[发明专利]自吸热式液态气体储存罐

说明书

自吸热式液态气体储存罐属于气体储存、运输领域，尤其是涉及供气源低温、低压液态气体的储存罐。本发明的液态气体储存罐，壳体除有真空绝热层外，还有吸热层。吸热层是利用气体液态变气态吸收热量，且温度不变化的原理，将真空绝热层未能隔绝的少部分热量吸收，从而达到储存的液态气体保持低温状态，使液态气体能长期储存。气体在液态时，储存罐承受的压力较低，且本发明的储存罐有安全阀保护，具有一定的安全性。低压状态所需的罐壳体各层间隔承受压强不高，可使储存罐体的重量减轻，便于运输。本发明的自吸热式液态气体储存罐若盛装液态空气，可作为有害气体环境中的供气源，具有广泛的应用价值。

技术领域

本发明属于气体储存、运输领域，尤其是涉及供气源低温、低压液态气体的储存罐。

背景技术

在污染空气环境中作业人员必须首先解决呼吸问题，尤其在泄漏有害气体、病毒等空间作业，仅靠带口罩是不行的，需要通过防毒面具过滤或通过面罩供给新鲜空气等办法解决。目前解决供给的新鲜空气是装在高压罐中，为盛装更多的空气，一般压力高达40Mpa。由于盛装空气罐要承受较高的压力，所以罐壁较厚，罐体较重，且有一定的高压涨裂危险，携带和搬运都较困难。同质量气体在液态时比在高压状态时体积更小，因此盛装液态气体比同容积高压气体的质量更多。

目前公知的储存液态气体有杜瓦罐，是由外层形成真空绝热层，使内装液态气体保持低温状态。若杜瓦罐盛装液态气体总重量是30Kg，用目前高压罐盛装同质量气体则总重量达200Kg。储存供气源用液态比高压状态不仅容积小，而且储存同质量气体总重量也要少近7倍。杜瓦罐盛装液态气体虽然所承受的压力不高，但由于真空绝热层达不到绝对真空，很难达到100％绝热，因此在非密封状态很难保证液态气体的长期储存。

目前要做到杜瓦罐盛装液态气体达到密封状态，需要杜瓦罐承受很高的压强。若盛装液态气体的杜瓦罐不密封，可以实现杜瓦罐不需承受较大的压强，但储存的液态气体将会慢慢泄漏掉。为达到能更加长时间储存液态气体，目前人们针对杜瓦罐的真空绝热层进行研究。采用加大真空绝热层的厚度、多层碳纤维间隔抽真空等方法，取得了一定的效果。在此基础上，针对能够较长期储存液态气体罐做了大量实验研究，最终发明了一种质量轻、具有自吸热式的液态气体储存罐。

发明内容

本发明的自吸热式液态气体储存罐，壳体除有真空绝热层外，还有吸热层。吸热层是利用气体液态变气态吸收热量，且温度不变化的原理，将真空绝热层未能隔绝的少部分热量吸收，从而达到储存的液态气体保持原低温状态。只要气体在液态时，储存罐承受的压力就不高。低压状态所需的罐壳体各层隔壁不需要承受较高压强，从而可以减轻储存罐体的重量。

当吸热层中的液态气体受到外面绝热层未能隔绝的少部分热量影响，吸收到热量，气体将由液态变成气态，在变成气态时虽然温度未升高，但也要吸收热量。在吸热层若有液态变成气态时压强就要升高，当压强升高到一定值时，安全阀自动泄出气体，使吸热层压强降低。吸热层降压过程还需要吸热，由于外层是绝热层，不会持续供给热量，吸热层中的压强很快会降下来，安全阀不再泄气。吸热层通过气化、减压过程吸收热量，来保持罐中液态气体原来的低温状态，使罐中液态气体能较长时间储存。

为充分利用气体由液态变气态需要气化热的特点，在液态气体中装有液态变成气态的导出管。在液态变气态时温度并不升高，但要吸收热量，因此利用该导管中所生成的气态吸收液态气体的热量，使液态气体温度仍保持原低温状态。当液态变气态时，就会有压强产生，导出管将压强升高的气体通过单向阀排出。在排出压强升高的气体减压过程又需要吸热，因此导管中的压强很快就降低，不再排出气体。

本发明液态气体储存罐的封盖具有安全阀的作用。封盖上端空间内抽为真空，具有绝热作用。当储存罐中的压强超过一定值后，封盖内层被挤压产生形变，将导致泄气。当吸热层的压强降至安全气压后，封盖内层形变恢复原状，不再泄气。一旦储存罐中的压强突然增高，封盖会被挤压弹开，将大量泄气，以保证储存罐壳体的安全。