Čo je to Dewarova banka? Aká je štruktúra Dewarovej banky? Termoska na jedlo - história vynálezu. Video. Aplikácia Dewarových nádob Dodacie ceny

Termosku vynašli traja ľudia počas štvrťstoročia. V roku 1879 fyzik profesor A. Weinold navrhol použiť na uchovanie kvapalných plynov dvojstennú sklenenú nádobu s vákuom medzi stenami. V roku 1890 anglický chemik profesor James Dewar vylepšil „Weinholdovu fľašu“ striebrením stien, čím sa znížil únik tepla cez steny. Napokon v roku 1904 pridal berlínsky sklár R. Burger do Dewarovej banky ochranný obal a začal ju predávať ako termosku na horúcu kávu alebo vývar.

Dewarova nádoba je nádrž „nádoba v nádobe“, ktorej medzistenový priestor je vyplnený viacvrstvovou izoláciou (hliníková fólia ADI-M-0.011 a sklenený papier - sklenený závoj EVTI-7) a vzduch je pri výrobe odvádzaný do zvyškový tlak 10 (-4) mmHg. Na udržanie hlbokého vákua je v medzistenovom priestore umiestnený adsorbent a absorbér vodíka. Materiál nádoby je hliníková zliatina AMts, vďaka ktorej teplota v hornej zóne Dewarovej nádoby ani s 5 kg nevystúpi nad mínus 170 stupňov Celzia. (12 %) kvapalný dusík.

V súčasnosti sa kryogénne zariadenia vyrábajú komerčne ( grécky Krios- chladný, genos- narodenie) rôznych typov a značiek: priemyselné Dewarove nádoby - SDP: SDP-5, SDP-10, SDP-16, SDP-25, SDP-40 atď. (číslo udáva kapacitu nádoby v litroch); SD - poľnohospodárske: SDS-5, SDS-20, SDS-30, X-30 (Charkov-30) atď.; stacionárne sklady – HSZHA, KV-6202, KhB-0,5 (pre 500 l.), KhB-0,2 (pre 240 l.) atď.

Najdôležitejšou charakteristikou Dewarovej nádoby je doba úplného odparenia kvapalného dusíka, ktorá je pre všetky SDP a SDS 30-35 dní a v nádobách starého typu AT-6 - až 20 dní. Prchavosť kvapalného dusíka od SDP-5 po SDP-40 sa pohybuje od 10 do 24 g/h (4,8-1,8 % za deň!), v SDS-20, SDS-35, SDS-50, respektíve 10,12, 14 g /h

Dewarove nádoby novej generácie „SDS-35M“ a SDS-6M – majú pokročilejšiu viacvrstvovú tepelnú izoláciu a vysoké vákuum; vnútorná a vonkajšia vrstva hliníkovej zliatiny sú spojené sklolaminátovým hrdlom, pričom čas úplného odparenia tekutého dusíka dosahuje 300, respektíve 48 dní a odparovanie tekutého dusíka je 3,9 a 4,6 g/hod. (Pozri obr. Schéma Dewarovej nádoby).

Kvapalný dusík je bezfarebná kvapalina, ktorá svojím vzhľadom pripomína vodu. Jeho bod varu je -196 °C, merná hmotnosť 0,804 kg/l, výparné teplo -47,7 kcal/kg. Zo všetkých kryogénnych kvapalín získaných skvapalňovaním atmosférického vzduchu (kvapalný vzduch, kvapalný kyslík -183 °C) je kvapalný dusík najmenej nebezpečný a chemicky inertný. Odparovaním sa mení na plynný dusík, ktorý je bezfarebný, bez zápachu, nehorľavý, jeho merná hmotnosť je 1,16 kg/m3, molekulová hmotnosť 28; v atmosférickom vzduchu je obsiahnutý v množstve 79 %. Pri dlhšom vdychovaní vzduchu s vysokým obsahom dusíka (pokles obsahu kyslíka o menej ako 16 %) pociťuje bolesť hlavy a pri vysokých koncentráciách dusíka (napríklad vyliatie dusíka zo spadnutej Dewarovej banky) nastáva stav mdloby. . Preto v miestnostiach, kde sa pracuje s tekutým dusíkom, musí byť nútené vetranie. Na mieste sú Dewarove nádoby uložené v ohrádke, na špeciálne ohradenom mieste alebo v laboratóriu, v takej vzdialenosti od okna alebo dverí, aby sa k nim mohla dostať hadica na plnenie tekutým dusíkom.

