DE1001298B - Method and device for the expansion of compressed gases - Google Patents
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Description
DEUTSCHESGERMAN
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Entspannung eines verdichteten oder verflüssigten Gases aus einem das Gas enthaltenden Behälter ohne Gefriererscheinungen.The invention relates to a method and a device for expanding a compressed or liquefied one Gas from a container containing the gas without signs of freezing.
Gewöhnlich tritt bei der Entspannung eines Gases in einem bekannten Druckminderer eine Gefriererscheinung infolge der Temperatursenkung des Gases an der Stelle des Druckminderers auf. Außerdem tritt, falls das Gas von der Verdampfung einer Flüssigkeit herrührt, eine Gefriererscheinung zumeist an der Stelle des das verflüssigte Gas enthaltenden Behälters durdh die bei der Verdampfung der Flüssigkeit entstehende Kälteerzeugung auf.A freezing phenomenon usually occurs when a gas is expanded in a known pressure reducer due to the drop in temperature of the gas at the point of the pressure reducer. In addition, if the gas comes from the evaporation of a liquid, it is mostly a symptom of freezing Place of the container containing the liquefied gas through the one created by the evaporation of the liquid Refrigeration on.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, diese Nachteile zu vermeiden. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entspannung eines verdichteten oder verflüssigten Gases, welches im Innern des es enthaltenden Vorratsbehälter entnommen wird, und besteht darin, daß das Gas bei gleichzeitiger Verdampfung im Falle eines verflüssigten Gases auf eine solche Temperatur gebracht wird, daß nadh der Entspannung die Temperatur des entspannten Gases über 0° C liegt.The invention has set itself the task of avoiding these disadvantages. The invention relates to a Process for the expansion of a compressed or liquefied gas which is inside the gas it contains Reservoir is removed, and consists in that the gas with simultaneous evaporation in the case of a liquefied gas is brought to such a temperature that nadh the relaxation the temperature of the expanded gas is above 0 ° C.
Die Erwärmungstemperatur wird zweckmäßig durch die ausströmende Menge des verdichteten Gases am Ausgang des Vorratsbehälters gesteuert.The heating temperature is expediently determined by the amount of compressed gas flowing out controlled at the output of the storage container.
Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Entspannung von verdichtetem oder verflüssigtem Gas zur Durchführung des Verfahrens und besteht darin, daß sie eine Rohrschlange aufweist, die einerseits mit dem das Gas in verdichtetem oder verflüssigtem Zustande enthaltenden Vorratsbehälter und andererseits mit dem Druckminderer verbunden ist, wobei die Rohrschlange in an sich bekannter Weise in eine Flüssigkeit eintaucht, die in einer geschlossenen Kammer enthalten und durch ein Heizmittel bei solcher Temperatur gehalten ist, daß beim Austritt aus dem Druckminderer die Temperatur des entspannten Gases über 0° C liegt.The invention also relates to a device for expanding compressed or liquefied gas to carry out the method and consists in the fact that it has a pipe coil, which on the one hand with the storage container containing the gas in a compressed or liquefied state and on the other hand is connected to the pressure reducer, the coil in a known manner in a Immersed liquid contained in a closed chamber and subjected to a heating means such a temperature is maintained that the temperature of the relaxed when exiting the pressure reducer Gas is above 0 ° C.
Die Rohrschlange kann aus einem Metall, z. B. Stahl oder Kupfer, hergestellt werden, das eine hohe Wärmeleitfähigkeit und eine genügende Bruchfestigkeit hat, um die hohen Drücke aushalten zu können, denen die Rohrschlange ausgesetzt ist.The coil can be made of a metal, e.g. B. steel or copper, which have a high Has thermal conductivity and sufficient breaking strength to withstand the high pressures, to which the pipe coil is exposed.
