Способ получения углекислотного льда в закрытой емкости и устройство для его осуществления Советский патент 1992 года по МПК C01B31/22 F25J1/02 

„,(n) l.15il:-a24r.-.-v5; (Г)

t8 (П) dmn - 1

(2)

-20 1 -- dm

где tn(n) - продолжительность n-го наполне- игя емкости жидкой углекислотой, мин;

хц(п) - продолжительность n-го выпуска газовой фазы углекислоты, мин;

dm - минимальный внутренний диаметр патрубков емкостей для жидкой углекислоты и углекислотного льда, мм;

V0- объем внутренней полости емкости для углекислотного льда, л;

п - порядковый номер очередного на- полнепп.ч закрытой емкости углекислотой.

При возгонке жидкой углекислоты после первого наполнения емкости количество углекислотного льда, полученного при замораживании части жидкой углекислоты в нижней части емкости, составляет 24,2% от объема жидкой углекислоты (обьема внутренней полости емкости). Свободный объем внутренней полости емкости для второго наполнения равен (1-0,24) Vo, для третьего (1-0,24) (1-0,24) V0 и т.д.

В соответствии с экспериментальными данными время истечения жидкой углекислоты из 30-литрового баллона через патрубок диаметром 10 мм в среднем составляет 1,7 мин, газообразной углекислоты - 3 мин.

Поэтому с учетом истечения уклегисло- ты по доум патрубкам (на емкостях для жидкой углекислоты и углекислотного льда) коэффициенты в формулах (1) и (2) принима- ют равными для каждой и газообразной углекислоты соответственно 1,15 и 2,0.

Влиянием трубопровода, соединяющего баллон с емкостью, можно пренебречь из-за небольшой длины и увеличенного ди- аметра. Незначительное увеличение диаметра трубопровода приводит к резкому снижению его сопротивления, пропорциональному отношению диаметров трубопровода в пятой степени.

На чертеже показано устройство для осуществления способа.

Устройство состоит из закрытой емкости 1 для получения углекислотного льда, имеющей в верхней части два патрубка 2 и 3 биллона 4, наполненного жидкой углекислотой, имеющего два выходных патрубка 5 и 9. Патрубок 5.соединён с жидкостной частью 6 баллона 4 для жидкой углекислоты и посредством вентиля 7 и трубопровода 8 с патрубком 2 емкости 1 для углекислотного льда. Патрубок 9 соединен удлиненной трубкой с газовой частью 10 баллона 4 и посредством вентиля 11 и трубопровода 12 с патрубком 3 емкости 1 для углекислотного

5

ю

15

20 25

30

35

40 45

50 55 .

льда. Трубопровод 12 через вентиль 13 сообщен с атмосферой,

Баллон 4 для жидкой углекислоты установлен выше емкости 1 для углекислотного льда, что обеспечивает естественный перелив жидкой углекислоты при наполнении ею емкости 1 для углекислотного льда.

Способ осуществляют следующим образом.

Открывают вентили 11 и 7 выходных патрубков емкости 4 для жидкой углекислоты и в течение времени, предварительно определенного по формуле (1). переливают жидкую углекислоту из баллона 4 в закрытую емкость 1 для углекислотного льда. После этого закрывают вентили 7 и 11. открывают вентиль 13 и в течение времени, определенного по формуле (2), сбрасывают газовую фазу углекислоты, образующуюся при возгонке жидкой углекислоты, в атмосферу или в емкость для утилизации газообразной углекислоты.

При Открытом вентиле 13 в верхней части емкости, наполненной жидкой углекислотой, происходят резкое падение давления и возгонки жидкой углекислоты. При этом часть ее (до 24%) переохлаждается и замораживается в нижней части емкости 1. В емкости 1 образуется первый слой 14 углекислотного льда.

Закрывают вентиль 13, открывают вентили 11 и 7 и в течение времени, определенного по формуле (1) для второго наполнений, переливают жидкую углекислоту из баллона 4 в емкость 1. Затем/закрыв вентили 7 и 11 и открыв вентиль 13, осуществляют дросселирование газообразной углекислоты из емкости 1 в течение времени, определенного по формуле (2) для второго цикла наполнения-выпуска углекислоты. Получают второй слой 15 углекислотного льда в емкости 1 и т.д.

