CH143689A - Verfahren und Vorrichtung zum Umfüllen verflüssigter Gase. - Google Patents

Description

  Verfahren und Vorrichtung zum Umfüllen     verflüssigter    Gase.    Wenn man verflüssigte Gase, zum Bei  spiel flüssige Luft, flüssigen Sauerstoff,  flüssigen Stickstoff und dergleichen, nach  den bis jetzt gebräuchlichen     und    an  gewendeten Verfahren in andere Behäl  ter überfüllen will, so muss man stets mit  namhaften Gasverlusten     rechnen.    Dies ist  darin begründet, dass dabei verhältnismässig  grosse Materialmengen abgekühlt     werden     müssen, so dass die Dämpfe aus der Flüssig  keit verloren gehen, falls man sie nicht etwa  in einem Gasometer als nahezu druck  lose Gase     auffängt.    Sauerstoff ist aber     ein     sehr     wertvolles    Gas,

   das allgemein unter  einem bestimmten     Überdruck    verwertet wird.  Deshalb müsste dieses Gas aus dem Gaso  meter für den Verbrauch unter Druck erst  wieder     mit    Hilfe eines Kompressors, Ge  bläses oder     Injektors    verdichtet werden, was  indessen die     Verwendung    wesentlich ver  teuert. Man verzichtet aus diesen     Gründen     sehr häufig auf die     Wiederverdichtung    der    Verlustgase und lässt sie einfach ins Freie  gehen.  



  Gegenstand der vorliegenden     @        Erfindung     ist nun ein Verfahren und eine Vorrichtung  zum Umfüllen verflüssigter Gase. Das Ver  fahren, bei welchem sich die Gase nahezu  verlustlos aus Füllgefässen in Druckbehälter  überführen lassen, ist dadurch gekennzeich  net, dass die Umfüllung aus einem das verflüs  sigte Gas enthaltenden, mit einem Abfüllhais  versehenen Gefäss vorgenommen wird und dass  das verflüssigte Gas beim     Durchfluss    zu     einem     Druckbehälter auf baulich kurzem Wege  Bauteile von geringer Wandstärke berührt,

    so dass das verflüssigte Gas während des  Umfüllens schädlichen Temperatureinflüssen  möglichst entzogen     wird.       In der     Zeichnung    sind verschiedene Aus  führungsbeispiele der Vorrichtung zur Aus  führung des Verfahrens schematisch darge  stellt, und es zeigt:

             Fig.    1 eine erste     Ausführungsform    in  einem Zustand, der kurz vor dem Überfüh  ren der Flüssigkeit aus einer Füllflasche       bezw.    einem     Massgefäss    in einen Druckbehäl  ter besteht;     Fig.    2 und 3 zeigen einen Ab  schluss betreffende Varianten;

       Fig.    4 zeigt  einen teilweisen Schnitt durch einen     Druck-          behälter    in     verschlqssenem    Zustande, und       Fig.    5 zeigt eine zweite Ausführungsform  der Vorrichtung     während    des     Umfüllvorgan-          ges;        Fig.    6 und 7 veranschaulichen eine  weitere     Ausführungsform    vor     bezw.    während  des Umfüllens.  



  Bei der     Ausführung    nach     Fig.    1 bis 4  ist mit 11 eine mit einem Abfüllhals 10  versehene Füll-     bezw.    Massflasche bezeichnet.  12 ist ein Teil der Wandung des Druck  behälters. Auf dieser sitzt die mit Flügel  schrauben 13 gesicherte Dichtung. 14 ist ein  eine     Kammer    bildendes, möglichst dünn  wandiges Rohr, welches im     Füllzustande    den  baulich kürzesten Weg zwischen Füllflasche  und Druckgefäss darstellt.  



