<Desc/Clms Page number 1>
"Procédé pour déterminer le niveau d'un liquide volatil dans un vaporiseur."
La présente invention porte sur un procédé pour déterminer le niveau d'un liquide volatil dans un vaporiseur alimenté par un liquide volatil contenant une impureté moins volatile que lui. rar liquide volatil on entend ici un liquide dont la température de vaporisation, sous la pression sous laquelle se trouve le liquide du vaporiseur, est inférieure à la température ambiante, un tel liquide est par exemple de l'oxygène liquide.
Un procédé connu pour déterminer le niveau d'un liquide volatil dans un récipient consiste à faire barboter à travers le liquide le gaz provenant de la vaporisacion d'une
<Desc/Clms Page number 2>
partie du liquide en un endroit fixe situé au niveau le plus bas que l'on peut être amené à déterminer. La différence entre la pression de ce gaz et la pression du gaz qui surmonte le bain de liquide est proportionnelle à la hauteur de ce bain au-dessus de l'endroit ou a lieu la vaporisation. Il suffit donc de mesurer cette différence de pression, par exemple au moyen d 'un manomètre différentiel à liquide, pour connaître le niveau du liquide volatil dans le récipient. La vaporisation partielle du liquide a lieu dans un tuyau se rendant au manomètre, et c'est le gaz ainsi vaporisé qui barbote à travers le bain de liquide.
En pratique cette vaporisation se produit en général de façon suffisante sous l'influence des rentrées de chaleur à travers l'isolant qui entoure le tuyau.
Le procédé qui vient d'être rappelé est en particulier applicable lorsque le récipient est un vaporiseur dans lequel arrive constamment du liouide volatil et dans lequel une quantité correspondante de liquide est simultanément vaporisée. Si alors le liquide volatil contient une impureté moins volatile que lui, il s'enrichit progressivement en cette impureté au cours du fonctionnement du vaporiseur. L'impureté peut alors s'accumuler dans le tuyau qui conduit au manomètre et fausser ainsi les indications de celui-ci. Certaines impuretés peuvent également y provoouer des explosions.
Tel est en particulier le cas des vaporiseurs d'oxygène des appareils industriels de séparation de l'air, car, ainsi qu'on le sait, l'oxygène contient toujours des traces d'hydrocarbures, en particulier d'acétylène, qui peuvent constituer à la longue des dépôts dangereux.
Dans sa demande de brevet français n 482 199 du 10 Août 1943 et dans sa demande d'addition n 41 747 du 30 Juin 1944, la demanderesse a déjà indiqué un procédé et un dispositif permettant d'éviter les inconvénients qui viennent d'être rappelés. Le dispositif consiste en un tube reliant deux endroit-
<Desc/Clms Page number 3>
du vaporiseur situés à deux niveaux différents l'un et l'autre au-dessous du niveau du liquide, et dans lequel le liquide circule de bas en haut tout en étant partiellement vaporisé par appor-c de chaleur, de sorte que les impuretés relativement peu volatiles ne s'accumulent pas dans le tube.
e manomètre différentiel indique la différence entre la pression du gaz résultant de la vaporisation partielle du liouide dans le tube et la pression du gaz au-dessus du liquide dans le vaporiseur.
EMI3.1
La présente invention, iÊNXSSXmXSaB#, porte sur un autre moyen pour éviter les inconvénients rappelés plus haut. Ce moyen est le suivant : l'endroit auquel le liquide alimentant le vaporiseur est mélangé au liquide du vaporiseur en cours de vaporisation est situé au-dessous du niveau du liquide dans le vaporiseur, et le gaz dont on compare la pression à celle du gaz qui surmonte le liquide dans le vaporiseur est;celui provenant de la vaporisation partielle du liquide alimentant le vaporiseur et se rendant à cet endroit.
