Unter druck gesetzte dewars

Arten von Druckbehältern

Druckbehälter sind spezielle Gefäße, die Flüssigkeiten und Gase bei kryogenen Temperaturen aufbewahren und gleichzeitig einen bestimmten Druck im Behälter aufrechterhalten können. Dies schafft eine sichere Umgebung für die Lagerung von kryogenen Flüssigkeiten, die manchmal extrem flüchtig, reaktiv sind oder einen Siedepunkt haben, der niedriger ist als die Raumtemperatur. Es gibt verschiedene Arten von Druckbehältern.

• Druckbehälter mit einem Gefäß

  Ein Druckbehälter mit einem Gefäß besteht aus einem großen Außenbehälter, der einen vakuumisolierten Innenbehälter enthält. Im Gegensatz zu herkömmlichen Dewar-Behältern, die auf den atmosphärischen Druck angewiesen sind, um ein Verdampfen zu verhindern, ist dieser Innenbehälter so konstruiert, dass er einen bestimmten Druckpegel hält. Die kryogene Flüssigkeit oder das Gas wird im Innenbehälter gelagert, der auf extrem niedrige Temperaturen gehalten wird. Die Konstruktion eines Druckbehälters mit einem Gefäß ist einfach und unkompliziert.

• Druckbehälter mit zwei Gefäßen

  Die Konstruktion eines Druckbehälters mit zwei Gefäßen zeichnet sich durch einen zusätzlichen Außenbehälter aus. Das Vakuum zwischen den beiden Behältern dient als Isolierung und hält die Temperatur des Innenbehälters aufrecht. Die kryogenen Flüssigkeiten oder Gase können durch das Druckentlastungsventil am oberen Ende von Druckbehältern mit zwei Gefäßen, das einen sicheren Ablass von Überdruck ermöglicht, bis zu einem Fünftel schneller verdampfen. Andernfalls verdampfen sie schnell.

• Statischer Druckbehälter

  Statische Druckbehälter sind zwar immer noch Druckbehälter, aber sie sind nicht für dynamische oder betriebliche Aktivitäten vorgesehen. Fast jede industrielle Anwendung, bei der kryogene Vorsichtsmaßnahmen erforderlich sind, erfordert den Einsatz von statischen Druckbehältern. Diese Behälter speichern häufig große Mengen an Sauerstoff, Stickstoff oder Argon, wobei die Tanks manchmal eine Größe von über 30 Millionen Litern erreichen.

• Dynamischer Druckbehälter

  Dynamische Druckbehälter sind für betriebliche oder dynamische Aktivitäten ausgelegt. Dynamische Druckbehälter können für eine Reihe von Aufgaben verwendet werden, wie z. B. kryogene Behandlung, schnelle thermische Schocks oder Hochgeschwindigkeitskühlung und sind häufig leichter und manövrierfähiger als statische Typen.

Spezifikationen und Wartung von Druckbehältern

• Kapazität

  Die Kapazität eines Druckbehälters wird durch die Menge an Flüssigkeit definiert, die er aufnehmen kann, die üblicherweise in Litern oder Gallonen gemessen wird. Die typische Kapazität reicht von 2,5 bis 500 Litern. Zum Beispiel kann ein 10-Liter-Druckbehälter bis zu 10 Liter flüssigen Stickstoff, Sauerstoff oder andere Gase aufnehmen. Darüber hinaus kann die Größe des Dewar-Behälters auch seine Fähigkeit zur Lagerung von Kryogenen beeinflussen.

• Druck

  Der Lagerdruck von Druckbehältern liegt in der Regel zwischen 1 und 5 bar (100 bis 500 kPa), einige Modelle können sogar 20 bar (2.000 kPa) erreichen. Ein höherer Lagerdruck stellt sicher, dass die Flüssigkeiten in einem druckbeaufschlagten Zustand bleiben und nicht zu Gas verdampfen.

• Überführungspumpe

  Einige Druckbehälter sind mit Überführungspumpen ausgestattet, die in der Regel als pneumatische oder Saugpumpen konzipiert sind. Überführungspumpen können einen sicheren und präzisen Flüssigkeitstransfer in Hochdruck- oder Tieftemperaturumgebungen gewährleisten. Mit Überführungspumpen können Bediener schnell und präzise flüssige Kryogene an die gewünschten Stellen oder Geräte liefern.

• Gasauslass

  Gasauslässe werden auch als Entlüftungsventile bezeichnet, die dazu dienen, den Druckaufbau im Dewar-Behälter abzulassen. Sie entlassen den Überdruck, um sicherzustellen, dass der Druck im Behälter konstant bleibt und das Explosionsrisiko reduziert wird.

