CN102812316A - 用于液化和存储流体的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

将流体从气态液化到液态，并存储经液化的流体。在一个实施例中，流体为氧。采用增强系统耐用性、寿命、可靠性、效率的机构来液化流体。

Description

用于液化和存储流体的系统和方法
本专利申请依据35U.S.C.§119(e)要求享有2009年9月28日提交的美国临时申请No.61/246165的优先权，在此通过引用将其内容并入本文。
本发明涉及流体从气态到液态的液化以及存储液态流体。
已知有在环境温度和压力下液化和存储气态流体的系统。不过，这样的系统易受到在这种系统的液化和/或存储组件中可能收集到的湿气导致的不可靠性、无效率和无效性影响。此外，用于液化和存储流体的常规系统未提供调节配置成存储液化流体的存储组件之内压力的有效率机构，因为液化流体在存储期间开始汽化成气态。
本发明的一个方面涉及一种配置成将流体从气态液化到液态并存储经液化的流体的系统。在一个实施例中，该系统包括液化组件、存储组件、传感器组件和控制器。液化组件被配置成将流体流从气态液化成液态。存储组件与液化组件流体连通，并被配置成存储已经由液化组件液化的流体。传感器被配置成产生输出信号，所述输出信号传达与存储组件之内流体的压力相关的信息。所述控制器与所述传感器操作性通信，并被配置成响应于所述传感器产生的指示所述存储组件之内流体压力处于或高于阈值的输出信号而控制所述液化组件，使得所述液化组件开始液化附加流体以待引入到所述存储组件中，以降低所述存储组件之内的温度，由此通过使所述存储组件之内已经汽化成气态的流体凝结回到液态来降低所述存储组件之内的压力。
本发明的另一方面涉及一种将流体从气态液化成液态并存储经液化的流体的方法。在一个实施例中，该方法包括将流体流从气态液化成液态；在贮存器中存储所述液化流体；检测所述贮存器之内的压力；以及响应于由于所述贮存器之内的流体汽化到气态而使得所述贮存器之内的压力升高到阈值水平以上而开始液化附加流体以供存储在所述贮存器之内，其中，液化和过冷却附加流体以供存储在所述贮存器之内导致所述贮存器之内的温度降低，由此通过使所述贮存器之内已经汽化成气态的流体凝结回到液态来降低所述贮存器之内的压力。
本发明的又一个方面涉及一种配置成将流体从气态液化到液态并存储经液化的流体的系统。在一个实施例中，该系统包括用于将流体流从气态液化成液态的模块；用于在贮存器中存储液化流体的模块；用于检测所述贮存器之内压力的模块；以及用于响应于由于所述贮存器之内的流体汽化到气态而使得所述贮存器之内的压力升高到阈值水平以上而开始液化附加流体以供存储在所述贮存器之内的模块，其中，液化附加流体以供存储在所述贮存器之内导致所述贮存器之内的温度降低，由此通过使所述贮存器之内已经汽化成气态的流体凝结回到液态来降低所述贮存器之内的压力。
参考附图考虑说明书和权利要求书，本发明的这些和其他目的、特征和特性，以及相关结构元件的操作方法和功能，以及各部分的组合和制造的经济性，将变得更加显而易见，所有附图都形成本说明书的一部分，其中，在各幅图中类似的附图标记表示对应部分。在本发明的一个实施例中，按比例绘制了本文例示的结构部件。不过，要明确理解，附图仅用于例示和描述，而并非对本发明构成限制。此外，应当认识到，也可以将本文的任一实施例中示出或描述的结构特征用于其他实施例中。不过，要明确理解，附图仅用于例示和描述，并非意在作为本发明限度的界定。如说明书和权利要求书中所用的那样，单数形式“一”、“一个”和“该”包括多个指示物，除非语境明确做出其他说明。
图1示出了根据本发明一个或多个实施例的配置成将流体从气态液化到液态并存储液化流体的系统；
图2示出了根据本发明一个或多个实施例的准备液化组件以开始将气态的流体流液化成液态的方法；
图3示出了根据本发明一个或多个实施例的准备液化组件以开始将气态的流体流液化成液态的方法；
图4示出了根据本发明一个或多个实施例的维持流体干燥器有效性的方法；以及
图5示出了根据本发明一个或多个实施例的将流体从气态液化到液态并存储液化流体的方法。