Les figures 1, 3, 4 et 5 du dessin ci-joint représentent schêmatiquement en coupe verticale quatre dispositifs permettant l'exécution du procédé suivant l'invention. La figure 2 représente une modification du dispositif de la figure 1. un même élément d'appareillage est, dans toutes les figures, désigné par la même lettre. Dans tous les modes d'exécution représentés on a supposé que le liquide se rend au vaporiseur par gravité, ce qui est le cas général, mais le procédé suivant l'invention resterait appli- cable si le liquide était introduit dans le vaporiseur par tout autre moyen, par exemple au moyen d'une pompe.
Dans le dispositif représenté sur la figure 1, A désigne l'enveloppe extérieure d'un vaporiseur chauffé par du gaz se condensant dans des tubes a, Le liquide volatil se vaporisant dans le vaporiseur a. est par exemple de l'oxygène au voisinage de la pression atmosphérique, et le gaz se conden-
<Desc/Clms Page number 4>
sant dans les tubes B de l'azote sous la pression d'environ 5 atmosphères absolues. Le liquide volatil pénètre dans le vaporiseur A par un tube descendant N continué à sa partie inférieure par un tube ascendant D ouvert à son extrémité. Sur le tube ascendant D est branché un tuyau E qui sort du vaporiseur A et pénètre dans l'isolant G entourant le vaporiseur.
Le liquid venant du tuyau D qui pénètre dans le tuyau E se vaporise dans l'isolant G, et le gaz vaporisé barbote à travers le liquide volatil du vaporiseur A. un autre tuyau F est en communication avec le gaz qui surmonte le liquide volatil. Sur les tuyaux ± et F est branché un manomètre différentiel H, qui indique la hauteur du liquide volatil dans le récipient A au-dessus du .tuyau E, c'est-à-dire le niveau 1 du liquide.
Le tuyau ascendant D pourrait être remplacé par un dispositif différent mais jouant le même rôle, par exemple le godet D' représenté sur la figure 2.
La figure 3 représente un mode d'exécution présentant les caractéristiques suivantes : le vaporiseur communique avec une capacité par deux passages dont l'un est situé au-dessous et l'autre au-dessus du niveau du liquide, le liquide alimentant le vaporiseur se rend d'abord dans la capacité et delà dans le vaporiseur, il a une vitesse suffisamment faible pour que le niveau du liquide soit sensiblement le même dans la capacité et dans le vaporiseur, et le liquide à travers lequel barbote le gaz provenant de la vaporisation d'une partie du liquide est celui contenu dans la capacité. Quand ces différentes caractéristiques sont réunies, le manomètre différentiel indique le niveau sensi- blement commun du liquide dans la capacité et dans le vaporiseur.
Le liquide passe du tuyau d'alimentation N au tuyau descendant C de large section, et le tuyau E est branché sur le tuyau C, qui communique à sa partie inférieure avec le vaporiseur A par un tuyau K. Un tuyau M fait communiquer les deux
<Desc/Clms Page number 5>
atmosphères surmontant les liquides dans le vaporiseur A et le tuyau C. Le niveau du liquide volatil est sensiblement le même dans le tuyau C que dans le vaporiseur A, ainsi que cela est représenté, et le gaz formé dans le tuyau barbote à travers le liquide du tuyau C.
La figure 4 représente un mode d'exécution dans lequel une partie seulement du liquide volatil se rendant au vaporiseur passe par l'endroit où règne la pression qu'on compare à celle du gaz qui surmonte le liquide dans le vaporiseur. Cette figure se distingue de la figure 3 uniquement en ce que l'isolant G n'a pas été représenté, et que le liquide qui arrive par le tuyau N passe par un récipient de trop plein 0, duquel une partie du liquide tombe directement dans le vaporiseur A, tandis que seule la partie restante se rend par un tuyau P dans le tuyau C. Ce mode d'exécu- tion évite de faire passer par le tuyau G une quantité excessive de liquide. Il convient donc en particulier pour les grands appareils.
