DE102012021685A1

DE102012021685A1 - Superconductor transport system mounted in vehicle e.g. car, has tank conduit and suction line that are temporarily communicated with fluid inlet and outlet ports, respectively for filling container with liquid helium or nitrogen

Info

Publication number: DE102012021685A1
Application number: DE201210021685
Authority: DE
Inventors: Oliver de Haas
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 2012-11-03
Filing date: 2012-11-03
Publication date: 2014-05-08

Abstract

The system (1) has a carriage (3) that includes a superconductor having one surface portion communicating with a fluid container and facing other surface portion of a rail (2). The container includes a thermally insulated container wall portions passing through a fluid inlet port and a fluid outlet port. A refueling system (23) is fluidically separated from a tank conduit of a storage tank. The tank conduit and a suction line are temporarily communicated with the fluid inlet and outlet ports, respectively for filling the container with liquid helium or nitrogen. An independent claim is included for a method of operating a superconducting transport system.

Description

Die Erfindung betrifft ein Supraleiter-Transportsystem mit einer Schiene und einem Wagen, der für eine Bewegung längs der Schiene ausgebildet ist, wobei die Schiene eine Magnetanordnung zur Bereitstellung eines Magnetfelds umfasst und wobei der Wagen einen Supraleiter umfasst, der mit einem ersten Oberflächenabschnitt in thermischer Kopplung mit einem Fluidbehälter steht und der mit einem zweiten Oberflächenabschnitt der Schiene zugewandt ist und der für eine magnetische Wechselwirkung mit dem Magnetfeld der Schiene ausgebildet ist, wobei der Fluidbehälter eine Fluideintrittsöffnung und eine Fluidaustrittsöffnung aufweist, die einen Behälterwandabschnitt durchsetzen. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Supraleiter-Transportsystems.The invention relates to a superconductor transport system comprising a rail and a carriage adapted for movement along the rail, the rail comprising a magnet assembly for providing a magnetic field and the carriage comprising a superconductor having a first surface portion in thermal coupling is disposed with a fluid container and which faces with a second surface portion of the rail and which is designed for a magnetic interaction with the magnetic field of the rail, wherein the fluid container has a fluid inlet opening and a fluid outlet opening, which pass through a container wall portion. Furthermore, the invention relates to a method for operating such a superconductor transport system.

Die DE 00 0069 124 192 T2 offenbart eine Supraleitungs-Magnet-Schwebevorrichtung mit mindestens einem Schwebekörper aus einem Supraleiter mit hoher Sprungtemperatur Tc, mindestens einem Hebemagneten zum Erzeugen eines zum Versetzen des Schwebekörpers in einen schwebenden Zustand erforderlichen Magnetfelds, einer Mehrzahl von Antriebsspulen, die einen Drei-Phasen-Antrieb bilden, der eine Bewegung des mindestens einen Schwebekörpers auslöst und einer Einrichtung zum Kühlen des mindestens einen Schwebekörpers, wobei der mindestens eine Hebemagnet aus wenigstens zwei Reihen von streifenförmigen Magneten aufgebaut ist, die entlang einer Bewegungsbahn für den Schwebekörper ausgelegt sind, wobei die streifenförmigen Magnete derart angeordnet sind, daß sich in der Richtung der Breite des Hebemagneten ein steiler Magnetfeldgradient ausbildet. Um den Schwebekörper auf die Sprungtemperatur zu bringen ist es notwendig, eine Abkühlung mittels eines Kühlmittels vorzunehmen, wobei das Kühlmittel wahlweise aus einem Vorratsbehälter auf die Oberseite des Schwebekörpers aufgetropft wird oder die gesamte Bewegungsbahn in einem thermisch abgeschlossenen und gekühlten Gehäuse untergebracht ist. Bei diesen Varianten ist die praktische Nutzung der Schwebevorrichtung für Transportzwecke, beispielsweise in einer industriellen Produktionsumgebung äußerst eingeschränkt, da entweder die Kühlmittelverluste einen wirtschaftlichen Betrieb unmöglich machen oder die Kapselung in einem gekühlten Gehäuse eine sinnvolle Nutzung als Transportvorrichtung erschweren.The DE 00 0069 124 192 T2 discloses a superconducting magnetic levitation device comprising at least one floating body of a high-temperature superconductor Tc, at least one lifting magnet for generating a magnetic field required for placing the floating body in a floating state, a plurality of driving coils constituting a three-phase drive, which triggers a movement of the at least one floating body and a device for cooling the at least one float, wherein the at least one lifting magnet is composed of at least two rows of strip-shaped magnets, which are designed along a movement path for the float, wherein the strip-shaped magnets are arranged in such a way in that a steep magnetic field gradient is formed in the direction of the width of the lifting magnet. In order to bring the float to the transition temperature, it is necessary to carry out a cooling by means of a coolant, wherein the coolant is optionally dropped from a reservoir on top of the float or the entire trajectory is housed in a thermally sealed and cooled housing. In these variants, the practical use of the hover for transport purposes, for example, in an industrial production environment extremely limited because either the coolant losses make economic operation impossible or complicate the encapsulation in a cooled housing meaningful use as a transport device.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein wirtschaftlich nutzbares und praktikables Supraleiter-Transportsystem und ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Supraleiter-Transportsystems anzugeben.The object of the invention is to provide an economically viable and practical superconductor transport system and a method for operating such a superconductor transport system.

Diese Aufgabe wird gemäß einem ersten Erfindungsaspekt für ein Supraleiter-Transportsystem der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved according to a first aspect of the invention for a superconductor transport system of the type mentioned above with the features of claim 1.

Hierbei ist ein Betankungssystem vorgesehen, das einen Vorratstank mit einer Tankleitung sowie eine fluidisch getrennt von der Tankleitung ausgebildete Absaugleitung mit einer endseitig angeordneten Absaugpumpe umfasst, wobei die Tankleitung und die Absaugleitung für eine zeitweilige fluidische Verbindung mit der Fluideintrittsöffnung und der Fluidaustrittsöffnung zur Befüllung des Fluidbehälters ausgebildet sind..Here, a refueling system is provided which comprises a storage tank with a tank line and a suction line formed fluidly separated from the tank line with a suction pump arranged at the end, wherein the tank line and the suction line for a temporary fluid connection with the fluid inlet opening and the fluid outlet opening for filling the fluid container are..

