<Desc/Clms Page number 1>
Doppelwandiger Behälter zur Aufbewahrung niedrig siedender verflüssigter Gase sowie Verfahren und Vorrichtung zu dessen Herstellung
EMI1.1
<Desc/Clms Page number 2>
der zusammengesetzten Lagen pro Einheit der Dicke) und damit zu einer Herabsetzung des Isolations- wirkungsgrades kommt. Dieses Problem lässt sich beheben, indem man aus der aus Lagen zusammenge- setzten Isolation Scheiben schneidet und eine bestimmte Anzahl derselben auf die Abschlusswand legt und sorgfältig jede Scheibe mit einer entsprechenden, spiralig gewickelten Lage verschränkt. Auch die- ser Vorgang ist jedoch sehr zeitraubend und kostspielig.
Ein anderes Problem besteht darin, dass die bevorzugten strahlungsreflektierenden Lagen aus me- tallischem Folienmaterial dünn sind und sehr sorgsam hantiert werden müssen, da sie durch ungleiche oder zu starke Spannung oder aus andern Gründen reissen können. Die Anwendung derselben Spannung auf die Folie und die faserige Bahn ist schliesslich nicht wünschenswert, da die faserige Bahn wesentlich weniger zugfest als die Folie ist.
Bei einem kürzlich vorgeschlagenen Verfahren für das Wickeln von Streifen der zusammengesetzten
Isolation auf die Aussenfläche kugelförmiger Gefässe werden die Streifen auf das Gefässaufgebracht, wäh- rend letzteres um eine Achse rotiert-meist eine vertikale Achse durch das Halsrohr des Gefässes oder irgendein anderes geeignetes Halteelement. Während der Drehung des Gefässes werden die Streifen von
Rollen, die um das Gefäss eine Umlaufbahn ausführen, abgewickelt und aufgebracht.
Während dieses Verfahrens zu einer gleichförmigen Dichte der (mehrlagigen) Isolation auf den kon- vex geformten Abschlusswänden zylindrischer Gefässe führt, ist es für die zylindrische Seitenwand un- geeignet, weil die Dichte der aus Lagen zusammengesetzten Isolation an den Seiten nicht wirksam ge- steuert werden kann, so dass es fast unmöglich ist, über den gesamten Umfang des Gefässes eine gleich- mässige Isolationsdichte zu erzielen.
Das ist auf den Umstand zurückzuführen, dass die radiale Kraftkomponente eines axial (von Pol zu Pol) um ein zylindrisches Gefäss gewickelten Bandes sehr klein ist. Die Isolation hat daher die
Tendenz, sich sehr rasch zu einem ziemlich lockeren Gefüge zu sammeln. Diese Tendenz ist umso ausgeprägter, je länger der Zylinder ist.
Ein Ziel der Erfindung besteht daher in der Schaffung eines doppelwandigen Behälters für die Aufbewahrung von Kryoflüssigkeit mit einem Innengefäss mit zylindrischen Seitenwänden und nach aussen ragenden, konvex geformten Abschlusswänden, welches mit Lagen einer zusammengesetzten Isolation aus schlecht wärmeleitendem Material und Strahlung reflektierendem Material, aber die gesamte Aussenfläche in wesentlich gleichbleibender Dichte umwickelt ist.
Ein weiteres Erfindungsziel besteht in der Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zum Aufbringen einer zusammengesetzten, mehrlagigen Wärmeisolation auf die gesamte Aussenfläche eines zylindrischen Gefässes, das nach aussen ragende, konvex geformte Abschlusswände besitzt.
