DE1139520B

DE1139520B - Device for the extraction of liquefied gases from a storage container

Info

Publication number: DE1139520B
Application number: DES63806A
Authority: DE
Inventors: Richard Rigby
Original assignee: IASHELLIA RES Ltd
Current assignee: IASHELLIA RES Ltd
Priority date: 1958-07-09
Filing date: 1959-07-07
Publication date: 1962-11-15
Also published as: GB853077A

Description

INTERNAT.KL. F 25 j INTERNAT.KL. F 25 j

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

S63806Ia/17gS63806Ia / 17g

ANMELDETAG: 7. JULI 1959REGISTRATION DATE: JULY 7, 1959

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UNDAUSGABE DERNOTICE THE REGISTRATION AND ISSUE OF

AUSLEGESCHRIBT: 15. NOVEMBER 1962 EXPANDED: NOVEMBER 15, 1962

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Entnahme verflüssigter Gase, deren Temperatur nahe bei ihrem Siedepunkt liegt, aus einem Lagerbehälter mittels einer oberhalb des Flüssigkeitsspiegels des Lagerbehälters angeordneten Pumpe, deren Saugleitung an eine nahe dem Boden des Lagerbehälters angebrachte Zuführungsvorrichtung angeschlossen und deren Druckleitung über eine weitere Leitung mit der Zuführungsvorrichtung verbunden ist.The invention relates to a device for withdrawing liquefied gases, their temperature is close to its boiling point, from a storage container by means of one above the liquid level of the storage container arranged pump, whose suction line to a near the bottom of the storage container attached supply device connected and its pressure line via another line with the feeding device is connected.

In einer bekannten Pumpanlage ist die Zuführungsvorrichtungsdüse mit der Austrittsseite der oberhalb des Flüssigkeitsspiegels des Lagerbehälters angeordneten Pumpe verbunden, so daß ein Teil des Ausflusses aus der Pumpe unter Steuerung durch ein Regelventil entnommen wird und als Treibflüssigkeit in der Zuführungsvorrichtung wirksam ist. In einem Aufbewahrungsbehälter von größerer Tiefe führt das zum Hochziehen der Flüssigkeit in die Pumpe oberhalb des maximalen Flüssigkeitsstandes notwendige Ansaugen dann, wenn der Tank ζ. B. zu mehr als ³U leer ist, zu einer unausbleiblichen Verdampfung von etwas Flüssigkeit, falls ihre Temperatur oder die einer oder mehrerer ihrer Bestandteile nahe am Siedepunkt liegt. Dies hat eine Einbuße hinsichtlich der Saugwirkung der Pumpe zur Folge. Die Anordnung einer Zuführungsvorrichtung, die durch einen Teil der aus der Pumpe ausströmenden Flüssigkeit betätigt wird, stellt eine gewisse Verbesserung dar und ermöglicht eine weitgehendere Leerung des Aufbewahrungsbehälters, als wenn die Pumpe allein verwendet wird. Es besteht jedoch immer noch eine Grenze, über welche hinaus der Behälter nicht entleert werden kann, insbesondere weil etwas Flüssigkeit beim Eintritt aus dem Behälter in die Zuführungsvorrichtung verdampfen kann. Daher ist bei der bekannten Anlage zwischen der Zuführungsvorrichtung und der Pumpe oberhalb des Lagerbehälters ein Zwischenbehälter angeordnet, der durch die Saugleitung mit der Zuführungsvorrichtung verbunden ist. Eine derartige Anordnung bedingt jedoch einen erheblichen baulichen Aufwand. So sind zusätzlich Ventile erforderlich, wodurch Betriebsstörungen durch deren mögliches Versagen auftreten können. Auch die Bedienung der Anlage ist, insbesondere bei der Füllung des Lagerbehälters, umständlich. Darüber hinaus macht die Anordnung des Zwischenbehälters die Verwendung zusätzlicher Flüssigkeitsmengen erforderlich, wodurch der Lagerbehälter über eine bestimmte Grenze hinaus nicht entleert werden kann. Ferner ist die Anlage von einer gleichmäßigen Pumpenleistung abhängig. Betriebsschwankungen der Pumpe könnten nämlich zu einem Eindringen des Dampfes Einrichtung zur Entnahme verflüssigter Gase aus einem LagerbehälterIn a known pumping system, the feed device nozzle is connected to the outlet side of the pump arranged above the liquid level of the storage container, so that part of the outflow is removed from the pump under the control of a regulating valve and acts as a motive liquid in the feed device. In a storage container of greater depth, the suction necessary to pull the liquid up into the pump above the maximum liquid level leads to when the tank ζ. B. is empty to more than ³ U , to the inevitable evaporation of some liquid if its temperature or that of one or more of its components is close to the boiling point. This results in a loss in terms of the suction effect of the pump. The arrangement of a delivery device which is actuated by some of the liquid flowing out of the pump represents a certain improvement and enables the storage container to be emptied more largely than if the pump is used alone. However, there is still a limit beyond which the container cannot be emptied, particularly because some liquid may evaporate as it enters the delivery device from the container. Therefore, in the known system, an intermediate container is arranged between the feed device and the pump above the storage container, which is connected to the feed device by the suction line. However, such an arrangement requires a considerable structural effort. For example, additional valves are required, which can result in malfunctions due to their possible failure. The operation of the system is also cumbersome, especially when filling the storage container. In addition, the arrangement of the intermediate container makes it necessary to use additional amounts of liquid, as a result of which the storage container cannot be emptied beyond a certain limit. Furthermore, the system is dependent on a uniform pump output. Fluctuations in the operation of the pump could namely lead to a penetration of the vapor. Device for extracting liquefied gases from a storage container