  Gemäss     Fig.    1 ist die Massflasche 11 mit  einem     Fallventil    versehen. Sie     wird    dem  Druckgefäss erst so aufgesetzt, dass ihre       Symmetrieachse    senkrecht steht. Dabei er  hält die     Ventilkugel    15 die in der Zeichnung       ersichtliche    Lage, sie schliesst also das Rohr  14 ab. Um den Durchgang nach dem Druck  gefäss für die Flüssigkeit freizugeben,     wird     das Rohr 14 mit seinem freien Ende in das  Druckgefäss eingestossen, bis es auf den den       Stift    18 tragenden Bügel aufstösst.

   Dabei  wird die durch eine     Scharnierfeder    19  und eine Gegenfeder 20 gesteuerte     Ver-          schlusskalotte    21 nach unten in die ge  strichelt dargestellte Lage geschwenkt, wo  bei     gleichzeitig    die im Rohr 14 durch  (nicht gezeichnete) Führungsmittel geführte  Stange 16 nach unten fällt, bis sie dem       Stift    18 aufsitzt. Erreicht nun das Rohr 14  seine     Tiefstlage,    so drückt die Stange 16  die Kugel 15 etwas nach oben, so dass der  Bewegung der Flüssigkeit von oben nach  unten kein     Hindernis    mehr entgegensteht.  



  Das Rohr 14     trägt    noch die Packung 22,  welche durch den     Stopfbüchsengrundring    23    und die Brille 24 gesichert ist, so dass an  dieser Stelle ein Entweichen von Gas oder  Flüssigkeit unmöglich ist. Die Packung 22       wird    möglichst vor     jedesmaligem    Gebrauch  der Dichtung erneuert, um die durch Ver  eisung gegebenenfalls hervorgerufene Ver  filzung und Erhärtung derselben zu ver  hindern.

   Auf dem Boden der zur Aufnahme  des     Stopfbüchsenringes    vorgesehenen Boh  rung in der     Druckbehälterwandung    12 sind  ausserdem     Dichtungsringe    25 vorgesehen,  welche den Wandungen der Bohrung     ange-          presst    werden, um ein Entweichen von Gasen  längs den Wandungen der Bohrung zu ver  hindern, so dass mit diesen an sich bekann  ten und erprobten Mitteln nach den neuesten  Erfahrungen der Praxis die Vorrichtung  gegen das     Entweichen    von Dämpfen ge  sichert ist.  



  In der     Fig.    2 ist     eine    Variante zu der  in     Fig.    1 dargestellten Ausführung ersicht  lich, und zwar rechts in einer Lage,     in    wel  cher die Verbindung     zwischen    der Füll  flasche und dem Druckbehälter unterbrochen  ist, und links     in    der Füllage. Die Füllflasche       sizt    hier an einem an sich bekannten Kugel  verschluss 27.

   Indem man die Füllflasche 11  aus der in der rechtsseitig gezeichneten Lage,  wo der     Kugelverschluss    27 gegen das Rohr 14  und die Kugel 15 gegen die Füllflasche 11  hin abschliesst, in die linksseitig ersichtliche  Füllstellung einschwenkt,     wird    der Durch  gang im     gugelverschluss    27 nach dem Rohr  14 geöffnet und gleichzeitig die Kugel     ver-          anlasst,    in den Sack 14' zu rollen, so dass der  Weg für die     Flüssigkeit    nach dem Druck  behälter frei ist.  



  In der     Fig.    3 ist eine Variante des Ver  schlusses dargestellt, wobei an Stelle des       Fallventilverschlusses    ein     Klappenventil    vor  gesehen ist. Bei der     Bewegung    des Rohres  14 nach unten schlägt ein Winkelhebel 29  an einen Aufschlagnocken 19, wodurch eine  Drehung eines im Innern des Rohres 14 be  findlichen, nicht dargestellten Klappenventils       stattfindet,    das dann den Weg der Flüssig  keit aus der Füllflasche freigibt. Bei Frei  gabe des Winkelhebels 29     durch    den Nocken      19 kann das     Klappenventil    wieder geschlos  sen werden.

