Сифон для заправки криостата Советский патент 1987 года по МПК F17C3/00 

to

15

20

25

Изобретение относится к низкотемпературной технике и может использоваться для заправки и дозаправки сжиженными газами криостатов и криоуста- новок.

Целью изобретения является упрощение конструкции и эксплуатации сифона.

На фиг.1 приведена конструкция сифона, установленного в криостате; на фиг.2 - перепускное средство в виде сужения трубопровода; на фиг.З - то

же, в виде сопла; на фиг.4 - то же,

«

в виде расширяющегося участка трубопровода .

Сифон состоит из внутреннего теплоизолированного 1 и наружного 2 трубопроводов , полость 3 между которыми вакуумирована. Внутренний трубопровод 1 соединен с выходным патрубком 4 с помощью перепускного средства 5, которое сообщено с верхней частью 6 криостата 7 отверстием 8. Сифон вставлен выходным патрубком в криос- тат таким образом, чтобы перепускное средство с отверстием находилось между уровнем 9 криогенной жидкости 10 и крьшкой 11 криостата, в которой находится дренажная магистраль 12. Входной патрубок 13 сифона вставляется в заправочный сосуд 14. При необходимости сифон может быть выполнен либо цельным, либо разборным. В последнем случае он состоит из выходной 15 и входной 16 частей, которые меж- ду собою соединены уплотнением 17. Наружный трубопровод соединен с кри- остатом и сосудом уплотнениями 18

. 40

Перепускное средство может быть выполнено в нескольких вариантах: в виде сужающегося участка трубопровода с отверстием 8 в его нижней час- s ти (фиг.20; в виде сопла 20, расположенного в насадке (фиг.З); в виде расширяющегося участка трубопровода, при этом трубопровод 1 входит в патрубок 4 (фиг.4).

Размеры сифона выбраны из соотношения

,л

30

50

s;s

s.(s:

sD/s.

S и площади поперечного сечения

с с

ВХОДНОГО и выходного патрубков сифона соответственно; S - площадь поперечного сечения криостата.

Сифон работает следующим образом.

Перед заправкой сифон вставляют выходным патрубком в криостат, а входным патрубком - в сосуд и осуществляют герметизацию системы уплотнениями. При этом отверстие 8 распо- гают между крышкой криостата и максимально возможным при его заправке уровнем криогенной жидкости.

Создавая давление в сосуде, через теплоизолированный трубопровод перегоняют жидкость в криостат. При этом давление в выходном патрубке практически атмосферное. Однако при заправке криостата необходимо, чтобы жидкость не попадала в его полость через отверстие 8, что вызвало бы повышение количества испаряющейся жидкости при заправке криостата. Для этой цели, предусмотрено снижение давления в выходном патрубке с помощью перепускного средства. В общем случае оно достигается перепадом проходных сечений внутреннего трубопровода и выходного патрубка.

В устройстве по фиг. 2 скорость течения в сужении увеличивается, давление снижается, и жидкость практически не поступает в полость криостата через отверстие 8; в устройстве по фиг.З отверстие 8 выполнено Bbmie сопла в насадке, где криогенная жидкость при заправке криостата практически отсутствует; в устройстве по. фиг.4 снижение давления в выходном патрубке осуществляется за счет внезапного расширения проходных сечений.

После заправки криостата сбрасывают давление в сосуде.

Пар из внутреннего трубопровода сифона эвакуируется через отверстие 8, верхнюю часть и дренажную магис- траль криостата в газгольдер. Следовательно, в предложенной конструкции отсутствует термоакустический эффект, поэтому нет необходимости сифон после

заправки криостата либо поднимать та- где S - площадь отверстия перепуск- ким образом, чтобы концы патрубков

ного средства;были уровней криожидкости в криS- - площадь проходного сечения остате и сосуде, либо, если сифон

дренажной магистрали криос- разборной, соединять его с дренажной

тата;

to

15

0

5

0

s

0

0

S и площади поперечного сечения

с с

ВХОДНОГО и выходного патрубков сифона соответственно; S - площадь поперечного сечения криостата.

Сифон работает следующим образом.

Перед заправкой сифон вставляют выходным патрубком в криостат, а входным патрубком - в сосуд и осуществляют герметизацию системы уплотнениями. При этом отверстие 8 распо- гают между крышкой криостата и максимально возможным при его заправке уровнем криогенной жидкости.

