| початок розділу
Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві |
хитрощі майстру
електроніка фізика технології винаходи |
таємниці космосу
таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу |
  |
| Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання) | |||
Навігація: => |
На головну / Каталог патентів / В розділ каталогу / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2105235
ПОСУДИНУ ДЛЯ ЗБЕРІГАННЯ кріогенних рідин
Ім'я винахідника: Федотов В.К.
Ім'я патентовласника: Ракетно-космічна корпорація "Енергія" ім.С.П.Корольова
Адреса для листування:
Дата початку дії патенту: 1996.12.06
Використання: винахід відноситься до області кріогенної техніки і призначене для зберігання кріогенних рідин в посудині з відкритим дренажем в умовах зниженої гравітації. Суть винаходу: посудину для зберігання кріогенної рідини містить теплоизолированную внутрішню оболонку, закріплену на опорах в вакуумноплотной зовнішній оболонці і трубопроводи заправки і дренажу. У порожнині внутрішньої оболонки судини на забірному кінці дренажного трубопроводу встановлений перфорований наконечник, виконаний з несмачіваемих кріогенної рідиною матеріалу і розташований в зоні кріплення однієї з опор, при цьому сумарна площа перфорації згаданого наконечника не менше площі прохідного перетину дренажного трубопроводу, на місці виходу дренажного трубопроводу з порожнини внутрішньої оболонки і на його ділянці між внутрішньою і зовнішньою оболонками встановлені циліндричні проставки, виконані з несмачіваемих кріогенної рідиною матеріалу, діаметр яких перевищує діаметр згаданого дренажного трубопроводу. Пропоноване технічне рішення, у порівнянні з відомими технічними рішеннями, дозволяє виключити втрати кріогенної рідини за рахунок витікання її з посудини під дією сил поверхневого натягу при зберіганні кріогенної рідини в посудині з відкритим дренажем в умовах зниженої гравітації.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до області кріогенної техніки і призначене для зберігання кріогенних рідин в умовах зниженої гравітації.
Відомий, прийнятий за аналог, посудину для зберігання кріогенної рідини (див. Довідник по фізико-технічних основах кріогеникі. / Под ред. М.П.Малкова, М .: Енергія, 1973, с. 339). Посудина містить теплоизолированную внутрішню оболонку, закріплену в вакуумноплотной зовнішній оболонці на горловині, через яку здійснюється заправлення і дренаж кріогенної рідини в процесі її зберігання.
Відомий і посудину для зберігання кріогенної рідини, обраної як прототип (див. Каганер М.Г. Теплова ізоляція в техніці низьких температур, М.: Машинобудування, 1966, с. 260, ріс.117). Посудина містить теплоизолированную внутрішню оболонку, закріплену на опорах в вакуумноплотной зовнішній оболонці і дренажно-заправний трубопровід.
Недоліком аналога і прототипу є те, що вони не виключають втрат кріогенної рідини за рахунок її з посудини під дією сил поверхневого натягу при зберіганні кріогенної рідини в посудині з відкритим дренажем в умовах зниженої гравітації. В результаті час зберігання кріогенної рідини в посудині, яке в земних умовах залежить тільки від теплопритоков до інформації, що зберігається рідини з навколишнього середовища через теплоізоляцію і теплові мости істотно скоротитися.
Завданням цього винаходу є створення судини для зберігання кріогенної рідини, конструкція якого дозволяє виключити втрати кріогенної рідини за рахунок її витікання з посудини під дією сил поверхневого натягу при зберіганні кріогенної рідини в посудині з відкритим дренажем в умовах зниженої гравітації.
