SU1758331A1

SU1758331A1 - Cryogenic liquid delivery device

Info

Publication number: SU1758331A1
Application number: SU904855528A
Authority: SU
Inventors: Виталий Иванович Жульков; Евгений Моисеевич Левин; Сергей Борисович Лойко
Original assignee: Научно-производственное объединение "Наука"
Priority date: 1990-07-30
Filing date: 1990-07-30
Publication date: 1992-08-30

Abstract

Использование: в криогенной технике, самолетных системах жизнеобеспечени и в криогенных системах, медицинских приборах и установках дл повышени экономичности и эксплуатационной надежности криогенной системы. Сущность изобретени : предохранительный клапан размещен на той же общей оси непосредственно за обратным и служит одновременно отсечным клапаном, а атмосферный участок магистрали дренажа расположен за предохранительным клапаном 1 ил.Use: in cryogenic technology, aircraft life support systems and in cryogenic systems, medical devices and installations to improve the efficiency and operational reliability of the cryogenic system. SUMMARY OF THE INVENTION: The safety valve is located on the same common axis directly behind the check valve and serves simultaneously as a shut-off valve, and the atmospheric section of the drainage line is located behind the safety valve 1 sludge.

Description

Изобретение предназначено дл приема , хранени и подачи хриоагента потре-- бителю и может быть использовано в криогенной технике, системах жизнеобеспечени летательных аппаратов, а также в криогенных устройствах медицинской техники .The invention is intended for the reception, storage and supply of chryoagent to the consumer and can be used in cryogenic equipment, life support systems of aircraft, as well as in cryogenic devices of medical equipment.

Известны устройства, включающие теплоизолированный сосуд, магистраль заправки с обратным клапаном, дренажную магистраль с краном (вентилем), контур подъема рабочего давлени в сосуде с теплообменником (испарителем) и ограничителем давлени , а также запорным электромагнитным клапаном, предохранительный клапан и расходную магистраль с запорным вентилем (краном).Devices are known that include a thermally insulated vessel, a filling line with a check valve, a drainage line with a tap (valve), a circuit for raising the operating pressure in a vessel with a heat exchanger (evaporator) and a pressure limiter, a shut-off solenoid valve, a safety valve and a supply line with a shut-off valve (tap).

Работа устройства начинаетс с заправки теплоизолированного сосуда жидким криоагентом путем подстыковки к устройству заправочного шланга, соедин ющего его с источником криозгента. Открываетс кран (вентиль) на дренажной магистрали и жидкий криоагент под напором, обеспечивающим открытие обратного клапана, направл етс в сосуд. При этом вентиль (кран) на расходной магистрали должен быть закрыт . При заправке сосуда образующийс пар криоагента при контакте с материалом, имеющим температуру выше температуры жидкого криоагента, отводитс через кран (вентиль) в атмосферу. Заправка заканчиваетс по сигналу запасомерй либо по по влению устойчивой струи жидкого криоагента на выходе дренажной магистрали. По окончании запрааки кран (вентиль) на дренажной магистрали закрываетс . Далее криоагент самотеком стекает в расходную магистраль, попадает в теплообменник, испар етс и в виде пара возвращаетс в верхнюю часть сосуда. Этот процесс длитс до тех пор, пока давление паров не достигнет рабочего значени , которое определ етс ограничителем давлени . Далее открываетс на расходной магистрали вентиль (кран) и потребителю поступает газообразный криоагент. Если исключить теплообменник или уменьшить испаритель, то потребитель получит жидкий криоагент. Предохранительный клапан обеспечиваетThe operation of the device begins with the filling of the heat-insulated vessel with a liquid cryoagent by connecting it to the device of the charging hose connecting it to the source of the cryogenic agent. The valve (valve) on the drainage line is opened and the liquid cryoagent under pressure, ensuring the opening of the check valve, is directed to the vessel. In this case, the valve (tap) on the supply line must be closed. When refilling the vessel, the vapor-generated cryoagent, in contact with the material having a temperature above the temperature of the liquid cryoagent, is vented through a valve (valve) to the atmosphere. Refueling is completed by a signal from the reserve or by the appearance of a stable jet of liquid cryogen at the outlet of the drainage line. At the end of the repair, the valve (valve) on the drainage line closes. Then the cryoagent flows by gravity into the supply line, enters the heat exchanger, evaporates and returns as vapor to the upper part of the vessel. This process lasts until the vapor pressure reaches the operating value, which is determined by the pressure limiter. Then the valve (tap) opens on the supply line and the gaseous cryoagent enters the consumer. If we exclude the heat exchanger or reduce the evaporator, then the consumer will receive a liquid cryoagent. Safety valve provides

(Л(L

елate

00 СО СА00 CO CA

шввЈseam

безопасное давление в теплоизолированном сосуде.safe pressure in a heat-insulated vessel.

