За своите нужди не всеки има представа за устройството си. Сега ще ви кажем как е устроен този контейнер и защо, намирайки се в него, криогенните течности запазват свойствата си.
Прототипът на съвременния кораб
Първият резервоар за съхранение на криогенни течности е изобретен в края на деветнадесети век в Германия. Тогава това беше стъклена кутия с двойни стени, между които се създаваше вакуум. Шотландският учен Дж. Дюар финализира изобретението, придавайки му формата на колба с тясно гърло.
Този дизайн не е избран случайно - тясното гърло предотвратява бързото изпаряване на криогенните течности, а вакуумът в междустенното пространство помага да се поддържа определената температура на веществата. Стените от вътрешната страна са със сребро покритие, което осигурява допълнителна топлоизолация. С навлизането на новите технологии, дизайнът беше подобрен, докато получихме продукта, който използваме сега.
Изграждане на съвременни Дюарс
Съвременните продукти, с които сме свикнали, са малко по-различни от своите предшественици. Ако първите Dewars бяха направени от стъкло, сега те са направени от алуминий или неръждаема стомана. Силата и теглото играят важна роля при избора на материал.
Основните компоненти на съда Dewar:
- външен и вътрешен съд;
- врат;
- капак;
- адсорбент за междустенното пространство.
Външните и вътрешните съдове са свързани в гърлото. Въздухът се евакуира от пространството между тях до налягане от 10 −2 Pa (създава се вакуум). Стените на вътрешния съд са покрити с адсорбент отвън. Това се прави, за да се отстранят остатъчните газове от вакуумното пространство.
Вратът свързва двете части на съда. В зависимост от модела вратът може да бъде тесен или достатъчно широк (до 210 мм в диаметър). Изработен е от подсилена пластмаса, за намаляване на производствените разходи може да се използва неръждаема стомана.
Капакът на съда позволява плътно (но не херметично) затваряне на гърлото. Към него допълнително е прикрепен дунапрен цилиндър, който го затваря и спомага за изпускането на излишния течен азот. Те отказаха да посребрят стените на съда, като го заменят с полиране.
Ако търсите високоефективни Dewars, препоръчваме да ги поръчате от нашия магазин. Всички стоки са придружени от гаранция, а голям избор от продукти ще ви позволи да изберете най-добрия вариант.
През 1879 г. немският физик А. Вайнхолд е озадачен от чисто научен проблем: как да се съхранява течен или дори твърд водород с точка на топене до -259,2 ° C в лаборатории. Имаха нужда от съд, който да поддържа толкова ниска температура дори в топла стая. Изходът беше намерен. Ученият има идеята да свърже два тънкостенни стъклени съда, поставяйки един в друг, за да запечата херметично гърлата и да изпомпва въздух от пространството между тях. По този начин вакуумът поддържа температурата на вътрешния контейнер, предотвратявайки го нагряване или охлаждане (обичайната прозорци с двоен стъклопакет). Бидейки и опитен стъклодухач, физикът не е имал затруднения и резултатът е описан подробно в книгата му „Демонстрационни експерименти във физиката“, скромно наричайки изобретението „бутилката на Вайнхолд“. Няколко години по-късно неговият шотландски колега Джеймс Дюар подобри продукта, като посребри вътрешните стени на съда за по-добро поддържане на температурата. И "бутилката" се превръща в "съд на Дюар".
Но подобренията не свършиха дотук. Deutsch Glassblower Burger, който дълго време произвеждаше колби за лаборатории, отбеляза, че колбата на Дюар може да бъде полезна не само в науката, но и в ежедневието.
През 1903 г. Бъргер леко модифицира вакуумния съд на шотландеца, поставяйки крехко стъкло в метална обвивка, оборудвайки го с функционален капак за чаша и първият от тримата разработчици, който разбра как да патентова изобретението. Скоро беше обявен конкурс за най-добро име за нови предмети... Германците активно предлагаха различни сложни имена за кораба. Победител обаче беше жител на Мюнхен, който помни гръцката дума therme (горещ). Така че термосъдът, точно като компанията, която започна производството му получиха името си... През 1904 г. немската компания THERMOS GMBH започва серийното производство на съдове на Дюар, от този момент нататък наричани термос колби.
Естествено, създателят на термоса Джеймс Дюар се опита да докаже правата върху изобретението, което по това време вече носи сериозни приходи. За съжаление ученият не постигна справедливост, Рейнголд Бъргер остана единственият разработчик, посочен в патента.
