SU1286868A1

SU1286868A1 - Cryogenic reservoir

Info

Publication number: SU1286868A1
Application number: SU853862501A
Authority: SU
Inventors: Юрий Васильевич Алейник; Владимир Иванович Куприянов; Виталий Кузьмич Железняков; Евгений Петрович Сазонов
Original assignee: Предприятие П/Я А-3605
Priority date: 1985-03-04
Filing date: 1985-03-04
Publication date: 1987-01-30

Abstract

Изобретение относитс к криогенному резервуару и решает проблему повышени его эффективности. В криогенном резервуаре содержитс камера с адсорбентом, расположенна на стенке внутреннего сосуда в вакуумируемой полости. Адсорбент помещен в эластичный чехол, при этом чехол и внутренн 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 состо нии фильтр поджимает адсорбент в чехле .и внутренней поверхности камеры и он захолаживаетс . В режиме регенерации в змеевик подают греющий газ, он приводит в движение шток, который поднимает фильтр с чехлом и змеевиком, при этом адсорбент и меевик не контактирует с внутренней поверхностью камеры, так как на дне камеры расположена теплоизолированна прокладка. 1 з. п. , 1 Ш.. i О)This invention relates to a cryogenic reservoir and solves the problem of increasing its efficiency. The cryogenic tank contains an adsorbent chamber located on the wall of the inner vessel in the vacuumized cavity. The adsorbent is placed in an elastic case, while the case and the inner surface of the chamber correspond to each other in shape and surface area. The adsorbent is closed by a filter in the form of a rigid back cone, on which the cover is fixed, a sliding tubular coil-adsorbent heater. The filter is mounted on the rod, the drive of which is connected to the coil. In working condition, the filter presses the adsorbent in the cover and the inner surface of the chamber and it becomes chilled. In the regeneration mode, heating gas is supplied to the coil, it drives the rod, which lifts the filter with the cover and the coil, while the adsorbent and meevik do not contact the inner surface of the chamber, since there is a heat-insulating gasket on the bottom of the chamber. 1 h. Sec., 1 W. i O)

Description

юYu

00 Од 00 Од 0000 od 00 od 00

Изобретение относитс к криогенной технике, а именно к емкост м дл хранени и транспортировани таких криогенных жидкостей, как жидкие кислород , азот, аргон и другие, и может найти применение в криоадсорбционных насосах.The invention relates to a cryogenic technique, namely, tanks for storing and transporting such cryogenic liquids as liquid oxygen, nitrogen, argon, and others, and can be used in cryoabsorption pumps.

Целью изобретейи вл етс повьппе ние эффективности резервуара.The purpose of the invention is to increase the efficiency of the tank.

На чертеже изображен резервуар, пр одоль ный разрез.The drawing shows a reservoir, a straight section.

Резервуар содержит кожух 1, внутренний сосуд 2 дл криогенной жидкости , в вакуумированной полости 3 между которыми расположены теплоизо л ци 4 и закрепленна на внутреннем сосуде 2 камера 5, выполненна из теплопроводного материала и заполненна адсорбентом 6, газопроницаемый фильтр 7, размещенньй над адсорбен- том 6 и выполненный в виде обратного конуса, подпружиненный шток 8 с приводом 9 в виде сильфона. Нагреватель выполненньй в виде расположенного внутри эластичного чехла 10 трубчатого змеевика 11. Внутренн поверх- ; ность 12 камеры 5 имеет вогнутую форму, чехол 10 выполнен из газопроницаемого теплопроводного материалаThe tank contains a casing 1, an inner vessel 2 for a cryogenic liquid, in an evacuated cavity 3 between which there are heat insulations 4 and a chamber 5 mounted on the inner vessel 2, made of heat-conducting material and filled with adsorbent 6, a gas-permeable filter 7 placed above the adsorbent 6 and made in the form of a reverse cone, a spring-loaded rod 8 with a drive 9 in the form of bellows. The heater is made in the form of a tubular coil located inside the elastic cover 10. The inner surface is; The ness 12 of the chamber 5 has a concave shape, the cover 10 is made of gas-permeable heat-conducting material

. .

