RU2221290C2

RU2221290C2 - Container for hydrogen and its isotopes and cartridge for its charging

Info

Publication number: RU2221290C2
Application number: RU2001135514/06A
Authority: RU
Inventors: Л.А. Ривкис; В.Н. Тебус; И.М. Кравченко; Н.П. Елисеев; В.В. Гущин; Е.В. Дмитриевска; Е.В. Дмитриевская
Priority date: 2001-12-29
Filing date: 2001-12-29
Publication date: 2004-01-10

Abstract

FIELD: laser engineering and microelectronics. SUBSTANCE: container has U-shaped chamber which is formed by top and bottom flanges and three concentrically disposed cylindrical shells. External shell is joined at one butt end to internal flange. Other butt end of shell is joined to butt end of internal shell. The latter is plugged on opposite end. Intermediate shell is secured on external flange. This shell divides chamber into two regions. Container charging cartridge has gas-penetrable bag. Pore size of the latter is 2 to 10 mcm. Bag is filled with mixture of gas sorbent powder and conducting-material powder inert to gas and sorbent, volume proportion of conducting-material powder being 0.3 to 0.5. EFFECT: enhanced rate of gas absorption or emission due to reduced hydraulic resistance. 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к средствам для очистки, хранения и подачи газов, преимущественно водорода и его изотопов, а также гелия, аргона и других. Изобретение может быть использовано в лазерной технике, в микроэлектронике, системах очистки гелиевого теплоносителя высокотемпературных газовых реакторов, в ядерной и термоядерной технологии, а также в автомобильном транспорте. The invention relates to means for cleaning, storing and supplying gases, mainly hydrogen and its isotopes, as well as helium, argon and others. The invention can be used in laser technology, in microelectronics, cleaning systems for helium coolant of high-temperature gas reactors, in nuclear and thermonuclear technology, as well as in automobile transport.

Развитие многих современных технологий выдвигает проблему создания совершенных технических средств очистки, хранения, транспортировки и дозирования различных газов, например водорода и его изотопов, гелия, аргона и других. К такому оборудованию в ряде случаев предъявляются весьма жесткие требования по надежности, взрывопожаробезопасности, ядерной безопасности, геометрическим размерам, кинетическим характеристикам поглощения и выделения газа и другим параметрам. The development of many modern technologies raises the problem of creating the perfect technical means of purification, storage, transportation and dosing of various gases, such as hydrogen and its isotopes, helium, argon and others. Such equipment in some cases has very stringent requirements for reliability, explosion and fire safety, nuclear safety, geometric dimensions, kinetic characteristics of absorption and gas evolution, and other parameters.

Известен контейнер для хранения и дозированной подачи водорода и его изотопов, который состоит из корпуса с двумя фланцами, формирующих герметичную цилиндрическую емкость, внутри которой размещен стакан с порошком урана [1]. В верхней части корпус выполнен водоохлаждаемым, а в нижней его части размещен наружный нагреватель, верхний фланец соединен трубопроводом с запорным вентилем. Недостатком этого контейнера является его недостаточная безопасность, обусловленная отсутствием защитной оболочки, высокими рабочими температурами сорбента (температура полного разложения тритида урана около 700^oС) и пирофорными свойствами порошка урана, а также значительными термическими напряжениями в материале корпуса, возникающими в результате большого перепада температур по его высоте.Known container for storing and dosed supply of hydrogen and its isotopes, which consists of a housing with two flanges, forming a sealed cylindrical container, inside which is placed a glass with uranium powder [1]. In the upper part, the body is made water-cooled, and in its lower part an external heater is placed, the upper flange is connected by a pipeline to a shut-off valve. The disadvantage of this container is its lack of safety, due to the lack of a protective shell, the high operating temperatures of the sorbent (the temperature of complete decomposition of uranium tritide about 700 ^o C) and the pyrophoric properties of uranium powder, as well as significant thermal stresses in the body material resulting from a large temperature difference its height.

