Устройство для бездренажного хранения криогенных жидкостей Советский патент 1991 года по МПК F17C3/00 

(Л

С

Изобретение предназначено для бездренажного хранения криогенных жидкостей и может быть использовано при хранении криогенных жидкостей в сосудах различного типа: железнодорожных цистернах, сосудах Дьюара и стационарных хранилищах. Цель изобретения - повышение надежности и эффективности устройства. Устройство содержит теплоизолированный сосуд, в газовой полости которого размещается емкость с деформируемой боковой поверхностью. Емкость связана с газовой полостью питающей трубкой, а с жидкостью - выходной барботирующей трубкой. трубки имеют на входе обратные клапаны. В качестве материала для изготовления боковой стенки емкости использован материал с термомеханической памятью формы, что позволяет повысить надежность и эффективность устройства в работе. 1 ил.

Изобретение относится к криогенной технике и хранению криогенных жидкостей, частично заполняющих сосуды Дьюара, стационарные и перевозимые хранилища.

Целью изобретения является повышение эффективности и надежности устройства в работе.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Устройство состоит из теплоизолированного сосуда 1, в полости 2 которого размещается емкость 3 с деформируемыми стенками, изготовленными из материала с термомеханической памятью формы, связанная питающей трубкой 4 с газовой полостью 2 и барботажными трубками - миксером 5 - с жидкостью. Трубки 4 и 5 имеют на входе по обратному клапану 6 и 7. Для заправки и дренажа сосуда служат вентили 8 и 9.

Устройство работает следующим образом.

При бездренажном хранении криогенной жидкости в сосуде 1 вентили 8 и 9 закрыты. Находясь в контакте с газовой подушкой сосуда 1, деформируемые стенки емкости 3 нагреваются выше температуры фазового перехода. В материале стенок происходит фазовый переход. Они, вспоминая прежнюю форму (заданную при температуре выше температуры фазового перехода), выпрямляются (температура фазового перехода выбирается несколько выше температуры кипения криогенной жидкости при рабочем давлении в сосуде 1). В результате выпрямления стенок увеличивается объем емкости 3. Трубки - миксер 5 движутся вниз, перемешивая жидкость. Одновременно в емкость 3 через питающую трубку 4 и обратный клапан 6 поступает пар из газовой полости 2 сосуда 1 ,а дно и нижний край стенок емкости 3 придут в соприкосновение с жидкостью. Это приведет к охлаждению стенок емкости 3 и уменьшению ее температуры ниже температуры фазового перехода. Стенки начнут восстанавливать первоначальную форму (деформированную). В результате объем емкости 3 будет уменьшаться и произойдет вытесне- ние паров, находящихся в ней, в жидкость через обратный клапан 7 и барботажную трубку - миксер 5 при одновременном движении последней вверх. Возвратно-поступательное движение барботажной трубки - миксера 5 и роя пузырей приводит к перемешиванию жидкости. После восстановления стенками емкости 3 первоначальной (деформированной) формы и завершения истечения газа из емкости 3 устройства при- ходит в исходное положение, Далее цикл повторяется.

Условием автоколебательного режима устройства является правильный выбор температуры фазового перехода материала с термомеханической памятью формы, из которого сделаны стенки емкости 3 (меньше температуры газовой полости 2 сосуда 1 и больше температуры кипения криогенной жидкости при рабочем давлении в сосуде 1) Температура фазового перехода материала зависит от процентного содержания входящих в его состав компонентов (химических элементов).

Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства заключается в следующем:

в предлагаемом устройстве нет необходимости в заполнении емкости строго дози- рованным количеством рабочего агента от постороннего источника;

перемешивание жидкости происходит как за счет возвратно-поступательного движения трубки - миксера 5, так и за счет роя пузырьков, истекающих из нее при умень- шении объема емкости. 3;

теплообмен между рабочей (чувствительной) поверхностью емкости (деформируемой боковой поверхностью) и окружающей его средой (паром или жидкостью) осу- ществлчется непосредственно и работоспособность устройства можно обеспечить при перепаде температур между поверхностью жидкости и газовой полостью вплоть до 1°. Следовательно, частота автоколебаний в предлагаемом устройстве будет выше, чем в известном;

внутри деформируемой емкости будет находиться пар криогенной жидкости, что исключает попадание посторонних примесей в жидкость. Избыточное давление внутри емкости будет определяться давлением срабатывания обратных клапанов и столбом жидкости, находящейся над срезом трубки - миксера 5. Нарушение герметичности емкости 3 по какой-либо причине не приведет к отказу устройства в целом, т.к. сохранится возможность перемешивания жидкости трубкой - миксером. Следовательно, надежность предлагаемого устройства будет выше.

Формула изобретения Устройство для бездренажного хранения криогенных жидкостей, содержащее теплоизолированный сосуд и размещенное внутри него средство для устранения стратификации, выполненное в ьиде расположенной над поверхностью криожидкости герметичной емкости с деформируемыми стенками, к днищу которой присоединен установленный в криожидкости миксер, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности и надежности, стенки емкости изготовлены из материала с термомеханической памятью формы, миксер выполнен в виде подключенных через обратный клапан к полости емкости барбо- тажных трубок, при этом емкость сообщена через обратный клапан с верхней частью полости сосуда.