CN107923687B - 用于用深冷制冷剂来填充指派给制冷容器的制冷剂接收隔室的填充设备 - Google Patents

Abstract

为了填充具有用于接收有待制冷的产品的隔室以及与之分离的制冷剂接收隔室的制冷容器，使用填充设备，其中处于液化状态下的液态二氧化碳被注射到所述制冷剂接收隔室中并在那里部分转化成气态二氧化碳、部分转化成固态二氧化碳。在此所使用的填充喷枪除了膨胀喷嘴之外还包括用于排放气态二氧化碳的器件、电连接器件、和检测器以及至少一个用于控制液态二氧化碳的供应的控制阀，并且因此在构造上是非常复杂的并且具有大自重，使得为了操作必需通过吊车式固位装置来支持。根据本发明，使用具有填充喷枪的填充设备，所述填充设备仅具有用于供应液态二氧化碳的膨胀喷嘴、用于排放气态二氧化碳的排出开口、以及在适当时非电的检测元件。用于控制填充的所有阀和电部件都被整合在被指派给所述填充喷枪并且经过柔性管路与所述填充喷枪相连接的供给单元中。根据本发明的填充喷枪是非常轻质的并且可以在不使用机械固持器件的情况下操作。

Description

用于用深冷制冷剂来填充指派给制冷容器的制冷剂接收隔室 的填充设备

本发明涉及一种用于用雪状二氧化碳来填充被指派给用于冷却产品的制冷容器的制冷剂接收隔室的填充设备，所述填充设备具有：供给单元和可联接至所述供给单元的填充喷枪，其中所述填充喷枪具有能够与所述制冷剂接收层的至少一个填充开口相连接以用于供应液态二氧化碳的膨胀喷嘴以及能够与所述制冷剂接收层的气体退出开口连接以用于排出气态二氧化碳的吸出开口，并且所述填充喷枪通过与所述填充开口处于流体连接的二氧化碳液体导入管路和与所述吸出开口处于流体连接的吸出管路而与所述供给单元相连接；以及用于调节液态二氧化碳向所述二氧化碳液体导入管路中的供应的控制阀、用于将气态二氧化碳从所述吸出管路中吸出的吸出装置、以及用于控制填充过程的控制和调控单元。

为了运输对热敏感的产品、尤其如新鲜产品或深度冷冻产品等食物，使用移动式的恒温的制冷容器，借助所述制冷容器即使无法通过电驱动的制冷设备实现永久制冷，仍应确保从生产直至最终用户的冷链不中断。此类的移动式制冷容器具有用于储藏有待保持冷态的产品的产品接收隔室以及与之在空间上分离、但与之热学地连接的用于深冷制冷剂的制冷剂接收隔室。制冷剂接收穿过容器的壁的热量并且因此确保在产品接收隔室中的温度不升高并且产品保持在低温下。在此，这导致制冷剂逐渐蒸发或升华。通过选择产品接收隔室与制冷剂接收隔室之间的适合的热学连接，可以以此方式在多个小时内使产品保持在某个低温，而为此不需要永久的外部能量供应。所提及的类型的制冷容器被设计大小成使得所述制冷容器可以借助于紧固在所述制冷容器处的轮子容易被人移动。典型的制冷容器例如具有基于欧洲货架标准的为600mm×800mm至1200mm×800mm的底部面积和在1000mm与2000mm之间的高度以及例如在200升与1500升之间的使用容积。由于一般来说(以产品量测量的)少量的干冰已经足以在几个小时的时间段内维持足够低的制冷温度，用于制冷剂的接收隔室被设定尺寸成比用于接收产品的隔室小很多并且例如具有在5升与50升之间的容积。本发明涉及一种用于填充此类制冷剂接收隔室的填充设备。

从EP 0 942 244 A1中已知前述类型的制冷容器。所述容器具有用于雪状二氧化碳的呈抽屉状的制冷剂接收隔室，所述制冷剂接收隔室热学地以及流体学地与在其下方安排的产品接收隔室相连接。用具有-78℃的温度的雪状二氧化碳来装载所述制冷剂接收隔室。雪状二氧化碳接收侵入制冷容器中的热量并且在此逐渐升华。由于适当地设定了所述隔室之间的热传递，产品可以可靠地、多于24小时地保持在例如0℃至5℃(新鲜食品)或-15℃至-25℃(深度冷冻食品)的温度。

为了填充这种制冷容器的制冷剂接收隔室，使用在EP 1 088 191 B1中所描述的填充装置。所述填充装置具有填充喷枪以及与所述填充喷枪相连接的供给单元。填充喷枪配备有膨胀喷嘴以及排出装置，所述膨胀喷嘴被引入制冷剂接收隔室的填充开口中，所述排出装置与制冷剂接收隔室的排气出口相连接。在填充时供应液态二氧化碳，所述液态二氧化碳在从膨胀喷嘴出来时在急剧制冷的情况下膨胀，其中形成由雪状二氧化碳和二氧化碳气体形成的混合物。雪状二氧化碳被透气体的过滤器保留在制冷剂接收隔室中，而气体穿过所述过滤器到达排气开口并且由排出装置从工作区域中移除。此外，填充喷枪配备有连接附件，所述填充喷枪借助于所述连接附件基本上气体密封地与制冷剂接收隔室相连接并且确保在填充过程中尽可能没有二氧化碳逃逸到容器的周围环境中。由于以高压力供应二氧化碳，填充喷枪还配备有电磁体，所述电磁体与所述制冷剂接收隔室产生可靠的连接。只有当通过同样安排在填充喷枪中的电检测器确定了正确的连接时，才可以打开安排在填充喷枪中的、调节二氧化碳的供应的控制阀。供给单元包括用于二氧化碳的导入管路和导出管路，与控制阀、电磁体、以及检测器电连接的控制单元，以及机械固位装置，所述机械固位装置可以实现单手操作填充喷枪。

