Способ переохлаждения криогеннойжидКОСТи и уСТРОйСТВО для ЕгО ОСу-щЕСТВлЕНия Советский патент 1981 года по МПК F17C3/00 

1

Изобретение относится к криогненной техинке и может быть использовано при охлажде НИИ К1 1огенных жидкостей.

Известен способ переохлаждения жидкостей путем теплообмена с низкотемпературным хладагентом, например, в устройствах, содержащих трубчатые теплообменники (1 .

Однако указанный способ требует предварительного подбора или получения хладагента с заданным значением температуры, что трудноосуществимо при охлаждении до низких температур, особенно до температур переохлажденных криогенных жидкостей. Устройство, осуществляющее способ, обладает сложной конструкцией и значительной трудоемкостью изготовления.

Известен способ переохлаждения криогенной жидкости, включающий откачку ее паров, т. е. газового пространства над поверхностью жидкости и ее испарение с зтой поверхности. Известно также устройство для осуществления способа, содержащее вакуумируемую емкость с криогенной жидкостью и вакуум-насосы, соединенные с емкостью трубопроводом 2.

Недостатком данного способа, а также и устройства являются значительные затраты времени, малая эффективность процесса вследствие недостаточно высоких характеристик применяющихся в настоящее время вакуум-насосов, существенные затраты энергии на привод вакуум-насосов.

Цель изобретения - интенсификация процесса охлаждения.

Указанная цель достигается тем, что одновременно при откачке на поверхностный слой жидкости воздействуют ультразвуковыми колебаниями, т. е. распыляют и испаряют жидкость с поверхности образующихся капель, чем интенсифицируют процесс охлаждения.

Кроме того, устройство снабжено размещенным излучателем ультразвуковых колебаний с поплавком, соединенным с генератором высокой частоты. С целью улучщения теплообмена в объеме жидкости, вакуумируемая емкость снабжена внутревней перфорированной оболочкой, а излучатель ультразвуковых колебаний расположен на поверхности жидкости внутри оболочки. 3 На чертеже схематически изображено устрой ство, общий вид. Устройство состоит из емкости 1 с криогенной жидкостью 2, вакуумируемой через трубопровод 3 вакуум-насосами 4. Внутри емкости помещены свободноплаваюищй на поверхнос ти жидкости излучатель 5 ультразвуковых коле баний, соединенный с генератором 6 высокой частоты, кабелем 7 и перфорированная оболочка 8, установленная коаксиально с зазором относительно внутренней стенки емкости 1, причем излучатель ультразвуковых колебаний расположен на поверхности жидкости внутри обечайки. Устройство работает следующим образом. Одновременно с вакуумированием емкости 1 через трубопровод 3 вакуум-насосами 4, генератор 6 высокой частоты и свободноплавающий на поверхности криогенной жидкости излучатель 5 ультразвуковых колебаний преобразуют злектрическую знергию в акустическую и направляют ее на поверхностный слой жидкости внутри перфорированной оболочки 8 Вследствие возникновения в поверхностном слое жидкости напряжений сдвига, он дробится на мелкодисперсные частицы, которые образую в вакз умируемом пространстве азрозоль охлаж даемой жидкости. Капли жидкости в аэрозоле обладают существенно больщей .поверхностью испарения, чем гладкая поверхность жидкости в емкости, что интенсифицирует процесс охлаждения. В ходе процесса охлажден&я жидкость 2 опускается внутри оболочки 8 вниз, а более теплая и, следовательно, легкая по зазору, поднимается вверх и через отверстия в обечайке поступает в зону действия излучателя ультразвуковых колебаний, что улучшает теплообмен в объеме жидкости. Использование предлагаемого способа переохлаждения криогненной жидкости и устройства для его осуществления позволит, вследствие интенсификации процесса охлаждения, сократить его во времени, повысить экономичность за счет уменьщения затрат энергии на привод вакуум-насосов и снижения эксплуатационных требований. Формула изобретения 1.Способ переохлаждения криогенной жидкости, включающий откачку ее паров, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса, при откачке на поверхностный слой жидкости воздействуют ультразвуковыми колебаниями. 2.Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее вакуумируемую емкость для криогенной жидкости, отличающееся тем, что емкость снабжена размещенным внутри нее излучателем ультразвуковых колебаний с поплавком. 3.Устройство по п 2, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что емкость снабжена внутренней перфорированной оболочкой, а излучатель размещен внутри оболочки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 313544, кл. F 25 С 3/02, 1964. 2.Растовский В. Г. и др. Криогенная техника. М., Энергия, 1967, с. 313-316.