Сосуд для жидкого газа
Жидкий азот или другие криогенные жидкости для хранения биологических образцов или технологических процессов, таких как жидкостная хроматография, масс-спектрометрия (LCMS) и молекулярно-лучевая эпитаксия (MBE), поставляют сосудами Дьюара и Криоцилиндрами. В большинстве случаев это оптимальное решение для обеспечения небольших объемов потребления криогенных продуктов. Часто используют слово «dewar» дьюар для описания «криоцилиндра», и наоборот. Но это ошибка — есть несколько ключевых отличий.
Что такое Криоцилиндр?
Криоцилиндр — это герметичные сосуды, специально предназначенные для криогенных жидкостей. Чаще всего криоцилиндр является сосудом работающим под давлением, позволяющим выдавать жидкость и / или газ. Криоцилиндр имеет клапаны/вентили для наполнения и выдачи криогенной жидкости, а также предохранительный клапан с разрушаемым разрывным диском в качестве резервной защиты.
Что такое Дьюар?
Дьюары — это сосуды без давления, как термос. Как правило, они имеют свободную посадочную крышку или пробку, которая препятствует проникновению воздуха и влаги, но позволяет выпускать избыточное давление. Лабораторные дьюары имеют широкие отверстия и не имеют крышек или заглушек. Лаборатории в основном используют эти небольшие контейнеры для временного хранения.
Конструкционные особенности
Дьюар состоит из двух сосудов, один из которых расположен внутри другого и соединены с горлышком. В зазоре между двумя сосудами создается частичный вакуум, который уменьшает теплопроводность или конвекцию. Сосуды Дьюара чаще всего изготавливаются из металла, боросиликатного стекла, пенопласта или пластика, и их отверстие закрывают пробкой или полиэтиленовым пластиком.
Криоцилиндр конструктивно намного сложнее: уровнемер жидкости (показывает сколько газа внутри), транспортировочное кольцо, стойка удержания транспортировочного кольца, защитный колпачок разрывной мембраны, внутренний сосуд, продукционный испаритель для подачи газа, внешний сосуд, резиновые компенсаторы удара, напольное опорное кольцо, сбросной вентиль, манометр давления, разрывная мембрана, вентиль наполнения/выдачи жидкости, редуктор подъема давления, продувочный вентиль, вентиль выдачи газа, регулятор экономайзер, вентиль редуктора подъема давления.
Остановимся на наиболее важных деталях.
Манометр
Манометр — тот элемент, на который стоит смотреть в первую очередь, т.к. он показывает давление газа внутри внутреннего сосуда. Поскольку криогенные жидкости на самом деле являются сжиженными газами, давление внутри резервуара будет постоянно увеличиваться, поскольку законы физики превращают холодную жидкость в более теплый газ. К счастью, это давление поможет вывести жидкость или газ из криоцилиндра. Но для большинства применений давление внутри резервуара должно поддерживаться искусственно. Цепь создания давления может автоматически это сделать. Открытие вентиля редуктора подъема давления, расположенного в верхней части резервуара, забирает жидкость через линию, проходящей по дну внутреннего резервуара, и пропускает ее через испаритель подъема давления, прикрепленный к внутренней стенке внешнего резервуара. Когда жидкость проходит через испаритель/теплообменник, она испаряется под действием тепла внешнего резервуара(тепла окружающего воздуха). Получающийся газ подается через вентиль повышения давления и регулятор повышения давления во внутренний резервуар, вызывая повышение давления.
Клапан использования газа и контур испарителя
Когда давление будет повышено, можно извлечь газ из криоцилиндра, открыв клапан подачи газа. Открытие этого клапана позволяет давлению в баке нагнетать жидкость вверх по линии подачи, а затем вниз в змеевик испарителя. Еще раз, тепло передается через внешние стенки резервуара в испаритель. Когда жидкость движется через змеевик, она испаряется теплом окружающей среды. Получающийся теплый газ течет через вентиль подачи газа к системе потребителя. Как правило, одноступенчатый регулятор подключается непосредственно к газовому клапану для снижения давления подачи в соответствии с требованиями вашего применения.