Наиболее близким к заявляемому является контейнер для водорода и его изотопов, описанный в отчете [2]. Контейнер выполнен в виде горизонтально расположенной цилиндрической вакуумированной емкости, герметизированной по торцам фланцевыми соединениями. Внутри емкости на двух трубопроводах, смонтированных на одном из наружных фланцев, размещена герметичная камера, образованная расположенными концентрично наружной и внутренней цилиндрическими обечайками. Наружная обечайка с одного торца соединена с помощью кольцевой заглушки с внутренней обечайкой, а с другого торца герметизирована заглушкой дисковой формы. Внутренняя обечайка также заглушена с другого торца дисковой заглушкой, размещенной с некоторым зазором с дисковой заглушкой наружной обечайкой. Соединенные, как описано выше, обечайки и заглушки формируют герметичную камеру U-образной формы. Камера разделена на несколько зон радиальными пластинами, которые приварены к внутренней обечайке. К каждой зоне подведен трубчатый фильтр, вокруг которого размещен порошок сорбента для газов, например образующий гидрид материал для поглощения водорода или его изотопов. Со стороны одного из фланцевых соединений в полость, образованную внутренней обечайкой, введен электрический нагреватель. Сорбент для поглощения водорода изготовлен из образующего гидрид материала - металлического урана - и представляет собой порошок, размещенный вокруг трубчатых фильтров по зонам рабочей камеры, которые сформированы в зазоре между наружной и внутренней обечайками никелевыми пластинами. Контейнер работает следующим образом. Подлежащий сорбции газ поступает в предварительно вакуумированную камеру контейнера, образованную внутренней обечайкой, через входной патрубок и затем через трубчатые фильтры в отсеки, заполненные образующим гидрид материалом, где происходит поглощение изотопов водорода. Отвод выделяющегося при поглощении изотопов водорода тепла осуществляется потоком охлаждающего газа (азота), подаваемого в центральную часть контейнера. По завершении сорбции изотопов водорода примеси, если они присутствовали в исходном газе, могут быть удалены через выходной патрубок. Для десорбции ранее поглощенного газа производится нагрев образующего гидрид материала посредством внутреннего электрического нагревателя. При этом теплопередача осуществляется преимущественно излучением. Выделяющийся газ выводится из контейнера через выходной патрубок. Closest to the claimed is a container for hydrogen and its isotopes, described in the report [2]. The container is made in the form of a horizontally arranged cylindrical evacuated container, sealed at the ends by flange connections. Inside the tank, on two pipelines mounted on one of the outer flanges, there is a sealed chamber formed by concentric outer and inner cylindrical shells arranged concentrically. The outer shell is connected at one end with an annular plug to the inner shell, and at the other end is sealed with a disk-shaped plug. The inner shell is also muffled from the other end by a disk plug placed with some clearance with a disk plug by the outer shell. The shells and plugs connected as described above form a sealed U-shaped chamber. The camera is divided into several zones by radial plates, which are welded to the inner shell. A tube filter is connected to each zone, around which a sorbent powder for gases is placed, for example, a hydride-forming material for absorbing hydrogen or its isotopes. From one of the flange joints, an electric heater is introduced into the cavity formed by the inner shell. The sorbent for hydrogen absorption is made of a hydride-forming material - metal uranium - and is a powder placed around the tubular filters along the zones of the working chamber, which are formed in the gap between the outer and inner shells of nickel plates. The container works as follows. The gas to be sorbed enters the pre-evacuated chamber of the container, formed by the inner shell, through the inlet pipe and then through tubular filters into compartments filled with hydride-forming material, where hydrogen isotopes are absorbed. The heat generated during the absorption of hydrogen isotopes is removed by a stream of cooling gas (nitrogen) supplied to the central part of the container. Upon completion of sorption of hydrogen isotopes, impurities, if present in the source gas, can be removed through the outlet pipe. To desorb previously absorbed gas, the hydride-forming material is heated by means of an internal electric heater. In this case, heat transfer is carried out mainly by radiation. The evolved gas is discharged from the container through the outlet pipe.

Недостатком контейнера является: а) неравномерное распределение слоя образующего гидрид материала по объему отсека; б) неэффективная передача тепла к слою материала, образующего гидрид; в) допустимо только горизонтальное положение контейнера при эксплуатации из-за возможности попадания порошка образующего гидрид материала на дно внутренней обечайки через небольшие зазоры между никелевыми радиальными пластинами и наружной стенкой внутренней обечайки; г) отсутствует тепловая защита фланцевого уплотнения камеры; д) отсутствует возможность изменения числа работающих отсеков с образующим гидрид материалом при существенном изменении объема перерабатываемого газа; е) невысокая скорость поглощения и выделения газа из-за довольно большой длины зоны массопереноса (около 3 см). The disadvantage of the container is: a) the uneven distribution of the layer forming the hydride material throughout the compartment; b) inefficient heat transfer to the layer of hydride forming material; c) only the horizontal position of the container during operation is permissible due to the possibility of the powder forming the hydride material falling onto the bottom of the inner shell through small gaps between the nickel radial plates and the outer wall of the inner shell; d) there is no thermal protection of the flange seal of the chamber; e) there is no possibility of changing the number of operating compartments with hydride-forming material with a significant change in the volume of gas being processed; e) the low rate of absorption and evolution of gas due to the rather large length of the mass transfer zone (about 3 cm).