Erfindungsgemäss wird ein doppelwandiger Behälter zum Aufbewahren niedrig siedender verflüssigter Gase vorgesehen, der ein Innengefäss mit zylindrischen Seitenwänden und konvexen Abschlusswänden besitzt, welches unter Zwischenschaltung eines evakuierten Raumes innerhalb eines Aussenmantels angeordnet ist, wobei um das Innengefäss eine Anzahl von Lagen thermischer Isolationen aufgebrachtist, die aus einem Bestandteil niedriger Wärmeleitfähigkeit und einem stark strahlungsreflektierenden Bestandteil bestehen, dadurch gekennzeichnet, dass die erwähnten Lagen der thermischen Isolation zum Teil aus einem oder mehreren Bändern der wie oben zusammengesetzten Isolation bestehen, die orbital über die zylindrischen Seitenwände und über die konvexen Abschlusswände des Innengefässes gewickelt sind,
wobei die aufeinanderfolgenden Windungen zueinander unter Winkeln um die Längsachse des Gefässes versetzt sind, und zum Teil aus einem kontinuierlichen Band der Isolation bestehen, das spiralig nur um die zylindrischen Seitenwände des Innengefässes gewickelt ist.
Nebst einem Verfahren zur Herstellung der thermischen Isolation um das Innengefäss des Behälters sieht die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens vor, die einen Rahmen mit einer Haltevorrichtung für ein Gefäss mit einer zylindrischen Seitenwand und konvexen Abschlusswänden, der um die vertikale Achse dieses Gefässes drehbar ist, besitzt, ferner einen Antrieb, um die Haltevorrichtung in Drehung zu versetzen, und eine zur Achse der Halterung parallel angeordnete Wellenmittel, die eine Welle zur Aufnahme einer drehbaren Rolle zusammengesetzter Isolation oder mehrere Wellen, deren jede eine drehbare Rolle eines Bestandteiles der erwähnten Isolation aufnimmt.
auf- weist, dadurch gekennzeichnet, dass im Rahmen eine Welle drehbar gelagert und an einen Antrieb angeschlossen ist und einen oder mehrere Arme trägt, deren jeder sich in einer Ebene drehen kann, die die Längsachse der Haltevorrichtung für das Innengefäss unter einem Winkel zwischen 8 und 300 schneidet und zur Rotationsachse parallele Wellenmittel trägt, die eine Welle zur Aufnahme einer drehbaren Rolle zusammengesetzter Isolation oder mehrere Wellen, deren jede eine drehbare Rolle eines Bestandteiles der Isolation aufnimmt, besitzt.
<Desc/Clms Page number 3>
In den Zeichnungen bedeuten Fig. 1 einen Aufriss einer Seite einer Ausführungsform der Bewickel- maschine der Erfindung, Fig. 2 eine isometrische Ansicht einer Seite und der Frontpartie der Bewickel- maschine von Fig. l, Fig. 3 einen Aufriss eines erfindungsgemässen doppelwandigen Behälters, wobei ge- wisse Teile im Schnitt dargestellt sind und Fig. 4 eine isometrische Ansicht einer Seite und der Front- partie einer andern Ausführungsform der Bewickelmaschine der Erfindung.
Ob die spiraligen und orbitalen Wicklungen gleichzeitig oder abwechselnd aufgebracht werden, hängt grundsätzlich davon ab, dass man gleichmässige Dichte und Dicke der mehrlagigen, zusammen- gesetzten Isolation rund um die gesamte Aussenfläche des Gefässes erzielen will. Der Ausdruck "gleich- zeitig"bedeutet hier, dass die spiralige und die orbitale Umwicklung auf die AussenflächedesGefä- sses zur gleichen Zeit aufgebracht werden. Der Ausdruck "abwechselnd" bedeutet, dass in einem gege- benen Zeitabschnitt entweder die orbitale oder die spiralige Umwicklung allein aufgebracht wird.
Die zusammengesetzte mehrlagige Isolation kann z. B. in Form von Rollen eines metallbeschich- teten flexiblen Kunststoffes oder inForm vorgeformter Lagen von Metallfolie und faseriger Bahn zur Ver- fügung stehen. Im letzteren Falle muss auf eine Welle am Ende des umlaufenden Armes nur eine Rol- le der aus Metallfolie und faseriger Bahn zusammengesetzten Isolation aufgesetzt werden, und eine wei- tere Rolle ist auf die drehbare Welle zur spiraligen Bewicklung rund um das Gefäss aufzusetzen.