Оттогава са минали повече от сто години. Сега можете да изберете термос с всякакъв капацитет и цвят, в метална, пластмасова и дори стъклена кутия. И, например, в съветско време, практически във всяко семействоимаше голям тенекиен термос в червено или синьо, украсена с цветяили снимка на изгряващото слънце. Ярък и лъскав, в съветската кухня го държаха на видно място като мебел. Германските термоси не стигнаха до Съюза, но беше лесно да се купи китайски аналог. Повечето от донесените в страната термоси са произведени във фабриката Olen в Пекин. Всъщност чуждите имена на компании обикновено се транскрибират, а не се превеждат, но "Олен" реши да остави в сянка своето Китайскииме, навлизайки на западния пазар като Bejiing Deer (Пекински елен). Така в живота ни влезе тенекиен китаец с немско име.
Като цяло, от онези времена, дизайнът на термоса не се е променил, с изключение на малък, но много важен детайл - тапата. Той, за разлика от горния капак на чашата, не беше завинтен. Факт е, че вътрешният съд на китайския термос е направен от стъкло и нямаше резби. Така че беше използвана само капачка, обикновено изработена от дърво. Естествено, такъв съд не би могъл да бъде обърнат, което не винаги е възможно в природата или при дълги пътувания.
Сега има огромно разнообразие от марки и разновидности на термоси: за храна, напитки, термо чаши. Накратко, напредъкът не стои на едно място. Въпреки това, за мнозина това не е просто обект, а топло напомняне за приятни събития: пътуване сред природата с приятели, дълго пътуване или зимна разходка.
Видео Какво е термос?
HVM, италианска компания със седалище в Ливорно, разработва и произвежда широка гама от криогенни Dewars с различно работно налягане, различни системи за евакуация на газ и течности, вертикално и хоризонтално, палетизирано управление и др. в продължение на повече от 20 години. Продуктите на фирмата се използват за съхранение и транспортиране на газове при ниски температури. Области на употреба:
- промишлени
- научен
- храна
- рибовъдство
- криобиология
- животновъдство
- контрол на вредителите
Също така, компанията разработи апарати за кислородна терапия (стационарни “OXY-BLU” и компактни “OXY-LIGHT”).
Всички продукти отговарят на европейските изисквания за ADR и TPED (Директива 2010/35 / UE). Westmedgroup е официален доставчик на криогенни съдове за руския пазар на медицинско оборудване.
Съд на Дюар - съд, предназначен за продължително съхранение на вещества при повишени или ниски температури. Постоянна температура се поддържа чрез пасивни методи, поради добра топлоизолация и/или процеси в съхраняваното вещество (напр. кипене). Това е основната разлика между съда на Дюар и термостатите, криостатите.
Първият контейнер за съхранение на втечнени газове е разработен през 1881 г. от немския физик A.F. Weinhold. Това беше стъклена кутия с двойна стена с въздух, евакуиран от пространството между стените и се използва от физиците К. Олшевски и С. Врублевски за съхранение на течен кислород.
Шотландският физик сър Джеймс Дюар подобрява стъклената кутия на Weinhold през 1892 г., превръщайки я в колба с двойна стена с тясно гърло, за да намали изпаряването на течността. Пространството между стените е посребрено и въздухът се евакуира от него. Дюар окачи цялата тази крехка конструкция върху пружини в метален корпус. Благодарение на своето развитие, Дюар е първият, който успява да получи и съхранява течен (1898) и дори твърд (1899) водород.
Първите Dewars за търговска употреба са произведени през 1904 г., когато е основана немската компания за термос Thermos GmbH. В лабораториите и в промишлеността съдът на Дюар се използва за съхраняване на криотечни течности, най-често течен азот.
В медицината и ветеринарната медицина специалните Dewars се използват за дългосрочно съхранение на биологични материали при ниски температури.
В геофизиката електронните компоненти и кристалите се поставят в Dewars при работа в горещи кладенци (от 400K).
Криостатите се различават
според вида на използвания хладилен агент (азот, хелий, водород и др.);
от материала, от който са направени (стъкло, метал, пластмаса);
по предназначение (за радиотехнически, оптични, медицински и други изследвания, за свръхпроводящи магнити, радиационни приемници и др.).
Предимството на използването на криогенни вертикални резервоари е спестяването на място в сравнение с хоризонталните криогенни резервоари. Вертикалните резервоари обаче изискват разработването на проект за тяхното инсталиране и регистрация в органите на Ростехнадзор, за разлика от транспортните криогенни резервоари.
Дюар помага да се съхранява вещество при ниска или висока температура. Едно от основните качества на такова устройство е неговата ниска топлопроводимост. Това позволява температурата да остане на първоначалната си стойност. В допълнение, активирането на този фактор се улеснява и от процеси в различни посоки, които протичат в самото вещество.