Суть винаходу полягає в тому, що в посудину для зберігання кріогенної рідини, що містить теплоизолированную внутрішню оболонку, закріплену на опорах в вакуумноплотной зовнішній оболонці і трубопроводи заправки і дренажу, в порожнині внутрішньої оболонки на забірному кінці дренажного трубопроводу встановлений перфорований наконечник, виконаний з несмачіваемих кріогенної рідиною матеріалу і розташований в зоні кріплення однієї з опор, при цьому сумарна площа перфорації згаданого наконечника не менше площі прохідного перетину дренажного трубопроводу, а в місці виходу дренажного трубопроводу з порожнини внутрішньої оболонки і на його ділянці між внутрішньою і зовнішньою оболонками встановлені проставки, виконані з несмачіваемих кріогенної рідиною матеріалу, діаметр яких перевищує діаметр згаданого дренажного трубопроводу.
Технічний результат полягає в тому, що в порівнянні з відомими на сьогоднішній день технічними рішеннями новостворена конструкція виключає витікання кріогенної рідини з посудини під дією сил поверхневого натягу при зберіганні кріогенної рідини в посудині з відкритим дренажем в умовах зниженої гравітації.
Це досягається тим, що, по-перше, у пропонованій конструкції в порожнині внутрішньої оболонки на забірному кінці дренажного трубопроводу встановлений перфорований наконечник, виконаний з несмачіваемих кріогенної рідиною матеріалу, який розташований в зоні найбільшого локального теплопритоку до кріогенної рідини - в зоні кріплення до внутрішньої оболонці термомоста, тому що в цій зоні при хаотичному розташуванні рідкої і парової фаз в умовах невагомості з найбільшою ймовірністю буде перебувати парова фаза. Якщо в цю зону все ж потрапить рідка фаза, то при зіткненні її з перфорованим наконечником з несмачіваемих кріогенної рідиною матеріалу вона не буде розтікатися по його поверхні, а буде стикатися з нею тільки в окремих точках і в перфоровані отвори наконечника буде відбиратися пар. По-друге, для більшої гарантії виключення витікання кріогенної рідини під дією сил поверхневого натягу, в місці виходу дренажного трубопроводу з порожнини внутрішньої оболонки і на його ділянці між внутрішньою і зовнішньою оболонками встановлені циліндричні проставки, виконані з несмачіваемих кріогенної рідиною матеріалу, діаметр яких перевищує діаметр дренажного трубопроводу, на якому вони встановлені. Це зроблено для того, що якщо якась частка рідини пройде через перфоровану наконечник, то потрапляючи в таку проставлення сила поверхневого натягу, за рахунок якої рідина пересувається по стінці трубопроводу, буде зменшена в стільки разів, у скільки діаметр проставки більше діаметра трубопроводу і, крім того, рідина не зможе переміщатися по поверхні приставки, т. к. вона виконана з несмачіваемих кріогенної рідиною матеріалу.
Суть винаходу пояснюється кресленням.
 |
Посудина для зберігання кріогенної рідини складається з наступних основних вузлів і деталей: внутрішній оболонці 1, покритої теплоізоляцією 2 і закріпленої в зовнішній оболонці 3 за допомогою опор 4; трубопроводу дренажу 5, в місці виходу якого з внутрішньої оболонці 1 і на його ділянці між внутрішньою і зовнішньою оболонками встановлені проставки 6, виконані з несмачіваемих кріогенної рідиною матеріалу, наприклад зі склопластику, а на забірному кінці дренажного трубопроводу 5, який розташований у внутрішній оболонці 1 , встановлений перфорований наконечник 7, виконаний з несмачіваемих кріогенної рідини матеріалу, наприклад зі склопластику; на дренажному трубопроводі 5 після виходу його з зовнішньої оболонки 1 встановлений запірний клапан 8 і перед запірним клапаном 8 до дренажного трубопроводу 5 пристикований трубопровід 9 з обмежувальної шайбою 10; до складу судини входить заправний трубопровід 11 з запірним клапаном 12. |
Пристрій працює наступним чином