Zur Beheizung der Rohrschlange können alle Flüssigkeiten verwandt werden. Es wird jedoch zweckmäßig eine Flüssigkeit benutzt, welche gleichzeitig eine geringe Flüchtigkeit und einen guten Wärmeleit- oder Wärmemitführungskoeffizienten besitzt. Eine derartige Flüssigkeit kann insbesondere durch öl, Quecksilber oder Wasser gebildet werden, über welchem zur Verhinderung der Verluste durch Verdampfung eine ölschicht liegt.·All liquids can be used to heat the pipe coil. It will, however expediently used a liquid which at the same time has a low volatility and a good one Has thermal conductivity or heat transfer coefficient. Such a liquid can in particular formed by oil, mercury or water, over which to prevent losses through Evaporation a layer of oil lies.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform erfolgt die Beiheizung der in der Kammer enthaltenenAccording to an advantageous embodiment, the heating contained in the chamber takes place
Verfahren und Vorrichtung
zur Entspannung von verdichteten GasenMethod and device
for the expansion of compressed gases
Anmelder:Applicant:
La Carbonique Frangaise SocieteLa Carbonique Frangaise Societe
Anonyme Franpaise, Bobigny, SeineAnonymous Franpaise, Bobigny, Seine
(Frankreich)(France)
Vertreter: Dipl.-Ing. Dr.-Ing. H. Idel, Patentanwalt, Essen, Kettwiger Str. 36Representative: Dipl.-Ing. Dr.-Ing. H. Idel, patent attorney, Essen, Kettwiger Str. 36
Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 4. Januar 1955Claimed priority:
France from January 4, 1955
Emile Pontzeele, la Madeleine, Nord (Frankreich),
ist als Erfinder genannt wordenEmile Pontzeele, la Madeleine, Nord (France),
has been named as the inventor
Flüssigkeit mittels eines elektrischen Widerstands, dessen Betriebsdauer durdh die Durchflußmenge in der Röhrschlange gesteuert wird.Liquid by means of an electrical resistor, the operating time of which is determined by the flow rate in the tubular coil is controlled.
Diese Steuerung wird zweckmäßig durch einen Thermostaten zur Steuerung des Widerstands verwirklicht, dessen Impuls von einer in dem Strömungskreis des Gases zwischen der Rohrschlange und dem Druckminderer angeordneten Thermometerkugel geliefert wird, welche z. B. in einer mit öl oder einer beliebigen anderen wärmeleitenden Flüssigkeit gefüllten Hülle angeordnet ist.This control is expediently implemented by a thermostat to control the resistance, its momentum from one in the gas flow circuit between the coil and the Pressure reducer arranged thermometer ball is supplied, which z. B. in one with oil or one any other thermally conductive liquid-filled envelope is arranged.
Die Erfindung ist unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielshalber erläutert.The invention is explained by way of example with reference to the drawing.
Fig. 1 zeigt schematisch einen erfindungsgemäßen Apparat zur Entspannung von verflüssigtem Kohlensäuregas; 1 shows schematically an apparatus according to the invention for expanding liquefied carbonic acid gas;
Fig. 2 zeigt eine Abwandlung des Heizteils des in Fig. 1 dargestellten Apparats;Fig. 2 shows a modification of the heating part of the apparatus shown in Fig. 1;
Fig. 3 zeigt eine Abänderung des Eintritts der Rohrschlange bei gasförmigen Körpern mit Tripelpunkt, z. B. Kohlensäuregas, zur Verhinderung der Außerbetriebsetzung des Apparats.Fig. 3 shows a modification of the inlet of the coil for gaseous bodies with a triple point, z. B. carbonic acid gas, to prevent the device from being shut down.
Die Figm-en beziehen sich auf den Fall der Entspannung des verflüssigten Kohlensäuregases; es ist jedoch klar, daß erfindungsgemäß die gleichen Teile auch für ein beliebiges anderes verflüssigtes oder verdichtetes Gas benutzt werden können.The figures relate to the case of relaxation of liquefied carbonic acid gas; however, it is clear that the present invention has the same parts can also be used for any other liquefied or compressed gas.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ist in einem Behälter 2 für verflüssigtes KohlensäuregasIn the embodiment shown in Fig. 1 is in a container 2 for liquefied carbonic acid gas
609 767/131609 767/131
ein Tauchrohr 1 angeordnet, welches bis auf den Boden des Behälters reicht. Dieses Tauchrohr ist mit dem Hahn 3 des Behälters verbunden, welcher eine an sich bekannte Sicherheitskapsel 4, z. B. eine Aufplatzkapsel, aufweist. Ein Rohr 5 verbindet den Hahn 3 mit einem Teil 6, welcher einen Verbinder bildet und an welchem eine zweite Aufplatzkapsel 7 angebracht ist. Dieser Teil 6 ist durch eine Leitung 8 mit einer kupfernen oder stählernen Rohrschlange 9 verbunden, welche durch eine Leitung 10 mit einer geschlossenen Kammer 11 verbunden ist. Diese Kammer ist ferner durch eine Leitung 12 mit einem Druckminderer 13 verbunden, hinter welchem das entspannte Gas durch die Leitung 14 ausströmt. Manometer 15 und 16 sind an den Leitungen 12 bzw. 14 zur Angabe des Drucks von bzw. nach der Entspannung angebracht.arranged a dip tube 1, which up to the The bottom of the container is enough. This dip tube is connected to the tap 3 of the container, which one to known safety capsule 4, e.g. B. a burst capsule, having. A pipe 5 connects the tap 3 with a part 6 which forms a connector and on which a second burst capsule 7 is attached. This part 6 is through a line 8 with a copper or steel pipe coil 9 connected, which by a line 10 with a closed Chamber 11 is connected. This chamber is also connected by a line 12 with a pressure reducer 13 connected, behind which the expanded gas flows out through line 14. Pressure gauges 15 and 16 are attached to the lines 12 and 14 to indicate the pressure before or after the relaxation.
