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CN102818113B - 具有成角度的气体分配装置的气罐充气设备 - Google Patents

具有成角度的气体分配装置的气罐充气设备 Download PDF

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CN102818113B CN201210186622.9A CN201210186622A CN102818113B CN 102818113 B CN102818113 B CN 102818113B CN 201210186622 A CN201210186622 A CN 201210186622A CN 102818113 B CN102818113 B CN 102818113B
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Abstract

本发明涉及一种用于充填气体容器（5）的设备，其包括至少一个气体容器（5）充填系统（2），该气体容器充填系统（2）包括至少一个气体分配装置和允许将所述气体分配装置（1）流体连接到多个容器（5）的连接装置，以便于同时对所述容器（5）进行充气，例如NO混合物和氮气混合物。所述气体分配装置包括主体（1），所述主体具有：内部气体分配室（3）；与所述内部室（3）流体联通的气体进入口（11），以便于使气体能够经由所述进入口（11）进入所述内部室（3）；以及与所述内部室（3）流体联通的多个出口（12），以便于使气体能够经由所述出口（12）从所述内部室（3）排出。所述出口（12）在所述内部室（3）中是成角度地分布的。

Description

具有成角度的气体分配装置的气罐充气设备
技术领域
本发明涉及一种气罐充气设备，该设备具有气体分配装置，所述气体分配装置具有成角度地分布的出口，这些出口用于将气体供应到要被充气的多个气罐中，本发明还涉及一种利用这种气罐充气设备用于封装气态混合物、尤其是NO/N2混合物的方法。
背景技术
NO/N2气态混合物通常用于治疗成人或儿童的肺部血管收缩，尤其是患原发性肺动脉高压的新生儿或者经历过心脏外科手术的病人。
这些NO/N2混合物通常封装在钢气罐中。一般地，这些罐含有按体积算100-1000ppm的NO，其余的是氮气（N2）。这些罐通常具有2-50升的容水量，这意味着，其总共可以充入最多15m3的NO/N2混合物。
这些混合物的封装（即，利用这些混合物充填气罐）是利用一个或多个充填系统在充气中心完成的。
如图1中所示，在每个充填系统21中，将要被充填的罐25排列整齐并经由软管24连接到在压力下通过供气管线22供应气体的气体分配室23。通过管线22的气体流量由一个或多个阀27控制，同样，气体从分配室25到软管24的传输由阀26控制，阀26由控制系统控制。装有阀8的排空管线29允许包含在分配室23中的气体被排到大气中，例如在罐25的气体排空操作期间。
在气罐必须充填以包含多种成分的气态混合物时，这种系统是不理想的。
这是因为在实践中已经发现，所获得的气态混合物通常是不均匀的，也就是说，每个罐所含有的NO/N2气态混合物的量是不同的。
发明内容
因此，问题在于提出一种改进的用于充填气体容器的设备和封装（气体的）方法，该设备和方法允许同时对多个气罐进行充气，同时确保对由此生产和封装的气态混合物的良好精度和更好的可靠性，即允许对一个系统的多个气罐进行充气，使得每个充好气的气罐含有彼此相同的气体成分浓度。
因此，本发明的解决方案是一种用于充填气体容器的设备，其包括至少一个气体容器充填系统，所述气体容器充填系统包括至少一个气体分配装置和允许将所述气体分配装置流体连接到多个容器的连接装置，以便于同时对所述容器进行充气，所述气体分配装置包括主体，所述主体包括：内部的气体分配室；与所述内部室流体联通的气体进入口，以便于使气体能够经由所述进入口进入所述内部室；以及与所述内部室流体联通的多个出口，以便于使气体能够经由所述出口从所述内部室排出，其特征在于，所述出口在所述内部室中是成角度地分布的。
