Устройство для выдачи сжиженного газа Советский патент 1990 года по МПК F17C9/02 

Изобретение касается хранения и использования сжижаемых газов, в частности вопросов опорожнения сосудов с сжижаемыми газами и выдачи их в жидкой или газообразной фазе.

Цель изобретения - снижение энергозатрат и повышение эффективности работы.

На чертеже изображена схема сосуда.

Устройство содержит теплоизолированный сосуд 1 и закрепленный на поплавке 2 электронагревательЗ. Последний выполнен в виде пластины 4, имеюшей сквозные поперечные поры 5. Пластина 4 закреплена на поплавке 2 по внешнему контуру с касанием нижней плоскостью 6 пл астины 4 поверхности сжиженного газа и повторяю- шей размеры и форму сосуда 1. Сосуд 1 имеет теплоизоляцию 7 изнутри или выполнен из теплоизоляционного материала. Сосуд 1 имеет два фланца: верхний 8 и нижний 9. На фланце 8 выполнен патрубок 10 для отвода газа, а на фланце 9 имеется патрубок 11 для отвода жидкости. Сосуд 1 выполнен цилиндрической формы и уста(Л

новлен вертикально. Внешний диаметр поплавка 2 несколько меньше внутреннего диаметра сосуда 1, что позволяет электронагревателю 3 свободно перемещаться по высоте сосуда 1.

Устройство работает следующим образом.

В обычных условиях электронагреватель 3 удерживается поплавком 2 на поверхности сжиженного газа так, что жидкость омывает нижнюю плоскость 6 пластины 4 и под действием капиллярных сил втягивается в поры 5, в которых поднимается и стоит с отрицательным мениском. Давление паров в сосуде 1 соответствует температуре насыщения и температуре окружающей среды.

При подаче электропитания на электронагреватель 3 начинается интенсивная теплоотдача от стенок пор 5 к жидкости в капиллярах и испарение жидкости с поверхности мениска жидкости в порах 5. Если нет слива сжиженного газа или отбора па- р.а, то происходит подъем давления в сосуде 1 с изменением условий термодинамичесQ1

СХ 00

со ас со

кого равновесия «пар-жидкость и снижением уровня сжижения газа в сосуде 1 за счет испарения.

При отключении электропитания ввиду малого перегрева стенок пористой пластины 4 по отношению к жидкости, находящейся на границе контакта с паром, испарение сразу прекраш.ается.

Процесс спада давления в сосуде и охлаждения верхних слоев жидкости с частичной конденсацией пара происходит за счет теплоотдачи теплопроводностью от верхних слоев жидкости к нижним вплоть до выравнивания с температурой окружающей среды.

Использование пористой пластины в качестве электронагревателя позволяет обеспечить равномерный подвод энергии не только по всей поверхности пластины, но и по ее толщине. Однако в зависимости от формы пористой пластины в плане указанное может быть достигнуто соответствующим расположением электропроводящих контактов на площади пластины. Электрическое сопротивление пластин в пористом исполнении зависит от степени пористости и технологии их изготовления и может увеличиваться по сравнению с однородным материалом на несколько порядков.

Материал пористой пластины для целей интенсификации испарения сжиженных газов должен выбираться лиофобным, что вызывает эффект всасывания жидкости в поры и вогнутый мениск свободной поверхности жидкости в порах. Последнее обеспечивает температуру испарения в порах ниже, чем на горизонтальной плоской поЕ ерхности жидкости.

Пористая пластина с поплавком закрывает почти всю площадь зеркала жидкости в сосуде, что исключает контакт паров сжиженного газа с жидкостью, т. е. обратную конденсацию паров, а теплоизоляция внутренней поверхности стенок сосуда уменьшает потери тепла на нагрев стенок сосуда и жидкости. Поплавок обеспечивает контакт нижней плоскости пористой пластины с поверхностью сжиженного газа ровно настолько, чтобы гарантировать всасывание жидкости капиллярными силами внутрь пористой пластины. Таким образом, толщина верхнего слоя сжиженного газа, подверженного прогреву со стороны пористой пластины, ограничена лишь механизмом теплопроводности жидкости.

Небольшие теплопотери и малая величина перегрева электронагревателя при испарении сжиженного газа позволяют достаточно динамично и с малыми потерями энергии вести выдачу паров или порции сжиженного газа при малой дозировке этих

порций с большими интервалами времени между отдельными актами выдачи указанных порций.

Применение испарителя предлагаемого типа в резервуарах для хранения и транспортирования сжиженных газов позволяет в условиях вынужденных колебаний при транспортировке обеспечить экономное хранение жидкостей, уменьшить динамические нагрузки на его конструктивные элементы, исключить капельные выбросы жидкости.

Формула изобретения

Устройство для выдачи сжиженного газа, содержащее теплоизолированный сосуд с жидкостью и поплавок с закрепленным на не.м электронагревателем, отличающееся тем, что, с целью снижения энергозатрат и повыщения эффективности работы, электронагреватель выполнен в виде покрывающей свободную поверхность жидкости пластины со сквозными поперечными порами, при этом нижняя поверхность пластины имеет контакт с зеркалом жидкости, теплоизоляция закреплена на внутренней поверхности стенок сосуда или стенки выполнены из нетеплопро- водного материала.

0

5

Изобретение относится к области хранения и использования сжиженных газов. Предложенное техническое решение позволяет снизить энергозатраты и повысить эффективность работы. Устройство содержит теплоизолированный сосуд и закрепленный на поплавке электронагреватель, выполненный в виде пористой пластины. Пластина касается нижней плоскостью поверхности сжиженного газа и повторяет размеры и форму сосуда. Сосуд 1 теплоизолирован изнутри или выполнен из нетеплопроводного материала. Применение испарителя предлагаемого типа позволяет обеспечить экономное хранение жидкостей, уменьшить динамические нагрузки на конструктивные элементы, исключить капельные выбросы жидкостей. 1 ил.