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DE627636C - Verfahren zum Umfuellen verfluessigter Gase mit tiefliegendem Siedepunkt - Google Patents

Verfahren zum Umfuellen verfluessigter Gase mit tiefliegendem Siedepunkt

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Publication number
DE627636C
DE627636C DEA75383D DEA0075383D DE627636C DE 627636 C DE627636 C DE 627636C DE A75383 D DEA75383 D DE A75383D DE A0075383 D DEA0075383 D DE A0075383D DE 627636 C DE627636 C DE 627636C
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DE
Germany
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storage container
gas
container
heat exchanger
line
Prior art date
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Expired
Application number
DEA75383D
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English (en)
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INDUSTRIEGASVERWERTUNG AG F
AG fuer Industrie Gas Verwertung
Original Assignee
INDUSTRIEGASVERWERTUNG AG F
AG fuer Industrie Gas Verwertung
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Publication date
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Description

rs ο··?
i-rB. 1933
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Belieferung der Industrie mit einem einen tiefliegenden Siedepunkt besitzenden Gas tind insbesondere auf ein Verfahren und eine geeignete Vorrichtung, um verflüssigtes Gas· der genannten Art von einem Behälter in einen anderen umzufüllen.
Der Zweck der Erfindung ist, ein vernüssigtes Gas, beispielsweise flüssigen Sauerstoff, so umzufüllen, daß die Verdampfungs-' Verluste verschwindend gering sind. Zu diesem Zwecke wird gemäß der Erfindung das umzufüllende Gas in der Weise unterkühlt, daß entspanntes, dem Behälter entnommenes Gas innerhalb eines Wärmeaustauschers im Gegenstrom zu dem umzufüllenden Gas, alsdann um den Aufbewahrungsbehälter herum einem Kompressor zugeleitet und schließlich
ao in den Gasraum des Aufbewahrungsbehälters zurückgedrückt wird.
Die Unterkühlung eines verflüssigten, einem Vorratsbehälter entnommenen Gases zur \~erminderung von Verdampfungsverlusten ist an sieh schon früher bekannt geworden. Mit diesen älteren Verfahren lassen sich die Verdampfungsverluste wohl vermindern, jedoch ist erfahrungsgemäß diese Verringerung nicht von nennenswerter wirtschaftlicher Bedeutung gewesen. Bei dem vorliegenden Verfahren hingegen sind die Verdampfungsverluste derartig gering, daß sie als praktisch nicht vorhanden erachtet werden können.
Auf den beiliegenden Zeichnungen sind mehrere Atisführungsformen der Erfindung veranschaulicht, und es ist
Abb. ι ein Längsschnitt einer Ausführungsform, die Einrichtung zum Umfüllen eines verflüssigten Gases gemäß der Erfindung veranschaulichend,
Abb. 2 eine teilweise geschnittene und teilweise schematische Ansicht, eine zweite Ausführungsform der Erfindung veranschaulichend, während
Abb. 3 eine Teilansicht im Schnitt einer abgeänderten Form des in Abb. 2 dargestellten Apparates zur Ausführung der Erfindung ist.
Auf den Zeichnungen ist in Abb. 1 mit 10 ein dickwandiger Behälter bezeichnet, der mit einer wärmeisolierenden Hülle 11 und einem dieselbe zusammenhaltenden Gehäuse rs umschlossen ist. Der Behälter ist mit einem Füllrohr 13 und mit einem Entnahmerohr 14 versehen, durch das das verflüssigte Gas in einen zweiten Behälter geleitet wird. Letzterer besteht aus einem auf einem Transport-
fahrzeug iS angeordneten Behälter 15 mit Isolation 16 und Gehäuse 17. Das Leitungsrohr 14. setzt sich außerhalb des Gehäuses in einem biegsamen und abnehmbaren Teil 14' fort, der an einen Füllstutzen 19 des Behälters 15 angeschlossen ist.
