DE102008052802A1 - Arrangement for introducing liquid carbon dioxide into a medium - Google Patents

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DE102008052802A1
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Abstract

The liquid carbon dioxide introducing arrangement (1) is provided with a supply tank (2) for liquid carbon dioxide. A fluid-carrying line (8) is connected with the supply tank at an inlet point (7) in a pressure line (6) integrated with a relaxation member, where a pressure above the pressure of the triple point of carbon dioxide is obtained.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Eintragen von Kohlendioxid im flüssigen Zustand in ein fluides Medium.The The invention relates to an arrangement for introducing carbon dioxide in the liquid state in a fluid medium.

Kohlendioxid wird für eine Vielzahl von Verfahren benötigt – etwa bei der chemischen Carbonisierung, zur Neutralisation von Abwässern oder bei der pH-Einstellung bei der Trinkwasseraufbereitung, bei der Schnellkühlung von Lebensmitteln und vielem mehr.carbon dioxide is needed for a variety of procedures - such as in chemical carbonation, for the neutralization of wastewater or in the pH adjustment in drinking water treatment, at the rapid cooling of food and much more.

Viele Verfahren betreffen die Anwendung von Kohlendioxid in flüssigen, schlickerartigen oder pastösen Stoffen. Häufig wird dabei das Kohlendioxid gasförmig in den zu behandelnden Stoff eingetragen. Der Gaseintrag ist jedoch häufig wenig effektiv und bedarf eines aufwändigen Aufbaus, um eine möglichst feine und homogene Verteilung des Gases in dem zu behandelnden Stoff zu erreichen.Lots Procedures concern the use of carbon dioxide in liquid, slurry or pasty substances. Often while the carbon dioxide is gaseous in the treated Substance registered. However, the gas input is often low effective and requires a complex construction to a as fine and homogeneous distribution of the gas in the to achieve the substance to be treated.

Alternativ zum Eintragen in Gasform kommt die Behandlung mit festem Kohlendioxid (Trockeneis) in Betracht. Beispielsweise ist aus der DE 689 12 755 T3 ( EP 0 376 823 B2 ) ein System zum Einbringen von festem Kohlendioxid in einen Kühltunnel bekannt. Diese Druckschrift beschreibt auch das Einbringen von Trockeneisschnee in eine flüssigkeitsgefüllte Leitung. Die dort beschriebene Anordnung weist eine Zuleitung auf, die mit flüssigem CO2 aus einem Tank befüllbar ist. In der Zuleitung ist ein Ventil vorgesehen, das zugleich als Entspannungsorgan dient. Oberhalb des Ventils befindet sich das Kohlendioxid unter Druck im flüssigen Zustand, stromab zu diesem Ventil liegt das Kohlendioxid in der gewünschten Schneeform vor. Um zu verhindern, dass das Kohlendioxid in der Zuleitung in Gas- bzw. Schneeform übergeht, ist eine zweite, mit der Zuleitung strömungsverbundene Leitung vorgesehen, die mit der Gasphase des CO2-Tanks verbunden ist und deren Aufgabe darin besteht, den Druck im Leitungsabschnitt vor dem Entspannungsorgan beständig oberhalb des Tripelpunktes von Kohlendioxid zu halten.Alternatively to the entry in gaseous form, the treatment with solid carbon dioxide (dry ice) comes into consideration. For example, is from the DE 689 12 755 T3 ( EP 0 376 823 B2 ) discloses a system for introducing solid carbon dioxide into a cooling tunnel. This document also describes the introduction of dry ice snow in a liquid-filled pipe. The arrangement described there has a supply line which can be filled with liquid CO 2 from a tank. In the supply line a valve is provided, which also serves as a relaxation organ. Above the valve, the carbon dioxide is under pressure in the liquid state, downstream of this valve is the carbon dioxide in the desired snow form. In order to prevent the carbon dioxide in the supply line in gas or snow form, a second, flow-connected to the supply line is provided, which is connected to the gas phase of the CO 2 tank and whose task is the pressure in the line section Keep constantly above the triple point of carbon dioxide before the relaxation organ.

