Криогенный резервуар

 

Изобретение относится к криогенному резервуару и решает проблему повышения его эффективности. В криогенном резервуаре содержится камера с адсорбентом, расположенная на стенке внутреннего сосуда в вакуумируемой полости. Адсорбент помещен в эластичный чехол, при этом чехол и внутренняя поверхность камеры соответствуют друг другу по форме и площади поверхности . Адсорбент закрыт фильтром в виде жесткого обратного конуса, на котором закреплен чехол, раздвижной трубчатый змеевик-нагреватель адсорбента . Фильтр закреплен на штоке, привод которого подключен к змеевику. В рабочем состоянии фильтр поджимает адсорбент в чехле .и внутренней поверхности камеры и он захолаживается. В режиме регенерации в змеевик подают греющий газ, он приводит в движение шток, который поднимает фильтр с чехлом и змеевиком, при этом адсорбент и ямеевик не контактирует с внутренней поверхностью камеры, так как на дне камеры расположена теплоизолированная прокладка. 1 з. п. , 1 Ш.. i О)

СОЮЗ СОВЕТСНИХ соцИАлист1иесних

РЕСПУБЛИК (192 (112 (51)4 F 17 С 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3862501/23"26 (22) 04.03.85 (46) 30.01.87. Бюл. В 4 (72) Ю.В.Алейник, В.И.Куприянов, В.К.Железняков и Е.П.Сазонов (53) 621.59(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1000665, кл. Р 17 С 3/08, 1981. (54) КРИОГЕННЫЙ РЕЗЕРВУАР (57) Изобретение относится к криогенному резервуару и решает проблему повышения его эффективности. В криогенном резервуаре содержится камера с адсорбентом, расположенная на стенке внутреннего сосуда в вакуумируемой полости. Адсорбент помещен в эластичный чехол, при этом чехол и внутренняя поверхность камеры соответствуют друг другу по форме и площади поверхности. Адсорбент закрыт фильтром в виде жесткого обратного конуса, на котором закреплен чехол, раздвижной трубчатый змеевик-нагреватель адсорбента. Фильтр закреплен на штоке, привод которого подключен к змеевику.

В рабочем состоянии фильтр поджимает адсорбент в чехле и внутренней поверхности камеры и он захолаживается.

В режиме регенерации в змеевик подают греющий газ, он приводит в двыкение шток который поднимает фильтр с чехлом и змеевиком, при этом адсорбент и змеевик не- контактирует с внутC ренней поверхностью камеры, так как Е на дне камеры расположена теплоизоли- у 2 рованная прокладка. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.. С:

1286868

Изобретение относится к криогенной технике, а именно к емкостям для хранения и транспортирования таких криогенных жидкостей, как жидкие кислород, азот, аргон и другие, и может найти применение в криоадсорбционных насосах.

Целью изобретения является повышение эффективности резервуара.

На чертеже изображен резервуар, продольный разрез.

Резервуар содержит кожух 1, внутренний сосуд 2 для криогенной жидкости, в вакуумированной полости 3 между которыми расположены теплоизоляция 4 и закрепленная на внутреннем сосуде 2 камера 5, выполненная из теплопроводного материала и заполнен-, ная адсорбентом 6, газопроницаемый фильтр 7, размещенный над адсорбентом 6 и выполненный в виде обратного конуса, подпружиненный шток 8 с приводом 9 в виде сильфона, нагреватель, выполненный в ниде расположенного внутри эластичного чехла 10 трубчатого змеевика 11. Внутренняя поверхность 12 камеры 5 имеет вогнутую форму, чехол 10 выполнен из газопроницаемого теплопроводного материала и имеет форму и площадь поверхности, З0 соответствующие форме и площади поверхности 12. Нагреватель подключен к приводу 9. Шток 8, змеевик 11 и чехол 10 закреплены каждый одним концом через теплоизоляционную проклад- 35 ку 13 на дне камеры 5, а другим концом на фильтре 7, большее основание которого имеет фланец 14, контактирующий с камерой 5 через фланец 15.

Устройство работает следующим об- 40 разом. Г

В режиме откачки газа адсорбентом 6 из полости 3 резервуара газопроницаемый фильтр 7 приведен прижимной пружиной 16 и штоком 8 в рабочее положение, при котором теплопроводный фланец 14 контактирует с фланцем 15 камеры 5, обеспечивая охлаждение фильтра 7 и контактирую- 0 щего с ним адсорбента 6. Благодаря своей форме и повышенной жесткости фильтр 7 расталкивает гранулы ад сорбента 6, заполняющего чехол 10, в направлении, перпендикулярном оси камеры 5. При этом эластичный теплопроводный чехол 10, например, тонкая металлическая сетка конической формы, растягивается в поперечном направлении и плотно прилегает, к внутренней поверхности 12 камеры 5, обеспечивая ее тепловой контакт с адсорбентом. Внутренняя поверхность 12 камеры 5, выполненная, например, в форме усеченного эллипсоида вращения, име т площадь поверхности, равную площади поверхности чехла, что обеспечивает их надежное прилегание и контакт. При рабочем положении фильтра 7 трубчатый змеевик 11 сложен и компактно размещен в полости камеры 5. В режиме регенерации адсорбента через патрубок 17 подвода газа и через па:рубок 18 в привод 9, например, сильфон, под давлением подается газ. Привод 9 преодолевает действие пружины 16 и выдвигает фильтр 7 в направлении оси камеры на заданное расстояние от нее. При этом эластичный чехол 10 деформируется, и, растягиваясь, принимает форму усеченного конуса, не контактирующего с поверхностью камеры, нижнее сечение которого отделено от охлаж" денной камеры прокладкой 13. В результате разрывается тепловой контакт адсорбента 6 и внутренней поверхности 12 камеры за счет пересыпания гранул адсорбента 6 в чехле 10. При выдвижении фильтра 7 раздвигается закрепленный на нем труб1 чатый змеевик 11 и его кольца устанавливаются с равным шагом в слое адсорбента, обеспечивая его равномерный прогрев. Подачей греющего газа через патрубок 17 под давлением, удерживающим выдвинутый фильтр 7 с отводом его через патрубок 19 осуществляется регенерация адсорбента нагреванием при одновременной откачке полости 3 резервуара внешней вакуумной системой (не показана). По окончании регенерации прекращается подача греющего газа в змеевик 11.

