Криогенный резервуар Советский патент 1990 года по МПК F17C3/00 

20

25

Изобретение относится к области риогенной техники, в частности к онструкции крупных криогенных ре- ервуаров для хранения жидких крио- родуктов.

Целью изобретения является уменьение потерь криопродукта.

На фиг. 1 изображен общий вид езервуара; на фиг. 2 -- узел I на иг. 1.

Криогенный резервуар содержит бчутренний сосуд 1, кожух 2, тепло- золяционную полость 3, трубопровод 4 нижнего слива жидкого криопродукта, патрубок 5 наддува - газосброса внут- зо реннего сосуда 1, дополнительный Запорный клапан 6, установленный во внутреннем сосуде 1 на входе в трубопровод 4, теплоизолированную труб- {су 7 сброса жидкого криопродукта из « трубопровода 4 во внутренний сосуд 1, один конец которой выведен из внутреннего сосуда 1 с гидрозатвором $, а второй конец выведен с низшей фочки трубопровода 4, и трубопровод 9 Додачи управляющего газа в клапан 6.

Трубопровод 4 включает внутреннюю tpy6y 10, наружную трубу 11, теплоизоляционную полость 12 и основной рапорный клапан 13Ч

Запорный клапан 6 (см. фиг. 2) Состоит из неподвижного седла 14, выполненного в виде стакана с теплоизолированным элементом 15, подвижной Тарели 16 с уплотнителем 17 и теплоизолированным элементом 15, подвижной гарели 16 с уплотнителем 17 и теплоизоляционной прокладкой 18, пневмопривода 19, выполненного в виде сильфона, штока 205 который соединен с пневмоприводом 19 и с тарелью 16, Стойки 21, выполненной в виде стакана с отверстиями 22, один конец которой соединен с днищем сосуда 1, ац

45

50

55

0

5

о

5

0

5

второй с пневмоприводом 19, пружины 23 и патрубка 24 подачи управляющего Газа в пневмопривод 19 клапана.

Работа криогенного резервуара заключается в следующем.

При длительном хранении жидкого криопродукта в резервуаре закрываются клапаны 13 и 6. Закрытие клапана 6 осуществляется подачей в пневмопривод 19 управляющего газа, имеющего температуру конденсации ниже температуры хранимого криопродукта. При этом сильфон пневмопривода 19 растягивается, сжимает пружину 23 и тарель 16 садится на седло 14, перекрывая трубопровод 4.

В результате теплопритока из окружающей среды к трубопроводу 4 образуется паровая фаза криопродукта, которая поднимает давление в трубопроводе 4 (между клапанами 13 и 6) и выдавит жидкий криопродукт из трубопровода 4 в сосуд 1. Наличие гидрозатвора 8 на трубке 7 не позволяет поступать жидкому криопродукту из сосуда 1 в трубопровод 4. Подвод тепло- притоков из окружающей среды к жидкому криопродукту через внутреннюю трубу 10 трубопровода 4 уменьшается из- за наличия теплоизолированного элемента 15 на седле 14 и теплоизоляционной прокладки 18 на тарели 16.

При заправке - сливе жидкого криопродукта из резервуара открываются клапаны 6 и 13. Открытие клапана 6

т

производится путем сброса давления из пневмопривода 19, при этом пружина 23 отжимает тарель 16 от седла 14 и соединяет сосуд 1 с трубопрово- t дом 4.

В связи с тем, что в режиме хранения жидкого криопродукта во внутреннем сосуде 1 резервуара (см. фиг. 1) внутренняя труба 10 трубопровода 4

D1

нижнего слива находится под заливом жидкости, то теплопритоки из окружаю щей среды к внутренней трубе 10 трубопровода 4 будут приводить к испарению находящейся в трубе 10 жидкости.

Данное решение позволяет при длительном хранении жидкого криопродук- та в резервуаре.исключить заполнение внутренней трубы 10 трубопровода 4 жидким криопродуктом из внутреннего сосуда 1. Это достигается установкой во внутреннем сосуде 1 на входе в трубу 10 дополнительного запорного клапана 6. Привод клапана 6 должен удовлетворять требованиям безопаснос