Comme le liquide qui alimente le vaporiseur est beaucoup moins concentré en impuretés relativement peu volatiles que le liquide en cours de vaporisation dans le vaporiseur, les inconvénients signalés plus haut sont considérablement réduits quand on opère suivant l'un quelconque des modes d'exécution décrits ci-dessus. Cependant la concentration en impuretés peu volatiles dans la branche E n'est pas complètement supprimée. Pour la supprimer complètement on peut procéder de l'une des deux façons suivantes :
1 - On applique au liquide circulant dans le tube D de la figure 1, ou dans le godet D' de la figure 2, ou dans le tube C des figures 3 et 4, le procédé rappelé plus haut, qui, dans la demande de brevet antérieure de la demanderesse, est appliqué au liquide du vaporiseur lui-même.
2 - Dans le cas, qui est celui usuel, où le liquide
<Desc/Clms Page number 6>
qui alimente le vaporiseur lui est amené par gravité, la partie descendante du chemin suivi par ce liquide est divisée en deux sections superposées communiquant par une garde hydrau- lique, et le gaz dont on compare la pression à celle du gaz surmontant le liquide dans le vaporiseur est celui provenant de la vaporisation partielle du liquide dans la section inférieure.
On évite ainsi la valorisation de liquide dans un tube se rendant au manomètre, vaporisation qui est accomaagnée d'une concentration progressive, dans le tube, des impuretés relativement peu volatiles.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
<Desc / Clms Page number 1>
"Method for determining the level of a volatile liquid in a vaporizer."
The present invention relates to a method for determining the level of a volatile liquid in a vaporizer supplied with a volatile liquid containing an impurity less volatile than itself. Rar volatile liquid is understood here as a liquid whose vaporization temperature, under the pressure under which the liquid of the vaporizer is located, is lower than ambient temperature, such a liquid is for example liquid oxygen.
A known method of determining the level of a volatile liquid in a vessel consists of bubbling the gas from the vaporization of a vessel through the liquid.
<Desc / Clms Page number 2>
part of the liquid in a fixed place located at the lowest level that can be determined. The difference between the pressure of this gas and the pressure of the gas which overcomes the liquid bath is proportional to the height of this bath above the place where the vaporization takes place. It is therefore sufficient to measure this pressure difference, for example by means of a differential liquid manometer, in order to know the level of the volatile liquid in the container. Partial vaporization of the liquid takes place in a pipe leading to the pressure gauge, and it is the vaporized gas which bubbles through the liquid bath.
In practice, this vaporization generally takes place sufficiently under the influence of heat re-entering through the insulation which surrounds the pipe.
The method which has just been recalled is in particular applicable when the container is a vaporizer into which volatile liquid constantly arrives and in which a corresponding quantity of liquid is simultaneously vaporized. If then the volatile liquid contains an impurity less volatile than itself, it is gradually enriched in this impurity during the operation of the vaporizer. Impurity can then accumulate in the pipe which leads to the pressure gauge and thus distort the indications of the latter. Certain impurities can also cause explosions.
This is particularly the case with oxygen vaporizers in industrial air separation devices, since, as is known, oxygen always contains traces of hydrocarbons, in particular acetylene, which can constitute in the long run, dangerous deposits.
In its French patent application No. 482 199 of August 10, 1943 and in its addition application No. 41 747 of June 30, 1944, the applicant has already indicated a process and a device making it possible to avoid the drawbacks which have just been recalled. . The device consists of a tube connecting two places-
<Desc / Clms Page number 3>
of the vaporizer located at two different levels one and the other below the level of the liquid, and in which the liquid circulates from bottom to top while being partially vaporized by the addition of heat, so that the relatively impurities low volatiles do not accumulate in the tube.
The differential pressure gauge indicates the difference between the pressure of the gas resulting from the partial vaporization of the liquid in the tube and the pressure of the gas above the liquid in the vaporizer.
EMI3.1
The present invention, iÊNXSSXmXSaB #, relates to another means of avoiding the drawbacks mentioned above. This means is as follows: the place at which the liquid supplied to the vaporizer is mixed with the vaporizer liquid being vaporized is located below the level of the liquid in the vaporizer, and the gas whose pressure is compared to that of the gas which overcomes the liquid in the vaporizer is; that resulting from the partial vaporization of the liquid feeding the vaporizer and going to this place.
