تساعد أوعية ديوار على تخزين مادة عند درجة حرارة ذات قيمة أقل أو أعلى. إحدى الصفات الرئيسية لمثل هذا الجهاز هي الموصلية الحرارية المنخفضة. نتيجة لهذا ، يمكن أن تحافظ درجة الحرارة على قيمتها الأصلية. بالإضافة إلى ذلك ، يتم تسهيل تنشيط هذا العامل أيضًا من خلال عمليات ذات اتجاهات مختلفة تحدث في المادة نفسها.
تصميم سفينة حديث
يتم صنع السفن سفن ديوارلذلك ... كلا الزجاجين - سواء الزجاجي الداخلي أو الخارجي ، مصنوعان من الألومنيوم المقاوم للحرارة. في بعض الأحيان يمكن استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ كمكون رئيسي. الخاصية الرئيسية لمادة ما لوضعها في وعاء هي الثقل النوعي. بين الكأسين يوجد رابط. يجب أن تكون قوية بما فيه الكفاية ، ولكن في نفس الوقت رقيقة بما فيه الكفاية. يمكن أن تكون مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ أو من البلاستيك الأكثر متانة (أحدث الاتجاهات).
يواجه المصنعون باستمرار مسألة ضمان ختم الفراغ بسبب التثبيت الحالي. للقيام بذلك ، فإن الوعاء الخارجي مغطى بمادة خاصة - مادة ماصة. هذه المادة قادرة على امتصاص الغازات الزائدة المنبعثة داخل الوعاء. لتقليل فقد الحرارة ، يتم تغطية الوعاء بالإضافة إلى ذلك بمادة عازلة للحرارة. لتقليل عملية الحمل الحراري المحتملة ، يتم توصيل أسطوانة رغوية بالغطاء ، والتي تتداخل مع العبور ، ولكنها لا تفعل ذلك تمامًا. يتم ضخ كل تلك الغازات ذات الضغط المنخفض خارج منطقة التفريغ. السطح مصقول بعناية من الداخل.
الهيليوم ديوار
يرجع استخدام الهيليوم لاستخدامه في تصميم الأوعية إلى انخفاض فقد الحرارة. لهذا هذه الأنواعالوعاء محمي بالهيليوم المبرد بالنيتروجين السائل. بالنسبة للشاشة ، يتم استخدام المعادن التي تنقل الحرارة بشكل جيد. في وعاء ديوار ، يمكن ملاحظة قافزين: أحدهما مصنوع للنيتروجين السائل والآخر للهيليوم. يتم تزويد عبور الهيليوم أيضًا بتركيبات تصريف وموصلات لتوصيل مقياس ضغط وسيفون. تسمح لك طرق التحكم هذه ببناء ضغط معين والتحكم في التلاعبات التي يتم إجراؤها.
نطاق سفن ديوار
يستخدم أي شخص أوعية ديوار كل يوم تقريبًا في حياته ، وأحيانًا يكون غير مدرك تمامًا لها. الترمس العادي هو نموذج وعاء تم تكييفه لحفظ الشاي والقهوة والمشروبات الأخرى. تستخدم الديوارات في البحث التجريبي للمساعدة في الحفاظ على برودة المواد. بالإضافة إلى ذلك ، يسمح لك هذا الجهاز بترك عينات بيولوجية غير متغيرة لاستخدامها في الطب.
خزانات ديوار
تستخدم الخزانات بأنواعها المختلفة لنقل المواد المبردة لمسافة. مبدأ تصنيعها متطابق ، يتم زيادة الأحجام فقط مقارنة بالسفن التقليدية. الأساس الذي يصنعخزانات ديوار متحركةممكن للتطبيق - جدران ذات قاع مزدوج. مادة تصنيع الزجاج من الفولاذ ، وتصنع منها وصلات العبور. يستخدم النيتروجين السائل كوسيط تبريد ، ويمكن حماية الخزان بطبقة من الهيليوم. تساعد خزانات ديوار في الحفاظ على جودة المادة المبردة في حالتها الأصلية.