Gegenüber den vorgenannten Eintragsarten ist der Eintrag von flüssigem Kohlendioxid in ein Medium nur schwer zu bewerkstelligen, da aufgrund des Tripelpunktes von Kohlendioxid bei etwa 5,18 bar flüssiges Kohlendioxid nur oberhalb dieses Wertes anwesend sein kann; fällt der Druck unter diesen Wert, geht das flüssige Kohlendioxid teilweise in Kohlendioxidschnee, teilweise in gasförmiges Kohlendioxid über. Findet der Übergang innerhalb der Kohlendioxidzuleitung statt, besteht so die Gefahr, dass die Zuleitung aufgrund des sich im Innern ansammelnden Kohlendioxidschnees blockiert wird.Across from the above entry types is the entry of liquid Carbon dioxide in a medium difficult to accomplish, due to the triple point of carbon dioxide at about 5.18 bar liquid Carbon dioxide can be present only above this value; falls the pressure below this value, the liquid carbon dioxide goes partly in carbon dioxide snow, partly in gaseous Carbon dioxide over. Find the transition within the carbon dioxide feed line instead, there is a risk that the supply line blocked due to the accumulation of carbon dioxide snow inside becomes.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist somit, eine Möglichkeit zum Eintragen von flüssigem Kohlendioxid in ein fluides Medium zu schaffen, bei dem die Gefahr einer Vereisung durch Entstehung von Trockeneisschnee minimiert wird.task Thus, one possibility is the present invention for introducing liquid carbon dioxide into a fluid Medium to create, in which the risk of icing due to the emergence of Dry ice snow is minimized.

Gelöst ist diese Aufgabe durch eine Anordnung zum Eintragen von flüssigem Kohlendioxid in ein fluides Medium mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.Solved This object is achieved by an arrangement for introducing liquid Carbon dioxide in a fluid medium with the features of the claim 1.

Weitere Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.Further Advantageous embodiments are in the subclaims specified.

Erfindungsgemäß weist also eine Vorrichtung zum Eintragen von Kohlendioxid im flüssigen Zustand in ein fluides Medium eine Versorgungstank für flüssiges Kohlendioxid, eine mit dem Versorgungstank verbundene und an einem Eintragspunkt in eine fluidführende Leitung einmündende Druckleitung für flüssiges Kohlendioxid auf. In der Druckleitung ist, unmittelbar an der Einmündung der Druckleitung in die fluidführende Leitung ein Entspannungsorgan integriert, mittels dessen in einem zwischen Versorgungstank und Entspannungsorgan angeordneten Abschnitt der Druckleitung ein Druck oberhalb des Drucks des Tripelpunktes von Kohlendioxid aufrecht erhalten werden kann.According to the invention So a device for introducing carbon dioxide in the liquid state in a fluid medium a supply tank for liquid Carbon dioxide, one connected to the supply tank and attached to one Entry point in a fluid-conducting line opening Pressure line for liquid carbon dioxide on. In the pressure line is, directly at the confluence of Pressure line in the fluid-carrying line a relaxation organ integrated, by means of which in a between supply tank and Relaxation organ arranged portion of the pressure line a pressure upright above the pressure of the triple point of carbon dioxide can be obtained.

Die Lage des Entspannungsorgans möglichst unmittelbar an der Einmündung verhindert dabei, dass sich Kohlendioxidschnee, der sich bei der Entspannung bildet, in der Kohlendioxid-Zuleitung ansammeln kann. Zugleich wird gewährleistet, dass das Kohlendioxid zumindest zum Teil im noch flüssigen Zustand in das fluide Medium eingetragen wird und sich mit dem fluiden Medium vermischt. Als „fluides Medium” wird hier jedes fließfähige, flüssige, pastöse oder schlickerartige Medium verstanden. Der Druck in der fluidführenden Leitung kann mehr oder weniger als der Druck pt des Tripelpunktes von Kohlendioxid betragen. Der Eintrag von Kohlendioxid in flüssiger Form hat insbesondere den Vorteil, dass sich das Kohlendioxid sehr homogen im Medium verteilt; zudem entfällt der Aufwand, der zum Verdampfen und/oder Verfestigen des Kohlendioxids sowie zum Eintragen möglichst feiner Gasblasen oder Schneeteilchen erforderlich ist. Zudem führt die Entspannung des Kohlendioxids innerhalb des Mediums zu einer starken und in vielen Fällen gewünschten Kühlwirkung.The location of the relaxation organ as close as possible to the confluence prevents carbon dioxide snow, which forms during the expansion, from accumulating in the carbon dioxide feed line. At the same time it is ensured that the carbon dioxide is introduced at least partially in the still liquid state in the fluid medium and mixed with the fluid medium. As "fluid medium" is meant here any flowable, liquid, pasty or slurry-like medium. The pressure in the fluid-carrying line may be more or less than the pressure p t of the triple point of carbon dioxide. The entry of carbon dioxide in liquid form has the particular advantage that the carbon dioxide is distributed very homogeneously in the medium; In addition, eliminates the effort that is required for evaporation and / or solidification of carbon dioxide and for entering the finest possible gas bubbles or snow particles. In addition, the relaxation of carbon dioxide within the medium leads to a strong and in many cases desired cooling effect.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Entspannungsorgan derart ausgebildet ist, das unterhalb eines vorgegebenen Druckes in der Druckleitung automatisch schließt. Unter „vorgegebenem Druck” ist dabei ein Druck p1 zu verstehen, der größer als der Druck pt des Tripelpunkts von Kohlendioxid ist. Bei zu rascher Injektion des Kohlendioxids wird so sicher gewährleistet, dass der Druck in der Zuleitung nicht unter den Druck pt absinkt. Ein geeignetes und bevorzugtes Element dieser Art wird in der DE 10 2006 027 561.6 beschrieben.A preferred embodiment of the invention provides that the expansion device is designed such that automatically closes below a predetermined pressure in the pressure line. By "predetermined pressure" is meant a pressure p 1 which is greater than the pressure p t of the triple point of carbon dioxide. If the carbon dioxide is injected too quickly, it is ensured that the pressure in the supply line does not drop below the pressure p t decreases. A suitable and preferred element of this kind is in the DE 10 2006 027 561.6 described.

