CN103492824B - 用于液化和存储流体的系统和方法 - Google Patents

Abstract

将流体流从气态液化到液态，并存储经液化的流体。在一个实施例中，所述流体为氧。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)主张享有于2009年9月28日提交的美国临时申请No.61/246209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以存储液态流体。

已知有在环境温度和压力下液化和存储气态流体的系统。然而，这种系统容易受到由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、无效率和无效性的影响。此外，用于液化和存储流体的常规系统未提供随着液化流体在存储期间开始汽化成气态而调节被配置成存储液化流体的存储组件之内的压力的有效机构。

本发明的一个方面涉及一种包括输入部(input)、液化组件、管道、阀门和控制器的系统。输入部被配置成接收气态的流体流，所述流体流是由流体气流发生器生成的。液化组件被配置成将流体从气态液化成液态。管道被配置成将所述输入部放置成与液化组件流体连通以形成从输入部到液化组件的流动路径，通过该流动路径将由所述输入部接收的气态的流体流递送至液化组件。阀门设置在输入部和液化组件之间的管道中，被配置成有选择地排出管道之内的气体。控制器被配置成控制阀门，使得所述阀门(i)在所述流体气流发生器开始生成流体流之后排出在所述输入部处从所述流体气流发生器接收的流体流，直到所述流体流中的湿气含量减少，并且然后(ii)在所述流体流中的湿气含量减小之后，停止排出流体流气体，从而通过所述管道向所述液化组件递送在所述输入部处接收的流体流。

本发明的另一方面涉及一种方法，其包括：接收由流体气流发生器生成的气态的流体流；在所述流体气流发生器开始生成流体流之后，排出从所述流体气流发生器接收的气态的流体流，直到所述流体流中的湿气含量减少为止；在所述流体流中的湿气含量减少之后，停止排出所述流体流，其中，停止排出所述流体流导致向液化组件递送所述流体流，所述液化组件被配置成将所述流体从气态液化到液态；以及在所述液化组件中液化递送至所述液化组件的流体流。

本发明的又一个方面涉及一种系统，其包括：用于接收由流体气流发生器生成的气态的流体流的模块(means)；在流体气流发生器开始生成流体流之后，排出从所述流体气流发生器接收的气态的流体流，直到所述流体流中的湿气含量减少为止的模块；在流体流中的湿气含量减少之后，停止排出所述流体流的模块，其中，用于停止的所述模块停止排出所述流体流导致所述流体流被递送至液化组件，所述液化组件被配置成将所述流体从气态液化到液态；以及在所述液化组件中液化递送至所述液化组件的流体流的模块。

参考附图考虑以下描述和权利要求，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，按比例绘制了本文所图示的结构部件。然而，应当明确理解，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所示或所描述的结构特征用于其他实施例中。然而，应当明确理解，附图仅仅用于例示和描述，并非意在作为本发明限度的界定。如说明书和权利要求中所使用的那样，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图示了根据本发明一个或多个实施例，被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图示了根据本发明一个或多个实施例，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图示了根据本发明一个或多个实施例，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图示了根据本发明一个或多个实施例，存储液化流体的方法；以及

图5图示了根据本发明一个或多个实施例，将流体从气态液化到液态并存储液化流体的方法。

图1示意性图示了被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，所述流体是氧。然而，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系统10的一个或多个特征也落在本公开的范围之内。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可以表示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的各部件和控制器12之间的输出、通信进行路由并控制其间的输入。

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与用户之间的接口，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/或指令和可传送的任何其他项目，其统称为“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、微音器、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。

应当理解，本发明也想到了其他通信技术，有线的或无线的，作为控制接口13的用户接口。例如，本发明想到了可以将控制接口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(一个或多个)用户能够自定义系统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，RS-232端口、RF链路、IR链路、调制调解器(电话、线缆等)。简而言之，本发明想到了用于与系统10沟通信息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自己生成。作为非限制性范例，存储组件16或者执行与存储组件16相关联的控制功能时的控制器12可以发出请求，以减小或增加递送至存储组件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，直到流体的相态转变，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被设置在系统10中，以接收由流体气流发生器30向系统10提供的气态的流体流。流体气流发生器30可以包括在系统10中，作为系统10的集成部分，或者流体气流发生器30可以在系统10外部并且可以耦合到系统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/或其他气流发生器中的一种或多种。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被设置于系统10之内，与管道20热相通。热交换组件22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热相通(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22的工作。这包括控制热交换组件22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，或者甚至停止。