图1示意性示出了配置成将流体从气态液化成液态并存储液化流体的系统10。在一个实施例中，流体为氧。不过，这并非意在限制，在液化和/或存储除氧之外的流体的系统中结合本文所述的系统10的一个或多个特征也落在本公开范围之内。作为非限制性范例，流体可以是氮或其他流体。如下文所述，系统10包括增强系统10和/或其各个部件的耐用性、寿命、可靠性、效率的特征。在一个实施例中，系统10包括控制器12、液化组件14、存储组件16、流体引导组件18和/或其他部件。
控制器12被配置成提供系统10中的信息处理和控制能力。这样一来，控制器12可以包括数字处理器、模拟处理器、设计成处理信息的数字电路、设计成处理信息的模拟电路、状态机和/或用于以电子方式处理信息的其他机构中的一种或多种。尽管图1中将控制器12示为单个实体，但这仅仅出于例示性目的。在一些实施方式中，控制器12可以包括多个处理器。这些处理器可以物理地位于同一装置之内，或者控制器12可以代表协同工作的多个装置的处理功能。例如，在一个实施例中，在操作性连接到热交换组件14的第一处理器、操作性连接到存储组件16的第二处理器和/或操作性连接到流体引导组件18的第三处理器之间划分下文归于控制器12的功能。可以通过有线通信链路、无线通信链路、网络通信链路和/或专用通信链路实现控制器12和系统10的各部件之间的操作性连接。在一个实施例中，系统10中包括一个或多个通信总线，为系统10的部件和控制器12之间的输出、通信和控制输入进行路由。
在一个实施例中，控制器12与控制接口13相关联。控制接口13被配置成接收与控制器12对系统10的一个或多个部件的控制相关的控制输入。例如，控制接口13可以包括用户接口和/或系统接口。控制接口13的用户接口被配置成提供系统10和用户之间的接口，通过该接口，用户可以向系统10提供信息并从系统10接收信息。这使得能够在用户和系统10之间传送数据、结果和/或指令和任何其他可传送的项目，统称为“信息”。适于包括在控制接口13的用户接口中的接口装置范例包括小键盘、按钮、开关、键盘、旋钮、手柄、显示屏、触摸屏、扬声器、麦克风、指示灯、音响警报和打印机。在一个实施例中，下文进一步论述其功能，控制接口13的用户接口实际包括多个独立接口。
要理解，本发明也可以预见到其他通信技术，有线或无线的，作为控制接口13的用户接口。例如，本发明预见到可以将控制接口13的用户接口与电子存储器提供的可移除存储器接口集成在一起。在本范例中，可以从可移除存储器(例如智能卡、闪存驱动器、可移除磁盘等)向系统10中加载信息，使得用户(们)能够定制系统10的实施。适于与系统10一起使用作为控制接口13的用户接口的其他示范性输入装置和技术包括，但不限于：RF-232端口、RF链路、IR链路、调制调解器(电话、电缆或其他)。简而言之，本发明预见到用于与系统10进行信息通信的任何技术作为控制接口13的用户接口。
控制接口13的系统接口被配置成接收来自系统10之内的用于改变系统10的各部件(例如液化组件14、存储组件16和/或流体引导组件18的各个部件)的工作的请求。这样的请求甚至可以由控制器12自己产生。作为非限制性范例，存储组件16或执行与存储组件16相关联的控制功能时的控制器12可以发出请求，以减小或增加递送给存储组件16以供存储的液化流体的流量。控制接口13的系统接口被配置成接收与系统10协同工作的其他系统发出的用于改变系统10的各部件的工作的请求。
液化组件14被配置成将流体流从气态液化成液态。液化组件14通过从流体除热，直到流体相态转变，从而液化流体流。液化组件14将流体冷却到远低于相态转变(的温度)。例如，在一个实施例中，其中流体为氧，液化组件14在1bar下将氧冷却到大约-183℃和/或其他温度。液化组件14可以包括管道20、热交换组件22、阀门24和/或其他部件。
管道20具有入口26和出口28，并且被配置成形成从入口26向出口28引导流体的流动路径。入口26设置于系统10中，以接收由流体气流发生器30已经向系统10提供的气态的流体流。流体气流发生器30可以作为系统10的集成部分包括在系统10中，或流体气流发生器30可以在系统10外部且可以耦合到系统10以向系统10提供流体流。作为非限制性范例，流体气流发生器30可以包括变压吸附系统和/或其他气流发生器的一种或多种。在一个实施例中，管道20包括由金属材料，例如铜，和/或其他材料形成的一段管路。在一个实施例中，管道20形成的流动路径具有盘绕的形状或某种其他形状，其增大了给定区域之内流动路径的路径长度。
热交换组件22设置于系统10之内，与管道20热连通。热交换组件被配置成从管道20之内的流体除热。例如，在一个实施例中，热交换组件22包括压缩机制冷系统，其冷却与管道20热连通(例如直接接触)的主体或管道20自身。
