Сосуд для криогенной жидкости Советский патент 1993 года по МПК F17C3/00 

Изобретение относится к криогенной технике, в частности к устройствам для хранения и транспортирования криогенной жидкости.

Цель изобретения - уменьшение потерь криогенной жидкости от испарения за счет снижения теплопритока к ее верхним слоям.

Сущность изобретения заключается в следующем. Под воздействием теплового излучения от верхней части резервуара и вследствие теплопроводности газообразного криоагента температура верхней части поплавка принимает промежуточное значение между температурами жидкости и купола резервуара. При этом теплоприток через материал поплавка передается прилегающим слоям жидкости и приводит к увеличению ее внутренней энергии и испарению. Выполнение поплавков полыми, герметичными, с вакуумированной внутренней полостью приводит к улучшению их теплоизоляционных свойств, т.к. уменьшение теплопроводящего слоя (за счет выполнения в поплавке внутренней полости) существенно увеличивает их термическое сопротивление, приводит к снижению теплопритока к криогенной жидкости от верхней части резервуара и уменьшает ее испаряемость. В случае выполнения поплавка негерметичным либо с невакуумиро- ванной внутренней полостью его теплоизоляционные свойства ухудшаются из-за теплопроводности газа в его полости, что в результате приводит к увеличению теплопровода к криогенной жидкости.

На фиг. 1 изображен сосуд для криогенной жидкости с помещенными внутрь него поплавками; на фиг, 2 - поплавок.

Сосуд для криогенной жидкости содержит внешний резервуар 1 и внутренний резервуар 2, между которыми размещена теплоизоляция 3. На поверхности криогенной жидкости в резервуаре 2 плавают поплавки 4. Поплавки 4 выполнены полыми и герметичными, а их внутренняя полость 5 вакуумирована. Теплоизоляция 3 может

ел

С

00

00

N

ю

VI

быть выполнена, например, слоисто-вакуумной, а поплавки 4 могут быть изготовлены из пенополиуретана или другого материала с низким коэффициентом теплопроводности.

Сосуд работает следующим образом. Криогенную жидкость, например жидкий гелий, заливают во внутренний резервуар 2. При этом поплавки 4 всплывают и размещаются на зеркале жидкости. Лучистый тепло- приток, поглощенный поплавком, а также теплоприток, обусловленный теплопроводностью паров криоагента, вызывают увеличение температуры несмоченной поверхности поплавка.

Наличие разносит температур на поверхности поплавка обуславливает возникновение в нем теплового- потока, передаваемого по стенкам к его нижней части, омываемой жидкостью. Однако величина этого теплового потока невелика, т.к. мала толщина теплопроводящего слоя поплавка из-за наличия в нем внутренней полости 5. Таким образом, уменьшение теплопритока к верхним слоям криогенной

0

жидкости позволяет уменьшить ее потери от испарения,

В случае аварийных теплопритоков к криогенной жидкости, размещенной во внутреннем резервуаре, обуславливающих резкий рост давления, происходит нарушение формы поплавков (их сминание) и (или) потеря их герметичности. При этом происходит заполнение объема, ранее занимаемого поплавками, криогенной жидкостью или ее парами, что снижает как темп роста давления в резервуаре, так и величину давления в нем. Благодаря этому обеспечивается повышение эксплуатационной 5 безопасности сосуда.

Формула изобретения Сосуд для криогенной жидкости, содержащий внешний и внутренний резервуары, разделенные слоем теплоизоляции, и размещенные во внутреннем резервуаре поплавки, отличающийся тем, что, с целью уменьшения потерь криогенной жидкости от испарения за счет снижения теплопритока к ее верхним слоям, поплавки выполнены полыми, герметичными и их внутренняя полость вакуумирована.

0

5

Сущность изобретения: сосуд для криогенной жидкости содержит внешний и внутренний резервуары, разделенные слоем теплоизоляции, размещенные во внутреннем резервуаре поплавки, выполненные полыми, герметичными, с вакуумированной внутренней полостью. 2 ил.

Фиь.1

4

5

Фиг. 2