Fragment van een octrooiaanvraag

Natuurkundigen Karol Olszewski en Zygmunt Wroblewski gebruikten een dubbelwandige glazen doos waarin lucht uit de tussenwand werd gepompt om vloeibaar gemaakte gassen op te slaan. Deze container is ontwikkeld door de Duitse natuurkundige Adolf Ferdinand Weinhold.

Apparaat

De originele Dewar-fles was een glazen fles met dubbele wanden, waartussen lucht werd weggepompt. Om stralingsverlies te verminderen, werden beide interne oppervlakken van de kolf bedekt met een reflecterende laag. Dewar gebruikte zilver als reflecterende coating. Een soortgelijk ontwerp wordt gebruikt in moderne goedkope huishoudelijke thermosflessen.

Moderne ontwerpen

Moderne Dewar-schepen zijn structureel iets anders ontworpen. De binnen- en buitenvaten zijn gemaakt van aluminium of roestvrij staal. De thermische geleidbaarheid van het materiaal is niet belangrijk, maar sterkte en gewicht spelen een grote rol. De nek verbindt de interne en externe bloedvaten. Bij dewars met een volume tot 50 liter is het binnenvat alleen aan de nek bevestigd en ondervindt het grote fysieke belasting. Het heeft ook hoge eisen aan de thermische geleidbaarheid. Die. De nek moet sterk maar dun zijn. Bij gewone schepen is de hals gemaakt van roestvrij staal. Bij hoogwaardige Dewar-kolven is de hals gemaakt van duurzaam versterkt kunststof. Dit roept het probleem op van het vacuümdicht bevestigen van metaal en kunststof. De buitenkant van het binnenvat is bedekt met een adsorbens, dat bij afkoeling restgassen uit de vacuümholte absorbeert. Om warmteverlies te verminderen, is het binnenvat bedekt met extra thermische isolatie. Om de convectiewarmteoverdracht te verminderen, is een schuimcilinder aan het dewar-deksel bevestigd, die de nek niet goed afsluit. De vacuümholte wordt geëvacueerd tot een druk van 10-2 Pa. Het verzilveren van interne oppervlakken werd achterwege gelaten en vervangen door polijsten.

Moderne Dewar-schepen hebben lage verdampingsverliezen: van 1,5% per dag voor grote containers tot 5% per dag voor kleine volumes.

Helium Dewars

Diagram van een helium-Dewar-fles
1 - hals voor het vullen van stikstof;
2 - kop met fittingen;
3 - hals van de heliumcontainer;
4 - container voor vloeibare stikstof;
5 - hitteschilden;
6 - container voor vloeibaar helium;
7 - thermische isolatie;
8 - adsorbens

Koppelingen

• Technische kenmerken, opslag van stikstof in een Dewar-vat

Wikimedia Stichting. 2010.

Zie wat "Dewar-schepen" zijn in andere woordenboeken:

- (vernoemd naar J. Dewar) vaten met dubbele wanden, waartussen een vacuüm ontstaat [minstens 1,33 mn/m2 (10,5 mm Hg)], wat zorgt voor een hoge thermische isolatie van de stof die zich in het vat bevindt. Warmteoverdracht in D. s. gebeurt praktisch...

dewar-schip- Dewarvaten: a, b glas; in metalen voor vloeibare gassen (stikstof en helium). DEWAR VESSEL, een fles met dubbelwandige verzilverde binnenkant, uit de ruimte waartussen lucht is weggepompt. Thermische geleidbaarheid van ijl gas tussen de wanden... ... Geïllustreerd encyclopedisch woordenboek

Een fles met dubbele wanden die aan de binnenkant verzilverd zijn en waar lucht uit de ruimte ertussen wordt gepompt. De thermische geleidbaarheid van het ijle gas tussen de wanden is zo klein dat de temperatuur van de stoffen die in de Dewar-kolf worden geplaatst lange tijd constant blijft... encyclopedisch woordenboek

Een vat met dubbele wanden, waartussen een vacuüm van minimaal 1,33 mN/mI (10–5 mm Hg) ontstaat, wat een hoge thermische isolatie van het interne volume van het vat garandeert. Voorgesteld door de Engelse natuurkundige J. Dewar in 1898. Het eenvoudigste Dewar-schip... ... Encyclopedie van technologie