и имеет форму и площадь поверхности.and has a shape and surface area.

соответствующие форме и площади поверхности 12. Нагреватель подключен к приводу 9. Шток 8, змеевик 11 и чехол 10 закреплены каждый одним концом через теплоизол ционную проклад- ку 13 на-дне камеры 5, а другим концом на фильтре 7, большее основание которого имеет фланец 14, контакти- рукщий с камерой 5 через фланец 15.corresponding to the shape and surface area 12. The heater is connected to the actuator 9. The rod 8, the coil 11 and the case 10 are each fixed at one end through a thermal insulating gasket 13 at the bottom of the chamber 5, and the other end on the filter 7, the larger base of which has a flange 14, contact with chamber 5 through flange 15.

Устройство работает следующим об- разом.The device works as follows.

В режиме откачки газа адсорбентом 6 из полости 3 резервуара газопроницаемый фильтр 7 приведен при- жимной пружиной 16 и штоком 8 в рабочее положение, при котором теплопроводный фланец 14 контактируетIn the mode of gas evacuation by the adsorbent 6 from the cavity 3 of the tank, the gas-permeable filter 7 is brought in by the clamping spring 16 and the rod 8 to the working position, in which the heat-conducting flange 14 contacts

с фланцем 15 камеры 5, обеспечива охлаждение фильтра 7 и контактирую- щего с ним адсорбента 6. Благодар своей форме и повьшенной жесткости фильтр 7 расталкивает гранулы ад сорбента 6, заполн ющего чехол 10, в направлении, перпендикул рном оси камеры 5. При этом эластичный теплопроводный чехол 10, например, тонка металлическа сетка конической формы , раст гиваетс в поперечном на with the flange 15 of the chamber 5, providing cooling of the filter 7 and the adsorbent 6 in contact with it. Due to its shape and increased rigidity, the filter 7 pushes the granules of the adsorbent 6 that fills the cover 10 in the direction perpendicular to the axis of the chamber 5. In this case the heat-conducting case 10, for example, a thin metal grid of conical shape, stretches transversely to

00

5 five

0 0

5 five

0 0

5 five

правлении и плотно прилегает к внутренней поверхности 12 камеры 5, обеспечива ее тепловой контакт с адсорбентом . Внутренн поверхность 12 камеры 5, выполненна , например, в форме усеченного эллипсоида вращени , имеет 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 nai py6oK 18 в привод 9, например, сильфон, под давлением подаетс газ. Привод 9 преодолевает действие пружины 16 и выдвигает фильтр 7 в направлении оси камеры на заданное рассто ние от нее. При этом эластичньй чехол 10 деформируетс , и, раст гива сь, принимает форму усеченного конуса, не контактирующего с поверхностью камеры, нижнее сечение которого отделено от охлажденной камеры прокладкой 13. В результате разрьшаетс тепловой контакт адсорбента 6 и внутренней поверхности 12 камеры за счет пересыпани гранул адсорбента 6 в чехле 10. При вьщвижении фильтра 7 раздвигаетс закрепленньй на нем трубчатый змеевик 11 и его кольца устанавливаютс с равным шагом в слое адсорбента, обеспечива его равномерный прогрев. Подачей греющего газа через патрубок 17 под давлением, удерживающим выдвинутый фильтр 7. с отводом его через патрубок 19 осуществл етс регенераци адсорбента нагреванием при одновременной откачке полости 3 резервуара внешней вакуумной системой (не показана). По - окончании регенерации прекращаетс подача греющего газа в змеевик 11. Пружина 16 возвращает фильтр 7 в рабочее положение, одновременно деформиру и привод в контакт с внутренней поверхностью 12 камеры 5 чехол 10. При этом устанавливаетс тепловой контакт адсорбента 6 с поверхностью 12 Камеры и он переводитс в режим откачки газа из полости 3 резервуара, а трубчатый змеевик 11 возвращаетс в компактное положение в чехле и полости камеры 5.board and tight to the inner surface 12 of the chamber 5, ensuring its thermal contact with the adsorbent. The inner surface 12 of the chamber 5, made, for example, in the form of a truncated ellipsoid of rotation, has a surface area equal to the surface area of the cover, which ensures their reliable fit and contact. At the operating position of the filter 7, the tubular coil 11 is folded and compactly placed in the cavity of chamber 5. In the regeneration mode of the adsorbent through the gas supply nozzle 17 and through nai py6oK 18 into the actuator 9, for example, bellows, gas is supplied under pressure. The actuator 9 overcomes the action of the spring 16 and extends the filter 7 in the direction of the camera axis to a predetermined distance from it. In this case, the elastic cover 10 is deformed, and, stretching, takes the form of a truncated cone that is not in contact with the surface of the chamber, the lower section of which is separated from the cooled chamber by a gasket 13. As a result, the thermal contact of the adsorbent 6 and the inner surface 12 of the chamber is broken due to pouring of the granules the adsorbent 6 in the sheath 10. When the filter 7 is inserted, the tubular coil 11 fixed on it is moved apart and its rings are installed with equal pitch in the layer of the adsorbent, ensuring its uniform heating. The supply of heating gas through the nozzle 17 under pressure, which holds the advanced filter 7. With its discharge through the nozzle 19, the adsorbent is regenerated by heating while the cavity 3 of the tank is pumped out by an external vacuum system (not shown). Upon completion of the regeneration, the supply of heating gas to the coil 11 is stopped. Spring 16 returns the filter 7 to the working position, simultaneously deforming and driving the contact with the inner surface 12 of the chamber 5 the case 10. This establishes the thermal contact of the adsorbent 6 with the surface of the 12 Chamber and it translates in the mode of pumping gas from the cavity 3 of the tank, and the tubular coil 11 returns to a compact position in the cover and the cavity of the chamber 5.

