Способ введения дозы газа в криогенную жидкость

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 51)5 В 01 РЗ ЗОБРЕТ ИСА ВИДЕТЕЛЬ ВТОРСКОМ истен СР 82.ДОЗЫ ГА к способам щих высокоенную жидссов раствох 8. Для конасадка 1 уста. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) СПОСОБ ВВЕДЕНИЯВ КРИОГЕННУЮ ЖИДКОСТ(57) Изобретение относитсявведения доз газа, содержакипящие компоненты, в криогкость для исследования проце Изобретение относится к криогеннои технике, в частности к способам дозирования газа в криогенную жидкость.Цель изобретения - повышение эффективности и надежности способа при введении дозы газа под уровень криогенной жидкости.На чертеже представлено устройство введения дозы высококипящего газа в криогенную жидкость.Устройство введения дозы газа в криогенную жидкость включает в себя насадок 1 с отверстием для введения дозы в криогенную жидкость, который коаксиально установлен внутри камеры 2, образующей с насадком кольцевой зазор для формирования потока газа-носителя. Для подвода рабочих сред к насадку 1 и к камере 2 подключены трубопроводы 3 и 4, на которых установлены запорные клапан 5 и 6. Для подачи газа-носителя в трубопровод 3 установлен клапан 7. Для предотвращения охлаждения криогенной жидкостью и ее парами транспортируемых рабочих сред в трубопроводах 3, 4, насадке 1 и камере 2,801560283 А 1 2рения, седиментации и фильтрования примесей газов в криогенных жидкостях и позволяет повысить эффективность и надежность способа при введении дозы газа под уровень криогенной жидкости. Для этого необходимо подавать дозу в потоке газа- носителя, не содержащем высококипящих компонентов и охватывающем вводимую дозу, при этом температура потока газа- носителя должна быть выше температуры кристаллизации компонентов дозы. На начальной стадии введения дозы поток газа- носителя подают с опережением дозы, а на заключлтельной стадии потоком газа- носителя вытесняют дозу. 1 з. п. ф-лы, 1 ил. 1 табл,установлен вакуумный кожутроля температуры стенки нновлен датчик 9 температурьУстройство ввода дозы установлено на емкости для хранения жидкого неона, включаюйей в себя внутренний сосуд 10, кожух 11 и сильфон 12 для компенсации температурных расширений материала кожуха 8.Для охлаждения газовой дозы установлен теплообменник 13, Устройство погружено под слой жидкости (зеркало жидкости указано горизонтальной линией, см. поз. А). В качестве вводимой дозы используют азот газообразный, а в качестве потока газа- носителя - газообразный неон.Способ введения дозы газа в криогенную жидкость осуществляется следующим образом.Вначале внутренние полости насадка 1 и камеры 2 продувают потоком газа-носителя с температурой выше 92 К при открытых клапанах б, 7, что приводит к вытеснению из этих полостей жидкого неона и прогреву их стенок. Окончание подготовки устройства к работе определяют по на 1560283510 15 20 25 30 35 40 45 50 55 растанир температуры стенки насадка 1 до величины более 65 К, контроль осуществляют по датчику температуры.,9,При достижении температуры стенки насадка 92 К закрывают клапан 7, открывают клапан 5 и вводяг под слой жидкости газообразный азот, который предварительно охлаждают в теплообменнике 13 до температуры не ниже 92 К. Если начальное давление в емкости хранения (до подачи дозы) задано 0,12 МПа, тогда давление подачи азота выбирают, исходя из условий, исключающих конденсацию азота в отверстии насадка вследствие его дросселирования, т. е. 0,4 МПа.Истекающий из кольцевой щели, образованной наружной поверхностью насадка 1 и внутренней поверхностью камеры 2, газообразный неон по периферии охватывает дозируемый азот и исключает контакт жидкого неона со срезом насадка, в котором расположено отверстие истечения азота.На заключительной стадии введения дозы закрывают клапан 5 и открывают клапан 7, т. е. подают поток газа-носителя в азотную магистраль. В этом случае газообразный неон является как бы газом- носителем, с помощью которого осуществляют полное вытекание дозы за клапаном 5. Затем закрывают клапаны 6, 7 и тем самым прекращают подачу газообразного неона, процесс введения дозы завершен.