Anmelder: »SHELL« Research Limited, LondonApplicant: "SHELL" Research Limited, London

Vertreter: Dr.-Ing. F. Wuesthoff, Dipl.-Ing. G. Puls und Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. E. Frhr. v. Pechmann, Patentanwälte, München 9, Schweigerstr. 2Representative: Dr.-Ing. F. Wuesthoff, Dipl.-Ing. G. Pulse and Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. E. Frhr. v. Pechmann, patent attorneys, Munich 9, Schweigerstr. 2

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

Großbritannien vom 9. Juli 1958 und 23. April 1959 (Nr. 22 032)Great Britain July 9, 1958 and April 23, 1959 (No. 22 032)

Richard Rigby, Ledsham, Cheshire (Großbritannien), ist als Erfinder genannt wordenRichard Rigby, Ledsham, Cheshire (Great Britain), has been named as the inventor

aus dem Zwischenbehälter in die Saugleitung führen.from the intermediate container into the suction line.

Die Nachteile der bekannten Anordnung sollen durch eine Verbesserung der Zuführungsvorrichtung behoben werden.The disadvantages of the known arrangement are said to be due to an improvement in the feeding device be resolved.

Dies wird dadurch erreicht, daß die Zuführungsvorrichtung eine Wirbelkammer mit ersten Öffnungen für den Eintritt von Treibflüssigkeit, zweiten Öffnungen für den Eintritt von Flüssigkeit aus dem Lagerbehälter, dritten Öffnungen für den Austritt von Flüssigkeit und vierten Öffnungen far den Austritt von Dampf aufweist, wobei die weitere Leitung mit den ersten Öffnungen und die Saugleitung mit den dritten Öffnungen verbunden ist und die zweiten und vierten Öffnungen in den Lagerbehälter münden.This is achieved in that the feed device has a vortex chamber with first openings for the entry of propellant liquid, second openings for the entry of liquid from the storage container, third openings for the exit of liquid and fourth openings for the exit of steam, the further line with the first openings and the suction line with the Third openings is connected and the second and fourth openings open into the storage container.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung ist ein weitgehendes Entleeren des Lagerbehälters möglich, ohne daß in der Saugleitung die Saugwirkung der Pumpe beeinträchtigende Dämpfe entstehen. Wenn nämlich etwas Flüssigkeit beim Eintritt in die Wirbelkammer verdampft, dann wird der Dampf in der Wirbelkammer durch die dort herrschenden Zentrifugalkräfte von der Flüssigkeit abgetrennt und verläßt die Wirbelkammer durch die dafür vorgesehenen Öffnungen. The arrangement according to the invention enables the storage container to be largely emptied, without the formation of vapors in the suction line that would impair the suction effect of the pump. if namely some liquid evaporates when entering the vortex chamber, then the vapor in the vortex chamber separated by the prevailing centrifugal forces from the liquid and leaves the Vortex chamber through the openings provided for this purpose.

