Криогенный сосуд Советский патент 1992 года по МПК F17C3/00 

Изобретение относится к криогенной технике, а именно к устройствам для хранения и транспортирования криогенной жидкости.

Цель изобретения - повышение эффективности работы и уменьшение времени ва- куумирования сосуда

Указанная цель достигается тем, что а сосуде с экрано-вакуумной изоляцией и адсорбционной камерой, заполненную регенерированным адсорбентом и герметично закрытую откачным клапаном, внутренняя емког.ть выполнена с центральным отвер- стием в донной части. Адсорбционная камера закреплена герметично внутри емкости над отверстием для создания наиболее благоприятного режима работы адсорбента, при котором большая часть его поверхности омывается криогенным продуктом через металлическую стенку камеры. Камера сориентирована таким образом, что ее выходное отверстие, закрытое откачным клапаном, выходит в межстенное пространство сосуда, т,е, при открытом откачном клапане адсорбционная камера находится в межстенном пространстве сосуда. Форма

камеры тарельчатая, что при минимальной высоте адсорбционной камеры создается максимальная поверхность, контактирующая (через стенку) с криопродукто и. Верхняя часть тарельчатой камеры выполнена деформируемой и жестко соединенной с хвостовиком откачного клапана, проходящего внутри адсорбционной камеры, благодаря чему можно создавать усилие на его открытие извне, т.е. через горловину сосуда нажатием на опорную пяту. Последняя расположена на наружной поверхности упругой части камеры, и закрепленная соосно хвостовику.

На фиг.1 показан сосуд в разрезе при закрытом откачном клапане адсосрбцион- ной камеры, вид спереди: на фиг 2 дано увеличенное изображение нижней части сосуда с открытым откачным клапаном адсорбционной камеры.

Криогенный сосуд состоит из наружного кожуха 1 (фиг.1) и внутренней емкости 2, в нижней части которой герметично закреп лена адсобрционная камера тарельчатой формы, нижняя часть 3 (фиг 1) кото) ой жесткая, а верхняя 4 (фиг 1) деформируемая

XJ

v| О

а -ч ел

Камера заполнена адсорбентом 5 (фиг.1) и перекрыта со стороны межстенного пространства сосуда металлической сеткой 6 (фиг,1) и откачным клапаном 7 (фиг.1), хвостовик 8 (фиг.1) клапана проходит внутри камеры через отверстие в сетке и жестко прикреплен к внутренней поверхности упругой части и адсорбционной камеры. С противоположной стороны камеры выполн- на опорная пята 9 (фиг.1).

На внутреннюю емкость 2 нанесена эк- рано-вакуумная (многослойная) теплоизоляция 10 (фиг.1), 11;(фиг.1), узел откачки межстенного пространства.

Работает криогенный сосуд следующим образом.

Внутренняя емкость 2 (фиг.1) выполняется с отверстием & донной части под последующую герметичную приваврку адсорбционной камеры в сборе, которая предварительно изготавливается вне сосуда. Камеру заполняют адсорбентом 5 (фиг.1) и перекрывают сеткой 6 (фиг.1) с отверстием под хвостовик В (фиг. 1) клапана 7 (фиг.1). Далее, адсорбент находящийся в камере регенерируют при открытом откачном клапане 7 с нагревом и под вакуумом, т.е. в вакуумной камере.

По окончании регенерации клапаном 7 герметично закрывают адсорбционную камеру. В таком виде адсорбционная камера подготовлена для монтажа на внутреннюю емкость криогенного сосуда, либо для временного хранения (складирования) в регенерированном состоянии адсорбента.

После приварки адсорбционной камеры со стороны рабочей полости внутренней емкости 2 (фиг.1) и проверки на герметичность соединительных швов, наносят ЭВТИ 10 (фиг.1) орбитальной намоткой существующим намоточным устройством. Осуществляют окончательную сборку сосуда и через узел откачки 11 вакуумируют его межстенное пространство, контролируя степень вакуума по приборам. Вакуумирование выполняют до удаления основной массы паров и газов из межстенного пространства, вначале при закрытом откачном клапане 7 адсорбционной камеры, что контролируется по показаниям приборов (на фиг. не показано). При достижении заданной степени вакуума упомянутый клапан 7 открывают внешним воздействием (через горловину сосуда (на фиг. не показано) на опорную пяту 9 (фиг. 1,2). В результате чего, верхняя деформируемая часть 4 (фиг.1,2) прогибается и через хвостовик 8 (фиг.2) открывает клапан (фиг.2). Открытие откачного клапана 7 адсорбционной камерьГпроводят при продолжающемся вакуумировании сосуда через откачной узел (фиг.1,2). Далее продолжают вакуумирование межстенного пространства сосуда совместно с открытой адсорбционной камерой до достижения заданных технологических параметров по на- теканига. После чего герметизируют узел откачки 11, и проверяют сосуд по испаряемости криогенного продукта. Для этого кри- опродукт (жидкий азот) заливают через