Durch die Gestaltung des Fluidbehälters als im Wesentlichen abgeschlossenes Raumvolumen, das über die Fluideintrittsöffnung und die Fluidaustrittsöffnung in kommunizierender Verbindung mit der Umgebung steht, wird eine vorteilhafte Isolationswirkung für das im Fluidbehälter aufgenommene Fluid, bei dem es sich vorzugsweise um ein verflüssigtes Gas, insbesondere um flüssiges Helium oder flüssigen Stickstoff handelt, erreicht. Ein Wärmeeintrag in das im Fluidbehälter aufgenommene Fluid erfolgt in erster Linie, vorzugsweise nahezu ausschließlich, über den zu kühlenden Supraleiter. Die Temperatur des Supraleiters wird durch Verdampfen des Fluids auf einer konstanten Temperatur gehalten. Das verdampfende Fluid kann durch die Fluidaustrittsöffnung und gegebenenfalls über die Fluideintrittsöffnung in die Umgebung austreten. Da es durch den Wärmeeintrag in das Fluid über den Supraleiter permanent zur Verdampfung von Fluid kommt, ist ein stetiges Abströmen von verdampftem Fluid aus dem Raumvolumen in die Umgebung durch die Fluidaustrittsöffnung und gegebenenfalls durch die Fluideintrittsöffnung gewährleistet, so dass durch diese Öffnungen kein nennenswerter Wärmeeintrag in das Raumvolumen erfolgt. Dabei ist in Querschnitt der Fluidaustrittsöffnung so gewählt, dass er einen Bruchteil der Oberfläche des ersten Oberflächenabschnitts des Supraleiters beträgt, wobei der Bruchteil kleiner als 1/50, vorzugsweise kleiner als 1/100, insbesondere kleiner als 1/200 ist.By designing the fluid container as a substantially closed volume of space, which is in communication with the environment via the fluid inlet opening and the fluid outlet opening, an advantageous insulating effect for the fluid received in the fluid container, which is preferably a liquefied gas, in particular liquid Helium or liquid nitrogen is achieved. A heat input into the fluid received in the fluid container takes place primarily, preferably almost exclusively, over the superconductor to be cooled. The temperature of the superconductor is kept at a constant temperature by evaporating the fluid. The vaporizing fluid can escape into the environment through the fluid outlet opening and optionally via the fluid inlet opening. Since the heat input into the fluid via the superconductor permanently leads to the evaporation of fluid, a steady outflow of evaporated fluid from the volume of space into the environment through the fluid outlet opening and optionally through the fluid inlet opening is ensured, so that through these openings no significant heat input in the volume of space takes place. In this case, in cross-section of the fluid outlet opening is chosen so that it is a fraction of the surface of the first surface portion of the superconductor, wherein the fraction is less than 1/50, preferably less than 1/100, in particular less than 1/200.

Mit Hilfe des Betankungssystems kann der Wagen beispielsweise bei Unterschreiten eines vorgebbaren Mindestniveaus des zur Kühlung des Supraleiters im Raumvolumen des Fluidbehälters aufgenommenen Fluids, vorzugsweise automatisiert, mit frischem Fluid befüllt werden, um anschließend wieder Transportaufgaben wahrnehmen zu können. Das Betankungssystem ist vorzugsweise stationär am Ende einer Schiene, neben einer Schiene oder über einer Schiene angeordnet und umfasst einen Vorratstank, der beispielsweise in der Art eines Dewargefäßes ausgebildet ist und in dem das Fluid verlustarm und mit äußerst geringem Wärmeeintrag über einen längeren Zeitraum aufbewahrt werden kann. Ferner umfasst das Betankungssystem eine Tankleitung, die für eine fluidische Verbindung zwischen dem Vorratstank und dem Fluidbehälter ausgebildet ist und die vorzugsweise isoliert ausgebildet ist, um beim Transport des Fluids vom Vorratstank zum Fluidbehälter einen möglichst geringen Wärmeeintrag in das Fluid zu gewährleisten. Um eine vorteilhafte und verlustarme Betankung des Fluidbehälters zu ermöglichen, ist eine Unterdruckbeaufschlagung des Fluidbehälters vorgesehen, sobald die fluidisch kommunizierende Verbindung zwischen dem Vorratstank und dem Fluidbehälter über die Tankleitung hergestellt ist. Hierzu umfasst das Betankungssystem eine Absaugleitung, in der endseitig eine Absaugpumpe angeordnet ist. Bei der Absaugpumpe kann es sich beispielhaft um eine elektrisch angetriebene Drehschieberpumpe oder um eine elektrisch angetriebene Wälzkolbenpumpe handeln. Die Absaugpumpe erzeugt in der Absaugleitung einen Unterdruck, der während des Betankungsvorgangs aufgrund der kommunizierenden Verbindung der Absaugleitung mit dem Fluidbehälter zu einem Volumenstrom, vorzugsweise gasförmigen Fluids, aus dem Fluidbehälter in die Absaugleitung führt. Der hierdurch im Fluidbehälter entstehende Unterdruck wird durch ein Nachströmen vom Fluid aus dem Vorratstank, der vorzugsweise Umgebungsdruckniveau aufweist, ausgeglichen. Dadurch strömt das Fluid verlustarm aus dem Vorratstank in den Fluidbehälter. Zudem wird durch die fluidische Trennung der Tankleitung und der Absaugleitung ein unerwünschter Wärmeeintrag in das zu fördernde Fluid vermieden, der beispielsweise durch die Abwärme der Absaugpumpe oder durch die von der Absaugpumpe durch den Pumpvorgang auf das Fluid übertragenen Energie hervorgerufen würde.With the aid of the refueling system, the carriage can be filled with fresh fluid, for example, falling below a predefinable minimum level of the fluid taken up for cooling the superconductor in the volume volume of the fluid container, preferably automatically, in order subsequently to be able to perform transport tasks again. The refueling system is preferably stationary at the end of a rail, next to a rail or above a rail and comprises a storage tank, which is designed for example in the manner of a Dewar and in which the fluid can be stored with low loss and with very low heat input over a longer period , Furthermore, the refueling system comprises a tank line, which is for a fluidic connection between the storage tank and the fluid container is formed and which is preferably formed in isolation to ensure the lowest possible heat input into the fluid during transport of the fluid from the storage tank to the fluid container. In order to enable an advantageous and low-loss refueling of the fluid container, a negative pressure of the fluid container is provided as soon as the fluidically communicating connection between the storage tank and the fluid container is made via the tank line. For this purpose, the refueling system comprises a suction, in the end a suction pump is arranged. The suction pump may be, for example, an electrically driven rotary vane pump or an electrically driven Roots pump. The suction pump generates in the suction line a negative pressure, which leads during the refueling operation due to the communicating connection of the suction line with the fluid container to a volume flow, preferably gaseous fluid, from the fluid container into the suction line. The resulting negative pressure in the fluid container is compensated by a subsequent flow of fluid from the storage tank, which preferably has ambient pressure level. As a result, the fluid flows with little loss from the storage tank into the fluid container. In addition, an undesirable heat input into the fluid to be delivered is avoided by the fluidic separation of the tank line and the suction, which would be caused for example by the waste heat of the suction pump or by the energy transferred from the suction pump by the pumping action on the fluid.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass an der Fluideintrittsöffnung und/oder an der Tankleitung sowie an der Fluidaustrittsöffnung und/oder an der Absaugleitung Dichtmittel angeordnet sind, die für eine fluiddichte Verbindung zwischen Fluideintrittsöffnung und Tankleitung sowie zwischen Fluidaustrittsöffnung und Absaugleitung ausgebildet sind. Hierdurch wird ein hoher Wirkungsgrad für den Absaugvorgang und damit eine möglichst kurze Betankungsdauer sichergestellt.In a further development of the invention, it is provided that sealing means are arranged on the fluid inlet opening and / or on the tank line and on the fluid outlet opening and / or on the suction line, which are designed for a fluid-tight connection between fluid inlet opening and tank line and between fluid outlet opening and suction line. This ensures a high efficiency for the suction process and thus the shortest possible refueling time.