控制器12与热交换组件22操作性通信，以控制热交换组件的工作。这包括控制热交换组件22以至少在第一状态和第二状态下工作。在第一状态下，热交换组件22从管道20之内的流体除热，以将流体从气态变换成液态。在第二状态下，热交换组件22从管道20之内的流体去除显著少的热。例如，在热交换组件22包括上述压缩机制冷系统的实施例中，在第二状态下，热交换组件22中包括的压缩机的工作可以减小，甚至停止。
控制器12控制热交换组件22以在液化流经管道20的流体期间工作于第一状态。由于多种理由的任一种，控制器12可以将热交换组件22的工作从第一状态切换到第二状态。例如，如果系统10被用户(例如通过向控制器12输入)关闭或暂停，控制器12可以控制热交换组件22以工作在第二状态。作为另一范例，如果达到存储组件16的存储容量，控制器12可以控制热交换组件22以工作于第二状态，从而暂停产生液态流体以供存储。作为又一范例，如果流体气流发生器30当前不产生气态的流体流，控制器12可以控制热交换组件22以工作于第二状态。
在热交换组件22工作于第一状态期间，流经管道20的流体正被液化，流体之内的湿气(例如水汽和/或液体)被冻析出流体，以形成管道20之内的霜。在流体液化期间，这种霜不容易粘附到自身或粘附到流体处于气态的管道20部分(例如较接近入口26的管道20部分)中的管道20的壁。不过，在管道20的稍后段(较接近出口28的管道20部分)中，其中流体已经被转换成液态，流体通过管道20的流量显著减慢。流量的这种下降可能导致在管道20稍后段中在管道20之内生成霜并导致阻塞。
在一个实施例中，管道20的内径从入口26到出口28是减小的。管道20的内径这样逐渐减小可能导致流体之内形成霜并阻塞管道20。此外，在常规液化系统中，如果热交换组件22工作于第二状态，管道20之内的温度升高。这可能导致管道20之内的霜软化(尽管在大部分实施方式中，温度不会高到彻底熔化)。在热交换组件22返回第一状态时，霜可能进一步软化，然后由通过管道20的初始流体流朝向出口28向管道20下方移动。软化的霜可能更容易粘附到管道20的壁和/或自身以形成阻塞。管道20之内的阻塞被认为是不利事件，因为它们导致停机时间，需要维护(例如清洗或更换管道20)，导致系统10的其他部件和/或流体气流发生器30的附带损害和/或具有其他不利影响。
阀门24被配置成有选择地从管道20的出口28向存储组件16引导流体或在系统10的出口28向外排出流体。在一个实施例中，阀门24可工作于第一模式和第二模式中。在第一模式中，阀门24从系统10从管道20的出口28排出流体。这可能包括向大气和/或某种废物箱排出流体。在第二模式中，阀门24从管道20的出口28向存储组件16引导流体。
控制器12在第一模式和第二模式之间控制阀门24。控制器12被配置成控制阀门24以减少管道20之内的阻塞。这包括操作阀门24以在第二状态和第一状态之间切换热交换组件22时清除管道20的湿气。例如，在一个实施例中，控制接口13接收控制信号，指示控制器12应当将热交换组件22从第二状态切换到第一状态，以开始(或重新开始)液化组件14之内流体的液化。响应于这种控制信号，控制器12控制阀门24以在来自流体气流发生器30(或某种其他气源)的气态的流体流经管道20时工作于第一模式。这可以发生于实际从第二状态向第一工作状态切换热交换组件22之前进行。开始液化液化组件14之内流体之前流经管道20的气态的流体流清除先前操作在管道20之内残余的霜。
在一个实施例中，控制器12在预定量的时间内在第一模式下操作阀门24。可以基于用户输入确定该预定量的时间。在一个实施例中，系统10还包括阀门24的排气管处或附近的一个或多个传感器，其检测阀门24排出的流体中的水分含量。控制器12可以在第一模式中操作阀门24，直到阀门24排出的流体中水分含量降到预定阈值以下。可以基于用户输入确定该预定阈值。
一旦已经由气态的流体流清除了管道20之内的水分，控制器12控制阀门24以工作于第二模式中，并控制液化组件14开始液化管道20之内的流体。这可以包括从第二状态向第一工作状态切换热交换组件22。
存储组件16与液化组件14流体连通，并被配置成存储已经由液化组件14液化的流体。在一个实施例中，存储组件16包括存储贮存器32以及一个或多个传感器34。存储组件16中的一些或所有可以形成于杜瓦瓶(Dewar)容器中。
