[1]Полезная модель относится к криогенной технике, а точнее к устройству сосуда Дьюара для хранения и транспортировки криогенных жидкостей (азот, кислород, гелий и др.), имеющих в своей конструкции стеклопластиковую горловину, соединяющую наружный и внутренний сосуды.
[2]Известен сосуд Дьюара криогенный серии СК, представляющий собой резервуар типа "сосуд в сосуде", межстенное пространство которого заполнено многослойной изоляцией и откачено. Горловина сосуда изготовлена из тонкостенной нержавеющей трубки и закрывается крышкой. Внутренний и наружный сосуды выполнены из алюминиевого сплава (паспорт Сосуд криогенный СК-6, СК-16, СК-25, СК-40 Компании Криотрейд Инжиниринг, http://www.cryotrade.ru/uploads/documents/dewars/pasport_ck.pdf).
[3]Недостатком такой горловины является то, что внутренний сосуд подвешен в наружном сосуде на тонкостенной горловине, поэтому неосторожное обращение с сосудом (удары, резкие наклоны, падения и т.п.) может привести к его повреждению. Из-за большого коэффициента теплопроводности стали увеличиваются теплопритоки к криогенной жидкости.
[4]Наиболее близкой к заявляемой полезной модели является горловина сосуда Дьюара, имеющая цилиндрическую форму со стеклопластиковыми спиральными ребрами, расположенными на всей наружной поверхности цилиндра (патент ИЗ №992894, МПК F17С 13/00, опубликовано 30.01.83 г.).
[5]Стенки таких горловин обладают достаточно большой толщиной и увеличивают теплопритоки к криогенной жидкости, увеличивая потери криогенной жидкости за счет испарения, а также имеют сложный технологический процесс производства за счет намотки ребер по всей длине горловины.
[6]Такая горловина сложна по конструкции, обладает пониженными требованиями относительно жесткости за счет способов ее крепления между наружным и внутренним сосудами, что влияет на срок эксплуатации сосуда.
[7]В процессе работы сосуд Дьюара наполняют жидким криопродуктом, который хранится в сосуде и используется по назначению. В процессе хранения продукт, находящийся в сосуде испаряется, поэтому очень важно уменьшить испаряемость для увеличения срока хранения криогенной жидкости. В процессе эксплуатации сосуд Дьюара подвергается физическим нагрузкам, поэтому очень важно надежное соединение горловины с наружным и внутренним сосудами.
[8]Технической задачей является уменьшение теплопритоков и создание качественного и надежного соединения горловины в сосуде Дьюара, а также увеличение жесткости и прочности конструкции.
[9]Поставленная задача достигается тем, что стеклопластиковая горловина сосуда Дьюара имеет цилиндрическую форму и выполнена с утолщением стенок на верхней и нижней частях горловины, и неподвижно закреплена во втулках, установленных на верхней и нижней частях горловины.
[10]За счет применения такой тонкостенной горловины, обеспечивается вакуумная плотность и уменьшаются теплопритоки. На утолщенных стенках верхней и нижней частях горловины выполнены кольцевые канавки, которые делают соединение с втулками более надежным. В процессе соединения втулок с горловиной происходит обжатие втулок на длину утолщенной верхней и нижней частей горловины с предварительным нанесением клея на поверхность деталей, затем происходит вальцовка в местах кольцевых канавок до момента создания плотного контакта горловины с втулками.
[11]При работе сосуда Дьюара в более трудных условиях на внутренней поверхности верхней и нижней частях горловины и наружной поверхности втулок методом запрессовки установлены обжимные кольца.
[12]Возможна установка верхней части горловины в резьбовой втулке. В этом случае на резьбовую поверхность верхней части горловины вкручивается втулка с ответной резьбой. На утолщенных стенках нижней части горловины выполнены кольцевые канавки. В процессе соединения нижней втулки с горловиной происходит обжатие втулки на длину утолщенной нижней части горловины с предварительным нанесением клея на детали, затем выполняется вальцовка до момента создания плотного контакта верхней и нижней частей горловины с втулками.
