Устройство для перелива криогенных жидкостей Советский патент 1981 года по МПК F17C13/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕЛИВА КРИОГЕННЫХ Изобретение относится к криогенно технике. Известны устройства для перелива криогенных жидкостей, выполненные в виде сифона, состоящего из двух коаксиальных труб с вакуумной теплоизоляцией между ними, и имеющие регул рующий клапан слива , Недостатками известных устройств являются большие потери криогенной жидкости в приемном сосуде при повторяющихся переливах из-за потока те лового газа, образующегося при охлаж дении деталей самого устройства, бол шая задержка начала перелива жидкоети и большие потери в самом устройст ве в режиме медленного непрерывного .перелива, обусловленного внешними теплопритоками. Известно устройство, содержащее переливной сифон, вставленный в труб ку сепаратора, которая имеет на верх нем конце клапан для выпуска паров а на нижнем конце трубку для слива жидкости Г2ТНедостатками этого устройства Являются неполное устранение дополнительных потерь при повторных переливах из-за частичного попадания теп лого газа через трубку для слива ЖИДКОСТЕЙ кости, наличие потерь жидкости на повторное охлаждение переливного сифона, большая задержка начала перелива жидкости при повторных переливах, большие потери в самом устройстве в режиме медленного непрерывного перелива, обусловленные внешним теплопритоком, и сложность конструкции, связанная с необходимостью в дополнительном клапане сброса паров и трубке сепаратора. Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для перелива криогенных жидкостей, предназначенное для рефрижираторного слива дроссельного ожижителя З. Оно содержит коаксиально расположенные внутреннюю трубу для криогенной жидкости теплоизолированную.наружную .трубу для выхода паров, сдвоенный клапан слива, подк.пюченный к нижним концам труб, и патрубок вы.пуска паров, установленный на наружной трубе. Недостатками этого устройства являются большие потери криогенной жид..кости при повторных переливах из-за потока теплового газа,образующегося при охлаждении деталей самого устройства, большая задержка начала перели,ва жидкости при повторных переливах сложность конструкции клапана,обусловленная необходимостью одновременного перекрытия двух каналов. Целыо изобретения является уменьшение потерь криогенной жидкости, а также сокращение задержки начала перелива жидкости и упрощение конструк Это достигается тем, что внутренняя труба выполнена с отверстием, рас положенным над клапане слива, т.е. край сливного конца внутренней трубы расположен выше крайнего верхнего по ложения запорного элемента клапана слива с гарантированным зазором между ними. На чертеже изображено предлагаемо устройство, разрез. Устройство содержит внутреннюю трубу 1 для жидкости, наружную трубу 2 для обратного выхода паров и вакуумную теплоизоляцию 3. К сливному концу наружной трубы 2 присоединен вход клапана слива 4, а вблизи друго го конца к наружной трубе 2 присоеди нен патрубок 5 выпуска паров. Край сливного конца внутренней трубы рас положен выше крайнего верхнего положения запорного элемента клапана слива 4 с гарантированным зазором между ними, так что сливной конец трубы 1 оставлен открытым внутри трубы 2. Колено 6 устройства предназначено для вставления в приемный сосуд, а колено 7 - в подающий (на чертеже сосуды не показаны).. Устройство работает следующим образом. При первоначальном переливе криогенной жидкости в пустой теплый приемный срсудсначала открывают кла пан 4 и создают небольшой избыток давления газа в подакнцем сосуде по отношению к- давлению в патрубке 5. Вначале поднимающаяся по трубе 1 жид кость в колене 7 испаряется и охлажд ет трубы 1 и 2 потоком холодного пара, одновременно охлаждая полость приемного сосуда. Когда трубы 1 и 2 и приемный сосуд охладятся до темпепатуры жидкости, то начинается перели жидкости по трубе 1 из подающего сос да в приемный. Пары жидкости из приемного сосуда через клапан 4 подают в наружную тру бу 2 и по ней в патрубок 5, при этом они отводят часть внешнего теплопритока, приходящего к наружной трубе 2, что уменьшает потери жидкости. В ко-нце перелива клапан 4 закрыва ют и при закрытом клапане 4 небольшой сохраняющийся избыток давления между подающим сосудом и патрубком 5 обеспечивает постоянное наличие запаса жидкости в полости наружной трубы 2 колена 6. При этом в паузгис между переливами имеется весьма малый расход криогенной жидкости на снятие внешнего теп опритока к устройству за счет теплообмена между трубой 2 и выходящими парами. При повторном переливе 4 открывают и из него сразу же начинает вытекать жидкость, что исключает дополнительные потери жидкости в приемном сосуде из-за потока теплого газа, что имеет место в известных устройствах. Таким образом, в паузах между переливами и при повторных переливах предлагаемое устройство исключает попадание теплого газа в приемный сосуд и в трубу 1, что значительно уменьшает потери криогенной жидкости (особенно жидкого гелия), в том числе при давлении, значительно меньшем атмосферного, т.е. при низких и сверхнизких температурах, когда порция теплого газа может испарить всю имеющуюся в приемном сосуде жидкость. Одновременно исключается задержка начала перелива жидкости при повторных переливах, поскольку над клапаном 4 перед его открытием уже имеется жидкость. Конструкция, предлагаемого устройства проще, чем известного, благодаря наличию простого одинарного клапана слива вместо сдвоенного коаксиального. Формула изобретения Устройство для перелива криогенных жидкостей, содержащее коаксиально расположенные внутреннюю трубу для жидкости и теплоизолированную наружную трубу для выхода паров, клапан слива, подключенный к нижним концам труб, и патрубок выпуска паров, установленный на наружной трубе, отличающееся тем, что, с целью снижения потерь криогенных жидкостей, внутренняя труба выполнена с отверстием, расположенным над клапаном слива. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Справочник по физико-техническим основам глубокого охлаждения. Под ред. М.П.Малкова. М., 1963, с.313, рис.15-10. 2.Растовский В.Г. и др. Криогенная техника. М.,Энергия, 1967, с.332. 3.Химическое и нефтяное машиностроение. 1969, I 7, с. 5-7.

L

Ь.

I ... ...1

t

R,