Для наполнения емкости 1 углекислот- ным льдом до 80-90% ее обьема производят 7-8 циклов наполнения-выпуска углекислоты.

Пример осуществления способа дан в таблице (емкость Vo 5 л, dm - 4 мм).

Получение на месте работ эффективного, длительного действующего хладагента удобно в применении в подземных условиях, позволяет обеспечить возможность ведения горноспасательных работ в сложных температурных условиях, повысить безопасность руда При этом закрытая емкость (например, транспортный баллон) для получения углекислотного льда является льдогенератором и одновременно используется в качестве хладагента, источника хла- доносителя и источника тяги.

Формула изобретения

1. Способ получения углекислотного льда в закрытой емкости , основанный на замораживании жидкой углекислоты в закрытой емкости, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности использования за счет получения его углекислотного льда на месте потребления, замораживание части жидкой углекислоты производят путем ее переохлаждения при возгонке и отводе газообразной фазы, при этом выпуск газообразной фазы из емкости чередуют с подачей в емкость жидкой фазы углекислоты с интервалами времени, определяемыми скоростью наполнения емкости жидкой углекислотой.

2. Устройство для получения углекислотного льда в закрытой емкости, включающее баллон высокого давления для жидкой углекислоты, установленный вентилем вниз, емкость для углекислотного льда, соединенный трубопроводом с вентилем баллона, отличающееся тем, что. с целью упрощения устройства и повышения эффективности использования углекислотного

льда зз счет получения его на месте потребления, емкость для углекислотного льда выполнена в виде баллона высокою давления. в горловине которого установлен дополнительный вентиль, а баллон для жидкой углекислоты снабжен также дополнительным вентилем с удлиненной трубкой, установленной в баллоне и сообщающейся с газовой фазой углекислоты, соединенным трубопроводом с дополнительным вентилем баллона для углекислотного льда, при этом баллон для жидкой углекислоты установлен с превышением над баллоном для углекислотного льда и один из трубопроводов посредством вентиля сообщен со средои, в которой давление газа ниже давления углекислоты в тройной точке, например с атмосферой.

Изобретение относится к способам и устройствам для получения льда в горной промышленности при ведении горноспасательных работ в шахтах в условиях высоких температур. Цель изобретения - упрощение устройства и повышение эффективности использования углекислотного льда за счет получения его на месте потребления. Для этого произврдят замораживание части жидкой углекислоты путем ее переохлаждения при возгонке и отводе газообразной Изобретение относится к способам и. устройствам для получения углекислотного льда и может быть использовано о различных областях для получения эффективного хладагента, в частности в горной промышленности при ведении горноспасательных работ в глубоких шахтах, в условиях высоких температур окружающей среды. Целью изобретения является упрощение устройства и повышение эФфективнофазы, причем выпуск газовой фазы при возгонке жидкой углекислоты чередуют с подачей в емкость жидкой фазы углекислоты с интервалами времени, определяемыми скоростью наполнения емкости жидкой углекислотой. Устройство для получения углекислотного льда включает баллон высокого давления для жидкой углекислоты, ур- тановленный вентилем вниз, емкость для углекислотного льда, соединенную трубопроводом с вентилем баллона. Емкость для углекислотного льда выполнена в виде баллона высокого давления, в горловине которого установлен дополнительный вентиль, а баллон для жидкой углекислоты снабжен также дополнительным вентилем с удлиненной трубкой, установленной в баллоне, сообщающейся с газовой фазой углекислоты, соединенным трубопроводом с дополнительным вентилем баллона для углекислотного льда. При этом баллон для жидкой углекислоты установлен с превышением над баллоном для углекислотного льда и один из трубопроводов посредством вентиля сообщен со средой, в которой давление газа ниже давления углекислоты в тройной точке, например с атмосферой. 2 с.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил. сти использования углекислотного льдз за счет получения его на месте потребления. Замораживание масти жидкой углекислоты производят путем ее переохлаждения при возгонке и отводе газообразной фазы, при этом выпуск газообразной фазы из емкости чередуют с подачей в емкость жидкой фазы углекислоты с интервалами времени, определяемыми скоростью наполнения емкости жидкой углекислотой: (Л с sl о со о -™А -J