Een fles met dubbele wanden die aan de binnenkant verzilverd zijn en waar lucht uit de ruimte ertussen wordt gepompt. De thermische geleidbaarheid van het ijle gas tussen de wanden is zo klein dat de temperatuur van de stoffen die in de Dewar-kolf worden geplaatst lange tijd constant blijft... Groot encyclopedisch woordenboek

- [in naam van het Engels. natuurkundige en scheikundige J. Dewar (1842 1923)] een vat met dubbele wanden, waartussen een vacuüm ontstaat, dat zorgt voor een hoge thermische isolatie in het water dat zich in het vat bevindt. Kleine D.s. gemaakt van glas, vaten... ... Groot encyclopedisch polytechnisch woordenboek

Voor vloeibare zuurstof is de Dewar-kolf een vat dat is ontworpen voor langdurige opslag van stoffen bij hoge of lage temperaturen. De substantie moet worden verwarmd of afgekoeld voordat deze in een Dewar-kolf wordt geplaatst. Constante temperatuur... ... Wikipedia

DEWAR-VAARTUIG- Een speciaal koelvat voor het invriezen en bewaren van hengstensperma in vloeibare stikstof. Het is een dubbelwandige container gemaakt van aluminiumlegeringen of roestvrij staal. Tussen de muren wordt speciale thermische isolatie geplaatst. Voor verhoging… Termen en definities die worden gebruikt bij de fokkerij, genetica en reproductie van landbouwhuisdieren

- (van Cryo... en Griekse staten staand, bewegingloos) Een thermostaat waarin de werkende eenheid of het te bestuderen object op temperaturen lager dan 120 K (cryogene temperaturen) wordt gehouden als gevolg van een externe koudebron. Meestal als... Grote Sovjet-encyclopedie

Cryogene temperaturen, doorgaans temperaturen onder het kookpunt van vloeibare lucht (ongeveer 80 K). Dergelijke temperaturen worden gewoonlijk geteld vanaf de temperatuur van het absolute nulpunt (zie Absoluut nulpunt) (273,15 °C of 0 K) en uitgedrukt in Kelvin... ... Grote Sovjet-encyclopedie

In 1879 was de Duitse natuurkundige A. Weinhold verbaasd over een puur wetenschappelijk probleem: hoe vloeibare of zelfs vaste waterstof op te slaan in laboratoria met een smeltpunt van maar liefst -259,2 ° C. Er was een vat nodig dat zelfs in een warme kamer zo’n lage temperatuur kon handhaven. Er werd een oplossing gevonden. De wetenschapper kwam op het idee om twee dunwandige glazen vaten met elkaar te verbinden, de ene in de andere te plaatsen, de halzen hermetisch te solderen en de lucht uit de ruimte ertussen weg te pompen. Het vacuüm handhaafde dus de temperatuur van de interne container, waardoor deze niet kon opwarmen of afkoelen (hetzelfde principe is van toepassing op conventionele raambeglazing). Omdat hij ook een ervaren glasblazer was, beschreef de natuurkundige het resultaat gemakkelijk in detail in zijn boek ‘Demonstration Experiments in Physics’, waarbij hij de uitvinding bescheiden ‘de fles van Weinhold’ noemde. Een paar jaar later verbeterde zijn Schotse collega James Dewar het product door de binnenwanden van het vat te verzilveren om de temperatuur beter te behouden. En de "fles" verandert in een "Dewar-fles".

Maar daar stopten de verbeteringen niet. Duits glasblazer Burger, die al heel lang kolven voor laboratoria produceerde, merkte op dat de Dewar-kolf niet alleen nuttig zou kunnen zijn in de wetenschap, maar ook in het dagelijks leven.

In 1903 wijzigde Burger het vacuümvat van de Schot enigszins door het kwetsbare glas in een metalen omhulsel te plaatsen en het te voorzien van een functioneel bekerdeksel, en de eerste van de drie ontwikkelaars dacht erover om de uitvinding te patenteren. Al snel werd er een wedstrijd uitgeschreven voor de beste naam voor nieuwe items. De Duitsers stelden actief verschillende ingewikkelde namen voor het schip voor. De winnaar was echter een inwoner van München, die zich het Griekse woord therme (heet) herinnerde. Een thermisch vat dus, net als het bedrijf dat het produceerde heb je naam gevonden. In 1904 begon het Duitse bedrijf THERMOS GMBH met de serieproductie van Dewar-vaten, vanaf dat moment alleen thermoses genoemd.