Примененна в устройстве прокладка 13, установленна на внутреннейApplied in the device gasket 13, installed on the inside

поверхности стенки камеры, закреп- ленной на сосуде резервуара, позво- л ет исключить теплопритоки через камеру к внутреннему сосуду и криогенной жидкости в режиме регенерации адсорбента нагреванием.The surface of the chamber wall fixed on the vessel of the tank makes it possible to eliminate heat influx through the chamber to the internal vessel and cryogenic liquid in the mode of regeneration of the adsorbent by heating.

Площадь контакта прокладки с камерой должна быть существенно меньше площади ее внутренней поверхности (не более 10 + 15%), чтобы она существенно не уменьшала площадь поверхности теплообмена камеры и адсорбента .The contact area of the gasket with the chamber should be substantially less than the area of its inner surface (no more than 10 + 15%) so that it does not significantly reduce the surface area of the heat exchange between the chamber and the adsorbent.

Примененный в устройстве газопроницаемый эластичный чехол, например, сетчатьй, позвол ет эксплуатировать заполн ющий его адсорбент в двух режимах . В режиме откачки газа из полости резервуара чехол плотно прилегает к внутренней поверхности камеры , обеспечива ее надежный тепловой контакт с гранулами адсорбента. В режиме регенерации чехол отводитс штоком от своего первоначального пофильтра и контактирующего с ним Адсорбента .The gas permeable elastic case used in the device, for example, a mesh case, allows the adsorbent filling it to be operated in two modes. In the mode of pumping gas from the cavity of the tank cover tightly to the inner surface of the chamber, ensuring its reliable thermal contact with the granules of the adsorbent. In the regeneration mode, the sheath is removed by the rod from its original filter and Adsorbent in contact with it.

При подготовке устройства к регенерации адсорбента фильтр отводитс When preparing the device for adsorbent regeneration, the filter is removed.

г от камеры на заданное рассто ние с помощью привода, при этом он дополнительно выполн ет функции несущего элемента устройства, удержива чехол и трубчатый змеевик в раст нутом поfO ложеНИИ.from the camera for a given distance by means of a drive, while it additionally performs the functions of a carrier element of the device, keeping the cover and tubular coil in an extended position of the bed.