Um einen Teil der Flüssigkeit zwecks Expandierung und Erzeugung einer Kühlwirkung gemäß der Erfindung zu entnehmen, ίο ist eine Zweigleitung 20 vorgesehen, die von dem Rohr 14 nahe seinem Austritt aus dem Gefäß 10 abzweigt und ein Expansionsventil 21 besitzt, durch das das expandierte Gas in einen Wärmeaustaitscher 22 strömt. Derselbe kann von beliebig geeigneter Form sein und ist hier als eine Gegenstromkühlleitung veranschaulicht, die sich längs eines verhältnismäßig großen Teiles der im Gehäuse 12 befindlichen Leitung 14 erstreckt, wobei die Rohrleitung mit einer oder mehreren Krümmungen versehen ist, damit in dem im Gehäuse 12 verfügbaren Raum die gewünschte Rohrlänge untergebracht werden kann. Das bei Erzeugung der Kühlwirkung auf das verflüssigte und zu befördernde Gas nutzbar gemachte Gas wird zweckmäßig von dem wärmeren Ende des AVärmeaustauschers 22 durch eine in die Isolierschicht verlegte, um das Gefäß 10 herumgeführte Schlange 23 geleitet. Der mit 23' bezeichnete Teil der Schlange ist zwecks Bildung eines Wärmeaustauschgehäuses erweitert und leitet das expandierte Gas zu einer geeigneten Rückkompressionsvorrichtung, beispielsweise zu einem von einem elektrischen Motor 25 angetriebenen Kreiselverdichter. Von der Pumpe geht das Gas durch die von dem Wärmeaustauscher 23' umgebene Leitung 26 und nach Passieren des Expansionsventils 26' in den Behälter 10 zurück. Es ist noch eine andere mit Ventil ausgerüstete. Rückleitung 26" vorgesehen, die mit einem Sicherheitsventil 27 ausgerüstet ist. Mit 28 ist eine Entnahmeleitung bezeichnet, die von dem Gasraum des Behälters 10 abgeht und mit der Schlange 23 verbunden ist, um den Druck innerhalb des Behälters 10 durch Entnahme eines Teils des Gases in der Gasphase regeln zu können. Ein derartiger Teil des entnommenen Gases kann erwünschtenfalls in dem Verdichter 24 weiter komprimiert und bei 29 unmittelbar an die Verbrauchsstelle abgegeben werden.
Der in Abb. 1 veranschaulichte transportable Behälter ist mit einer Drucksteigerungsschlange 30 ausgerüstet, die der Einwirkung der Atmosphäre ausgesetzt und so angeordnet ist, daß sie an Stellen oberhalb und unterhalb des Flüssigkeitsspiegels mit dem Behalter verbunden ist. Dieser Behälter ist auch mit Entnahmevorrichtungen 31 und 32 ausgerüstet, um Gas in der flüssigen oder gasförmigen Phase entnehmen zu können.
In der veranschaulichten Anordnung ist je nach Wunsch ein zusätzliches Expansionsventil 21' vorgesehen, um einen Teil des verflüssigten Gases entnehmen zu können, nachdem es durch den Austauscher geströmt ist. Ventile 33 und 33' regeln das Strömen des verflüssigten Gases durch die Rohre 14 und 19. Die Anlage besitzt auch ein Umleitungsrohr 34, das durch ein Ventil 35 geregelt wird und von einer dem Ventil 33 vorgelagerten Stelle des Rohres 14 aus in das Rohr 23' führt; wodurch das in der Gasphase im Transportbehälter zurückbleibende Gas vor Beginn einer Füllung entnommen werden kann, wobei das entnommene Gas komprimiert und an die Anlage durch Leitung 26" abgeführt wird. AVenn auch die Verwendung einer solchen Umleitungsverbindung zu empfehlen ist, so ist sie für die vorliegende Erfindung nicht von grundsätzlicher Bedeutung. Wenn bei Anwendung der Vorrichtung verflüssigtes Gas, beispielsweise verflüssigter Sauerstoff, dem Behälter 10 entnommen und in einen Transportbehälter 15 umgefüllt werden soll, ist die Leitung 14 mit dem Einlaß 19 durch das Zwischenstück 14' verbunden und das Auslaßventil 33 des Aufbewahrungsbehälters sowie das Einlaßventil 33' des Transportbehälters geöffnet. Der in dem Behälter 10 befindliche Druck bewirkt, daß der verflüssigte Sauerstoff dem Rohr 14 entströmt. Kurz bevor oder bald nach dem Öffnen des Ventils 33 wird das