Vorteilhaft ist es, wenn Querschnitte der Fluideintrittsöffnung und der Fluidaustrittsöffnung größer als Querschnitte der Tankleitung und der Absaugleitung gewählt sind, um eine thermische Kopplung zwischen dem Fluidbehälter und dem Betankungssystem während eines Betankungsvorgangs zu vermeiden und/oder wenn der Fluideintrittsöffnung und/oder der Fluidaustrittsöffnung eine bewegliche Abdeckung zum Verschließen der jeweiligen Öffnung zugeordnet ist. Durch eine geeignete Auswahl der Querschnitte der Öffnungen und der Leitungen kann bei ausreichend genauer Positionierung des Wagens gegenüber dem Betankungssystem ein unerwünschter Wärmekontakt zwischen Betankungssystem und Wagen vermieden werden, wodurch eine vorteilhafte Betriebsdauer für den Wagen begünstigt wird, da ein zusätzlicher Wärmeeintrag in den Fluidbehälter vermieden wird. Die beweglichen Abdeckungen dienen dazu, die Öffnungen während des Betriebs des Wagens zumindest weitgehend zu verschließen, um einerseits ein zu rasches Entweichen von Fluid aus dem Fluidbehälter zu vermeiden und um andererseits die Bildung von Kondenswasser an den Öffnungen zu vermeiden. Die Abdeckungen können beispielsweise parallel zu einer Außenoberfläche des Fluidbehälters schiebebeweglich angeordnet sein und insbesondere mit einer Federeinrichtung in eine Schließstellung vorgespannt sein. Für den Betankungsvorgang können die Abdeckungen beispielsweise durch eine geeignete Kontur an der Tankleitung und/oder an der Absaugleitung beiseite geschoben werden, um ein Einstecken der Leitungen in den Fluidbehälter zu ermöglichen. Die Abdeckungen sind vorzugsweise aus einem gasdurchlässigen, insbesondere porösen, Material hergestellt, so dass ein Druckaufbau im Fluidbehälter vermieden werden kann. Mittels der Abdeckungen kann insbesondere ein unerwünschtes Eindringen von feuchter Umgebungsluft in den Fluidbehälter vermieden werden.It is advantageous if cross sections of the fluid inlet opening and the fluid outlet opening are selected to be larger than cross sections of the tank line and the suction line, in order to avoid a thermal coupling between the fluid container and the refueling system during a refueling operation and / or if the fluid inlet opening and / or the fluid outlet opening is a movable one Cover is assigned to close the respective opening. By a suitable selection of the cross sections of the openings and the lines can be avoided with sufficiently accurate positioning of the car relative to the refueling system unwanted heat contact between refueling system and cars, whereby an advantageous operating time for the car is favored, as an additional heat input is avoided in the fluid container , The movable covers are used to at least largely close the openings during operation of the carriage, on the one hand to avoid too rapid escape of fluid from the fluid container and on the other hand to avoid the formation of condensation at the openings. The covers may, for example, be arranged such that they can move in a sliding manner parallel to an outer surface of the fluid container and, in particular, be biased into a closed position by a spring device. For the refueling operation, the covers can be pushed aside, for example, by means of a suitable contour on the tank line and / or on the suction line in order to enable insertion of the lines into the fluid container. The covers are preferably made of a gas-permeable, in particular porous, material, so that pressure build-up in the fluid container can be avoided. By means of the covers, it is possible, in particular, to avoid unwanted ingress of moist ambient air into the fluid container.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass zwischen der Absaugleitung und der Absaugpumpe ein Vorratsbehälter und ein Sperrventil angeordnet sind, um eine rasche Unterdruckbeaufschlagung der Absaugleitung zu Beginn eines Betankungsvorgangs zu ermöglichen. Hierdurch kann bereits vor Beginn des eigentlichen Betankungsvorgangs im Vorratsbehälter ein Unterdruck aufgebaut werden, der nach Herstellung der fluidischen Verbindungen zwischen der Tankleitung und der Absaugleitung und dem Fluidbehälter durch Öffnen des Sperrventils an den Fluidbehälter bereitgestellt wird.In one embodiment of the invention, provision is made for a reservoir and a shut-off valve to be arranged between the suction line and the suction pump, in order to enable a rapid application of negative pressure to the suction line at the beginning of a refueling operation. As a result, a negative pressure can be built up in the storage container even before the start of the actual refueling operation, which pressure is made available after opening the fluid line between the tank line and the suction line and the fluid container by opening the check valve to the fluid container.

Bevorzugt ist an der Absaugleitung eine Messeinrichtung zur Überwachung eines Betankungsvorgangs angebracht, die für eine Messsignalübertragung mit einer Steuereinrichtung für die Absaugpumpe verbunden ist, wobei die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, beim Auftreten eines Messsignals an der Messeinrichtung, das einem vorgebbaren Abschaltkriterium entspricht, eine Abschaltung der Absaugpumpe zu bewirken. Die Messeinrichtung dient dazu, den Füllstand im Fluidbehälter zu ermitteln und gegebenenfalls eine Überfüllung des Fluidbehälters mit Fluid zu vermeiden und stellt dazu ein Messsignal an die Steuereinrichtung zur Verfügung. Bei der Steuereinrichtung kann es sich beispielsweise um eine Pumpensteuerung für die Absaugpumpe handeln, die für eine Verarbeitung des Messsignals der Messeinrichtung eingerichtet ist. Bei der Messeinrichtung kann es sich beispielsweise um einen Temperaturfühler oder um einen Druckfühler handeln, so dass das entsprechende Messsignal ein Temperatursignal oder ein Drucksignal ist. Vorzugsweise ist in der Steuereinrichtung ein vorgebbares Abschaltkriterium gespeichert, das zur Abschaltung der Absaugpumpe genutzt wird.Preferably, a measuring device for monitoring a refueling operation is attached to the suction line, which is connected for a measurement signal transmission with a control device for the suction pump, wherein the control device is adapted to the occurrence of a measurement signal to the measuring device, which corresponds to a predetermined switch-off criterion, a shutdown of To effect suction pump. The measuring device serves to determine the filling level in the fluid container and, if appropriate, to avoid overfilling the fluid container with fluid and for this purpose provides a measuring signal to the control device. The control device may be, for example, a pump control for the suction pump, which is set up for processing the measuring signal of the measuring device. The measuring device may be, for example a temperature sensor or act on a pressure sensor, so that the corresponding measurement signal is a temperature signal or a pressure signal. Preferably, a specifiable switch-off criterion is stored in the control device, which is used to switch off the suction pump.