На Землі проводиться заправка судини кріогенної рідиною через трубопровід 11 дренаж парів при заправці проводиться через трубопровід 5. Запірні клапани 8, 12 в процесі заправки відкриті. Після закінчення заправки послідовно закриваються клапани 12, 8 і дренаж парів після цього здійснюється тільки через трубопровід 9 з обмежувальної шайбою 10. Після виведення посудини в складі вироби в космічний простір дренаж парів і здійснюється по трубопроводу 9 з обмежувальної шайбою 10, яка призначена для підтримки тиску в посудині на прийнятому рівні при дренажі парів в космічний простір. При роботі судини в умовах зниженої гравітації розташування рідкої і парової фаз в посудині довільне. Якщо матеріал внутрішньої оболонки змочується кріогенної рідиною, то частина рідкої фази буде розташовуватися по поверхні внутрішньої оболонки. Зазвичай оболонки судин виконуються з металу, а метали змочуються усіма кріогенними рідинами. Однак в зоні кріплення опори має місце локальний підведення тепла. Щільність теплового потоку там більше, ніж в інших місцях оболонки, тому температура оболонки тут буде вище. Коефіцієнт поверхневого натягу кріогенних рідин зі зростанням температури істотно зменшується, тому в цій зоні ймовірність розташування рідини на стінці оболонки мала. Якщо в зоні розташування наконечника 7 виявиться рідина, то за рахунок того, що матеріал наконечника не змочується кріогенної рідиною, вона не буде розтікатися по поверхні наконечника, а буде стикатися з нею в окремих точках і в отвори наконечника буде відбиратися парова фаза, витрата якої визначається тільки теплоприпливи до інформації, що зберігається кріогенної рідини через теплоізоляцію і теплові мости і який заздалегідь відомий. У разі проникнення якоїсь частки рідини фази в отвори наконечника переміщення її по стінках дренажного трубопроводу 5 до обмежувальної шайби 10 виключається, тому що на дренажному трубопроводі 5 встановлені проставки з несмачіваемих кріогенної рідиною матеріалу з діаметром, що перевищує діаметр трубопроводу, що призводить до зменшення сили поверхневого натягу. При подальшому переміщенні потрапила в дренажний трубопровід невелика частка рідини випаруватися до моменту надходження її до обмежувальної шайбі. У відомих пристроях при попаданні рідкої фази до забірному кінця дренажного трубопроводу вона буде переміщатися за рахунок сил поверхневого натягу, роль яких в умовах невагомості істотна т. К. Протидіють їм на Землі гравітаційні сили відсутні і рідина буде викидатися через дренажний трубопровід в навколишнє середовище. Режим викиду рідини триватиме до тих пір, поки у забірного отвору дренажного трубопроводу знаходиться рідка фаза, при цьому витрата рідини з посудини визначається не теплоприпливи, а дією сил поверхневого натягу.
Таким чином, у порівнянні з відомими технічними рішеннями, пропонований пристрій дозволяє виключити втрати кріогенної рідини за рахунок її витікання з посудини під дією сил поверхневого натягу при зберіганні кріогенної рідини в посудині з відкритим дренажем в умовах зниженої гравітації.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
Посудина для зберігання кріогенної рідини, що містить теплоизолированную внутрішню оболонку, закріплену на опорах в вакуумно-щільною зовнішньої оболонці, і трубопроводи заправки і дренажу, який відрізняється тим, що в порожнині внутрішньої оболонки на забірному кінці дренажного трубопроводу встановлений перфорований наконечник, виконаний з несмачіваемих кріогенної рідиною матеріалу і розташований в зоні кріплення однієї з опор, при цьому сумарна площа перфорації згаданого наконечника не менше площі прохідного перетину дренажного трубопроводу, а в місці виходу дренажного трубопроводу з порожнини внутрішньої оболонки і на його ділянці між внутрішньою і зовнішньою оболонками встановлені циліндричні проставки, виконані з несмачіваемих кріогенної рідиною матеріалу, діаметр яких перевищує діаметр згаданого дренажного трубопроводу.
Версія для друку
Дата публікації 28.02.2007гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.