Пружина 16 возвращает фильтр 7 в рабочее положение, одновременно дефор! мируя и приводя в контакт с внутренней поверхностью 12 камеры 5 чехол 10. При этом устанавливается тепловой контакт адсорбента 6 с поверхностью 12 камеры и он переводится в режим откачки газа иэ полости 3 резервуара, а трубчатый змеевик 11 возвращается в компактное положение в чехле и полости камеры 5.

Примененная в устройстве прокладка 13, установленная на внутренней

1286868 4

20 ции адсорбента.

45

55 поверхности стенки камеры, закреп,ленной на сосуде резервуара, позво ляет исключить теплопритоки через камеру к внутречнему сосуду и криогенной жидкости в режиме регенерации адсорбента нагреванием.

Площадь контакта прокладки с камерой должна быть существенно меньше площади ее внутренней поверхности (не более 10 + 15X) чтобы она существенно не уменьшала площадь поверхности теплообмена камеры и адсорбента.

Примененный в устройстве газопроницаемый эластичный чехол, например, сетчатый, позволяет эксплуатировать заполняющий его адсорбент в двух режимах. В режиме откачки газа из полости резервуара чехол плотно прилегает к внутренней поверхности камеры, обеспечивая ее надежный тепловой контакт с гранулами адсорбента.

В режиме регенерации чехол отводится штоком от своего первоначального положения, что изменяет пространственное положение гранул адсорбента благодаря их пересыпанию в чехле. Это обеспечивает их теплоизоляцию и позволяет нагревать адсорбент без слива криогенной жидкости из сосуда резервуара.

Придание чехпу формы, близкого по форме внутренней поверхности камеры, и равного ей по площади боковой поверхности, обеспечивает их надежное прилегание в рабочем положении.

Газопроницаемый фильтр выполнен подвижным и соосным камере в виде жесткого конуса, обращенного вершиной к прокладке с целью обеспечения работы устройства в двух режимах.

В режиме откачки адсорбентом газа из полости резервуара конус своим фланцем основания устанавливается на фланце камеры благодаря действию прижимающей пружины.

Помимо того, что фильтр удерживает и дополнительно охлаждает адсорбент в чехле, благодаря своей конической форме и повьппенной жесткости он обеспечивает поджим гранул адсорбента в направлении, перпендикулярном поверхности камеры. При этом мягкий чехол растягивается в поперечном направлении, обеспечивая тепловой контакт заполняющего его адсорбента с внутренней поверхностью камеры.

Тепловой контакт фланцев фильтра и камеры необходим для охлаждения фильтра и контактирующего с ним Лдсорбента.

При подготовке устройства к регенерации адсорбента фильтр отводится от камеры на заданное расстояние с помощью привода, при этом он дополнительно выполняет функции несущего элемента устройства, удерживая чехол и трубчатый змеевик в растянутом положении.

Трубчатый змеевик, закрепленный одним концом на прокладке, а другим на подвижном фильтре, компактно размещается в полости кам ры при рабочем положении фильтра, а после выдвижения его для регенерации адсорбента раздвигается и его кольца устанавливаются с равным шагом в чехле, что обеспечивает равномерный прогрев. адсорбента.

Предлагаемое техническое решение позволяет исключить расход тепловой энергии и криогенной жидкости, а также затраты времени на технологические

25 сливы криогенной жидкости и нагревание внутренних сосудов при регенера Формула изобретения

1. Криогенный резервуар, содержащий кожух и внутренний сосуд для криогенной жидкости, в вакуумированной полости между которыми расположена теплоизоляция и закрепленная на внутреннем сосуде камера, выполненная из теплопроводного материала и заполненная адсорбентом, при этом камера снабжена газопроницаемым фильтром, размещенным над адсорбентом, подпружиненным штоком с приводом и нагревателем адсорбента, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности, фильтр выполнен в виде обратного конуса, внутренняя поверхность камеры имеет вогнутую форму, камера снабжена эластичным чехлом для адсорбента, выполненным из газопроницаемого теплопро-" водного материала и имеющим форму и площадь поверхности, соответствую50 щие форме и площади внутренней поверхности камеры,. нагреватель выполнен в виде расположенного внутри чехла и подключенного к приводу штока трубчатого змеевика, при этом шток, змеевик и чехол закреплены каждый одним концом на дне камеры, а другим — на фильтре, большее основание которого снабжено фланцем, контактирующим с камерой.

5 1286868 6

2. Криогенный резервуар по п.1, прокладкой, установленной между дном отличающийся тем, что амеры и концами штока змеевика и камера снабжена теплоизоляционной чехла.

Составитель Г.Ольшанская

Редактор Н.Горват ТехредП.Сердюкова Корректор Л.Пилипенко

Заказ 7702/38 Тираж 451 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 .Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4