根据情况，本发明的设备可以具有如下的一个或多个技术特征：
–所述内部室包括内部的周壁，所述出口布置在所述周壁内，优选地所述内部室包括具有圆形截面的周壁，也就是说，在形状上至少部分是圆柱形的。
–所述内部室包括构成顶部的上壁，气体进入口通向所述上壁，优选地所述气体进入口位于所述上壁的中心上。
–一个给定的第一出口的轴线（AA）与紧邻所述第一出口布置的第二出口的轴线（BB）在角度上偏置10°-60°的角度，优选地是15°-40°。
–这些出口分布在内部室的周壁的整个内部周边上，同时等角度地间隔开。
–所述气体分配装置包括位于进入口的区域中并自所述主体凸出的入口连接器。
–每个出口通过管线部分流体连接到出口连接器。
–所述气体分配装置包括6-25个出口，典型地是10-20个出口。
–所述连接装置包括软管。
–至少一个运送气体的管连接到气体分配装置的入口连接器。
–该设备包括多个受控的气体容器封装系统，它们由控制装置命令和控制，该控制装置例如是计算机、控制台等。
–该设备包括称重机，其用于称量罐的重量和/或用于对最终的气态混合物进行抽检。
–该设备包括至少两个气体容器封装系统，每个气体容器封装系统装备有根据本发明的气体分配装置。
–所述至少一个气体容器封装系统的所述至少一个气体分配装置流体连接到一个或多个含有NO的气体源。
–所述至少一个气体分配装置一方面流体连接到含有NO和氮气的预混合物的预混合物源，另一方面连接到含有氮气的氮气源。
–所述至少一个气体分配装置流体连接到至少一个液态氮储存器，所述液态氮储存器流体连接到至少一个热交换器或蒸发器，以将液态氮转化成气态氮。
–所述容器（尤其是气罐）在流体连接到所述至少一个气体分配装置时围绕所述至少一个气体分配装置成圆弧形排列。
此外，本发明还涉及一种用于将气体或气态混合物封装到多个容器中的方法，包括通过根据本发明的分配装置或设备将气体或气态混合物同时引入所述容器中。
根据情况，本发明的方法可以包括如下的一个或多个技术特征：
–在充气结束时，每个容器内的压力在2-700巴之间，优选地至少150巴。
–所述气态混合物是由NO和N2构成的，优选地其含有按体积计算小于或等于40%的NO含量，优选地其含有按体积计算小于或等于5%的NO含量。
-所述NO/N2气态混合物含有按体积计算小于或等于1000ppm的NO含量，所述NO含量优选地按体积计算在200-1000ppm之间，更优选地按体积计算在200-800ppm之间。
-所述容器是气罐。
-所述容器具有由钢、铝或铝合金制成的本体。
-在充气之前，所述容器经历：气体冲洗步骤，在该步骤期间允许氮气进入每个容器；排空步骤，在该步骤期间使每个容器的内部容积与外界大气流体联通；和/或抽真空步骤，在该步骤期间使每个容器的内部容积处于低压之下（即在＜1atm的压力之下）。
附图说明
通过下文给出的参照附图的描述会更好地理解本发明，其中：
-图1是根据现有技术的充填设备，
-图2是根据本发明的气体容器充填设备的分配装置的一个实施方式的截面图，
-图3是图2的所述装置的侧视图，
-图4是图3的所述装置的从上方看的视图，以及
-图5是根据本发明的充填设备的一个实施方式的从上方看的示意图。
具体实施方式
图2-4示意性地绘出了根据本发明的气体容器5充填设备的气体分配装置1的一个实施方式，该气体分配装置设计成要在用于充填气体容器(即气罐)的系统2上实施，该气体分配装置1包括连接装置，比如软管，其能够实现对多个容器5(一般是10-20个气罐或大玻璃瓶(carboy))进行同时充填，如图5中所示。
所述气体分配装置包括主体1，所述主体1包括内部的气体分配室3。该内部室3通过内部的周壁3a界定，由构成顶部3b的上壁覆盖顶部，和在底部由构成底部3c的下壁封闭。
优选地，所述内部的周壁3a具有圆柱形状，即圆形截面。