Схема экономайзера
Если вы не используете баллон в течение нескольких дней, давление будет продолжать расти со скоростью примерно на 2 бар в день, потому что небольшое количество тепла будет просачиваться во внутренний резервуар. Это тепло испаряет небольшое количество жидкости и вызывает медленное повышение давления. Давление можно нарастить до настройки вашего клапана регулирования давления. Затем клапан откроется и выпустит газ в атмосферу. Чтобы минимизировать потери от этого процесса испарения криогенной жидкости, цилиндры оснащают экономайзерами. Контур экономайзера вступает в действие, когда давление достигает значений выше установленных. В этот момент регулятор позволяет газу из верхней части резервуара течь через внутренний испаритель из газового клапана в основную систему потребителя. Это снижает давление во внутреннем резервуаре и сводит к минимуму потери от сброса газа в атмосферу. Когда давление нормализуется, регулятор экономайзера закрывается, и криоцилиндр затем подает газ, вытягивая жидкость через контур испарителя. Регулятор экономайзера должен иметь установленное давление на 1 бар выше, чем регулятор подъема давления.
Клапан управления давлением и разрывные диски
Клапан управления давлением установлен на том же штоке, что и манометр. Клапан регулирования давления, который часто устанавливается на давление 16 бар, работает вместе с разрывной мембраной во внутреннем баке. В качестве вспомогательного предохранительного устройства на внешней емкости также имеется разрывная мембрана для защиты пространства между внутренней и внешней емкостью от высокого давления.
Жидкостный клапан
Чтобы извлечь жидкость из вашего цилиндра, сначала закройте клапаны сброса давления и использования газа. Затем откройте клапан для использования жидкости, чтобы давление в верхней части резервуара заставляло жидкость подниматься в отводящую трубу и выходить из клапана для использования жидкости.
Отбор жидкости следует производить при низком давлении, чтобы предотвратить потери на испарение. Если во время перекачки давление в резервуаре превышает нормальное давление забора жидкости, откройте вентиляционный клапан, чтобы понизить давление. Перед отбором жидкости, давление в сосуде снижают. Обычно жидкость отводится при давлении 1 бар.
При заполнении открытого контейнера (дьюара), если требуется большее давление или скорость отбора жидкости, квалифицированный персонал может отрегулировать регулятор повышения давления.
Не снижайте остаток жидкости до ноля!
В центре резервуара находится датчик жидкого содержимого. Это может быть датчик поплавкового типа, который обеспечивает приблизительное указание содержимого резервуаров.
Если вы хотите более точные измерения, попробуйте датчик, который
использует перепад давления для определения уровня жидкости. Эти современные приборы имеют графические цифровые дисплеи для точных измерений. Плюс у них часто есть логический элемент, чтобы устранить потребность в таблицах пересчета.
Кроме того, многие из этих цифровых измерителей содержания жидкости имеют возможности телеметрии, чтобы упростить мониторинг уровней главных криоцилиндров.
Остерегайтесь мороза и воды
Поскольку испаритель повышения давления содержит криогенную жидкость, он охлаждает внешний резервуар, и вполне нормально, что на внешней стороне цилиндра образуется наледь. Во время длительного высокого потребления газа температура подачи газа значительно упадет, и внешняя поверхность криоцилиндра будет очень сильно обмерзать. Это обмерзание в конечном итоге превращается в воду, которая может повредить пол, а также просочиться в промежуточное пространство вашего объекта, чтобы нанести больший ущерб другим системам. Капельный лоток избавит вас от многих проблем. Поместите криоцилиндр и / или его испаритель на поддон или поднос, чтобы отводить воду, когда испарится наледь.
Стоит запомнить
- Манометр показывает давление внутри внутреннего сосуда.
- Открытие клапана повышения давления повышает давление в баке до нормального рабочего уровня.
- Клапан отбора газа позволяет газу истекать из криоцилиндра.
- Схема экономайзера сводит к минимуму потери продукта.
- Чтобы извлечь жидкость, закройте клапаны для использования газа и давления и откройте клапан для использования жидкости.
- Если вам необходимо точно знать, сколько жидкости находится в вашем цилиндре, используйте цифровой датчик.