存储贮存器32被配置成容纳存储组件16从液化组件14接收的液化流体。经由与阀门24流体连通的入口36向存储组件16中接收液化流体，使得阀门24在第二模式中的工作从液化组件14向入口36引导流体。通过与流体引导组件18流体连通的出口38从存储贮存器32释放气态的流体。通过流体液体出口39从存储贮存器32释放液态的流体。
传感器34被配置成产生输出信号，以传达与存储贮存器32之内的压力相关的信息。在一个实施例中，传感器34设置于出口38处或附近。传感器34与控制器12操作性通信，从而将传感器34产生的输出信号传递给控制器12。
在存储贮存器32之内存储液化流体期间，流体的温度可能开始升高(例如，由于液化流体和环境温度之间极大的温差)。随着温度升高，流体中的一些开始从液态汽化成气态。流体汽化导致存储贮存器32之内压力升高，因为气态的流体需要比液态更大的容积。在某个时刻，如果这种压力增加未减轻，存储贮存器32将会泄露和/或破裂。
在常规系统中，阀门置于出口38处或附近，其减轻存储贮存器32之内由于汽化导致的压力。例如，阀门可以被配置成在预定阈值水平打开以向大气排出一些汽化的气体，由此使存储贮存器32之内的压力返回到阈值水平以下。例如，高压出口41可以被配置成如果压力升高到某种预定阈值以上则机械地打开或“裂开”。不过，用于调节存储贮存器32之内压力的这种机制效率低。实质上，液化存储贮存器32中存储的且最终汽化并排出的流体所用的资源是被浪费的。此外，排出一些汽化的流体对解决剩余液化流体的温度升高没有作用。
系统10被配置成比常规系统更有效率地调节存储贮存器32之内的压力。并非简单地排出存储贮存器32之内的一些流体，系统10降低存储贮存器32之内的温度，由此将一些汽化的流体凝结回液态，以减小存储贮存器32之内的压力。
在一个实施例中，控制器12接收传感器34产生的输出信号，并确定存储贮存器32之内的压力是否过高(例如，高于阈值)。如果压力过高，产生控制信号，使控制器12控制液化组件14，以开始液化附加流体以待引入到存储贮存器32中。从液化组件14接收到存储贮存器32中的液化流体的温度远低于存储贮存器32中的流体从液体转换成气体的汽化温度。这样一来，从液化组件14向存储贮存器32中引入附加的液化流体降低了存储贮存器32之内的整体温度。典型地，近来汽化的流体的温度不会远高于汽化温度。因此，引入附加流体导致的存储贮存器32之内总体温度降低造成至少一些汽化气体的凝结，这又降低了存储贮存器32之内的压力。
如果液化组件14当前未液化流体，液化组件14开始液化附加流体包括开始液化流体。如果液化组件14当前正在液化流体，液化组件14开始液化附加流体包括增大正被液化的流体量。例如，如果液化组件14正以给定速率液化流体，可以增大液化速率以开始液化附加流体。
将要认识到，系统10响应于存储贮存器32之内温度升高的这种操作看起来是常规系统响应的精确反面。并非从存储贮存器32释放流体，系统10增加更多流体，并依赖于附加流体较冷的温度，以通过使汽化流体凝结来降低存储贮存器32之内的压力。这种调节存储贮存器32之内压力的方案比常规方案效率更高，因为已经干燥并液化以存储于存储贮存器32之内的流体不是被简单地排到大气中。
流体引导组件18被配置成在流体气流发生器30和系统10之间，存储组件16和大气之间和/或系统10和一个或多个其他目的地之间引导流体。在一个实施例中，流体引导组件18包括流体输入部40、导管42、流体干燥器44、第一阀门46和第二阀门48。
流体输入部40被配置成接收由流体气流发生器30产生的流体流。在一个实施例中，流体输入部40使得流体气流发生器30能够可拆除地与系统10耦合，从而能够向系统10中接收流体气流发生器30产生的气态的流体流以供处理和/或存储。
导管42被配置成向液化组件14传送在流体输入部40处接收的气态的流体流以进行液化。导管42形成用于流体输入部40和液化组件14之间气态的流体流的流动路径。在一个实施例中，导管42包括一段或多段由诸如铜的金属材料、诸如PVC或Tygon(聚乙烯)的非金属材料和/或其他材料形成的管路。在一个实施例中，导管42包括容纳流体干燥器44、第一阀门46和/或第二阀门48中一个或多个的集气管(manifold)。