Nach einer erfindungsgemäßen Ausführungsform ist die Wirbelkammer mit in der Nähe ihres einen Endes befindlichen tangentialen Öffnungen zur Einführung der Treibflüssigkeit und mit in der Nähe desAccording to one embodiment of the invention, the vortex chamber is in the vicinity of its one Tangential openings located at the end for introducing the propellant liquid and with in the vicinity of the

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anderen. Endes angeordneten Auslaßöflmmgen versehen, welche in einen ringförmigen Flüssigkeitssammelraum münden, der tangential Ausflußöffnungen aufweist. Vorzugsweise ist die Zuführungsvorrichtung mit Einrichtungen zur Verhinderung der Übertragung der Drehbewegungen in der Wirbelkammer und der damit verbundenen Abgabe von Energie an die Flüssigkeit, in welche sie eintaucht, versehen.others. Provided at the end of the arranged outlet openings, which open into an annular liquid collecting space, the tangential outflow openings having. Preferably, the feeding device is provided with means to prevent the Transmission of the rotary movements in the vortex chamber and the associated delivery of Energy supplied to the liquid in which it is immersed.

Nach einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform kann die Zuführungsvorrichtung eine zum Einspritzen der Treibflüssigkeit dienende und von einer ringförmigen Einlaßöffnung für Flüssigkeiten umgebene Düse aufweisen, wobei die zur Düse führende Leitung mit Einrichtungen zur Erteilung einer Drehbewegung an die durchströmende Flüssigkeit versehen ist, und die vom Zuführungsorgan wegführende Leitung einen Raum zur Durchführung der Trennung der Flüssigkeit von Dampf durch Zentrifugalkräfte sowie getrennte, am oberen Raum befindliehe Ausflußöffnungen für die so abgetrennte Flüssigkeit und Dampf aufweist. Dabei ist die Eintrittsöffnung für die Treibflüssigkeit in die Wirbelkammer von einer ringförmigen Eintrittsöffnung für die Flüssigkeit aus dem Lagerbehälter umgeben und mit Einsätzen zur Erteilung einer Drehbewegung an die durchströmende Treibflüssigkeit versehen.According to another embodiment of the invention, the feed device can be a Injection of the propellant liquid and from an annular inlet opening for liquids have surrounding nozzle, the line leading to the nozzle with devices for issuing a rotary movement is provided on the flowing liquid, and the leading away from the supply member Conduit a space for carrying out the separation of the liquid from the vapor by centrifugal forces as well as separate outflow openings located in the upper space for the liquid thus separated and has steam. The inlet opening for the propellant liquid is in the vortex chamber surrounded by an annular inlet opening for the liquid from the storage container and with inserts to provide a rotary movement to the propellant flowing through.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 eine schematische Skizze des Systems, Fig. 2 a einen Aufriß, Fig. 2 b eine Grundrißansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zuführungsvorrichtung undThe invention is explained in more detail below with reference to the drawings. It shows Fig. 1 is a schematic sketch of the system, Fig. 2a is an elevation, Fig. 2b is a plan view an embodiment of the feeding device according to the invention and

Fig. 3 a einen Aufriß, Fig. 3 b eine Grundrißansicht einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zuführungsvorrichtung.Fig. 3a is an elevation, Fig. 3b is a plan view of another embodiment of the invention Feeding device.