Uiteraard probeerde de maker van de thermoskan, James Dewar, de rechten op de uitvinding te bewijzen, die tegen die tijd al serieuze inkomsten opleverde. Helaas heeft de wetenschapper nooit gerechtigheid bereikt; Reinhold Burger bleef de enige ontwikkelaar die in het patent werd genoemd.

Sindsdien zijn er ruim honderd jaar verstreken. Nu kunt u een thermoskan van elke inhoud en kleur kiezen, in een metalen, plastic en zelfs glazen behuizing. En bijvoorbeeld in de Sovjettijd bijna in elke familie er was een grote tinnen thermoskan, rood of blauw, versierd met bloemen of een afbeelding van de rijzende zon. Helder en glanzend, in de Sovjetkeuken werd het als meubelstuk in het zicht gehouden. Duitse thermosflessen bereikten de Unie niet, maar het was gemakkelijk om een ​​Chinees equivalent te kopen. De meeste thermosflessen die naar het land werden gebracht, werden geproduceerd in de fabriek in Beijing Olen. In feite worden buitenlandse bedrijfsnamen meestal getranscribeerd in plaats van vertaald, maar “Olen” besloot zijn eigen namen in de schaduw te laten. Chinese naam, die de westerse markt betreedt als Bejiing Deer (Pekinghert). Zo kwam een ​​tinnen Chinees met een Duitse naam in ons leven.

Over het algemeen is het ontwerp van de thermoskan sinds die tijd niet veranderd, met uitzondering van een klein maar zeer belangrijk detail: de stop. Het is, in tegenstelling tot het bovenste bekerdeksel, niet vastgeschroefd. Feit is dat het binnenvat van de Chinese thermoskan uit glas bestond en geen schroefdraad had. Er werd dus alleen een plugdeksel gebruikt, meestal een houten exemplaar. Uiteraard kan een dergelijk vaartuig niet worden omgedraaid, wat in de natuur niet altijd mogelijk is op lange reizen.

Nu is er een grote verscheidenheid aan merken en variëteiten thermosflessen: voor eten, drinken, thermische mokken. Kortom: de vooruitgang staat niet stil. Voor velen is het echter niet alleen een object, maar een warme herinnering aan aangename gebeurtenissen: een uitstapje naar de natuur met vrienden, een lange reis of een winterwandeling.

Video Wat is een thermoskan?

Cryogene technologie is speciale apparatuur die de productie, langdurige opslag en transport van verschillende gassen mogelijk maakt. Tegelijkertijd wordt een van de belangrijkste componenten van deze apparatuur beschouwd als een Dewar-schip.

Wat het is?

Dit item is een speciaal type vat dat nodig is voor het opslaan van verschillende stoffen, waarvan de temperatuur verschilt van de temperatuur van het aflossingsmedium (lager of hoger). Met behulp van dergelijke vaten is het mogelijk stoffen gedurende lange tijd op de vereiste temperatuur op te slaan. Over het algemeen gedraagt ​​de Dewar-fles zich als een bekende huishoudelijke thermoskan.

Structuur van een Dewar-schip

Om een ​​lage thermische geleidbaarheid te garanderen, wordt het Dewar-vat vervaardigd met behulp van een speciale technologie. Het bestaat uit 2 reservoirs:

• extern;
• intern.

Beide containers zijn gemaakt van hittebestendig aluminium, maar in sommige gevallen kan roestvrij staal het belangrijkste materiaal zijn. Er zijn jumpers tussen de tanks. Ze moeten zowel dun als sterk genoeg zijn. Roestvast staal kan dergelijke eigenschappen bieden, maar wordt de laatste tijd steeds vaker vervangen door gespecialiseerd duurzaam plastic. Er zijn nog andere kenmerken die het effect van het gebruik van een Dewar-vat kunnen vergroten.

