Сосуды Дьюара представляют собой специальные емкости с термоизоляцией для хранения и перемещения веществ в сжиженном охлажденном виде. Устройства применяются для хранения разнообразных газов в жидком состоянии таких газов как азот, кислород, гелий, аргон, водород и др.
Области применения
Изделия востребованы в самых разных отраслях за счет способности поддерживать крайне низкие температуры. К основным сферам применения сосудов Дьюара можно отнести:
- Медицина и косметология. Емкости используются для криотерапии и хранения биологических образцов.
- Пищевая промышленность. В кулинарии оборудование применяется для заморозки продуктов, для создания визуальных эффектов в молекулярной гастрономии.
- Металлургия и машиностроение. Устройства применяются для хранения сжиженных газов, охлаждения оборудования, при сварке и резки металлов.
- Оборонная, космическая и авиационная промышленность. В этих отраслях изделия используются для хранения топлива и охлаждающих жидкостей, например, в ракетостроении и авиации.
- Научные исследования. Сосуды Дьюара используются при работе с лазерными технологиями, спектроскопии, а также с целью проведения криогенных химических реакций.
Благодаря компактности и высокой теплоизоляции изделия остаются незаменимыми в тех областях, где требуется поддержание крайне низких температур.
Особенности конструкции
Устройство сосудов Дьюара разработано для минимизации теплопередачи, что позволяет сохранять температуру содержимого продолжительное время. Этому способствует внешняя и внутренняя емкость, между которыми расположен слой теплоизоляции и вакуум. Вакуум призван значительно уменьшить теплопроводность.
Внутренние поверхности покрываются тонким слоем металла, например, алюминия или серебра. Это позволяет отражать тепловое излучение и помогает уменьшить его воздействие на содержимое емкости.
Для предотвращения проникновения тепла в резервуар через верхнюю часть используется горловина, выполненная из композитных материалов. Это дополнительно снижает тепловое воздействие внешней среды.
Сосуды производятся из прочных и устойчивых к воздействию тепла материалов, таких как нержавеющая сталь, алюминий или боросиликатное стекло. Такие материалы не только устойчивы к низким температурам, но и не взаимодействуют с агрессивными веществами.
Вакуум в сосудах Дьюара обеспечивает стабильность температуры на протяжении многих лет, что гарантирует надежность их эксплуатации.
Для предотвращения быстрого испарения содержимого емкости оснащаются крышками с дополнительным утеплителем, часто выполненным из пенопласта.
Внешняя оболочка сосудов имеет защитные элементы, которые минимизируют повреждения при ударах, что делает их более долговечными.
Эти конструктивные особенности делают сосуды Дьюара подходящими для хранения сжиженных газов, таких как азот, кислород, гелий, а также других веществ, требующих защиты от температурных колебаний.
Виды оборудования
Основными разновидностями устройств считаются:
- Сельскохозяйственные сосуды Дьюара (СДС). Сосуды этого типа используются для транспортировки и хранения биоматериалов, которые востребованы в сельском хозяйстве, ветеринарии и медицине. Обычно их объем составляет от нескольких литров до нескольких десятков литров, и они комплектуются канистрами для удобства работы с материалами.
- Промышленные сосуды Дьюара (СДП). Эти емкости предназначены для хранения и транспортировки сжиженных газов, используемых в промышленных процессах. Их объем составляет от десятков до сотен литров. Усиленная конструкция обеспечивает устойчивость к нагрузкам и позволяет применять такие сосуды в металлургии, химической и нефтехимической отраслях, а также в других промышленных сферах.
Каждая из разновидностей имеет конструктивные особенности, адаптированные к определенным задачам. Различия в объемах, материалах и характеристиках эксплуатации делают сосуды Дьюара универсальными устройствами, подходящими для самых разных процессов и условий работы.
Как выбрать оборудование
Подбор сосудов Дьюара осуществляется с учетом их предназначения, объема и особенностей эксплуатации. Для разных сфер применения следует учитывать несколько основных параметров:
- Тип хранимого вещества. К приобретению доступны сосуды Дьюары для жидкого азота, водорода, кислорода, аргона, гелия и других сред.
- Размер емкости. Для лабораторий достаточно небольших сосудов объемом от 1 до 50 литров. В промышленной и сельскохозяйственной сферах используются более крупные емкости от ста литров.
- Изоляционные свойства. Эффективная вакуумная изоляция и наличие отражающих покрытий помогают поддерживать стабильной температуру внутри сосуда и минимизируют испарение содержимого, что продлевает срок его хранения.
- Материалы. Конструкция сосудов Дьюара изготавливается из прочных материалов, выдерживающих воздействие низких температур. Для этого применяется нержавеющая сталь, алюминиевые сплавы, боросиликатное стекло. Не менее важным элементом является вакуумный слой между стенками емкостей, снижающий теплопередачу.
- Герметизация. Надежная система герметизации предотвращает утечку сжиженного газа и поддерживает необходимый уровень давления.
- Прочность и защита от повреждений. При эксплуатации сосуды могут подвергаться ударам и другим механическим воздействиям. Для предотвращения повреждений их снабжают защитными амортизаторами.
- Комфорт применения. Для облегчения перемещения устройства могут оборудоваться ручками, колесами или приспособлениями для подъема, а также системами крепления на специализированное оборудование.
Учитывая эти критерии, можно выбрать сосуд Дьюара, который будет надежно справляться с задачами хранения и транспортировки сжиженных газов в конкретной области применения.