DE1097824B

DE1097824B - Device for keeping the contents of two or more containers the same, from which they are removed at the same time

Info

Publication number: DE1097824B
Application number: DEB53230A
Authority: DE
Inventors: Simon Kugler
Original assignee: British Oxigen Ltd
Current assignee: BOC Group Ltd
Priority date: 1958-05-22
Filing date: 1959-05-13
Publication date: 1961-01-19

Description

Einrichtung zum gegenseitigen Gleichhalten der Inhalte zweier oder mehrerer Behälter, aus welchen gleichzeitig entnommen wird Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum gegenseitigen Gleichhalten der Inhalte zweier oder mehrerer Behälter, aus welchen gleichzeitig entnommen wird, wobei dem Inhalt der jeweiligen Behälter proportionale elektrische Signale gewonnen und zur Steuerung von die Entnahme aus den Behältern bestimmenden Regelaggregaten verwendet werden.Means to keep the contents of two or a plurality of containers from which it is withdrawn at the same time. The invention relates to a device for keeping the contents of two or more equal to one another Containers from which is removed at the same time, with the contents of the respective Container obtained proportional electrical signals and used to control the removal can be used to determine control units from the containers.

Da,s Hauptanwendungsgebiet der Erfindung, bilden Behälter in Luftfahrzeugen, deren Inhalt während des Flugs entnommen wird. Aus verschiedenen Gründen sollten derartige Behälter nicht nacheinander entleert werden, sondern der Inhalt solcher Behälter sollte im wesentlichen untereinander gleichgehalten werden, was insbesondere mit Rücksicht auf die Gewichtsverteilung im Flugzeug und mit Rücksicht auf die Geringhaltung der Verluste im Fall etwaiger Betschädigung eines oder mehrerer Behälter von Wichtigkeit ist.As the main field of application of the invention, containers in aircraft, the content of which is extracted during the flight. For various reasons, should such containers are not emptied one after the other, but the contents of such Containers should be kept essentially the same as one another, what in particular with consideration for the weight distribution in the aircraft and with consideration for the neglect the losses in the event of damage to one or more containers of importance is.

Bei den bekannten Einrichtungen der eingangs erwähnten Art erfolgt die Messung des Inhalts der beiden Behälter mittels Schwimmern, welche mit besonderen Gliedern aus den Behältern herausragen, um außerhalb angeordnete Potentiometer zu betätigen. Diese Einrichtungen sind nicht nur verhältnismäßig kompliziert, sondern auch insofern wesentlich nachteilig, als an der Austrittsstelle der Schwimmer aus den Behältern Undichtigkeiten entstehen, so daß eine solche Anordnung für Behälter mit gegenüber dem äußeren Druck erhöhtem Innendruck ungeeignet ist. Auch baut die bekannte Einrichtung sehr aufwendig. Es müssen nämlich bei dieser die Potentiometer eine Höhenerstreckung, haben, die gleich dem: Maß ist, um welches der Flüssigkeitsspiegel in dem Behälter schwanken kann. Schließlich benötigen die bekannten Einrichtungen auch einen unverhältnismäßig großen elektrischen Aufwand, da bei ihnen nicht nur Potentiometer erforderlich sind, sondern auch neben einem elektromagnetischen Schalter zwei gesonderte Elektromotoren.In the known devices of the type mentioned above the measurement of the contents of the two containers by means of floats, which with special Limbs protrude from the containers to externally arranged potentiometers actuate. These facilities are not only relatively complicated, but also to the extent that it is essentially disadvantageous, as the float comes out at the exit point the containers are leaking, so that such an arrangement for containers with an internal pressure that is higher than the external pressure is unsuitable. Also builds well-known facility very expensive. The potentiometer must be used for this a height extension, which is the same as: the measure by which the liquid level is may fluctuate in the container. Finally, the known facilities need also a disproportionately large amount of electrical effort, as they are not the only ones Potentiometers are required but also in addition to an electromagnetic switch two separate electric motors.