De externe tank is bedekt met absorberend materiaal. Met deze extra bescherming kunt u de gassen die vrijkomen door de stof effectief vanuit de binnenkant van de vaten absorberen.

Een laag thermische isolatie op het buitenvat zorgt ervoor dat de thermische geleidbaarheid tot een minimum wordt beperkt.

Het binnenvat ondergaat ook een speciale voorbereiding: het wordt zorgvuldig gepolijst om het een perfecte gladheid te geven. Op het deksel is een schuimcilinder geïnstalleerd om het starten van het convectieproces te voorkomen.

Dewar-tanks

De ontwikkeling van Dewar-flessen had een grote impact op de opslag en het transport van verschillende stoffen, waaronder vloeibare stikstof. Grote containers, ook wel ‘tanks’ genoemd, maken het mogelijk stoffen in grote volumes op te slaan en te vervoeren. Ze kunnen verschillende volumes hebben, tot 50 liter. Afhankelijk van het gebruiksdoel kunt u kiezen voor een zeer kleine of een grote tank.

Een onderscheidend kenmerk van dit schip zijn de extreem duurzame wanden en handvatten voor gemakkelijk dragen. Het transporteren van tanks met behulp van handgrepen is zo gemakkelijk en veilig mogelijk, zelfs rekening houdend met de lage temperaturen van de vervoerde stof - er is geen risico op koude brandwonden aan uw handen.

Toepassingsgebieden van Dewar-schepen

Tanks die het mogelijk maken stoffen bij lage temperaturen op te slaan en te transporteren, zijn wijdverbreid geworden. Dit geldt vooral voor het transport en de opslag van vloeibare stikstof. U kunt dus een Dewar-fles kopen voor heel verschillende toepassingen.

1. Geneesmiddel. Vloeibare stikstof heeft toepassing gevonden in neurochirurgie, gynaecologie, KNO, neurochirurgie, chirurgie en andere gebieden. Met zijn hulp worden kwaadaardige en goedaardige tumoren en verschillende pathologische weefsels verwijderd. Tegelijkertijd is de procedure snel en pijnloos en blijven er geen littekens achter.
2. Cosmetologie. In deze richting is stikstof niet minder populair geworden. Met zijn hulp is het mogelijk om van papillomen en wratten af ​​te komen. Cryomassage wordt uitgevoerd met stikstof, waardoor de huid een gezonde kleur, gladheid en jeugdigheid krijgt. Cryosauna's zijn een andere plek waar je gewoon niet zonder een Dewar-fles kunt. In slechts 2-3 minuten nadat iemand zich in een cabine met vloeibare stikstof bevindt, kan iemand effectief beginnen af ​​te vallen, te verjongen en de conditie van zijn huid te verbeteren.
3. Diergeneeskunde. Dewar-tanks in dit gebied kunnen dienen als container voor het transport van biomaterialen (gebruikt voor kunstmatige inseminatie van dieren).
4. Laboratoria. Vloeibare stikstof wordt gebruikt in wetenschappelijke bedrijven en laboratoria. Bovendien is een dergelijke container nodig om veel stoffen op een bepaalde temperatuur te bewaren.
5. Machinebouw en industrie. Heel vaak wordt stikstof gebruikt om de sterkte van metalen onderdelen te vergroten.
6. Koken. Moleculaire keuken... Voor deze culinaire hoogstandjes gebaseerd op een fysisch en chemisch proces, moet u ook Dewar-kolven kopen. Het is met de deelname van vloeibare stikstof dat chemische reacties plaatsvinden. Voor restaurants die in de traditionele richting van voedselbereiding werken, is stikstof ook nuttig. Het helpt om voedsel onmiddellijk af te koelen.
7. Amusement. Dewar-tanks zijn iets zonder welke veel entertainmentshows voor kinderen en volwassenen onmogelijk zijn.

Als we al het bovenstaande in overweging nemen, kunnen we concluderen: Cryogene apparatuur zoals een Dewar-kolf is wijdverspreid in veel takken van industrie en wetenschap. Bovendien groeit de vraag ernaar gestaag.

Wat hun behoeften betreft, heeft niet iedereen een idee over hun structuur. Nu zullen we u vertellen hoe deze container is ontworpen en waarom cryogene vloeistoffen daarin hun eigenschappen behouden.