Технической задачей изобретения является увеличение скорости поглощения или выделения газа за счет снижения фильтрационного сопротивления в слое образующего гидрид материала. Кроме того, ставится задача устранения перечисленных выше недостатков известной конструкции. An object of the invention is to increase the rate of absorption or evolution of gas by reducing filtration resistance in the layer of hydride-forming material. In addition, the task is to eliminate the above disadvantages of the known design.

Поставленная задача решается в заявляемом контейнере для газов (включающем вакуумированный цилиндрический корпус с фланцами, размещенную внутри корпуса герметичную камеру U-образной формы, размещенный в камере сорбент для газов, размещенный во внешней полости корпуса нагреватель, сообщенные с камерой патрубки подачи и отвода газа и систему защиты от поступления газов в окружающую среду) за счет того, что камера сформирована тремя цилиндрическими концентрично размещенными обечайками, наружная обечайка соединена одним торцом с нижним фланцем, другой торец наружной обечайки соединен с помощью кольцевой заглушки с торцом внутренней обечайки, которая заглушена на противоположном торце дисковой заглушкой, средняя обечайка закреплена на верхнем фланце, размещена в зазоре между наружной и внутренней обечайками и делит камеру на две зоны, на средней обечайке выполнены продольные пазы с перфорацией, в которых установлены картриджи с сорбентом для газов. The problem is solved in the inventive container for gases (including a vacuum cylindrical housing with flanges, a sealed U-shaped chamber placed inside the housing, a gas sorbent placed in the chamber, a heater located in the outer cavity of the housing, a gas inlet and outlet pipe connected to the chamber, and a system protection from the ingress of gases into the environment) due to the fact that the chamber is formed by three cylindrical concentrically placed shells, the outer shell is connected at one end to the bottom with a flange, the other end of the outer shell is connected with an end cap to the end of the inner shell, which is muffled at the opposite end by a disk plug, the middle shell is mounted on the upper flange, placed in the gap between the outer and inner shells and divides the camera into two zones, on the middle shell longitudinal grooves with perforation, in which cartridges with a sorbent for gases are installed.

В частном варианте выполнения изобретения модуль с картриджами размещен между средней обечайкой и наружной обечайкой. In a particular embodiment of the invention, the cartridge module is located between the middle shell and the outer shell.

В другом частном варианте выполнения изобретения патрубки подачи и отвода сообщены с разными зонами камеры. In another particular embodiment of the invention, the supply and exhaust pipes are in communication with different areas of the chamber.

В другом частном варианте выполнения изобретения внешняя полость для размещения нагревателя выполнена в корпусе со стороны, противоположной фланцевому соединению. In another particular embodiment of the invention, the external cavity for accommodating the heater is made in the housing from the side opposite the flange connection.

В другом частном варианте выполнения изобретения нагреватель размещен с обеспечением теплового контакта с внутренней обечайкой корпуса, например, путем наполнения вакуумированного зазора между нагреваемой стенкой и внутренней обечайкой корпуса теплопроводным материалом. In another particular embodiment of the invention, the heater is arranged to provide thermal contact with the inner shell of the housing, for example, by filling the evacuated gap between the heated wall and the inner shell of the housing with heat-conducting material.

В другом частном варианте выполнения изобретения элементы камеры выполнены из материала с низкой проницаемостью для газов, например из бронзы БРАЖ 9-4, в случае использования водорода и его изотопов. In another particular embodiment of the invention, the chamber elements are made of a material with low gas permeability, for example, of BRAZ 9-4 bronze, in the case of using hydrogen and its isotopes.