   Um ein selbsttätiges     Schliessen     des     Klappenventils    zu bewirken, könnte der  Winkelhebel 29 unter     Wirkung    einer in der  Zeichnung nicht ersichtlichen Feder stehen,  welche bei Senken der Verbindungsleitung  74 zwischen dem Füllgefäss und dem Druck  behälter gespannt wird und beim Anheben  der Verbindungsleitung unter Entspannung  das Klappenventil in seine Schliesslage zu  rückführt.  



  Bei festverschlossenem Druckbehälter       (Fig.    4) ist nach Wegnehmen des Rohres 14  und der Massflasche 11 die Wandung der       Druckbehälter    durch eine Mutter 30 fest ver  schlossen. Die     Kalotte    21 ist durch die Fe  der 20 ihrem Sitze     angepresst,    wobei sie  durch die im Druckgefäss entwickelten Druck  gase in vermehrtem Masse ihrem Sitz ange  drückt wird.  



  Bei der Ausführungsform nach     Fig.    5  ist die Füll-     bezw.    Massflasche 31 mit einem  zur Verringerung der Wärmezufuhr durch  Isolation 82 geschützten Abfüllhals     bezw.          Siphonrohr        33    versehen. Zwecks Umfüllens  wird das freie Ende des letzteren auf das  aus dem     Flügelmutternverschluss    des     Druck-          behälters    12 herausragende Ende des kur  zen, ein geringes Gewicht     bezw.    eine geringe  Wandstärke besitzenden     Ausflussrohres    14  aufgesetzt.

   Bei Koinzidenz der Symmetrie  achsen der beiden aufeinander gesetzten Teile  geht der     Umfüllvorgang    nach entsprechen  der Einstellung von bestimmten, in der  Zeichnung nicht dargestellten     Abschlussorga-          nen    verlustlos vor sich. Das     Ausflussrohr    14  ist hier an seinem untern Ende durch     ein          Ziegelventil    34 abgeschlossen, das bei Druck  nach unten sich von seinem Sitz abhebt     und     die Löcher 35 für den Durchgang der Flüs  sigkeit freigibt. Der Druck auf das     Ventil     34 wird durch die überzufüllende Flüssig  keit ausgeübt.

   Die Feder 36 bringt das Ven  til 34 nach der Füllung wieder in seinen  Sitz zurück.  



  Das den Hals 33 umgebende Isolier  material 32 ist an sich elastisch und zweck  mässig locker angeordnet; und zwar so, dass    .ein leichtes     Ausschwenken    des - Halses  beim Anschliessen des Halses an das  Rohr 14 ohne Beschädigung der Isolation  noch möglich ist. Zu diesem Zwecke um  schliesst die Isolation den freien, aussen lie  genden Teil des Halses nicht auf seiner gan  zen Länge, sondern nur nahezu bis an den  Druckbehälter     bezw.    das Rohr 14 und ist  gegebenenfalls, zum Beispiel durch einen  Mantel gegen Beschädigungen geschützt.  



  Das Rohr 14 steht nur an ganz wenigen  Stellen sowohl mit der Füllflasche, wie  hauptsächlich mit dem Druckbehälter in  Verbindung, indem die     Hauptberührungs-          fläche    durch die     auswechselbare    Packung     2\?     gebildet wird. An den übrigen Orten berührt  das Rohr 14 die beiden zu verbindenden Teile  nur in ganz kleinen Flächen; in der Druck  behälterwandung durchsetzt das Rohr 14  einen Hohlraum 12'.  



  In den     Fig.    6 und 7 ist eine letzte Aus  führungsform dargestellt, bei welcher beim  Umfüllen die Flüssigkeit einen rohrartigen,  zum grössten Teil durch einen     Vakuumraum     isolierten Flaschenhals 42 passiert, welcher  die Flüssigkeit aus dem     Flaschenkörperraum     in den Druckbehälter 38 leitet. An Stelle des  dünnwandigen Rohres 14 nach den     vorbe-          schriebenen    und in den     Fig.    1 bis 5 dar  gestellten Ausführungen ist hier der aus  dem     isolierten    Teil des Flaschenhalses her  ausragende, kurze, nur eine geringe Wand  stärke besitzende     Endteil    45 vorgesehen.

