Способ производства азотной шуги и устройство для его осуществления - RU2005128295A

Реферат

1. Способ производства азотной шуги, отличающийся тем, что низкотемпературный сосуд заполняют жидким азотом, размещают в сосуде эжектор, который всасывает жидкий азот посредством продувания хладагента (жидкого или газообразного), такого как охлажденный до низкой температуры газообразный гелий или жидкий гелий, имеющего давление выше, чем в пространстве внутри сосуда, охлаждают хладагентом жидкий азот, выдуваемый вместе с хладагентом до превращения в мелкодисперсные частицы твердого азота, которые падают, выводят из сосуда газ, находящийся в пространстве сосуда, таким образом, что в этом пространстве поддерживают давление выше атмосферного давления.

2. Способ по п.1, в котором размеры частиц твердого азота контролируют изменением давления подачи хладагента в эжектор и/или изменением диаметра отверстия сопла.

3. Способ по п.1, в котором диффузорную часть эжектора нагревают, чтобы предотвратить примерзание твердого азота к диффузорной части эжектора.

4. Способ по п.1, в котором твердый азот получают в виде мелкодисперсных частиц, размещая два эжектора и, подвергая струи, вытекающие из диффузоров этих эжекторов, столкновению друг с другом.

5. Способ по п.1, в котором хладагентом для рабочего тела эжектора является гелий, водород или неон, и предпочтительным хладагентом для рабочей текучей среды эжектора является гелий.

6. Способ по п.1, в котором замерзание поверхности жидкого азота в низкотемпературном сосуде предотвращают перемешиванием этой поверхности.

7. Устройство для производства азотной шуги, содержащее низкотемпературный сосуд, приспособленный для заполнения жидким азотом, эжектор, расположенный в сосуде, средство для откачки пространства сосуда, причем линия подачи рабочей текучей среды в эжектор, линия, ведущая из сосуда наружу, присоединена к патрубку эжектора с рабочей текучей средой, трубу для всасывания жидкого азота, которая проходит почти до дна сосуда и соединена с патрубком эжектора, который предназначен для всасывания текучей среды, при этом сохраняемый жидкий азот всасывается через трубу для всасывания жидкого азота для выдувания его с хладагентом, охлаждается до отвердевания и падает в сохраняемый жидкий азот в виде мелкодисперсных частиц жидкого азота при подаче жидкого или газообразного хладагента, такого как жидкий или охлажденный до низкой температуры газообразный гелий, имеющего давление выше, чем в пространстве внутри сосуда, в эжектор через линию подачи рабочей текучей среды эжектора и посредством ее вдува.

8. Устройство по п.7, в котором предусмотрено средство для регулировки давления, которое меняет давление подачи хладагента в эжектор и расположено на стороне линии подачи рабочей текучей среды в эжектор.

9. Устройство по п.7, в котором предусмотрено средство для нагревания для предотвращения примерзания твердого азота к диффузорной части эжектора, расположенное на диффузорной части эжектора.

10. Устройство по п.7, в котором твердый азот производится в виде мелкодисперсных частиц, размещая два эжектора и подвергая струи, вытекающие из диффузоров этих эжекторов, столкновению друг с другом.

11. Устройство по п.7, в котором предусмотрена мешалка, имеющая лопатку, способную перемешивать поверхность сохраняемого жидкого азота и предотвращать замерзание поверхности жидкого азота перемешиванием этой поверхности.

12. Способ производства азотной шуги, отличающийся тем, что давление газовой фазы жидкого азота в адиабатическом сосуде сбрасывают, чтобы вызвать испарение азота из жидкой фазы так, что температура достигает тройной точки азота вследствие снижения температуры, и образуется твердый азот, и полученный твердый азот в результате перемешивания содержимого адиабатического сосуда превращается в шугу.

13. Способ по п.12, в котором жидкую поверхностную часть жидкого азота и нижнюю часть в адиабатическом сосуде перемешивают раздельно.