Besonders zweckmäßig ist es, das Entspannungsorgan als Rückschlagventil auszubilden, das das Eindringen von fluidem Medium in die Druckleitung verhindert.Especially It is expedient, the relaxation organ as a check valve form, which is the penetration of fluid medium in the pressure line prevented.

Weiter bevorzugt ist eine Anordnung, bei der das Rückschlagventil mit einem Ventilteller ausgerüstet ist, der im Schließzustand des Rückschlagventils auf einem von der fluidführenden Leitung abgewandten Seite des Ventiltellers angeordneten Ventilsitz dichtend aufsitzt und der durch druckgesteuertes Verschieben in Richtung der fluidführenden Leitung in seinen Öffnungszustand bringbar ist. Das Rückschlagventil öffnet sich dabei durch Verschieben des Ventiltellers in Richtung auf die fluidführende Leitung beispielsweise dann, wenn der Druck in der Druckleitung höher ist als ein vorgewählter Wert oberhalb des Tripelpunktes von Kohlendioxids ist. Dadurch wird ein Verstopfen des Ventils durch sich bildendes Eis im Fluid wirksam verhindert.Further preferred is an arrangement in which the check valve equipped with a valve plate, which in the closed state the check valve on one of the fluid-carrying Line facing away from the valve plate arranged valve seat sealingly seated and by pressure-controlled shifting in Direction of the fluid-carrying line in its open state can be brought. The check valve opens thereby by moving the valve disk in the direction of the fluid-carrying Line, for example, when the pressure in the pressure line is higher than a preselected value above the triple point of carbon dioxide is. This will clog the valve forming ice in the fluid effectively prevented.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass von der Druckleitung Zweigleitungen ausmünden, die mit gleichfalls mit einem Entspannungsorgan versehenen Eintragpunkten an mehreren voneinander beabstandeten Stellen in die fluidführende Leitung einmünden. Das flüssige Kohlendioxid wird in diesem Falle also mehrfach an voneinander beabstandeten Punkten in das gleiche Fluid eingetragen. Auf dieses Weise wird eine besonders effektiver Eintrag des Kohlendioxids gewährleistet.A advantageous development of the invention provides that of the Pressure line branches open out with the same provided with a relaxation organ entry points at several spaced locations in the fluid-carrying Open the line. The liquid carbon dioxide is in this case several times at spaced points entered in the same fluid. In this way, a special ensures effective input of carbon dioxide.

Eine andere zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass von der Druckleitung Zweigleitungen ausmünden, die an gleichfalls mit einem Entspannungsorgan versehenen Eintragpunkten in mehrere unterschiedliche fluidführende Leitungen einmünden. Bei dieser Ausgestaltung können also mehrere Leitungen aus einem Kohlendioxidtank mit flüssigem Kohlendioxid versorgt werden. Selbstverständlich ist es im Rahmen der Erfindung auch denkbar, diese Ausführungsform mit der vorgenannten zu kombinieren, d. h. Zuführungen zu mehreren Leitungen oder Behältern und/oder mehrere Zuführungen in die gleiche Leitung vorzusehen.A other expedient development of the invention provides that branches of the pressure line the entry points also provided with a relaxation organ lead into several different fluid-carrying lines. In this embodiment, therefore, multiple lines supplied from a carbon dioxide tank with liquid carbon dioxide become. Of course, it is within the scope of the invention also conceivable, this embodiment with the aforementioned to combine, d. H. Feeds to multiple lines or containers and / or multiple feeds in to provide the same line.