0 горловину во внутреннюю емкость 2. При этом происходит смывание на 90-95% поверхности адсорбционной камеры криогенным продуктом, при котором адсорбент активно включается в улучшение вакуума в

5 межстенном пространстве сосуда.

Конструкция криогенного сосуда и его адсорбционной камеры позволяет регенерировать адсорбент в наиболее эффективном режиме, т.е. с нагревом и под вакуумом

0 вне сосуда с последующим герметичным закрытием камеры и возможностью монтажа его в таком состоянии либо сразу после герметизации, либо отложить эти камеры с регенерированным адсорбентом для

5 создания, например, производственного задела для будущего увеличения объема производства.

Конструкция адсорбированной камеры обеспечивает сохранность регенерирован0 ного адсорбента в герметичной камере в процессе вакуумирования сосуда до заданного момента, а открытие откачного хлапана адсорбционной камеры осуществлять в технологически заданный момент времени. На5 ряду с вышеизложенным это позволяет существенно на 50-70% уменьшить время вакуумирования криогенного сосуда.

Расположение адсорбционной камеры не в зоне ЭВТИ, а в рабочей полости внут0 ренней емкос ти, т.е. в зоне омываемой криогенным продуктом (через металлическую стенку, которая, в тоже время, является внутренней стенкой емкости) с максимальной площадью охлаждения (905 95%) поверхности камеры криогенным продуктом позволяет ускоренно повысить степень вакуума в межстенном пространстве сосуда, например от мм рт.ст.до мм, рт.ст,, что снимает общее время

0 вакуумирования сосуда, а также улучшает его теплоизоляционные свойства способствует уменьшению потерь на испарение криогенного продукта.

Тарельчатая форма адсорбционной ка5 меры в донной части внутренней ёмкости сосуда позволяет эффективно использовать охлаждение адсорбента криогенным продуктом, даже при минимальном уровне последнего, в то время, при уровне заправки сосуда менее 50% адсорбцйон ная камера

может служить волногасящим элементом сосуда при его транспортировке. Гашение в сосуде волн криопродукта ведет к снижению испаряемости последнего.

Выполнение адсорбционной камеры с деформируемой верхней частью, к которой жестко прикреплены с внутренней стороны камеры хвостовик откачного клапана, а с наружной стороны опорная пята позволяет упростить открытие откачного клапана камеры и сообщить регенерированный адсорбент камеры с полостью предварительно откачанного межстенного пространства сосуда в заданный момент времени усилием из вне.

Формула изобретения Криогенный сосуд, содержащий внутреннюю емкость, наружный кожух, экрановакуумную изоляцию и адсорбционную камеру, заполненную регенерированным адсорбентом и герметично закрытую откачным клапаном, отличающийся

тем, что. с целью повышения эффективности работы и уменьшения времени вакуумиро- вания сосуда, внутренняя емкость выполнена с центральным отверстием в донной части, адсорбционная камера закреплена

герметично внутри емкости над отверстием и выполнена тарельчатой формы с деформируемым днищем, обращенным к верхней части сосуда, а хвостовик откачного клапана размещен внутри камеры и жестко прикреплен к внутренней поверхности деформируемого днища, наружная поверхность которого имеет опорную пяту, закрепленную соосно хвостовику.

Использование: в криогенной технике, в частности для хранения и транспортирования биологических препаратов в среде охлаждения. Сущность изобретения: адсорбционная камера расположена во внутренней емкости и выполнена тарельчатой формы с деформируемым днищем, об- ращенным к верхней части сосуда, а хвостовик откачного клапана размещен внутри камеры и жестко прикреплен к днищу, на наружной поверхности которого со- осно хвостовику закреплена опорная пята для восприятия осевого усилия извне. 2 ил.

Фиг /

в