在WO 2012/107518 A1、WO 2007/036656 A1、WO 2007/042727 A1、EP 2 645 024A1以及EP 2 336 684 A1中也描述了用于用雪状二氧化碳来填充制冷容器的制冷剂接收隔室的类似系统。

已知的系统的所述填充喷枪在构造上是非常复杂的。这尤其与在高压力下供应液态二氧化碳相关联，由此必须对所产生的连接的安全性和密封性提出显著的要求。另外有问题的是明显的温度波动和与之相关联的空气湿度的累积以及冰的形成，由此必须以复杂的方式来保护在所述填充喷枪内的所有电部件，例如电致动的阀、加热装置、电磁体、电传感器等。此外，由于所产生的二氧化碳颗粒对制冷剂接收隔室的壁的摩擦可能导致显著的静电起电而危害所述电部件，由此必须采取措施来保护填充喷枪中的电部件免受静电。最终，必须保护填充喷枪中的电部件免受机械作用，所述机械作用在设备工作中无法完全排除，例如由于大多数情况下配备有轮子的制冷容器或由于不小心地操作叉车或货架升降机而引起的撞击作用。所有所述导致已知的填充喷枪具有大的自重并且一般来说需要借助于吊车式保持装置来操作，由此使得填充喷枪的操作变得困难并且尤其还限制了操作人员的移动自由度。

因此，本发明的目的在于，提供一种用于用雪状二氧化碳来填充被指派给用于冷却产品的制冷容器的制冷剂接收隔室的填充系统，所述填充系统是易于操作并且操纵简单的。

在开篇所述类型的填充设备中，这个目的通过将控制阀、吸出装置以及控制和调控单元安排在供给单元中来实现。

因此，对本发明重要的是：所述填充喷枪既不包含用于控制液态二氧化碳供应的阀也不包含电部件，所述填充喷枪尤其不具有电控制器、电传感器或电磁体。所有阀和电气或电子控制元件都被安排在供给单元内。因此，所述填充喷枪在构造上是非常简单的并且在重量上是轻量的。由此显著地简化了填充设备的操作；尤其可以省去在填充期间用于固持填充喷枪的吊车式安排。填充喷枪和供给单元仅通过二氧化碳液体导入管路、排气管路以及在适当时一个或多个光波导彼此连接，它们分别以柔性管路的形式来设计并且由此使操作人员获得了大的移动自由度。

所述填充喷枪包括膨胀喷嘴、吸出开口以及在适当时非电工作的检测器，它们被安排在共用的、优选由轻质材料(例如由轻质金属)制成的壳体中。膨胀喷嘴和吸出开口分别与填充开口和排气开口在有待使用的制冷剂接收隔室处的安排相匹配。例如，所述制冷剂接收隔室的填充开口和排气开口彼此间隔开地或彼此同中心地安排，并且因此将要使用的膨胀喷嘴与吸出开口彼此间隔开地或彼此同中心地安排。所述填充喷枪优选可松脱地与所述供给单元相连接；如果用根据本发明的设备来填充其他类型的制冷剂接收隔室，则所述填充喷枪可以以简单的方式与所述供给单元分离并且相对应地被其他填充喷枪所代替。为此仅需要将排气管路、二氧化碳液体导入管路以及在适当时一个或多个光纤管路与所述供给单元的多路接口或所述填充喷枪分离或与其相连。

例如形成为箱柜的供给单元在填充过程中被设置为原则上位置固定的并且例如在场地被连接至用于供给网络的二氧化碳的对应的导入管路和导出管路。当然这不排除在运行暂停过程中可以移动所述供给单元并且为此目的可以设计有适合的运输装置，例如像轮子。

吸出管路和二氧化碳液体导入管路优选是由柔性材料制成的并且具有1m至3m或更大的长度，以便在将开篇所述类型的移动式制冷容器的制冷剂接收隔室连接至填充装置时可以使操作人员获得大的移动自由度。

在根据本发明的设备工作时，将所述填充喷枪与制冷剂接收隔室相连接。所述制冷剂接收隔室包含配备有至少一个填充开口的雪接收隔室以及优选安排在所述雪接收隔室上方的排气隔室，所述排气隔室配备有排气开口。雪接收隔室与排气隔室通过透气体的过滤器彼此分离。在连接填充喷枪时，所述膨胀喷嘴被引入所述制冷剂接收隔室的所述填充开口中，并且所述排出开口覆盖所述排气隔室的排气开口。为了避免环境空气侵入，在此所述制冷剂接收隔室的填充开口和/或排气开口和/或所述填充喷枪的膨胀喷嘴和/或排出开口配备有适合的密封元件。二氧化碳在至少大体上液态的状态下在高于二氧化碳的三相点压力(5.18巴)的压力下被引导至所述膨胀喷嘴并且在从所述膨胀喷嘴出来时在环境压力下膨胀到所述雪接收隔室中，其中形成了由二氧化碳气体和雪状二氧化碳形成的混合物。雪状二氧化碳被保留在所述雪接收隔室中，而二氧化碳气体穿过透气体的过滤器并且经过吸出管路被吸出装置吸出。在此，由所述吸出装置产生的负压力被设计大小成使得所述填充喷枪在环境压力的作用下压靠所述制冷剂接收隔室，其中借助于密封元件产生了气体密封的连接，所述气体密封的连接防止了二氧化碳逃逸到周围环境中。