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工作在第二状态，以暂停生成液态流体以供存储。作为又一范例，如果流体气流发生器30当前不生成气态的流体流，控制器12可以控制热交换组件22工作在第二状态。

在热交换组件22工作于第一状态期间，在流经管道20的流体正被液化时，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的部分(例如，较接近入口26的管道20的部分)中的管道20的壁。然而，在管道20的稍后段(较接近出口28的管道20部分)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之内形成霜并导致阻塞。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工作在第二状态，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，温度不会高到使其彻底熔化)。在热交换组件22返回第一状态时，霜可能进一步软化，并且然后由通过管道20的流体初始流动朝向出口28向管道20下方移动。这种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引导流体或者在系统10的出口28向外排出流体。在一个实施例中，阀门24可以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。响应于这样的控制信号，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之内的流体之前，流经管道20的气态流体清除由先前操作在管道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的排气管处或排气管附近的一个或多个传感器，其检测阀门24排出的流体中的湿气含量。控制器12可以在第一模式中操作阀门24，直到阀门24排出的流体中湿气含量降到预定阈值以下。可以基于用户输入确定预定阈值。

一旦已经由气态的流体流清除了管道20之内的湿气，控制器12控制阀门24工作于第二模式中，并控制液化组件14以开始液化管道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流体相通，并且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包括存储罐32以及一个或多个传感器34。一些或所有存储组件16可以形成于杜瓦瓶(Dewar)容器中。

存储罐32被配置成容纳由存储组件16从液化组件14接收的液化流体。经由与阀门24流体相通的入口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流体相通的出口38从存储罐32释放气态流体。通过流体液体出口39从存储罐32释放液态流体。

传感器34被配置成生成输出信号，传达与存储罐32之内的压力相关的信息。在一个实施例中，传感器34被设置于出口38或附近。传感器34与控制器12操作性通信，从而将传感器34生成的输出信号传递至控制器12。

在存储罐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，一些流体开始从液态汽化成气态。流体汽化导致存储罐32之内压力升高，因为气态流体需要比液态更大的容积。在一些点，如果这种压力增加未减轻，存储罐32将会泄露和/或破裂。

在常规系统中，将阀门置于出口38处或附近，其减轻存储罐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，由此使存储罐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”。然而，用于调节存储罐32之内的压力的这种机制效率低。实质上，液化存储罐32中存储的、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罐32之内的压力。而并非简单地排出存储罐32之内的一些流体，系统10降低存储罐32之内的温度，由此将一些汽化的流体凝结回液态，以减小存储罐32之内的压力。

在一个实施例中，控制器12接收由传感器34生成的输出信号，并确定存储罐32之内的压力是否过高(例如，高于阈值)。如果压力过高，生成控制信号，令控制器12控制液化组件14，以开始液化被引入到存储罐32中的额外流体。从液化组件14接收到存储罐32中的液化流体的温度远低于存储罐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向存储罐32中引入额外的液化流体降低了存储罐32之内的整体温度。通常，新近汽化的流体的温度不会远高于汽化温度。因此，引入额外流体导致的存储罐32之内的总体温度的降低造成至少一些汽化气体的凝结，这继而降低了存储罐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开始液化额外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开始液化额外流体包括增大正在液化的流体的量。例如，如果液化组件14正以给定速率液化流体，可以增加液化速率以开始液化额外的流体。

应当认识到，系统10响应于存储罐32之内温度升高的这种操作看起来与常规系统响应的严格相反。并非从存储罐32释放流体，而是由系统10添加更多流体，并依赖于额外流体较冷的温度，以通过使汽化流体凝结来降低存储罐32之内的压力。这种调节存储罐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罐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、在存储组件16和大气之间、和/或在系统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包括流入输入部40、管道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生成的流体流。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生成的气态的流体流从而对其加以处理和/或存储。

管道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供液化。管道42形成用于在流体输入部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，管道42包括由诸如铜的金属材料、诸如PVC或聚乙烯的非金属材料和/或其他材料形成的一段或多段管路。在一个实施例中，管道42包括容纳流体干燥器44、第一阀门46和/或第二阀门48中的一个或多个的歧管。