Die Pumpanlage umfaßt eine Pumpe 1, die mit einem Antriebsmotor 2 verbunden ist. Beide befinden sich oberhalb eines isolierten Lagerbehälters 3 zur Aufbewahrung von verflüssigtem Methan unter Atmosphärendruck, d. h. bei einer Temperatur von etwa —160° C. Eine Saugleitung 4 für die Flüssigkeit führt von einer Zuführungsvorrichtung 5 am Boden des Tankes 3 zur Saugseite der Pumpe 1, während die Druckleitung 6 zum gewünschten Bestimmungsort führt. Eine von der Druckleitung 6 abgezweigte weitere Leitung 7 führt zur Zuführungsvorrichtung 5 hinunter, wobei die Strömung durch diese Leitung 7 mittels eines Ventils 8 so gesteuert wird, daß ein Anteil der aus der Pumpe 1 ausströmenden Flüssigkeit als Treibflüssigkeit zur Schaffung einer Turbulenz in der Zuführungsvorrichtung 5 verwendet werden kann. Aus Fig. 2 a und 2b geht hervor, daß die Zuführungsvorrichtung 5 eine Wirbelkammer 10 mit zentralen Öffnungsstutzen 11 und 12 an jedem Ende aufweist, die zur Flüssigkeit im Tank 3 hin offen sind. Die Wirbelkammer 10 hat zwei tangentiale Einlaßöffnungen 13 in der Nähe ihres unteren Endes, die miteinander verbunden sind und durch die Leitung 7 an die Zuführungsvorrichtung 5 herangeführte Flüssigkeit erhalten, wodurch die letztere der Wirbelkammer 10 zugeführt wird. Eine am oberen Ende der Wirbelkammer 10 befindliche peripherische Ausflußöffnung 14 mündet in einen ringförmigen Flüssigkeitssammelraum 15, der mit einer tangentialen Flüssigkeitsausflußöffnung 16 versehen ist.The pumping system comprises a pump 1 which is connected to a drive motor 2. Both are located located above an insulated storage container 3 for storing liquefied methane under atmospheric pressure, d. H. at a temperature of about -160 ° C. A suction line 4 for the liquid leads from a feed device 5 at the bottom of the tank 3 to the suction side of the pump 1, while the Pressure line 6 leads to the desired destination. One branched off from the pressure line 6 another line 7 leads to the feed device 5 down, the flow through this line 7 is controlled by means of a valve 8 so that a proportion the liquid flowing out of the pump 1 as a motive liquid to create turbulence in the feeding device 5 can be used. From Fig. 2 a and 2b it can be seen that the feed device 5 has a vortex chamber 10 with central opening stubs 11 and 12 at each end, which are open to the liquid in the tank 3. The swirl chamber 10 has two tangential inlet openings 13 near their lower end, which are connected to each other and by the line 7 to the supply device 5 supplied liquid received, whereby the latter of the vortex chamber 10 is fed. A peripheral outflow opening located at the upper end of the vortex chamber 10 14 opens into an annular liquid collecting space 15 which has a tangential liquid outflow opening 16 is provided.