为了防止在填充过程开始时液态二氧化碳已经膨胀同时二氧化碳液体导入管路的在安排在供给单元中的控制阀与填充喷枪之间的区段中在形成雪状二氧化碳，优选在填充过程之前以及之后用高于二氧化碳的三相点压力的压力供应的二氧化碳气体冲刷二氧化碳液体导入管路。例如，在供应液态二氧化碳之前0.5s至1s的时间段内以及在停止供应液态二氧化碳之后0.5s至3s的时间段内，用处于压力下的二氧化碳气体冲刷所述二氧化碳液体导入管路。便利的是，在供给单元中通过液态二氧化碳的蒸发来获得为此所需的二氧化碳气体。

为了能够在省去填充喷枪内的电部件的情况下显示在填充喷枪与制冷剂接收隔室之间存在可靠的连接，例如适用的是如下的机械器件，例如在填充喷枪处以及在制冷剂接收隔室处彼此对应地成形的元件。然而，本发明的特别有利的构型提出：安排在所述供给单元中的所述控制和调控单元配备有用于确定存在可靠连接的光电单元，所述光电单元与所述填充喷枪中的多个光波导相连接。在此，所述光电单元通过所述光波导向安排在所述制冷剂接收隔室处的反射体发送信号或从所述反射体接收信号。在此，在所述填充喷枪中不需要电部件。

由此在最简单的情况下在填充喷枪与制冷剂接收隔室之间产生了牢固的、但可松脱的连接，所述吸出装置的抽吸功率被设定成使得所述填充喷枪在吸力作用下压靠所述制冷剂接收隔室。然而为了提高连接安全性，有利的是：填充喷枪和/或制冷剂接收隔室具有至少一个永磁体，所述永磁体在产生连接时与在所述制冷剂接收隔室或所述填充喷枪处的其他永磁体或铁磁性表面共同作用。

便利的，二氧化碳液体导入管路至少局部地、优选至少在填充喷枪与供给单元之间的整个段上被安排在所述吸出管路内。由此，经过二氧化碳液体导入管路运输的液态二氧化碳被冷的、气态的制冷剂预冷却，所述气态的制冷剂逆流地经过排出管路被吸出。此外，安排在所述吸出管路内的二氧化碳液体导入管路不需要绝热，由此所述二氧化碳液体导入管路可以更容易地并且更灵活地实施，这总体上简化了填充喷枪的操作。在其他情况下，液态二氧化碳还在所述供给装置中任选地设置的过冷器中达到低于其沸点的温度，以便提高雪状二氧化碳的产率。

在此，所述吸出管路和/或所述二氧化碳液体管路和/或所述光波导优选是由柔性材料制成的。为了进一步简化设备的操作，吸出管路和/或二氧化碳液体管路和/或光波导优选借助可旋转地或可枢转地铰接在所述填充喷枪和/或所述供给单元处的连接器件(例如旋转法兰)被紧固。

优选地，所述供给装置配备有用于在设备的休止模式下、即在填充过程之前和/或之后接收填充喷枪的喷枪接收件。喷枪接收件优选包括密封器件，借助所述密封器件可以气密地连接填充喷枪。在休止模式下，填充喷枪优选通过适合的机械固位器件或由于吸出装置的抽吸功率而被固位在喷枪接收件处。在此，喷枪接收件有利地配备有加热装置，借助于所述加热装置可以在填充过程之后对填充喷枪进行加热并且由此防止冰的形成。

本发明的同样优选的构型提出：在供给装置中设置有整合到二氧化碳液体导入管路中并且与控制单元处于数据连接的相检测器。所述相检测器可以确定所供应的液态二氧化碳中的气态二氧化碳的比例。由此，在控制和调控单元中连续地计算总计供应的二氧化碳的总量，并且可以相应地自动匹配填充程序并且对应地操控控制阀。在EP 2 368 845 B1中描述了这种相检测器的实例，本文明确引用所述专利。

所述填充喷枪优选以如下方式设计，使得所述膨胀喷嘴和/或检测器件被安排在所述吸出开口内。所述吸出开口例如形成为配备有柔性密封元件的护盖，所述护盖在使用填充喷枪时以如下方式被压到所述制冷剂接收隔室上：所述护盖覆盖所述制冷剂接收隔室的填充开口和气体退出开口，同时在所述护盖内突出的膨胀喷嘴气体密封地与所述制冷剂接收隔室的填充开口相连接。由此，尤其在填充过程中防止了湿气在膨胀喷嘴处的累积。在其他情况下，还可设想在吸出开口中安排的多个膨胀喷嘴。

优选的膨胀喷嘴配备有两个喷嘴开口，所述喷嘴开口在所述膨胀喷嘴的基本上圆柱形地成形的喷嘴头处彼此相对地并且横向于所述喷嘴头的纵向延伸方向地伸出。由于这种安排，从喷嘴开口出来的二氧化碳的脉冲流至少很大程度上被抵消；尤其使得在轴向方向上没有合脉冲流，使得即使在10巴的压力下供应液态二氧化碳时，也不再产生或仅产生可忽略不计的回复力(由于所述回复力而使得膨胀喷嘴从填充开口被挤压出来)。由此，与根据现有技术的填充装置的情况下相比，在填充喷枪与制冷剂接收隔室之间的连接元件可以明显更简单且更弱地形成。