V prípade pádu, nárazu alebo náhleho otrasu môže dôjsť k narušeniu spojenia medzi vnútornými a vonkajšími cievami, pretože sú spojené iba v oblasti krku, čo je sprevádzané stratou vákua, preto počas prepravy , je potrebné bezpečne zaistiť Dewarovu nádobu v korbe vozidla. Prvým znakom straty vákua je námraza, výskyt námrazy - tvorba „snehového plášťa“ v oblasti hrdla plášťa Dewarovej nádoby, k odparovaniu kvapaliny dochádza veľmi rýchlo. Je prísne zakázané nechávať takéto Dewarove nádoby v miestnosti, kde môžu byť prítomní ľudia na vykurovanie, pretože zvýšenie tlaku v medzistenovom priestore môže viesť k výbuchu. Dewarove banky, ktoré stratili vákuum, sa zahrievajú najmenej tri dni v izolovanej miestnosti a potom sa posielajú výrobcovi na opravu.

Funkciou prevádzky Dewarových nádob je, že operátor musí pravidelne určovať hladinu tekutého dusíka v nich. Prvé meranie sa vykonáva týždeň po doplnení, druhé - týždeň po prvom. Výsledky merania sa zaznamenávajú do denníka. Pri konvenčných Dewarových nádobách je potrebné vykonať tretie meranie počas tretieho týždňa po doplnení a je potrebné zaznamenať okolitú teplotu a koľkokrát je nádoba otvorená. Hladinu tekutého dusíka je možné určiť pomocou špeciálnej kovovej sondy - meracieho pravítka: spustí sa do Dewarovej nádoby na dno a podrží sa 15-20 sekúnd, vyberie sa - zamrznutá zóna ukáže množstvo dusíka v Dewarovej nádobe Plavidlo.

Nemecký fyzik A. Weinhold si v roku 1879 lámal hlavu nad čisto vedeckým problémom: ako skladovať v laboratóriách tekutý alebo dokonca pevný vodík s teplotou topenia až -259,2 °C. Potrebná bola nádoba, ktorá by udržala takú nízku teplotu aj v teplej miestnosti. Našlo sa riešenie. Vedec prišiel s nápadom spojiť dve tenkostenné sklenené nádoby, umiestniť jednu do druhej, hermeticky spojiť hrdlá a odčerpať vzduch z priestoru medzi nimi. Vákuum teda udržiavalo teplotu vnútornej nádoby a nedovolilo jej zahriať sa ani ochladiť (rovnaký princíp platí pre konvenčné zasklenie okien). Fyzik, ktorý je tiež skúseným sklárom, ľahko podrobne opísal výsledok vo svojej knihe „Demonstration Experiments in Physics“, pričom vynález skromne nazval „Weinholdova fľaša“. O niekoľko rokov neskôr jeho škótsky kolega James Dewar vylepšil produkt postriebrením vnútorných stien nádoby, aby sa lepšie zachovala teplota. A „fľaša“ sa zmení na „Dewarovu banku“.

Tým sa však vylepšenia nezastavili. nemecký sklár Burger, ktorý už dlhší čas vyrábal banky pre laboratóriá, poznamenal, že Dewarova banka môže byť užitočná nielen vo vede, ale aj v každodennom živote.

V roku 1903 Burger mierne upravil škótsku vákuovú nádobu, vložil krehké sklo do kovovej škrupiny, opatril ho funkčným viečkom pohára a prvého z troch vývojárov napadlo patentovať vynález. Čoskoro bola vyhlásená súťaž o najlepšie meno nové položky. Nemci aktívne navrhovali pre plavidlo rôzne zložité názvy. Víťazom sa však stal obyvateľ Mníchova, ktorý si zapamätal grécke slovo therme (horúce). Čiže termonádoba, presne ako firma, ktorá ju vyrobila našiel tvoje meno. V roku 1904 začala nemecká spoločnosť THERMOS GMBH sériovú výrobu Dewarových nádob, od tohto momentu označovaných len ako termosky.