Недостатками известных устройств вл ютс наличие большого количества агрегатов в системе, (9 шт.), много типов агрегатов в системе (8 шт.) Большое количество агрегатов приводит к завышенной массе криогенной системы.The disadvantages of the known devices are the presence of a large number of units in the system, (9 pcs.), Many types of units in the system (8 pcs.) A large number of units leads to an overestimated mass of the cryogenic system.

Наиболее близким к предлагаемому вл етс устройство, включающее теплоизо- лированный сосуд, комбинированный (заправочный) клапан, ограничитель давле- ни , перепускной клапан, предохранительный и обратный клапаны и магистрали, заправочную, дренажную и расходную. От- личием этой системы вл етс применение кдмбинированного (заправочного) клапана, который включает обратный, отсечной и предохранительный клапаны. При заправке системы с помощью заправочного приспо- соблеии в один прием отжимаетс обратный и отсечной клапаны, обеспечива соединение внутренней полости сосуда с источником и с атмосферой. По окончании заправки при отстыковке заправочного приспособлени оба клапана автоматически отсекут заправочную и дренажную магистрали , исключив св зь внутренней полости сосуда с атмосферой, что значительно упрощает эксплуатацию системы и повышает ее надежность.The closest to the present invention is a device that includes a thermally insulated vessel, a combined (charging) valve, a pressure limiter, a relief valve, safety and non-return valves and lines, a filling, drainage and supply valve. The difference with this system is the use of a combined (filling) valve, which includes check, shut-off and safety valves. When filling the system with a filling device, the check valve and the shut-off valves are pressed out at one time, ensuring the connection of the internal cavity of the vessel with the source and the atmosphere. At the end of the refueling, when disconnecting the filling device, both valves will automatically cut off the filling and drainage lines, eliminating the connection between the internal cavity of the vessel and the atmosphere, which greatly simplifies the operation of the system and increases its reliability.

Однако известное устройство имеет большое количество агрегатов, а значит, и массу системы Применение комбинированных агрегатов, выполн ющих несколько функций, позвол ет снизить вес системы в целом. Так, в криогенных системах, например , испол ьзуемых в системах жизнеобеспечени на летательных аппаратах, уменьшение веса системы даже на 0,2-0,3 кг позвол ет снизить относительный вес системы на 3-4%.However, the known device has a large number of units, and hence the weight of the system. The use of combined units that perform several functions reduces the weight of the whole system. Thus, in cryogenic systems, for example, those used in life support systems on aircraft, reducing the weight of the system by even 0.2-0.3 kg reduces the relative weight of the system by 3-4%.

Целью изобретени вл етс повышение экономичности и эксплуатационной надежности . The aim of the invention is to improve the economy and operational reliability.

Это достигаетс тем, что предохранительный клапан установлен за обратным и имеет с ним общую ось. В период заправки криогенной системы жидким криоагеитом этот клапан выполн ет функции обратного, а в период хранени и подачи криоагента он выполн ет функции предохранительного клапана, обеспечива безопасное давление газа в сосуде. Участок подключени к атмосфере расположен после предохранительно- го клапана.This is achieved by the fact that the safety valve is installed behind the return valve and has a common axis with it. During the period when the cryogenic system is filled with liquid cryoagitis, this valve performs the functions of a reverse, and during the storage and supply of the cryoagent it performs the functions of a safety valve, ensuring safe gas pressure in the vessel. The connection area to the atmosphere is located after the safety valve.

Объединение трех агрегатов в одном корпусе и совмещение функций обратного клапана на линии дренажа с функци ми предохранительного клапана позвол ет, вопервых , уменьшить количество а регатов в устройстве на один, во-вторых, уменьшить габариты и массу заправочного клапана (клапанной системы) не менее чем на 3-4%.Combining the three units in one case and combining the functions of the check valve on the drain line with the functions of the safety valve allows, first, to reduce the number of regatta in the device by one, and second, to reduce the size and weight of the filling valve (valve system) no less than by 3-4%.

Расположение этих агрегатов на одной общей оси и размещение атмосферного участка за дренажной магистралью позвол ет конструкцию заправочного клапана (клапанной системы) выполн ть более технологичной, Технологичность будет определ тьс еще и тем, что полости, имеющие одинаковое давление газа, расположены р дом . Этот факт позвол ет значительно упростить узлы уплотнени полостей и снизить к ним требовани по герметичности.The arrangement of these units on one common axis and the placement of the atmospheric section beyond the drainage line allows the design of the filling valve (valve system) to be more technological. The manufacturability will be determined by the fact that the cavities having the same gas pressure are located adjacent to each other. This fact makes it possible to significantly simplify the cavity sealing assemblies and reduce the tightness requirements for them.