14. Устройство для производства азотной шуги, содержащее адиабатический сосуд, заполненный жидким азотом, средство для сброса давления, соединенное с верхней частью сосуда для сброса давления во внутренней части сосуда, средство для перемешивания, способное перемешивать содержимое адиабатического сосуда, средство для определения температуры, при этом жидкий азот в сосуде подвергают сбросу давления, чтобы под действием сброса давления азот испарялся так, чтобы температура азота достигала тройной точки азота посредством этого снижения температуры, и образовывался твердый азот, причем полученный твердый азот превращают в шугу при перемешивании полученного твердого азота средством для перемешивания.

15. Устройство для производства азотной шуги, содержащее адиабатический сосуд, заполненный жидким азотом, средство сброса давления, соединенное с верхней частью сосуда для сброса давления во внутренней части сосуда, средство для перемешивания, способное перемешивать содержимое адиабатического сосуда, средство для определения температуры и окно для визуального наблюдения, при этом жидкий азот в сосуде подвергают сбросу давления, чтобы под действием сброса давления азот испарялся так, чтобы температура азота достигала тройной точки азота посредством этого снижения температуры, и образовывался твердый азот, причем полученный твердый азот превращают в шугу при перемешивании полученного твердого азота средством для перемешивания.

16. Устройство по п.14 или 15, в котором средство для перемешивания содержит средство для перемешивания жидкой поверхности жидкого азота и средство для перемешивания нижней части адиабатического сосуда.

17. Способ определения концентрации твердого вещества в азотной шуге, в котором определяют концентрацию твердого вещества в азотной шуге, полученной по п.12, измеряют объем азотной шуги в то время, когда температура достигает тройной точки, и объем азотной шуги в то время, когда операция заканчивается, чтобы определить концентрацию твердого вещества в азотной шуге.

18. Способ по п.17, в котором объем азотной шуги измеряют с помощью датчика уровня, которым снабжен адиабатический сосуд.

19. Способ охлаждения сверхпроводящего тела, в котором используют материал, показывающий состояние сверхпроводимости вблизи температуры жидкого азота или температуры сосуществования жидкого и твердого азота, в котором сверхпроводящее тело погружают в азотную шугу, помещенную в адиабатический сосуд, при этом тело, которое должно быть охлаждено, контактирует с азотной шугой.

20. Способ по п.19, в котором сверхпроводящее тело погружают в азотную шугу, помещенную в адиабатический сосуд тогда, как азотную шугу, помещенную в адиабатический сосуд, перемешивают.

21. Способ охлаждения сверхпроводящего тела, в котором используют материал, показывающий состояние сверхпроводимости вблизи температуры жидкого азота или температуры сосуществования жидкого и твердого азота, в котором азотная шуга течет в адиабатической трубе так, что тело погружено в текущую азотную шугу, при этом тело, которое должно быть охлаждено, контактирует с азотной шугой.

22. Устройство для охлаждения сверхпроводящего тела, в котором используется материал, показывающий состояние сверхпроводимости вблизи температуры жидкого азота или температуры сосуществования жидкого и твердого азота, содержащее адиабатический сосуд, азотную шугу, размещенную в этом сосуде, входной и выходной патрубки для погружения тела в азотную шугу.

23. Устройство по п.22, которое дополнительно содержит мешалку для перемешивания азотной шуги, содержащейся в сосуде.

24. Устройство для охлаждения сверхпроводящего тела, в котором используется материал, показывающий состояние сверхпроводимости вблизи температуры жидкого азота или температуры сосуществования жидкого и твердого азота, содержащее адиабатическую трубу, приспособленную для закладки тела для охлаждения, средство перемещения потока азотной шуги в трубе, входной и выходной патрубки в трубе для закладки и выемки тела, азотную шугу в количестве, по крайней мере, достаточном для течения в трубе, в котором тело вводится в текущую азотную шугу, которое контактирует с азотной шугой для охлаждения.