Поставленная цель достигается также тем, что картридж для снаряжения контейнера содержит проницаемый для газа чехол с размером пор от 2 до 10 мкм, шириной от 4 до 12 мм и толщиной от 1 до 2 мм, внутри чехла размещена смесь порошка сорбента для газов и порошка инертного теплопроводного материала при объемной доле порошка теплопроводного материала от 0,30 до 0,50. This goal is also achieved by the fact that the cartridge’s equipment cartridge contains a gas-permeable cover with a pore size of 2 to 10 μm, a width of 4 to 12 mm and a thickness of 1 to 2 mm, a mixture of sorbent powder for gases and an inert powder is placed inside the cover heat-conducting material with a volume fraction of powder of heat-conducting material from 0.30 to 0.50.

В частном варианте выполнения картриджа размеры частиц порошка сорбента и порошка теплопроводного материала составляют от 50 до 140 мкм. In a particular embodiment of the cartridge, the particle sizes of the sorbent powder and the heat-conducting material powder are from 50 to 140 microns.

В другом частном варианте выполнения картриджа чехол выполнен из металлических волокнистых структур. In another particular embodiment of the cartridge, the case is made of metal fibrous structures.

В другом частном варианте выполнения картриджа чехол выполнен в виде каркаса из металлической сетки, внутри которого помещен дополнительный чехол из проницаемого для газа материала. In another particular embodiment of the cartridge, the cover is made in the form of a frame of metal mesh, inside which an additional cover of gas-permeable material is placed.

В другом частном варианте выполнения картриджа для порошка сорбента используют интерметаллическое соединение, образующее с газом стабильное твердое соединение при температурах от 20 до 200^oC и разлагающееся с выделением газа при температурах от 280 до 325^oС, например соединение состава Zr_1-yTi_yCo, где 0,1<у<1.In another particular embodiment of the cartridge for the sorbent powder, an intermetallic compound is used that forms a stable solid compound with gas at temperatures from 20 to 200 ^o C and decomposes with evolution of gas at temperatures from 280 to 325 ^o C, for example, a compound of the composition Zr _1-y Ti _y Co, where 0.1 <y <1.

В другом частном варианте выполнения картриджа для порошка сорбента используют интерметаллическое соединение, образующее с газом стабильное твердое соединение при температурах от 20 до 200^oC и разлагающееся с выделением газа при температурах от 280 до 325^oС, например соединение состава Zr_1-yTi_y(Cо+Ni), где 0,1<у<1, в котором никеля содержится до 50 ат%.In another particular embodiment of the cartridge for the sorbent powder, an intermetallic compound is used that forms a stable solid compound with gas at temperatures from 20 to 200 ^o C and decomposes with evolution of gas at temperatures from 280 to 325 ^o C, for example, a compound of the composition Zr _1-y Ti _y (Co + Ni), where 0.1 <y <1, in which nickel contains up to 50 at%.

В другом частном варианте выполнения картриджа для порошка сорбента используют интерметаллическое соединение Zr_0,9 Ti_0,1 Co_0,5 Ni_0,5.In another particular embodiment of the cartridge for the sorbent powder, an intermetallic compound Zr _0.9 Ti _0.1 Co _0.5 Ni _{0.5 is used} .

В другом частном варианте выполнения картриджа коэффициент "у" задают от 0,2 до 0,3. In another particular embodiment of the cartridge, the coefficient "y" is set from 0.2 to 0.3.

В другом частном варианте выполнения картриджа порошок теплопроводного материала выполнен из меди. In another particular embodiment of the cartridge, the heat-conducting material powder is made of copper.

Изобретение иллюстрируется чертежами. The invention is illustrated by drawings.

На фиг.1 приведен продольный разрез контейнера. Figure 1 shows a longitudinal section of a container.

На фиг.2 приведен поперечный разрез контейнера. Figure 2 shows a cross section of a container.

На фиг.3 приведена схема поперечного сечения картриджа. Figure 3 shows a diagram of a cross section of a cartridge.