流体干燥器44被设置于由管道42形成的流动路径中，使得在通往液化组件14的路径上通过流体干燥器44引导在流体输入40处接收的气态的流体流。流体干燥器44被配置成在流体流到达液化组件14之前从气态的流体流去除湿气。如上所述，流体流中的湿气可能在液化组件14中导致，具有其关联缺点。此外，流体流中的湿气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包括药筒或容纳干燥剂的容器。在气态的流体流通过药筒时，干燥剂从流体流去除湿气。在一个实施例中，用另一种类型的湿气提取介质取代干燥剂。

第一阀门46设置于由管道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操作性相通，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。在第一模式下，第一阀门46沿着管道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。在第二模式下，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以减轻向系统10引入的湿气。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的湿气。在一些情况下，当流体气流发生器30开始生成流体流时，由流体气流发生器30生成的流体流中的湿气含量可以从初始水平(开始生成流时的水平)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，生成的流体流相对于进行中工作期间的典型湿气含量的水平具有更高水平的湿气。

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中引入的湿气，当流体气流发生器30开始生成流体流时，控制器12控制第一阀门46工作在第二模式中，以向系统10外部排出在流体输入部40处接收的流体流，直到减少了流体流的湿气含量。一旦减少了在流体输入部40处接收的流体流的湿气含量，控制器12控制第一阀门46工作在第一模式下，从而通过管道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湿气水平，控制器12可以控制第一阀门46以从流体气流发生器30开始生成流体流开始的预定时间段内工作在第二模式中。时间段(的长度)可以基于用户输入。该时间段可以为大约30分钟，大约60分钟，大约90分钟或其他时间长度。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已经开始生成流体流。

作为非限制性备选，控制器12可以依赖于对流体流中湿气的直接测量值来控制第一阀门46。流体流中湿气的直接测量值可以由控制器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包括湿气传感器)获得。控制器12可以将传感器和/或流体气流发生器30的湿气测量值与预定阈值进行比较。可以基于用户输入确定预定阈值。预定阈值可以是大约-60℃露点温度和/或其他湿气水平。

第二阀门48位于流体干燥器44与第一阀门46相对侧上由管道42形成的流动路径中。第二阀门48可以工作于第一模式和第二模式。在第一模式下，第二阀门48向液化组件14的管道20传送管道42形成的流动路径之内的流体流以供液化。在第二模式下，第二阀门48连通管道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工作在第一模式，从而向液化组件14引导管道42之内的流体流以供液化。然而，控制器12周期性地控制第二阀门48以在短时间段内工作在第二模式。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工作在其第二模式。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到管道42中，并通过管道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的液化之后，存储组件16中存储的流体相对较干燥。随着其通过流体干燥器44流动，通过第二阀门48引入到管道42的干燥流体将去除流体干燥器44中已累积的至少一些湿气并通过第一阀门46从系统10排出湿气。

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按照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的存储罐32之内流体的压力和/或量上升到需要向大气排出存储罐32之内的一些流体的水平。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，触发事件是确定(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去除湿气的效果。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中生成废热的部件，或者由液化组件14的一个或多个部件生成的废热加热的元件。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生成的余热。

应当认识到，流体引导组件18的配置并非意在针对上述用于减少向系统10引入的湿气的机构进行限制。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图示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，可以完成方法52而具有一个或多个未描述的额外操作，和/或没有一个或多个所论述的操作。此外，图2中所图示的以及下文描述的方法52的操作的次序并非意在限制。在一个实施例中，由图1中所示以及上文所述，包括系统10的至少一些特征的系统执行方法52。然而，在其他实施例中，可以在其他语境中实施方法52而不脱离本公开的范围。

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生成气态的流体流以供液化。在一个实施例中，由与控制器12(图1所示以及上文所述的)相同或相似的控制器执行操作54。

在操作56，接收由流体气流发生器生成的气态的流体流。可以在被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，由与流体引导组件18(图1所示以及上文所述的)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，排出在流体输入部处接收的流体流(例如，向大气)。在一个实施例中，由与流体输入部流体相通的阀门执行操作58。例如，阀门可以与第一阀门46(图1所示以及上文所述)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生成流体流是否已过去预定时间段，使得流体流中的湿气含量已减少。在一个实施例中，在操作60的确定包括检测从流体气流发生器接收的流体流中的湿气含量，并使该确定依据探测器湿气含量(例如，比较湿气含量与阈值)。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相通的控制器执行操作60。例如，该控制器可以与控制器12(图1所示以及上文所述)相同或相似。

如果在操作60确定应当继续排出流体流，方法52返回到操作58。如果在操作60确定不应当继续排出流体流，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，并由与流体引导组件18(图1所示以及上文所述的)相同或相似的流体引导组件将流体流递送至液化模块。

