Способ очистки вакуумной теплоизоляции

 

Изобретение относится к технологии создания вакуумной теплоизоляции и решает проблему повышения скорости ее очистки. Согласно изобретению, в процессе вакуумирования вакуумной теплоизоляции адсорбированный газ ионизируют путем скрещенных электрического и магнитного полей, создаваемых в слое изоляции, при этом ; частицы газа сообщают энергию, большую или равную теплоте десорбции . При этом в слое изоляции создается несамостоятельный разряд в среде оставшегося газа. Образующиеся заряженные частицы при движении в скрещенньш полях бомбардируют теплоизоляцию и вызывают десорбцию газа с ее поверхностей, который удаляется в процессе откачки. 2 ил. N9 СО со 4ib 4ib

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (594 F 17 С 3/08 F 16 L 59 00 ф" рОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3774745/23-26 (22) 12.07.84 (46) 28.02.87. Бюл. У 8 (72) Б.И.Макаров (53) 621 ° 59(088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

И- 589497, кл. F 17 С 11/00, 1975. (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ВАКУУМНОЙ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ (57) Изобретение относится к технологии создания вакуумной теплоизоляции и решает проблему повышения скорости ее очистки. Согласно изобретению, в процессе вакуумирования вакуумной

„„SU„„1293444 А 1 теплоизоляции адсорбированный газ ионизируют путем скрещенных электрического и магнитного полей, создаваемых в слое изоляции, при этом . частицы газа сообщают энергию, большую или равную теплоте десорбции. При этом в слое изоляции создается несамостоятельный разряд в среде оставшегося газа. Образующиеся заряженные частицы при движении в скрещенных полях бомбардируют теплоизоляцию и вызывают десорбцию газа с ее поверхностей, который удаляется в процессе откачки. 2 ил.

1293444

Изобретение относится к технологии создания вакуумной теплоизоляции и может быть использовано в криогенной технике при изготовлении сосудов и трубопроводов для хранения и транспортирования криогенных жидкостей, а также в других областях народного хозяйства при изготовлении термостатирующих устройств.

Целью изобретения является повышение скорости очистки.

На фиг.1 показан пример осуществления способа для вакуумно-волокнисЭ той теплоизоляции; на фиг.2 — то же, для вакуумно-многослойной теплоизо-. ляции.

Пример 1. Очистка вакуумноволокнистой теплоизоляции °

Сосуд Дьюара с вакуумно-волокнистой теплоизоляцией (фиг.1) включает емкость 1, кожух 2, образующие межстенную полость, заполненную волокHHcTblM теплоизолятором (стекловатой), изоляторы 3,4, магнит 5, размещенный в межстенной полости, откачной.патрубок 6. Показаны также вектор 7 напряженности электрического поля Е и вектор 8 напряженности магнитного

-Ф поля Н.

Очистка вакуумно-волокнистой теплоизоляции осуществляется следующим образом.

В межстенной полости сосуда Дьюара, образованной емкостью 1 и кожухом 2, создаются скрещенные Ехй поля

sa счет действия магнита 5 и приложения разности потенциалов к емкости 1 и кожуху 2. В полости создается несамостоятельный разряд в среде остав- 40 шегося газа. Образующиеся заряженные частицы при движении,в скрещенных

Ехй полях бомбардируют теплоизолятор и вызывают десорбцию газа с его поверхности. Энергия сообщается заряженным частицам полем Е, причем эта энергия больше теплоты десорбции адсорбированного на поверхности теплоизолятора газа или равна ей. При облучении поверхности теплоизолятора потоком заряженных частиц молекулы газа, адсорбированные на облучаемой поверхности, либо десорбируются, либо диссоциируют на атомы и хемосорбируются на облучаемой поверхности. Десорбированный газ удаляется из полости через откачной патрубок 6. На оси а ионизационная способность электронов в межстенной полости максимальна, так как ЕЫ1, и уменьшается при удалении от оси а, так как взаимная ориентация полей изменяется на Ехй.

При достижении в межстенной полости устойчивого давления не более

10 Па очистка вакуумно-волокнистой изоляции считается законченной. Давление в межстенной полости выбирается из условия минимальной теплопроводности вакуумной теплоизоляции.

Пример 2. Очистка вакуумномногослойной теплоизоляции.

Сосуд Дьюара с вакуумно-многослойной изоляцией (фиг.2) содержит емкость 1, кожух 2 с патрубком 3, образующие межстенную полость, заполненную теплоизолятором 4 (стеклохолст алюминированный) и теплоизолятором 5 (стекловата), магнит 6. Изображены также вектор 7 напряженности электрического поля, вектор 8 напряженности магнитного поля.

Очистка вакуумно-многослойной изоляции осуществляется следующим образом.

В межстенной полости сосуда Дьюара, образованной емкостью 1 и кожухом 2 создается давление не выше

Э ф

1 Па. Скрещенные НхЕ поля создаются магнитом 6 и за счет разности потенциалов между емкостью 1 и теплоизолятором 4 и между кожухом 2 и теплоизолятором 4, В полости возникает несамостоятельный разряд в среде оставшегося газа. Образующиеся заряженные частицы при движении в EXH полях бомбардируют теплоизоляторы 4,5 и вызывают десорбцию газа с их поверхностей. Заряженным частицам полем E сообщается энергия, равная теплоте десорбции газа с поверхностей теплоизоляторов 4,5 или больше ее.