На чертеже представлена схема устройства , обеспечивающего прием жидкого криоагента, хранение и подачу его потребителю .The drawing shows a diagram of the device that ensures the reception of a liquid cryoagent, storage and delivery of it to the consumer.

Устройство включает теплоизолированный сосуд 1, клапан заправки 2, расходный клапан 3, сигнализатор давлени 4 магистрали заправки, дренажа и расхода 5 - 7 и электронагреватель с теплоизолированной вставкой 8.The device includes a heat-insulated vessel 1, a refueling valve 2, a supply valve 3, a pressure alarm 4 of the filling, drainage and flow pipe 5-7, and an electric heater with a heat-insulated insert 8.

Работает устройство следующим образом .The device works as follows.

К заправочному клапану подстыковываетс заправочное устройство, позвол ющее одновременно открыть обратный клапан А на заправочной магистрали и предохранительный клапан Г на дренажной магистрали. Жидкий криоагентиз источника поступаете заправочную магистраль и далее во внутреннюю полость сосуда. В первый момент жидкий криоагент испар етс , а пары его вывод тс через дренажную магистраль 6 и атмосферный участок 9 в атмосферу. По мере охлаждени магистрали и сосуда жидкость будет накапливатьс и при достижении заданного уровн в сосуде заправка автоматически будет закончена. Запровоч- ное приспособление отстыковываетс от заправочного клапана и внутренн полость сосуда будет автоматически отсечена от источника и атмосферы. Далее подаетс электропитание на электронагреватель, который находитс в теплоизолированной вставке. Эта вставка позвол ет испарить в малом объеме малое количество жидкого криоагента, исключив возможность передачи тепла к остальной большей части жидкого криоагента в сосуде. Образовавшиес пары заполн ют пространство над зеркалом жидкости и создают максимальное рабочее давление, при котором сигнализатор давлени разорвет цепь электропитани , выключив электронагреватель , и испарение жидкого криоагентаA filling device is docked to the filling valve, allowing simultaneous opening of the check valve A on the filling line and the safety valve G on the drainage line. Liquid cryogenesis source enters the filling line and then into the internal cavity of the vessel. At the first moment, the liquid cryoagent evaporates, and its vapor is discharged through the drainage line 6 and the atmospheric section 9 to the atmosphere. As the line and vessel cool down, the liquid will accumulate and, when it reaches a predetermined level in the vessel, refueling will automatically be completed. The release device is disconnected from the filling valve and the internal cavity of the vessel will be automatically cut off from the source and the atmosphere. Next, power is supplied to the electric heater, which is located in the heat-insulated insert. This insert allows you to evaporate a small amount of a liquid cryogenic agent in a small volume, eliminating the possibility of heat transfer to the rest of the greater part of the liquid cryogenic agent in the vessel. The resulting vapors fill the space above the liquid mirror and create a maximum working pressure at which the pressure detector breaks the power supply circuit by turning off the electric heater and evaporating the liquid cryoagent.

прекратитс . При снижении давлени газа до минимального рабочего давлени сигнализатор давлени замкнет цепь электропитани электронагревател и давление газа в сосуде достигнет максимального рабочего значени . Безопасные услови работы устройства на случай повышени давлени выше допустимого (например, не выключилс электронагреватель) обеспечиваютс предохранительным клапаном Г, который в режиме заправки выполн ет функции обратного клапана. При выдаче криоагента потребителю подаетс команда на открытие расходного клапана 3. Дл перевода жидкого криоагента в газообразное состо ние необходимо за расходным клапаном установить испаритель, размеры которого завис т от расхода криоагента.will stop. By reducing the gas pressure to the minimum operating pressure, the pressure detector will close the electrical supply circuit of the electric heater and the gas pressure in the vessel will reach its maximum operating value. Safe operating conditions of the device in the event of an increase in pressure above the permissible value (for example, the electric heater is not turned off) are provided by a safety valve G, which in the filling mode acts as a check valve. When the cryoagent is dispensed, the consumer is instructed to open the flow valve 3. To convert the liquid cryoagent into a gaseous state, it is necessary to install an evaporator behind the supply valve, the dimensions of which depend on the cryoagent consumption.

00

Количество агрегатов в предлагаемом устройстве снижено до 5, а значит, уменьшено количество возможных отказов системы .The number of units in the proposed device is reduced to 5, which means that the number of possible system failures is reduced.

Claims

Apparatus of the Invention A device for dispensing a cryogenic liquid, comprising a heat-insulated vessel with filling, flow and drainage pipes, the latter of which has a safety and non-return valve assembly placed in a housing and connected to an atmosphere that is more economical and maintainable, the safety valve is installed behind the backflow valve and has a common axis with it, while the connection area to the atmosphere is located after the safety valve.

to consumer