Diese Mängel der bekannten Einrichtungen werden entsprechend der Erfindung dadurch beseitigt, daß jedem der Behälter ein an sich bekanntes Kondensator-Meßgerät zugeordnet wird, und daß ein elektrischer Dreiwege-Relaisschalter vorgesehen wird, dem die von den Kondensator-Meßgeräten abgegebenen Signale zugeführt werden, und der eine mittlere Lage! einnimmt, wenn die Signale gleich sind, während er bei ungleichen Signalen so umgeschaltet wird, daß einer von zwei Elektromagneten erregt wird, deren. jeder ein Ventil in den Ableitungen -der Behälter zur Regelung des Abflusses betätigt.These shortcomings in known devices are addressed in accordance with the invention thereby eliminating the fact that each of the containers has a known capacitor measuring device is assigned, and that an electrical three-way relay switch is provided, to which the signals emitted by the capacitor measuring devices are fed, and of a middle location! assumes when the signals are equal, while when the signals are unequal Signals is switched so that one of two electromagnets is excited whose. each one actuates a valve in the drains -the container to regulate the discharge.

Diese Ausbildung hat gegenüber den bekannten Einrichtungen noch den weiteren Vorteil, daß sie auch bei Luftfahrzeugen verwendet werden kann, wie bereitst oben dargelegt. Eine bevorzugte Ausführungsform der Einrichtung nach der Erfindung ist auf Konverterbehälteranlagen zur Unterbringung verflüssigter Gase anwendbar, die unter Verdampfung gasförmig entnommen werden, wobei die Ventile zur Entnahmesteuerung derart angeordnet sind, daß sie von der dampfförmigen Phase und nicht von der verflüssigten Phase durchströmt werden.Compared to the known institutions, this training still has the further advantage that it can also be used in aircraft, as ready set out above. A preferred embodiment of the device according to the invention is applicable to converter tank systems for storing liquefied gases, which are withdrawn in gaseous form with evaporation, with the valves for withdrawal control are arranged so that they are from the vapor phase and not from the liquefied Phase are flowed through.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird nunmehr beispielsweise unter Bezug auf die Zeichnung beschrieben, welche in schematischer Darstellung die Anwendung der Erfindung auf eine Sauerstoffanlage für Flugzeuge zeigt, welche zwei Behälter für verflüssigten Sauerstoff aufweist, deren Bauart unter dem Namen »Konverter« bekanntgeworden ist und aus welchen der verflüssigte Sauerstoff unter Verdampfung nach Bedarf entnommen wird, um für Atmungszwecke und andere Zwecke verwendet zu werden.An embodiment of the invention is now exemplified under Described with reference to the drawing, which shows the application in a schematic representation of the invention to an oxygen system for aircraft shows which two containers for liquefied oxygen, the design of which is known as »converter« has become known and from which the liquefied oxygen under evaporation withdrawn as needed to be used for breathing and other purposes will.

Bei der in der Zeichnung -dargestellten Anlage ist ein Behälter 10 für verflüssigten Sauerstoff mit einer Entnahmeleitung 11 versehen, während ein weiterer, gleichartiger Behälter 1Z für verflüssigten Sauerstoff mit einer Entnahmeleitung 13 versehen ist. Die Entnahmeleitungen 11'. und 13 vereinigen sich zu einer gemeinsamen Entnahmeleitung 14, über welche gasförmiger Sauerstoff einer oder mehreren, in der Zeichnung nichtdargestellten Verbraucherstellen zugeführt wird. Der verflüssigte Sauerstoff wird gleichzeitig aus beiden Konvertern 10 und 12 entnommen, und jeder dieser Konverter ist mit einer Zweigleitung 15 versehen, welche jeweils zu einer Verdampferschlange 16 führt, in welcher ein gewisser Gasdruck entwickelt wird. Die Entnahmeleitungen 11 und 13 führen zu weiteren Verdampferschlangen 17 und 18. Der aus den. Konvertern 10 und 12 entnommene flüssige Sauerstoff wird in den Verdampferschlangen 17 und 18 verdampft, bevor er in Gasform längs der Entnahmeleitungen 11 und 13 weiterströmt.In the system shown in the drawing, there is a container 10 for liquefied oxygen provided with a withdrawal line 11, while a Another, similar container 1Z for liquefied oxygen with a withdrawal line 13 is provided. The extraction lines 11 '. and 13 unite to form a common Sampling line 14, through which one or more gaseous oxygen in the Drawing not shown consumer points is supplied. Of the Liquefied oxygen is withdrawn from both converters 10 and 12 at the same time, and each of these converters is provided with a branch pipe 15, which respectively leads to an evaporator coil 16 in which a certain gas pressure develops will. The extraction lines 11 and 13 lead to further evaporator coils 17 and 18. The one from the. Liquid oxygen removed from converters 10 and 12 is transferred to evaporates the evaporator coils 17 and 18 before being in gaseous form along the extraction lines 11 and 13 continues to flow.