- Изморозь и наледь — ничего страшного. Но используйте поддон, чтобы избежать повреждения водой.
Получить консультацию по подбору оптимального криогенного сосуда для азота, аргона, гелия, покрывающие все ваши потребности можно по тел.: 8 800 301 40 91.
При подготовки статьи использованы материалы с ресурса www.westairgases.com
Источник
В наши дни сосуды Дьюара эксплуатируют повсеместно: в промышленности, медицине, ветеринарии, косметологии, при организации разнообразных шоу. Они предназначены для хранения криогенных жидкостей, а также для транспортировки биоматериалов при постоянной температуре.
Рассказываем, что собой представляет сосуд Дьюара, кем и когда он был изобретен и какую пользу приносит в разных сферах применения.
История создания
Устройство первого сосуда было разработано в конце 19 века шотландским физиком – сэром Джеймсом Дьюаром. Отсюда и название изделия. Именно шотландцу принадлежит идея колбы с двойными стенками и узкой горловиной, которая обеспечивает постоянство температуры помещенных внутрь веществ. Аналогичная конструкция используется и сегодня.
В этом достаточно нехитром устройстве ученому удавалось сохранять жидкий и твердый водород.
Первыми, кто осознали истинную ценность емкостей и наладили производство для их продажи, стали учредители немецкой компании «Термос». Именно они в 1907 году запатентовали «Сосуд с двойными стенками и вакуумом между ними». Стоит отметить, что фамилия Дьюара в патенте даже не упоминается.
Современный сосуд Дьюара: что это за «зверь»
На самом деле, большинство людей знакомы с подобными емкостями еще с детства, ведь бытовым аналогом промышленного сосуда Дьюара является обычный термос. Устройство промышленного сосуда и бытового термоса очень схожи, как и их назначение. Обе емкости призваны сохранять температуру помещенных в них веществ. Конструкция их проста и гениальна — «сосуд в сосуде».
Принцип работы сосуда Дьюара прост: температура сохраняется за счет хорошей теплоизоляции и протекающих химических процессов, например, кипения вещества. Этот нюанс выгодно отличает данные емкости от ближайших конкурентов — термостатов и криостатов.
Примечательно, что сосуд Дьюара способен только сохранять температуру, поэтому перед размещением в нем определенного вещества, последнее нужно нагреть или охладить до требуемой температуры.
Где и для чего используют изобретение Дьюара сегодня
Жидкий азот применяют во многих сферах от косметологии до промышленности, везде, где требуется хранение криогенной жидкости.
Основные сферы использования емкостей:
- Медицина и ветеринария. Жидкий азот необходим для транспортировки биологических материалов. Для этих целей выбирают сосуды, укомплектованные специальными канистрами.
- Косметология. Сегодня азот используют для проведения криопроцедур, удаления папиллом и бородавок. Для его хранения в косметических кабинетах используют сосуды Дьюара.
- Кулинария.
- Криогенные шоу и прочие развлекательные мероприятия.
- Промышленность, автомастерские. Здесь преимущество отдают моделям с широкой горловиной, поскольку в них удобнее погружать отдельные инструменты или детали.
Сегодня на рынке представлено множество сосудов, поэтому выбор не всегда прост. Главными критериями выбора выступают вместительность сосуда, диаметр горловины и время испарения жидкого азота.
Рекомендуем
Транспортировка, заправка и хранение сосудов Дьюара
Планируете использовать сосуд Дьюара? Тогда рекомендуем вам изучить, как его правильно хранить и транспортировать. Также не лишними будут знания правил заправки и технике безопасности при работе с жидким азотом.
Устройство сосудов Дьюара
Современные сосуды Дьюара несколько отличаются от своих предшественников. Если первые сосуды Дьюара изготавливались из стекла, то сейчас их производят из алюминия или нержавеющей стали. Важную роль при выборе материала играют прочность и вес.
Сосуды Дьюара серии СК
Сосуды для криогенных жидкостей серии СК производятся в Украине. Емкости не укомплектованы контейнерами для биологических материалов, поэтому основное их назначение — хранение и транспортировка жидкого азота и других криогенных жидкостей.