在特别优选的构型中，膨胀喷嘴的前部区段配备有至少两个彼此平行地安排的喷嘴头，所述喷嘴头在填充时伸出到所述制冷剂接收隔室的内部中并且分别具有至少一个喷嘴开口，其中这两个喷嘴头的所述喷嘴开口正好彼此相对地取向，或者分别以距这两个喷嘴开口的连接线至多30°的相同角度在朝向后部区域的方向上倾斜地安排。这种安排尤其有助于使雪状二氧化碳均匀地分布在制冷剂接收隔室的内部。

所述喷嘴头优选以在5cm与10cm之间的相互间距安排在所述膨胀喷嘴处。为了连接这样的喷嘴头，所述制冷剂接收隔室优选与两个独立的填充开口相连接，所述填充开口以一定的间距被安置在这两个喷嘴头处。还可提出安排在这两个喷嘴头处的多个喷嘴开口，所述喷嘴开口如下地安排，使得从其中出来的二氧化碳的脉冲流完全地或很大程度上相互抵消；在此重要的是，不产生脉冲流或不产生可能使喷嘴头从填充开口被挤出来的强烈的脉冲流。在例如出于空间原因无法以5cm至10cm的间距在制冷剂接收隔室处提供两个填充开口的情况下，所述喷嘴头也可以彼此间隔开小于5cm、例如1cm至3cm，使得这两个喷嘴头可以通过共用的填充开口被引入制冷剂接收隔室中。

所述吸出装置优选如下地设计，使得在填充设备的工作中在所述制冷剂接收隔室的区域中能够产生负压力，所述负压力足以使填充喷枪固位在所述制冷剂接收隔室处。

在其他情况下，制冷容器还可以具有制冷剂接收隔室，所述制冷剂接收隔室被划分成至少两个彼此分离的子隔室，所述子隔室分别通过具有不同的热阻的热桥与所述制冷容器的产品接收隔室相连接。所述子隔室中的一个子隔室例如具有向所述产品接收隔室的非常好的导热性，相反地另一个子隔室具有向所述产品接收层的较差的导热性。如果用二氧化碳填充仅具有好的导热性的子隔室，则所述产品在较短的时间内被冷却至较低的温度。相反地，如果填充具有较差的导热性的子隔室，则将产品冷却至不太低的温度，然而所述温度可以保持较长的时间段。在此，所述单独的子隔室分别具有分离的填充开口和气体退出开口。

应借助于附图更详细地解释本发明的实施例。在示意性视图中：

图1：示出了根据本发明的具有填充喷枪和供给单元的设备，

图2：以侧向剖开视图示出了具有有待用来自图1的填充喷枪来填充的制冷剂接收隔室的制冷容器，

图3：以从下方的放大截面视图示出了来自图1和图2的填充喷枪，

在图1中展示的填充装置1包括以下详细描述的填充喷枪2，所述填充喷枪被连接至供给单元3。在所示的实施例中，供给单元3形成为移动式的箱柜并且具有牢固的壳体4。用于液态二氧化碳的抗压的并且隔热的导入管路5(所述导入管路被连接至此处未示出的用于液态二氧化碳的源，例如储箱，液态二氧化碳在20巴的压力下以及约零下20℃的温度下被储存在所述储箱中)被引导穿过供给单元3的壳体4并且通入多路接口6。可电控的控制阀7在多路接口6上游被安排在壳体4内。在根据图1的实施例中还设置有相检测器8，所述相检测器获取流经导入管路5的二氧化碳的气相和液相比例。此外任选地，在导入管路5中设置有此处未示出的用于相分离的装置，通过所述装置来确保引导至多路接口6的二氧化碳包含最大可能的液相比例。

此外，用于气态二氧化碳的导出管路在多路接口6处通出，电抽吸泵10被安排在导出管路9中。导出管路9以此处未示出的方式与用于再加工的装置或与引导到外部的空气排出管路相连接。导出管路9和导入管路5可以通过此处未示出的热交换器彼此热连接，借助于所述热交换器可以用被引导经过导出管路9的二氧化碳气体对被引导经过导入管路5的液态二氧化碳进行预冷却。

分支管路11从导入管路5发出，在所述分支管路中安排有用于蒸发液态二氧化碳的蒸发器12以及控制阀13。分支管路11、蒸发器12、以及控制阀13被安排在供给单元3的壳体4内。

此外，在供给单元3的壳体4中安排有喷枪接收件14，填充喷枪2可以在填充过程之前或之后的休止阶段中被引入所述喷枪接收件中。在喷枪接收件14中设置有用于加热所引入的填充喷枪2的电加热装置15。

另外，在壳体4内设置有光电单元16，所述光电单元通过两个光波导17(在此仅示出了其中一个光波导)与多路接口6处的光学接口相连接。光电单元16被整合在控制和调控单元18中，控制阀7、13、相检测器8、抽吸泵10、加热装置15以及蒸发器12也与所述控制和调控单元处于数据连接。控制和调控单元18用于以下文详细描述的方式来控制填充过程。

在所示的实施例中，供给单元配备有轮子19，所述轮子可以使供给单元3在场地内的运输变得容易；然而在通常运行期间供给单元3被固定并且在填充过程中原则上不移动。然而，代替此处所示的可移动的形式，所述供给单元也可以在场地固定地安装。

借助于图2和图3进一步解释的填充喷枪2用于填充制冷容器21的(在图3中仅片段式展示的)制冷剂接收隔室20。配备有隔热良好的壁22的制冷容器21包括在此仅片段式地展示的产品接收隔室23或多个用于接收有待制冷的产品的隔室以及用于推入在所述实施例中形成为抽屉的、制冷剂接收隔室20的插入件24。在制冷容器21的前侧设置有门开口25，所述门开口可以通向产品接收隔室23和制冷剂接收隔室20并且所述门开口可以借助此处未示出的门被闭合。

