Способ отверждения криогенной жидкости Советский патент 1991 года по МПК F25J1/00 F17C3/00 

Изобретение относится к криогенной технике, в частности к отверждению криогенных жидкостей.

Цель изобретения - повышение эффективности отверждения за счет предварительного сжатия отверждаемой криожидкости с понижением ее температуры.

Сущность изобретения состоит в следующем.

Откачивая пары криожидкости из теплоизолированного корпуса, охлаждают ее. За счет нагнетания .этих паров в полость рабочей камеры повышают там давление. Однако за счет теплообмена между двумя криожид- костями не происходит нагрев отверждаемой криожидкости, а понижается ее энтро пия. За счет организации таких действий достигают понижения энтропии отверждаемой криожидкости, где ее температура не повышается. Затем разъединяют рабочую камеру от теплоизолированного корпуса, достигая исключения теплообмена между ДВУМЯ криожидкостями. Откачивают пары отверждаемой криожидкости

На фиг. 1 изображено устройство для осуществления способа отверждения с подъемным механизмом; на фиг. 2 - устройство для осуществления способа со сливом криожидкости; на фиг. 3 - процесс отверждения криожидкости в координатах T - S (температура- энтропия).

Устройство состоит из теплоизолированного корпуса 1 и помещенной в него рабочей камеры 2 с подъемным механизмом 3, имеющей теплопроводные стенки 4, а также вакуумного насоса 5, сообщенного через вентили 6-8 с пространствами теплоизолированного корпуса 1 и рабочей камеры 2 и через вентиль 9 с атмосферой.

Подъемный механизм 3 перемещает рабочую камеру 2 в вертикальном положении (фиг. 1).и

Устройство может содержать вместо механизма 3 накопительно-заправочную жид0

оо оэ к

оо

костную систему (фиг 2), состоящую из вентилей 10 и 11, накопительного бака 12 и жидкостного насоса 13

Вентиль 10 подсоединен к днищу теплоизолированного корпуса 1, а вентиль 11 - к его верху Устройство содержит также упругую теплоизолирующую диафрагму 14, герметично установленную в паровом пространстве рабочей камеры 2, обратный клапан 15, сообщающий полости по обе стороны диафрагмы 14 при откачке паров и разъединяющий их при нагнетании паров

Способ отверждения осуществляется следу ющим образом

Пример (фиг 1) В полоститеплоизоли10

вентили 6 и 8 открывают Включают вакуумный насос 5 Откачивают пары крио- жидкости из теплоизолированного корпуса 1 в рабочую камеру 2

Обратный клапан 15 закрывается Упру гая диафрагма 14 прогибается вниз Давле ние в теплоизолированном корпусе 1 понижается, а в рабочей камере 2 повышается Криожидкость в теплоизолированном корпусе 1 охлаждается, а в рабочей камере 2 нагревается

Вследствие разности температур между двумя криожидкостями возникает тепловой поток, проходящий через теплопроводные стенки 4 Криожидкость в рабочей камере 2

рованного корпуса 1 и рабочей камеры 2 за- 15 изотермически сжимается (процессы I и II на ливают криожидкости Подъемным механиз- фиг 3)

юм 3 опускают рабочую камеру 2 в крайнееПовышают давление в рабочей камере 2

нижнее положениеот значения Р до значения Р2 Закрывают

Уровень жидкостей в обеих емкостях вентили 6 и 8, открывают вентили 7, 9, 10 и 11, одинаков Вентили 7 и 9 закрывают, вентилипри этом насосом 13 сливают Криожидкость

6 и 8 открывают Включают вакуумный на- 20 из теплоизолированного корпуса 1 в накопительный бак 12, т е исключают тепловой контакт камеры 2 и жидкости в корпусе 1 Откачивают пары криожидкости из рабочей камеры 2 Давление здесь понижается от величины PJ до величины Я ч (процессы II и III на фиг 3)

Криожидкость охлаждается и затем отсос 5 Откачивают пары криожидкости из теплойюлированного корпуса 1 в рабочую камеру 2

Обратный клапан 15 закрывается Упругая диафрагма 14 прогибается вниз Давление в теплоизолированном корпусе 1 пони жается, а в рабочей камере 2 повышается.

