КРИОГЕННЫЙ ГАЗИФИКАТОР

Полезная модель относится к технике хранения и распределения газов и жидкостей.
Известен криогенный газификатор, содержащий внутренний сосуд без избыточного давления и наружный сосуд высокого давления, разделенные вакуумной полостью, трубопровод с установленным на нем запорным органом, сообщающий верхнюю часть внутреннего сосуда с полостью наружного сосуда, с клапаном и теплообменник, размещенный под днищем газификатора и подключенный входом через клапан к нижней части внутреннего сосуда, а выходом-к трубопроводу перед запорным органом (Авторское свидетельство SU 1640493 А1, 07.04.1991 г.). При заправке газификатора запорный орган и клапан закрыты. При работе газификатора открываются запорный орган и клапан, при этом испарившийся в теплообменнике газ поступает в вакуумную полость и в газовую подушку внутреннего сосуда, интенсифицируя процесс испарения. Недостатком данного криогенного газификатора является сложность конструкции, которая также не предусматривает защиту от теплового удара и значительных температурных напряжений, особенно при его заправке криогенной жидкостью.
Известен топливный баллон с криогенной заправкой, включающий внешний сосуд высокого давления и внутренний сосуд без перепада давления, полость которого соединена с магистралью заправки и опорожнения, а в верхней части сообщена с полостью сосуда высокого давления, на внешнюю поверхность внутреннего сосуда нанесена теплоизоляция, а сообщение между полостями сосудов выполнено в виде отверстий в верхней части внутреннего сосуда (Патент RU 2163699 С1, МПК F17C 9/02, опубл. 27.02.2001). Особенность такого топливного баллона состоит в обеспечении возможности заправки баллона как сжиженным природным газом путем заливки, так и газообразным природным газом путем компримирования, чем достигается его универсальность.
Недостатком прототипа является отсутствие возможности управлять процессом газификации.
Задачей полезной модели является управление процессом газификации за счет установки контура газификации.
Это достигается за счет того, что в криогенном газификаторе, содержащем баллон с криогенной заправкой, согласно полезной модели, установлен дополнительно внешний контур газификации, который содержит трубопровод подачи жидкого криопродукта, подключенный снизу к внутреннему сосуду баллона с криогенной заправкой и соединенный с вентилем, за которым последовательно установлены испаритель с входным и выходным клапанами, теплообменник, соединенный по трубопроводу подачи газифицированного криопродукта через вентиль с внешним сосудом баллона с криогенной заправкой, а также теплообменник связан с потребителем по трубопроводу подачи газифицированного продукта через вентиль подачи газа к потребителю Сущность полезной модели поясняется чертежами. На фиг. 1. изображена схема криогенного газификатора с основными структурными элементами. На фиг. 2 представлена T-S диаграмма процессов регазификации криопродукта во внешнем контуре газификации криогенного газификатора. Криогенный газификатор содержит:
1 - баллон с криогенной заправкой, 2 - трубопровод подачи жидкого криопродукта, 3 - вентиль, 4 - испаритель с входным и выходным клапанами, 5 - теплообменник, 6 - трубопровод подачи газифицированного криопродукта, 7 - вентиль, 8 - вентиль подачи газа к потребителю. Внутренний сосуд баллона с криогенной заправкой 1 соединен с контуром газификации трубопроводом подачи жидкого криопродукта 2 через вентиль 3 с испарителем с входным и выходным клапанами 4 и теплообменником 5, который соединен трубопроводом подачи газифицированного криопродукта 6 через вентиль 7 с внешним сосудом баллона с криогенной заправкой 1. Теплообменник 5 также соединен трубопроводом подачи газифицированного продукта 6 с потребителем через вентиль подачи газа к потребителю 8. Работа устройства осуществляется следующим образом. Из внутреннего сосуда баллона с криогенной заправкой 1 по трубопроводу подачи жидкого криопродукта 2 при открытом положении вентиля 3 за счет гидростатического давления столба жидкости порция жидкого криопродукта поступает с полость испарителя с входным и выходным клапанами 4. Испаритель с входным и выходным клапанами 4 представляет собой камеру, в которой размещаются входной и выходной клапаны. Камера работает в пульсирующем режиме следующим образом. За счет подвода тепла от стенок камеры к порции жидкого криопродукта, он испарятся с повышением давления (процесс a-b-c-d - изохорный нагрев криопродукта). При этом нижний входной клапан испарителя с входным и выходным клапанами 4 закрывается, а верхний клапан испарителя с входным и выходным клапанами 4 открывается и газифицированный криопродукт перемещается в теплообменник 5, где он догревается (процесс d-e - изобарный нагрев) и далее по трубопроводу подачи газифицированного криопродукта 6 при открытом положении вентиля 7 поступает во внешний сосуд баллона с криогенной заправкой 1. После выравнивания давления в емкости с криогенной заправкой 1 и во внешнем контуре газификации входной клапан испарителя с входным и выходным клапанами 4 за счет давления гидростатического столба жидкости вновь открывается, и процесс повторяется до тех пор пока трубопроводе подачи жидкого криопродукта 2 не останется последней порции жидкого криопродукта.
Полученный в теплообменнике 5 газифицированный криопродукт может подаваться к потребителю по трубопроводу подачи газифицированного криопродукта 6 при открытом положении вентиля подачи газа к потребителю 8.
Таким образом, применение такого устройства позволяет управлять процессом газификации с гарантированным преодолением гидравлического сопротивления испарившегося криогенного продукта в трубопроводе подачи газифицированного продукта.