Контейнер (см. фиг. 1) сформирован тремя цилиндрическими концентрично расположенными обечайками: наружной (1), средней (2) и внутренней (3). Наружная обечайка (1) соединена одним торцом с нижним фланцем (4), другой торец наружной обечайки (1) соединен с помощью кольцевой заглушки (5) с торцом внутренней обечайки (3), которая заглушена на противоположенном торце дисковой заглушкой (6). Средняя обечайка (2) закреплена на верхнем фланце (7) и размещена в зазоре между наружной (1) и внутренней (3) обечайками и делит рабочую камеру U-образной формы на две зоны (8) и (9). Формирующие рабочую камеру элементы (обечайки, трубопроводы, фланцы, заглушки) выполнены из материала с низкой проницаемостью для газов, например из бронзы БРАЖ 9-4. The container (see Fig. 1) is formed by three cylindrical concentrically arranged shells: outer (1), middle (2) and inner (3). The outer shell (1) is connected by one end to the lower flange (4), the other end of the outer shell (1) is connected using an annular plug (5) to the end of the inner shell (3), which is plugged on the opposite end by a disk plug (6). The middle shell (2) is mounted on the upper flange (7) and placed in the gap between the outer (1) and inner (3) shells and divides the U-shaped working chamber into two zones (8) and (9). The elements forming the working chamber (shells, pipelines, flanges, plugs) are made of a material with low gas permeability, for example, of BRAZH 9-4 bronze.

На средней обечайке (2) выполнены продольные пазы (10) и перфорация (11), в пазах (10) установлены картриджи (12) (см. фиг.2 и фиг.3). Картриджи (12) выполнены в виде проницаемого для газа чехла (13), заполненного порошком (14) сорбента и порошком (15) теплопроводного материала. Чехол (13) картриджа (12) выполнен из металлической сетки, или металловолокнистых структур, или их комбинаций. On the middle shell (2), longitudinal grooves (10) and perforation (11) are made, cartridges (12) are installed in the grooves (10) (see FIG. 2 and FIG. 3). Cartridges (12) are made in the form of a gas-permeable cover (13) filled with sorbent powder (14) and heat-conducting material powder (15). The cover (13) of the cartridge (12) is made of metal mesh, or metal-fiber structures, or combinations thereof.

Картриджи (12) размещены в зоне (8) между средней обечайкой (2) и наружной обечайкой (1). Патрубок (16) подачи газа сообщен с зоной (9), а патрубок (17) отвода газа сообщен с зоной (8) камеры. Внешняя полость (18) для размещения нагревателя (не показан) выполнена в корпусе со стороны, противоположной фланцевому соединению. Корпус контейнера изолирован от окружающей среды оболочкой (19), закрепленной на нижнем фланце (4), а полость (20) между оболочкой (19) и корпусом подключена патрубком (21) к системе вакуумирования или подачи инертного газа (не показана). В полость (20) между оболочкой (19) и внутренней обечайкой (3) помещен теплопроводный материал (22) для снижения теплового сопротивления между нагревателем и камерой контейнера. Патрубок (21) служит для вакуумирования. В корпусе выполнена защитная полость (23), сообщенная патрубком (24) с системой вакуумирования или подачи инертного газа. Картридж (12) выполнен шириной от 4 до 12 мм и толщиной от 1 до 2 мм. Внутри чехла (13) помещена смесь порошков сорбента (14) и порошка инертного теплопроводного материала (15) при объемной доле порошка теплопроводного материала в смеси от 0,30 до 0,50. Размеры частиц порошка сорбента (14) и порошка теплопроводного материала (15) составляют от 50 до 140 мкм. В качестве сорбента (14) используют интерметаллическое соединение, образующее с газом стабильное твердое соединение при температурах от 20 до 200^oC и разлагающееся с выделением газа при температурах от 280 до 325^oС, например соединение состава Zr_1-yTi_yCo, где 0,1<у<1 или соединение состава Zr_1-yTi_y(Cо+Ni), где 0,1<у<1, в котором Со до половины заменяют на никель, в частности соединение Zr0,9 Ti0,1 Co0,5 Ni0,5. Оптимальный диапазон значений коэффициента "у" составляет от 0,2 до 0,3.Cartridges (12) are located in zone (8) between the middle shell (2) and the outer shell (1). The gas supply pipe (16) is in communication with the zone (9), and the gas discharge pipe (17) is in communication with the chamber zone (8). An external cavity (18) for accommodating a heater (not shown) is made in the housing from the side opposite the flange connection. The container body is isolated from the environment by a shell (19) mounted on the lower flange (4), and the cavity (20) between the shell (19) and the body is connected by a pipe (21) to an inert gas evacuation or supply system (not shown). Heat-conducting material (22) is placed in the cavity (20) between the shell (19) and the inner shell (3) to reduce the thermal resistance between the heater and the container chamber. The pipe (21) is used for evacuation. A protective cavity (23) is made in the housing, communicated by a pipe (24) with an evacuation or inert gas supply system. The cartridge (12) is made from 4 to 12 mm wide and 1 to 2 mm thick. A mixture of sorbent powders (14) and inert heat-conducting material powder (15) is placed inside the case (13) with a volume fraction of heat-conducting material powder in the mixture from 0.30 to 0.50. The particle sizes of the sorbent powder (14) and the heat-conducting material powder (15) are from 50 to 140 microns. As the sorbent (14), an intermetallic compound is used, which forms a stable solid compound with gas at temperatures from 20 to 200 ^o C and decomposes with gas evolution at temperatures from 280 to 325 ^o C, for example, a compound of the composition Zr _1-y Ti _y Co, where 0.1 <y <1 or a compound of the composition Zr _1-y Ti _y (Co + Ni), where 0.1 <y <1, in which Co is replaced by half with nickel, in particular the compound Zr0.9 Ti0.1 Co0 5 Ni0.5. The optimal range of values of the coefficient "y" is from 0.2 to 0.3.

