UA24847U

UA24847U - Device for liquid oxygen gasification

Info

Publication number: UA24847U
Application number: UAU200704795U
Authority: UA
Inventors: Anatolii Semenovych Zhuravliov
Original assignee: Univ Kharkiv State Medical
Priority date: 2007-04-28
Filing date: 2007-04-28
Publication date: 2007-07-10

Abstract

The device for liquid oxygen gasification has two bulbs of high pressure, one of which is connected to the liquid oxygen-line, and the valves placed on the input and output of every bulb.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Корисна модель відноситься до пристроїв для газифікації кріогенних рідин, переважно - рідкого кисню і 2 може бути використана в медичній техніці.The useful model refers to devices for gasification of cryogenic liquids, preferably liquid oxygen, and 2 can be used in medical technology.

Відома автономна кріогенна теплозахисна дихальна система, яка містить теплоізольовану кріогенну ємність, заповнену рідким азотом, у внутрішній порожнині якої розміщена еластична ємність, заповнена рідким киснем.An autonomous cryogenic heat-protective breathing system is known, which contains a heat-insulated cryogenic container filled with liquid nitrogen, in the inner cavity of which an elastic container filled with liquid oxygen is placed.

Еластична ємність через теплообмінник-газифікатор сполучена із споживачем газоподібного кисню (пат. СРСР 1808341, кл. Аб2В 17/00,1993 року). 70 Недоліком відомого пристрою є необхідність у зовнішньому газифікаторі кисню, що має значні масогабаритні характеристики, а також необхідність у другій кріогенній рідині (рідкому азоті), що ускладнює конструкцію пристрою.The elastic container is connected to the gaseous oxygen consumer through the heat exchanger-gasifier (USSR patent 1808341, class Ab2B dated 17/00, 1993). 70 The disadvantage of the known device is the need for an external oxygen gasifier, which has significant mass-size characteristics, as well as the need for a second cryogenic liquid (liquid nitrogen), which complicates the design of the device.

Відомі пристрої для підйому тиску кріогенних рідин за допомогою рідинних насосів (поршневих чи відцентрових). їх використовують досить часто, що можна пояснити великими можливостями та простотою. 12 Сучасним рідинним насосам притаманне широке коло функцій, з їх допомогою можна створювати тиск до 24МПа при точному регулюванні витрат. Для перекачування відносно невеликих кількостей рідин (рідкого кисню, азоту, аргону) при відносно великому тиску (до 24МПа) використовують пристрій, що містить підключений до магістралі рідкого кисню через зовнішній газифікатор і двохступеневий насос ємність (балон) для газоподібного киснюKnown devices for raising the pressure of cryogenic liquids using liquid pumps (piston or centrifugal). they are used quite often, which can be explained by their great capabilities and simplicity. 12 Modern liquid pumps have a wide range of functions, with their help you can create a pressure of up to 24 MPa with accurate flow control. To pump relatively small quantities of liquids (liquid oxygen, nitrogen, argon) at a relatively high pressure (up to 24 MPa), a device is used, which contains a container (cylinder) for gaseous oxygen connected to the liquid oxygen main through an external gasifier and a two-stage pump

ЇКислород. Справочник. Часть 1. - М., 1967. - С.323-325)|. Рідкий кисень надходить до газифікатора, де він завдяки припливу тепла високого потенціалу (водяної пари, гарячої води, димових газів чи нагрівання електричним струмом), перетворюється в газ. Газоподібний кисень за допомогою одно чи декілька ступеневого насоса перекачують до споживача чи балона стисненого газу, де він зберігається потрібний час.YOxygen. Directory. Part 1. - M., 1967. - P.323-325)|. Liquid oxygen enters the gasifier, where it turns into gas thanks to the influx of heat of high potential (water vapor, hot water, flue gases or heating by electric current). Gaseous oxygen is pumped by one or more stage pumps to a consumer or compressed gas cylinder, where it is stored for the required time.