Die Rohrschlange 9 - ist in einer vollständig geschlossenen Kammer 17 angeordnet, welche mit einer Flüssigkeit geringer Flüchtigkeit und mit großem Wärmeleit- oder Wärmemitführungskoeffizienten, z. B. Öl, gefüllt ist. Ein durch eine Füllöffnung der Kammer 17 gehender Meßstab 18 gestattet die Feststellung des Niveaus dieser Flüssigkeit. Ein Widerstand 19 zylindrischer Form tritt außerdem in die Kammer 17 durch den oberen Teil derselben ein und ist axial zu der Rohrschlange 9 angeordnet. Der Widerstand 19 wird durch einen Thermostaten 20 gesteuert, dessen Impuls durch eine Thermometerkugel 21 geliefert wird, welche in einer mit Öl oder mit einer beliebigen anderen wärmeleitenden Flüssigkeit gefüllten und an die Kammer 11 angeschweißten Hülle 22 angeordnet ist.The coil 9 - is arranged in a completely closed chamber 17, which with a Liquid of low volatility and with a high coefficient of thermal conductivity or heat transfer, z. B. oil is filled. A measuring stick 18 passing through a filling opening of the chamber 17 permits the determination the level of this fluid. A resistor 19 of cylindrical shape also occurs in the Chamber 17 through the upper part thereof and is arranged axially to the pipe coil 9. Of the Resistance 19 is controlled by a thermostat 20, the pulse of which is controlled by a thermometer ball 21 is supplied, which in a with oil or with any other heat conductive liquid filled and welded to the chamber 11 shell 22 is arranged.
Die obige Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: Bei Öffnung des Hahns 3 tritt das verdichtete Gas aus dem Behälter 2 aus und gelangt in die Rohrschlange 9, wo es durch die in der Kammer 17 enthaltene und der Einwirkung des Heizwiderstandes 19 ausgesetzte leitende Flüssigkeit erwärmt wird. Das Gas tritt aus der Rohrschlange 9 durch die Leitung 10 aus, durchströmt die Kammer 11 und hierauf den Druckminderer, hinter welchem es durch die Leitung 14 ausströmt.The above device works as follows: When the tap 3 is opened, the compressed gas emerges the container 2 and enters the pipe coil 9, where it is contained in the chamber 17 and exposed to the action of the heating resistor 19 conductive Liquid is heated. The gas emerges from the coil 9 through the line 10, flows through it the chamber 11 and then the pressure reducer, behind which it flows out through the line 14.
Bei einer Zunahme der Durchflußmenge in der Rohrschlange 9 hat die Temperatur in der Kammer 11 die Neigung, abzusinken, und die auf diese Temperaturabserakung ansprechende Thermometerkugel 21 liefert dem Thermostaten 20 einen Impuls, welcher den elektrischen Stromkreis wieder an den Widerstand 19 anschaltet, so daß die Temperatur wieder auf den gewünschten Wert gebracht wird. Die in der Kammer 11 aufrechtzuerhaltende Temperatur hängt von dem in dem Behälter 2 herrschenden Druck ab und kann mit Hilfe der Kurven isenthalpischer Entspannung des Entropiediagramms des Gases derart bestimmt werden, daß die schließliche Temperatur nach der Entspannung über 0° C liegt.With an increase in the flow rate in the pipe coil 9, the temperature in the chamber 11 has reached the tendency to sink, and the thermometer ball 21 responding to this drop in temperature provides the thermostat 20 with a pulse which returns the electrical circuit to the resistor 19 turns on so that the temperature is brought back to the desired value. The one in the Chamber 11 temperature to be maintained depends on the pressure prevailing in the container 2 and can use the curves of isenthalpic relaxation of the entropy diagram of the gas can be determined such that the eventual temperature is above 0 ° C after relaxation.