Источник
Используя сосуды Дьюара для своих нужд, не все имеют представление об их устройстве. Сейчас расскажем, как устроена эта емкость и почему, находясь в ней, криогенные жидкости сохраняют свои свойства.
Прообраз современного сосуда
Первый резервуар для хранения криогенных жидкостей был изобретен в конце девятнадцатого века в Германии. Тогда он представлял собой стеклянный ящик с двойными стенками, между которыми создавался вакуум. Шотландский ученый Дж. Дьюар доработал изобретение, придав ему форму колбы с узким горлом.
Такая конструкция была выбрана неслучайно – узкое горло препятствует быстрому испарению криогенных жидкостей, а вакуум в межстеночном пространстве помогает поддерживать заданную температуру веществ. Стенки с внутренней стороны подвергались серебрению, что обеспечивало дополнительную термоизоляцию. С появлением новых технологий конструкция совершенствовалась, пока мы не получили изделие, которое используем сейчас.
Конструкция современных сосудов Дьюара
Современные изделия, к которым мы привыкли, несколько отличаются от своих предшественников. Если первые сосуды Дьюара изготавливались из стекла, то сейчас их производят из алюминия или нержавеющей стали. Важную роль при выборе материала играют прочность и вес.
Основные составляющие части сосуда Дьюара:
- внешний и внутренний сосуд;
- горловина;
- крышка;
- адсорбент для межстеночного пространства.
Внешний и внутренний сосуды соединяются в горловине. Из пространства между ними воздух откачивается до давления 10−2 Па (создается вакуум). Стенки внутреннего сосуда с внешней стороны покрыты адсорбирующим веществом. Сделано это для удаления остаточных газов из вакуумного пространства.
Горловина соединяет обе части сосуда. В зависимости от модели горловина может быть узкой или достаточно широкой (до 210 мм в диаметре). Она выполняется из армированного пластика, для удешевления производства может использоваться нержавеющая сталь.
Крышка сосуда позволяет плотно (но не герметично) закрывать горловину. К ней дополнительно крепят пенопластовый цилиндр, который закрывает ее и способствует стравливанию излишков жидкого азота. От серебрения стенок сосуда отказались, заменив его полировкой.
Если вы ищете сосуды Дьюара с высокими техническими характеристиками, рекомендуем заказать их в нашем магазине. Все товары сопровождаются гарантией, а большой выбор продукции позволит подобрать оптимальный вариант.
Рекомендуем
Транспортировка, заправка и хранение сосудов Дьюара
Планируете использовать сосуд Дьюара? Тогда рекомендуем вам изучить, как его правильно хранить и транспортировать. Также не лишними будут знания правил заправки и технике безопасности при работе с жидким азотом.
Сосуды Дьюара серии СК
Сосуды для криогенных жидкостей серии СК производятся в Украине. Емкости не укомплектованы контейнерами для биологических материалов, поэтому основное их назначение — хранение и транспортировка жидкого азота и других криогенных жидкостей.
Сосуды Дьюара серии СДС
Многие медицинские учреждения и животноводческие предприятия выбирают именно серии СДС. Их ценят за простоту, доступную стоимость и адаптированность к российским реалиям.
Источник
Пропан, бутан и пропан-бутановые смеси широко используются в жилищно-коммунальном хозяйстве для автономного газоснабжения, нефтегазовой промышленности и газозаправочных станциях. Хранение и выдача сжиженных газов осуществляется в сосудах для пропан-бутана.
Саратовский резервуарный завод производит сосуды для хранения сжиженного газа СУГ (пропан-бутановой смеси) объемом от 4,2 м3 до 200 м3. Они производятся как по типовым размерам, так и по индивидуальному заказу. По требованию Заказчика наши специалисты изготовят газгольдеры (второе название) любого размера, имеющими необходимую толщину стенок и с требуемым технологическим оборудованием.
Конструкция сосудов для хранения сжиженных газов
Конструктивно они представляют собой горизонтальные цилиндрические емкости с эллиптическими днищами.
В зависимости от условий эксплуатации емкости для СУГ могут размещаться наземно или подземно.