Prototype van een modern schip

De eerste tank voor de opslag van cryogene vloeistoffen werd eind negentiende eeuw in Duitsland uitgevonden. Toen was het een glazen doos met dubbele wanden, waartussen een vacuüm ontstond. De Schotse wetenschapper J. Dewar wijzigde de uitvinding, waardoor deze de vorm kreeg van een fles met een smalle hals.

Dit ontwerp is niet toevallig gekozen: de smalle hals voorkomt de snelle verdamping van cryogene vloeistoffen en het vacuüm in de tussenwandruimte helpt de gespecificeerde temperatuur van de stoffen te handhaven. De wanden aan de binnenkant waren verzilverd, wat voor extra thermische isolatie zorgde. Met de komst van nieuwe technologieën werd het ontwerp verbeterd totdat we het product kregen dat we nu gebruiken.

Ontwerp van moderne Dewar-kolven

Moderne producten die we gewend zijn, verschillen enigszins van hun voorgangers. Terwijl de eerste Dewar-kolven van glas waren, zijn ze nu gemaakt van aluminium of roestvrij staal. Sterkte en gewicht spelen een belangrijke rol bij de keuze van een materiaal.

De belangrijkste componenten van een Dewar-fles:

• extern en intern vat;
• nek;
• deksel;
• adsorbens voor de tussenwandruimte.

De externe en interne vaten zijn bij de nek met elkaar verbonden. Vanuit de ruimte ertussen wordt lucht naar buiten gepompt tot een druk van 10 −2 Pa (er ontstaat een vacuüm). De wanden van het binnenvat zijn aan de buitenkant bedekt met een adsorberende substantie. Dit werd gedaan om restgassen uit de vacuümruimte te verwijderen.

De nek verbindt beide delen van het vat. Afhankelijk van het model kan de hals smal of vrij breed zijn (tot een diameter van 210 mm). Het is gemaakt van versterkt plastic; om de productiekosten te verlagen, kan roestvrij staal worden gebruikt.

Met het deksel van het vat kunt u de nek goed (maar niet hermetisch) sluiten. Er is bovendien een schuimcilinder aan bevestigd, die hem afsluit en helpt overtollige vloeibare stikstof af te voeren. Het verzilveren van de vaatwanden werd verlaten en vervangen door polijsten.

Als u op zoek bent naar Dewar-kolven met hoge technische kenmerken, raden wij u aan deze in onze winkel te bestellen. Alle producten worden geleverd met garantie en dankzij een grote selectie producten kunt u de beste optie kiezen.

Dewar-kolven helpen een stof op te slaan bij een lage of hoge temperatuur. Een van de belangrijkste eigenschappen van een dergelijk apparaat is de lage thermische geleidbaarheid. Hierdoor kan de temperatuur zijn oorspronkelijke waarde behouden. Bovendien wordt de activering van deze factor ook vergemakkelijkt door processen van verschillende richtingen die in de stof zelf plaatsvinden.

Modern scheepsontwerp

Er worden schepen gemaakt dewar-kolven dus... Beide glazen – die aan de binnenkant en die aan de buitenkant – zijn gemaakt van hittebestendig aluminium. Soms kan roestvrij staal het hoofdbestanddeel zijn. De belangrijkste eigenschap van een stof om deze in een vat te plaatsen is het soortelijk gewicht. Tussen de twee glazen zit een trui. Het moet sterk genoeg zijn, maar tegelijkertijd dun genoeg. Het kan gemaakt zijn van roestvrij staal of duurzaam plastic (de laatste trends).

Fabrikanten worden voortdurend geconfronteerd met het probleem van het garanderen van een vacuümafdichting vanwege de bestaande sluiting. Om dit te doen, is het vat dat zich buiten bevindt bedekt met een speciale substantie: een adsorbens. Een dergelijke stof is in staat overtollige gassen die in het vat vrijkomen te absorberen. Om het warmteverlies te beperken is het vat bovendien bekleed met warmte-isolerend materiaal. Om het mogelijke convectieproces te verminderen, is aan het deksel een schuimcilinder bevestigd die de trui bedekt, maar dit niet volledig doet. Al die gassen met een lage druk worden uit het vacuümgebied gepompt. Het oppervlak is van binnenuit zorgvuldig gepolijst.