العزل الحراري لأوعية ديوار
في السابق ، تم استخدام نموذجين لتوفير العزل الحراري للسفينة: الفراغ ، ودرع الوعاء بالهيليوم ، إلى جانب النيتروجين المبرد. كان كلا النموذجين فعالين للغاية ، ولكن في كلتا الحالتين قد تكون هناك بعض النقاط الصغيرة جدًا التي تحتاج إلى تحسين. على وجه الخصوص ، مع احتمال تسرب الغاز وانتهاك سلامة القشرة ، كان من المستحيل تقريبًا اكتشافها. يتيح استخدام السوائل المبردة بمختلف أنواعها زيادة الأمان في استخدام الوعاء. بعد كل شيء ، في حالة الخسارة الكبيرة للمنتج الأصلي ، يمكن للسفينة أن تنفجر بسبب اختلاف الضغط بين البيئة الداخلية والخارجية.
العزل الحراري لخطوط الأنابيب لضخ النيتروجين
النيتروجين هو أحد المواد التي تتطلب مراقبة مستمرة أثناء الضخ والنقل. لذلك ، يجب أن يكون العزل الحراري لخطوط الأنابيب الملامسة لهذا الغاز مناسبًا. في أغلب الأحيانالعزل الحراري لخطوط الأنابيباليوم يتم تنفيذه على شكل مادة خزفية سائلة. الكثير من كرات السيليكون المملوءة بالأكسجين ، غير المرئية للعين ، تتحرك باستمرار داخل تناسق السائل. أساس هذا السائل هو بوليمرات الأكريليك والمطاط الصناعي والعناصر غير العضوية. يساهم هذا المزيج في زيادة المرونة وزيادة الموثوقية للمواد. عادة ما تكون هذه المواد السائلة بيضاء اللون. يجف بسرعة كافية ، ويشكل الفيلم الواقي اللازم.
طريقة جديدة للعزل الحراري
بفضل التقنيات التي يتم تشغيلها (استخدام العزل الحراري السائل) لنقل وتخزين النيتروجين والمواد الأخرى ، يجب أن يصبح إنتاج أوعية ديوار أرخص بكثير. في الوقت نفسه ، ستزداد فوائد استخدام الأجهزة للأغراض العملية بشكل ملحوظ. ينطبق هذا أيضًا على الدبابات والسفن الصغيرة المصنوعة على نفس الأساس.
تقوم شركة HVM ، وهي شركة إيطالية مقرها في ليفورنو ، بتصميم وتصنيع مجموعة واسعة من أجهزة الديوار المبردة لأكثر من 20 عامًا ، مع ضغوط عمل مختلفة ، وأنظمة إزالة الغاز والسائل المختلفة ، والتحكم الرأسي والأفقي ، والمنصات النقالة ، إلخ. تستخدم منتجات الشركة في تخزين ونقل الغازات في درجات حرارة منخفضة. مجالات الاستخدام:
- صناعي
- علمي
- غذاء
- تربية الأسماك
- علم الأحياء القري
- تربية الحيوان
- مكافحة الآفات
كما طورت الشركة تركيبات للعلاج بالأكسجين (ثابت "OXY-BLU" و "OXY-LIGHT" مدمج).
تلبي جميع المنتجات المتطلبات الأوروبية ADR و TPED (التوجيه 2010/35 / UE). Westmedgroup هي المورد الرسمي للأوعية المبردة لـ السوق الروسيتكنولوجيا طبية.
وعاء ديوار - وعاء مصمم للتخزين طويل الأمد للمواد في درجات حرارة مرتفعة أو منخفضة. يتم الحفاظ على درجة حرارة ثابتة بالطرق السلبية ، من خلال العزل الحراري الجيد و / أو العمليات في المادة المخزنة (مثل الغليان). هذا هو الفرق الرئيسي بين وعاء ديوار والثرموستات وأجهزة التبريد.
تم تطوير أول حاوية لتخزين الغازات المسيلة في عام 1881 من قبل الفيزيائي الألماني أ.ف. وينهولد. كان عبارة عن صندوق زجاجي مزدوج الجدار به هواء تم إخلاءه من الفراغ بين الجدران واستخدمه الفيزيائيان K. Olszewski و S. Vrublevsky لتخزين الأكسجين السائل.
