RU2011919C1

RU2011919C1 - Reservoir for cryogenic fluid

Info

Publication number: RU2011919C1
Authority: RU
Inventors: Б.В. Беляев
Original assignee: Военный инженерно-космический институт им.А.Ф.Можайского
Priority date: 1991-01-22
Filing date: 1991-01-22
Publication date: 1994-04-30

Abstract

FIELD: cryogenic engineering. SUBSTANCE: granules of solid polymer are placed in reservoir for cryogenic fluid; cryogenic fluid is used as filling solvent for this polymer. During interaction with cryogenic fluid, solid polymer changes to the jelly-like state and forms heat-insulating layer on the surface of fluid which prevents the fluid from splashing and spilling during transportation and filling of reservoir and considerably reduces flows of heat from gas cushion to fluid surface, thus considerably reducing evaporation of cryogenic fluid in reservoir. EFFECT: reduced evaporation of cryogenic fluid in reservoir. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к низкотемпературной технике и может быть использовано при создании сосудов для криогенных жидкостей. The invention relates to low-temperature technology and can be used to create vessels for cryogenic liquids.

Наиболее близким решением аналогичной технической задачи к предлагаемому изобретению является сосуд для криогенной жидкости, содержащий внешний и внутренний резервуары, разделенные слоем теплоизоляции, и помещенный во внутренний резервуар целиком или же частично ячеистый материал, инертный по отношению к транспортируемой жидкости, легкий, состоящий из открытых ячеек, проникающий по крайней мере частично в жидкость, оказывая таким образом тормозящее действие на ее движение. The closest solution to a similar technical problem to the proposed invention is a vessel for cryogenic liquid, containing an external and an internal reservoir separated by a layer of thermal insulation, and placed in the inner reservoir in whole or in part cellular material, inert with respect to the transported fluid, lightweight, consisting of open cells penetrating at least partially into the liquid, thus exerting a inhibitory effect on its movement.

Хотя данное устройство позволяет предотвратить расплескивание криогенной жидкости и тем самым уменьшает выкипание ее при заполнении и транспортировке сосуда за счет создания на поверхности жидкости слоя из легкого ячеистого материала, однако оно не позволяет в значительной мере уменьшить испарение криогенной жидкости в сосуде, так как в этом случае слой ячеистого материала не может создать на поверхности криогенной жидкости сплошного, упругого, теплоизолирующего покрытия, при движении сосуда на поверхности жидкости будут образовываться открытые участки, что приводит к увеличению теплопритоков из газовой подушки на зеркало жидкости. Although this device allows you to prevent splashing of the cryogenic liquid and thereby reduces its boiling during filling and transportation of the vessel due to the creation of a layer of light cellular material on the surface of the liquid, it does not significantly reduce the evaporation of cryogenic liquid in the vessel, since in this case a layer of cellular material cannot create a continuous, elastic, heat-insulating coating on the surface of the cryogenic liquid; when the vessel moves on the surface of the liquid, it will form open areas, which leads to an increase in heat gain from the gas cushion to the liquid mirror.

Целью изобретения является уменьшение потерь криогенной жидкости. The aim of the invention is to reduce the loss of cryogenic fluid.

Сущность изобретения заключается в том, что применение гранул твердого полимера во внутреннем резервуаре позволяет с высокой эффективностью устранить процесс интенсивного испарения криогенной жидкости в сосуде за счет взаимодействия ее с твердым полимером, по отношению к которому криогенная жидкость является наполняющим растворителем. В результате этого взаимодействия гранулы твердого полимера переходят в желеобразное состояние и образуют на поверхности жидкости теплоизолирующий слой. Указанный слой эффективно устраняет расплескивание криогенной жидкости при транспортировке, унос капель жидкости из-за барботажа при заполнении, а также значительно уменьшает теплопритоки из газовой подушки сосуда на зеркало жидкости, что в целом уменьшает испарение криогенной жидкости, а значит и уменьшает ее потери. The essence of the invention lies in the fact that the use of granules of solid polymer in an internal reservoir allows high efficiency to eliminate the process of intensive evaporation of cryogenic liquid in a vessel due to its interaction with a solid polymer, in relation to which cryogenic liquid is a filling solvent. As a result of this interaction, the granules of the solid polymer become a jelly-like state and form a heat insulating layer on the surface of the liquid. The specified layer effectively eliminates splashing of cryogenic liquid during transportation, entrainment of liquid droplets due to bubbling during filling, and also significantly reduces heat influx from the gas cushion of the vessel onto the liquid mirror, which generally reduces the evaporation of cryogenic liquid, and therefore reduces its loss.

