Вакуумно-многослойная изоляция криогенных систем

соседичающая имеют 20 я тем, - 30% 2. Из то селе кранов.(71) Омский политехнический институт(54) (57) 1. ВАКУУМНО-МНОГОСЛОЙНАЯ ИЗОЛЯЦИЯ КРИОГЕННЫХ СИСТЕМ, содержащая ряд отражающих экранов, расположенных на резервуаре с криогенной жидкостью с определенным интервалом между собой, отличающаяся тем,что, с целью уменьшения теплового потокачерез изоляцию, часть экранов, близлежащих к резервуару, имеет селективное покрытие, обладающее скачком спектральной степени черноты до больших значенийв области больших длин волн и установ 22863 А ны с интервалом Р 1 определяемым завмостью1,4 З 10 Та остальные экраны установлены на расстоянии Р и К друг от друга, определяемом зависимостями гз = ---- м: если 1,21 10 Трабочая температура экраперепад температур междуними экранами;средняя температура двухних экранов.яция по п. 1, отливное покрытиеИзобретение относится к криогенной технике, конкретнее к устройствам теплоизоляции криогенного оборудования, работающего при гелиевых температурах и ниже.Известны устройства теплозащиты крио. генного оборудования, использующие вакуумно-многослойную изоляцию в виде множества отражающих тепловое излучение экранов с низкой излучательной способностью, расположенных на определенном расстоянии друг от друга. Экраны расположены в вакуумированной полости с равномерным шагом и отделены друг от друга теплоизоляционными прокладками, толщина которых и определяет расстояние между ними. Перенос тепла через такую систему осугцествляется в основном излучением 111. При уменьшении расстояния между экранами до определенного предела тепловой поток может существенно увеличиться, особенно при гелиевых температурах.Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является вакуумномногослойная изоляция 12, содержащая ряд отражающих излучение экранов, расположенных с определенным равномерным шагом. Расстояние между противолежащими экранами определяется из зависимости0,1с 1;.=- -;где Т - средняя рабочая температура, К.Тепловой поток в известной изоляции при использовании для теплоизоляции криогенного оборудования при гелиевых температурах увеличивается, за счет того, что часть экранов попадают в область, где тепловой поток зависит от расстояния между экранами. Если температура первого экрана 77 К, а последнего 4 К, то соответственно средняя рабочая температура равнат . - - ,-4- - =- 40,5 К,тогда согласно (1) расстояние между экранами должно быть д;= 2,471 О м. Тепловой поток при таком расстоянии меж ду экранами увеличивается в 1,94 раза. При увеличении средней рабочей температуры вакуумно-многослойной изоляции тепловой поток еще больше увеличивается, что ведет к увеличению объема испарившегося криогенного компонента.Целью изобретения является уменьшение теплового потока через вакуумно-многослойную изоляцию.Эта цель достигается тем, что в вакуум- но-многослойной изоляции криогенных систем, содержащей ряд отражающих экранов, расположенных на резервуаре с крио генной жидкостью с определенным интервалом между собой, часть экранов, близлежащих к резервуару, имеет селективное покрытие, обладающее скачком спектральной степени черноты до больших значений 5в области оольших длин волн, и установленны с интервалом 1, определяемым зависи- мостью 145 .,О----- м3 7 1 О а остальные экраны установлены на расстоянии К и Кз друг от друга,определяемом зависимостями-- м если -- к 1129 10, ЛТ ТТ-з1.21 1 Оз где 1 - рабочая температура экрача;лТ - перепад температур между соседними экранами;Т - средняя температура двух соседних экранов.Кроме того, селективное покрытие имеют 20 - ЗОО/о экранов,На чертеже изображено устройство вакуумно-многослойной изоляции.Устройство содержит защищаемый объект 1, экраны с селективным покрытием 2,ЗО расставленные с шагом 1, металлическиеэкраны 3, расставленные с шагом 2 и сшагом Ь.Устройство работает следующим образомДля уменьшения тепловогс потока кзащищаемому криогенному резервуару экраны должны устанавливаться на строгоопределенном расстоянии друг ст друга.Для чисто металлических экранов безпокрытия данное расстояние определяетсяисходя из реального распределения темпе 4 О ратур по экранам, При этом 70 - 80% экранов должны находиться на расстоянииа у 20 - 30/о расстояние между противолежа:цими экранами РзПри таком расположении экранов тепловой поток между двумя соседними экранами минимальный, так как данные расстояния определяются из условия минимума эффективной степени черноты экрана отрасстояния между ними в зависимости отперепада температур.Дополнительное уменьшение тепловогопотока между соседними экранами достигается за счет покрытия 20 - 30% экрановс большим перепадом температур междусоседними экранами селективным покрытием, например окисью алюминия, имею 55,цим характеристику спектральной степеничерноты экрана в сторону больших расстояний по сравнению с чисто металлическимии требует расстановки экранов 2 с шагом 1,.1122863 Составитель И. Петоян Редактор И.Шулла Техред И. Верес Корректор И.Муска Заказ 7819/31 Тираж 912 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4Селективные покрытия увеличивают глубину минимума и смещают его в сторону больших расстояний между экранами.Следовательно, целесообразнее покрывать селективным покрытием экраны, уже обеспечивающие глубокий минимум, с целью получения еще более глубокого минимума. Такими экранами являются экраны, близлежащие к криогенной поверхности и имеющие большой перепад температуры д - 1. Большой перепад температуры имеют 20 - 30% всех экранов, близлежащих к криогенной поверхности, для них величинасоответственно равна 0,6 - 0,1, в то же время для остальных экранов она менее 0,05. Таким образом, верхний предел количества экранов 30% определяется тем, что покрытие экранов более 30% селективным покрытием не приводит к уменьшению теплового потока через изоляцию. Нижний предел количества экранов 20% определяется тем, что если покрывать селективным покрытием количество экранов меньше 20%, то это приведет к увеличению теплового потока, поскольку снижается количество экранов, обеспечивающих глубокий минимум теплового потока. Использование изобретения позволит повысить эффективность теплозащиты криогенного оборудования.