Meist wird es günstig sein, die zusammengesetzte Isolation gleichzeitig mit Lagen der Isola- tion zu wickeln, die von gegenüberliegenden Enden des drehbaren Armes zugeführt werden. Ist die Iso- lation von der oben erwähnten vorgeformten, zusammengesetzten Art, so würde das wieder zwei Wellen erfordern, nämlich eine in der Nähe jeden Endes des umlaufenden Armes.
Ist die Isolation von der bevorzugten Art aus Metallfolie und faseriger Bahn und wird sie nicht zusammengesetzt geliefert, so wären vorzugsweise vier Rollen erforderlich, nämlich je zwei Rollen nebeneinander in der Nähe jedes der gegenüberliegenden Enden des umlaufenden Armes angeordnet. Jedas Rollenpaar steht benachbart, so dass zusammengesetzte Bahnen aus einer faserigen unteren Lage und einer Metallfolie als oberer Lage gleichzeitig von oben und unten auf gegenüberliegende Seiten des vertikal drehbaren Gefässes in schneidenden Winkeln aufgebracht werden.
Steht die bevorzugte Lagenisolation aus Metallfolie und faseriger Bahn nicht zusammengesetzt zur Verfügung, so braucht man für das spiralige Wickeln der zusammengesetzten Isolation rund um die zylindrische Seitenwand des rotierenden Gefässes in ähnlicher Weise zwei vertikal drehbare Wellen, welche drehbare Rollen der faserigen Bahn und der Metallfolie tragen.
Bei einer andern Ausführungsform der Erfindung wird ein Paar drehbarer Arme vorgesehen, die am Hauptrahmen drehbar montiert sind. Nächst jedem Ende jedes dieser Arme ist ein Paar drehbarer Rollen montiert. Jedes Rollenpaar ist gegen die Längsachse der Gefässhalterung nach innen gesetzt, so dass sie sich bei Drehung der Arme in einer Umlaufbahn um das Gefäss bewegen. Diese Bahn kann durch eine Ebene beschrieben werden, die die vertikale Achse der Gefässhalterung unter einem spitzen Bahnwinkel von 8 bis 300 schneidet.
Es sind vorzugsweise Einrichtungen zur stufenweisen Veränderung der Umlaufbahn der Rollen innerhalb des Bahnwinkelbereiches von 8 bis 300 vorhanden. Dies kann durch eine schwenkbare Halterung der (des) drehbaren Arme (s) am Hauptrahmen erreicht werden, so dass sich durch entsprechende Einstellung der Arme die darauf montierten Rollen mit den Armen auf jeder gewünschten Umlaufbahn innerhalb der Bahnwinkel 8 und 300 zur Längsachse der Gefässhalterung bewegen müssen.
Gemäss Fig. l und 2 hängt das zu bewickelnde Gefäss-10-über eine geeignete Muffe-12-, die am Halsrohr --13-- des Gefässes angeschlossen ist, an einer vertikal ausgerichteten Welle-11-. Die Welle steht mit einem Antrieb --14-- in Verbindung, um das Gefäss um seine vertikale Achse in Drehung zu versetzen. Der Antrieb kann jede Art von Motor und Untersetzungsgetriebe umfassen, die erforderlich ist, um die gewünschte Drehzahl des Behälters zu bewirken. Das Gefäss --10--, auf welches die zusammengesetzte Isolation aufgebracht wird, kann beispielsweise das innere, zur Aufnahme verflüssigten Gases dienende Gefäss eines doppelwandigen Behälters sein.
Es hat eine zylindrische Seiten- wand --10a-- und nach aussen ragende, konvex geformte Abschlusswände --10b-. Der Antrieb für das Gefäss --10- ruht auf einem geeigneten Rahmen --15--, der seinerseits auf einer Grundplatte --16- montiert ist.