قام الفيزيائي الاسكتلندي السير جيمس ديوار بتحسين الصندوق الزجاجي Weinhold في عام 1892 ، وتحويله إلى دورق ضيق العنق مزدوج الجدار لتقليل تبخر السائل. المسافة بين الجدران مطلية بالفضة ويتم ضخ الهواء منها. علق ديوار هذا الهيكل الهش بأكمله على الينابيع في غلاف معدني. بفضل تطوره ، كان ديوار أول من حصل على الهيدروجين السائل وحفظه (1898) وحتى الهيدروجين الصلب (1899).
تم إنتاج أول ديوار للاستخدام التجاري في عام 1904 ، عندما تأسست شركة الترمس الألمانية Thermos GmbH. في المختبرات والصناعة ، يتم استخدام وعاء ديوار لتخزين السوائل المتجمدة ، وهي النيتروجين السائل الأكثر شيوعًا.
في الطب والطب البيطري ، تُستخدم أوعية ديوار الخاصة للتخزين طويل الأمد للمواد البيولوجية في درجات حرارة منخفضة.
في الجيوفيزياء ، توضع المكونات الإلكترونية والبلورات في أوعية ديوار عند العمل في الآبار الساخنة (من 400 ألف).
تختلف أجهزة التبريد
حسب نوع المبرد المستخدم (نيتروجين ، هيليوم ، هيدروجين ، إلخ) ؛
حسب المواد التي صنعت منها (زجاج ، معدن ، بلاستيك) ؛
وفقًا للغرض المقصود منه (للهندسة الراديوية ، والبصرية ، والطبية ، وغيرها من الأبحاث ، للمغناطيسات فائقة التوصيل ، وأجهزة استقبال الإشعاع ، وما إلى ذلك).
ميزة استخدام الخزانات العمودية المبردة هي توفير المساحة مقارنة بالخزانات المبردة الأفقية. ومع ذلك ، تتطلب الخزانات العمودية تطوير مشروع لتركيبها وتسجيلها لدى سلطات Rostekhnadzor ، على عكس خزانات النقل المبردة.
لتلبية احتياجاتهم ، ليس لدى الجميع فكرة عن أجهزتهم. سنخبرك الآن كيف يتم ترتيب هذه الحاوية ولماذا تحتفظ السوائل المبردة بخصائصها بداخلها.
النموذج الأولي للسفينة الحديثة
تم اختراع أول خزان تخزين للسوائل المبردة في نهاية القرن التاسع عشر في ألمانيا. ثم كان صندوقًا زجاجيًا بجدران مزدوجة ، تم إنشاء فراغ بينهما. قام العالم الاسكتلندي جي ديوار بتحسين الاختراع من خلال إعطائه شكل قارورة ذات رقبة ضيقة.
لم يتم اختيار هذا التصميم بالصدفة - يمنع العنق الضيق التبخر السريع للسوائل المبردة ، ويساعد الفراغ في مساحة الجدار الداخلي في الحفاظ على درجة الحرارة المرغوبة للمواد. تعرضت الجدران من الداخل للفضة ، مما وفر عزلًا حراريًا إضافيًا. مع ظهور التقنيات الجديدة ، تم تحسين التصميم حتى حصلنا على المنتج الذي نستخدمه الآن.
تصميم أوعية ديوار الحديثة
تختلف المنتجات الحديثة التي اعتدنا عليها إلى حد ما عن سابقاتها. بينما كانت أول ديوار مصنوعة من الزجاج ، فهي مصنوعة الآن من الألومنيوم أو الفولاذ المقاوم للصدأ. تلعب القوة والوزن دورًا مهمًا في اختيار المواد.
المكونات الرئيسية لسفينة ديوار:
- السفينة الخارجية والداخلية
- رقبه؛
- جفن العين؛
- الممتزات لمساحة الجدار الداخلي.
الأوعية الخارجية والداخلية متصلة بالرقبة. من الفراغ بينهما ، يتم ضخ الهواء إلى ضغط 10 −2 باسكال (يتم إنشاء فراغ). جدران الوعاء الداخلي مغطاة بمادة ماصة من الخارج. تم القيام بذلك لإزالة الغازات المتبقية من فراغ الفراغ.