制冷剂接收隔室20在其前侧26处具有两个分别配备有密封环27的用于液态二氧化碳的填充开口28、29以及一个用于气态二氧化碳的气体退出开口30。在实施例中，填充开口28、29以5cm至10cm的间距水平地彼此并排地安排。气体退出开口30与填充开口竖直地间隔开例如1cm至4cm地安排在填充开口28、29上方。(下部的)雪接收隔室31和(上部的)排气隔室32在制冷剂接收隔室20内延伸，所述雪接收隔室和所述排气隔室通过透气体的过滤器33以如下方式彼此分离：气体退出开口30通入排气隔室32中并且填充开口28、29通入雪接收隔室31中。过滤器33在此优选在制冷剂接收隔室20的整个宽度上延伸，以便在设备1的工作中创造用于使二氧化碳气体穿过的尽可能大的面积。在制冷剂接收隔室20的前侧26，在填充开口28、29和气体退出开口30的紧邻处安排有两个反射体24、35。反射体34、35例如是以某种颜色染色的平面。同样在开口28、29附近(在所述实施例中在填充开口28下方)安排有铁磁性元件，例如铁片36。

填充喷枪2包括由轻质的、但耐低温的材料(例如塑料、轻质金属或复合材料)制成的壳体37，所述壳体具有通入开口38和连接开口39。配备有圆形环绕的密封元件40(例如由柔性的、但耐低温的材料制成的密封唇)的通入开口38是如下地设定尺寸的，使得在将填充喷枪2连接至制冷剂接收隔室23时所述通入开口覆盖制冷剂接收隔室20的填充开口28、29和气体退出开口29。壳体37的连接开口39用于气体密封地连接柔性的排气管路41，所述排气管路例如是由耐低温的材料制成的波形软管。另外，在壳体37处安排有手柄42。

填充喷枪2还包括用于供应液态二氧化碳的膨胀喷嘴45。膨胀喷嘴45配备有两个喷嘴头46、47，所述喷嘴头彼此平行地以一定的相互间距从膨胀喷嘴45的呈T形延伸的前部区段48伸出，所述间距与这两个填充开口28、29的间距相对应。这个间距例如为在1cm与10cm之间。在所述实施例中，喷嘴头46、47相应地配备有喷嘴开口49、50，所述喷嘴开口分别以相对于这两个喷嘴开口49、50的连接轴线至多30°的角度在朝向前部末端48的方向上倾斜。优选地，喷嘴开口49、50直接地彼此相对地指向。在根据预期而放置的填充喷枪2的情况下，喷嘴头46、47分别被推入填充开口28、29中并在雪接收隔室31的内部已如下方式伸出，使得喷嘴开口49、50分别与前侧26的内壁间隔开5cm至10cm。膨胀喷嘴45在其与喷嘴头46、47相反的后部区段51上被连接至柔性的并且抗压的二氧化碳液体导入管路53。二氧化碳液体导入管路53被接收在排气管路41内并且在多路接口6处产生与导入管路5的流体连接。多路接口6为此例如包括连接柱，排气管路41牢固地、但可松脱地连接至所述连接柱。在这个连接柱内安排有与导入管路5相连接的CO₂液体接口，二氧化碳液体导入管路牢固地、但同时可松脱地被紧固在所述CO₂液体接口处。

另外，填充喷枪2配备有一个或多个(在所述实施例中为两个)光波导54、55，所述光波导在壳体37的通入开口38内分别以导体头56、57终止。光波导54、55被引导穿过壳体37和排气管路41并且在安排在多路接口6中的连接接口处分别与光波导17之一光学地连接。光波导54、55、17是以已知的方式构造的并且分别具有用于所发出的光的光纤以及用于所反射的光的光波导，其中对应的光发出单元和光接收单元被安排在光电单元16中。

另外，永磁体58以如下方式在壳体37处被安装在通入开口27内，使得在将填充喷枪放置到制冷剂接收隔室20上时所述永磁体与铁片36共同作用。

在工作中，设备1具有两种工作模式，即休止模式和填充模式。在休止模式下，填充喷枪2被接收在供给单元3的喷枪接收件14中，其中密封元件40至少很大程度上产生空气密封。控制阀7、13被关闭。抽吸泵10提供由控制和调控单元18调控的、适度的负压力，所述负压力一方面足以使填充喷枪2固位在喷枪接收件14中，但另一方面可以手动地、容易地克服所述负压力，以便可以将填充喷枪2从喷枪接收件14移除。在其他情况下，在喷枪加接收件14内还可以安排有此处未示出的铁磁性元件，所述铁磁性元件在推入填充喷枪2时与永磁体58共同作用。如果膨胀喷嘴45由于先前的使用而具有低温，则所述膨胀喷嘴借助于加热装置15被加热，以防止湿气积聚在膨胀喷嘴45的表面上。

在填充模式下，在填充制冷剂接收隔室20之前首先将填充喷枪2从喷枪接收件14移除并且以此方式放置在制冷剂接收隔室20的前侧26：喷嘴头46、47被引入相应的填充开口28、29中并且填充喷枪2的通入开口38覆盖排气开口30。在此，密封元件40确保了在填充喷枪2与制冷剂接收隔室20的前侧26之间的至少很大程度上气体密封的连接。由于抽吸泵10的作用，在制冷剂接收隔室20的内部以及由此还在填充喷枪2的壳体37的内部产生负压力，所述负压力足以使填充喷枪2固位在制冷剂接收隔室20处。在永磁体58与铁片36之间的磁性连接确保了额外的安全性。

