Криогенный резервуар Советский патент 1987 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 насосах.

Целью изобретейия является повьппе ние эффективности резервуара.

На чертеже изображен резервуар, пр одоль ный разрез.

Резервуар содержит кожух 1, внутренний сосуд 2 для криогенной жидкости, в вакуумированной полости 3 между которыми расположены теплоизо ляция 4 и закрепленная на внутреннем сосуде 2 камера 5, выполненная из теплопроводного материала и заполненная адсорбентом 6, газопроницаемый фильтр 7, размещенньй над адсорбен- том 6 и выполненный в виде обратного конуса, подпружиненный шток 8 с приводом 9 в виде сильфона. Нагреватель выполненньй в виде расположенного внутри эластичного чехла 10 трубчатого змеевика 11. Внутренняя поверх- ; ность 12 камеры 5 имеет вогнутую форму, чехол 10 выполнен из газопроницаемого теплопроводного материала

.

и имеет форму и площадь поверхности.

соответствующие форме и площади поверхности 12. Нагреватель подключен к приводу 9. Шток 8, змеевик 11 и чехол 10 закреплены каждый одним концом через теплоизоляционную проклад- ку 13 на-дне камеры 5, а другим концом на фильтре 7, большее основание которого имеет фланец 14, контакти- рукщий с камерой 5 через фланец 15.

Устройство работает следующим об- разом.

В режиме откачки газа адсорбентом 6 из полости 3 резервуара газопроницаемый фильтр 7 приведен при- жимной пружиной 16 и штоком 8 в рабочее положение, при котором теплопроводный фланец 14 контактирует

с фланцем 15 камеры 5, обеспечивая охлаждение фильтра 7 и контактирую- щего с ним адсорбента 6. Благодаря своей форме и повьшенной жесткости фильтр 7 расталкивает гранулы ад сорбента 6, заполняющего чехол 10, в направлении, перпендикулярном оси камеры 5. При этом эластичный теплопроводный чехол 10, например, тонка металлическая сетка конической формы, растягивается в поперечном на

0

5

0

5

0

5

правлении и плотно прилегает к внутренней поверхности 12 камеры 5, обеспечивая ее тепловой контакт с адсорбентом. Внутренняя поверхность 12 камеры 5, выполненная, например, в форме усеченного эллипсоида вращения, имеет площадь поверхности, равную площади поверхности чехла, что обеспечивает их надежное прилегание и контакт. При рабочем положении фильтра 7 трубчатый змеевик 11 сложен и компактно размещен в полости камеры 5. В режиме регенерации адсорбента через патрубок 17 подвода газа и через nai py6oK 18 в привод 9, например, сильфон, под давлением подается газ. Привод 9 преодолевает действие пружины 16 и выдвигает фильтр 7 в направлении оси камеры на заданное расстояние от нее. При этом эластичньй чехол 10 деформируется, и, растягиваясь, принимает форму усеченного конуса, не контактирующего с поверхностью камеры, нижнее сечение которого отделено от охлажденной камеры прокладкой 13. В результате разрьшается тепловой контакт адсорбента 6 и внутренней поверхности 12 камеры за счет пересыпания гранул адсорбента 6 в чехле 10. При вьщвижении фильтра 7 раздвигается закрепленньй на нем трубчатый змеевик 11 и его кольца устанавливаются с равным шагом в слое адсорбента, обеспечивая его равномерный прогрев. Подачей греющего газа через патрубок 17 под давлением, удерживающим выдвинутый фильтр 7. с отводом его через патрубок 19 осуществляется регенерация адсорбента нагреванием при одновременной откачке полости 3 резервуара внешней вакуумной системой (не показана). По - окончании регенерации прекращается подача греющего газа в змеевик 11. Пружина 16 возвращает фильтр 7 в рабочее положение, одновременно деформируя и приводя в контакт с внутренней поверхностью 12 камеры 5 чехол 10. При этом устанавливается тепловой контакт адсорбента 6 с поверхностью 12 Камеры и он переводится в режим откачки газа из полости 3 резервуара, а трубчатый змеевик 11 возвращается в компактное положение в чехле и полости камеры 5.

Примененная в устройстве прокладка 13, установленная на внутренней

поверхности стенки камеры, закреп- ленной на сосуде резервуара, позво- ляет исключить теплопритоки через камеру к внутреннему сосуду и криогенной жидкости в режиме регенерации адсорбента нагреванием.

Площадь контакта прокладки с камерой должна быть существенно меньше площади ее внутренней поверхности (не более 10 + 15%), чтобы она существенно не уменьшала площадь поверхности теплообмена камеры и адсорбента.

Примененный в устройстве газопроницаемый эластичный чехол, например, сетчатьй, позволяет эксплуатировать заполняющий его адсорбент в двух режимах. В режиме откачки газа из полости резервуара чехол плотно прилегает к внутренней поверхности камеры, обеспечивая ее надежный тепловой контакт с гранулами адсорбента. В режиме регенерации чехол отводится штоком от своего первоначального пофильтра и контактирующего с ним Адсорбента.

При подготовке устройства к регенерации адсорбента фильтр отводится

г от камеры на заданное расстояние с помощью привода, при этом он дополнительно выполняет функции несущего элемента устройства, удерживая чехол и трубчатый змеевик в растянутом поfO ложеНИИ.