与内部室3流体联通的气体进入口11穿过所述主体1的上壁或顶部3b形成。
所述进入口11是单个口，其通向内部室3的顶部3b并且能够使气体进入所述内部室3。优选地，所述进入口11位于所述顶部3b的中心，以便于通过内部室3均匀地和平均地分布气体。
气体入口连接器10（即用于连接单个气体运送管线8的连接机构）布置在进入口11中，并自所述主体1凸出。以传统的方式从诸如是气体或气态混合物的存储器之类的一个或多个气体源向该供应管线8供气。
在要将NO/N2混合物封装到容器5中的情况下，一方面从NO/N2预混合物源（一般是按体积计算含有40%以下的NO，其余是氮气，例如在氮气中含有4%的NO）向供应管线8供气，另一方面从氮气源（例如液态氮存储器，其流体连接到热交换器或蒸发器以将液态氮转化成气态氮）向供应管线8供气，以便于通过利用氮气稀释（例如4%的）NO/N2混合物来形成所需浓度的最终的NO/N2混合物。
此外，与内部室3的内部流体连通的多个出口12穿透或成型通过所述室3的内部周壁3a，以便于使气体能够经由所述出口12从所述内部室3排出到与要充填的容器5流体连接的管13或类似部件。
换言之，然后在各个出口12之间分配经由气体入口连接器10进入分配室3中（图3中的箭头E）并从而进入进入口11的气体，并使该气体从它们中通过，离开分配室3（图3中的箭头S），然后经由装备有出口连接器14的气体管13、然后经由软管运送气体，直至到达要充填的容器5。
根据本发明，这些出口12成角度地分布在内部室3中，即，它们等距离间隔开布置并同时朝向所述室3的内部径向地取向，如图2中所示。
更具体地，给定的第一出口12的轴线AA与紧邻所述第一出口12布置的第二出口12的轴线BB在角度上偏置角度α，该角度在10°-60°之间，优选地在15°-40°之间。优选地，这些出口12分布在内部室3的周壁3a的整个内周边上，同时是等角度地间隔开。
由此可见，所考虑的一个出口12的轴线与位于所考虑的出口的任一侧上的两个出口的各自的轴线之间形成一角度α，该角度约为360°/x，其中x等于布置在内部室3的周壁3a的内周面上的出口12的总数。因此，对于例如16个出口12，出口之间的角度α是360°/16，即大约22.5°，如图4中所示。
通常，设置大约6-25个出口12，优选地设置10-20个出口12，以便多达25个气体容器5布置在一个相同的系统2上，并可以利用柔性软管从本发明的气体分配装置对这些气体容器同时充气。
优选地，所述出口连接器14通过周边结构15（比如圆环等）连接或保持在一起，如图2-4中所示。
图5示意性地绘出了一种充填设备，即根据本发明的一种用于将气体封装在容器5（即气罐）中的设备，该设备包括两个用于充填气体容器5的系统2，它们彼此独立地操作。
每个系统2通过根据图2-4的具体的气体分配装置1供应气体，正如上面解释的，每个气体分配装置1本身由供气管线8供气。
连接装置（即软管等）使所述装置1能够流体连接到气体容器5，以便利用穿过本发明的充填设备的气体分配装置1的气体同时对它们充气。
正如可以在图5中看出的，要被充填的气罐5不是排列成直线而是排列成圆弧，这能在充气站实现相当大的空间节约。
充填操作由操作人员7使用控制装置（比如计算机、控制台等）命令和控制。这些控制装置用于固定或调整充填方法的各个阶段的参数，比如持续时间、压力等等，以及用于监视其进展并存储这些操作和参数。
使用称重机来称量罐的重量和/或对最终的气态混合物进行抽检。
根据本发明的充填和封装装置及设备能够实现同时对多个气罐5进行充气，同时确保由此生产和封装的气态混合物的良好精度和改进的可靠性，即能够实现对一个或多个系统2的多个气罐5进行充气，使得每个充好气的罐5含有彼此相同的气体成分浓度。
这使得可以以高精度生产气态混合物，尤其是按体积计算含有小于或等于5%的NO含量的NO/N2混合物，尤其是按体积计算含有1000ppm以下的NO且其余为氮气的混合物，在2-700巴、优选地至少150巴的压力下将该混合物封装在具有由钢、铝或铝合金制成的本体的气罐中。