ти, быть надежным в работе, простым в изготовлении и эксплуатации. Этим требованиям отвечает пневмопривод, выполненный в виде сильфона. В качестве управляющего газа должен использоваться газ, с температурой конденсации ниже температуры хранимого в сосуде 1 жидкого криопродукта (например, гелий для водорода и всех других криопродуктов). Кроме того, изобретение позволяет удалить из внутренней трубы 10 жидкий криопро- дукт во внутренний сосуд 1. Это достигается тем, что труба 1Q соединяется с сосудом 1 теплоизолированной трубкой 7 с газовым затвором 8, размешенным в теплоизоляционной полости резервуара, причем трубка 7 выводится из нижней точки трубы 10. В результате теплопритока из окружающей среды к внутренней трубе 10 находящийся в ней жидкий криопродукт будет испаряться, образующееся давление в трубе 10 выдавит из внутренней трубы 10 жидкость в сосуд 1. Наличие газового затвора 8 у трубки 7 не позволит поступать жидкости из сосуда 1 во внутреннюю трубу 10. Кроме того, уменьшается подвод теп- ла к жидкому криопродукту, находящемуся во внутреннем сосуде 1 резервуара через тар ель 16 клапана (см. фиг.2) от находящегося во внутренней трубе 10 (см. фиг. 1) теплого газа, а также подвод тепла от теплой внутренней трубы 10 к стенкам седла 14 (см. фиг. 2) клапана. Это достигается тем, что тарель 16 клапана снабжена теплоизоляционной прокладкой 18, а седло 14 соединено с внутренней трубой 10 (см. фиг. 1) теплоизоляционным элементом 15 (см. фиг. 2).

Исключение попадания жидкого криопродукта из внутреннего сосуда 1 (см. фиг. 1) во внутреннюю трубу 10 трубопровода 4 наиболее просто достигается установкой внутри сосуда 1 на входе в трубу 10 клапана с пневмоприводом в виде сильфока.

Установка внутри сосуда клапана с другим приводом (напрчкер, электромагнитным) приведет к значительному усложнению привода, снизится на5

5

0

дежность, необходимо будет предусматривать специальные меры для обеспечения безопасной его эксплуатации, а также решать другие вопросы.

При установке привода клапана под резервуаром резко снизится надежность резервуара, так как необходимо

0 будет установить сильфоны на внутренней трубе 10 и наружной трубе 11 трубопровода 4. Надежность сильфона ниже надежности трубы. В случае разрыва сильфона необходимо будет сроч5 но эвакуировать из резервуара жидкий криопродукт.

Установка привода клапана над резервуаром приведет также к значительному усложнению привода.

о Уменьшение потерь жидкого криопродукта, хранимого в резервуаре, предлагается достичь не улучшением теплоизоляции трубопровода нижнего слива, а исключением испарения жидкости в трубопроводе нижнего слива и уменьшением подвода к жидкости, находящейся в резурвуаре от теплого газа, который будет находиться во внутренней трубе трубопровода нижнего слива.

Формула изобретения

Криогенный резервуар, содержащий, кожух и теплоизолированный внутренний сосуд с трубопроводом нижнего

5 слива с установленным в нем запорным -клапаном, отличающийся тем, что, с целью уменьшения потерь криопродукта, он снабжен дополнительным запорным клапаном с пневмоприво0 Дом, установленным перед основным внутри сосуда на входе в трубопровод нижнего слива, и тарель клапана снабжена теплоизоляционной прокладкой, седло выполнено в виде стакана, соеди5 ненного с трубопроводом через нетеплопроводный элемент, полости стакана и трубопровода сообщены между собой, пневмопривод выполнен в виде сильфона, один конец которого жестко

соединен с днищем сосуда через стойку, а другой - герметично присоединен к штоку клапана, при этом участок трубопровода между клапанами сообщен

н 5Узе 1

с сосудом посредством теплоизолированной трубки, снабженной гидрозатвором, размещенным в теплоизоляции сосуда.

Изобретение может быть использовано в конструкции крупных криогенных резервуаров для хранения жидких криопродуктов. Цель изобретения состоит в уменьшении потерь криопродукта. Для этого резервуар снабжен дополнительным запорным клапаном 6 с пневмоприводом, установленным внутри сосуда 1 на входе в трубопровод 4 нижнего слива, который на участке между основным и дополнительным клапанами сообщен с внутренним сосудом 1 через теплоизолированную трубку с гидрозатвором 8. Пневмопривод выполнен в виде сильфона, один конец которого жестко соединен с днищем сосуда, а другой - со штоком клапана. Седло клапана выполнено в виде стакана, полость которого сообщена с трубопроводом. Наличие гидрозатвора 8 не позволяет поступать жидкому криопродукту из сосуда 1 в трубопровод 4. При закрытом клапане 6 подвод теплопритоков из окружающей среды к жидкому криопродукту через трубопровод 4 уменьшается из-за наличия теплоизоляционного элемента 15 на седле клапана 6 и теплоизоляционной прокладки 18 на его тарели. 2 ил.

селактор 0«Спесивых

Составитель Г„Ольшанская

Техред л.Олийнык Корректор В.Гирняк

Заказ 968

Тираж 417

ЗНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Рауыская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г.Ужгород ул. Гагарина,101

Й/е.2

Подписное