العنق يربط كلا الجزأين من الوعاء. اعتمادًا على الطراز ، يمكن أن يكون العنق ضيقًا أو عريضًا بدرجة كافية (يصل قطره إلى 210 مم). إنه مصنوع من البلاستيك المقوى ، ويمكن استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ لتقليل تكلفة الإنتاج.
يسمح لك غطاء الوعاء بإغلاق الرقبة بإحكام (ولكن ليس بإحكام). بالإضافة إلى ذلك ، يتم إرفاق أسطوانة رغوية به ، والتي تغلقها وتساعد على نزيف النيتروجين السائل الزائد. تخلوا عن الفضة في جدران الوعاء واستبدلوها بالتلميع.
إذا كنت تبحث عن ديوار عالية المواصفات الفنية، نوصي بطلبها في متجرنا. جميع المنتجات مصحوبة بضمان ، وستتيح لك مجموعة كبيرة من المنتجات اختيار الخيار الأفضل.
كان جيمس ديوار (1842-1923) فيزيائيًا وكيميائيًا اسكتلنديًا يعيش في لندن. خلال حياته ، تمكن من الفوز بالعديد من الجوائز والميداليات ، وقام بعدد لا يصدق من الاكتشافات ، والتي لعب الكثير منها دورا هامافي تطوير العلوم الدقيقة. من بين إنجازاته في الفيزياء ، من الملحوظ مساهمته في دراسة الحفاظ على درجة الحرارة بمساعدة جهاز ابتكره ، يُدعى "وعاء ديوار". تم تصميم هذه الوحدة لتخزين المواد المختلفة في درجات حرارة عالية أو منخفضة.
تاريخ الخلق
سفينة ديوار هي نسخة مطورة من جهاز طوره العالم الألماني وينهولد. ومع ذلك ، لديها اختلافات كبيرة. كان اختراع Weinhold على شكل صندوق زجاجي مزدوج الجدران ، وقام Dewar بتغيير هذا التصميم بشكل كبير. قياسا على الصندوق ، كان الجهاز أيضا مزدوج الجدران ، وتم إنشاء فراغ بين جدران هذا الجهاز ، وكانت مطلية بالفضة ، ولتقليل تبخر السائل ، تم تضييق حلق الجهاز.
طلب
حتى الآن ، وصل إنتاج سفن ديوار إلى مستوى صناعي ، حيث يتم استخدامها في كل مكان ليس فقط في الصناعات المختلفة ، ولكن أيضًا في الحياة اليومية. قلة من الناس يعرفون أن الترمس هو أيضًا وعاء ديوار. فيما يتعلق بالصناعة ، غالبًا ما تستخدم هنا أوعية ديوار للسوائل المبردة الأخرى. أيضًا ، غالبًا ما يستخدم هذا الجهاز في الطب البيطري والأدوية لتخزين المواد البيولوجية المختلفة.
حيث أنواع مختلفةنظرًا لأن محتويات الوعاء لها أغراض مختلفة ، يتم استخدامها بطرق مختلفة ، على الرغم من أنه في جميع الحالات ، قبل وضع المحتويات في الوعاء ، من الضروري إحضارها إلى درجة الحرارة المناسبة ، أي الحرارة أو البرودة. يتم الحفاظ على درجة حرارة المادة الموجودة داخل الجهاز بسبب عاملين: العزل الحراري والعمليات التي تحدث معه.
ترمس
النوع الأكثر شهرة وشعبية من أوعية ديوار هو الترمس. في بداية القرن العشرين ، عدل رينولد برجر هذا الجهاز قليلاً لجعله مناسبًا للاستخدام المنزلي. تم وضع القارورة الزجاجية في علبة معدنية ، مما يجعلها أكثر أمانًا ومتانة ، وتم استبدال السدادة التي تم تركيبها على وعاء ديوار بسدادة وغطاء.
في البداية ، توقع المخترع أن يتم استخدام مثل هذا الجهاز لتخزين الطعام ، ولكن نتيجة لذلك ، أصبح الترمس رائجًا على وجه التحديد لأنه يمكن أن يحافظ على درجة حرارة المشروبات لفترة طويلة. يمكن اعتبار 30 سبتمبر 1903 عيد ميلاد الترمس ، حيث حصل برغر في هذا اليوم على براءة اختراع لاختراعه وبدأ الإنتاج.