Expansionsventil 21 geöffnet, damit ein Teil der entnommenen Flüssigkeit in den Wärmeaustauscher 22 im expandierten Zustand und bei einer Temperatur, die unterhalb der Temperatur der im Behälter 10 enthaltenen Flüssigkeit liegt, geleitet werden kann. Die Temperatur im Behälter liegt nahe derjenigen des Siedepunktes des verflüssigten Sauerstoffes bei normalem, atmosphärischem Druck, da der im Behälter 10 herrschende Druck in der Regel nicht weit über dem Atmosphärendruck, beispielsweise bei 2I/2 bis 3 Atm., liegt. Das auf Unterdruck entspannte Gas, das um Leitung 14 im Gegenstrom im Austauscher strömt, kühlt die zum Transportbehälter strömende Flüssigkeit, so daß sie durch Füllleitung 19 in einem unterkühlten Zustand einströmt. Das entspannte Gas geht von dem Austauscher 22 in die um Behälter 10 gewickelte Kühlschlange 23 und schließlich durch den Austauscher 23' in den Verdichter 24, der im Austauscher 22 einen Unterdruck erzeugt, sobald das Expansionsventil 21 geöffnet worden ist. Der im Austauscher 22 aufrechterhaltene Unterdruck bestimmt den Grad der erzielten Unterkühlung. Ist das
Expansionsventil 26' geöffnet, so strömt das komprimierte Gas durch Leitung 26, wobei dasselbe durch Wärmeaustausch im Austauscher 23' gekühlt und teilweise verflüssigt wird, wenn es das Expansionsventil 26' durchströmt.
In der in Abb. 2 veranschaulichten abgeänderten Ausführungsform ist der Aufbewahrungsbehälter mit 40 bezeichnet, der einen Füllstutzen 41 und Entnahmeleitung 42 besitzt, die durch Ventil 43 kontrolliert und mit einem Wärmeaustauscher 44 in Verbindung steht. Dieser Wärmeaustauscher ist als Isoliergefäß dargestellt, das eine Rohr-J 5 schlange 45 enthält, in deren unteres Ende durch eine Leitung 46 ein Teil des entnommenen verflüssigten Gases zugeleitet wird, das vor Eintritt in die Schlange durch ein Expansionsventil 47 strömt. Aus der Schlange 45 wird das expandierte Gas durch Leitung 48 zu einem Kompressor 49 geleitet und der Anlage durch den Einlaß 50 wieder zugeführt. Erwünschtenfalls wrird in Verbindung mit der Leitung 48 ein Sammelbehälter 51 zur Aufbewahrung des expandierten verflüssigten Gases vorgesehen. Ein solches Gefäß ist mit der Anlage verbunden dargestellt und mit einem Regelungsventil 52 ausgerüstet, während in die Leitung 48 ein damit zusammenwirkendes Ventil 53 eingeschaltet -ist. Von dem unteren Ende des Wärmeaustauschers 44 führt eine mit Zapfstellen 55 ausgerüstete Sammelleitung 54 zweckmäßig durch Wärmeisolierung hindurch. Die Zapfstellen tragen Ventile 56 und dienen zum Füllen der Stahlflaschen 57. Falls es erwünscht ist, das verflüssigte Gas auf einer Temperatur zu halten, die unterhalb der Temperatur der Umgebung liegt, sind die Aufnahmegefäße 57 und Behälter 40 vorzugsweise ebenfalls mit einer Wärmeisolierung versehen.
Die in Abb. 3 gezeigte abgeänderte Ausführungsform ist der Apparatur nach Abb. 2 ähnlich mit dem Unterschied, daß der Wärmeaustauscher eine abgeänderte Form besitzt. Hier ist der Wärmeaustauscher mit 44' bezeichnet, und die Leitung 42 für das abzuliefernde Gas führt zentral durch denselben, wobei das den Austauscher zu kühlende Gas durch die Leitung 46' und nach Passieren des ** Expansionsventils 47' am Boden einströmt. Bei den in den Abb. 2 und 3 dargestellten Anordnungen ist es vorteilhaft, die Wärme-So austauscher mit Thermometer auszurüsten. Demgemäß sind solche Thermometer bei 60 an den Wärmeaustauschern 44 und 44' angebracht. Es ist ebenfalls zu empfehlen und auch in der Zeichnung zum Ausdruck gebracht, die Wärmeaustauscher in unmittelbarer Nähe der Einlasse der Behälter oder Empfänger anzuordnen, um die durch Wärmeabsorption aus der Atmosphäre erfolgenden Kälteverluste so niedrig wie möglich zu halten.