为了确保正确地放置填充喷枪2，由光电单元16的发射体来引导光学信号经过光波导17、54，所述光学信号在反射体34处被反射。所反射的光学信号经过光波导54、17回到光电单元16的检测器，在所述检测器中获取所反射的光学信号并且控制和调控单元18中对其进行分析。如果控制和调控单元18识别出填充喷枪的正确位置，则用于手动操作的控制阀7、13被释放。

光波导55被用于确定制冷剂接收隔室20的相应类型。为此，反射体35形成为特别是用于特定类型的制冷剂接收隔室20并且具有类型特定的反射特性，所述反射特性相对应地导致了传输至控制和调控单元18的不同的反射信号。由此，控制和调控单元18确定了制冷剂接收隔室的类型并且导入了与制冷剂接收隔室20的类型相对应的填充程序。

接着，基于手动地输入到控制和调控单元18中的指令而启动所述填充过程。为此，首先用气态二氧化碳冲刷二氧化碳液体导入管路52中，其方式为使得控制阀13打开并且蒸发器12被启动。由此，来自导入管路5的液态二氧化碳在蒸发器12中被蒸发并且流入二氧化碳液体导入管路52中。所述冲刷用于在二氧化碳液体导入管路52中产生超过5.18巴的三相点压力的压力，以防止液态二氧化碳在进入二氧化碳液体导入管路52时膨胀并且防止在此产生的雪状二氧化碳堵塞二氧化碳液体导入管路52。

在例如为0.5s至1s的预定时间段之后，或在控制和调控单元18在二氧化碳导入管路52中检测到足够的压力之后，控制阀13关闭并且蒸发器12被关断。由此，控制阀7打开，并且液态二氧化碳以例如10巴至20巴的压力经过导入管路5和二氧化碳液体导入管路52流向膨胀喷嘴45，液态二氧化碳在那里在喷嘴开口49、50处进入雪接收隔室31中。在此，控制和调控单元18尤其依赖于在相检测器8处测定的气相比例来调节液态二氧化碳的供应并且依赖于在导出管路9中、在抽吸泵10上游的借助于此处未示出的检测器测定的压力来调节抽吸泵10的抽吸强度。

当进入雪接收隔室31中时，液态二氧化碳膨胀并且转化成由雪状二氧化碳和二氧化碳气体形成的混合物。雪状二氧化碳保留在雪接收隔室31中，而在膨胀时产生的二氧化碳气体穿过透气体的过滤器33到达排气隔室32中并且借助于抽吸泵10经过排气管路41和导出管路9被排出。二氧化碳液体导入管路52在排气管路41内的安排用于对液态二氧化碳进行预冷却并且由此提高填充过程的效率。在由位于控制和调控单元18中的程序预定的时间段之后，蒸发器12接通并且控制阀13打开。接着，控制阀7被关闭。由此二氧化碳气体进入二氧化碳液体导入管路52中并且防止了仍位于二氧化碳导入管路52中的液态二氧化碳在形成雪状二氧化碳的情况下膨胀并堵塞二氧化碳导入管路52。在例如为1s至3s的预定时间段之后，控制阀13被关闭。

由于喷嘴开口49、50的相对的安排，在设备1的工作中当从喷嘴开口49、50出来的液态二氧化碳进入制冷剂接收隔室20中并且接着膨胀时，在轴向方向上不产生或产生仅很小的合脉冲流(所述脉冲流可能将喷嘴头46、47从相应的填充开口28、29挤出)。从喷嘴开口49、50出来的二氧化碳的彼此相对地取向的流彼此相撞并且因此在雪接收隔室31内提供了涡流流动，所述涡流流动有助于使所产生的雪状二氧化碳均匀地分布在雪接收隔室31中。

填充喷枪2在其内部不具有电部件并且尤其由此具有例如小于1kg的小自重。由于小的重量，在制冷剂接收隔室20中由抽吸泵10产生的负压力一般来说足以在填充期间使填充喷枪2固位在制冷剂接收隔室20处。此外，填充喷枪2的轻质构造可以实现省去用于在填充程序期间将填充喷枪固位的复杂的吊车式安排。

填充喷枪2由操作人员在手柄42处手动地移动和操作。由于手动的操作，排气管路41或二氧化碳液体导入管路52或光波导54、55的柔性部件通常由于弯曲或扭转而经受强大的应力。为了使这个应力最小化并且还进一步改善设备1的操作友好性，排气管路41、二氧化碳液体导入管路52以及光波导54、55在多路接口6处和/或在连接开口39的区域中分别配备有相对于多路接口6或填充喷枪2可旋转或可枢转地安装的连接部件(此处未示出)。

参考号清单

1 设备 30 气体退出开口

2 填充喷枪 31 雪接收隔室

3 供给单元 32 排气隔室

4 壳体 33 过滤器

5 导入管路 34 反射体

6 多路接口 35 反射体

7 控制阀 36 铁片

8 相检测器 37 壳体

9 导出管路 38 通入开口

10 抽吸泵 39 连接开口

11 分支管路 40 密封元件

12 蒸发器 41 排气管路

13 控制阀 42 手柄

14 喷枪接收件 43 -

15 加热装置 44 -

16 光电单元 45 膨胀喷嘴

17 光波导 46 喷嘴头

18 控制和调控单元 47 喷嘴头

19 轮子 48 前部区段

20 制冷剂接收隔室 49 喷嘴开口

21 制冷容器 50 喷嘴开口

22 壁 51 后部区段

23 产品接收隔室 52 二氧化碳液体导入管路

24 插入件 53 -

25 门开口 54 光波导

26 前侧 55 光波导

27 密封环 56 导体头

28 填充开口 57 导体头

29 填充开口 58 永磁体

Claims (36)

