NO139595B - Fremgangsmaate for fremstilling av formede gjenstander av partikler av varmesveisbar, celleformet plast - Google Patents

Description

Anordning ved kuldeisolering for tekniske apparater til bruk ved fortrinnsvis gasskondensering og/eller gass-separasjon ved lave temperaturer.

Foreliggende oppfinnelse vedrører en

anordning ved kuldeisolering for store

tekniske apparater til bruk ved fortrinnsvis gasskondensering og/eller gass-separasjon ved lave temperaturer; oppfinnelsen

har særlig interesse i forbindelse med så-danne temperaturområder som ligger under kondensasjons-temperaturen for nitrogen. Ved atmosfæretrykk er denne

temperatur 74,4° K. dvs. oppfinnelsen angår først og fremst isolasjonsmantler som

omgir apparatdeler som holdes på et tem-peraturområde under ca. 78° K.

Oppfinnelsen angår derfor først og

fremst apparater, i hvilke der befinner

seg flytende hydrogen eller lignende kol-de væsker, som f. eks. flytende kalium,

neon eller blandinger av disse.

I laboratoriemålestokk skjer kuldeiso-leringen vanligvis ved at apparatene anbringes i vakuum, fortrinnsvis høyt vakuum. Ved industrielle anlegg som er av

vesentlig større utstrekning enn anlegg

av laboratoriemålestokk, er det imidlertid

forbundet med store vanskeligheter å

fremstille en mantel som omgir hele anlegget og som overalt er vakuumtett. Al-lerede ved dimensjoner på 4—5 m høyde

henholdsvis bredde, byr det på vesentlige

vanskeligheter og på store omkostninger

å tilveiebringe og opprettholde et tilfredsstillende vakuum, henholdsvis skaffe en

tilfredsstillende vakuumtett omhylling.

Vanskelighetene vokser hvis man for å

spare på materialer, avviker fra sylinder-formen og benytter en omhylling som f. eks. smalner av oventil eller nedentil.

De kjente løsninger med sikte på å mestre dette isolasjonsproblem består i å omgi et lavtemperatur-anlegg som arbeider med flytende helium, med to forskjellige store sylindriske mantler som er anbragt utenom hinannen. Forslag av denne art er særlig blitt kjent i forbindelse med gass-separasjonsanlegg som tjener til å utskille deuterium av flytende hydrogen. Den nedre del av den egentlige rek-tifikasjonssøyle-anordning omgis sammen med de øvrige deler av anlegget som arbeider ved de nevnte lave temperaturer, av en felles sylindermantel som er væske-tett, lukket til alle sider og innvendig fylt med hydrogen i gassform. Gjennom toppen av sylindermantelen er den øvre del av rektifikasjonssøyleanordningen ført gjennom og omgitt av en annen sylinder som har mindre diameter og som er anbragt på den nedenforliggende isola-sjonsmantel. Den øvre sylinder er vakuumtett lukket og innvendig evakuert. Denne anordning har imidlertid den store ulempe at der på sammenstøtsstedet mellom de to mantler, opptrer betydelig var-meledning og følgelig kuldetap.

Det problem som måtte løses, besto i at det ikke er mulig ved så lave temperaturer å benytte nitrogen som isola-sjonsatmosfære. Isolasjon med hydrogen alene er ikke tilstrekkelig, særlig for de koldere deler av anlegget i de øvre partier av rektifikasjonskolonnen. Av denne grunn ble også denne del av det kjente anlegg forsynt med en vakuum-mantel.