Контейнер работает следующим образом. Сорбируемый газ, например водород и его изотопы, поступает через патрубок 16 в предварительно вакуумированную полость (9) контейнера и через перфорацию (11) в обечайке (2) и проницаемый чехол (13) внутрь картриджа (12), где поглощается слоем сорбента из образующего гидрид материала (14). При этом образуется твердое соединение, стабильное при температурах от 20 до 200^oС. По завершении сорбции газа (например, водорода или его изотопов) газообразные примеси (если они присутствовали в исходном газе) удаляются через выходной патрубок (17). Для десорбции ранее поглощенного газа производится нагрев картриджа нагревателем, размещенным в полости (18). Передача тепла от нагревателя к картриджу (12) осуществляется через стенку (19), теплопроводный материал (22), внутреннюю обечайку (3) и среднюю обечайку (2). При нагреве порошка картриджа до температур от 280 до 325^oС, образованный ранее при более низких температурах гидрид разлагается с выделением газа, который выводится из контейнера через патрубок (17). Внутри картриджа нагрев сорбента (14) ускоряется за счет того, что в него добавляют порошок (15) из высокотеплопроводного, инертного к сорбенту и газам материала, например из меди. Экспериментально установлены оптимальные характеристики геометрических размеров картриджа, состав смеси порошков в картридже, а также вид сорбента. Эти параметры указаны выше при описании сущности изобретения.The container works as follows. Sorbed gas, for example, hydrogen and its isotopes, enters through the nozzle 16 into the previously evacuated cavity (9) of the container and through the perforation (11) in the shell (2) and the permeable cover (13) inside the cartridge (12), where it is absorbed by the sorbent layer from the generatrix material hydride (14). In this case, a solid compound is formed which is stable at temperatures from 20 to 200 ^o С. Upon completion of the sorption of the gas (for example, hydrogen or its isotopes), gaseous impurities (if they were present in the source gas) are removed through the outlet pipe (17). To desorb previously absorbed gas, the cartridge is heated by a heater placed in the cavity (18). Heat is transferred from the heater to the cartridge (12) through the wall (19), heat-conducting material (22), the inner shell (3) and the middle shell (2). When the cartridge powder is heated to temperatures from 280 to 325 ^o С, the hydride formed earlier at lower temperatures decomposes with the release of gas, which is removed from the container through the pipe (17). Inside the cartridge, the heating of the sorbent (14) is accelerated due to the fact that powder (15) is added from it from a highly conductive material inert to the sorbent and gases, for example, from copper. The optimum characteristics of the geometric dimensions of the cartridge, the composition of the mixture of powders in the cartridge, and the type of sorbent were experimentally established. These parameters are indicated above in the description of the invention.