   Die  Öffnung des rohrartigen Flaschenhalses wird  freigegeben durch eine durch     Kältewirkung          hervorgerufene        Formveränderung    eines zum  Abschliessen derselben dienenden Stopfens  39, bei anschliessender     Entfernung    des Stop  fens aus dem     Flüssigkeitsstrahl,    zum Bei  spiel durch     Federwirkung.     



  Die das verflüssigte Gas enthaltende  Füll-     bezw.    Massflasche 37 wird hier auf  den Druckbehälter 38 aufgestülpt. In das  freie Ende des     rohrartigen    Flaschenhalses 42  der Massflasche 37 ist in der Schliesslage       (Fig.    6) der Stopfen 39 eingesteckt, der an  einem Kettchen 40 befestigt ist, das seiner  seits von einer am rohrartigen Flaschenhals      42     befestigten    Feder 41 getragen     wird.     Ausserdem trägt der rohrartige Flaschenhals  42     in.    der Nähe seiner     Ausflussöffnung          einen    Teller 48,

       zur    Sicherung der Flasche  in auf den Druckbehälter aufgestülpter Stel  lung. 44 ist ein Trichter, der vor dem Füllen  in die     Einflussöffnung    des Druckbehälters  gelegt     wird.    An diesem Trichter gleitet die  Feder 41 beim Aufsetzen der Flasche her  unter, bis sie mit ihrem freien Ende aus dem       Trichter    herausragt.  



  Die     Massflaeche    wird mit     eingesetztem          Stopfen    39     auf    den Druckbehälter 38 auf  gesetzt. Unter     Einwirkung    der Kälte der  Flüssigkeit wird der -Stopfen 39, beispiels  weise ein Gummistück, in seiner Form der  art verändert, dass er durch den nach unten  wirkenden     Druck    der Flüssigkeit ausgestossen  wird- Er     hängt    alsdann am     Kettchen    40 im  Druckbehälter 38 und wird unter Wirkung  der Feder 41 ausser dem Bereich des Flüssig  keitsstrahles gehalten     (Fig.    7), so dass flüs  sige     Partikelchen    an ihnen nicht zerstäubt  werden können.

    



  Durch das Anbringen des aus dem iso  lierten Teil des     rohrartigen    Flaschenhalses  42 herausragenden Endstückes 45 wird er  möglicht, den     Inhalt    der Füll-     bezw.    Mass  flasche 37 auf kürzestem Weg in den Druck  behälter 38 umzufüllen unter     möglichster     Vermeidung schädlicher     Temperatureinflüsse,     indem das Endstück 45     zwischen    dem isolier  ten Teil des     rohrartigen    Flaschenhalses und  dem Austritt der     Flüssigkeit    aus demselben,  welcher im Druckgefäss 38 selbst erfolgt,

   auf  ein Mindestmass reduziert ist und der rohr  artige Flaschenhals selbst     mit    dem Druck  gefäss 38 nicht in Berührung steht.

Claims (1)

1. PATENTANTSPRÜCHE I. Verfahren zum Umfüllen verflüssigter Gase, bei welchem sich die Gase nahezu verlustlos aus Füllgefässen in Druck behälter überführen lassen, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Umfüllung aus einem das verflüssigte Gas enthaltenden, mit einem Abfüllhals versehenen Füll gefäss vorgenommen wird, und dass das verflüssigte Gas beim Durchfluss zu einem Druckbehälter auf baulich kur zem Wege Bauteile von geringer Wand stärke berührt,

   so dass das verflüssigte Gas während des Umfüllens schädlichen Temperatureinflüssen möglichst entzogen wird. 1I. Vorrichtung zur Ausführung des Ver fahrens nach Patentanspruch I, gekenn zeichnet durch einen von einem selbst tätig sich öffnenden Verschluss begrenz ten Teil von geringer Wandstärke, wel cher in den Umfüllzeiten eine Verbin dungsleitung zwischen dem Füllgefäss bezw. einem Teil des Füllgefässes und dem Druckbehälter bildet.

