Теплоизоляция криогенных емкостей

(57) Изобретение отногенной техники и поз фективн стов, Эт ции сос каждый первый пределе ски м металл и наприм ость изоляции на осново достигается тем, что в ттоящей из двух слоев ииз которых покрыт гермприлегающий к емкостинным адсорбентом введало прозрачный подэированного сетчатогоер из металлизированной.ф - лы, 4 ил. пенопла- плоизолянопласта, етиком, в лой с расн оптичеСлой ИЗ атериала, стеклотка 44 А.В.Кост 972.КРИОГ НЫХ Ем тся к области криоляет повысить эф.1 зп ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ Изобретение относится к технике низких температур, в частности к тепловой защите криогенных емкостей.Целью изобретения является повышение эффективности изоляции путем снижения теплопритока излучением при сохранении прочностных характеристик,. т.е. жесткой связи самой изоляции с поверхностью изолируемого объекта,На фиг, 1 изображена предлагаемая теплоизоляция, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг, 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - узел на фиг, 1.Теплоизоляцию наносят на стенку емкости 1 и она состоит иэ двух слоев 2 и 3 пенопласта, на каждый из которых нанесен слой герметика 4 и 5, представляющего собой материал слабопроницаемый для газа, например лавсановая пленка, сдублированная с алюминиевой фольгой. Первый, прилегающий к емкости слой пенопласта 2 с распределенным по его объему микродисперсным адсорбентом 6, например активированным углем с размером частиц от десяти до сотен микрон, содержит оптически мало прозрачный подслой, снижающий тепловое излучение в ре экранирования в несколько раз ненный из двух сетчатых экранов,Первый из сетчатых экранов 7, выполненный для уменьшения теплопередачи по твердому телу из неметаллизированной сетки и ограничивающий оптически мало- прозрачный подслой, приклеивается на стенку емкости слоем клея 8, Второй сетчатый экран 9 жестко связан с первым сетчатым экраном на участках 10. На участках 11 между сетчатыми экранами установлены отражающие экраны 12,Участки 11 равномерно распределены по поверхности емкости, чередуясь с участками 10. Экран 9 выполнен из крупно- пористой металлизированной сетки, представляющей собой сетчатый материал с нзпыленным на поверхности волокон, образующих ее, тонким микронным слоем отражающего материала, например алюминия, серебра и т,п,Экраны 12 также выполнены из крупно- пористой или мелкопористой или чередующихся одна с другой металлизированных сеток, например, стеклоткани или стеклово 1695028тепловым характеристикам изоляции, Процесс захолаживания сопровождается снижением давления остаточных газов в порах пенопласта как за счет конденсации, затвердевания остаточного газа, так и за счет поглощения его частицами адсорбента 6, размещенного равномерно по всему объему первого, прилегающего к емкости слоя 2 пенопласта, Это снижение давления до значений 10 - 10 мм рт,ст. приводит к тому, что теплопередача остаточным газом уменьлокна, Подслой (фиг. 2) пронизан пористой структурой пенопласта, где поры 13 - газовые включения в структуре, а стенки 14 пор представляют каркас пенопласта.Структура изоляции на участке 10 (фиг.3) состоит из двух крупнопористых сетчатых экранов: экрана 7, жестко связанного с поверхностью емкости 1, и экрана 9, жестко связанного с экраном 7 на данном участке. Экраны также пронизываются структурой пенопластовой изоляции с адсорбентом 6.В частном случае оптически малопрозрачный подслой может быть выполнен и из двух сетчатых экранов по всей изолируемой поверхности,Для выполнения требований по обеспечению с одной стороны жесткой прочной связи изоляции с поверхностью емкости и с другой стороны увеличением числа отражающих экранов-сеток для снижения теплопередачи излучением предложена конструкция изоляции с чередующимися участками 10 и 11. На участках 10 обеспечивается гарантированная прочная связь структуры изоляции с поверхностью емкости, но в силу малого числа отражающих экранов 7 эти участки недостаточно эффективны с точки зрения снижения теплопритока излучением. На участках 11 расположено большее число отражающих экранов в видесеток, однако эти участки могут в частном случае даже не полностью пронизываться структурой изоляции с адсорбентом 6, как это показано на фиг. 4, где пунктир - граница проникновения структуры изоляции всетчатый подслой, Глубина проникновения структуры изоляции 2 в подслой определяется текучестью исходной смеси пенопласта при вспенивании, Участки 11 могут иметь и форму круга, и форму прямоугольника с предпочтительным соотношением их общей площади как 1;1 при равномерном расположении.Устройство работает следующим образом.При заправке емкости 1 криогенной жидкостью происходит захолаживание изоляции и в ней устанавливается распределение температур, соответствующее 10 15 2025 30354045 шается в десятки и сотни раз. Существенно снижается и теплопередача, обусловленная теплопроводностью и контактами материалов изОляции,Для повышения эффективности пенопластовой изоляции в рассмотренных условиях и предназначен оптически малопрозрачный подслой, выполненный из двух сетчатых экранов, между которыми на отдельных, равномерно распределенных по поверхности емкости участках, установлены отражающие экраны, выполненные из металлизированной сетки.Исследования показали, что эффективная теплопроводность изоляции из металлизированных пористых материалов в вакууме всего в 3-4 раза ниже, чем эффективность слоистовакуумной изоляции.Введение частиц адсорбента в первый слой изоляции способствует и поглощению диффундирующих в него через герметик газов с наружных, относительно теплых слоев изоляции, где давление остаточных газов выше и достигает в порах наружных слоев 1 ата. Для снижения диффузии газов и особенно влаги в изоляцию из атмосферы предназначен как раз второй, наружный слой герметика. В связи с тем, что адсорбент эффективно работает до 77 К, толщина слоя изоляции с адсорбентом должна выбираться исходя из обеспечения на его тепловой границе температур близких к 77 К,Регенерация адсорбента может осуществляться известными способами. В случае длительного периода работы изоляции, например, в стационарных наземных условиях, когда происходит полное насыщение адсорбента, предлагаемая изоляция при сохранении лучших адгезионных характеристик по своим тепловым свойствам работает как обычная пенопластовая изоляция с несколько меньшим теплопритоком за счет излучения,Формула изобретения 1, Теплоизоляция криогенных емкостей, содержащая два слоя пенопласта на каждый из которых нанесен герметик, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности за счет снижения теплопритока излучением при сохранении прочностных характеристик, слой, примыкающий к емкости, содержит равномерно распределенный мелкодисперсный адсорбент и оптически малопрозрачный подслой, выполненный из двух сетчатых экранов, между которыми на равномерно распределенных по поверхности емкости участках установлены отражающие экраны, при этом первый Йз сетчатых экранов выполнен из крупнопористой сетки, например иэ стекло- ткани, и жестко связан с поверхностью ем кости; а второй жестко связан с первым в промежутках между участками с отражающими экранами и выполнен из металлизированной крупнопористой сетки, например из металлизированной стеклоткани,2. 1 еплоизоляция по и, 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что отражающие экраны выполнены иэ металлизированчой сетки, например из металлизированной стеклоткани 5 или стекловуали.1695028 айаг. 5 Составитель Г.Ольшанская ехред М,Моргентал Корректор Т.Кол едактор С,Лиси аказ 4149 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10