Prirodzene, tvorca termosky James Dewar sa pokúsil preukázať práva na vynález, ktorý už v tom čase generoval vážne príjmy. Bohužiaľ, vedec nikdy nedosiahol spravodlivosť; Reinhold Burger zostal jediným vývojárom uvedeným v patente.

Odvtedy uplynulo viac ako sto rokov. Teraz si môžete vybrať termosku akejkoľvek kapacity a farby, v kovovom, plastovom a dokonca aj sklenenom obale. A napríklad v sovietskych časoch takmer v každej rodine bola tam veľká plechová termoska, červená alebo modrá, zdobené kvetmi alebo obraz vychádzajúceho slnka. Svetlý a lesklý, v sovietskej kuchyni bol udržiavaný na očiach ako kus nábytku. Nemecké termosky sa do Únie nedostali, no kúpiť čínsky ekvivalent bolo jednoduché. Väčšina termosiek privezených do krajiny bola vyrobená v továrni Olen v Pekingu. V skutočnosti sa názvy zahraničných spoločností zvyčajne prepisujú a nie prekladajú, ale „Olen“ sa rozhodol nechať svoje vlastné v tieni. čínsky názov, ktorý vstupuje na západný trh ako Bejiing Deer (pekinský jeleň). Do nášho života tak vstúpil plechový Číňan s nemeckým menom.

Celkovo sa dizajn termosky od tých čias nezmenil, s výnimkou malého, ale veľmi dôležitého detailu - zátky. Na rozdiel od vrchného veka pohára sa neskrutkoval. Faktom je, že vnútorná nádoba čínskej termosky pozostávala zo skla a nemala závit. Používalo sa teda iba veko zástrčky, zvyčajne drevené. Prirodzene, takáto nádoba sa nedala prevrátiť, čo nie je vždy možné v prírode resp na dlhých cestách.

Teraz existuje obrovské množstvo značiek a druhov termosiek: na jedlo, nápoje, termálne hrnčeky. Jedným slovom, pokrok nestojí. Pre mnohých to však nie je len predmet, ale hrejivá pripomienka príjemných udalostí: výlet do prírody s priateľmi, dlhá cesta alebo zimná prechádzka.

Video Čo je termoska?

Pre ich potreby nie každý má predstavu o ich štruktúre. Teraz vám povieme, ako je táto nádoba navrhnutá a prečo si v nej kryogénne kvapaliny zachovávajú svoje vlastnosti.

Prototyp moderného plavidla

Prvá nádrž na skladovanie kryogénnych kvapalín bola vynájdená koncom devätnásteho storočia v Nemecku. Potom to bol sklenený box s dvojitými stenami, medzi ktorými sa vytvorilo vákuum. Škótsky vedec J. Dewar vynález upravil a dal mu tvar banky s úzkym hrdlom.

Tento dizajn nebol zvolený náhodou - úzke hrdlo zabraňuje rýchlemu vyparovaniu kryogénnych kvapalín a vákuum v medzistenovom priestore pomáha udržiavať stanovenú teplotu látok. Steny z vnútornej strany boli postriebrené, čo zabezpečilo dodatočnú tepelnú izoláciu. S príchodom nových technológií sa dizajn vylepšoval, až kým sme nezískali produkt, ktorý používame teraz.

Dizajn moderných Dewarových baniek

Moderné produkty, na ktoré sme zvyknutí, sa trochu líšia od svojich predchodcov. Kým prvé Dewarove banky boli vyrobené zo skla, teraz sú vyrobené z hliníka alebo nehrdzavejúcej ocele. Pri výbere materiálu hrá dôležitú úlohu sila a hmotnosť.

Hlavné zložky Dewarovej banky:

vonkajšia a vnútorná nádoba;
krk;
veko;
adsorbent pre medzistenový priestor.