Трубчатый змеевик, закрепленный одним концом на прокладке, а другим на подвижном фильтре, компактно размещается в полости камеры при рабо)5 чем положении фильтра, а после выдвижения его для регенерации адсорбента раздвигается и его кольца устанавли- ваются с равным шагом в чехле, что обеспечивает равномерный прогрев, ад20 сорбента.

Предлагаемое техническое решение позволяет исключить расход тепловой энергии и криогенной жидкости, а также затраты времени на технологические

ложения, что изменяет пространствен- 25 сливы криогенной жидкости и нагрева- ное положение гранул адсорбента бла- кие внутренних сосудов при регенера- годаря их пересыпанию в чехле. Это ции адсорбента.

обеспечивает их теплоизоляцию и поз- | Формула изобретения воляет нагревать адсорбент без слива 1. Криогенный резервуар, содержа- криогенной жидкости из сосуда резер- 30 щий кожух и внутренний сосуд для

вуара.

Придание чехлу формы, близкого по форме внутренней поверхности камеры, и равного ей по площади боковой поверхности, обеспечивает их надежное прилегание в рабочем положении.

Газопроницаемый фильтр выполнен подвижным и соосным камере в виде жесткого конуса, обращенного вершиной к прокладке с целью обеспечения работы устройства в двух режимах. В режиме откачки адсорбентом газа из полости резервуара конус своим флаи- цем основания устанавливается на фланце камеры благодаря действию прижимающей пружины.

Помимо того, что фильтр удерживает и дополнительно охлаждает адсорбент в чехле, благодаря своей конической форме и повьш1енной жесткости он обеспечивает поджим гранул адсорбента в направлении, перпендикулярном поверхности камеры. При этом мягкий чехол растягивается в поперечном направлении, обеспечивая тепловой 5 шток, змеевик и чехол закреплены кажконтакт заполняющего его адсорбента с внутренней поверхностью камеры.

Тепловой контакт фланцев фильтра и камеры необходим для охлаждения

дый одним концом на дне камеры, а другим - на фильтре, большее основание которого снабжено фланцем, контактирующим с камерой.

фильтра и контактирующего с ним Адсорбента.

При подготовке устройства к регенерации адсорбента фильтр отводится

от камеры на заданное расстояние с помощью привода, при этом он дополнительно выполняет функции несущего элемента устройства, удерживая чехол и трубчатый змеевик в растянутом положеНИИ.

Трубчатый змеевик, закрепленный одним концом на прокладке, а другим на подвижном фильтре, компактно размещается в полости камеры при рабочем положении фильтра, а после выдвижения его для регенерации адсорбента раздвигается и его кольца устанавли- ваются с равным шагом в чехле, что обеспечивает равномерный прогрев, адсорбента.

Предлагаемое техническое решение позволяет исключить расход тепловой энергии и криогенной жидкости, а также затраты времени на технологические

криогенной жидкости, в вакуумирован- ной полости между которыми расположена теплоизоляция и закрепленная на внутреннем сосуде камера, выполненная из теплопроводного материала и заполненная адсорбентом, при этом камера снабжена газопроницаемым фильтром, размещенным над адсорбентом, подпружиненным штоком с приводом

и нагревателем адсорбента, о т л и- чающийся тем, что, с целью повышения эффективности, фильтр выполнен в виде обратного конуса, внутренняя поверхность камеры имеет вогнутую форму, камера снабжена эластичным чехлом для адсорбента, выполненным из газопроницаемого теплопроводного материала и имеющим форму

и площадь поверхности, соответствую- щие форме и площади внутренней поверхности камеры, нагреватель выполнен в виде расположенного внутри чехла и подключенного к приводу штока трубчатого змеевика, при этом

шток, змеевик и чехол закреплены каждый одним концом на дне камеры, а другим - на фильтре, большее основание которого снабжено фланцем, контактирующим с камерой.

512868686

2. Криогенный резервуар по п.1, прокладкой, установленной между дном отличающийся тем, что камера снабжена теплоизоляционной

камеры и концами штока змеевика и чехла.

прокладкой, установленной между дн

камеры и концами штока змеевика и чехла.

Изобретение относится к криогенному резервуару и решает проблему повышения его эффективности. В криогенном резервуаре содержится камера с адсорбентом, расположенная на стенке внутреннего сосуда в вакуумируемой полости. Адсорбент помещен в эластичный чехол, при этом чехол и внутренняя поверхность камеры соответствуют друг другу по форме и площади поверхности. Адсорбент закрыт фильтром в виде жесткого обратного конуса, на котором закреплен чехол, раздвижной трубчатый змеевик-нагреватель адсорбента. Фильтр закреплен на штоке, привод которого подключен к змеевику. В рабочем состоянии фильтр поджимает адсорбент в чехле .и внутренней поверхности камеры и он захолаживается. В режиме регенерации в змеевик подают греющий газ, он приводит в движение шток, который поднимает фильтр с чехлом и змеевиком, при этом адсорбент и ямеевик не контактирует с внутренней поверхностью камеры, так как на дне камеры расположена теплоизолированная прокладка. 1 з. п. , 1 Ш.. i О) ю 00 Од 00 Од 00

п а

iO fS 3- 18 9 5 19

19