Gemäß einem zweiten Aspekt wird die Aufgabe der Erfindung durch ein Verfahren zum Betreiben eines Supraleiter-Transportsystems gemäß dem Anspruch 7 gelöst. Hierbei ist vorgesehen, dass bei einem Betankungsvorgang eine fluidisch kommunizierende Verbindung zwischen der Tankleitung und der Absaugleitung mittels des Fluidbehälters hergestellt wird und dass ein Fluidtransport vom Vorratstank durch die Tankleitung in den Fluidbehälter durch Unterdruckbeaufschlagung der Absaugleitung mittels der Absaugpumpe bewirkt wird. Der Fluidbehälter dient also als fluidische Verbindung zwischen der Tankleitung und der Absaugleitung und kann somit zum einen mit dem Unterdruck aus der Absaugleitung beaufschlagt werden und zum anderen zum Ausgleich des Unterdrucks mit dem Fluid aus dem Vorratstank befüllt werden.According to a second aspect, the object of the invention is achieved by a method for operating a superconductor transport system according to claim 7. It is provided that in a refueling process, a fluidically communicating connection between the tank line and the suction is made by means of the fluid container and that a fluid transport from the storage tank through the tank line into the fluid container by negative pressure of the suction line is effected by means of the suction. The fluid container thus serves as a fluidic connection between the tank line and the suction line and can thus be acted upon on the one hand with the negative pressure from the suction and on the other hand to compensate for the negative pressure with the fluid from the storage tank to be filled.

In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass bei einem Betankungsvorgang wenigstens ein fluidbezogener Messwert aus der Gruppe Fluiddruck, Flüssigkeitstemperatur, Gastemperatur, Absaugrohrtemperatur, Fluidvolumenstrom, als Abschaltkriterium für die Absaugpumpe und somit für ein Ende des Betankungsvorgangs genutzt wird. Beispielsweise folgt der Fluiddruck bei Messung in Absaugleitung, insbesondere in der Nähe der Absaugpumpe, einem im Wesentlichen vorhersagbaren Druckverlauf. Dementsprechend kann bei einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens vorgesehen werden, als Abschaltkriterium für das Ende des Betankungsvorgangs einen Abschaltpunkt in einer vorgebbaren Verlaufskurve eines fluidbezogenen Messwerts zu ermitteln. In ähnlicher Weise können auch eine Flüssigkeitstemperatur und/oder eine Gastemperatur und/oder eine außen am Absaugrohr ermittelte Absaugrohrtemperatur und/oder ein Fluidvolumenstrom durch das Absaugrohr als Abschaltkriterien herangezogen werden.In a further refinement of the method, it is provided that during a refueling operation, at least one fluid-related measured value from the group of fluid pressure, fluid temperature, gas temperature, exhaust tube temperature, fluid volume flow is used as switch-off criterion for the suction pump and thus for one end of the refueling process. For example, when measured in the suction line, in particular in the vicinity of the suction pump, the fluid pressure follows a substantially predictable pressure curve. Accordingly, it can be provided in an advantageous development of the method, to determine a shutdown in a predetermined curve of a fluid-related measured value as a shutdown criterion for the end of the refueling operation. Similarly, a liquid temperature and / or a gas temperature and / or a suction tube temperature determined outside the suction tube and / or a fluid volume flow through the suction tube can also be used as shutdown criteria.

In weiterer Ausgestaltung des Verfahren ist vorgesehen, dass im Vorratstank während des Betankungsvorgangs ein höherer Druck als im Fluidbehälter aufrechterhalten wird, um eine Unterkühlung des Fluids beim Durchströmen der Tankleitung zum zumindest teilweisen Ausgleich von Wärmeverlusten in der Tankleitung zu erzielen und/oder dass während des Betankungsvorgangs eine Absaugung einer Gasphase im Fluidbehälter erfolgt und ein Eintreten von Flüssigkeit in das Absaugrohr als Abschaltkriterium für die Absaugpumpe genutzt wird. Hierzu ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Vorratstank in fluidisch kommunizierender Verbindung mit der Umgebung, also der Luftatomsphäre, steht, so dass im Vorratstank stets Umgebungsdruck herrscht und die gewünschte Druckdifferenz gegenüber dem Druck im Fluidbehälter sichergestellt ist. Durch das Druckgefälle längs der Tankleitung ausgehend vom Umgebungsdruck bis hin zum Unterdruck im Fluidbehälter wird dem zu transportierenden Fluid Energie entzogen, so dass ein zumindest teilweiser Ausgleich von Wärmeverlusten in der Tankleitung erzielt werden kann. Ergänzend oder alternativ kann vorgesehen werden, ein Eintreten von flüssigem Fluid in das Absaugrohr als Abschaltkriterium zu nutzen. Hierdurch kann eine besonders zuverlässige Abschaltung der Absaugpumpe bei vollständiger Befüllung des Fluidbehälters mit flüssigem Fluid sichergestellt werden.In a further embodiment of the method it is provided that in the storage tank during the refueling operation, a higher pressure than in the fluid container is maintained to achieve a subcooling of the fluid when flowing through the tank line for at least partially compensating for heat losses in the tank line and / or that during the refueling process an extraction of a gas phase takes place in the fluid container and an entry of liquid into the suction tube is used as a switch-off criterion for the suction pump. For this purpose, it is preferably provided that the storage tank is in fluidically communicating connection with the environment, ie the Luftatomsphäre, so that there is always ambient pressure in the storage tank and the desired pressure difference compared to the pressure in the fluid container is ensured. Due to the pressure gradient along the tank line, starting from the ambient pressure up to the negative pressure in the fluid container, energy is removed from the fluid to be transported, so that at least partial compensation of heat losses in the tank line can be achieved. Additionally or alternatively, it can be provided to use an entry of liquid fluid into the suction tube as a switch-off criterion. In this way, a particularly reliable shutdown of the suction pump can be ensured with complete filling of the fluid container with liquid fluid.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Hierbei zeigt:An advantageous embodiment of the invention is shown in the drawing. Hereby shows:

1 eine schematische Darstellung eines Supraleiter-Transportsystems in einer Draufsicht, 1 a schematic representation of a superconductor transport system in a plan view,

2 eine schematische Schnittdarstellung eines Wagens, der mit dem Betankungssystem des Supraleiter-Transportsystems mit Fluid befüllt wird und 2 a schematic sectional view of a carriage which is filled with the refueling system of the superconducting transport system with fluid and

3 einen schematisierten Druckverlauf für einen Druck in der Absaugleitung während des Betankungsvorgangs. 3 a schematic pressure curve for a pressure in the suction during the refueling process.