Oppfinnelsen tar sikte på å løse iso-lasjonsproblemet på en annen måte, idet i det minste ett av sammenstøtsstedene mellom to forskjellige isolasjonsmantler som støter sammen, skal unngås. Opp-gaven løses ved hjelp av minst to i hinannen anordnede isolasjonsmantler som sammen omgir de viktigste, fortrinnsvis samtlige av anleggets apparatdeler som arbeider under nitrogenets kondensa-sjonstemperatur, og hvorav den ytre mantel omgir minst noen, fortrinnsvis alle de øvrige apparatdeler som arbeider ved høyere temperaturer, men dog under 0° C, idet den indre mantel er fylt med en gass som koker ved en lavere temperatur enn nitrogen, mens den ytre mantel inneholder et gassformig medium med minst mulig varmeledningsevne og et høyere kokepunkt, enn kokepunktet for gassen i den indre mantel.

For å oppnå den egentlige kuldeisolering er hver mantel på i og for seg kjent måte innvendig fylt med vanlige isolasjonsmaterialer, såsom slaggull, glassull, spinnestoffer av polymeriseringspro-dukter, f. eks. polystyrol, asbest og lignende, eventuelt minst delvis pulverformede isolasj onsstof f er.

I stedet for å anvende de nevnte gasser — hydrogen og nitrogen— kan der også brukes andre gasser eller gassblan-dinger som ikke kondenserer ved de temperaturer som er tilstede i mellomrom-mene i isolasjonsmaterialet. Således kan f. eks. i det minste den indre mantel i stedet for eller ved siden av hydrogen, også inneholde helium, neon eller lignende, eller blandinger av disse. Hvis den indre og den ytre mantel inneholder forskjellige gasser, forlanges det at gassene i den indre og den ytre mantel ikke sammen kan danne eksplosive blandinger. Når der således f. eks. i den indre mantel ikke finnes hydrogen, kan der i den ytre mantel brukes luft eller en annen oxygen-holdig gassblanding.

For å kunne opprettholde gassatmos-færen i begge mantler, er den indre mantel ifølge en særlig utførelse av oppfinnelsen utført av koldseigt materiale, fortrinnsvis av koldseigt metall, såsom aluminium eller et passende stål, f. eks. V2A-stål eller foredlet stål eller også kobber, og er på alle steder gasstett sammensveiset. De nødvendige åpninger og passasjer mellom begge mantler er utført med drei-ede og/eller polerte flenser, på hvilke av-stengningsanordninger er innpasset yt-terst nøyaktig. Ved den ytre mantel er avstengningsanordningene i det minste på kjent vis forsynt med gummipakninger.

Ifølge en annen utførelse frembrin-ges der i det indre rom et lite overtrykk i forhold til det ytre rom for å hindre at kondenserbar gass kan trenge inn i det indre rom gjennom utettheter. For å opprettholde dette overtrykk reguleres trykket i det indre rom og i det ytre rom. Da der i det minste i det indre rom — inntil en viss grad også i det ytre — eksisterer en vertikal temperaturgradient, særlig når der i den midtre del er anbragt en rektifikasjonssøyleinnretning som f. eks. tjener til å fremstille deuterium, hersker der i forskjellige høyder forskjellig trykkforskjell mellom den indre og den ytre mantel. Overtrykket må derfor reguleres således at der på hvert sted i det indre rom foreligger et overtrykk i forhold til det ytre rom. Hensiktsmessig holdes det ytre rom på sin side på et litt høyere trykk enn atmosfæretrykket. Ved det nevnte eksempel med en indre fylling av hydrogen og en ytre fylling av nitrogen er det tilstrekkelig med en trykkforskjell på ca. 50 til 300 mm vannsøyle mellom det indre og det ytre rom og på ca. 100 til 200 mm vannsøyle mellom det ytre rom og atmosfæren.

For å kunne regulere trykket er der på passende steder i hver mantel, f. eks. øverst og nederst, anordnet en innløps-henholdsvis utløpsåpning. Ved samtidig regulering av innløpet og utløpet oppnåes en bestemt strømningsretning. Denne kan etter ønske velges enten slik at den for-løper i retning av det trykkfall som eksisterer i den tilsvarende mantel, eller om-vendt.