Claims (19)

1.一种用于将由NO和N2构成的气态混合物封装到多个气体容器(5)中的方法，其中：
a)提供含有气态NO的NO源、含有N2的N2源、多个气体容器(5)以及用于充填气体容器(5)的设备，该设备包括用于至少一个气体容器(5)的充填系统(2)，所述充填系统(2)包括至少一个气体分配装置(1)和允许将所述气体分配装置(1)流体连接到多个容器(5)的连接装置，所述气体分配装置(1)包括主体，所述主体包括：
-内部的气体分配室(3)，
-与所述内部的气体分配室(3)流体联通的气体进入口(11)，以及
-与所述内部的气体分配室(3)流体联通的多个出口(12)，以便于使气体能够经由所述出口(12)从所述内部的气体分配室(3)排出，所述出口(12)在所述内部的气体分配室(3)中是成角度地分布的，
b)将气体分配装置(1)的连接装置连接至多个气体容器，
c)将气体分配装置(1)的气体进入口(11)连接至NO源和N2源，
d)通过气体进入口(11)将气态NO和气态N2引入气体分配装置(1)的内部的气体分配室(3)，
e)利用NO和N2的气态混合物同时填充所述多个气体容器(5)，所述NO和N2的气态混合物通过所述成角度地分布的出口(12)离开气体分配装置(1)的内部的气体分配室(3)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述内部的气体分配室(3)包括内部的周壁(3a)，所述出口(12)布置在所述周壁(3a)内。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述内部的气体分配室(3)包括构成顶部(3b)的上壁，气体进入口(11)通向所述上壁。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，一个给定的第一出口(12)的轴线(AA)与紧邻所述第一出口(12)布置的第二出口(12)的轴线(BB)在角度上偏置10°-60°的角度(α)。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述出口(12)分布在所述内部的气体分配室(3)的周壁(3a)的整个内周边上，同时等角度地间隔开。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述气体分配装置(1)包括位于气体进入口(11)的区域中并自所述主体凸出的入口连接器(10)。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，每个所述出口(12)通过管线部分(13)流体连接到出口连接器(14)。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述气体分配装置(1)包括6-25个出口(12)。
9.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述至少一个气体分配装置(1)流体连接到含有NO和氮气的预混合物的预混合物源，以及还连接到含有氮气的氮气源。
10.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述至少一个气体分配装置(1)流体连接到液态氮储存器，所述液态氮储存器流体连接到热交换器或蒸发器，以将液态氮转化成气态氮。
11.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，至少一个运送气体的管(8)连接到所述气体分配装置的入口连接器(10)。
12.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述气体容器(5)在流体连接到所述至少一个气体分配装置(1)时围绕所述至少一个气体分配装置(1)成圆弧形排列。
13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在充气结束时，每个气体容器内的压力在2-700巴之间。
14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述气体容器(5)是气罐。
15.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述NO和N2的气态混合物含有按体积计算小于或等于40％的NO含量。
16.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述NO和N2的气态混合物含有按体积计算小于或等于5％的NO含量。
17.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述内部的气体分配室(3)包括具有圆形截面的周壁(3a)，也就是说，在形状上至少部分是圆柱形的。
18.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述气体进入口(11)位于所述上壁的中心。
19.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述角度(α)是15°-40°。
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