Ein in der 1 dargestelltes Supraleiter-Transportsystem 1 umfasst mehrere zu einem geschlossenen Ring zusammengefügte gerade und gekrümmte Schienenelemente 2 sowie mehrere auf den Schienenelementen 2 bewegliche Wagen 3. Die Wagen 3 sind für eine Bewegung längs der Schienenelemente 2 ausgebildet und können beispielsweise als Träger für nicht dargestellte Werkstücke eingesetzt werden, um diese zwischen unterschiedlichen Arbeitsstationen 4, 5, 6 zu transportieren. Die Schienenelemente 2 umfassen jeweils eine nicht näher dargestellte Magnetanordnung zur Bereitstellung statischer und/oder dynamischer Magnetfelder, wobei die Magnetanordnung sowohl Permanentmagnete als auch elektrisch erregbare Magnetspulenumfassen kann. Exemplarisch dienen die Permanentmagnete zur Erzeugung eines Tragmagnetfelds, das eine Magnetkraft derart auf die Wagen 3 ausüben kann, dass diese stets einen Luftspalt gegenüber den Schienenelementen 2 einnehmen und somit über den Schienen 2 schweben. Die Wagen 3 weisen hierzu einen nachstehend näher beschriebenen Supraleiter auf, der bei ausreichender Kühlung aufgrund seiner dann vorliegenden Supraleitenden Eigenschaften das magnetische Feld verdrängt, wodurch eine Abstoßungskraft von den Schienenelementen 2 auf den Wagen 3 einwirkt.An Indian 1 represented superconductor transport system 1 comprises a plurality of straight and curved rail elements joined together to form a closed ring 2 as well as several on the rail elements 2 moving cars 3 , The cars 3 are for movement along the rail elements 2 trained and can be used for example as a carrier for workpieces, not shown, to this between different workstations 4 . 5 . 6 to transport. The rail elements 2 each comprise a non-illustrated magnet arrangement for providing static and / or dynamic magnetic fields, wherein the magnet arrangement may comprise both permanent magnets and electrically energizable magnetic coils. By way of example, the permanent magnets serve to generate a supporting magnetic field, which applies a magnetic force to the carriages in this way 3 can exert that this always an air gap against the rail elements 2 take and over the rails 2 hover. The cars 3 have a superconductor described in more detail below, which displaces the magnetic field with sufficient cooling due to its then superconducting properties, whereby a repulsive force of the rail elements 2 on the car 3 acts.

Ferner ist der Supraleiter in der Lage, ein Magnetfeld zu speichern, dem er während des Abkühlvorgangs auf seine Betriebstemperatur ausgesetzt wurde. Dadurch kann sich der mit dem Supraleiter ausgestattete Wagen längs der Schiene ohne Seitenführungselemente frei und reibungslos bewegen. Bei einer Verschiebung quer zur Magnetschiene treten rückstellende Kräfte auf, die ihn in der ursprünglichen Position zur Schiene halten. Further, the superconductor is capable of storing a magnetic field to which it has been exposed to its operating temperature during the cooling process. This allows the equipped with the superconductor carriage along the rail without side guide elements move freely and smoothly. When shifting transversely to the magnetic rail, restoring forces occur which hold it in its original position relative to the rail.

Die Magnetspulen können dazu eingesetzt werden, ein wanderndes Magnetfeld zu erzeugen, das in einer Vortriebskraft auf die Wagen 3 längs der Schienenelemente 2 resultiert. Dadurch können die Wagen 3 wahlweise synchron zueinander oder asynchron längs der Schienenelemente 2 bewegt werden. Für eine Ansteuerung der Magnetspulen kann eine nicht dargestellte Steuereinrichtung vorgesehen sein, die elektrische Energie bedarfsgerecht an die Magnetspulen abgibt.The magnetic coils can be used to generate a traveling magnetic field, which in a propulsive force on the car 3 along the rail elements 2 results. This allows the cars 3 optionally synchronous with each other or asynchronously along the rail elements 2 to be moved. For a control of the magnetic coils, a control device, not shown, may be provided which emits electrical energy as needed to the magnetic coils.

Zusätzlich zu dem geschlossenen Ring aus Schienenelementen 2 ist eine ebenfalls aus Schienenelementen gebildete Abzweigung 20 vorgesehen, die über Weichen 21, 22 mit dem Ring verbunden ist. An der Abzweigung 20 ist ein Betankungssystem 23 angeordnet, das nachstehend im Zusammenhang mit der 2 noch näher erläutert wird.In addition to the closed ring of rail elements 2 is a turn also formed of rail elements 20 provided that over turnouts 21 . 22 connected to the ring. At the junction 20 is a refueling system 23 hereinafter referred to in connection with 2 will be explained in more detail.

Die Wagen 3 können somit zeitweilig von dem aus Schienenelementen 2 gebildeten Ring auf die Abzweigung 20 umgelenkt werden, um dort mit Fluid befüllt zu werden, das der Kühlung des Supraleiters und somit der Aufrechterhaltung der magnetischen Wechselwirkung mit den Magnetelementen in den Schienenelementen 2 dient, um anschließend wieder Transportaufgaben auf dem Ring wahrnehmen zu können.The cars 3 can thus temporarily from the rail elements 2 formed ring on the turnoff 20 be deflected to be filled there with fluid, the cooling of the superconductor and thus the maintenance of the magnetic interaction with the magnetic elements in the rail elements 2 serves to then again carry out transport tasks on the ring can.

Die Wagen 3 umfassen hierzu jeweils einen in der 2 näher dargestellten Supraleiter 7, der mit einem ersten Oberflächenabschnitt 8 in thermischer Kopplung mit einer Innenwand 16 eines doppelwandig ausgebildeten Fluidbehälters 9 steht, dessen Außenwand 16 eine Abschottung des Supraleiters 7 gegenüber einer Umgebungsatmosphäre gewährleistet. Vorzugsweise ist das Raumvolumen zwischen Innenwand 17 und Außenwand 16 evakuiert, um eine vorteilhafte Isolationswirkung sicherzustellen. Der Supraleiter 7 liegt mit einem zweiten Oberflächenabschnitt 10 den zumindest im Wesentlichen waagerecht ausgerichteten Oberflächen der Schienenelemente 2 gegenüber. Dabei ist der Supraleiter 7 für eine magnetische Wechselwirkung mit den Magnetfeldern der Schienenelemente 2 ausgebildet. Behälterwandabschnitte 11 bis 14 der Innenwand 17 begrenzen ein geschnitten dargestelltes, exemplarisch kubisches Raumvolumen 15, in dem ein zur Kühlung des Supraleiters 7 vorgesehenes Fluid, vorzugsweise ein verflüssigtes Gas, insbesondere flüssiges Helium oder flüssiger Stickstoff, aufgenommen werden kann. Um eine Zufuhr des Fluids in das Raumvolumen 15 zu ermöglichen, sind exemplarisch an einem obenliegenden Behälterwandanschnitt 11 des Fluidbehälters 9 eine Fluideintrittsöffnung 18 sowie eine Fluidaustrittsöffnung 19 ausgebildet, die den Behälterwandabschnitt 11 der Innenwand 17 sowie die Außenwand 16 durchsetzen und beispielsweise als Rohrabschnitte ausgebildet sind, um das Vakuum zwischen Außenwand 17 und Innenwand 17 nicht in Frage zu stellen.The cars 3 each include one in the 2 closer illustrated superconductor 7 that with a first surface section 8th in thermal coupling with an inner wall 16 a double-walled fluid container 9 stands, whose outer wall 16 a foreclosure of the superconductor 7 guaranteed against an ambient atmosphere. Preferably, the volume of space between the inner wall 17 and outer wall 16 evacuated to ensure a beneficial insulation effect. The superconductor 7 lies with a second surface section 10 the at least substantially horizontally oriented surfaces of the rail elements 2 across from. Here is the superconductor 7 for a magnetic interaction with the magnetic fields of the rail elements 2 educated. Container wall sections 11 to 14 the inner wall 17 limit a cut illustrated, exemplary cubic volume of space 15 in which one for cooling the superconductor 7 provided fluid, preferably a liquefied gas, in particular liquid helium or liquid nitrogen, can be recorded. To a supply of the fluid in the volume of space 15 to allow, are exemplary of an overhead container wall gate 11 of the fluid container 9 a fluid inlet opening 18 and a fluid outlet opening 19 formed, which the container wall portion 11 the inner wall 17 as well as the outer wall 16 prevail and are designed, for example, as pipe sections to the vacuum between the outer wall 17 and inner wall 17 not to question.