Модерен дизайн на плавателния съд
Правят се съдове съдове на Дюартака че... И двете стъкла - отвътре и отвън са от топлоустойчив алуминий. Понякога като основен компонент може да се използва неръждаема стомана. Основното свойство на веществото за поставянето му в съд е неговото специфично тегло. Между двете стъкла има джъмпер. Трябва да е достатъчно здрав, но в същото време достатъчно тънък. Може да бъде изработена от неръждаема стомана или най-издръжливата пластмаса (най-новите тенденции).
Производителите постоянно са изправени пред въпроса за осигуряване на вакуумно уплътнение с помощта на съществуващия монтаж. За това съдът, който е отвън, е покрит със специално вещество - адсорбент. Такова вещество е способно да абсорбира излишните газове, освободени вътре в съда. За да се намалят топлинните загуби, съдът е допълнително покрит с топлоизолационен материал. За да се намали възможният процес на конвекция, към капака е прикрепен цилиндър от пяна, който покрива преградата, но не напълно. Всички тези газове, които са под ниско налягане, се евакуират от зоната на вакуума. Вътрешната повърхност е старателно полирана.
Съдове с хелий на Дюар
Използването на хелий за използването му в конструкцията на съд се дължи на ниските топлинни загуби. Следователно този тип съд е екраниран с хелий, охладен с течен азот. За екрана се използват метали, които провеждат добре топлината. В такъв съд на Дюар могат да се наблюдават два моста: единият е направен за течен азот, другият за хелий. Хелиевият джъмпер е оборудван и с релефни фитинги, съединители за манометър и сифон. Такива методи за контрол ви позволяват да създадете определен натиск и да контролирате извършените манипулации.
Обхват на съдовете на Дюар
Всеки човек използва съдовете на Дюар почти всеки ден в живота си, понякога напълно несъзнавайки за това. Обикновеният термос е модел на съд, пригоден за съхранение на чай, кафе и други напитки. Dewars се използват за експериментални изследвания, за да поддържат веществата хладни. В допълнение, това оборудване ви позволява да оставите биологични проби непроменени за тяхното използване в медицината.
Танкове на Дюар
Различни видове резервоари се използват за транспортиране на охладени вещества на определено разстояние. Принципът на тяхното производство е идентичен, само обемите са увеличени в сравнение с обикновените съдове. Основата, която правимобилни резервоари на Дюарвъзможни за използване - стени с двойно дъно. Материалът за производството на очила е стомана, от която се изработват джъмпери. Като охлаждаща среда се използва течен азот; резервоарът може да бъде екраниран със слой хелий. Резервоарите на Дюар помагат да се поддържа качеството на охладеното вещество в първоначалното му състояние.
Топлоизолация на съдовете на Дюар
Преди това бяха използвани два модела за осигуряване на топлоизолация на съда: вакуум и екраниране на съда с хелий, съчетан с охладен азот. И двата модела бяха много ефективни, но и в двата случая може да има някои много незначителни точки, изискващи подобрение. По-специално, с възможно изтичане на газ и нарушаване на целостта на черупката, беше почти невъзможно да се открие. Използването на различни видове криогенни течности дава възможност за повишаване на безопасността при използване на съда. Всъщност, в случай на твърде голяма загуба на оригиналния продукт, съдът може да експлодира поради разликата в налягането между вътрешната и външната среда.
Топлоизолация на тръбопроводи за изпомпване на азот
Азотът е едно от веществата, които изискват постоянно наблюдение по време на изпомпване и транспортиране. Следователно топлоизолацията на тръбопроводите в контакт с този газ трябва да бъде подходяща. Най-честотоплоизолация на тръбопроводиднес се изпълнява под формата на течен керамичен материал. Множество пълни с кислород силиконови топчета, невидими за окото, непрекъснато се движат вътре в течната консистенция. Основата за такава течност са акрилни полимери, синтетичен каучук и неорганични елементи. Тази комбинация допринася за по-голяма гъвкавост, по-голяма надеждност на материала. Този течен материал обикновено е бял на цвят. Изсъхва достатъчно бързо, образувайки необходимия защитен филм.
Нов метод за топлоизолация
Благодарение на въведените в експлоатация технологии (използване на течна топлоизолация) за транспортиране и съхранение на азот и други вещества, производството на съдовете на Дюар също трябва да стане много по-евтино. В същото време ползите от използването на устройства за практически цели ще се увеличат значително. Това се отнася както за резервоари, така и за малки плавателни съдове, направени на една и съща основа.