Vonkajšie a vnútorné cievy sú spojené na krku. Z priestoru medzi nimi sa odčerpáva vzduch na tlak 10 −2 Pa (vzniká vákuum). Steny vnútornej nádoby sú z vonkajšej strany potiahnuté adsorbčnou látkou. Toto sa uskutočnilo na odstránenie zvyškových plynov z vákuového priestoru.

Hrdlo spája obe časti nádoby. V závislosti od modelu môže byť krk úzky alebo pomerne široký (až do priemeru 210 mm). Je vyrobený z vystuženého plastu, na zníženie výrobných nákladov je možné použiť nehrdzavejúcu oceľ.

Veko nádoby umožňuje tesne (ale nie hermeticky) uzavrieť hrdlo. K nemu je dodatočne pripevnený penový valec, ktorý ho uzatvára a pomáha odvádzať prebytočný tekutý dusík. Upustilo sa od postriebrenia stien nádob, nahradilo ho leštenie.

Ak hľadáte Dewarove banky s vysokými technickými vlastnosťami, odporúčame vám ich objednať v našom obchode. Všetky produkty sú dodávané so zárukou a veľký výber produktov vám umožní vybrať si tú najlepšiu možnosť.

Kryogénna technológia je špeciálne zariadenie, ktoré umožňuje výrobu, dlhodobé skladovanie a prepravu rôznych plynov. Zároveň sa za jednu z hlavných súčastí tohto zariadenia považuje Dewarova nádoba.

Čo to je?

Táto položka je špeciálnym typom nádoby potrebnej na skladovanie rôznych látok, ktorých teplota sa líši od teploty výkupného média (nižšia alebo vyššia). Práve pomocou takýchto nádob je možné dlhodobo skladovať látky pri požadovanej teplote. Všeobecne platí, že Dewarova banka pôsobí ako známa termoska pre domácnosť.

Štruktúra Dewarovej nádoby

Pre zabezpečenie nízkej tepelnej vodivosti je Dewarova nádoba vyrobená špeciálnou technológiou. Pozostáva z 2 nádrží:

vonkajší;
interné.

Obe tieto nádoby sú vyrobené zo žiaruvzdorného hliníka, no v niektorých prípadoch môže byť hlavným materiálom nehrdzavejúca oceľ. Medzi nádržami sú prepojky. Musia byť tenké a dostatočne pevné. Takéto vlastnosti môže poskytnúť nehrdzavejúca oceľ, ale v poslednej dobe sa čoraz viac nahrádza špecializovaným odolným plastom. Existujú aj ďalšie funkcie, ktoré môžu zvýšiť účinok používania Dewarovej nádoby.

Vonkajšia nádrž je pokrytá absorbentom. Táto dodatočná ochrana umožňuje efektívne absorbovať plyny, ktoré látka uvoľňuje z vnútra nádob.

Vrstva tepelnej izolácie na vonkajšej nádobe umožňuje znížiť tepelnú vodivosť na minimum.

Vnútorná nádoba tiež prechádza špeciálnou prípravou - je starostlivo vyleštená, aby získala dokonalú hladkosť. Aby sa zabránilo spusteniu procesu konvekcie, je na veku nainštalovaný penový valec.

Dewarove tanky

Vývoj Dewarových baniek mal významný vplyv na skladovanie a prepravu rôznych látok vrátane tekutého dusíka. Veľké nádoby, ktoré sa nazývajú „nádrže“, umožňujú skladovať a prepravovať látky vo veľkých objemoch. Môžu mať rôzny objem, až 50 litrov. V závislosti od účelu použitia si môžete vybrať buď veľmi malú alebo veľkú nádrž.

Charakteristickým znakom tohto plavidla sú mimoriadne odolné steny a držadlá pre ľahké prenášanie. Preprava cisterien pomocou držadiel je maximálne pohodlná a bezpečná, a to aj s prihliadnutím na nízke teploty prepravovanej látky – nehrozí tak popálenie rúk chladom.