Заявляемый контейнер для водорода и его изотопов и картридж для его снаряжения позволяют существенно увеличить скорость поглощения и выделения газа за счет снижения фильтрационного сопротивления в слое образующего гидрид материала. Кроме того, с помощью изобретения получено равномерное распределение слоя образующего гидрид материала по объему рабочей камеры, ускорение нагрева образующего гидрид слоя; обеспечена надежная тепловая защита фланцевого уплотнения камеры и высокая скорость поглощения и выделения газа из-за малой толщины зоны массопереноса. С учетом вышеизложенного контейнер может найти применение при очистке, хранении и подачи газов, преимущественно водорода и его изотопов, а также гелия, аргона и других. Изобретение может быть использовано в лазерной технике, в микроэлектронике, системах очистки гелиевого теплоносителя высокотемпературных газовых реакторов, в ядерной и термоядерной технологии, а также в автомобильном транспорте. The inventive container for hydrogen and its isotopes and a cartridge for its equipment can significantly increase the rate of absorption and evolution of gas by reducing filtration resistance in the layer forming the hydride material. In addition, by means of the invention, a uniform distribution of the hydride-forming material layer over the volume of the working chamber is obtained, acceleration of heating of the hydride-forming layer; reliable thermal protection of the flange seal of the chamber and a high rate of absorption and evolution of gas due to the small thickness of the mass transfer zone are provided. In view of the foregoing, the container may find application in the purification, storage and supply of gases, mainly hydrogen and its isotopes, as well as helium, argon and others. The invention can be used in laser technology, in microelectronics, cleaning systems for helium coolant of high-temperature gas reactors, in nuclear and thermonuclear technology, as well as in automobile transport.

Источники информации
1. ТУ 95 2168-90 "Тритий на уране". Приложение 1 (справочное), с.12.Sources of information
1. TU 95 2168-90 "Tritium on uranium". Appendix 1 (informative), p.12.

2. Tritium, Report Kernforschungszentrum Karlsruhe, No.5055, July 1992. 2. Tritium, Report Kernforschungszentrum Karlsruhe, No. 5055, July 1992.

Claims

1. A gas container comprising a cylindrical body, a sealed U-shaped chamber, a gas sorbent placed in the chamber, a heater located in the central cavity of the housing, gas inlets and outlets connected to the chamber, and a system for protecting against the entry of gases into the environment, characterized the fact that the chamber is formed by the upper and lower flanges and three cylindrical concentrically placed shells, the outer shell connected by one end to the inner flange and the other to the end of the inner shell, removed at the opposite end, on the outer flange, a middle shell is fixed, which divides the chamber into two zones, cartridges with a sorbent for gases are placed on the outer surface of the middle shell.

2. The container according to claim 1, characterized in that the cartridges are placed in longitudinal grooves on the outer surface of the middle shell, in which perforation is performed.

3. The container according to claim 1, characterized in that the gas supply and exhaust pipes are in communication with different areas of the chamber.

4. The container according to claim 1, characterized in that the axial cavity for accommodating the heater is made in the housing from the side opposite the flange connection.

5. The container according to claim 1, characterized in that the heater is placed to provide thermal contact with the inner shell of the housing.

6. The container according to claim 1, characterized in that the elements of the chamber are made of a material with low permeability to gases, such as bronze.

7. The cartridge equipment cartridge according to claim 1 contains a gas-permeable cover with a pore size of 2 to 10 μm, a width of 4 to 12 mm and a thickness of 1 to 2 mm, a mixture of sorbent powder for gases and gas inert to gas is placed inside the cover and a sorbent of a powder of heat-conducting material with a volume fraction of powder of heat-conducting material from 0.3 to 0.5.

8. The cartridge according to claim 7, characterized in that the particle sizes of the powders of the sorbent and the heat-conducting material are from 50 to 140 microns.

9. The cartridge according to claim 7, characterized in that the cover is made of metal fiber structures or metal mesh and metal fiber structures.

10. The cartridge according to claim 7, characterized in that for the sorbent powder an intermetallic compound is used that forms a stable solid compound with gas at temperatures from 20 to 200 ° C and decomposes with the formation of gas at temperatures from 280 to 325 ° C, for example, a compound of the composition Zr _1-y Ti _y Co, where 0.1 <y <1, mainly from 0.2 to 0.3.

11. The cartridge according to claim 7, characterized in that for the sorbent powder an intermetallic compound is used that forms a stable solid compound with gas at temperatures from 20 to 200 ° C and decomposes with gas evolution at temperatures from 280 to 325 ° C, for example, a compound of the composition Zr _1-y Ti _y (Co + Ni), where 0.1 <y <1, in which nickel contains up to 50 at.%.

12. The cartridge according to claim 7, characterized in that for the sorbent powder an intermetallic compound Zr _0.9 Ti _0.1 Co _0.5 Ni _{0.5 is used} .

13. The cartridge according to claim 7, characterized in that copper is used for the heat-conducting material powder.