Способ заполнения емкости криогенной жидкостью Советский патент 1988 года по МПК F17C5/00 

(О

.С

Изобретение относится к криогенной технике-и может быть использовано на предприятиях, применяющих криогенные жидкости, Наиболее эффективно применение изобретения при заполнении емкости жидким гелием.

Цель изобретения - уменьшение по- терь криогенной жидкости.

На чертеже изображена схема уст- ройства для реализации способа,

Ожижитель 1 соединен через аен- тиль 2 с xpaHi-шищем 3, в нижней части которого установлен испаритель- теп- лообменник 4, соединенный через дроссель 5 с внутренним объемом хранилища 3 и паропроводом-теплообменником 6 через вентили 7 и 8 с заливаемыми емкостями 9 и 10, соединенными переливным изолированным трубопроводом 11 с вентилем 12, опущенным в нижнюю часть хранилища 3. Заполняемые емкости 9 и 10 соединены с вакуумным насосом 13, выход которого соединен с дренажом 14. Хранилище 3 соединено трубопроводом 15 с дренажом 14,

Способ осуществляется следзпощим образом.

Из ожижителя 1 сливают криогенную жидкость в хранилище 3 через вен- тиль 2. В хранилище 3 постоянно под- держивается давление, близкое к атмосферному, пары криогенной жидкости по трубопроводу 15 сбрасываются в дренаж 14 или в атмосферу. Благодаря этому поверхность жидкости в хранилище 3 имеет более низкую равновесную температуру, например для гелия это л/4,2 К, Жидкий криоагент в хранилище 3 подвергают охлаждению до тем пературы ниже равновесной послойно снизу вверх, для чего жидкий криоаген из нижнего слоя дросселируют дросселем 5 в испаритель-теплообменник 4 и вакуумируют вакуумным насосом 13, От- водимые пары с низкой температурой пропускают через паропровод-теплообменник 6 и далее через емкости 9, 10 и затем сбрасьшают в дренаж 14. Емкости 9 и 10 перед заполнением охлаждают до температуры, близкой к температуре криогенной жидкости, что значительно уменьшает ее испарение при заполнении емкостей 9 и 10, а также вакуумируют в период заполнения Поскольку жидкий криоагент, например жидкий гелий, имеет очень низкую теплопроводность, нижние слои жидкости остаются охлаждаемыми до 3,7 К,

5 0 5

о д с

5

0

их температура повышается за счет теплопроводности от нагретого верхнего слоя и внешнего теплопритока, испарение практически отсутствует. Охлажденный жидкий криоагент из нижней части хранилища 3 по изолированному трубопроводу I1 через вентиль 12 подают в заполняемые емкости 9 и 10, Скорость заполнения регулируют вентилями 7 и 12,

Пример, Жидкий гелий сливают из ожижителя 1 в хранилище 3 через вентиль 2, при этом хранилище 3 сое- диняют с дренажом 14 и поддерживают в нем давление, близкое к атмосферному. Включают вакуумный насос 13 и открывают дроссель 5. Охлаждают нижний слой жидкости до температуры 3,7 К, что соответствует давлению 0,06 МПа, Охлаждают заполняемые емкости 9 и 10 сначала азотом до температуры 77 К, затем парами гелия, пропуская образовавпшеся при ваку- умировании пары последовательно через вышележащие слои жидкого гелия в хранилище 3 и охлаждаемые емкости 9 и 10,

Для охлаждения жидкого гелия от 4,2 до 3,7 К требуется испарить 9- 10% жидкости. Однако, учитьшая использование отходящего пара на охлаждение и то, что гелий при 3,7 К имеет теплоту испарейия на 15% , чем при 4,2 К и на 35% выше, чем при 4,7 К, эти потери компенсируются.

Охлажденные емкости 9 и 10 заполняют жидким гелием из охлажденного нижнего слоя по изолированному трубопроводу 11 через вентиль 12, не прекращая вакуумирования емкостей 9 и 10 и сбрасывая пары гелия в дренаж 14,

Предлагаемый способ заполнения емкости криогенной жидкостью позволяет уменьшить потери криогеиной жидкости на 25-30%, повысить скорость заполнения емкости и производительность труда,

Формула изобретения

1, Способ заполнения емкости криогенной жидкостью, включающий слив криогенной жидкости в хранилище и подачу жидкости из хранилища в емкости с отводом пара в дренаж, отличающийся тем, что, с целью уменьшения потерь криожидкости, жидкость в хранилиие поддерживают при давлении, близком к атмосферному, а затем ее охлаждают до температуры ниже равновесной путен вакуумирования нижнего слоя жидкости, отвод образовавшегося пара осуществляют последовательно через вышележащие слои и предварительно охлажденные емкости.

1/+.32 308

после чего подачу жидкости в емкости ведут из более холодного слоя, при этом перед вакуумированием жидкость из нижнего слоя дросселируют,

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в первоначальный момент одновременно с подачей жидкости в емкости их вакуумнруют.

Изобретение относится к криогенной технике и может быть использовано на предприятиях, применяющих криогенные жидкости. Изобретение позволяет уменьшить потери криогенной жидкости при заполнении емкости. При подаче криогенной жидкости из хранилища в емкости жидкость в хранилище поддерживают при давлении, близком к атмосферному, и охлаждают до температуры, ниже равновесной, послойно, начиная с нижнего слоя. Образовавшийся пар пропускают через верхние слои и ( затем через предварительно охлаждаемые перед заполнением емкости. Жидкость для заполнения отбирают из нижнего холодного слоя и подают по изолированному трубопроводу в заполняемые емкости, одновременно вакуумируя их. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.