Vorteilhafterweise sind in der Kohlendioxid-Zuleitung, stromauf zum Entspannungsventil, ein Mengenregelventil sowie eine Steuereinheit vorgesehen, welche den Mengendurchfluss am Mengenregelventil in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Programm und/oder von physikalischen oder chemischen Parametern im Medium, regelt. Auf diese Weise gelingt eine besonders zuverlässige und genaue Eindosierung des flüssigen Kohlendioxids.advantageously, are in the carbon dioxide feed line, upstream to the expansion valve, a flow control valve and a control unit is provided, which the mass flow at the flow control valve in dependence from a given program and / or physical or chemical parameters in the medium, regulates. In this way succeeds a particularly reliable and accurate metering of the liquid carbon dioxide.

In einer einfachen und kostengünstigen Ausgestaltung ist das Mengenregelventil als Auf/Zu-Ventil ausgestaltet, d. h. das Ventil ist entweder vollständig geöffnet oder vollständig geschlossen.In a simple and inexpensive design that is Flow control valve designed as open / close valve, d. H. the valve is either fully open or complete closed.

Anhand der Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. In schematischen Anzeigen zeigen:Based The drawings will be an embodiment of the invention explained in more detail. In schematic displays show:

1: Das Fließschema einer erfindungsgemäßen Anordnung in einer ersten Ausführungsform, 1 FIG. 2: the flow chart of an arrangement according to the invention in a first embodiment, FIG.

2: Ein bevorzugtes, als Rückschlagventil ausgebildetes Entspannungsventil im Einbauzustand in Längsschnitt, 2 : A preferred, designed as a check valve expansion valve in the installed state in longitudinal section,

3: das Fließschema einer erfindungsgemäßen Anordnung in einer zweiten Ausführungsform. 3 : The flow diagram of an inventive arrangement in a second embodiment.

Die in 1 gezeigte Anordnung 1 umfasst einen Tank 2, der bis zu Höhe eines Pegels 3 mit flüssigem Kohlendioxid gefüllt ist. Bei dem Tank 2 handelt es sich beispielsweise um einen Mitteldrucktank oder einen wärmeisolierten Niederdrucktank. Über einen Schieber 4 ist die im Innern des Tanks 2 befindliche flüssige Phase des Kohlendioxids mit einer Druckleitung 6 verbunden, die an einer Eintragstelle 7 in eine Leitung 8 einmündet, durch die das mit flüssigem Kohlendioxid zu behandelnde Fluid geführt wird. Die Druckleitung 6 besteht – wie im Übrigen alle mit Kohlendioxid in Kontakt kommende Teile der Anordnung 1 – bevorzugt aus Metall und ist speziell für die physikalischen und chemischen Eigenschaften von Kohlendioxid ausgelegt. In der Druckleitung 6 sind nacheinander ein Schieber 10, ein Überdruckventil 11 und Mengenregelventil 12 vorgesehen. Der Schieber 10 ermöglicht den völligen Abschluss der Druckleitung 6. Durch das Mengenregelventil 12 kann der Strom des dem Tank 2 entnommenen flüssigen Kohlendioxids verändert werden. Die Änderung des Mengendurchflusses erfolgt dabei entweder manuell durch entsprechende Betätigung des Mengenregelventils 12 oder mittels einer Steuereinheit 14 nach einem vorgegebenen Programm oder in Abhängigkeit von gemessenen Parametern geregelt werden. Als mögliche Parameter dienen dabei beispielsweise Temperatur, pH-Wert des Fluids, Konzentration bestimmter Ionen wie etwa Calciumcarbonat, etc. in der Leitung 8 stromab zur Eintragstelle 7. Der Mengendurchfluss kann dabei in einem weiten Bereich von beispielsweise 10 bis 2500 kg/h geregelt werden. Unmittelbar an der Eintragstelle ist in der Druckleitung 6 ein Rückschlagventil 15 angeordnet. Das Rückschlagventil 15 ist so ausgebildet, dass es sich erst öffnet, wenn sich der Druck in der Druckleitung 6 oberhalb eines bestimmten Werts p1 oberhalb des Drucks pt (der Druck am Tripelpunkt von Kohlendioxid) bewegt; zugleich verhindert das Rückschlagventil 15 das Eindringen von Fluid aus der Leitung 8 in die Druckleitung 6. Beispielsweise ist das Rückschlagventil 15 auf einen Druckwert von 6 bis 9 bar in der Druckleitung 6 eingestellt, oberhalb dessen sich das Rückschlagventil 15 öffnet, sofern der Druck in der Leitung 8 nicht noch höher ist.In the 1 shown arrangement 1 includes a tank 2 that is up to the height of a level 3 filled with liquid carbon dioxide. At the tank 2 For example, it is a medium-pressure tank or a heat-insulated low-pressure tank. About a slider 4 is the inside of the tank 2 befindliches liquid phase of the carbon dioxide with a pressure line 6 connected to an entry point 7 in a line 8th opens, through which the fluid to be treated with liquid carbon dioxide is passed. The pressure line 6 is - as otherwise all coming into contact with carbon dioxide parts of the arrangement 1 - Preferably made of metal and is specially designed for the physical and chemical properties of carbon dioxide. In the pressure line 6 are successively a slider 10 , a pressure relief valve 11 and flow control valve 12 intended. The slider 10 allows the complete termination of the pressure line 6 , Through the flow control valve 12 can the flow of the tank 2 be removed liquid carbon dioxide changed. The change of the mass flow occurs either manually by appropriate actuation of the flow control valve 12 or by means of a control unit 14 according to a predetermined program or depending on measured parameters. As possible parameters serve as temperature, pH of the fluid, concentration of certain ions such as calcium carbonate, etc. in the line 8th downstream to the entry point 7 , The mass flow can be controlled in a wide range, for example, 10 to 2500 kg / h. Immediately at the entry point is in the pressure line 6 a check valve 15 arranged. The check valve 15 is designed so that it opens only when the pressure in the pressure line 6 above a certain value p 1 above the pressure p t (the pressure at the triple point of carbon dioxide) moves; at the same time prevents the check valve 15 the ingress of fluid from the line 8th in the pressure line 6 , For example, the check valve 15 to a pressure of 6 to 9 bar in the pressure line 6 set above which the check valve 15 opens, provided the pressure in the line 8th not even higher.

