Сосуд криогенный Советский патент 1982 года по МПК F17C13/00 

(З) СОСУД КРИОГЕННЫЙ

1

Изобретение относится к созданию криогенных сосудов, в частности к усовершенс.твованию сосудов Дыоара для хранения и транспортирования биологических препаратов при криогенной температуре.

Главным техническим показателем криогенных сосудов является испаряемость криогенного продукта (жидкого азота) в единицу времени, которая должна быть как можно меньшей.

Испаряемость криопродукта зависит от интенсивности притока тепла из окружающей среды к жидкому азоту, при этом основной теплоприток (.до 60) осуществляется через горловину. Следует учитывать, что пробка, криогенного сосуда должна устанавливаться в его горловину с обеспечением прохождения паров криопродукта и не должна примерзать к горловине сосуда .

Известен криогенный сосуд, содержащий двухстенную теплоизолированную емкость с горловиной и пробкой. Для уменьшения теплопритока к криогенному продукту через горловину пробка установлена на входе во внутренний сосуд, а внешний конец горловины через сильфон и перекрываемый патрубок соединен с вакуум-насосом. Наружная стенка представляет собой вакуумплотный (кожух. П.

Недостаток сосуда - сложность его изготовления и неудобства в эксплуатации.

Известен также криососуд для хранения биологических препаратов при криогенной температуре, содержащий кожух, внутренний теплоизолированный сосуд с горловиной и пробкой из материала с низкой теплопроводностью между которыми выполнен канал для .выхода паров и крышку 2.

Недостаток известного сосуда состоит в том, что пары криопродукта охлаждают только горловину, а близлежащие к горловине участки кожуха имеют температуру окружающей среды. Это создает перепад температур поряд ка 20°С способствующий переносу тепла внутрь сосуда как по материалу горловины, так и излучением. Цель изобретения - уменьшение испаряемости криогенного продукта пу тем использования температуры холод ных паров криопродукта для уменьшения теплопритока по горловине. Поставленная цель достигается тем, что в сосуде, содержащем кожух теплоизолированный сосуд с горловиной и пробкой, между которыми выпол нен канал для паров криопродукта, и крышку, крышка установлена на расстоянии от кожуха и между крышкой и кожухом образована расширительная камера при этом поверхность кожуха от верхней кромки кожуха до нижней кромки крышки составляет 2-5 всей поверхности кожуха.

Как видно из таблицы, наиболее эффективное снижение испаряемости жидкого азота наблюдается в интервале 2-5% площади охлаждаемой поверхности.

На чертеже схематически изображен предлагаемый криогенный сосуд, общий вид, разрез.

Внутренний теплоизолированный сосуд 1 через горловину 2 соединяется с кожухом 3. Горловина сосуда закрывается пробкой k из материала с низКОЙ теплопроводностью, в верхней части которой закреплена крышка 5. Крышка установлена на расстоянии от кожуха и образует с ним расширительную камеру 6.

Сосуд работает следующим образом. Заполненный криогенный сосуд закрывают пробкой Ц с крышкой 5. Пары жидкого азота по каналу между пробкой Ц и горловиной 2 Сне показано) поднимаются вверх, охлаждая горловину и пробку, получающие тепло из ок74Величина зазора между крышкой и кржухом не должна превышать суммарного сечения канала между пробкой и горловиной для максимального использования температуры паров криогенного продукта. Охлажда.емая часть кожуха от его верхней кромки до нижней кромки крышки представляет собой кольцевую (конусную) поверхность, прилегающую к горловине, являясь продолжением, и составляет порядка 2-5% всей поверхности кожуха, что обусловлено максимальной эффективностью снижения испаряемости продукта. Опыты проведены на криобиологическом сосуде Харьков-3 А с экрановакуумной изоляцией, имеющем площадь наружного кожуха АООО см и диаметр горловины 60 мм, а емкость сосуда З л. В таблице показана зависимость испаряемости жидкого азота от части охлажденной поверхности кожуха. ружающей среды. Выходя из горловины еще холодные пары поступают в расши рительную камеру 6, где расширяясь, участвуют в конвективном охлаждении примыкающей к горловине поверхности кожуха, уменьшая тепловой поток к горловине. При выходе паров криогенного про дукта из камеры через сравнительно небольшой зазор, пары дросселируются, препятствуя попаданию наружного более теплого воздуха в полость камеры. Наличие крышки установленной с зазором, и образуемой ею и наружным кожухом расширительной камеры, позволяет снизить расход продукта за счет более полного использования температуры pro паров без усложнения конструкции теплоизоляции сосуда. Наличие зазора между крышкой и кожухом, не превышающего величину сечения канала между пробкой и горловиной, позволяет дросселировать п ры при выходе из камеры более полно используя их температуру для охлаждения прилежащей к горловине поверхности кожуха и крышки, а также препятствует проникновению более те лого наружного воздуха к охлаждаемо поверхности. Наличие крышки; установленной с указанным зазором, защищает выходящие из горловины сосуда холодные пары криогенного продукта от сдувания с поверхности кожуха, примыкающей к горловине,что способствует лучшему использованию холода отходящих паров. формула изобретения 1.Сосуд криогенный, содержащий кожух, внутренний .теплоизолированный сосуд с горловиной и пробкой, между которыми выполнен канал для паров криогенного продукта, и крышKyi отличающийся тем, что, с целью уменьшения испаряемости криогенного продукта за счет уменьшения теплопритока по горловине, крышка установлена на расстоянии от кожуха и между крышкой и кожухом образована расширительная камера. 2.Сосуд по п. 1,отличающ и и с я тем, что поверхность кожуха от верхней кромки кожуха до нижней кромки крьшки составляет 2г 5 всей поверхности кожуха. Источники информации, принятые во внимание экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 285939 кл. F 25 J 1/00, 19б7. 2.Авторское свидетельство СССР , кл.Р 17 С 3/00, 1973.