على الرغم من أن القصة لا تنتهي عند هذا الحد. ديوار ، الذي علم أن إصدارًا مطورًا من جهازه كان نجاحًا تجاريًا وساعد برغر على كسب العيش الكريم ، رفع دعوى قضائية. ولكن نظرًا لعدم تسجيل براءة اختراع جهازه ، فإن المحكمة لم تفِ بمتطلباته.
اكتسبت سفينة ديوار ، التي اخترعها عالم اسكتلندي ، شعبية واسعة بعد ولادتها تقريبًا ولا تفقدها حتى يومنا هذا. يستخدم على نطاق واسع في كل من الصناعة والحياة اليومية ، مما يجعلها واحدة من أهمها
في التلقيح الاصطناعي للحيوانات ، يتم استخدام الحيوانات المنوية المجمدة عند -196 درجة بشكل متزايد ، والتي يتم تخزينها في النيتروجين السائل في حاويات خاصة - قوارير ديوار.
في تربية الحيوانات ، يتم استخدام أنواع مختلفة من أوعية الإنتاج المحلي والأجنبي. الوعاء الأكثر شيوعًا الإنتاج المحلي SD 50 بسعة 52 لترًا.
عندما يعمل الأفراد مع أوعية النيتروجين السائل وديوار ، فإن ما يلي ممكن:
- قضمة الصقيع في المناطق المفتوحة من الجسم التي تتلامس مع الأسطح المبردة أو ابتلاع النيتروجين السائل ؛
- الدوخة أو الإغماء أو الاختناق نتيجة لانخفاض تركيز الأكسجين في الهواء عندما تتبخر كتلة كبيرة من النيتروجين السائل ؛
- انفجار وعاء ديوار بسبب الفقد المفاجئ للفراغ ، والامتصاص السريع للغازات عند تسخين الوعاء ، وأيضًا بسبب تبخر النيتروجين بعنق مغلق بإحكام ؛
- التكثيف على الأكسجين في الهواء المبرد بأسطح النيتروجين السائل والاشتعال عند التلامس مع المواد القابلة للاحتراق.
في هذا الصدد ، من الضروري التعامل مع سفن ديوار بعناية ، بما يتفق بدقة مع تعليمات استخدامها. في حالة السقوط أو الصدمة أو الصدمة المفاجئة ، قد يتم انتهاك سلامة الغلاف الخارجي أو الوعاء الداخلي ، ويصاحب ذلك فقدان الفراغ. من أعراض هذا الخلل التبخر السريع للنيتروجين السائل وثلج الغلاف الخارجي. يمنع منعا باتا تشغيل أو تدفئة أوعية ديوار المعيبة في أماكن العمل. يجب تحرير وعاء ديوار الذي فقد فراغه من الحيوانات المنوية المخزنة والنيتروجين السائل ، ثم يتم تسخينه لمدة ثلاثة أيام في غرفة لا يسمح للناس بالوصول إليها.
لا يمكن إغلاق أوعية ديوار إلا بأغطية مخصصة لها. يحظر إغلاق عنق الإناء بإحكام ؛ يؤدي تبخر جزء من النيتروجين السائل إلى زيادة الضغط داخل الوعاء ، لذلك لا يمكن للأكسجين من الهواء الخارجي دخول الوعاء. بالإضافة إلى ذلك ، تؤدي الزيادة في الضغط إلى خطر تلف الوعاء أو إطلاق النيتروجين السائل.
أثناء النقل ، يجب تثبيت أوعية ديوار والأشياء المجاورة بإحكام لمنع السقوط والأضرار.
من الضروري صب النيتروجين السائل في وعاء ديوار من خلال خرطوم معدني مرن بقطر 18 مم ، ويجب ألا يزيد الضغط وفقًا لمقياس الضغط في خزان النقل عن 0.5 ضغط جوي. يجب إنزال الخرطوم المعدني المرن في الوعاء إلى أسفله بحيث لا يقوم النيتروجين النفاث برمي الخرطوم من العنق ، حيث قد يعاني الأشخاص الذين يعملون في مكان قريب. من وعاء ديوار والوعاء ، يتم الصب من خلال قمع معدني واسع.