Wenn im Betrieb Aufnahmebehälter, wie sie mit 57 bezeichnet sind, mit flüssigem Propan oder einer ähnlichen Flüssigkeit mit hoher Dampfspannung zu füllen sind, wird die Flüssigkeit aus dem Aufbewahrungsbehälter 40 durch die Leitung 42 entnommen und in den Wärmeaustauscher eingeleitet. Ein Teil der Flüssigkeit wird durch die Zweigleitung 46 (Abb. 2) entnommen und in die Schlange 45 des Wärmeaustauschers am unteren Ende und entsprechend der Einstellung des Ventils 47 geleitet. Das expandierte Gas strömt in die Schlange und absorbiert Wärme von dem sie umgebenden Heizmittel. In dieser Weise wird verflüssigtes, in die Aufnahmebehälter 57 geleitetes Gas wieder gekühlt und auf eine verhältnismäßig niedere Temperatur gebracht, wodurch eine schnelle Verdampfung derselben verhindert wird. Das expandierte Gas strömt von der Schlange 45 durch die Leitung 48 entweder in den Behälter 51 oder zum Kompressor 49, wo es wieder komprimiert und zum Aufbewahrungsbehälter 40 zurückgeleitet wird. Wenn sich der Kompressor in Tätigkeit befindet, ist das Ventil 52 gewöhnlich geschlossen, während das Ventil 53 geöffnet ist. Erwünschtenfalls jedoch können beide Ventile geöffnet werden, so daß der Behälter als eine Sammelkammer wirkt, um einen gleichmäßigen Gasstrom zum Kompressor aufrechtzuerhalten. Wenn nur der Behälter 51 in Betrieb ist, wird durch Schließen des Ventils 53 der Kompressor außer Tätigkeit gesetzt. Der Druckunterschied zwischen dem Aufbewahrungsbehälter 40 und den transportablen Behältern oder Gasrezipienten 57 wird durch die Unterkühlung auf lange Zeitspannen hin aufrechterhalten, und die Fülldauer wird dadurch beträchtlich vermindert.

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Umfüllen verflüssigter Gase mit tiefliegendem Siedepunkt aus einem wärmeisolierten Aufbewahrungsbehälter im unterkühlten Zustand, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Aufbewahrungsbehälter entnommenes verflüssigtes Gas entspannt, innerhalb eines Wärmeaustauschers im Gegenstrom zu der umzufüllenden Flüssigkeit geführt, alsdann um den Aufbewahrungsbehälter herum einem Verdichter zugeleitet und schließlich in den Gasraum des Aufbewahrungsbehälters zurückgedrückt wird.
2. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend
aus einem Aufbewahrungsbehälter für das verflüssigte Gas mit tiefliegendem Siedepunkt und einem mit diesem zu verbindenden Transportbehälter, gekennzeichnet durch einen in die Isolierung des Aufbewahrungsbehälters verlegten Wärmeaustauscher, eine die Entnahmeleitung mit dem Wärmeaustauscher verbindende und mit einem Expansionsventil ausgerüstete Nebenleitung sowie durch einen außerhalb des Aufbewahrungsbehälters angeordneten, mit dem Wärmeaustauscher einerseits und dem Gasraum des Aufbewahrungsbehälters andererseits verbundenen Kompressor.
3. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen zwischen dem Aufbewahrungsbehälter und den zu füllenden Behältern angeordneten Isolierbehälter, z< der eine entspanntes Gas führende Rohrschlange umschließt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufbewahrungsbehälter mit der Sammelleitung zum 2; Füllen der Aufnahmebehälter durch eine Isolierkammer verbunden ist, durch die eine Leitung geht, und an deren unterem Ende das expandierte Gas eingeleitet
. wird. 3<
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
DEA75383D 1934-03-28 1935-02-23 Verfahren zum Umfuellen verfluessigter Gase mit tiefliegendem Siedepunkt Expired DE627636C (de)

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