流体干燥器44设置于导管42形成的流动路径中，从而在通往液化组件14的路上通过流体干燥器44导引在流体输入部40处接收的气态流体流。流体干燥器44被配置成在流体流到达液化组件14之前去除气态的流体流的水分。如上所述，流体流中的水分可能在液化组件14中导致，具有其关联缺点。此外，流体流中的水分可能导致最终存储到存储组件16中的液化流体中含有杂质。于是，流体干燥器44的功能对于系统10的效率、有效性、可靠性和/或耐用性可能是重要的。
在一个实施例中，流体干燥器44包括容纳干燥剂的容纳盒(cartridge)或容器。在气态的流体流通过容纳盒时，干燥剂去除流体流的水分。在一个实施例中，用另一种水分提取介质取代干燥剂。
第一阀门46设置于导管42在流体干燥器44和流体输入部40之间形成的流动路径中。第一阀门46可有选择地工作于第一模式和第二模式中。控制器12与第一阀门46操作性通信，并且控制器12控制第一阀门46在第一模式和第二模式之间工作。在第一模式中，第一阀门46沿着导管42向液化组件14引导在流体输入部40处接收的气态的流体流。在第二模式中，第一阀门46从系统10排出在流体输入部40处接收的气态的流体流。这可以包括向大气和/或废物箱中排出流体流。
在一个实施例中，控制器12控制第一阀门46以减轻引入到系统10的水分。这可以延长流体干燥器44(或其部件)的寿命，并减少到达液化组件14和/或存储组件16的水分。在一些情况下，在流体气流发生器30开始产生流体流时，流体气流发生器30产生的流体流中的水分含量可以从初始水平(开始产生流时的水平)下降到更低的平衡水平。例如，流体气流发生器30可以使用吸附技术，在开始时，产生的流体流相对于进行中工作期间的典型水分含量的水平具有更高水平的水分。
在一个实施例中，为了减少在流体输入部40处接收的流体流向系统10中引入的水分，在流体气流发生器30开始产生流体流时，控制器12控制第一阀门46以工作于第二模式中，从而向系统10中排出流体输入部40处接收的流体流，直到减少流体流的水分含量。一旦减少了在流体输入部40处接收的流体流的水分含量，控制器12就控制第一阀门46工作于第一模式中，从而通过导管42向液化组件14递送在流体输入部40处接收的流体流。为了确保减少流体流的水分含量，控制器12可以控制第一阀门46以在从流体气流发生器30开始产生流体流的预定时间段内工作于第二模式。该时间段可以基于用户输入。该时间段可以大约为30分钟、大约60分钟、大约90分钟或其他持续时间。控制器12基于与流体气流发生器30(例如经由控制接口13)的通信确定流体气流发生器30已经开始产生流体流。
作为非限制性替代，控制器12可以依赖于流体流中水分的直接测量结果来控制第一阀门46。流体流中水分的直接测量结果可以由控制器12从系统10中在流体输入部40和第一阀门46之间包括的传感器和/或从流体气流发生器30自身(如果流体气流发生器30包括水分传感器)获得。控制器12可以将传感器和/或流体气流发生器30的水分测量结果与预定阈值比较。可以基于用户输入确定该预定阈值。预定阈值可以是大约-60℃露点温度和/或其他水分水平。
第二阀门48位于流体干燥器44与第一阀门46相对一侧上由导管42形成的流动路径中。第二阀门可工作于第一模式和第二模式中。在第一模式中，第二阀门48向液化组件14的管道20传送导管42形成的流动路径之内的流体流以进行液化。在第二模式中，第二阀门48连通导管42的流动路径与存储组件16的出口38。控制器12控制第二阀门48的工作以干燥流体干燥器44，这延长了流体干燥器44的寿命，增强了第一阀门46的有效性和/或提供了其他益处。
通常，在工作期间，控制器12控制第二阀门48以工作于第一模式，从而向液化组件14引导导管42之内的流体流以进行液化。不过，控制器12周期性地控制第二阀门48以在短时间内工作于第二模式。与第二阀门48的这种切换相结合，控制器12还控制第一阀门46以工作于其第二模式。这导致存储组件16中存储并汽化成气态的一些流体被引入导管42中，并通过导管42前进，以通过第一阀门46从系统10排出。从上文将会认识到，在液化组件14液化之后，存储组件16中存储的流体相对较干。在其通过流体干燥器44流动时，通过第二阀门48引入到导管42的干燥流体将去除流体干燥器44中累积的至少一些水分并通过第一阀门46从系统10排出水分。