أثناء عملية الملء ، يُمنع منعًا باتًا النظر في الوعاء لتحديد مستوى السائل. يعتبر التزود بالوقود مكتملاً عند ظهور أول رذاذ سائل من الرقبة. يجب توخي الحذر بشكل خاص عند ملء ديوار دافئ ، أي جديد أو دافئ. لا تملأ ديوار بالنيتروجين السائل وحده.
أدخل الملاقط والأوعية والأشياء الأخرى في النيتروجين السائل ببطء لتجنب تناثر السوائل الناتج عن "غليان" السائل عند ملامسته للأشياء الدافئة. للتأكد من أن الحيوانات المنوية موجودة دائمًا في النيتروجين السائل ، يتم بشكل دوري تعبئة أوعية ديوار المخصصة لتخزينها عندما ينخفض مستوى النيتروجين السائل إلى نصف سعة الوعاء. يتم التحكم في مستوى النيتروجين عن طريق الغمر الدوري لمسطرة معدنية أو خشبية في النيتروجين.
يتم إثراء النيتروجين السائل ، باعتباره مكونًا أكثر تقلبًا ، بالأكسجين والشوائب. منتج تقني. إنه غير مقبول في خليط يحتوي على أكثر من 15 ٪ من الأكسجين السائل ، لأن مثل هذا الخليط يمكن أن يشتعل عند ملامسته للمنتجات العضوية. يتم التحكم في محتوى الأكسجين بواسطة محلل غاز من النوع GKhP-4. في حالة عدم وجود محلل غاز ، بعد كل 12 عملية إعادة تعبئة للوقود ، يتم تصريف السائل من وعاء ديوار ، ويمتلئ الوعاء بالنيتروجين الطازج. يتم الصرف في منطقة خاصة مفتوحة في مكان آمن. يجب عدم وجود أشجار أو ورق أو أسفلت أو منتجات عضوية أخرى بالقرب من نقاط الصرف.
لمنع تلوث الوعاء ، يتم تخزين الخراطيم والممرات المعدنية المرنة في أغطية. لإزالة "الطمي" أو الجسيمات الصلبة ، من الضروري تصريف محتويات الوعاء ، وشطف الوعاء بالنيتروجين السائل النقي ووضعه على التسخين. في موعد لا يتجاوز ثلاثة أيام بعد التجفيف ، يتم غسل الوعاء بمحلول مائي دافئ (حتى + 30 درجة) من المنظف OP-7 ، ثم يشطف بالماء (لا يزيد عن +70 درجة). يتم غسل وتنظيف السفن في مؤسسات التربية الحكومية ومحطات التربية الحكومية. يجب عدم تسخين السفن. قد تؤدي مثل هذه العملية إلى حدوث انفجار.
يجب أن يرتدي الموظفون الذين يعملون مع ديوار والنيتروجين السائل نظارات واقية (ويفضل دروع زجاج شبكي) أو قفازات أو قفازات. يجب أن تكون الملابس بدون جيوب وسراويل - بدون أصفاد وتغطي الجزء العلوي من الحذاء. يجب أن تكون القفازات فضفاضة بحيث يمكن التخلص منها بسهولة إذا لزم الأمر. إذا لامس النيتروجين السائل الجلد ، اغسل المنطقة المصابة على الفور بكمية كبيرة من الماء.
يجب أن تكون الغرفة التي يعملون فيها بالنيتروجين السائل أو أوعية تخزين ديوار مجهزة بتهوية قسرية للتزويد والعادم توفر محتوى أكسجين في الهواء بنسبة 19٪ على الأقل.
مع التهوية الطبيعية ، يُسمح بالعمل مع النيتروجين السائل في غرفة حجمها أكبر 7000 مرة من حجم النيتروجين السائل الموجود هناك.
يؤدي انخفاض تركيز الأكسجين في الهواء إلى أقل من 16٪ إلى دوار أو إغماء أو اختناق دون أي أعراض أولية. يجب إخراج الضحية إلى الهواء الطلق.
إذا وجدت خطأً ، فيرجى تحديد جزء من النص والنقر السيطرة + أدخل.