[13]На наружной поверхности средней части горловины могут быть выполнены тонкостенные ребра, которые также усиливают горловину
[14]Для минимизации потерь тепла, горловина должна быть тонкой и прочной одновременно. Главным показателем эффективности сосуда Дьюара является испаряемость. Применение данной горловины в сосуде Дьюара позволит снизить уровень теплопроводности и добиться жесткого соединения внутреннего и наружного сосуда во втулках. Также крепление горловины во втулках позволяет создать надежное и качественно соединение, не усложняя при этом технологический процесс.
[15]Крепление горловины во втулках обеспечивает жесткость и прочность конструкции, что предотвращает деформации, увеличивает срок эксплуатации сосуда Дьюара, а также уменьшает процент брака в местах соединения внутреннего и наружного сосуда.
[16]Неподвижное крепление горловины во втулках создает комфортные условия для эксплуатации сосуда Дьюара, позволяет осуществлять перелив жидкости непосредственно из сосуда в емкость, не проливая ее.
[17]Изготовление горловины цилиндрической формы с утолщением стенок и кольцевыми канавками на верхней и нижней частях горловины, а также закрепление ее во втулках позволяет увеличить срок хранения криогенной жидкости.
[18]Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:
[19]На фиг.1 изображено крепление стеклопластиковой горловины с кольцевыми канавками во втулках.
[20]На фиг.2 изображено крепление стеклопластиковой горловины с кольцевыми канавками во втулках с обжимными кольцами.
[21]На фиг.3 изображено крепление стеклопластиковой горловины в резьбовой втулке.
[22]На фиг.4 вид А на фиг.1, 2, 3
[23]На фиг.5 вид Б на фиг.2
[24]Стеклопластиковая горловина 1 имеет цилиндрическую форму, выполнена с утолщением стенок верхней и нижней частей горловины и неподвижно установлена во втулках 2. Втулки 2 привариваются внахлест к внутреннему 3 и наружному корпусу 4. Для надежного крепления во втулках на утолщенных верхней и нижней частях горловины 1, выполнены кольцевые канавки 5. В процессе соединения втулок с верхней и нижней частями горловины происходит обжатие втулок на длину утолщенной части горловины с предварительным проклеиванием деталей двухкомпонентным клеем, затем выполняется вальцовка в местах кольцевых канавок до момента создания плотного контакта горловины с втулками.
[25]Для увеличения жесткости конструкции на внутренней поверхности верхней и нижней частей горловины и наружной поверхности втулок методом запрессовки установлены обжимные кольца 6.
[26]Также в этом случае для увеличения жесткости конструкции допускается применение дополнительных тонкостенных ребер в средней части горловины, практически не влияющих на испаряемость.
[27]Возможна установка верхней части горловины в резьбовой втулке. В этом случае на резьбовую поверхность верхней части горловины 1 вкручивается втулка с ответной резьбой. В процессе соединения нижней втулки с горловиной происходит обжатие втулки на длину утолщенной нижней части горловины с предварительным проклеиванием деталей двухкомпонентным клеем, затем выполняется вальцовка до момента создания плотного контакта нижней части горловины с втулкой.
[28]Такое крепление позволяет снизить уровень теплопроводности и добиться жесткого соединения наружного и внутреннего сосудов.
[29]Горловина имеет широкий диапазон размеров диаметра (30-500 мм) и высоты (150-250 мм). Изготавливается она из стеклянной ткани Э1-100 ГОСТ 19907-2015, пропитанной связующим ЭП-5122 ТУ 2311-085-05758799-2002 на прокатном станке и имеет меньшую толщину (0,8-1,2 мм).
[30]Главным показателем эффективности сосуда Дьюара является скорость испаряемости криогенной жидкости. Применение предлагаемой горловины позволяет уменьшить скорость испаряемости и сократить потери продукта. Также крепление горловины во втулках позволяет создать надежное и качественно соединение, не усложняя при этом технологический процесс.
[31]Стеклопластиковая горловина Дьюара предназначена для уменьшения теплопритоков к внутреннему сосуду Дьюара с целью уменьшения потерь криогенной жидкости. Головина крепиться во втулках, которые привариваются к корпусам сосуда и обеспечивают надежное соединение внутреннего и наружного сосудов.