Eine bevorzugte Ausführungsform eines Rückschlagventils 15 ist in 2 im Einbauzustand gezeigt. Ein Rückschlagventil 15 dieser Art ist beispielsweise in der DE 10 2006 027 561.6 ausführlich beschrieben, auf die hier ausdrücklich Bezug genommen wird.A preferred embodiment of a check valve 15 is in 2 shown in the installed state. A check valve 15 this type is for example in the DE 10 2006 027 561.6 described in detail, which is incorporated herein by reference.

Das Rückschlagventil 15 mündet in die Wandung der fluidführenden Leitung 8 an einer Eintragstelle 7 ein. Das Rückschlagventil 15 besitzt ein Schließorgan 16, das an seinem der Leitung 8 zugewandten Ende einen Ventilteller 17 besitzt. Der Ventilteller 17 steht im – in 3 gezeigten – Öffnungszustand von einem Ventilsitz 18 in Richtung auf die fluidführende Leitung 8 beabstandet ab und ist so ausgeführt, dass er frontseitig im Wesentlichen auf gleicher Höhe mit der Innenwand der Leitung 8 abschließt. Die Entspannung des in der dem Rückschlagventil 15 angeschlossenen Druckleitung 6 strömenden flüssigen Kohlendioxids erfolgt erst unmittelbar am Ventilteller 17 und damit erst unmittelbar beim Eintrag des Kohlendioxids in das in der Leitung 8 geführte Fluid. Im Schließzustand sitzt der Ventilteller 17 auf dem Ventilsitz 18 dichtend auf. Der Übergang von Schließ- in den Öffnungszustand (und umgekehrt) wird bestimmt durch die Differenz zwischen dem Druck in der Leitung 8 und dem Druck in der Druckleitung 6. Mittels eines einstellbaren Federelements 19 kann der Druck, unterhalb dessen sich das Rückschlagventil 15 im Schließzustand befindet, zusätzlich variiert und beispielsweise so eingestellt werden, dass sich das Rückschlagventil 15 erst oberhalb des Drucks p1 öffnet. Auf diese Weise gelangt – bei geeigneter Einstellung des Drucks p1 – das Kohlendioxid im noch teilweise flüssigen Zustand in das Fluid. Sinkt der Druck in der Druckleitung 6 aufgrund eines Ereignisses stark ab, wird das Rückschlagventil 15 sofort geschlossen. Das Eindringen von Fluid aus der Leitung 8 in das Rückschlagventil 15 oder in die Druckleitung 6 hinein wird so wirksam verhindert.The check valve 15 opens into the wall of the fluid-carrying line 8th at an entry point 7 one. The check valve 15 owns a closing organ 16 Being at his head 8th facing the end of a valve plate 17 has. The valve plate 17 is im - in 3 shown - opening state of a valve seat 18 in the direction of the fluid-carrying line 8th spaced from and is designed so that it frontally substantially level with the inner wall of the pipe 8th concludes. The relaxation of the in the check valve 15 connected pressure line 6 flowing liquid carbon dioxide takes place immediately on the valve disk 17 and thus only immediately when the carbon dioxide enters the line 8th guided fluid. In the closed state sits the valve plate 17 on the valve seat 18 sealing up. The transition from closed to open (and vice versa) is determined by the difference between the pressure in the line 8th and the pressure in the pressure line 6 , By means of an adjustable spring element 19 can the pressure below which the check valve 15 is in the closed state, additionally varied and, for example, adjusted so that the check valve 15 only above the pressure p 1 opens. In this way, with a suitable setting of the pressure p 1 , the carbon dioxide enters the fluid in a still partially liquid state. If the pressure in the pressure line drops 6 due to an event strongly off, the check valve 15 immediately closed. The penetration of fluid from the line 8th in the check valve 15 or in the pressure line 6 into it is effectively prevented.