Eine erste und eine zweite drehbare Rolle --17 und 19-- zur Zuführung von faseriger Bahn bzw. Metallfolie sitzen am umlaufenden Arm --21-- an Wellen --22 und 24-, so dass sie bei Drehung eine Um-
EMI3.1
<Desc/Clms Page number 4>
Rollen zu betreiben. Die Erfindung benötigt daher allgemein nicht unbedingt an beiden, gegenüberliegenden Enden des bewegten Armes ein Rollenpaar, da ein Rollenpaar nur auf einer Seite oft ausreicht, Ausserdem kann die Erfindung, wie schon erwähnt, bei Verwendung einer vorgeformten zusammengesetzten Isolation, z. B. eines metallbeschichteten flexiblen Kunststoffes, mit nur einer Rolle an einem Ende des bewegten Armes --21- praktiziert werden.
Da es beim Bewickeln von Behältern mit grosser Oberfläche meist wünschenswert ist, mit Rollen an beiden Enden desumlaufendenArmes-21-- zuar- beiten, sind vorzugsweise Vorkehrungen für weitere Rollen am gegenüberliegenden Ende des umlaufenden Armes --21-- zu treffen. Somit sitzen am bewegten Arm-21-eine dritte und eine vierte Rol- le --18 und 20- zur Zuführung von faseriger Bahn bzw. Metallfolie an Wellen-23 und 25-, so dass sie bei Drehung eine Umlaufbahn um das vertikal drehbare Gefäss --10-- ausführen können. Die erste Rolle --17-- zur Zuführung von faseriger Bahn und die dritte Rolle --19-- zur Zuführung von Metallfolie sind nächst dem gegenüberliegenden Ende des umlaufenden Armes -21-- benachbart angeordnet.
Die Anordnung ist solcherart, dass zusammengesetzte Lagen von faseriger Bahn als untere Lage und von Metallfolie als obere Lage gleichzeitig auf gegenüberliegenden Seiten des rotierenden Gefässes auf-
EMI4.1
angetrieben, der beispielsweise aus einem geeigneten Motor mit Untersetzungsgetriebe bestehen kann.
Vertikale Wellen-35 und 36-ruhen im Grundrahmen --16-- und tragen eine Rolle --37-- aus faseriger Bahn bzw. eine Rolle Metallfolie --38-, die sich auf den Wellen ungehindert drehen kaon- nen. Die Enden der Rollen --37 und 38-sind jeweils vertikal mit den entsprechenden Enden der zylindrischen Wand --10a-- des Gefässes ausgerichtet. Um die seitliche Dichte der Isolation zu kontrollieren, sind die vertikalen Wellen mit geeigneten Bremsvorrichtungen für die Rollen --37 und 38-ver- sehen.
Dies wird gemäss Fig. 1 durch Bremsscheiben-40 und 41-erreicht, die gegen die Rollenkerne - 42 und 43-- drücken. Der richtige Druck wird von geeigneten Federn --44 und 45-- erzeugt, die durch Bundring-46 und 47--, welche jeweils mit einer Stellschraube zur Einstellung versehen sind, gespannt werden. Dieselbe Art von Bundringen --48 und 49-, die unterhalb der Rollenkerne --42 bzw.
43-angeordnet sind, können dazu herangezogen werden, um die Rollen horizontal auf die zylindrische Seitenwand --10a-- auszurichten. Anstatt Federn kann die erforderliche Spannung der Lage der zusammengesetzten Isolation-39-auch mittels andern Vorrichtungen erzeugt werden, beispielsweise durch magnetische oder pneumatische Bremsen.
Man fand, dass die Isolationsgüte von Gefässen, die mittels der vorliegenden Vorrichtung bewickelt wurden, in Abhängigkeit von den Unterschieden der Breite der zwei Streifen schwankt. Wie in Fig. 2 zu erkennen, ist die Breite der faserigen Bahn vorzugsweise merkbar grösser als jene der Metallfolie, um die Gefahr der Berührung der Metallfolie mit der darunterliegenden auf ein Kleinstmass herabzusetzen. Sollte dies geschehen, so findet Wärmeübergang durch Festkörperleitung statt. Bei der bevorzugten Form der Isolation ist die faserige Bahn nur vorzugsweise zirka 6, 4mm breiter als die Metallfolie. Dies vermindert die Entstehung von Hohlräumen-die Metallfolie betreffend-im Raum rund um das Halsrohr des Gefässes. Solche Hohlräume würden einen Verlust an Strahlungsschranken darstellen und daher das Einsickern von Wärme in das Gefäss erhöhen.