Wartung

Obwohl kryogene Dewar-Behälter für die Langzeitlagerung von flüssigen Gasen ausgelegt sind und daher wenig Wartung benötigen, kann eine regelmäßige Wartung ihre Langlebigkeit und optimale Leistung sicherstellen.

• Regelmäßige Inspektion

  Prüfen Sie, ob die Innen- und Außenseiten des Dewar-Behälters Dellen, Kratzer, Korrosion oder andere Schäden aufweisen. Alle Schäden können die Isolierung und die Gasdichtheit des Dewar-Behälters beeinträchtigen. Wenn Schäden festgestellt werden, reparieren oder ersetzen Sie diese bitte sofort.

• Reinigen

  Reinigen Sie die Außenfläche des Dewar-Behälters mit einem milden Reinigungsmittel oder Alkohol, um ihn sauber zu halten. Vermeiden Sie die Verwendung von Scheuermitteln oder Bürsten, um eine Beschädigung der Oberfläche zu vermeiden. Vermeiden Sie außerdem das Eintauchen des gesamten Dewar-Behälters in Wasser oder andere Flüssigkeiten.

• Isolierung erhalten

  Die meisten Druckbehälter verwenden eine Vakuumisolierung oder eine Mehrschichtisolierung (MLI), um die niedrige Temperatur im Behälter aufrechtzuerhalten. Bitte vermeiden Sie daher Schäden an den Isolierschichten, um die Isolierleistung der Dewar-Behälter sicherzustellen.

Anwendungsszenarien für Druckbehälter

Im Folgenden sind einige der wichtigsten industriellen Anwendungen eines druckbeaufschlagten kryogenen Dewar-Behälters aufgeführt.

• Medizin

  Ein Druckbehälter wird zur Lagerung von kryogenen Flüssigkeiten wie Stickstoff verwendet, die typischerweise zur Kühlung von biologischen Proben verwendet werden. Einige dieser Bioproben umfassen Blut, Gewebe, Spermien, Eizellen usw. Sie können auch zur Konservierung ganzer Patienten verwendet werden, wie z. B. in Fällen, in denen Kryogenik zur Konservierung des Gehirns oder anderer Körperteile angewendet werden kann.

• Industrielle Fertigung

  Druckbehälter werden in verschiedenen Branchen weit verbreitet eingesetzt. Sie werden häufig in der Stahl-, Automobil-, Metall- und Glasindustrie eingesetzt. In der Automobilindustrie verwenden sie beispielsweise einige Hersteller für ultraschnelle Schweißverfahren. Dies trägt dazu bei, die Produktionseffizienz zu verbessern, indem die Verarbeitungszeit mechanisch reduziert wird. Darüber hinaus kann die kryogene Verarbeitung dazu beitragen, den Verschleiß eines Materials zu reduzieren und so seine Lebensdauer zu verlängern.

• Lebensmittelindustrie

  Restaurants, Hotels und Lebensmittelverarbeitungsunternehmen verwenden ebenfalls Druckbehälter. Im Allgemeinen sind kryogene Flüssigkeiten wie Stickstoff hervorragend für die Schockgefrierung von Lebensmitteln geeignet. Lebensmittel, die kryogenem Gefrieren ausgesetzt sind, behalten Geschmack und Nährwert besser als Lebensmittel, die herkömmlichen Gefriermethoden unterzogen werden. Dies liegt daran, dass beim kryogenen Gefrieren sehr kleine Eiskristalle im Lebensmittel entstehen.

• Metallbehandlung

  Die Unterkühlung von Metall mit kryogener Technologie kann die innere Struktur verändern, um die Zähigkeit, Festigkeit und Haltbarkeit zu erhöhen sowie den Verschleiß zu reduzieren. Metalle werden mit einem kryogenen Kühler oder einer kryogenen Flüssigkeit auf kryogene Temperaturen abgekühlt. Eine kryogene Flüssigkeit ist eine Flüssigkeit, die eine extrem niedrige Temperatur hat und häufig in der kryogenen Technik und Wissenschaft verwendet wird. Zu den gängigen kryogenen Flüssigkeiten gehören unter anderem Helium, Stickstoff und Methan.

  Das kryogene Gefrierverfahren trägt dazu bei, innere Spannungen zu lösen, die Zähigkeit zu erhöhen und die Duktilität von Metallen zu verbessern. Darüber hinaus kann dieses Verfahren die Schlagzähigkeit, die Zugfestigkeit und die Ermüdungsfestigkeit verbessern, d. h. die Fähigkeit eines Materials, sich wiederholenden Belastungen und Entlastungen zu widerstehen. Dewar-Kolben sind wichtig für die Konservierung von Materialien für die zukünftige Verwendung im Bauwesen und in der Industrie.