可以由一个或多个触发事件触发控制器12以控制第一阀门46和第二阀门48，以上述方式干燥流体干燥器44。在一个实施例中，触发事件是存储组件16的存储贮存器32之内流体的压力和/或量上升到需要向大气排出存储贮存器32之内一些流体的水平。在一个实施例中，触发事件是从上次干燥流体干燥器44后过去一段时间。在一个实施例中，触发事件是判定(例如，在控制器12之内)液化组件14已经液化了一些量的流体。在一个实施例中，触发事件是接收到用户命令(例如，经由控制接口13)。
通过升高流体干燥器44的温度可以增强由存储组件16排出的一股流体从流体干燥器44去除水分的效果。为了利用这一点，在一个实施例中，流体引导组件18包括加热器50，其被配置成在通过流体干燥器44从存储组件16排出流体期间升高流体干燥器44的温度。加热器50可以将流体干燥器44的温度升高到大约75℃以上和/或环境温度以上的其他温度。在一个实施例中，加热器50包括液化组件14中产生余热的部件或由液化组件14的一个或多个部件产生的余热加热的元件。作为非限制性范例，在热交换组件22包括压缩机致冷器的实施例中，加热器50可以利用与热交换组件22相关联的制冷压缩机产生的余热。
将要认识到，流体引导组件18的配置并非意在针对上述用于减少引入到系统10中水分的机构进行限制。可以组合以实施上述机构的有限数量的阀门和/或管道配置的置换中的阀门和/或管道的其他配置落在本公开的范围之内。
图2示出了准备液化组件以开始将气态的流体流液化成液态的方法52。下文提供的方法52的操作意在作为例示。在一些实施例中，可以在具有一个或多个未描述的附加操作的情况下，和/或在没有一个或多个论述的操作的情况下，完成方法52。此外，图2中例示以及下文描述方法52的操作的次序并非意在限制。在一个实施例中，由图1所示且上文所述，包括系统10的至少一些特征的系统执行方法52。不过，在其他实施例中，可以在不脱离本公开的范围的情况下而在其他背景下实施方法52。
在操作54，从流体气流发生器接收通信，指出流体气流发生器已经开始产生气态的流体流以供液化。在一个实施例中，由与(图1所示且上文所述的)控制器12相同或相似的控制器执行操作54。
在操作56，接收流体气流发生器产生的气态的流体流。可以在配置成液化流体流的系统处，在流体输入部处接收流体流。在一个实施例中，由与(图1所示且上文所述的)流体引导组件18的流体输入部40相同或相似的流体引导组件的流体输入部执行操作56。
在操作58，(例如向大气)排出在流体输入部处接收的流体流。在一个实施例中，由与流体输入部流体连通的阀门执行操作58。例如，阀门可以与(图1所示且上文所述的)第一阀门46相同或相似。
在操作60，确定是否应当继续从流体气流发生器排出流体流。在一个实施例中，这种确定包括确定从流体气流发生器开始产生流体流是否已过去预定时间段，从而使得流体流中的水分含量已减少。在一个实施例中，操作60的确定包括检测从流体气流发生器接收的流体流中的水分含量并使确定依据探测器水分含量(例如，比较水分含量与阈值)。可以由与流体气流发生器和/或向大气排出流体流的阀门之一或两者操作性通信的控制器执行操作60。例如，控制器可以与(图1所示且上文所述的)控制器12相同或相似。
如果在操作60确定应当继续排出流体流，该方法52返回到操作58。如果在操作60确定不应继续排出流体流，该方法52前进到操作62。在操作62，停止排出流体流，并将流体流递送到液化模块以供液化。在一个实施例中，由阀门停止向大气排出流体流，并由与(图1所示且上文所述的)流体引导组件18相同或相似的流体引导组件将流体流递送给液化模块。
图3示出了准备液化组件以开始将气态的流体流液化成液态的方法66。下文提供的方法66的操作意在作为例示。在一些实施例中，可以在具有一个或多个未描述的附加操作的情况下，和/或在没有一个或多个论述的操作的情况下，完成方法66。此外，图3中例示以及下文描述方法66的操作的次序并非意在限制。在一个实施例中，由图1所示且上文所述，包括系统10的至少一些特征的系统执行方法66。不过，在其他实施例中，可以在不脱离本公开的范围的情况下而在其他背景下实施方法66。
在操作68，在与液化组件相关联的管道入口处接收气态的流体流，液化组件被配置成将流体从气态液化成液态。在一个实施例中，由与(图1所示且上文所述的)管道20的入口26相同或相似的管道入口执行操作68。