Пример 1. В качестве дозы использован высококипящий газ аргон (100 об 3), который вводят в криогенную жидкость неон, Потоком газа-носителя является гелий (100 об ф/), т. е. низкоки пящий газ по отношению к жидкому неону. Способ введения дозы аргона в жидкий неон осуществляют следующим образом. Вначале продувают и прогревают насадок 1 и камеру 2, погруженные в жидкий неон, гелием путем открытия клапанов 6 и 7. Температура гелия ЗООК, а давление - 0,45 МПа. Жидкий неон при этом вытесняется из полостей насадка 1 и камеры 2. При достижении температуры стенки насадка 1 по величине выше температуры ожижения аргона, например, до 95 К, (контроль - по датчику температуры 9) открывают клапан 5 и подают дозу аргона с температурой ЗООК и под давлением О 3 МПа. Затем клапан 7 закрывают.На заключительной стадии введения дозы аргона для обеспечения полного введения ее остатков из трубопровода 3 и насадка 1 закрывают клапан 5 и открывают клапан 7 подачи потока гелия. После вытеснения дозы потоком газа-носителя из трубопровода 3 и насадка 1 закрывают клапаны 6, 7. Процесс введения дозы завершен.В процессе введения дозы аргона в жидкий неон исключается прямой контакт с криогенной жидкостью насадка 1, по которому подают лозу, что позволяет ввести дозу аргона в полном объеме и, кроме того, повышается надежность осуществления способа, так как аргон не вымораживается на поверхности канала насадка 1, что предотвращает его забивку и прекращение подачи дозы.Пример. В качестве дозы использована смесь высококипящего газа-закиси азота (2 об.%) с низкокипящим газом неоном (98,0 об.%), которую вводят в жидкий аргон. Потоком газа носителя является гелий (100 об.%),Способ введения дозы газовой смеси с содержа нием высококипящего компонента закиси азота в жидкий аргон осуществляют следующим образом. На начальной стадии введения дозы поток газа-носителя с температурой ЗООК и давлением 0,4 МПа подают с опережением дозы, т. е. вначале открывают клапаны , 6, что приводит к вытеснению из полостей насадка 1 и камеры 2, погруженных под слой жидкости, аргона и прогреву стенки выше температуры конденсации закиси азота до 220 К - контроль по датчику температуры 9; после чего подают дозу под давлением 0,3 МПа открытием клапана 5, при этом закрывают клапан 7. Доза, проходя через теплообменник 13, охлаждается от температуры окружающей среды до 220 К. Истека.ощая доза из насадка отделяется от прямсго контакта с криогенной жидкостью потоком гелия, который охватывает струю лозы и тем самым исключается кристаллизация высококипящего компонента дозы закиси азота и ее адгевия на поверхности канала насадка 1. На заключительной стадии введения дозы газовой смеси для обеспечения полного введения ее остатков из трубопровода 3и насадка 1 закрывают клапан 5 и открывают клапан 7 подачи потока гелия. После вытеснения дозы потоком газа-носителяиз трубопровода 3 и насадка 1 закрывают клапаны 6, 7.Процесс введения лозы завершен.Данные приведены в таблице,формула изобретения1. Способ введения дозы газа в криогенную жидкость, включающий подачу дозы газа, содержащего высококипящие компоненты совместно с газом-носителем, имеющим температуру выше температуры кристаллизации дозы газа и не содержащимвысококипящие компоненты, в криогеннуюжидкость и смещение введенной дозы газас жидкостью, отличающийся тем, что,1560283 Параметры Рабочая среда Давление, МПа Темпер ат ура,К 0,4 92 0,4 300 0,12 27,1 0,3 300 0,45 300 0,12 27,1 0,3 220 0,4 300 0,1 87,3 Составитель А. НикитинТехред И. Верес Корректор Э. Лонч аковТираж 511 Подписноео комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССМосква, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5ьский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагариа, 101 В 6с целью повышения эффективности и надежности способа при введении дозы газа под уровень криогенной жидкости, дозу газа подают в потоке газа-носителя, охватывающем дозу по периферии. Пример 1Доза - азот в 1, 100 об.7Поток газа-носителянеон 11 е, 100 об.7.Криогенная жидкость -неон Пример 2Доза - аргон Аг,100 об,ЕПоток газа-носителягелий Не, 100 об.ИКриогенная жидкость -неон Пример 3Доза - закись азота И О,2 об.Е,неон Ие, 98 об.ХПоток газа-носителягелий Не, 100 об,ЕКриогенная жидкостьаргон едактор М. Товтинаказ 938ИИПИ Государственно113035,роизводственно-издате 62. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в начальной стадии введения дозы газ-носитель подают с опережением дозы, а на заключительной стадии газом- носителем вытесняют дозу.