Емкость для хранения продуктов

 

Изобретение относится к холодильной технике и касается конструкции и эксплуатации емкостей для длительного хранения биологических, пищевых и других продуктов в среде криогенных жидкостей. Емкость для хранения продуктов содержит внешнюю и внутреннюю оболочки, заправочную и дренажную магистрали. Во внутренней оболочке концентрично установлен выполненный из капиллярно-пористого материала контейнер. Внешняя стенка его образует с внутренней оболочкой теплозащитный зазор. Дренажная магистраль сообщена с теплозащитным зазором. Заправочная магистраль на выходе содержит распределительное устройство. Оно сообщено через штуцеры одновременно с контейнером и указанным зазором. Проходные сечения штуцера, встроенного в контейнер, и штуцера, сообщенного с теплозащитным зазором, пропорциональны объемам контейнера и теплозащитного зазора соответственно. Изобретение обеспечивает длительное хранение продуктов за счет уменьшения теплопритоков и сокращение расхода хладагента при заправке емкости путем ускорения процесса захолаживания и заправки емкости. 1 ил.

Изобретение относится к области холодильной техники и касается конструкции и эксплуатации емкостей для хранения пищевых, биологических и др. продуктов при низких температурах.

Известны емкости для хранения продуктов при низких температурах (см., например, Е. И. Микулин. Криогенная техника. - М.: Машиностроение, 1969 г., стр. 227), содержащие двустенную теплоизолированную емкость с отсеками для криогенных продуктов. В межстенном пространстве размещен адсорбент для поддержания вакуума и установлен охлаждаемый экран для уменьшения теплопритоков к криогенному продукту, например жидкому азоту.

Недостатками аналога являются невозможность обеспечить длительное хранение продуктов из-за повышенных теплопритоков и повышенный расход заправляемого хладагента при заправке емкости.

Известна также емкость для хранения продуктов при низких температурах (см., например, патент RU 2028566, МПК F 25 D 3/10, 13/00 от 09.02.95), выбранная в качестве прототипа. Указанная емкость содержит внешнюю и внутреннюю оболочки, заправочную и дренажную магистрали. В качестве теплозащиты в емкости использована экранно-вакуумная теплоизоляция, размещенная между внешней и внутренней оболочками.

При заправке емкости хладагентом, например криогенным продуктом (жидким азотом), первоначально происходит захолаживание емкости с последующим заполнением ее жидким азотом до заданного уровня. Испаряющийся при этом азот отводят через дренажную магистраль.

Однако при такой заправке процесс заполнения емкости до заданного уровня длителен, в результате чего требуется большое количество заправляемого криогенного продукта, т. к. часть его испаряется из-за теплопритоков извне и отводится в дренажную магистраль; невозможно обеспечить длительное хранение продуктов из-за повышенных теплопритоков.

Задачей настоящего изобретения является создание такой емкости для хранения продуктов при низких температурах, которая обеспечивала бы длительное хранение продуктов при низких температурах за счет уменьшения теплопритоков при ускорении заправки.

Поставленная задача решается тем, что в емкость для хранения продуктов, содержащую внешнюю и внутреннюю оболочки, заправочную и дренажную магистрали, в отличие от известной введен выполненный из капиллярно-пористого материала и концентрично расположенный во внутренней оболочке контейнер, внешняя стенка которого образует с внутренней оболочкой теплозащитный зазор, при этом дренажная магистраль сообщена с теплозащитным зазором, а заправочная магистраль на выходе содержит распределительное устройство, сообщенное через штуцеры одновременно с контейнером и с указанным зазором, причем проходные сечения штуцера, встроенного в контейнер, и штуцера, сообщенного с теплозащитным зазором, пропорциональны объемам контейнера и теплозащитного зазора соответственно.

Использование предлагаемой емкости для хранения продуктов при низких температурах в медицине и животноводстве для консервации и сохранения биологических материалов позволит дать значительный экономический эффект за счет снижения теплопритоков, обеспечивающего длительное хранение продуктов, и сокращения времени и количества хладагента при заправке, что подтверждено испытаниями опытных образцов, изготовленных с использованием предлагаемого технического решения.

Суть изобретения поясняется чертежом.