Das an der Abzweigung 20 angeordnete Betankungssystem 23 umfasst einen nur schematisiert dargestellten Vorratstank 24, der beispielsweise in der Art eines Dewar-Isoliergefäßes ausgebildet ist. Vorzugsweise ist der Vorratstank 24 drucklos, so dass im Inneren des Vorratstanks 24, wo das Fluid gespeichert wird, keine nennenswerte Druckdifferenz gegenüber einem Umgebungsdruck, wie er in der Umgebung des Betankungssystems 23 vorliegt, gegeben ist. Dem Vorratstank 24 ist eine Tankleitung 25 zugeordnet, die für eine fluidische Verbindung zwischen dem Inneren des Vorratstanks 24 und dem Raumvolumen 15 des Fluidbehälters 9 ausgebildet ist. Die Tankleitung 24 ist mit einer nicht dargestellten Isolation versehen, die einen möglichst geringen Wärmeeintrag in das während des Betankungsvorgangs des Fluidbehälters zu transportierende Fluid sicherstellen soll.That at the junction 20 arranged refueling system 23 includes a storage tank shown only schematically 24 , which is formed, for example, in the manner of a Dewar insulated vessel. Preferably, the storage tank 24 depressurized, so that inside the storage tank 24 where the fluid is stored, no significant pressure difference to an ambient pressure, as in the vicinity of the refueling system 23 exists, is given. The storage tank 24 is a tank line 25 assigned to a fluidic connection between the interior of the storage tank 24 and the volume of space 15 of the fluid container 9 is trained. The tank line 24 is provided with an insulation, not shown, which is to ensure the lowest possible heat input into the fluid to be transported during the refueling operation of the fluid container.

Das Betankungssystem 23 umfasst ferner eine Absaugleitung 26, die fluidisch getrennt von der Tankleitung 25 ausgebildet ist. Ein erster Endbereich 27 der Absaugleitung 26 ist für ein zeitweiliges Verbinden mit dem Fluidbehälter 9 vorgesehen. An einem zweiten Endbereich 28 der Absaugleitung 26 sind eine Absaugpumpe 29 und ein Druckmessgerät 30 angeordnet, die mit einer Steuereinrichtung 31 verbunden sind. Die Absaugpumpe 29 ermöglicht eine Unterdruckerzeugung in der Absaugleitung 26. Das Druckmessgerät 30 ermittelt den Druck in der Absaugleitung 26. Die Steuereinrichtung 31 ist für eine Steuerung oder Regelung des in der Absaugleitung 26 herrschenden Unterdrucks durch Auswertung von Messsignalen des Druckmessgeräts 30 und Ansteuerung der Absaugpumpe 29 ausgebildet.The refueling system 23 further comprises a suction line 26 , which are fluidly separated from the tank line 25 is trained. A first end area 27 the suction line 26 is for temporary connection to the fluid container 9 intended. At a second end area 28 the suction line 26 are a suction pump 29 and a pressure gauge 30 arranged with a control device 31 are connected. The suction pump 29 allows a vacuum generation in the suction line 26 , The pressure gauge 30 determines the pressure in the suction line 26 , The control device 31 is for a control or regulation in the suction line 26 prevailing negative pressure by evaluation of measuring signals of the pressure gauge 30 and control of the suction pump 29 educated.

Exemplarisch umfasst das Betankungssystem 23 einen Manipulator 32, der für ein Anheben des jeweiligen Wagens 3 ausgebildet ist, um dabei die gewünschte fluidisch kommunizierende Verbindung zwischen der Tankleitung 25, der Absaugleitung 26 und dem Raumvolumen 15 des Fluidbehälters 9 zu erzielen. Nach Beendigung des Betankungsvorgangs wird der jeweilige Wagen 3 vom Manipulator 32 wieder abgesenkt, so dass die fluidisch kommunizierende Verbindung zwischen der Tankleitung 25, der Absaugleitung 26 und dem Raumvolumen 15 des Fluidbehälters 9 wieder aufgehoben wird. Vorzugsweise sind der Wagen 3 und der Manipulator 32 derart aufeinander abgestimmt, dass eine präzise Positionierung der Fluideintrittsöffnung 18 und der Fluidaustrittsöffnung 19 gegenüber der Tankleitung 25 und der Absaugleitung 26 gewährleistet ist. Hierdurch soll insbesondere gewährleistet werden, dass kein direkter mechanischer Kontakt zwischen der Fluideintrittsöffnung 18 und der der Tankleitung 25 sowie der Fluidaustrittsöffnung 19 und der Absaugleitung 26 vorliegt, um eine unerwünschte thermische Kopplung zu vermeiden.Exemplary includes the refueling system 23 a manipulator 32 for lifting the respective car 3 is formed to thereby the desired fluidically communicating connection between the tank line 25 , the suction line 26 and the volume of space 15 of the fluid container 9 to achieve. After completion of the refueling process, the respective car 3 from the manipulator 32 lowered again so that the fluidically communicating connection between the tank line 25 , the suction line 26 and the volume of space 15 of the fluid container 9 is canceled again. Preferably are the car 3 and the manipulator 32 coordinated so that a precise positioning of the fluid inlet opening 18 and the fluid outlet opening 19 opposite the tank line 25 and the suction line 26 is guaranteed. This is to ensure in particular that no direct mechanical contact between the fluid inlet opening 18 and the tank line 25 and the fluid outlet opening 19 and the suction line 26 is present in order to avoid unwanted thermal coupling.

Bevorzugt sind an der Fluideintrittsöffnung 18 und an der Fluidaustrittsöffnung 19 jeweils Dichtmittel 33, 34 vorgesehen, die eine fluiddichte Kopplung zwischen der Fluideintrittsöffnung 18 und der Tankleitung 25 sowie zwischen der Fluidaustrittsöffnung 19 und der Absaugleitung 26 gewährleisten, so dass während des Betankungsvorgangs keine Unterdruckverluste an der Fluideintrittsöffnung 18 und/oder an der Fluidaustrittsöffnung 19 entstehen.Preference is given to the fluid inlet opening 18 and at the fluid outlet opening 19 each sealant 33 . 34 provided, which is a fluid-tight coupling between the fluid inlet opening 18 and the tank line 25 and between the fluid outlet opening 19 and the suction line 26 ensure that during the refueling process no negative pressure losses at the fluid inlet opening 18 and / or at the fluid outlet opening 19 arise.