图3图示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，可以完成方法66而具有一个或多个未描述的额外操作，和/或没有一个或多个所论述的操作。此外，图3中例示以及下文描述的方法66的操作的次序并非意在限制。在一个实施例中，由图1所示以及上文所述，包括系统10的至少一些特征的系统执行方法66。然而，在其他实施例中，可以在其他语境中实施方法66而不脱离本公开的范围。

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，由与管道20的入口26(图1所示以及上文所述)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，由与控制器12(图1所示以及上文所述的)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，在从入口到出口通过管道之后，(例如，向大气)排出在管道的入口处接收的流体。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/或阀门可以与控制器12和/或阀门24(图1所示以及上文所述的)相同或相似。

在操作74，确定是否应当继续排出流体流，或者是否应当将其引导至存储组件加以存储。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，这将清楚管道的残余湿气。时间段可以是预定时间段。可以由与控制器12(图1所示以及上文所述的)相同或相似的控制器执行操作74。

如果在操作74的确定应当继续排出流体流，方法66返回到操作72。如果在操作74确定不应当再继续排出流体流，那么方法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，由与控制器12(图1所示以及上文所述的)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，导致向存储组件引导流体流以供存储。在一个实施例中，由控制排出流体流的阀门的控制器执行操作78。控制器和/或阀门可以与控制器12和/或阀门24(图1所示以及上文所述的)相同或相似。

图4图示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，可以完成方法80而具有一个或多个未描述的额外操作，和/或没有一个或多个所论述的操作。此外，图4中例示以及下文描述的方法80的操作的次序并非意在限制。在一个实施例中，由图1所示以及上文所述，包括系统10的至少一些特征的系统执行方法80。然而，在其他实施例中，可以在其他语境中实施方法80而不脱离本公开的范围。

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，液化组件与液化组件14(图1所示以及上文所述的)相同或相似，并由与存储组件16(图1所示以及上文所述)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液化模块以供液化的气态流体去除湿气。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，流体干燥器与流体干燥器44(图1所示以及上文所述的)相同或相似，在与流体引导组件18和控制器12(图1所示以及上文所述)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。可以由与加热器50(图1所示以及上文所述的)相同或相似的加热器执行操作86。

图5图示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，可以完成方法88而具有一个或多个未描述的额外操作，和/或没有一个或多个所论述的操作。此外，图5中例示以及下文描述的方法88的操作的次序并非意在限制。在一个实施例中，由图1所示以及上文所述，包括系统10的至少一些特征的系统执行方法88。然而，在其他实施例中，可以在其他语境中实施方法88而不脱离本公开的范围。

在操作90，将流体流从气态液化到液态。在一个实施例中，由与液化组件14(图1所示以及上文所述的)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(存储罐32图1所示以及上文所述的)相同或相似的存储罐执行操作92。

在操作94，检测存储罐之内的压力。在一个实施例中，由与传感器34和控制器12(图1所示以及上文所述的)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，调节用于存储的流体液化。例如，如果存储罐之内的流体汽化导致存储罐之内压力升高(例如，高于预定阈值)，那么操作96包括开始对额外流体进行液化以降低存储罐之内的温度。作为另一范例，存储罐之内的压力充分低，可以减少为了存储而液化的流体量。在一个实施例中，在与控制器12(图1所示以及上文所述的)相同或相似的控制器控制下，由与液化组件14(图1所示以及上文所述的)相同或相似的液化组件执行操作96。

尽管基于当前认为是最实际和优选的实施例出于例示性目的详细描述了本发明，但应当理解，这样的细节仅仅是为了该目的，本发明不限于公开的实施例，而是相反，意在涵盖在权利要求的精神和范围之内的修改和等价布置。例如，应当理解，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)

1.一种系统，包括：

输入部，其被配置成接收气态的流体流，所述流体流是由流体气流发生器生成的；

液化组件，其被配置成将所述流体从气态液化成液态；

管道，其被配置成将所述输入部放置成与所述液化组件流体相通以形成从所述输入部到所述液化组件的流动路径，通过所述流动路径将由所述输入部接收的气态的所述流体流递送至所述液化组件，并且所述管道还被配置成将所述液化组件放置成与存储罐流体相通以形成从所述液化组件到所述存储罐的流动路径，所述存储罐被配置为存储来自所述液化组件的所述流体流；