Недоліками пристрою є те, що: для роботи насоса необхідні досить значні витрати електричної енергії, насос містить рухомі частини, що працюють, в тому числі і при кріогенних температурах, що може призводити до 22 зупинок у зв'язку з їхнім зношенням чи поломками. В умовах безперервно діючого виробництва це вимагає -о додаткових витрат на дублювання устаткування.The disadvantages of the device are that: for the operation of the pump, quite significant consumption of electrical energy is required, the pump contains moving parts that work, including at cryogenic temperatures, which can lead to 22 stops due to their wear or breakdown. In the conditions of continuously operating production, this requires additional costs for duplicating equipment.

Прототипом вибраний пристрій для газифікації кріогенної рідини, що містить два послідовно розміщених балони високого тиску, з'єднані через газифікатори з магістраллю рідкого кисню і між собою - нагнітальною лінією, і клапани та вентилі, розміщені на входах і виходах балонів |Г.К.Лаврюшенко, С.Г.Швец Термонасос для - 30 подачи жидких криопродуктов под давлением // Технические газь. - 2006. - Мо2. - С.21-28). При роботіпристрою «ЩЕ спочатку заповнюють рідким киснем перший балон з магістралі рідкого кисню, потім в ньому підвищують тиск до потрібної величини за рахунок випарювання частини рідини в газифікаторі, після чого кисень витісняють у со нагнітальну лінію. Потім перший балон відключають від магістралі і починають підвищувати тиск у другому «ф балоні, де одночасно відбувається газифікація кисню. Для здійснення наступного циклу в першому балоні 35 знижують тиск шляхом підключення до атмосфери чи газгольдера для заповнення балона без використання с додаткових пристроїв (самоплином). При роботі пристрою мають місце непродуктивні витрати кисню, пов'язані з викидами кисню в атмосферу чи газгольдер для створення низького тиску в першому балоні для створення необхідних умов роботи наступного циклу, а також заповненням періодично працюючих балонів і частими « змінами тиску в них. З 70 Основним недоліком пристрою-прототипу є непродуктивні витрати кисню. с В основу корисної моделі покладено задачу розширення арсеналу пристроїв для газифікації рідкого кисню.The prototype selected is a device for gasification of cryogenic liquid, which contains two consecutively placed high-pressure cylinders, connected through gasifiers with a liquid oxygen pipeline and between them - an injection line, and valves and valves located at the inlets and outlets of the cylinders |H.K. Lavryushenko , S.G. Shvets Thermopump for - 30 supply of liquid cryoproducts under pressure // Technical gas. - 2006. - Mo2. - P.21-28). When working with the device, first the first cylinder from the liquid oxygen line is filled with liquid oxygen, then the pressure in it is increased to the required value due to the evaporation of part of the liquid in the gasifier, after which the oxygen is displaced into the injection line. Then the first cylinder is disconnected from the main line and the pressure in the second cylinder begins to increase, where gasification of oxygen occurs at the same time. To carry out the next cycle, the pressure in the first cylinder 35 is reduced by connecting to the atmosphere or a gas holder to fill the cylinder without using additional devices (self-flow). During the operation of the device, non-productive oxygen consumption takes place, associated with the emission of oxygen into the atmosphere or the gas holder to create low pressure in the first cylinder to create the necessary operating conditions for the next cycle, as well as filling periodically working cylinders and frequent pressure changes in them. With 70 The main drawback of the prototype device is unproductive oxygen consumption. c The useful model is based on the task of expanding the arsenal of devices for gasification of liquid oxygen.