Создавая давление в сосуде, через теплоизолированный трубопровод перегоняют жидкость в криостат. При этом давление в выходном патрубке практически атмосферное. Однако при заправке криостата необходимо, чтобы жидкость не попадала в его полость через отверстие 8, что вызвало бы повышение количества испаряющейся жидкости при заправке криостата. Для этой цели, предусмотрено снижение давления в выходном патрубке с помощью перепускного средства. В общем случае оно достигается перепадом проходных сечений внутреннего трубопровода и выходного патрубка.

В устройстве по фиг. 2 скорость течения в сужении увеличивается, давление снижается, и жидкость практически не поступает в полость криостата через отверстие 8; в устройстве по фиг.З отверстие 8 выполнено Bbmie сопла в насадке, где криогенная жидкость при заправке криостата практически отсутствует; в устройстве по. фиг.4 снижение давления в выходном патрубке осуществляется за счет внезапного расширения проходных сечений.

После заправки криостата сбрасывают давление в сосуде.

Пар из внутреннего трубопровода сифона эвакуируется через отверстие 8, верхнюю часть и дренажную магис- траль криостата в газгольдер. Следовательно, в предложенной конструкции отсутствует термоакустический эффект, поэтому нет необходимости сифон после

магистралью и газгольдером.

Для полного исключения термоакустического эффекта необходимо, чтобы давление в криостате было равно давлению во внутреннем трубопроводе. Это возможно в том случае, если скорость истечения газа из полости трубопровода будет равна скорости истечения газа через дренажную магистраль .

При выбранном соотношении площадей поперечного сечения сифона испарившаяся в его полости криогенная жидкость успеет эвакуироваться через отверстие 8, не создавая избыточного давления и не вызывая термоакустичес кий эффект.

Если.площадь отверстия перепускного средства меньше выбранной величины (правой части неравенства), тогда давление в полости сильфона воз- растет, и за счет образовавшегося перепада давления относительно криос- тата возникнет термоакустический эффект, приводящий к дополнительным потерям криожидкости.

Верхний предел отверстия перепускного средства ограничен площадью проходного сечения внутреннего трубопровода (входного патрубка).

Предложенный сифон существенно проще по конструкции известных устройств, т.к. в нем отсутствуют сложные узлы, а также проще в эксплуата

дии, т.к. после заправки криостата жидкостью практически исключаются все операции по рассоединению сифона или перекрытию его полостей.

Формула изобретения

Сифон для заправки криостата, содержащий теплоизолированный трубопровод с входным и выходным патрубкаьш, расположенное между ними перепускное. средствр, сообщенное через отверстие с верхней частью криостата, выполненного -С дренажной магистралью, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и эксплуатации, перепускное средство выполнено в виде сужающегося или расширяющегося участка трубопроводаj при этом

s: 5„ s (S+ )/S .

где

S; H

5„ - площадь отверстия перепускного средства;

S - площадь проходного сечения дренажной магистрали криостата;

-1 вы

э - площади поперечного сечения входного и выходного патрубков сифона соответственно;

S - плащадь поперечного сечения криостата.

Изобретение относится к низкотемпературной технике и может использоваться для заправки и дозаправки сжиженными газами криостатов и крио- установок. Целью изобретения является упрощение конструкции и эксплуатации сифона. Сифон для заправки криостата содержит теплоизолированный трубопровод с входным и выходным патрубками, расположенное между ними перепускное средство, сообщенное через отверстие с верхней частью криостата, выполнен- . ного с дренажной магистралью. Перепускное средство выполнено в виде сужающегося или расширякнцегося участка трубопровода, размещенного перед отверстием в верхней части криостата, при этом размеры сифона выбраны из соотношения S 8( )/S , где S площадь отверстия перепускного средства; S - площадь проходного сечения дренажной магистрали криостата; S/ и - площади поперечного сечения входного и выходного патрубков сифона соответственно; площадь поперечного сечения криостата. За счет перепада проходных сечений внутреннего трубопровода и выходного патрубка сифона, реализованного в перепускном средстве, давление в выходном патрубке снижается, а пар из трубопровода эвакуируется через отверстие, верхнкио часть и дренажную магистраль криостата в газгольдер, благодаря чему исключаются термоакус- тичёский эффект и дополнительные потери криожидкости при заправке. 4 ил. .S (Л 1C CD 00 U OP

даь./

8

Фуе. 2

Составитель А.Берлин Редактор М.Циткина Техред И.Попович Корректор А.Зимокосов

Заказ 367/39 Тираж 453Подписное

ВНШПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

97i/a. J

иг. V