在操作70，接收控制信号。控制信号指出应当将与液化组件相关联的热交换组件从第二状态切换到第一状态。在第一状态下，热交换组件从管道之内的流体除热，以将流体从气态变换成液态。在第二状态下，热交换组件从管道之内的流体去除比第一状态下去除的显著少的热。在一个实施例中，由与(图1所示且上文所述的)控制器12相同或相似的控制器执行操作70。
在操作72，响应于在操作70接收控制信号，在管道入口处接收的流体从入口通过管道到达出口之后，将其(例如向大气)排出。在一个实施例中，由控制位于管道出口下游的阀门的控制器执行操作72。控制器和/或阀门可以与(图1所示且上文所述的)控制器12和/或阀门24相同或相似。
在操作74，确定是否应当继续排出流体流，或是否应当将流体流引导到存储组件加以存储。在一个实施例中，在操作74做出的确定包括确定是否应当在一时间段内排出流体流，这将吹扫管道的残余水分。该时间段可以是预定时间段。可以由与(图1所示且上文所述的)控制器12相同或相似的控制器执行操作74。
如果在操作74确定应当继续排出流体流，该方法66返回到操作72。如果在操作74确定应当不再继续排出流体流，那么该方法66前进到操作76。在操作76，将热交换从第二状态切换到第一工作状态，以开始对通过管道的流体流进行液化。在一个实施例中，由与(图1所示且上文所述的)控制器12相同或相似的控制器执行操作76。
在操作78，停止排出通过管道之后的流体流，这导致向存储组件引导流体流以供存储。在一个实施例中，由控制阀门排出流体流的控制器执行操作78。控制器和/或阀门可以与(图1所示且上文所述的)控制器12和/或阀门24相同或相似。
图4示出了存储液化流体的方法80。下文提供的方法80的操作意在作为例示。在一些实施例中，可以在具有一个或多个未描述的附加操作的情况下，和/或在没有一个或多个论述的操作的情况下，完成方法80。此外，图4中例示以及下文描述方法80的操作的次序并非意在限制。在一个实施例中，由图1所示且上文所述，包括系统10的至少一些特征的系统执行方法80。不过，在其他实施例中，可以在不脱离本公开的范围的情况下而在其他背景下实施方法80。
在操作82，存储已经由液化组件液化的流体。在一个实施例中，液化组件与(图1所示且上文所述的)液化组件14相同或相似，并且由与(图1所示且上文所述的)存储组件16相同或相似的存储组件执行操作82。
在操作84，通过流体干燥器排出存储组件中存储并汽化成气态的流体，流体干燥器被配置成从引入到液化模块以进行液化的气态的流体去除水分。操作84的开始可以基于一个或多个触发事件的发生。在一个实施例中，流体干燥器与(图1所示且上文所述的)流体干燥器44相同或相似，并且在与(图1所示且上文所述的)流体引导组件18和控制器12相同或相似的控制器控制下由流体引导组件执行操作84。
在一个实施例中，在操作86，加热流体干燥器，使得在操作84期间升高流体干燥器的温度。可以由与(图1所示且上文所述的)加热器50相同或相似的加热器执行操作86。
图5示出了将流体从气态液化到液态并存储液化流体的方法88。下文提供的方法88的操作意在作为例示。在一些实施例中，可以在具有一个或多个未描述的附加操作的情况下，和/或在没有一个或多个论述的操作的情况下，完成方法88。此外，图5中例示以及下文描述方法88的操作的次序并非意在限制。在一个实施例中，由图1所示且上文所述，包括系统10的至少一些特征的系统执行方法88。不过，在其他实施例中，可以在不脱离本公开的范围的情况下而在其他背景下实施方法88。
在操作90，将流体流从气态液化到液态。在一个实施例中，由与(图1所示且上文所述的)液化组件14相同或相似的液化组件执行操作90。
在操作92，存储液化的流体。在一个实施例中，由与(图1所示且上文所述的)存储贮存器32相同或相似的存储贮存器执行操作92。
在操作94，检测存储贮存器之内的压力。在一个实施例中，由与(图1所示且上文所述的)传感器34和控制器12相同或相似的传感器和控制器执行操作94。
在操作96，响应于检测到的压力，调节以供存储的流体的液化。例如，如果存储贮存器之内的流体汽化导致存储贮存器之内压力升高(例如高于预定阈值)，那么操作96包括开始对附加流体进行液化以降低存储贮存器之内的温度。作为另一范例，在存储贮存器之内的压力充分低时，可以减少正在被液化以供存储的流体的量。在一个实施例中，在与(图1所示且上文所述的)控制器相同或相似的控制器的控制下，由与(图1所示且上文所述的)液化组件14相同或相似的液化组件执行操作96。