Предлагаемая емкость для хранения продуктов при низких температурах состоит из следующих основных узлов и деталей: внешней оболочки 1, внутренней оболочки 2, заправочной магистрали 3 и дренажной магистрали 4. Емкость снабжена выполненным из капиллярно-пористого материала, например капиллярно-пористого титана, и концентрично расположенным во внутренней оболочке 2 контейнером 5, образующим с ней теплозащитный зазор 6. Дренажная магистраль 4 сообщена с теплозащитным зазором 6, а заправочная магистраль 3 на выходе 7 содержит распределительное устройство 8, сообщенное одновременно через штуцер 9 с контейнером и через штуцер 10 с теплозащитным зазором 6.

Емкость содержит экранно-вакуумную теплоизоляцию 11; адсорбент 12, например цеолит СаЕ-4ВС; устройство 13 с отсеками 14 для размещения продуктов, установленное в контейнер 5.

Заправочная магистраль 3 содержит вентиль 15, а дренажная магистраль 4 - вентиль 16.

Работает емкость для хранения продуктов при низких температурах следующим образом.

При заправке емкости хладагентом, например жидким азотом, через заправочную магистраль 3 хладагент поступает в распределительное устройство 8, установленное на выходе 7. Из распределительного устройства 8 за счет того, что проходные сечения штуцера 9, встроенного в контейнер, и штуцера 10, сообщенного теплозащитным зазором, пропорциональны их объемам большая часть хладагента через штуцер 9 подается в контейнер 5, а меньшая часть через штуцер 10 поступает в теплозащитный зазор 6, величина которого определяется количеством заполняющего его хладагента, необходимого для снятия при испарении теплопритоков извне, поступающих к контейнеру 5. При этом первоначально происходит захолаживание емкости с последующим заполнением контейнера 5 и теплозащитного зазора 6 до заданного уровня. Испаряющийся за счет теплопритоков хладагент отводят из теплозащитного зазора 6 через дренажную магистраль 4.

За счет капиллярных свойств капиллярно-пористого материала жидкая фаза хладагента удерживается в объеме контейнера 5, а паровая фаза через пористую стенку контейнера 5 проникает в теплозащитный зазор 6. По окончании заправки емкости хладагентом и стабилизации в ней температурного режима контейнер 5 полностью заполняется жидкой фазой хладагента и температура жидкой фазы хладагента в нем поддерживается стабильно вплоть до полного испарения хладагента. Это достигается за счет того, что теплопритоки извне полностью снимаются той частью хладагента, которой заполнен теплозащитный зазор 6. Как показали испытания, уменьшение проходного сечения штуцера 10, сообщающегося с меньшим объемом теплозащитного зазора, в два раза по сравнению с проходным сечением штуцера 9, встроенного в контейнер большего объема, позволяет сократить расход заправляемого хладагента, который идет на захолаживание конструкции, при этом большая основная часть хладагента, имеющая более низкую температуру (исключен подогрев от конструкции), заполняет контейнер 5, где размещают продукты.

Таким образом, предлагаемое конструктивное выполнение емкости для хранения продуктов при низких температурах и техническое решение в части образования теплозащитного зазора 6 и процесса ее захолаживания и заполнения посредством распределительного устройства 8 позволяют обеспечить длительное хранение продуктов при низких температурах за счет снижения теплопритоков, а также сократить расход хладагента при заправке емкости за счет ускорения процесса захолаживания заправки путем создания барьера для теплопритоков к контейнеру 5, которым является теплозащитный зазор 6. Предлагаемое техническое решение позволяет выполнить поставленную задачу.

Формула изобретения

Емкость для хранения продуктов, содержащая внешнюю и внутреннюю оболочки, заправочную и дренажную магистрали, отличающаяся тем, что в нее введен выполненный из капиллярно-пористого материала и концентрично расположенный во внутренней оболочке контейнер, внешняя стенка которого образует с внутренней оболочкой теплозащитный зазор, при этом дренажная магистраль сообщена с теплозащитным зазором, а заправочная магистраль на выходе содержит распределительное устройство, сообщенное через штуцеры одновременно с контейнером и с указанным зазором, причем проходные сечения штуцера, встроенного в контейнер, и штуцера, сообщенного с теплозащитным зазором, пропорциональны объемам контейнера и теплозащитного зазора соответственно.

РИСУНКИ

Рисунок 1