1.一种用于用雪状二氧化碳来填充被指派给用于冷却产品的制冷容器(21)的制冷剂接收隔室(20)的填充设备，所述填充设备具有：供给单元(3)和能够联接至所述供给单元(3)的填充喷枪(2)，其中所述填充喷枪(2)具有能够与所述制冷剂接收隔室(20)的至少一个填充开口(28，29)相连接以用于供应液态二氧化碳的膨胀喷嘴(45)以及能够与所述制冷剂接收隔室(20)的气体退出开口(30)连接以用于排出气态二氧化碳的吸出开口(38)，并且所述填充喷枪通过与所述至少一个填充开口(28，29)处于流体连接的二氧化碳液体导入管路(52)和与所述吸出开口(38)处于流体连接的吸出管路(41)而与所述供给单元(3)相连接；以及用于调节液态二氧化碳向所述二氧化碳液体导入管路(52)中的供应的控制阀(7)、用于将气态二氧化碳从所述吸出管路(41)中吸出的吸出装置(10)、以及用于控制填充过程的控制和调控单元(18)，

其特征在于，

所述控制阀(7)、所述吸出装置(10)、以及所述控制和调控单元(18)被安排在所述供给单元(3)中，所述控制和调控单元(18)配备有用于确定存在可靠连接的光电单元(16)，所述光电单元通过光波导(54，55)与所述填充喷枪(2)相连接，并且所述二氧化碳液体导入管路(5，52)至少在填充喷枪(2)与供给单元(3)之间的整个段上被安排在所述吸出管路(41)内。

2.根据权利要求1所述的填充设备，其特征在于，所述填充喷枪(2)和/或所述制冷剂接收隔室(20)具有用于所述填充喷枪(2)与所述制冷剂接收隔室(20)牢固地、但可松脱地连接的连接器件，所述连接器件包括至少一个永磁体(58)。

3.根据权利要求1所述的填充设备，其特征在于，所述吸出管路(41)和/或所述二氧化碳液体导入管路(52)和/或所述光波导(54，55)是由柔性材料制成的并且可旋转或可枢转地被紧固在所述填充喷枪(2)和/或所述供给单元(3)处。

4.根据权利要求2所述的填充设备，其特征在于，所述吸出管路(41)和/或所述二氧化碳液体导入管路(52)和/或所述光波导(54，55)是由柔性材料制成的并且可旋转或可枢转地被紧固在所述填充喷枪(2)和/或所述供给单元(3)处。

5.根据权利要求1-4之一所述的填充设备，其特征在于，所述供给单元(3)配备有用于蒸发液态二氧化碳的蒸发器(12)，所述蒸发器被安排在能够与所述二氧化碳液体导入管路(52)相连接的气体导入导管(11)中。

6.根据权利要求1-4之一所述的填充设备，其特征在于，所述供给单元(3)配备有用于接收所述填充喷枪(2)的喷枪接收件(14)。

7.根据权利要求5所述的填充设备，其特征在于，所述供给单元(3)配备有用于接收所述填充喷枪(2)的喷枪接收件(14)。

8.根据权利要求6所述的填充设备，其特征在于，所述喷枪接收件(14)配备有加热装置(15)。

9.根据权利要求7所述的填充设备，其特征在于，所述喷枪接收件(14)配备有加热装置(15)。

10.根据权利要求1-4和7-9之一所述的填充设备，其特征在于，在所述供给单元(3)中设置有整合到所述二氧化碳液体导入管路(5，52)中并且与所述控制和调控单元(18)处于数据连接的相检测器(8)。

11.根据权利要求5所述的填充设备，其特征在于，在所述供给单元(3)中设置有整合到所述二氧化碳液体导入管路(5，52)中并且与所述控制和调控单元(18)处于数据连接的相检测器(8)。

12.根据权利要求6所述的填充设备，其特征在于，在所述供给单元(3)中设置有整合到所述二氧化碳液体导入管路(5，52)中并且与所述控制和调控单元(18)处于数据连接的相检测器(8)。

13.根据权利要求1-4、7-9和11-12之一所述的填充设备，其特征在于，所述膨胀喷嘴(45)和/或检测器件被安排在所述填充喷枪(2)的所述吸出开口(38)内。

14.根据权利要求5所述的填充设备，其特征在于，所述膨胀喷嘴(45)和/或检测器件被安排在所述填充喷枪(2)的所述吸出开口(38)内。

15.根据权利要求6所述的填充设备，其特征在于，所述膨胀喷嘴(45)和/或检测器件被安排在所述填充喷枪(2)的所述吸出开口(38)内。

16.根据权利要求10所述的填充设备，其特征在于，所述膨胀喷嘴(45)和/或检测器件被安排在所述填充喷枪(2)的所述吸出开口(38)内。

17.根据权利要求1-4、7-9、11-12和14-16之一所述的填充设备，其特征在于，所述膨胀喷嘴(45)配备有至少两个喷嘴开口(49，50)，所述喷嘴开口在所述膨胀喷嘴(45)的喷嘴头处彼此相对地并且与所述喷嘴头(46，47)的纵向延伸方向垂直地伸出。

18.根据权利要求5所述的填充设备，其特征在于，所述膨胀喷嘴(45)配备有至少两个喷嘴开口(49，50)，所述喷嘴开口在所述膨胀喷嘴(45)的喷嘴头处彼此相对地并且与所述喷嘴头(46，47)的纵向延伸方向垂直地伸出。