Наземная установка газгольдеров производится на седловые опоры или площадки, конструкция которых регламентируется ОСТ 26-2091-93 «Опоры горизонтальных сосудов и аппаратов. Конструкция».
Устройство двустенных сосудов для сжиженного углеводородного газа
Возможно также изготовление двустенных сосудов для пропан-бутановых смесей, или, так называемых, «сосудов-в-сосуде». В них пространство между стенками заполняется жидкостью или азотом для дополнительной защиты от аварийных ситуаций и утечек хранимого продукта.
Следует отметить, что в них возможно хранение любых газов, упругость паров которых при определенной температуре (+50°С ) не превышает упругость паров пропан-бутана, а также легких фракций бензина.
Производство газгольдеров для сжиженного газа СУГ
Саратовский резервуарный завод имеет необходимые Сертификаты соответствия для изготовления сосудов для СУГ.
Они изготавливаются из сталей марок 09Г2С-6 (для температуры эксплуатации от -30°С до +50°С) и 09Г2С-8 (для эксплуатации при температуре -60°С до + 50°С).
Эллиптические днища изготавливаются в соответствии с ГОСТ 6533-78 «Днища эллиптические отбортованные стальные для сосудов, аппаратов и котлов. Основные размеры». Они специально предназначены для емкостей, работающих под давлением, и представляют собой эллипс и цилиндрическую отбортованную или неотбортованную часть. В зависимости от диаметра и толщины металла они производятся или методом фланжирования (так называемой, холодной накаткой) или методом штамповки. Для ровного стыка со стенкой края обрабатываются плазменной резкой или шлифованием.
Штуцеры для присоединения технологического оборудования располагают на верхней части емкости. Дополнительно по требованию Заказчика емкости для СУГ могут комплектоваться лестницами, площадками, теплоизоляцией.
При проектировании и производстве емкостей для сжиженных газов, последние должны обеспечивать пожарную безопасность, то есть быть герметичными, которая также достигается за счет установки дополнительной запорно-предохранительной и регулирующей арматуры (клапанов, задвижек, кранов).
Защита поверхностей осуществляется путем нанесения гидроизоляционного слоя из композитных материалов на подземные сосуды СУГ и грунта и эмали серого цвета на наземные.
Производство наземных и подземных газгольдеров регламентируется государственными нормами и правилами:
Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением
ГОСТ Р 34347-2017 “Сосуды и аппараты стальные сварные. Общие технические условия”
ПБ 03-584-03 “Правила проектирования, изготовления и приемки сосудов и аппаратов стальных сварных”
ФНиП “Правила безопасности для объектов, использующих сжиженные углеводородные газы” (Приказ № 558 от 21 ноября 2013 года)
Технические характеристики сосудов под давлением для хранения сжиженных углеводородных газов
Сосуды хранят пропан-бутановые смеси под давлением 1,6 МПа. Температура стенок должна быть в диапазоне от -60°С до +50°С. Если температура окружающей среды выходит за рамки требований, то устанавливается дополнительное технологическое оборудование для подогрева продукта.
Газгольдеры для хранения СУГ должны эксплуатироваться в климатических районах УХЛ и Т (умеренно-холодный и тропический) по ГОСТ 15150-69.
Сейсмичность районов эксплуатации не должна превышать 7 баллов (в соответствии с СНиП II-7-81). Их эксплуатация возможна в более сейсмоопасных районах. Соответствующие расчеты должны производиться и соответствовать требованиям вышеуказанных нормативных документов.
Все емкости для хранения пропан-бутана должны проходить государственную экспертизу на соответствие внешнего и внутреннего покрытия, на соответствие других параметров и характеристик соответствующим нормам, правилам и требованиям к объектам эксплуатации сжиженных углеводородных газов.
