Способ создания вакуумной теплоизоляции криогенных устройств Советский патент 1992 года по МПК F25B9/02 F17C3/08 

Изобретение относится к криогенной технике и может быть использовано в системах хранения и транспортирования жидких криопродуктов.

Наиболее эффективным способом создания теплоизоляции криогенных устройств является размещение в межстенном пространстве большого количества чередующихся экранов из металлической фольги, проставок из малотеплопроводного материала и последующая откачка межстенного пространства.

Эффективность экранно-вакуумной изоляции в основном определяется степенью откачки межстенного пространства. Наличие узких каналов внутри изоляции создает дополнительное гидравлическое сопротивление при откачке Поэтому вакуум внутри пакета всегда хуже чем в свободном пространстве, что увеличивает его теплопроводность Трудность откачки пакета лимитирует повышение эффективности этого способа теплоизоляции.

Известен способ создания сверхвысокого вакуума, включающий заполнение ва- куумированного пространства жидкостью, охлаждение стенок емкости до образования на них кристаллизационного слоя, слив жидкости из емкости и дальнейшее понижение температуры стенки до температуры хладагента. Остаточное давление в емкости при этом будет определяться давлением насыщенных паров жидкости при температуре хладагента, что позволяет достигнуть более глубокий вакуум

Для восстановления вакуума весь цикл (заполнение емкости жидкостью, образование кристаллизационного слоя, удаление жидкости, понижение температуры стенки) необходимо повторить, что резко усложняет

процесс откачки вакуумированного пространства. Кроме этого, для реализации способа необходимо использование сложной оснастки - трубопроводов с запорной арматурой, резервуара для хранения и переливания жидкости.

Несмотря на возможность достижения более глубокого вакуума, указанный способ не обеспечивает эффективного экранирования лучистого теплопритока. а следовательно, высокого качества теплоизоляции в целом.

Целью изобретения является упрощение создания вакуума.

Поставленная цель достигается тем, что по известному способу создания вакуума, включающему заполнение полости жидкостью с низким давлением насыщенных паров при криогенных температурах, последующее удаление жидкости и охлаждение полости до криогенных температур, удаление жидкости из полости производится путем ее последовательного непрерывного нагрева до состояния кипения и перегрева образовавшегося пара с одновременным удалением последнего из полости с последующей ее герметизацией.

Реализация заявляемого способа поясняется следующим примером.

Вакуумируемую полость сосуда Дьюара 1 (см, фиг. 1) заполняют дистиллированной водой, при этом из полости вытесняется воздух. Производят нагрев сосуда. Вода в вакуумируемой полости при этом нагревается, доводится до кипения. Пары кипящей воды через гидрозатвор 2 выводят в атмосферу. I Юсле выкипания всей воды нагрев сосуда продолжают и оставшийся пар в межстенном пространстве перегревают до температуры 200-250°С. Контроль температуры осуществляют датчиком 3, установленным на стенке сосуда. После достижения заданной температуры производят герметизацию сосуда пережимкой штенгеля 4. После этого сосуд готов к эксплуатации.

В сосуд заливают жидкай азот или кислород (см. фиг. 2). Находящийся в межстенном пространстве водяной пар конденсируется и оседает на охлажденной

стенке 5 сосуда в виде кристаллов льда, в результате на поверхности образуется слой снега 6. Давление в межстенном пространстве падает до величины, равновесной температуре криоагента - менее 1 мм

рт.ст.

Поскольку кристаллы льда обладают высокой отражательной способностью, а снеговая шуба имеет развитую поверхность отражения, на внутренней стенке 5 сосуда

образуется весьма эффективный экран, резко снижающий радиационный теплоприток. Таким образом, предложенный способ позволяет обеспечить высокий вакуум и создать эффективный отражательный экран в

межстенном пространстве сосуда Дьюара. Предлагаемый способ требует меньших затрат на реализацию и обеспечивает высокий вакуум в межстенном пространстве только при наличии криоагента, а при его

отсутствии давление становится близким к атмосферному. Это уменьшает натекание в вакуумную полость сосуда, повышает его надежность, увеличивает гарантийный срок службы.

Формула изобретения Способ создания вакуумной теплоизоляции криогенных устройств, включающий заполнение полости жидкостью с низким

давлением насыщенных паров при криогенных температурах, последующее удаление жидкости и охлаждение полости до криогенных температур, отличающийся тем, что, с целью упрощения создания вакуума,

удаление жидкости из полости производят путем ее последовательных непрерывного нагрева до состояния кипения и перегрева образовавшегося пара с одновременным удалением последнего из полости с последующей ее герме шзацией.

Sefa

,

N

2

/С изме/ ц/яеж- нолщ nfi/fofy

Использование криогенная техника, в системах хранения и транспортирования жидких криопродуктов. Сущность изобретения: межстенное пространство сосуда заполняется жидкостью - водой или водным раствором вещества. Затем жидкость удаляется из пространства путем ее последовательного нагрева до состояния кипения, а затем перегретого пара. Нагрев производится непрерывно с одновременным удалением паров через гидрозатвор в атмосферу. После достижения определенной температуры перегретого пара производится герметизация полости. После заливки в сосуд жидкого криоагента находящийся в межстенном пространстве перегретый пар оседает в виде кристалла льда на внутренней стенке сосуда, образуя развитую отражательную поверхность При этом в межстенном пространстве устанавливается давление, соответствующее давлению насыщенных паров жидкости при температуре криоагента 2 ил.

/4

t/.

ж иол: и и азот

г