Für einen Betankungsvorgang des jeweiligen Wagens 3 kann die folgende Vorgehensweise vorgesehen werden: der Wagen 3 wird zunächst von dem Ring aus Schienenelementen 3 über eine der Weichen 21, 22 auf die Abzweigung 20 geleitet und gegenüberliegend zum Betankungssystem 23 angehalten. Der Manipulator 32 greift entsprechend einem von der Steuereinrichtung 31 vorgegebenen Steuersignal mit einer Gabel 35 unter den Wagen 3 und hebt diesen an. Hierbei findet eine Relativbewegung des Wagens 3 gegenüber der Tankleitung 25 und der Absaugleitung 26 statt, so dass diese die jeweils zugeordnete Fluideintrittsöffnung 18 bzw. Fluidaustrittsöffnung 19 durchsetzen können und am Ende eines vom Manipulator 32 für den Wagen 3 vorgebbaren Hubwegs mit den jeweiligen Endbereichen 28 bzw. 37 in das Raumvolumen 15 des Fluidbehälters 9 hineinragen. Hierdurch wird eine fluidisch kommunizierende Verbindung zwischen der Tankleitung 25 und der Absaugleitung 26 hergestellt. In einem nachfolgenden Schritt stellt die Steuereinrichtung 31 ein Steuersignal an die Absaugpumpe 29 bereit, so dass diese einen Unterdruck in der Absaugleitung 26 erzeugt. Die Unterdruckbeaufschlagung der Absaugleitung 26 führt zu einer Unterdruckbeaufschlagung des Raumvolumens 15 und der Tankleitung 25. Hierdurch stellt sich eine Druckdifferenz in der Tankleitung 25 ein, die zu einem Einströmen von Fluid aus dem Vorratstank 24, in dem vorzugsweise Umgebungsdruck herrscht, in die Tankleitung 25 und von dort in das Raumvolumen 15 des Fluidbehälters 9 führt. Da in der Tankleitung 25 ausgehend von dem ersten Endbereich 36, der in das im Vorratstank 24 gespeicherte Fluid eingetaucht ist, bis zum Raumvolumen 15 eine Druckreduzierung aufgrund des von der Absaugpumpe 29 erzeugten Unterdrucks erfolgt, wird dem in Richtung des Raumvolumens 15 strömenden Fluid Energie entzogen, so dass ein möglicherweise in der Tankleitung 25 trotz der vorgesehenen Isolation stattfindender Wärmeeintrag auf das Fluid zumindest teilweise kompensiert werden kann. Beim Eintritt des Fluids in das Raumvolumen 15 strömt das flüssige Fluid im Freistrahl nach unten in bereits vorhandenes Fluid ein. Da es aufgrund von Wärmeeintrag in das flüssige Fluid zu einer teilweisen Verdampfung des Fluids kommen kann, strömt gasförmiges Fluid in die Absaugleitung 26 ein und wird von der Absaugpumpe 29 in die Umgebung oder in eine nicht dargestellte Abscheideeinrichtung, beispielswiese eine Heliumfalle, geleitet.For a refueling process of the respective car 3 the following procedure can be provided: the carriage 3 is first made of the ring of rail elements 3 over one of the switches 21 . 22 on the turnoff 20 directed and opposite to the refueling system 23 stopped. The manipulator 32 engages according to one of the control device 31 given control signal with a fork 35 under the car 3 and raise this. Here is a relative movement of the car 3 opposite the tank line 25 and the suction line 26 instead, so that these each associated fluid inlet opening 18 or fluid outlet opening 19 can prevail and at the end of a manipulator 32 for the car 3 predeterminable stroke with the respective end regions 28 respectively. 37 in the volume of the room 15 of the fluid container 9 protrude. As a result, a fluidically communicating connection between the tank line 25 and the suction line 26 produced. In a subsequent step, the control device 31 a control signal to the suction pump 29 ready so that these have a negative pressure in the suction line 26 generated. The vacuum pressure of the suction line 26 leads to a negative pressure on the volume of space 15 and the tank line 25 , This creates a pressure difference in the tank line 25 one, which causes an inflow of fluid from the storage tank 24 , in which preferably ambient pressure prevails, in the tank line 25 and from there into the room volume 15 of the fluid container 9 leads. Because in the tank line 25 starting from the first end area 36 that into the storage tank 24 stored fluid is immersed, up to the volume of space 15 a pressure reduction due to the suction pump 29 generated negative pressure, which is in the direction of the volume of space 15 escaping fluid deprives energy, leaving a possibly in the tank line 25 despite the isolation provided heat input to the fluid can be at least partially compensated. When the fluid enters the room volume 15 the liquid fluid flows in the free jet down into already existing fluid. Since a partial evaporation of the fluid can occur due to heat input into the liquid fluid, gaseous fluid flows into the suction line 26 and is from the suction pump 29 in the environment or in a deposition device, not shown, for example, a helium trap, passed.

Während des Betankungsvorgangs stellt sich am Druckmessgerät 30 ein charakteristischer Druckverlauf ein, der schematisch in der 3 dargestellt ist. Zum Zeitpunkt t1 ist der Hubvorgang durch den Manipulator 32 beendet und die Steuereinrichtung 31 aktiviert die Absaugpumpe 29. Hierdurch kommt es zu einem vom Druckmessgerät 30 ermittelten Druckabfall in der Absaugleitung 26. Zum Zeitpunkt t2 ist der Druck in der Absaugleitung 26, in dem mit der Absaugleitung 26 verbundenen Raumvolumen 15 und in der damit verbunden Tankleitung 25 so stark abgefallen, dass flüssiges Fluid aus dem Vorratstank 24 in die Tankleitung 25 eintritt. Da die Tankleitung 25 auf einer trotz der Isolation eine höhere Temperatur aufweist als das flüssige Fluid, kommt es zur Verdampfung von flüssigem Fluid in der Tankleitung und damit zu einem Druckanstieg in der Tankleitung 25, der sich über das Raumvolumen 15 bis in die Absaugleitung 26 fortpflanzt. Die Verdampfung von flüssigem Fluid setzt sich auch fort, wenn das flüssige Fluid bereits in das Raumvolumen 15 einströmt. Hierbei stellt sich ab dem Zeitpunkt t3 zunächst ein im Wesentlichen stabiler Druckwert ein, der ab dem Zeitpunkt t4 auf ein niedrigeres Niveau absinkt, sobald der Supraleiter 7 die gewünschte Zieltemperatur erreicht hat und das Raumvolumen 15 weitgehend mit flüssigem Fluid befüllt ist. Sobald das Raumvolumen 15 so weit mit flüssigem Fluid befüllt ist, dass flüssiges Fluid in die Absaugleitung 26 eintritt, was zum Zeitpunkt t5 der Fall ist, kommt es zu einem weiteren Druckabfall, der von der Steuereinrichtung 31 als Abschaltkriterium für die Absaugpumpe 26 genutzt wird. Anschließend wird der Wagen 3 vom Manipulator 32 wieder abgesenkt, so dass die magnetische Wechselwirkung des Supraleiters 7 mit den Schienenelementen 2 in ein Kräftegleichgewicht mit der Gewichtskraft des Wagens 3 kommt, so dass dieser über dem jeweiligen Schienenelement 2 schwebt und längs der Schienenelemente 2 zumindest nahezu vollständig reibungsfrei bewegt werden kann.During refueling, the pressure gauge rises 30 a characteristic pressure curve, which is shown schematically in the 3 is shown. At time t1 is the lifting operation by the manipulator 32 finished and the controller 31 activates the suction pump 29 , This leads to a pressure gauge 30 determined pressure drop in the suction line 26 , At time t2, the pressure in the suction line 26 in which with the suction line 26 connected room volume 15 and in the associated tank line 25 dropped so much that liquid fluid from the storage tank 24 in the tank line 25 entry. Because the tank line 25 on a despite the insulation has a higher temperature than the liquid fluid, it comes to the evaporation of liquid fluid in the tank line and thus to an increase in pressure in the tank line 25 that is about the volume of space 15 into the suction line 26 propagates. The evaporation of liquid fluid also continues when the liquid fluid is already in the volume of space 15 flows. In this case, starting from the time t3, initially a substantially stable pressure value is established, which drops to a lower level from the time t4 as soon as the superconductor 7 has reached the desired target temperature and the volume of space 15 is largely filled with liquid fluid. Once the room volume 15 so far filled with liquid fluid is that liquid fluid in the suction line 26 occurs, which is the case at time t5, there is a further pressure drop coming from the control device 31 as a shutdown criterion for the suction pump 26 is being used. Subsequently, the car 3 from the manipulator 32 lowered again so that the magnetic interaction of the superconductor 7 with the rail elements 2 in a balance of power with the weight of the car 3 comes so that this over the respective rail element 2 floats and along the rail elements 2 can be moved at least almost completely without friction.