Das am Rückschlagventil 15 austretende Kohlendioxid gelangt auch dann noch im flüssigen Zustand mit dem Fluid in Kontakt, wenn der Druck innerhalb der Leitung 8 kleiner als pt und sich somit das Kohlendioxid beim Austreten entspannt. Weiterhin wird dadurch verhindert, dass sich im Bereich des Rückschlagventils 15 dauerhaft Fluid ansammeln kann. Dadurch ist die Anordnung 1 in besonderer Weise für den Lebensmittelbereich, beispielsweise für die Trinkwasseraufbereitung, geeignet. Der Abstand zwischen Mengenregelventil 12 und Rückschlagventil 15 kann zwischen wenigen Zentimetern und über 50 m betragen. Entscheidend ist, dass sich das Kohlendioxid im gesamten Bereich in der Druckleitung 6 zwischen dem Mengenregelventil 12 und dem Rückschlagventil 15 im flüssigen Zustand befindet.The at the check valve 15 escaping carbon dioxide even then in the liquid state with the fluid in contact when the pressure within the line 8th smaller than p t and thus relaxes the carbon dioxide on emergence. Furthermore, this prevents that in the area of the check valve 15 permanently accumulate fluid. This is the arrangement 1 in a special way for the food industry, for example for drinking water treatment, suitable. The distance between flow control valve 12 and check valve 15 can be between a few centimeters and over 50 m. It is crucial that the carbon dioxide in the entire area in the pressure line 6 between the flow control valve 12 and the check valve 15 is in the liquid state.

Bei der in 3 gezeigten Anordnung 20 sind gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie in 1 und 2 versehen. Mit der flüssigen Phase des in Tank 2 gelagerten Kohlendioxids ist an einem Schieber 4 eine Druckleitung 6 verbunden, in der – in gleicher Weise wie bei der Anordnung 1 aus 1 – nacheinander ein weiterer Schieber 10, ein Überdruckventil 11 und ein Mengenregelventil 12 vorgesehen ist. Beim Ausführungsbeispiel nach 2 verzweigt sich jedoch die Druckleitung 6 stromab zum Mengenregelventil 12 in mehrere – im Ausführungsbeispiel in zwei – Zweigleitungen 21, 22 auf. Die Zweigleitungen 21, 22 münden jeweils an Eintragstellen 23, 24 in Leitungen 25, 26 ein. Bei den Leitungen 25, 26 handelt es sich entweder um Leitungen, durch denen das gleiche Fluid oder unterschiedliche Fluide strömt bzw. strömen. Unmittelbar an den Eintragstellen befinden sich Rückschlagventile 27, 28, durch die gewährleistet wird, dass die Entspannung des Kohlendioxids erst unmittelbar an der jeweiligen Eintragstelle 23, 24 erfolgt und das Kohlendioxid somit in zumindest noch teilweise flüssigen Zustand in das jeweilige, in der Leitung 25, 26 strömende Fluid eingespeist wird. Ähnlich wie bei der Anordnung 1 wird auch hier der Kohlendioxidzustrom durch eine Steuereinheit 14 geregelt. Anstelle einer Mengenregulierung über ein Mengenregelventil 12 in der Druckleitung 6, das den gleichzeitigen Zustrom von Kohlendioxid in beide Zweigleitungen regelt, können auch jeweils separate Mengenregelventile in den Zweigleitungen 21, 22 vorgesehen sein, wobei mittels der Steuerung darauf geachtet werden muss, dass der Druck in den Zweigleitungen bis zu den jeweiligen Rückschlagventilen 27, 28 stets oberhalb des Tripelpunktdrucks von Kohlendioxid bleibt. Anstelle der Einspeisung in unterschiedliche Leitungen 25, 26 können den Zweigleitungen 21, 22 entsprechende Zweigleitungen auch dazu eingesetzt werden, flüssiges Kohlendioxid auch an voneinander beabstandeten Punkten im Strömungsweg ein und derselben Leitung vorzusehen.At the in 3 shown arrangement 20 are the same parts with the same reference numerals as in 1 and 2 Mistake. With the liquid phase of the tank 2 stored carbon dioxide is at a slider 4 a pressure line 6 connected, in the - same manner as in the arrangement 1 out 1 - one slide after another 10 , a pressure relief valve 11 and a flow control valve 12 is provided. According to the embodiment 2 However, the pressure line branches 6 downstream of the flow control valve 12 in several - in the exemplary embodiment in two - branch lines 21 . 22 on. The branch lines 21 . 22 each lead to entry points 23 . 24 in lines 25 . 26 one. At the wires 25 . 26 These are either conduits through which the same fluid or different fluids flow or flow. Immediately at the entry points are check valves 27 . 28 which ensures that the release of carbon dioxide does not take place directly at the respective point of entry 23 . 24 takes place and the carbon dioxide thus in at least partially liquid state in the respective, in the line 25 . 26 flowing fluid is fed. Similar to the arrangement 1 Here is the carbon dioxide flow through a control unit 14 regulated. Instead of a volume control via a flow control valve 12 in the pressure line 6 , which regulates the simultaneous influx of carbon dioxide in both branches, can also each separate flow control valves in the branch lines 21 . 22 be provided, it must be ensured by means of the control that the pressure in the branch lines up to the respective check valves 27 . 28 always above the triple point pressure of carbon dioxide. Instead of feeding into different lines 25 . 26 can the branch lines 21 . 22 appropriate branch lines are also used to provide liquid carbon dioxide also at spaced points in the flow path of the same line.