Oblasti použitia Dewarových nádob

Rozšírili sa nádrže, ktoré umožňujú skladovanie a prepravu látok pri nízkych teplotách. To platí najmä pre prepravu a skladovanie tekutého dusíka. Takže si môžete kúpiť Dewarovu banku pre úplne iné aplikácie.

Liek. Kvapalný dusík našiel uplatnenie v neurochirurgii, gynekológii, otorinolaryngológii, neurochirurgii, chirurgii a ďalších oblastiach. S jeho pomocou sa odstraňujú malígne a benígne nádory a rôzne patologické tkanivá. Zákrok je zároveň rýchly a bezbolestný a nezostávajú po ňom žiadne jazvy.
Kozmetológia. V tomto smere si dusík získal nie menšiu popularitu. S jeho pomocou je možné zbaviť sa papilómov a bradavíc. Kryomasáž sa vykonáva dusíkom, v dôsledku čoho pokožka získava zdravú farbu, hladkosť a mladosť. Kryosauny sú ďalším miestom, kde sa bez Dewarovej banky jednoducho nezaobídete. Už za 2-3 minúty pobytu v kabínke s tekutým dusíkom môže človek začať efektívne chudnúť, omladzovať a zlepšovať stav pokožky.
Veterinárna medicína. Dewarove cisterny v tomto priestore môžu slúžiť ako kontajner na prepravu biomateriálov (používaných na umelú insemináciu zvierat).
Laboratóriá. Kvapalný dusík sa používa vo vedeckých spoločnostiach a laboratóriách. Okrem toho je takáto nádoba potrebná na uchovanie mnohých látok pri určitej teplote.
Strojárstvo a priemysel. Pomerne často sa dusík používa na dosiahnutie zvýšenej pevnosti kovových častí.
Varenie. Molekulárna kuchyňa... Pre tieto kulinárske lahôdky založené na fyzikálnom a chemickom procese si budete musieť kúpiť aj Dewarove banky. Chemické reakcie prebiehajú za účasti kvapalného dusíka. Pre reštaurácie pracujúce v tradičnom smere prípravy jedál je užitočný aj dusík. Pomáha okamžite schladiť jedlo.
Zábava. Dewarove tanky sú niečo, bez čoho sa nezaobídu mnohé zábavné predstavenia pre deti i dospelých.

Po zvážení všetkých vyššie uvedených skutočností môžeme konštatovať: Kryogénne vybavenie, ako je Dewarova banka, je rozšírené v mnohých odvetviach priemyslu a vedy. Navyše dopyt po ňom neustále rastie.

Dewarova banka je starým otcom moderných termosiek. Dnes nie sú problémy s uchovaním potrebných produktov po dlhú dobu pri určitej teplote. Dôvodom na vynájdenie takejto nádoby bolo, že fyzici nemali možnosť nejaký čas uchovať plyny v kvapalnom stave. Dewarova banka na tekutý dusík bola práve vynálezom, ktorý problém úspešne vyriešil. A ako to vždy býva, nález pre vedeckú prácu našiel uplatnenie v každodennom živote.

Príbeh

Takzvaná Dewarova banka pochádza z roku 1881. Nemecký vedec Adolf Ferdinand Weinhold vyvinul úplne prvú nádobu, ktorá sa používala na skladovanie skvapalneného plynu.

Bola to presklená skrinka s dvojitými stenami. Zvláštnosťou návrhu bolo, že vzduch bol odčerpávaný z medzistenového priestoru. V takejto nádobe by sa dal skladovať tekutý kyslík. Vynálezca nazval nádobu „Weinholdova fľaša“.

V roku 1892 urobil škótsky chemik a fyzik Sir James Dewar niekoľko vylepšení dizajnu A. F. Weinholda. Sklenená krabica zmenila tvar a stala sa z nej banka s úzkym hrdlom, čím sa výrazne znížilo vyparovanie kvapaliny. Okrem toho bol podľa Dewarových pokynov intersticiálny priestor postriebrený. Prvýkrát sa podarilo získať a uskladniť nielen kvapalný, ale aj pevný vodík.