Während des Betriebes schafft die Flüssigkeitsströmung durch die tangentialen Einlaßöffnungen 13 eine rotierende Flüssigkeitsmasse in der Wirbelkammer 10. Die gebildete Turbulenz erzeugt eine Zone niedrigen Druckes entlang der Mittellinie der Kammer 10, was zu einem Einsaugen von Flüssigkeit in die Kammer 10 durch die Öffnungsstutzen 11 und führt, worauf sich diese Flüssigkeit der Drehbewegung in der Kammer 10 anschließt. Wenn etwas Flüssigkeit oder einer von deren Bestandteilen verdampft, dann wird der Dampf durch die Zentrifugalkräfte von der Flüssigkeit abgetrennt und verläßt die Kammer 10 längs der Mittellinien der Öffnungsstutzen 11 und 12, während die an der Außenseite der Kammer 10 abgeführte Flüssigkeit durch die peripherische Ausflußöffnung 14 in den ringförmigen Sammelraum 15 tritt, von wo sie durch die Austrittsöffnung 16 abgezogen wird, um in der Saugleitung 4 zur Pumpe 1 hinaufzuströmen.During operation, the fluid flow creates through the tangential inlet openings 13 a rotating mass of liquid in the swirl chamber 10. The turbulence formed creates a Zone of low pressure along the center line of the chamber 10, resulting in an aspiration of liquid into the chamber 10 through the opening nozzle 11 and leads, whereupon this liquid of the rotary movement in the chamber 10 follows. If some liquid or one of its components evaporates, then the vapor is separated from the liquid by centrifugal forces and leaves the Chamber 10 along the center lines of the opening stubs 11 and 12, while those on the outside the chamber 10 discharged liquid through the peripheral outflow opening 14 in the annular The collecting space 15 occurs, from where it is drawn off through the outlet opening 16, in order to enter the suction line 4 to flow up to pump 1.

In Fig. 3 a und 3 b ist eine Zuf ührurigsvorrichtung mit der Wirbelkammer 17 dargestellt. Diese weist die Eintrittsöffnung 18 für die Treibflüssigkeit auf, welche von einer ringförmigen Eintrittsöffnung 20 für die Flüssigkeit aus dem Lagerbehälter 3 umgeben ist. Die Eintrittsöffnung 18 ist an die weitere Leitung 7 der Pumpe angeschlossen. In der Eintrittsöffnung 18 sind Einsätze 19 zur Erteilung einer Drehbewegung an die durchströmende Treibflüssigkeit vorgesehen. Der Dampf tritt durch die Öffnung 21 in den Lagerbehälter aus, während die Flüssigkeit durch die Öffnung 22 in die Saugleitung 4 austritt.In Fig. 3 a and 3 b, a supply device with the vortex chamber 17 is shown. This shows the Inlet opening 18 for the propellant liquid, which from an annular inlet opening 20 for the Liquid from the storage container 3 is surrounded. The inlet opening 18 is connected to the further line 7 of the Pump connected. In the inlet opening 18 are inserts 19 for issuing a rotary movement to the through-flowing propellant provided. The steam enters the storage container through opening 21 while the liquid exits through the opening 22 into the suction line 4.

Claims

PATENT CLAIMS:
1. Device for removing liquefied gases, the temperature of which is close to their boiling point, from a storage container by means of a pump arranged above the liquid level of the storage container, the suction line of which is connected to a supply device attached near the bottom of the storage container and whose pressure line is connected to the Feed device is connected, characterized in that the feed device (5) has a vortex chamber (10 or 17) with first openings (13 or 18) for the entry of propellant fluid, second openings (11 and / or 12 or 20) for the Entry of liquid from the storage container (3), third openings (14 or 22) for the exit of liquid and fourth openings (11 and / or 12 or 21) for the exit of steam, the further line (7) is connected to the first openings (13 or 18) and the suction line (4) to the third openings (14 or 22) and the second and fourth Open openings (11 and / or 12 or 21) open into the storage container (3).

2. Device according to claim 1, characterized in that the swirl chamber (10) with in located near one end of the tangential openings (13) for introducing the propellant liquid and is provided with outlet openings (14) arranged in the vicinity of the other end, which open into an annular liquid collecting space (15), the tangential outflow openings (16).

3. Device according to claim 1, characterized in that the inlet opening (18) for the propellant liquid into the swirl chamber (17) from an annular inlet opening (20) for the liquid from the storage container (3)

give and with inserts (19) for giving a rotary motion to the propellant flowing through is provided.

4. Device according to claim 1 to 3, characterized in that the feed device (5) with devices to prevent the transmission of rotary motion in the vortex chamber (10 or 17) to the liquid in which the feed device is immersed, is provided.

Considered publications:
U.S. Patent No. 2,061,013.

1 sheet of drawings