尽管出于例示的目的已经基于当前认为是最实际和优选的实施例详细描述了本发明，但要理解，这样的细节仅仅是为了该目的，本发明不限于所公开的实施例，相反，本发明意在涵盖在权利要求书的精神和范围之内的修改和等价布置。例如，要理解，本发明考虑到在可能的范围内，可以将任何实施例的一个或多个特征与任何其他实施例的一个或多个特征组合。

Claims (15)

1.一种配置成将流体从气态液化成液态并存储经液化的流体的系统，所述系统包括：
配置成将流体流从气态液化成液态的液化组件；
与所述液化组件流体连通的存储组件，所述存储组件被配置成存储已经由所述液化组件液化的流体；
配置成产生输出信号的传感器，所述输出信号传达与存储组件之内所述流体的压力相关的信息；以及
与所述传感器操作性通信的控制器，所述控制器被配置成响应于由所述传感器产生的指示所述存储组件之内所述流体的压力处于或高于阈值的输出信号而控制所述液化组件，使得所述液化组件开始液化附加流体以待引入到所述存储组件中，以降低所述存储组件之内的温度，由此通过使所述存储组件之内已经汽化成所述气态的流体凝结回到所述液态来降低所述存储组件之内的所述压力。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，控制所述液化组件以开始液化附加流体以待引入到所述存储组件中包括增大正在液化流体以供引入到所述存储组件中的速率。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，配置所述控制器，使得在所述存储组件之内的所述压力通过经液化的所述附加流体下降时，所述控制器控制所述液化组件以减少被液化的附加流体的量。
4.根据权利要求1所述的系统，还包括流体引导组件，所述流体引导组件被配置成向大气排出所述存储组件之内处于所述气态的流体，以减小所述存储组件之内的压力，并且其中，所述控制器被配置成控制所述流体引导组件。
5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述流体为氧。
6.一种将流体从气态液化成液态并存储经液化的流体的方法，所述方法包括：
将流体流从气态液化成液态；
在贮存器中存储经液化的流体；
检测所述贮存器之内的压力；以及
响应于由于所述贮存器之内的流体汽化到所述气态而使得所述贮存器之内的所述压力升到阈值水平以上而开始液化附加流体以供存储在所述贮存器之内，其中，液化所述附加流体以供存储在所述贮存器之内导致所述贮存器之内的温度降低，由此通过使所述贮存器之内已经汽化成所述气态的流体凝结回到所述液态来降低所述贮存器之内的所述压力。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，开始液化附加流体以供存储在所述贮存器之内包括增大正在液化流体以供存储在所述贮存器之内的速率。
8.根据权利要求6所述的方法，还包括响应于所述贮存器之内的压力下降而减少被液化以供存储在所述贮存器之内的附加流体的量。
9.根据权利要求6所述的方法，还包括向大气排出所述贮存器之内处于所述气态的流体以减小所述贮存器之内的压力。
10.根据权利要求6所述的方法，其中，所述流体为氧。
11.一种配置成将流体从气态液化成液态并存储经液化的流体的系统，所述系统包括：
用于将流体流从气态液化成液态的模块；
用于在贮存器中存储经液化的流体的模块；
用于检测所述贮存器之内的压力的模块；以及
用于响应于由于所述贮存器之内的流体汽化到所述气态而使得所述贮存器之内的所述压力升到阈值水平以上而开始液化附加流体以供存储在所述贮存器之内的模块，其中，液化附加流体以供存储在所述贮存器之内导致所述贮存器之内的温度降低，由此通过使所述贮存器之内已经汽化成所述气态的流体凝结回到所述液态来降低所述贮存器之内的所述压力。
12.根据权利要求11所述的系统，其中，用于开始液化附加流体以供存储在所述贮存器之内的所述模块增大正在液化流体以供存储在所述贮存器之内的速率。
13.根据权利要求11所述的系统，还包括用于响应于所述贮存器之内的压力下降而减少被液化以供存储在所述贮存器之内的附加流体的量的模块。
14.根据权利要求11所述的系统，还包括用于向大气排出所述贮存器之内处于所述气态的流体以减小所述贮存器之内的压力的模块。
15.根据权利要求11所述的系统，其中，所述流体为氧。
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