Wie bereits besprochen, legt im Betrieb der Umlaufarm --21-- den Streifen der faserigen Bahn von der Rolle --18-- "über" den Streifen Metallfolie von der Rolle --20--, so dass beide gleichzeitig auf das Gefäss aufgebracht werden können, wobei die faserige Bahn in bezug auf die Metallfolie so liegt, dass sie nach Aufbringung auf das Gefäss stets unter der Metallfolie liegt. Auf dieselbe Weise legt sich die faserige Bahn von der Rolle -37-- "über" die Metallfolie von der auf die Enden der zylindrischen Wand-lOa-- des Gefässes ausgerichteten Rolle-38-. Die Enden der zusammengesetzten Streifen und Bahnen werden dann am Gefäss --10-- auf geeignete Weise befestigt, beispielsweise mittels Klebeband oder Klebstoff.
Während das Gefäss-10-um seine Längsachse rotiert, rotiert der Arm --21-- und führt die Rollen --17 bis 20-- in Umlaufbahnen um das Gefäss-10--. Bei der Drehung des Armes -21-- rotieren die Rollen --17 bis 20-auch um ihre eigene Achse und bringen damit die zusammengesetzten Streifen aus Metallfolie --14a-- und faseriger Bahn-14b-auf die Behälteroberfläche auf. Die resultie- rende, vom Umlaufarm-21-- bewerkstelligte zusammengesetzte Isolation besteht daher aus sich kreuzenden, zusammengesetzten Streifen.
Da der faserige Streifen-14b-von der Metallfolie --14a-getragen wird, ist ersterer während des Aufbringens auf das Gefäss im wesentlichen spannungsfrei ; die zum Abwickeln der faserigen Bahn von der Rolle erforderliche Zugspannung ist zu vernachlässigen. In einem Material, das an sich schwach ist, entsteht daher im wesentlichen keine Zugspannung.
<Desc/Clms Page number 5>
Um das richtige Mass an Dichtheit zu sichern, wovon die Wirksamkeit der Isolation abhängt, muss dem Streifen-14a-aus Metallfolie ein bestimmter Zug erteilt werden, während er von den Folienrollen --19 und 20-auf das Gefäss gewickelt wird. Dieser Zug wird von einer ersten und einer zwei ten Feder --30 bzw. 31-- bewirkt, die gegen die Spulen drücken, welche die erste und die zweite Me- tallfolienrolle --19 bzw. 20-- tragen. Der gewünschte Federdruck in Richtung parallel zur Achse der Rollenrotation wird von einem ersten und einem zweiten Stellring --28 bzw. 29-- bewirkt. Die Einstellung derselben kann durch Ausprobieren ermittelt werden. Diese mechanische Bremswirkung kann auch auf andere Weise, wie z. B. mittels einer elektromagnetischen Vorrichtung, erzeugt werden, wie für Fachleute klar ist.
Es handelt sich im wesentlichen um denselben Vorgang wie weiter oben in Zusammenhang mit der spiralig gewickelten, zusammengesetzten Isolationslage --39-- beschrieben.
Die maximale Drehzahl des Umlaufarmes --21- bestimmt sich durch die Bremslast auf dem Streifen aus Metallfolie. Ausser der von den Federn --30 und 31-bewirkten konstanten Zugspannung treten nämlich in Abhängigkeit von der Drehzahl des Armes --21- ausgeprägte Zugspannungsschwankungen auf. Diese Schwankungen entstehen durch die Art der Spulenlager und den Widerstand der Luft gegen die Umlaufbewegung. Ausserdem führt die jeweilige Form des Gefässes zu unregelmässigen Beschleunigungsstössen auf die Spulen der Streifen. Wie im Falle der mechanischen Bremse muss die optimale Drehzahl durch Ausprobieren bestimmt werden.