Із» Суть корисної моделі полягає в тому, що в пристрої для газифікації рідкого кисню, який містить два балона високого тиску з вентилями, встановленими на вході та виході кожного, один з балонів, виконаний у вигляді посудини Д'юара, підключений до магістралі рідкого кисню і розміщений у внутрішній порожнині другого балона, 45 при цьому у нижній частині посудини Д'юара розміщений регульований клапан. ді Запропонована корисна модель відрізняється від прототипу тим, що один з балонів виконаний у вигляді «» посудини Д'юара і розміщений у внутрішній порожнині другого балона, при цьому у нижній частині посудиниFrom" The essence of the useful model is that in a device for gasification of liquid oxygen, which contains two high-pressure cylinders with valves installed at the inlet and outlet of each, one of the cylinders, made in the form of a Dewar vessel, is connected to a line of liquid oxygen and placed in the inner cavity of the second cylinder, 45 while the adjustable valve is placed in the lower part of the Dewar vessel. The proposed useful model differs from the prototype in that one of the cylinders is made in the form of a Dewar vessel and is placed in the inner cavity of the second cylinder, while in the lower part of the vessel

Д'юара розміщений регульований клапан. бо Технічний результат, який може бути досягнутий при використанні запропонованої корисної моделі, полягає в ї» 20 зменшенні тиску в першому балоні за рахунок повного його спорожнення при переході кисню з першого до другого балона. Додатковий технічний результат полягає у спрощенні конструкції пристрою, що позитивно т позначується на вартості пристрою.Dewar placed adjustable valve. Because the technical result that can be achieved when using the proposed useful model consists in reducing the pressure in the first cylinder due to its complete emptying during the transition of oxygen from the first to the second cylinder. An additional technical result consists in simplifying the design of the device, which positively affects the cost of the device.

Між суттєвими ознаками запропонованої корисної моделі і технічним результатом, якого можна дося!гти при її використанні, існує такий причинно-наслідковий зв'язок. Розміщення у внутрішній порожнині балона високого тиску посудини Д'юара, що має незначну тепломісткість, створює умови для заповнення його рідким киснем від с магістралі практично без випаровування кисню, а сполучення першого і другого балонів при відкритому регульованому клапані здійснює вихід кисню з першого до другого балона самоплинно, що супроводжується значним збільшенням об'єму кисню і його газифікацією при повному спорожненні першого балона і різкому зниженні в ньому тиску. Таким чином створюються умови для заповнення посудини Д'юара вдруге під незначним 60 надлишковим тиском кисню, що існує в магістралі. Зовнішній (другий) балон заповнений газоподібним киснем при високому тиску (до 24МПа) і може бути використаний, наприклад для медичних цілей, або зберігатися подальший час для подальшого використання.There is such a causal relationship between the essential features of the proposed useful model and the technical result that can be achieved when using it. Placing in the internal cavity of the high-pressure cylinder a Dewar vessel, which has a negligible heat capacity, creates conditions for filling it with liquid oxygen from the main line with almost no oxygen evaporation, and the connection of the first and second cylinders with an open adjustable valve ensures the output of oxygen from the first to the second cylinder self-flowing, which is accompanied by a significant increase in the volume of oxygen and its gasification upon complete emptying of the first cylinder and a sharp decrease in its pressure. In this way, conditions are created for filling the Dewar vessel a second time under a slight 60 excess pressure of oxygen existing in the main line. The outer (second) cylinder is filled with gaseous oxygen at high pressure (up to 24 MPa) and can be used, for example, for medical purposes, or stored for a later time for further use.

На кресленнях зображена принципова схема запропонованого пристрою, на Фіг.1- при закритому регульованому вентилі, на Фіг.2- при відкритому регульованому вентилі. бо Пристрій містить балон високого тиску 1, у внутрішній порожнині якого розміщена посудина Д'юара 2.The drawings show the schematic diagram of the proposed device, in Fig. 1 - when the adjustable valve is closed, in Fig. 2 - when the adjustable valve is open. because the device contains a high-pressure cylinder 1, in the inner cavity of which a Dewar vessel 2 is placed.