阀门(24)，其被设置于所述存储罐和所述液化组件之间的所述管道中，并且被配置成有选择地排出所述管道之内的气体；

传感器，其位于所述阀门(24)的排气管处或所述阀门(24)的排气管附近，所述传感器检测由所述阀门(24)排出的所述流体流中的湿气含量；以及

控制器，其被配置成控制所述阀门(24)，使得所述阀门(i)在所述流体气流发生器开始生成所述流体流之后，排出从所述液化组件接收的所述流体流，直到从所述阀门(24)排出的所述流体流中的检测到的湿气含量降到预定阈值以下为止，并且然后(ii)在所述流体流中的检测到的所述湿气含量降到所述预定阈值以下之后，停止排出流体流气体，从而通过所述管道向所述液化组件递送在所述输入部处接收的所述流体流来进行液化并且然后再递送到所述存储罐。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制器控制所述阀门以排出从所述液化组件接收的所述流体流持续预定时间段，并且然后在所述预定时间段之后停止排出所述流体流。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述控制器与所述流体气流发生器操作性相通，并且其中，所述预定时间段是基于用户输入来确定的。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述流体为氧。

5.根据权利要求1所述的系统，还包括压力传感器，所述压力传感器被配置成生成输出信号，所述输出信号传达与所述存储罐内的压力相关的信息，其中，所述控制器与所述压力传感器操作性通信，并且其中，所述控制器被配置成控制所述液化组件以在所述存储罐内的压力大于压力阈值时开始液化被引入到所述存储罐中的额外流体。

6.一种方法，包括：

接收由流体气流发生器生成的气态的流体流；

利用管道将来自所述流体气流发生器的所述流体流引导到液化组件，并且将来自所述液化组件的所述流体流引导到存储罐；

检测由阀门(24)排出的所述流体流中的湿气含量，所述阀门(24)被设置在所述存储罐和所述液化组件之间；

在所述流体气流发生器开始生成所述流体流之后，利用所述阀门排出从所述液化组件接收的气态的所述流体流，直到所述流体流中的检测到的湿气含量降到预定阈值以下为止；

在所述流体流中的检测到的所述湿气含量降到所述预定阈值以下之后，停止从所述液化组件排出气态的所述流体流，其中，停止排出所述流体流导致向所述液化组件递送所述流体流来将所述流体流从气态液化成液态；以及

在所述液化组件中液化递送至所述液化组件的所述流体流。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述阀门排出从所述液化组件接收的所述流体流持续预定时间段，并且然后在所述预定时间段之后停止排出所述流体流。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述预定时间段是基于用户输入来确定的。

9.根据权利要求6所述的方法，其中，所述流体为氧。

10.根据权利要求6所述的方法，还包括检测所述存储罐内的压力，其中，所述液化组件被配置为在所述存储罐内的压力大于压力阈值时开始液化被引入到所述存储罐中的额外流体。

11.一种系统，包括：

用于接收由流体气流发生器生成的气态的流体流的模块；

管道，用于将来自所述流体气流发生器的所述流体流引导到液化组件，并且将来自所述液化组件的所述流体流引导到存储罐；

用于检测由阀门(24)排出的所述流体流中的湿气含量的模块，所述阀门(24)被设置在所述存储罐和所述液化组件之间；

用于在所述流体气流发生器开始生成所述流体流之后，利用所述阀门排出从所述液化组件接收的气态的所述流体流，直到所述流体流中的检测到的湿气含量降到预定阈值以下为止的模块；

用于在所述流体流中的检测到的所述湿气含量降到所述预定阈值以下之后，停止从所述液化组件排出气态的所述流体流的模块，其中，用于停止的所述模块停止排出所述流体流导致向所述液化组件递送所述流体流来将所述流体流从气态液化成液态；以及

用于在所述液化组件中液化递送至所述液化组件的所述流体流的模块。

12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述阀门排出从所述液化组件接收的所述流体流持续预定时间段，并且然后在所述预定时间段之后停止排出所述流体流。

13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述预定时间段是基于用户输入来确定的。

14.根据权利要求11所述的系统，其中，所述流体为氧。

15.根据权利要求11所述的系统，还包括压力传感器，所述压力传感器被配置成生成输出信号，所述输出信号传达与所述存储罐内的压力相关的信息，其中，所述液化组件被配置为在所述存储罐内的压力大于压力阈值时开始液化被引入到所述存储罐中的额外流体。