Sobald einmal die Drehzahl des Umlaufarmes bestimmt wurde, synchronisiert man die Drehzahl des Gefässes in einer bestimmten Beziehung zur Drehzahl des Armes--21--. Diese Beziehung hängt vom Winkel zwischen der Ebene der umlaufenden Rollen und der Längsachse des Gefässes und vom Winkel zwischen dem Bewicklungsstreifen und der Längsachse des Gefässes ab. Werden diese Faktoren nicht richtig bestimmt, so bilden die Isolationsstreifen in jenen Gebieten, wo ein Übergang von einer Fläche auf eine andere stattfindet, sehr starke Falten. Diese Falten "stapeln" sich und bilden daher eine lose Isolationsdecke von ungeeigneter Dichte.
Für zylindrische Gefässe hängt der Winkel 6, den die Ebene der umlaufenden Spulen mit der Längsachse des Gefässes einschliesst, von der Länge des Gefässes, dem Durchmesser des Halsrohres und der
EMI5.1
EMI5.2
EMI5.3
Breite des Metallfolienstreifens.
Der Winkel < , den der aufgebrachte, zusammengesetzte Umwicklungsstreifen mit der Längsachse des Gefässes einschliesst, ergibt sich aus dem Wechsel von einer Fläche auf die nächste und hängt vom Durchmesser des Gefässes, vom Durchmesser des Halsrohres des Gefässes und von der Breite des Streifens ab. Mathematisch ausgedrückt lautet die Beziehung :
EMI5.4
EMI5.5
wlien- und den faserigen Streifen auf eine der konvexen Abschlusswände wickelt, um einen Bogen oc drehen, dessen in Grad ausgedrückte Grösse durch folgende mathematische Formel ausgedrückt wird :
EMI5.6
Darin bedeuten L die Länge des Gefässes, Dc den Gefässdurchmesser und die Winkel 4'und 6 sind der Wickel- bzw. der Bahnwinkel.
Diese Versetzung ist notwendig, um sicherzustellen, dass die in einer Umlaufbahn gewickelten Isolationsbänder zueinander benachbart liegen und daher der Behälter kontinuierlich mit Isolation bedeckt und unnötiges"Stapeln"von Isolation auf einKleinstmass reduziert wird.
<Desc/Clms Page number 6>
Bei einer gegebenen Beziehung von optimalem Bahnwinkel und optimaler Drehzahl nimmt der un- isolierte Spalt zwischen dem Halsrohr und den nächstliegenden Lagen der Isolation mit zunehmender Iso- lationsdicke zu. Liesse man diesen Spalt unisoliert, so würde das zu einer wesentlichen Verminde- rung der Wirksamkeit der Isolation des Systems führen. Dieses Problem wurde durch eine spätere Aus- führungsform der Erfindung gelöst, die unter Bezugnahme auf Fig. 4 erläutert werden soll.
Fig. 4 zeigt eine Abwandlung der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform der Bewicklungsmaschi- ne, bei welcher man den Bahnwinkel e verändern kann. Das lässt sich durch schwenkbare Aufhän- gung des Antriebes --27-- und des diesem zugeordneten Umlaufarmes-21-auf einer Welle --26-- erzielen. Die Welle läuft in den Rahmenteilen-15a und 15b--. Die Antriebseinheit-27-kann, wie aus den Zeichnungen ersichtlich, am hinteren Ende eines U-förmigen Rahmens --60-- montiert wer- den, der schwenkbar an die Rahmenteile --15a und 15b-angeschlossen ist.
Ein Ende eines Seiles-62-kann am hinteren Ende des U-förmigen Rahmens angeschlossen wer- den ; das Seil läuft über eine Rolle-64-zu einer Winde --66-- mit Handkurbel, die am Hauptrah- men befestigt ist. Durch Auf- und Abwickeln des Seiles-62-kann man daher den Bahnwinkel auf je- den gewünschten Wert innerhalb des meist gewünschten Bereiches von 8 bis 300 einstellen. Im Inter- esse der Übersichtlichkeit wurde hier der bereits früher beschriebene Mechanismus für die spiralige Bewicklung nicht eingezeichnet. Eine solche Vorrichtung wäre identisch mit den in Fig. 1 und 2 eingezeichneten Wellen --35 und 36--.