Etterfyllingen av de gassmengder som er nødvendige for å erstatte tap, kan finne sted enten når dette ønskes eller i en bestemt rytme, eventuelt kontinuerlig. I sistnevnte tilfelle opprettholdes en viss stadig gjennomstrømning.

Tegningen viser et utførelseseksempel på varmeisolasjonen ifølge oppfinnelsen. Her angir 1 en tretrinns rektlfikasjonsko-lonne for flytende hydrogen, i hvilken der skal utskilles deuterium. Denne kolonne er ifølge oppfinnelsen omgitt av to i hinannen anordnede mantler 2 og 3. Begge er utført sylindrisk oventil og nedentil og har omtrent på midten en stumpkonisk overgangssone. I de to på denne måte dannede isolasjonsrom er der anordnet noen andre hjelpeapparater, deriblant i det indre rom en hjelpesøyle 4 og i det ytre rom en skjematisk antydet regene-ratoranordning 5. Hvert av rommene er fylt med slaggull. Det indre rom inneholder gassformig hydrogen med et trykk pi, og i det ytre rom befinner der seg gassformig, rent nitrogen med et trykk pa. Be-tegnes det ytre atmosfæretrykk med pO, skal betingelsen pi> pa > pO oppfylles. For å opprettholde de ønskede trykk er der i innløpene til begge isolasj onsrom anordnet trykkminskingsventiler 6 og 7 som drives manuelt eller automatisk, mens der i utløpene er anordnet overstrøm-ningsventiler 8 og 9. Hydrogenet strømmer inn oventil ved 6 og ut nedentil ved 9, mens nitrogenet strømmer inn nedentil ved 7 og ut oventil ved 8.

Bunnen 10 av det indre isolasj onsrom er varmeisolert og avsluttet nederst med en metallplate 11 som er sveiset sammen med mantelen 2, slik at det indre isolasj onsrom på alle sider er fullstendig omgitt av mantelen.

Prinsipielt kan det ytre isolasj onsrom utformes på den samme måte. Ifølge utførelseseksempelet er det imidlertid tilstrekkelig at mantelplaten 11 er så stor at den samtidig også dekker undersiden av det ytre isolasj onsrom, idet den ytre mantel 3 med en flens griper over pla-ten 11. Hele anordningen er på kjent måte bygget opp på et betongfundament 12, i hvilket der umiddelbart under isolasjonen 10 er anordnet et varmeisolerende mur-lag 13 som nedsetter varmegradienten.

Den ytre mantel 3 er utført på i og for seg kjent måte og består av kobber, V2A-stål eller et foredlet, koldseigt stål.

Den indre mantel kan bestå av aluminium eller likeledes av et foredlet, koldseigt stål og er sammensatt av flere seksjoner. De enkelte seksjoner monteres på stedet og sveises sammen. Det er nødven-dig å underkaste sveisesømmene en etter-følgende avspenningsbehandling.

De enkelte seksjoner monteres før de sveises og skrus sammen ved hjelp av passende flenser 14, 14', 15 og 15' m. v. Til-slutt settes der utenfra på de enkelte sammenføyningssteder, både på de ver-tikale og de horisontale og ringformede, blikkhylser eller ringer 16, 17 av et materiale som i størst mulig grad beholder sin seighet (elastisitet) ved lave temperaturer, fortrinnsvis kobber, og som eventuelt er forsynt med en eller flere korruge-ringer for å kunne gi efter ved de spen-ninger som opptrer ved de forskjellige av-kjølingstemperaturer av mantelen 2. Rin-gene 16, 17 m. v. sveises ved kantene til de omgivende manteldeler. Da de påsatte dekkstrimler er forholdsvis tynne i forhold til mantelstyrken, oppnås en meget enkel og spenningsfri montering.