19.根据权利要求6所述的填充设备，其特征在于，所述膨胀喷嘴(45)配备有至少两个喷嘴开口(49，50)，所述喷嘴开口在所述膨胀喷嘴(45)的喷嘴头处彼此相对地并且与所述喷嘴头(46，47)的纵向延伸方向垂直地伸出。

20.根据权利要求10所述的填充设备，其特征在于，所述膨胀喷嘴(45)配备有至少两个喷嘴开口(49，50)，所述喷嘴开口在所述膨胀喷嘴(45)的喷嘴头处彼此相对地并且与所述喷嘴头(46，47)的纵向延伸方向垂直地伸出。

21.根据权利要求13所述的填充设备，其特征在于，所述膨胀喷嘴(45)配备有至少两个喷嘴开口(49，50)，所述喷嘴开口在所述膨胀喷嘴(45)的喷嘴头处彼此相对地并且与所述喷嘴头(46，47)的纵向延伸方向垂直地伸出。

22.根据权利要求1-4、7-9、11-12和14-16之一所述的填充设备，其特征在于，所述膨胀喷嘴(45)配备有两个基本上彼此平行地安排的、分别具有至少一个喷嘴开口(49，50)的喷嘴头(46，47)，其中这两个喷嘴头(46，47)的所述喷嘴开口(49，50)相应地彼此相对地取向。

23.根据权利要求5所述的填充设备，其特征在于，所述膨胀喷嘴(45)配备有两个基本上彼此平行地安排的、分别具有至少一个喷嘴开口(49，50)的喷嘴头(46，47)，其中这两个喷嘴头(46，47)的所述喷嘴开口(49，50)相应地彼此相对地取向。

24.根据权利要求6所述的填充设备，其特征在于，所述膨胀喷嘴(45)配备有两个基本上彼此平行地安排的、分别具有至少一个喷嘴开口(49，50)的喷嘴头(46，47)，其中这两个喷嘴头(46，47)的所述喷嘴开口(49，50)相应地彼此相对地取向。

25.根据权利要求10所述的填充设备，其特征在于，所述膨胀喷嘴(45)配备有两个基本上彼此平行地安排的、分别具有至少一个喷嘴开口(49，50)的喷嘴头(46，47)，其中这两个喷嘴头(46，47)的所述喷嘴开口(49，50)相应地彼此相对地取向。

26.根据权利要求13所述的填充设备，其特征在于，所述膨胀喷嘴(45)配备有两个基本上彼此平行地安排的、分别具有至少一个喷嘴开口(49，50)的喷嘴头(46，47)，其中这两个喷嘴头(46，47)的所述喷嘴开口(49，50)相应地彼此相对地取向。

27.根据权利要求22所述的填充设备，其特征在于，所述喷嘴头(46，47)以在1cm与10cm之间的相互间距安排。

28.根据权利要求23-26之一所述的填充设备，其特征在于，所述喷嘴头(46，47)以在1cm与10cm之间的相互间距安排。

29.根据权利要求1-4、7-9、11-12、14-16、18-21和23-27之一所述的填充设备，其特征在于，所述吸出装置(10)是如下地设计的，使得在所述填充设备的工作中在所述制冷剂接收隔室(20)的区域中能够产生负压力，所述负压力足以在填充过程期间使所述填充喷枪(2)固位在所述制冷剂接收隔室(20)处。

30.根据权利要求5所述的填充设备，其特征在于，所述吸出装置(10)是如下地设计的，使得在所述填充设备的工作中在所述制冷剂接收隔室(20)的区域中能够产生负压力，所述负压力足以在填充过程期间使所述填充喷枪(2)固位在所述制冷剂接收隔室(20)处。

31.根据权利要求6所述的填充设备，其特征在于，所述吸出装置(10)是如下地设计的，使得在所述填充设备的工作中在所述制冷剂接收隔室(20)的区域中能够产生负压力，所述负压力足以在填充过程期间使所述填充喷枪(2)固位在所述制冷剂接收隔室(20)处。

32.根据权利要求10所述的填充设备，其特征在于，所述吸出装置(10)是如下地设计的，使得在所述填充设备的工作中在所述制冷剂接收隔室(20)的区域中能够产生负压力，所述负压力足以在填充过程期间使所述填充喷枪(2)固位在所述制冷剂接收隔室(20)处。

33.根据权利要求13所述的填充设备，其特征在于，所述吸出装置(10)是如下地设计的，使得在所述填充设备的工作中在所述制冷剂接收隔室(20)的区域中能够产生负压力，所述负压力足以在填充过程期间使所述填充喷枪(2)固位在所述制冷剂接收隔室(20)处。

34.根据权利要求17所述的填充设备，其特征在于，所述吸出装置(10)是如下地设计的，使得在所述填充设备的工作中在所述制冷剂接收隔室(20)的区域中能够产生负压力，所述负压力足以在填充过程期间使所述填充喷枪(2)固位在所述制冷剂接收隔室(20)处。

35.根据权利要求22所述的填充设备，其特征在于，所述吸出装置(10)是如下地设计的，使得在所述填充设备的工作中在所述制冷剂接收隔室(20)的区域中能够产生负压力，所述负压力足以在填充过程期间使所述填充喷枪(2)固位在所述制冷剂接收隔室(20)处。

36.根据权利要求28所述的填充设备，其特征在于，所述吸出装置(10)是如下地设计的，使得在所述填充设备的工作中在所述制冷剂接收隔室(20)的区域中能够产生负压力，所述负压力足以在填充过程期间使所述填充喷枪(2)固位在所述制冷剂接收隔室(20)处。

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