Gemäss Fig. 1 und 2 werden zwar das Gefäss-10-und der Umlaufarm --21-- mit den Rollen-17 bis 20-- getrennt angetrieben, doch ist es auch möglich, das Gefäss und den Umlaufarm-21-von ein und demselben Antrieb bewegen zu lassen.
Aus der obigen Beschreibung geht hervor, dass die Erfindung unter anderem ein Verfahren zum Aufbringen thermischer Isolation auf die Aussenflächen eines Gefässes mit einer zylindrischen Seitenwand und nach aussen ragenden, konvex geformten Abschlusswänden betrifft. Das Gefäss lässt man um seine Längsachse rotieren und es wird rund um die Aussenfläche des rotierenden Gefässes von einem Ende zum andern ein erster, aus einer Lage schlecht wärmeleitenden Materials und einer Lage aus strahlungsreflektierendem Material zusammengesetzter Streifen gewickelt.
Diese Bewicklung erfolgt unter einem spitzen Winkel zur Längsachse des Gefässes, um eine Überlappung zwischen benachbarten Rändern aneinander angrenzender, in Umlaufbahn gewickelter Streifen zu bewirken und die ganze Aussenfläche des Gefässes zu bedecken. Ein zweiter, aus einer Lage schlecht wärmeleitenden Materials und einer Lage strahlungsreflektierenden Materials zusammengesetzter Streifen wird spiralig nur um die zylindrische Seitenwand des rotierenden Gefässes so gewickelt, dass eine Lage an die Lage der andern Art des ersten zusammengesetzten Streifens angrenzt, d. h., entweder liegt eine Lage des schlecht wärmeleitenden Materials des ersten zusammengesetzten Streifens auf einer strahlungsreflektierenden Lage des zweiten zusammengesetzten Streifens oder umgekehrt.
Fig. 3 stellt einen doppelwandigen Behälter --80-- für verflüssigtes Gas gemäss einer Ausführungsform der Erfindung dar. Das Innengefäss --81-- hat eine zylindrische Seitenwand und nach aussen ragende, konvex geformte Abschlusswände und wird von einem Aussenmantel-82-- umgeben ; dazwi- schen befindet sich ein ringförmiger, evakuierbarer Raum --83--. Während der Aufbewahrung von niedrig siedenden, verflüssigten Gasen im Innengefäss wird der Raum --83-- auf einem Druck unter zirka 100p Hg gehalten, vorzugsweise unter 2511.
Das Innengefäss --81-- wird von geeigneten Elementen getragen und stabil gehalten, beispielsweise von einem Bodenrohr-84--und einem oberen Halsrohr-85--, und es können verschiedene Rohrleitungen und Ventile zum Einlassen und Entnehmen des Mediums zur Anwendung kommen, wie es sich für Fachleute versteht. Diese Elemente wurden im Interesse der Übersichtlichkeit nicht eingezeichnet, und sie gehören nicht zur Erfindung. Das obere Halsrohr --85-- kann auch durch einen herausnehmbaren Stopfen-8 verschlossen werden, der vorzugsweise mit thermisch isolierendem Material gefüllt wird.
Es erstrecken sich in Längsrichtung rund um die Aussenfläche des Innengefässes --81-- in schneilenden Richtungen mindestens zwei zusammengesetzte Streifen --86 und 87-- aus einer faserigen Bahn sds untere Lage--14b-und einer Metallfolie -14a --. Die zusammengesetzten Isolationsstrei- fen-86 und 87-- werden vorzugsweise mittels des oben beschriebenen Verfahrens um das Innenge-
EMI6.1
jedes zusammengesetzten Streifens wird auf der Gefässoberfläche befestigt und das Gefäss um seine Längsachse in Drehung versetzt.