• Luft- und Raumfahrt

  Dewar-Behälter werden in der Luft- und Raumfahrtindustrie zur Lagerung von Treibstoffen wie Sauerstoff und flüssigem Stickstoff verwendet. Sie unterstützen Satellitenstarts, verschiedene Weltraumforschungsmissionen und die Produktion von Halbleiterchips in der Elektronikindustrie.

So wählen Sie Druckbehälter aus

• Anwendungsbedarf:

  Es ist wichtig, den vorgesehenen Verwendungszweck eines Druckbehälters zu kennen. Verschiedene Sektoren nutzen sie für unterschiedliche Zwecke, was zu unterschiedlichen Anforderungen führt. Beispielsweise sollte ein Dewar-Behälter, der für den medizinischen Bereich bestimmt ist, die Kapazität zur Lagerung von flüssigem Stickstoff zur Konservierung von biologischen Proben haben.

• Kapazität und Volumen:

  Bestimmen Sie die erforderliche Kapazität auf der Grundlage der Menge an flüssigem Stickstoff und der Häufigkeit der Nachfüllungen. Berücksichtigen Sie Faktoren wie den Umfang des Betriebs und die Menge an kryogenen Materialien, die gelagert werden müssen.

• Vakuumisolierung:

  Die Leistung eines Dewar-Behälters wird durch seine Vakuumisolierung bestimmt, die sich darauf auswirkt, wie gut er die Temperatur des Inhalts aufrechterhalten kann. Wählen Sie einen Dewar-Behälter mit hervorragender Vakuumisolierung, um den Wärmeübergang zu minimieren.

• Material und Konstruktion:

  Wählen Sie einen Dewar-Behälter aus strapazierfähigen Materialien, die den Anforderungen der Anwendungsumgebung standhalten können. Die Bauqualität sollte ein leckfreies Design und einen zuverlässigen Betrieb gewährleisten.

• Druckfestigkeit:

  Berücksichtigen Sie die Druckfestigkeit des Dewar-Behälters und stellen Sie sicher, dass er den Anforderungen des Anwendungsszenarios entspricht.

• Sicherheitsmerkmale:

  Bewerten Sie die Sicherheitsmerkmale des Dewar-Behälters, einschließlich Druckentlastungsventilen und Berstscheiben, um sicherzustellen, dass er unter verschiedenen Umgebungsbedingungen sicher betrieben werden kann.

F&A

F: Warum werden Druckbehälter im medizinischen Bereich eingesetzt?

A: Die Druckbehälter werden für die Kryokonservierung, d. h. die Lagerung menschlicher biologischer Proben wie Stammzellen, Blutzellen sowie menschlichem und tierischem Gewebe, bei extrem niedrigen Temperaturen verwendet. Außerdem werden sie zur Lagerung von flüssigem Stickstoff und Sauerstoff verwendet.

F: Kann ein Druckbehälter transportiert werden?

A: Es ist zwar möglich, einen Druckbehälter zu bewegen, dies sollte jedoch nicht ohne Rücksprache mit den Richtlinien des Herstellers erfolgen. Im Allgemeinen sollten sie, falls überhaupt, in einem gesicherten Fahrzeug bewegt werden. Die Ventile sollten geschlossen sein. Der Druck sollte überprüft werden, und die Tür sollte mit Gurten oder Ketten gesichert werden, um ein Verschieben zu verhindern.

F: Kann ein Laserdewar Explosionen vermeiden?

A: Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Explosionen zu vermeiden. Dazu gehört, dass die Druckentlastungsöffnung frei bleibt und der Deckel bei der Lagerung von kryogenen Flüssigkeiten lose ist, um einen Druckaufbau zu vermeiden. Benutzer sollten außerdem jegliche Funken oder Flammen in der Nähe des Dewar-Behälters vermeiden und eine ordnungsgemäße Erdung sicherstellen.

F: Wie lange hält ein Dewar-Behälter?

A: Abhängig von der Qualität des Dewar-Behälters kann er bis zu zwanzig Jahre oder sogar länger ohne nennenswerten Stickstoffverlust halten, selbst bei täglicher Luftzufuhr.

F: Was unterscheidet Dewar-Kolben von herkömmlichen Thermoskannen?

A: Der Hauptunterschied zwischen einem Dewar-Kolben und einer Thermoskanne besteht darin, dass der Dewar-Kolben zwei Glaswände mit einem Vakuum dazwischen hat, während eine Thermoskanne zwei Wände aus Kunststoff oder Edelstahl hat. Außerdem können Dewar-Kolben kryogene Temperaturen aushalten, während Thermoskannen in der Regel nur hohe und niedrige Temperaturen aushalten können.