Helium Dewars

Het gebruik van helium voor gebruik bij het ontwerpen van schepen is te wijten aan het lage warmteverlies. Daarom is dit type vat afgeschermd met helium en gekoeld met vloeibare stikstof. Voor het scherm worden metalen gebruikt die de warmte goed geleiden. Zo'n Dewar-vat kan twee jumpers hebben: de ene is gemaakt voor vloeibare stikstof, de andere is voor helium. Tevens is de heliumjumper voorzien van afvoerfittingen, aansluitingen voor het aansluiten van een manometer en een sifon. Met dergelijke controlemethoden kunt u een bepaalde druk opbouwen en de uitgevoerde manipulaties controleren.

Toepassingsgebied van Dewar-schepen

Iedereen gebruikt Dewar-kolven bijna elke dag in zijn dagelijks leven, soms zonder zich daarvan bewust te zijn. Een gewone thermoskan is een vatmodel dat is aangepast voor het bewaren van thee, koffie en andere dranken. Dewarkolven worden gebruikt voor experimenteel onderzoek en helpen stoffen koel te houden. Bovendien zorgt deze apparatuur ervoor dat biologische monsters onveranderd blijven voor gebruik in de geneeskunde.

Dewar-tanks

Voor het transporteren van gekoelde stoffen over een bepaalde afstand worden verschillende soorten tanks gebruikt. Het principe van hun vervaardiging is identiek, alleen de volumes zijn groter in vergelijking met conventionele schepen. De basis die maaktmobiele dewar-tanksMogelijkheid tot toepassing zijn wanden met een dubbele bodem. Het materiaal voor het maken van glazen is staal en de lateien zijn ervan gemaakt. Als koelmedium wordt vloeibare stikstof gebruikt; de tank kan worden afgeschermd met een heliumlaag. Dewar-tanks helpen de eigenschappen van de gekoelde substantie in hun oorspronkelijke staat te behouden.

Thermische isolatie van Dewar-schepen

Voorheen werden twee modellen gebruikt om een ​​vat thermisch te isoleren: vacuüm en het afschermen van het vat met helium in combinatie met gekoelde stikstof. Beide modellen waren zeer effectief, maar in beide gevallen konden er enkele zeer kleine problemen zijn die verbetering behoeven. Met name met een mogelijk gaslek en een schending van de integriteit van de granaat was het bijna onmogelijk om dit te detecteren. Het gebruik van verschillende soorten cryogene vloeistoffen zorgt voor een grotere veiligheid bij het gebruik van het vat. Als er te veel verlies van het oorspronkelijke product optreedt, kan het vat namelijk exploderen als gevolg van het drukverschil tussen de interne en externe omgeving.

Thermische isolatie van pijpleidingen voor het verpompen van stikstof

Stikstof is een van de stoffen die constante monitoring vereist tijdens het verpompen en transporteren. Daarom moet de thermische isolatie van pijpleidingen die in contact komen met dit gas geschikt zijn. Vakerthermische isolatie van pijpleidingentegenwoordig wordt het uitgevoerd in de vorm van een vloeibaar keramisch materiaal. Veel onzichtbare siliconenballen gevuld met zuurstof bewegen voortdurend in de vloeibare consistentie. De basis voor een dergelijke vloeistof zijn acrylpolymeren, synthetisch rubber en anorganische elementen. Deze combinatie draagt ​​bij aan een grotere flexibiliteit en een grotere betrouwbaarheid van het materiaal. Dit vloeibare materiaal is meestal wit van kleur. Het droogt snel genoeg en vormt de noodzakelijke beschermende film.

Nieuwe thermische isolatiemethode

Dankzij de geïntroduceerde technologieën (het gebruik van vloeibare thermische isolatie) voor het transport en de opslag van stikstof en andere stoffen zou de productie van Dewar-kolven ook veel goedkoper moeten worden. Tegelijkertijd zullen de voordelen van het gebruik van apparaten voor praktische doeleinden aanzienlijk toenemen. Dit geldt voor zowel tanks als kleine schepen die volgens dezelfde kenmerken zijn gemaakt.