При облучении поверхностей теплоизоляторов потоком заряженных частиц молекулы газа, адсорбированные на облучаемой поверхности, либо десорбируются, либо диссоциируют на атомы и хемосорбируются на облучаемой поверхности. Десорбированный газ удаляется из межстеннои полости через откачной патрубок 3.

Давление в межстенной полости выбирается из условия минимальной теплопроводности вакуумной теплоизоляции. Заряженные частицы образуют эа счет ударной ионизации.

Известно, что на электрон, движущийся в Eil- полях, действует сила F: где е — заряд электрона; с — скорость света; ч — скорость электрона в электри- 5 е Н

u) н m c

Создание скрещенных полей(Е х Н) необходимо для повышения ионизационной способности электрона. Известно, что скорость электрона в поле Е составляет десятки и сотни километров в секунду, в то время как расстояние между внутренним и внешним сосудами, образующими теплоизоляционную полость, ограничено и обычно составляет десятки сантиметров. Поэтому при вакуумировании, когда концентрация молекул (атомов) газа регулярно уменьшается, электрон, двигаясь по прямой линии в поле Е, при отсутствии поля Й может достичь противоположной стенки (анода) без столкновения с молекулой (атомом) газа. Таким образом, вероятность столкновения электрона с молекулой газа мала, иониэационная способность электрона минимальна. При создании поля H иониэационная способность электрона по-. вышается за счет спиральной траектории его движения к аноду.

Чем больше в единицу времени образуется заряженных частиц, тем выше их концентрация, тем больше десорбировано газа с поверхностей теплоизолятора при бомбардировке частицами

его поверхности, тем выше скорость очистки теплоизолятора и ее эффективность. Кроме того, ионизационная способность электрона зависит от взаимной ориентации Е, Й полей.

Так,при Е Й подвижность электрона в сторону анода минимальна, а его ионизационная способность максимальна, так как он большее время пребывает в пространстве между анодом и катодом.

Ь

Ь вЂ” — -- — — -1

+ и) н е mdv

F = еЕ + --- vH с d ческом поле;

Š— напряженность электрического поля;

m — масса электрона;

t — время.

Сила F заставляет электрон двигаться по винтовой траектории вокруг силовых линий поля Н с лорморовской ч а с т О т О и,1

293444 .4 где Ь вЂ” дрейфовая скорость электро— 4 на вдоль поля Е; подвижность электрона поперек н -Ф поля Н;

T. — среднее время между двумя соударениями.

При E II H подвижность электрона в направлении анода максимальна, а его ионизационная способность меньше.

10 Следовательно, при изменении ориента- . ции полей Й, E:понизационная способность изменяется от минимальной до максимальной.

Кроме того, энергия частиц, бом15 бардирующих поверхность теплоизолятора, должна быть большей или равной теплоте десорбции молекул газа, адсорбированных на поверхности теплоизолятора, или больше ее.

20 Необходимую энергию заряженным частицам сообщают электрическим полем E. При повышении напряженности. поля Е энергия частиц возрастает, при уменьшении — уменьшается. Практически достаточность поля Е определяют по интенсивности очистки теплоизолятора (по изменению давления в теплоиэоляционной полости) при постоянной скорости откачки.

30 Известно, что вакуумная теплоизоляция эффективна тогда, когда давление в теплоизоляционной полости составляет 10 — 10 Па. Поэтому чтобы создать вакуумную теплоизоляцию по способу-прототипу, необходимо время на удаление как десорбированного газа с поверхностей теплоизолятора, так и на удаление "продуваемого ионизованного газа".

40 По предлагаемому способу время на создание вакуумной теплоизоляции составляет время, затрачиваемое только на удаление десорбированного газа.

Известно, что время жизни ионизо45 ванного газа составляет 10 — 10 С, после чего ион нейтрализуется ° Если учесть, что максимальная скорость истечения ионизованного газа иэ сопла при продувке теплоизоляционной полости может составлять не более сотен метров в секунду, то становится ясно, что очистка по способу-прототипу обеспечивается только на входе ионизованного газа в теплоизоляционную полость, так как проводимость. полости. низкая. Извеотно, что плотность, например, порошкового и волокнистого изолятора B межстенной полости должна быть не менее 100 кг/м! 293444 6

Формула изобретения (Оаа 1

Составитель Г.Ольшанская

Редактор M.Öèòêèíà Техред И.Попович Корректор О.Луговая

Тираж 453 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 367/39

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4

Согласно предложенному способу, теплоизолятор в полости очищается по всему объему эа счет того, что газ иониэируется непосредственно в полости, в создаваемых скрещенных Ехй полях, при этом скорость заряженных частиц в электрическом поле составляет сотни километров в секунду.

Таким образом, по предложенному способу процесс очистки теплоизолятора в полости проходит более интенсивно, чем по способу-прототипу.

Способ очистки вакуумной теплоизоляции ионизированным газом, о т л ич а ю щ и и с. я тем,что,с целью повышения скорости очистки, ионизацию осуществляют в процессе вакуумирования теплоизоляции при помощи скрещенных электрического и магнитного полей, создаваемых в слое изоляции, при этом частицам газа сообщают энергию, большую или равную теплоте десорбции.