На чертеже схематически изображен предлагаемый сосуд для криогенной жидкости. The drawing schematically shows the proposed vessel for cryogenic liquid.

Сосуд состоит из внешнего резервуара 1 и внутреннего резервуара 2, которые разделены слоем теплоизоляции. Во внутренний резервуар 2 помещены гранулы 3 твердого полимера, образующие при взаимодействии с криогенной жидкостью теплоизолирующий слой 4. The vessel consists of an external tank 1 and an internal tank 2, which are separated by a layer of thermal insulation. Granules 3 of solid polymer are placed in the inner tank 2, which form a heat-insulating layer 4 when interacting with a cryogenic liquid.

Сосуд для криогенной жидкости работает следующим образом. A vessel for cryogenic fluid works as follows.

При заполнении сосуда криогенной жидкостью гранулы 3 твердого полимера при взаимодействии с криогенной жидкостью переходят в желеобразное состояние и образуют на поверхности жидкости упругий, сплошной, теплоизолирующий слой 4, который полностью устраняет разбрызгивание и расплескивание жидкости при транспортировке и заполнении сосуда. Слой 4 также в значительной мере уменьшает теплопритоки из газовой подушки сосуда в объем жидкости, так как он полностью закрывает зеркало жидкости и является теплоизолирующим. Все это в целом устраняет унос капель жидкости и уменьшает ее испарение, т. е. уменьшает потери криогенной жидкости в сосуде. When the vessel is filled with cryogenic liquid, the solid polymer granules 3, when interacting with the cryogenic liquid, become jelly-like and form an elastic, continuous, heat-insulating layer 4 on the surface of the liquid, which completely eliminates the splashing and splashing of the liquid during transportation and filling of the vessel. Layer 4 also significantly reduces heat influx from the gas cushion of the vessel into the liquid volume, since it completely covers the liquid mirror and is heat insulating. All this as a whole eliminates the entrainment of droplets of liquid and reduces its evaporation, that is, reduces the loss of cryogenic liquid in the vessel.

Таким образом, применение гранул твердого полимера, по отношению к которому криогенная жидкость, хранящаяся в сосуде, является наполняющим растворителем, позволяет устранить разбрызгивание и расплескивание жидкости при транспортировке и заполнении сосуда, а также значительно уменьшить теплопритоки из газовой подушки к зеркалу жидкости. Это дает ощутимый положительный эффект, заключающийся в уменьшении испарения криогенной жидкости, а значит и уменьшении ее потерь, что обеспечивает повышение технико-экономических характеристик устройств, потребляющих криогенные жидкости, и позволяет снизить требования к условиям транспортировки сосудов с криогенными жидкостями. Thus, the use of granules of solid polymer, in relation to which the cryogenic liquid stored in the vessel is a filling solvent, eliminates the splashing and splashing of the liquid during transportation and filling of the vessel, as well as significantly reduce heat inflow from the gas cushion to the liquid mirror. This gives a tangible positive effect, which consists in reducing the evaporation of cryogenic liquids, and therefore reducing its losses, which provides an increase in the technical and economic characteristics of devices consuming cryogenic liquids and reduces the requirements for the transportation of vessels with cryogenic liquids.

С наибольшим эффектом предлагаемое устройство может быть использовано в сосудах Дьюара, так как для его внедрения не требуется дополнительного оборудования. With the greatest effect, the proposed device can be used in Dewar vessels, since its implementation does not require additional equipment.

Claims

1. VESSEL FOR CRYOGENIC LIQUID, containing the outer and inner reservoirs, separated by a layer of thermal insulation, and placed in the inner reservoir floating and penetrating at least partially into the fluid layer of material, characterized in that, in order to reduce losses of cryogenic fluid, the material is made of polymer , in relation to which the cryogenic liquid stored in the vessel is a filling solvent.

2. The vessel according to claim 1, characterized in that the polymeric material is made in the form of solid granules.