Характеристики | СУГ-4,2 | СУГ-5 | СУГ-8 | СУГ-10 | СУГ-12 | СУГ-16 | СУГ-20 | СУГ-25 | СУГ-50 | СУГ-80 | СУГ-100 | СУГ-200 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Рабочий продукт | сжиженный углеводородный газ, пропан-бутан или другие газы с упругостью паров не более, чем у пропана | |||||||||||
Номинальный объем, м3 | 4,2 | 5 | 8 | 10 | 12 | 16 | 20 | 25 | 50 | 80 | 100 | 200 |
Уровень налива, % | 85 | |||||||||||
Полезный объем, м3 | 3,6 | 4,25 | 6,4 | 8,5 | 10,2 | 13,6 | 17 | 21,25 | 42,5 | 68 | 85 | 170 |
Способ размещения | наземный, подземный | |||||||||||
Конструктивное исполнение | одностенные, двустенные | |||||||||||
Днища | эллиптические | |||||||||||
Давление рабочее, МПа | 1,6 | |||||||||||
Давление расчетное, МПа | 1,8 | |||||||||||
Давление пробное гидравлическое, МПа | 2,03 | |||||||||||
Температура эксплуатации, ºС | -40…+45 | |||||||||||
Основной материал | сталь 09Г2С | |||||||||||
Толщина стали | 10-22 мм | |||||||||||
Группа аппарата по ОСТ 26-291-94 | 1 | |||||||||||
Класс опасности по ГОСТ 12.1.007-76 | 4 | |||||||||||
Пожароопасность по ГОСТ 12.1.004-91 | да | |||||||||||
Категория и группа взрывоопасности по ГОСТ 12.1.001-78 | IIa-Т3 | |||||||||||
Антикоррозионная защита внешней поверхности подземных сосудов | антикоррозионная защита весьма усиленного типа оп ГОСТ 9.602-2016 “Сооружения подземные. Общие требования к защите от коррозии” | |||||||||||
Установленный срок службы, лет | 20 | |||||||||||
Габаритные размеры(подбираются по индивидуальному заказу и даны для справки) | ||||||||||||
Наземного сосуда (диаметр Dхдлина Lх высота Н) | 1600х 2360х 1190 | 1600х 2900х 1990 | 1600х 4360х 1990 | 1600х 6100х 2110 | 1600х 6280х 2110 | 1600х 8250х 2110 | 1600х 9980х 2100 | 2000х 8120х 2320 | 2400х 11470х 2724 | 3000х 11500х 3510 | 3000х 14700х 3695 | 3400х 22900х 3910 |
Подземного сосуда (диаметр Dхдлина Lх высота Н) | 1600х 2360х 2450 | 1400х 3456х 2620 | 1400х 5450х 2635 | 1600х 5450х 2500 | 1610х 6300х 2510 | 1600х 8400х 2510 | 1600х 9980х 2600 | 2000х 8104х 2877 | 2400х 10100х 3380 | 3000х 11500х 3910 | 3000х 14660х 4185 | 3400х 22900х 3910 |
Масса подземных одностенных сосудов, кг | 1400 | 1800 | 2400 | 3100 | 3200 | 4000 | 4900 | 5620 | 9700 | 16900 | 21500 | 42200 |
Масса наземных одностенных сосудов, кг | 1600 | 1700 | 2600 | 3000 | 3200 | 3800 | 5100 | 5620 | 10050 | 16750 | 21500 | 42200 |
Масса подземных двустенных сосудов, кг | 2150 | 2300 | 4100 | 5350 | 6150 | 7650 | 9000 | 10600 | 16200 | 27200 | 35200 | 58300 |
Масса наземных двустенных сосудов, кг | 2100 | 2200 | 4000 | 5200 | 6000 | 7500 | 8700 | 10600 | 16000 | 27000 | 35000 | 58300 |
Как заказать изготовление сосудов для хранения СУГ на Саратовском резервуарном заводе?
Для того, чтобы рассчитать и заказать сосуд для хранения сжиженных газов, Вы можете:
- позвонить нашим специалистам по телефону 8-800-555-9480
- прислать технические требования на электронную почту
- воспользоваться формой “Запрос цены”, указать контактные данные, и наши специалисты свяжутся с Вами
Специалисты Завода предлагают комплексные услуги по строительству объектов нефтегазовой отрасли:
- выполняем инженерные изыскания и проектирование объектов
- изготовление металлоконструкций различного назначения
- доставку и монтаж изделий
Источник