Figures 1, 3, 4 and 5 of the accompanying drawing show schematically in vertical section four devices allowing the execution of the method according to the invention. FIG. 2 represents a modification of the device of FIG. 1. the same piece of equipment is, in all the figures, designated by the same letter. In all the embodiments shown, it has been assumed that the liquid goes to the vaporizer by gravity, which is the general case, but the method according to the invention would remain applicable if the liquid were introduced into the vaporizer by any other. medium, for example by means of a pump.
In the device shown in FIG. 1, A denotes the outer casing of a vaporizer heated by gas condensing in tubes a, the volatile liquid vaporizing in vaporizer a. is, for example, oxygen in the vicinity of atmospheric pressure, and the gas condenses
<Desc / Clms Page number 4>
nitrogen in the tubes B at the pressure of about 5 atmospheres absolute. The volatile liquid enters the vaporizer A through a descending tube N continued at its lower part by an ascending tube D open at its end. A pipe E is connected to the ascending tube D which comes out of the vaporizer A and enters the insulation G surrounding the vaporizer.
The liquid coming from the pipe D entering the pipe E vaporizes in the insulator G, and the vaporized gas bubbles through the volatile liquid of the vaporizer A. Another pipe F is in communication with the gas which overcomes the volatile liquid. A differential pressure gauge H is connected to pipes ± and F, which indicates the height of the volatile liquid in receptacle A above pipe E, that is to say level 1 of the liquid.
The rising pipe D could be replaced by a different device but playing the same role, for example the cup D 'shown in Figure 2.
FIG. 3 represents an embodiment having the following characteristics: the vaporizer communicates with a capacity by two passages, one of which is located below and the other above the level of the liquid, the liquid supplying the vaporizer to returns first in the capacity and beyond in the vaporizer, it has a sufficiently low velocity that the level of the liquid is approximately the same in the capacity and in the vaporizer, and the liquid through which the gas from vaporization is bubbled part of the liquid is that contained in the capacity. When these different characteristics are combined, the differential pressure gauge indicates the substantially common level of the liquid in the tank and in the vaporizer.
The liquid passes from the supply pipe N to the down pipe C of large section, and the pipe E is connected to the pipe C, which communicates at its lower part with the vaporizer A by a pipe K. A pipe M communicates the two
<Desc / Clms Page number 5>
atmospheres overcoming the liquids in vaporizer A and pipe C. The level of volatile liquid is approximately the same in pipe C as in vaporizer A, as shown, and the gas formed in pipe is bubbling through the liquid pipe C.
FIG. 4 represents an embodiment in which only part of the volatile liquid going to the vaporizer passes through the place where the pressure prevails, which is compared to that of the gas which overcomes the liquid in the vaporizer. This figure differs from figure 3 only in that the insulator G has not been shown, and that the liquid which arrives by the pipe N passes through an overflow container 0, from which part of the liquid falls directly into vaporizer A, while only the remaining part goes through pipe P into pipe C. This mode of execution avoids passing an excessive quantity of liquid through pipe G. It is therefore particularly suitable for large devices.
As the liquid which feeds the vaporizer is much less concentrated in relatively low volatile impurities than the liquid being vaporized in the vaporizer, the drawbacks mentioned above are considerably reduced when one operates according to any of the embodiments described above. -above. However, the concentration of impurities of low volatility in branch E is not completely eliminated. To completely remove it, you can do one of the following two ways:
1 - We apply to the liquid circulating in the tube D of Figure 1, or in the cup D 'of Figure 2, or in the tube C of Figures 3 and 4, the method recalled above, which, in the application for Applicant's earlier patent, is applied to the vaporizer liquid itself.
2 - In the case, which is the usual one, where the liquid
<Desc / Clms Page number 6>
which supplies the vaporizer is brought to it by gravity, the descending part of the path followed by this liquid is divided into two superimposed sections communicating by a hydraulic guard, and the gas, the pressure of which is compared to that of the gas overcoming the liquid in the vaporizer is the one resulting from the partial vaporization of the liquid in the lower section.
This prevents the recovery of liquid in a tube going to the pressure gauge, which vaporization is accompanied by a gradual concentration, in the tube, of relatively low volatility impurities.
** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.