   UNTERANSPRVCEE l: Vorrichtung nach Patentanspruch 1I, bei der das Füllgefäss als Flasche aus gebildet ist, gekennzeichnet durch ein an der Füllflasche angeordnetes Fall ventil, welches sich selbsttätig schliesst und öffnet, wenn die Füllflasche in Füll stellung gebracht wird, und ferner ge kennzeichnet durch ein. an der Druck behälterwandung sitzendes, mit Schar nier und Gegendruckfeder ausgestattetes Ventil, das sich selbsttätig durch Druck wirkung öffnet und selbsttätig schliesst, wenn die Füllflasche in Füllstellung ge bracht bezw. vom Druckbehälter abge hoben wird.

   \'. Vorrichtung nach Patentanspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Klap- penventil _ zum Öffnen und Schliessen eines Durchganges für das verflüssigte Gas vorgesehen ist; welches Ventil sich selbsttätig öffnet. 3.

   Vorrichtung nach Patentanspruch II, gekennzeichnet durch ein Klappenventil, das mittelst eines Winkelhebels durch einen Aufschlagnocken selbsttätig ge öffnet wird, wenn das Füllgefäss in Füll stellung gebracht und dabei die Ver bindungsleitung zwischen dem Füllgefäss und dem Druckbehälter gesenkt wird, und das unter Federwirkung wieder in seine ursprüngliche Lage zurückgeht, wenn das Füllgefäss vom Druckbehälter abgehoben wird. .1. Vorrichtung nach Patentanspruch 11, bei der das Füllgefäss als Flasche au.

   gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllflasche in der Füllstellung mit einem Kugelverschluss schwenkbar über der Verbindungsleitung zwischen der Füllflasche und dem Druckbehälter angeordnet ist, wobei der Kugelverschluss sich selbsttätig öffnet und schliesst, wenn die Füllflasche in Füllstellung gebracht bezw. aus der Füllstellung in eine andere Stellung verbracht wird.

   :@. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass ein am Füllgefäss angeordneter Abfüllhals von einer Isolation derart umgeben ist, dass ein leichtes Ausschwenken des<B>Abfüll-</B> halses beim Anschliessen des Abfüll halses an die Verbindungsleitung zwi schen dem Füllgefäss und dem Druck behälter ohne Beschädigung der Isolation ermöglicht ist, zu welchem Zwecke das Isoliermaterial den Hals nicht vollstän dig, sondern nur nahezu bis an den Druckbehälter und an die genannte Ver. bindungsleitulng umfasst.

   Vorrichtung nach Patentanspruch II, bei der das Füllgefäss als Flasche ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Abfüllhals der Füllflasche rohr artig ausgebildet ist und beim Umfüllen als Verbindungsleitung zwischen dem Flaschenkörperraum und dem Druck behälter und zugleich als Stütze dient. und dass ein zum Abschluss der Füll flasche dienender Pfropfen aus elasti schem Material an einer Kette einer dem Füllhals angegliederten Feder sitzt, so dass der Pfropfen beim Herausfallen aus dem Bereich des Flüssigkeitsstrahles ge bracht wird. 7.

   Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteranspruch 6, gekennzeichnet durch einen in die Offnung des Druck behälters beim Umfüllen einzusetzenden Trichter zur Führung der am Abfüll hals befestigten, den Pfropfen tragenden Feder. B. Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteransprüchen 6 und 7, gekenn zeichnet durch einen an der Füllflasche befestigten Teller zur Sicherung ihrer Stellung auf dem Druckbehälter beim Umfüllen. 9.

   Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der Abfüll hals des Füllgefässes in eine Isolation verlegt ist zur Verringerung der Wärme zufuhr zum verflüssigten Gas während des Umfüllens.