Claims (9)

1. Anordning ved kuldeisolering for store tekniske apparater til bruk ved fortrinnsvis gasskondensering og/eller gass-separasjon ved lave temperaturer, fortrinnsvis under nitrogenets kondensa-sjonstemperatur, f. eks. for å utvinne deuterium ved lavtemperaturrektifikasjon, karakterisert ved to i hinannen anordnede isolasjonsmantler (2, 3) som sammen omgir de viktigste, fortrinnsvis samtlige av anleggets apparatdeler som arbeider under nitrogenets kondensasjons-temperatur, og hvorav den ytre mantel (3) omgir minst noen, fortrinnsvis alle

de øvrige apparatdeler som arbeider ved høyere temperaturer, men dog under 0° C, idet den indre mantel (2) er fylt med en gass som koker ved en lavere temperatur enn nitrogen, mens den ytre mantel (3) inneholder et gassformig medium med minst mulig varmeledningsevne og et høyere kokepunkt, enn kokepunktet for gassen i den indre mantel (2).

2. Anordning ifølge påstand 1, karakterisert ved at i det minste den indre mantel (2), fortrinnsvis begge mantler (2, 3), på i og for seg kjent måte er fylt med vanlig brukt isolasjonsmate-riale, såsom slaggull, glassull, spinnestoffer av polymerisasjonsprodukter, f. eks. polystyrol, asbest eller lignende, eventuelt minst delvis pulverformede isolasjons-stoffer.

3. Anordning ifølge påstand 1 eller 2, karakterisert ved at gassfyllin-gene i den indre og den ytre mantel (2, 3) sammen danner ikke-eksplosive blandinger.

4. Anordning ifølge en av påstandene 1—3, karakterisert ved at den indre mantel (2) er fylt med hydrogen, helium, neon eller deres blandinger, mens den ytre mantel (3) fortrinnsvis er fylt med nitrogen eller luft.

5. Anordning ifølge påstandene 1—4, karakterisert ved at der er anordnet reguleringsventiler for å opprettholde et slikt overtrykk i det indre rom i forhold til det ytre rom og hensiktsmessig også av det ytre rom i forhold til det omgivende atmosfæretrykk, at der på hvert sted i det indre rom hersker et overtrykk i forhold til trykket i det ytre rom.

6. Anordning ifølge en av påstandene 1—5, karakterisert ved at minst den indre mantel (2) er utført av et koldseigt materiale, fortrinnsvis av et koldseigt metall, f. eks. aluminium eller et passende stål, fortrinnsvis V2A-stål, eller et foredlet stål eller av kobber, og at den er gasstett sammensveiset over det hele.

Anordning ifølge en av påstandene 1—6, karakterisert ved at de nødvendige åpninger mellom de to mantler (2, 3) er utført med dreide og/eller slipte henholdsvis på annen måte bear-beidede flenser, som lukkeinnretningene passer nøyaktig til.

8. Anordning ifølge en av påstandene 1—7, karakterisert ved at det indre isolasj onsrom er dekket nedentil med et isolasjonslag (10) og fortrinnsvis un-dermurt med en varmeisolerende bunn (13) og hvis isolasjonslag (10) på undersiden er avsluttet med en metallplate (11) som er sveiset sammen med den ytre mantel (3).

9. Fremgangsmåte ved fremstilling av anordningen ifølge en av påstandene 1—8, karakterisert ved at i det minste den indre mantel (2) som er sammensatt av enkelte seksjoner, for det før-ste monteres ved at de enkelte seksjoner anbringes på hinannen, hvorpå de seksjoner som er forsynt med påklinkede lasker og/eller flenser, forbindes med hinannen, f. eks. skrus sammen, og at der på de enkelte sammenstøtssteder både de ver-tikale og de horisontale utenfra og/ eller innenfra påføres strimler henholdsvis ringer av et materiale som er slag-fast ved lave temperaturer, såsom kobber, og som er forsynt med egnede fuger og ved sine kanter er sammensveiset med de omgivende manteldeler.