Beispielshalber sei angegeben, daß bei Kohlensäuregas diese Temperatur 55° C für einen Druck von 50 kg/cm2 in dem Behälter 2 und 75° C für einen Druck von 80 kg/cm2 in dem Behälter beträgt.As an example, it should be stated that in the case of carbonic acid gas this temperature is 55 ° C. for a pressure of 50 kg / cm 2 in the container 2 and 75 ° C. for a pressure of 80 kg / cm 2 in the container.
Die Aufplatzkapsel 7 soll einen Bruch der Röhrschlänge 9 infolge eines zufälligen Druckanstiegs verhindern, wenn durch ein Fehlmanöver der Hahn 3 des Behälters und der Druckminderer 13 gleichzeitig geschlossen werden.The burst capsule 7 is intended to break the length of the tubing 9 prevent as a result of an accidental increase in pressure, if the cock 3 of the container and the pressure reducer 13 are closed at the same time due to an incorrect maneuver will.
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform der Heizkammer, bei welcher der Konvektionsstrom in der Heizflüssigkeit ausgenutzt und gleichzeitig Wasser benutzt werden kann, welches die an die Heizflüssigkeit zu stellenden Anforderungen ausgezeichnet erfüllt. In diesem Fall befindet sich jedoch über der Wassermasse 23 in der Kammer 17° eine Ölmasse 24, welche die Verdampfung des Wassers verhindern soll. Der zylindrische Widerstand 19° tritt dann in die Kammer 17° durch den Boden desselben ein.Fig. 2 shows an embodiment of the heating chamber in which the convection flow in the Heating fluid can be used and at the same time water can be used, which is connected to the heating fluid The requirements to be met are excellently met. In this case, however, is above the Water mass 23 in the chamber 17 ° an oil mass 24 which is intended to prevent the evaporation of the water. The cylindrical resistor 19 ° then enters the chamber 17 ° through the bottom thereof.
Bei Körpern mit einem Tripelpunkt, z. B. Kohlensäuregas, kann eine unachtsame Betätigung des Hahnes 3 vor der Inbetriebsetzung der Heizvorrichtung die Bildung von Kohlensäureschnee in dem Druckminderer 13 hervorgerufen, wodurch der Austritt des entspannten Gases durch die Leitung verhindert wird. Die einzig mögliche Abhilfe ist dann gewöhnlich der Auseinanderbau, die Reinigung und der Wiederzusammenbau des Druckminderers.For bodies with a triple point, e.g. B. carbonic acid gas, careless operation of the Hahnes 3 before starting the heating device the formation of carbon dioxide snow in the Caused pressure reducer 13, which prevents the escape of the expanded gas through the line will. The only possible remedy then is usually disassembly, cleaning and the Reassembly of the pressure reducer.
Um diesem Nachteil abzuhelfen, läuft, wie in Fig. 3 dargestellt, die Leitung 8a vor der Rohrschlange 9 in eine Kammer 25 aus. Die Leitung 8" hat den gleichen Innendurchmesser wie die Öffnung des Hahns 3. Bei Betätigung dieses Hahns und des Druckminderers 13 ohne vorherige Inbetriebsetzung der Heizvorrichtung entspannt sich das durch die Leitung 8a ankommende Gas in dieser Kammer 25, wobei sich· in dieser eine Masse von Kohlensäureschnee bildet, welche den Eintritt der Rohrschlange 9 versperrt. Hierdurch wird der Gasstrom unterbrochen. Wenn jedoch später die Heizvorrichtung in Betrieb genommen wird, geht dieser Kohlensaureschnee sofort in den gasförmigen Zustand über, und die Gasströmung wird wiederhergestellt, ohne daß hierfür irgendein Teil der Apparatur ausgebaut werden muß.In order to remedy this disadvantage, as shown in FIG. 3, the line 8 a runs out in front of the coil 9 into a chamber 25. The conduit 8 "has the same inner diameter as the opening of the faucet 3. In operation of this tap and the pressure reducer 13 without commissioning of the heating device relaxing the through line 8 a incoming gas in this chamber 25, whereby · in this mass of carbonic acid snow, which blocks the entry of the pipe coil 9. This interrupts the gas flow Apparatus must be removed.
Claims (9)
Deutsche Patentschriften Nr. 858 103, 732 340.Considered publications:
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Also Published As
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|---|---|
| FR1118541A (en) | 1956-06-07 |
| BE544094A (en) | |
| GB784734A (en) | 1957-10-16 |
| CH339236A (en) | 1959-06-30 |
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