Bei einer nicht dargestellten Ausführungsform sind die Tankleitung und die Absaugleitung konzentrisch zueinander ausgebildet, wobei die Tankleitung vorzugsweise innenliegend angeordnet ist und einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen kann und die Absaugleitung die Tankleitung ringförmig umgibt. In diesem Fall ist eine einzige Öffnung im Fluidbehälter für die Betankung mit Fluid ausreichend, da die Fluidzufuhr und das Absaugen von Fluid durch die gleiche Öffnung erfolgen können.In one embodiment, not shown, the tank line and the suction line are formed concentrically with each other, wherein the tank line is preferably disposed on the inside and may have a circular cross-section and the suction line surrounding the tank line annular. In this case, a single opening in the fluid container is sufficient for refueling with fluid, since the fluid supply and the aspiration of fluid can occur through the same opening.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 000069124192 T2 [0002]

Claims

Superconductor transport system with a rail ( 2 ) and a car ( 3 ) for movement along the rail ( 2 ) is formed, wherein the rail ( 2 ) comprises a magnet arrangement for providing a magnetic field and wherein the carriage ( 3 ) a superconductor ( 7 ) having a first surface portion ( 8th ) in thermal coupling with a fluid container ( 9 ) and which has a second surface section ( 10 ) of the rail ( 2 ) and which for a magnetic interaction with the magnetic field of the rail ( 2 ), wherein the fluid container ( 9 ) of thermally insulating container wall sections ( 11 . 12 . 13 . 14 ) and a volume of space ( 15 ) and a fluid inlet opening ( 18 ) and a fluid outlet opening ( 19 ) having at least one container wall portion ( 11 . 12 . 13 . 14 ), characterized in that a refueling system ( 23 ), which is a storage tank ( 24 ) with a tank line ( 25 ) and a fluidically isolated from the tank line ( 25 ) trained suction line ( 26 ) with a suction pump arranged at the end ( 29 ), the tank line ( 25 ) and the suction line ( 26 ) for a temporary fluidic connection to the fluid inlet opening ( 18 ) and the fluid outlet opening ( 19 ) for filling the fluid container ( 9 ) are formed with a fluid, preferably with a liquefied gas, in particular with liquid helium or nitrogen.

Superconductor transport system according to claim 1, characterized in that the fluid inlet opening ( 18 ) and / or the tank line ( 25 ) and the fluid outlet opening ( 19 ) and / or the suction line ( 26 ) Sealant ( 33 . 34 ) associated with a fluid-tight connection between the fluid inlet opening ( 18 ) and tank line ( 25 ) and between the fluid outlet opening ( 19 ) and suction line ( 26 ) are formed.

Superconductor transport system according to claim 1 or 2, characterized in that cross sections of the fluid inlet opening ( 18 ) and the fluid outlet opening ( 19 ) larger than cross sections of the tank line ( 25 ) and the suction line ( 26 ) are selected to provide a thermal coupling between the fluid container ( 9 ) and the refueling system ( 23 ) during a refueling operation and / or that the fluid inlet opening ( 18 ) and / or the fluid outlet opening ( 19 ) a movable cover for closing the respective opening ( 18 . 19 ) assigned.

Superconductor transport system according to claim 1, 2 or 3, characterized in that between the suction line ( 26 ) and the suction pump ( 29 ) a reservoir and a check valve are arranged to a rapid negative pressure of the suction line ( 26 ) at the beginning of a refueling operation.

Superconductor transport system according to one of the preceding claims, characterized in that on the suction line ( 26 ) a measuring device ( 30 ) for monitoring a refueling operation, which is suitable for a measurement signal transmission with a control device ( 31 ) for the suction pump ( 29 ), the control device ( 31 ) is set up, upon the occurrence of a measurement signal at the measuring device, which corresponds to a predetermined switch-off criterion, a shutdown of the suction pump ( 29 ) to effect.

Method for operating a superconductor transport system ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that in a refueling operation, a fluidically communicating connection between the tank line ( 25 ) and the suction line ( 26 ) by means of the fluid container ( 9 ) and that a fluid transport from the storage tank ( 24 ) through the tank line ( 25 ) in the fluid container ( 9 ) by negative pressure of the suction line ( 26 ) by means of the suction pump ( 29 ) is effected.

Method for operating a superconductor transport system according to claim 6, characterized in that in a refueling operation at least one fluid-related measured value from the group fluid pressure, fluid temperature, gas temperature, suction tube temperature, fluid volume flow, as a shutdown criterion for the suction pump ( 29 ) and thus used for an end of the refueling process.

Method for operating a superconductor transport system according to one of claims 6 or 7, characterized in that a switch-off criterion for the end of the refueling operation is determined based on a switch-off point in a predeterminable curve of a fluid-related measured value.

Method for operating a superconductor transport system according to one of claims 6, 7 or 8, characterized in that in the storage tank ( 24 ) during the refueling process, a higher pressure than in the fluid container ( 9 ) is maintained in order to prevent overcooling of the fluid as it flows through the tank line ( 25 ) for at least partially compensating heat losses in the tank line ( 25 ) and / or during the refueling operation, a suction of a gas phase in the fluid container ( 9 ) and an entry of liquid into the suction tube ( 26 ) as shutdown criterion for the suction pump ( 29 ) is being used.