Beim Einsatz der erfindungsgemäßen Anordnung wird ein Verstopfen von Leitungen mit Kohlendioxidschnee wirksam verhindert und somit bei niedrigen Investitionskosten eine gleichwohl wirkungsvolle Möglichkeit geschaffen, Kohlendioxid im flüssigen Zustand in ein Fluid einzubringen. Ein Verdampfer für das Kohlendioxid oder eine Eintragseinrichtung zum Einbringen des Kohlendioxids in Form möglichst feiner Gasblasen ist nicht erforderlich.At the Use of the arrangement according to the invention is a Clogging of pipes with carbon dioxide snow effectively prevented and thus at low investment costs, nevertheless an effective one Possibility created carbon dioxide in the liquid State in a fluid to bring. An evaporator for that Carbon dioxide or an entry means for introducing the carbon dioxide in the form of the finest possible gas bubbles is not required.

Bevorzugte Bereiche, in denen die Erfindung eingesetzt werden kann, sind beispielweise:

  • – Neutralisation von alkalischen Brauch- und Schmutzwässern,
  • – Kohlendioxideintrag in Trinkwasser zur pH-Einstellung oder Demineralisation
  • – Injektion von Kohlendioxid zum Lösen von Kalziumkarbonat oder zur pH-Einstellung in diversen chemischen Prozessen beispielsweise in der Papierindustrie
  • – Kühlprozesse insbesondere in der Lebensmittelindustrie, beispielsweise zum Frosten oder Krusten von Lebensmitteln.
  • – Zerstäuben von Produkten.
Preferred ranges in which the invention can be used are, for example:
  • - Neutralization of alkaline custom and Dirty water,
  • - Carbon dioxide entry into drinking water for pH adjustment or demineralization
  • - Injection of carbon dioxide to dissolve calcium carbonate or for pH adjustment in various chemical processes, for example in the paper industry
  • - Cooling processes, especially in the food industry, for example, for freezing or crusting of food.
  • - sputtering of products.

11
Anordnungarrangement
22
Tanktank
33
Pegellevel
44
Schieberpusher
55
66
Druckleitungpressure line
77
Eintragstelleentry point
88th
Leitungmanagement
99
1010
Schieberpusher
1111
ÜberdruckventilPressure relief valve
1212
MengenregelventilFlow Control Valve
1313
1414
Steuereinheitcontrol unit
1515
Rückschlagventilcheck valve
1616
Schließorganclosing member
1717
Ventiltellervalve disc
1818
Ventilsitzvalve seat
1919
Federelementspring element
2020
Anordnungarrangement
2121
Zweigleitungbranch line
2222
Zweigleitungbranch line
2323
Eintragstelleentry point
2424
Eintragstelleentry point
2525
Leitungmanagement
2626
Leitungmanagement
2727
Rückschlagventilcheck valve
2828
Rückschlagventilcheck valve

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 68912755 T3 [0004] - DE 68912755 T3 [0004]
  • - EP 0376823 B2 [0004] - EP 0376823 B2 [0004]
  • - DE 102006027561 [0011, 0023] - DE 102006027561 [0011, 0023]

Claims (8)