Криожидкость в теплоизолированном корпусе 1 охлаждается, а в рабочей камере 2 нагревается

25

верждается Вентиль 7 закрывают, вакуумный насос 5 выключают Процесс закончен Использование предлагаемого способа

Вследствие разности температур между ,,Q позволяет отверждать те криожидкости, которые нельзя было бы перевести в твердое состояние обычным вакуумированием парового пространства в силу значительных теп лопритоков через теплоизоляцию

Одновременно уменьшается доля криоотверждения ее основной части Формула июбретения

т.вумя криожидкостями возникает тепловой поток, проходящий через теплопроводные стенки 4 Криожидкость в рабочей камере 2 иютермически сжимается (процессы I и II на фиг 3)

Повышают давление в рабочей камере 2 жидкости, которую необходимо откачать для

от значения Р до значения Р2 Закрывают -- - -

вентили 6 и 8, открывают вентили 7 и 9, при этом подъемным механизмом 3 поднимают рабочую камеру 2 в верхнее крайнее положение1 Способ отверждения криогенной жид- Днище рабочей камеры 2 поднимается 40 кости, включающий размещение рабочей ка- выше уровня жидкости в теплоизолирован- меры с отвержденной криожидкостью в теп- ном корпусе 1,т е исключается их тепловой лоизолированный корпус, в который залива- контакт Обратный клапан 15 открывается ют Криожидкость, после чего осуществляют Упругая диафрагма 14 возвращается в свое откачку паров криожидкости до ее отвер- нормальное положение Откачивают пары ждения в рабочей камере, отличающийся

45 тем, что, с целью повышения эффективности, откачку паров осуществляют первоначально из корпуса с нагнетанием их в рабочую камеру, затем исключают тепловой контакт рабочей камеры с залитой в корпус криожидкостью и откачивают пары из рабочей какриожидкости из рабочей камеры 2

Давление здесь понижается от величины РЧ до величины Р (процессы II-III на фиг 3) Криожидкость охлаждается и затем отверждается Вентиль 7 закрывают, вакуумный насос 5 выключают Процесс закончен Пример 2 (фиг 2) В полости теплоизолированного корпуса 1 и рабочей камеры 2 заливают требуемые криожидкости Уровень жидкости в обеих емкостях устанавливается одинаковым Вентили 7, 9, 10 и 11 закрывают,

50

меры, при этом камеру изготавливают из теплопроводного материала

2 Способ по п 1, отличающийся тем, что исключение теплового контакта камеры с криожидкостью осуществляют путем ее подъема из корпуса

0

вентили 6 и 8 открывают Включают вакуумный насос 5 Откачивают пары крио- жидкости из теплоизолированного корпуса 1 в рабочую камеру 2

Обратный клапан 15 закрывается Упру гая диафрагма 14 прогибается вниз Давле ние в теплоизолированном корпусе 1 понижается, а в рабочей камере 2 повышается Криожидкость в теплоизолированном корпусе 1 охлаждается, а в рабочей камере 2 нагревается

Вследствие разности температур между двумя криожидкостями возникает тепловой поток, проходящий через теплопроводные стенки 4 Криожидкость в рабочей камере 2

изотермически сжимается (процессы I и II на фиг 3)

Криожидкость охлаждается и затем отверждается Вентиль 7 закрывают, вакуумный насос 5 выключают Процесс закончен Использование предлагаемого способа

позволяет отверждать те криожидкости, копозволяет отверждать те криожидкости, которые нельзя было бы перевести в твердое состояние обычным вакуумированием парового пространства в силу значительных теп лопритоков через теплоизоляцию

Одновременно уменьшается доля криожидкости, которую необходимо откачать для

отверждения ее основной части Формула июбретения

-- - -

1 Способ отверждения криоге кости, включающий размещение р меры с отвержденной криожидкос лоизолированный корпус, в которы ют Криожидкость, после чего осущ откачку паров криожидкости до ждения в рабочей камере, отли

тем, что, с целью повышения эффективности, откачку паров осуществляют первоначально из корпуса с нагнетанием их в рабочую камеру, затем исключают тепловой контакт рабочей камеры с залитой в корпус криожидкостью и откачивают пары из рабочей ка

меры, при этом камеру изготавливают из теплопроводного материала

2 Способ по п 1, отличающийся тем, что исключение теплового контакта камеры с криожидкостью осуществляют путем ее подъема из корпуса

I

f N

O5

oo

05 Ю

oo

Т, К

Изобретение относится к криогенной технике, в частности к отверждению криогенных жидкостей. Цель изобретения состоит в повышении эффективности за счет отбора части тепла от охлаждаемой криогенной жидкости в период нагнетания паров крио- продукта в рабочую камеру. Способ включает размещение рабочей камеры с теплопроводными стенками и с отверждаемой про- жидкостью в теплоизолированном корпусе с залитой в нем криожидкостью, затем осуществляют откачку паров из корпуса с нагнетанием их в рабочую камеру, создавая тепловой поток между камерой и корпусом. Далее исключают их тепловой контакт, например, поднимая камеру из корпуса, и откачивают пары уже из камеры до отверждения криожидкости в ней 1 з п. ф-лы. 3 ил.

5,

Лж

кг. К

Фиг 3