Горловина посудини Д'юара 2 трубопроводом З через зворотну пружину 4 з'єднана з магістраллю рідкого кисню (на кресленні не показано) і трубопроводом 5 через зворотну пружину 6- з атмосферою.The neck of the Dewar vessel 2 is connected to the liquid oxygen line (not shown in the drawing) through the pipeline C through the return spring 4 and to the atmosphere through the pipeline 5 through the return spring 6.

У нижній частит посудини Д'юара 2 розміщений регульований клапан 7, з'єднаний із штоком 8, який проходитьIn the lower part of the Dewar vessel 2, there is an adjustable valve 7, connected to a rod 8, which passes

Через посудину Д'юара 2 і балон І. Тиск у балоні 1 контролюють манометром 9. В трубопроводах 4 та 5 встановлені вентилі 10 та 11 відповідно. Балон 1 за допомогою трубопроводу 12 через вентиль 13 зв'язаний із споживачем ( на кресленні не показаний). Регулювання стану клапана 7 здійснюється за допомогою фіксатора 14, зв'язаного із штоком 8.Through Dewar vessel 2 and cylinder I. The pressure in cylinder 1 is controlled by manometer 9. Valves 10 and 11 are installed in pipelines 4 and 5, respectively. Cylinder 1 is connected to the consumer by means of pipeline 12 through valve 13 (not shown in the drawing). The state of the valve 7 is adjusted using the latch 14 connected to the rod 8.

Робота пристрою здійснюється таким чином. При закритому клапані 8 (Фіг.1) і відкритих вентилях 10 і 11 70 рідкий кисень від магістралі надходить до внутрішньої порожнини посудини Д'юара 2. Оскільки порожнина посудини Д'юара знаходиться під низьким тиском, заповнення її відбувається самоплинно з малими втратами продукту, що зумовлено малою тепломісткістю посудини Д'юара. Після заповнення посудини Д'юара вентилі 10 і 11 закривають, а регульований клапан 8 відкривають (Фіг.2). При контакті рідкого кисню, температура якого становить близько 9ОК із стінками балона 1, які мають температуру близько ЗООК, кисень газифікується і /5 заповнює балон 1. Об'єм кисню при цьому збільшується приблизно в 650 разів. За рахунок надходження тепла з навколишнього середовища газоподібний кисень нагрівається і тиск в балоні зростає, що контролюється манометром 9. Вихід газоподібного кисню з балону 1 здійснюється через трубопровід 12 при відкритому вентилі 13. На протязі виходу кисню в балон 1 і його газифікації вентиль 8 перебуває у відкритому стані, його стан зафіксований фіксатором 14.The device works as follows. With valve 8 (Fig. 1) closed and valves 10 and 11 70 open, liquid oxygen from the pipeline enters the inner cavity of the Dewar vessel 2. Since the cavity of the Dewar vessel is under low pressure, it is filled spontaneously with small product losses. which is due to the low heat capacity of the Dewar vessel. After filling the Dewar vessel, valves 10 and 11 are closed, and adjustable valve 8 is opened (Fig. 2). Upon contact of liquid oxygen, the temperature of which is about 9OK with the walls of cylinder 1, which have a temperature of about ZOOK, oxygen is gasified and /5 fills cylinder 1. The volume of oxygen increases approximately 650 times. Due to heat input from the environment, gaseous oxygen heats up and the pressure in the cylinder increases, which is controlled by the manometer 9. The output of gaseous oxygen from cylinder 1 is carried out through pipeline 12 with valve 13 open. During the release of oxygen into cylinder 1 and its gasification, valve 8 is in in the open state, its state is fixed by the latch 14.

Claims

Formulation of the invention Device for gasification of liquid oxygen containing two high-pressure cylinders, one of which is connected to the liquid oxygen line, and valves installed at the inlet and outlet of each cylinder, which is characterized by the fact that the above-mentioned cylinder is made in the form of a Dewar vessel and placed in the inner cavity of the second cylinder, - at the same time, an adjustable valve is placed in the lower part of the Dewar vessel. in " (ee) " p

- and? ime) sh» (ee) sh» that 60 b5