Prvá demonštrácia sa konala na verejnej prednáške v januári 1893 a sériová výroba plavidiel sa začala v roku 1904. Spoločnosť Thermos GmbH (Nemecko) bola založená na výrobu termosky a implementáciu vynálezu prevzala na komerčné účely.

Princíp fungovania

Ako funguje Dewarova banka? Dizajn zariadenia zaujme svojou dômyselnou jednoduchosťou: sklenená alebo kovová banka s dvojitými stenami, medzi ktorými sa odsáva vzduch. Tento systém výrazne znižuje tepelnú vodivosť stien.

Zvyšné veľmi malé množstvo molekúl vzduchu prenáša teplotu okolia na obsah Dewarovej banky. Táto zvyšková tepelná vodivosť vyvoláva neustále a postupné odparovanie kvapalného plynu.

To zase vedie k zvýšeniu tlaku vo vnútri nádoby. Aby sa predišlo nevyhnutnému výbuchu, zariadenie je vybavené bezpečnostným ventilom alebo nie je tesne uzavreté. Voľne uzavretá zátka má malý vplyv na odparovanie kvapalného dusíka. Prenos tepla zdola nahor nastáva pomaly a plocha otvoru v nádobe je zanedbateľná.

Plyn sa tak postupne uvoľňuje. Strata látky je nepatrná, napríklad jeden kilogram tekutého vzduchu stratí počas 10 dní skladovania len 4 gramy.

Toto zariadenie umožňuje dlhodobo skladovať a prepravovať plyn v kvapalnom stave, čo je pre moderný priemysel veľmi dôležité.

Modelky

V mnohých priemyselných odvetviach sa Dewarove banky používajú na rôzne účely. Existuje niekoľko modelov:

séria X, XT, LD - hliník, sklolaminátové hrdlo, používané na prepravu a skladovanie tekutého dusíka a biomateriálov;
séria SK, SDP - s hrdlom zo sklenených vlákien, vyrobený z hliníka, používa sa na prepravu a skladovanie malého množstva tekutého dusíka;
Séria SDS - hliník, sklolaminátové hrdlo používané na prepravu a skladovanie biomateriálov;
vertikálna (objem 28-660 litrov) - vyrobená z nehrdzavejúcej ocele, používa sa na prepravu a skladovanie oxidu dusného, kvapalného dusíka, oxidu uhličitého, argónu, kyslíka;
horizontálne - vyrobené z nehrdzavejúcej ocele, slúžiace na skladovanie tekutého dusíka.

Okrem toho je zvládnutá výroba obrovských železničných a cestných cisterien. Existujú aj špeciálne vybavené lode prepravujúce veľké množstvá skvapalneného plynu.

Aplikácia

Dewarove banky sú široko používané v modernom priemysle. Najčastejšie sa zariadenie používa:

v každodennom živote - na dlhodobé skladovanie nápojov, potravín (termosky);
v priemysle, laboratóriách - na konzervovanie tekutého dusíka a iných kryokvapalín;
vo veterinárnej medicíne a medicíne - na skladovanie biologického materiálu;
v geofyzike - na prácu v horúcich vrtoch (kryštály a elektronické súčiastky sú umiestnené v nádobe).

cena

V súčasnosti trh ponúka širokú škálu značiek a typov termosiek. Malé výrobky pre domácnosť sa používajú na potraviny alebo tekutiny (čaj, káva). Cena v závislosti od objemu, materiálu a značky výrobcu sa môže pohybovať od 5 do 50 dolárov.

Náklady na tie plavidlá, ktoré sa používajú v priemyselnom meradle a nazývajú sa Dewarove plavidlá, sú rádovo vyššie. Cena je určená objemom a kvalitou spracovania. Dobré veľkoobjemové zariadenie môže stáť niekoľko stoviek dolárov:

model X-40SP (Charkov Transport Equipment Plant, Ukrajina) - 650 dolárov;
model L2050 (Cryo Diffusion, Francúzsko) - 1050 dolárov;
model XT-3 (Taylor-Wharton, Slovensko) - 220 dolárov.

Cisterny, cestné alebo železničné, na prepravu kryogénnych kvapalín stoja desiatky tisíc dolárov.