Die Streifen werden gleichzeitig in Umlaufbahnen rund um den Um-
<Desc/Clms Page number 7>
EMI7.1
<Desc/Clms Page number 8>
chend dem erfindungsgemässen Verfahren unter Verwendung derselben zusammengesetzten Isolation aus
Glasfaserbahn und Aluminiumfolie in folgender Reihenfolge gebaut :
Auf einer Vorrichtung ähnlich jener in Fig. 1 und 2 dargestellten wurden am Aufsatz fur die spira- lige Bewicklung eine Rolle aus 59, 7 cm breiter Aluminiumfolie --38-- und eine Rolle --37-- aus 61 cm breitem Glasfaserpapier angebracht. An gegenüberliegenden Enden eines einzigen Umlaufarmes wie z. B.
- wurden zwei umlaufende Rollen --17 und 18-aus 8, 9 cm breiten Bändern aus Glasfaserpapier und ebenso zwei umlaufende Rollen --19 und 20-- aus 7,6 cm breitenbändern von Aluminiumfolie mon- tiert. Der Bewicklungsvorgang war sehr ähnlich wie bei dem vorher beschriebenen Beispiel.
Der Bahnwinkel war zu Beginn des Bewicklungsvorganges 130 und am Ende 90. Diese beträchtlich kleineren Bahnwinkel waren auf den Umstand zurückzuführen, dass das Länge/Durchmesser-Verhältnis des Heliumgefässes viel grösser als der entsprechende Wert des kleinen 101-Stickstoffgefässes war. Die
Geometrie dieses Heliumgefässes war der des in Fig. 1 abgebildeten Gefässes-10--ähnlich. Das Ge- fäss wurde mit 440 Umdrehungen des Umlaufarmes bei einer Drehzahl. von 6 Umdr/min bewickelt, wo- bei in orbitaler Bewicklung 88 Lagen der zusammengesetzten Isolation entstanden.
Während das Ge- fäss mit einer durchschnittlichen Drehzahl von 0, 6 Umdr/min um seine vertikale Achse rotierte, wurden gleichzeitig mit der orbitalen Bewicklung 44 Lagen von spiralig gewickelter zusammengesetzter Isola- tion --39- aufgebracht. Insgesamt wurden auf die Gefässwände 132 Lagen der zusammengesetzten Iso- lation in einer Dicke von 3, 7 cm aufgebracht.
Die gewünschte Dichte von 35 Lagen/cm dieser speziellen Art geschichteter, zusammengesetzter
Isolation wurde durch die ein Drehmoment ausübende Magnetbremse erzielt. Zusammengebaut zeigt der dritte Behälter eine Heliumverdampfungsrate von nur 1, 05% des Inhaltes pro Tag, entsprechend einer
Verbesserung der Wirksamkeit der thermischen Isolation von über 20% im Vergleich zu den ersten zwei
Behältern. Ausserdem wurde diese Verbesserung bei einer Bewicklungszeit von 12 bis 16 Arbeitsstunden erzielt-weniger als die Hälfte der zum Isolieren des ersten Behälters mittels spiraliger Bewicklung und
Scheiben benötigten Zeit.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Doppelwandiger Behälter zum Aufbewahren niedrig siedender verflüssigter Gase, der ein Innengefäss mit zylindrischen Seitenwänden und konvexen Abschlusswänden besitzt, welches unter Zwischenschaltung eines evakuierten Raumes innerhalb eines Aussenmantels angeordnet ist, wobei um das Innengefäss eine Anzahl von Lagen thermischer Isolationen aufgebracht ist, die aus einem Bestandteil niedriger Wärmeleitfähigkeit und einem stark strahlungsreflektierenden Bestandteil bestehen, dadurch gekennzeichnet, dass die erwähnten Lagen der thermischen Isolation zum Teil aus einem oder mehreren Bändern der wie oben zusammengesetzten Isolation bestehen, die orbital über die zylindrischen Seitenwände und über die konvexen Abschlusswände des Innengefässes gewickelt sind,
wobei die aufeinanderfolgenden Windungen zueinander unter Winkeln um die Längsachse des Gefässes versetzt sind und zum Teil aus einem kontinuierlichen Band der gleichen Isolationbestehen, das spiralig nur um die zylindrischen Seitenwände des Innengefässes gewickelt ist.