Трубчатый змеевик, закрепленный одним концом на прокладке, а другим на подвижном фильтре, компактно размещаетс в полости камеры при рабо )5 чем положении фильтра, а после выдвижени его дл регенерации адсорбента раздвигаетс и его кольца устанавли- ваютс с равным шагом в чехле, что обеспечивает равномерный прогрев, ад20 сорбента.A tubular coil, fixed at one end on the gasket and the other on the movable filter, is compactly placed in the cavity of the chamber during operation than the position of the filter, and after extending it to regenerate the adsorbent, it expands and its rings are installed with equal pitch, which ensures uniform heating, sorbent ad20.

Предлагаемое техническое решение позвол ет исключить расход тепловой энергии и криогенной жидкости, а также затраты времени на технологическиеThe proposed technical solution allows to exclude the consumption of thermal energy and cryogenic liquid, as well as the time spent on technological

ложени , что измен ет пространствен- 25 сливы криогенной жидкости и нагрева- ное положение гранул адсорбента бла- кие внутренних сосудов при регенера- годар их пересыпанию в чехле. Это ции адсорбента.This changes the spatial distribution of the cryogenic liquid and the heated position of the adsorbent granules of the internal vessels during regeneration and their pouring into the case. This is the adsorbent.

Claims

ensures their thermal insulation and pos | The claims of the invention will heat the adsorbent without draining 1. A cryogenic tank, containing a cryogenic liquid from the vessel, a backup casing and an internal vessel for

filter and Adsorbent in contact with it.

When preparing the device for adsorbent regeneration, the filter is removed.

from the camera for a predetermined distance by means of a drive, while it additionally performs the functions of the carrier element of the device, holding the boot and the tubular coil in an extended position.

A tubular coil, fixed at one end on the gasket and the other on the movable filter, is compactly placed in the cavity of the chamber at the operating position of the filter, and after extending it to regenerate the adsorbent, it expands and its rings are installed with an equal pitch in the case, which ensures uniform heating, adsorbent.

The proposed technical solution allows to exclude the consumption of thermal energy and cryogenic liquid, as well as the time spent on technological

voara.

Giving the cover a shape that is close in shape to the inner surface of the chamber and equal to it in the side surface area ensures their reliable fit in the working position.

The gas permeable filter is made movable and coaxially in the form of a rigid cone, which faces apex to the gasket in order to ensure the operation of the device in two modes. In the pumping mode, with the adsorbent gas from the cavity of the tank, the cone with its bottom paper is installed on the flange of the chamber due to the action of the pressing spring.

Apart from the fact that the filter holds and additionally cools the adsorbent in the case, due to its conical shape and increased rigidity, it ensures that the adsorbent granules are pressed in the direction perpendicular to the chamber surface. In this case, the soft sheath is stretched in the transverse direction, providing a heat 5 rod, a coil and a sheath are fixed at each contact of the adsorbent filling it with the inner surface of the chamber.

Thermal contact between filter and chamber flanges is necessary for cooling.

One end at the bottom of the chamber, and the other on the filter, the larger base of which is fitted with a flange in contact with the chamber.

a cryogenic liquid, in the evacuated cavity between which there is thermal insulation and a chamber fixed on the inner vessel, made of heat-conducting material and filled with an adsorbent, while the chamber is equipped with a gas-permeable filter placed above the adsorbent, spring-loaded stem with a drive

and an adsorbent heater, in order to increase efficiency, the filter is made in the form of a reverse cone, the inner surface of the chamber has a concave shape, the chamber is equipped with an elastic adsorbent cover made of gas-permeable heat-conducting material and having the shape

and the surface area corresponding to the shape and area of the inner surface of the chamber, the heater is made in the form of a tubular coil located inside the cover and connected to the actuator of the rod.

the rod, coil and cover are each fixed at one end to the bottom of the chamber, and the other to the filter, the larger base of which is fitted with a flange in contact with the chamber.

512868686

2. A cryogenic tank according to claim 1, with a gasket installed between the bottom, characterized in that the chamber is provided with a heat-insulating

camera and stock ends of the coil and cover.

p a

iO fS 3- 18 9 5 19

gasket installed between days

camera and stock ends of the coil and cover.

nineteen