Anordnung zum Eintragen von Kohlendioxid im flüssigen Zustand in ein fluides Medium, mit einem Versorgungstank (2) für flüssiges Kohlendioxid, einer mit dem Versorgungstank (2) verbundenen und an einem Eintragspunkt (7) in eine fluidführende Leitung (8, 25, 26) einmündende Druckleitung (6) und mit einem in der Druckleitung (6) integrierten Entspannungsorgan (15), mittels dessen in einem zwischen Versorgungstank (2) und Entspannungsorgan (15) angeordneten Abschnitt der Druckleitung (6) ein Druck oberhalb des Drucks des Tripelpunktes von Kohlendioxid aufrecht erhalten werden kann, wobei das Entspannungsorgan (15) unmittelbar an der Einmündung der Druckleitung (6) in die fluidführende Leitung (8) angeordnet ist.Arrangement for introducing carbon dioxide in the liquid state into a fluid medium, with a supply tank ( 2 ) for liquid carbon dioxide, one with the supply tank ( 2 ) and at an entry point ( 7 ) in a fluid-carrying line ( 8th . 25 . 26 ) discharging pressure line ( 6 ) and with one in the pressure line ( 6 ) integrated relaxation organ ( 15 ), by means of which in an intermediate supply tank ( 2 ) and relaxation organ ( 15 ) arranged portion of the pressure line ( 6 ) a pressure above the pressure of the triple point of carbon dioxide can be maintained, wherein the expansion organ ( 15 ) directly at the junction of the pressure line ( 6 ) in the fluid-carrying line ( 8th ) is arranged. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Entspannungsorgan (15) derart ausgebildet ist, das es unterhalb eines vorgegebenen Druckes in der Druckleitung (6) automatisch schließt.Arrangement according to claim 1, characterized in that the expansion element ( 15 ) is designed such that it is below a predetermined pressure in the pressure line ( 6 ) closes automatically. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Entspannungsorgan (15) als Rückschlagventil zum Verhindern des Eindringens von fluidem Medium aus der Leitung (8, 25, 26) in die Druckleitung (6) ausgebildet ist.Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the expansion element ( 15 ) as a check valve for preventing the ingress of fluid medium from the conduit ( 8th . 25 . 26 ) into the pressure line ( 6 ) is trained. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (15) mit einem Ventilteller (31) ausgerüstet ist, der im Schließzustand des Rückschlagventils (15) auf einem von der fluidführenden Leitung (8) abgewandten Seite des Ventiltellers (17) angeordneten Ventilsitz (18) dichtend aufsitzt und durch druckgesteuertes Verschieben in Richtung der fluidführenden Leitung (8) in seinen Öffnungszustand bringbar ist.Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the check valve ( 15 ) with a valve disc ( 31 ) equipped in the closed state of the check valve ( 15 ) on one of the fluid-carrying line ( 8th ) facing away from the valve plate ( 17 ) arranged valve seat ( 18 ) sealingly seated and by pressure-controlled displacement in the direction of the fluid-carrying line ( 8th ) Can be brought into its open state. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von der Druckleitung (6) Zweigleitungen ausmünden, die mit gleichfalls mit einem Entspannungsorgan (15) versehenen Eintragpunkten an mehreren voneinander beabstandeten Stellen in die fluidführende Leitung (8, 25, 26).Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that from the pressure line ( 6 ) Branching out branch lines, which also with a relaxation organ ( 15 ) provided entry points at a plurality of spaced locations in the fluid-carrying line ( 8th . 25 . 26 ). Anordnung nach Anspruch nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von der Druckleitung (6) Zweigleitungen ausmünden, die mit gleichfalls mit einem Entspannungsorgan (15) versehenen Eintragpunkten (23, 24) in mehrere unterschiedliche fluidführende Leitungen (25, 26) einmünden.Arrangement according to claim according to one of the preceding claims, characterized in that from the pressure line ( 6 ) Branching out branch lines, which also with a relaxation organ ( 15 ) ( 23 . 24 ) into a plurality of different fluid-carrying lines ( 25 . 26 ). Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Druckleitung (6), stromauf zum Entspannungsventil, ein Mengenregelventil (12) sowie eine Steuereinheit (14) vorgesehen sind, welche den Mengendurchfluss am Mengenregelventil (12) in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Programm und/oder von physikalischen oder chemischen Parametern im Medium, regelt.Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that in the pressure line ( 6 ), upstream to the expansion valve, a flow control valve ( 12 ) and a control unit ( 14 ) are provided, which the mass flow rate at the flow control valve ( 12 ) depending on a given program and / or physical or chemical parameters in the medium. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Mengenregelventil (12) als Auf/Zu-Ventil ausgestaltet ist.Arrangement according to claim 7, characterized in that the flow control valve ( 12 ) is configured as open / close valve.
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