубки 14 или 15 газа под давлением второй ступени, более высоким, чем давление первой ступени. После прекращения откачки полости 3 адсорбентом в результате перекрытия камеры заслонкой 23 создаются условия для определения герметичности резервуара одним из известных методов, например манометрическим по повышению давления остаточных газов в полости 3, регистрируемого манометрическим преобразователем, установленным на кожухе (не показан). Перекрытие камеры заслонкой 23 также позволяет оцепивать работоспособность адсорбента в процессе эксплуатации резервуара путем регистрации манометрическим преобразователем 28 предельного давления остаточных газов и скорости 5 его достижения в коллекторе адсорбционной камеры. При регенерации адсорбента из внутреннего сосуда 1 сливают криогенную жидкость и через патрубок 14 в трубчатый змеевик 13 подают греющий газ, который отводится через патрубок 15. Одновременно коллектор 19 камер л вакуумируют через открытое отверстие 21 и через полость 3 резервуара.

Примененный в устройстве трубчатый змеевик позволяет не только проводить регенерацию адсорбента неносредственны.м нагреванием без прогрева всего внутреннего сосуда, но и осуществлять управление работой исполнительных органов устройства.

5

0

0

5

Так, при подаче в змеевик газа под давлением первой ступени срабатывают толкатели, вскрывающие отсеки секций, заполненные адсорбентом, а при подаче газа под давлением второй ступени срабатывает привод заслонки, перекрывающей отверстие в коллекторе камеры.

Выполнение адсорбционной камеры многосекционной позволяет уменьц1ить трудоемкость монтажа крупных камер с большим содержанием адсорбента, сделать более рациональным размещение их на внутренних сосудах резервуаров благодаря возможности устанавливать секции с любым взаимным положением, соединяя их не только непосредственно между собой, но и через вставки коллектора (угловые или прямолинейные), и улучшить качество предварительной регенерации, эффективность которой повьпиает- ся при уменьшении регенерируемого объема адсорбента за счет секционирования камеры.

Перекрываемое заслонкой отверстие (одно или несколько) в коллекторе адсорбционной камеры дает возможность нри необходимости герметизировать адсорбент в камере и прекращать откачку вакуумированной полости резервуара. Это позволяет проводить оперативный контроль герметичности резервуара и работоспособности (степени насыщения) адсорбента без слива криогенной жидкости и нагревания внутреннего сосуда до комнатной температуры.

Выполнение секций устройства, состоящими из двух отсеков, позволяет получить в собранной камере общий коллектор, сообщающийся с вакуумированной полостью резервуара через перекрываемые отверстия (одно или несколько). Это дает возможность эффективно откачивать крупногабаритную полость резервуара повышенным числом секций (больщим количеством адсорбента) через минимальное количество отверстий в коллекторе, оснащенных перекрывающими и,х заслонками с приводами, что повышает надежность устройства и снижает теплопри- токи излучением к адсорбенту и криогенной жидкости благодаря минимальному количеству сквозных отверстий в тепловой изоляции, покрывающей адсорбционную камеру. По сравнению с широко применяющейся откачкой газа из-под слоя изоляции при установке адсорбционных камер полностью под изоляцией предлагаемая откачка газа из вакуумированной полости резервуара через коллектор значительно повышает газовую проводимость устройства.

Редактор О. Головач Заказ 6776/32

Составитель Г. Ольшанская

Техред И. ВересКорректор А.

Тираж 459Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ПОП «Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Применение в устройстве разрывных мембран позво.тяет герметизировать регенерированный адсорбент и исключить его контакт с атмосферным воздухом при монтаже резервуара.

Толкатели, оснащенные штоками и ножами, позволяют вскрывать разрывные мембраны повышенной толщины, что пов-ыщает надежность герметизации адсорбента и исключает их случайный разрыв при проведеНИИ монтажных работ. Толкатели также обеспечивают отвод отсеченных частей мембран от отсеков с адсорбентом на заданное расстояние, что повышает газовую проводимость устройства.

Предлагаемое устройство позволяет исключить расход тепловой энергии и криогенной жидкости, а также затраты времени на технологические сливы криогенной жидкости и нагревание внутренних сосудов при оперативном контроле герметичности резер0 вуаров и оценке работоспособности адсорбента.

Формула изобретения

. Криогенный резервуар, содержащий внутренний сосуд для криогенной жидкости и кожух, в вакуумированной полости между которыми расположены теплоизоляция и камера с адсорбентом, размещенным в разрущаемой упаковке на стенке внутреннего сосуда, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности за счет увеличения надежности работы адсорбента, камера снабжена трубчатым змеевиком для подачи рабочего агента, помещенным в слой адсорбента толкателями с ножами, взаимодействующими с разрушаемой упаковкой и подключенными к трубчатому змеевику.

2.Резервуар по п. 1, отлиЧаюи ийся тем, что камера выполнена из секций, в каждой из которых размещены трубчатый змеевик и толкатель, полости секций, свободные от адсорбента, сообщены между собой с образованием общего коллектора и с вакуумированной полостью посредством отверстия и

снабжены заслонкой с приводом, установленной напротив отверстия, при этом привод заслонки подключен к трубчатому змеевику.

3.Резервуар по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что разрушаемая упаковк,а выполнена

в виде разрывных мембран.

Изобретение относится к криогенным резервуарам и решает проблему повышения их эффективности за счет увеличения надежности работы адсорбента. В криогенном резервуаре в вакуумированной полости между кожухом и внутренним сосудом размеш,ена адсорбционная камера, которая может быть выполнена из нескольких секций, полости которых, свободные от адсорбента, соединены между собой с образованием коллектора и сообщены с вакуумированной полостью через отверстие, перекрываемое заслонкой с приводом. Адсорбент размешен в разрушаемой упаковке, выполненной, например, в виде разрывных мембран и закрепленной на стенке внутреннего сосуда. В слое адсорбента размешен трубчатый змеевик для подачи рабочего агента - газа, подключенный к толкателям с ножами, установленными напротив мембран, и к приводу заслонки. При подаче в змеевик газа с определенным давлением он приводит в движение толкатели, которые вскрывают упаковку адсорбента и сообщают его с вакуумированной полостью, т.е. обеспечивают работу адсорбента по откачке остаточных газов. При подаче в змеевик греюа1его газа происходит регенерация адсорбента без прогрева внутреннего сосуда. При подаче в змеевик газа с другим давлением можно перекрыть отверстие коллектора заслонкой и проконтролировать герметичность криогенного резервуара. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. сл | 00 СП оо да 77 ;z ,9 }3 6