In der Entnahmeleitung 11 ist ein Absperrventil 19 angeordnet, welches normalerweise in geöffnete Stellung gedrückt wird. Bei 20 ist ein elektrisches, mit dem Ventil 19 verbundenes Solenoid angedeutet, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß bei Erregung des Solenoids 20 dais Ventil 19 geschlossen; wird.In the extraction line 11, a shut-off valve 19 is arranged, which normally pushed in the open position. At 20 there is an electric, indicated with the valve 19 connected solenoid, the arrangement being made is that when the solenoid 20 is energized, the valve 19 is closed; will.

Die Entnahmeleitung 13 weist ein weiteres Absperrventil 21 auf, welches zu dem Ventil 19 gleichartig ist und ebenfalls mit einem Solenoid 22 versehen ist.The extraction line 13 has a further shut-off valve 21, which is similar to the valve 19 and is also provided with a solenoid 22.

Mit dem Konverter 10 ist ein elektrisches Kondensatormeßgerät 23 verbunden, dessen (in der Zeichnung nicht dargestelltes) Meßelement in den Konverter 10 eingebaut ist und die Kapazität einer Wheatstoneschen Brückenschaltung bildet. Ist der Konverter leer, so befindet sich die Brückenschaltung im Gleichgewicht. Wird jedoch der Konverter, mit flüssigem; Sauerstoff gefüllt, so wird dadurch entsprechend der Dielektrizitätskonstanten des flüssigen Sauerstoffs die Kapazität des Kondensators geändert. Die Brückenschaltung gerät infolgedessen jeweils um denjenigen Betrag aus dem Gleichgewicht, welcher dem Inhalt des betreffenden Konverters entspricht. Vom Meßgerät 23 wird ein Signal abgeleitet, dessen Intensität dem Flüssigkeitsinhalt im Konverter 10 entspricht. Mit dem Konverter 12 ist ein weiteres, zum Meßgerät 23 gleichartiges Meßgerät 24 verbunden.An electrical capacitor measuring device 23 is connected to the converter 10, its measuring element (not shown in the drawing) built into the converter 10 and forms the capacity of a Wheatstone bridge circuit. Is the converter empty, the bridge circuit is in equilibrium. However, if the converter with liquid; Oxygen is filled, so it is according to the dielectric constant of liquid oxygen changed the capacitance of the capacitor. The bridge circuit consequently gets out of balance by the amount which corresponds to the content of the converter concerned. From the measuring device 23 is a signal derived, the intensity of which corresponds to the liquid content in the converter 10. With the converter 12 is a further measuring device 24 of the same type as the measuring device 23 tied together.

Die von den beiden Konvertern abgeleiteten Signale sind gleich, wenn die betreffenden Mengen flüssigen Sauerstoffs in den betreffenden. Behältern gleich sind. Diese, von den betreffenden Meßgeräten 23, 24 der beiden Konverter, abgeleiteten Wechselsignale werden einer im dargestellten Schema als Dreiwegrelais 25 dargestellten Schaltung zugeführt, welche normalerweise einen einer Relaiszungen-Mittelstellung entsprechenden neutralen Scbaltzustand einnimmt. Diese Schaltung schaltet in einen der beiden anderen Schaltzustände, sobald das Gleichgewicht zwischen den beiden über die Leitungen 28 und 29 bezogenen Signalen einen bestimmten Störungswert überschreitet. Dies geschieht durch Vergleich dieser Signale mit einem der Relaisschaltung über eine Leitung 30 zugeführten Bezugssignal. In die Schaltung können Transformatoren 26, Gleichrichter 27 und weitere erforderliche Schaltelemente einbezogen sein. Die beideg'solenoidbetätigten Ventile 19 und. 21 in den. betreffenden, von den Konvertern 10 und 12 abzweigenden Entnahmeleitungen sind dann geöffnet, wenn die Solenoide 20 und 22 nicht erregt sind. Wenn die Intensität des beim Relais 25 von, einem der Meßgeräte her eingehenden Signals die Intensität eines von einem anderen, Meßgerät her eingehenden Signals um einen bestimmten Wert übersteigt, wodurch ein bestimmter Unterschied zwischen den Füllungen. der betreffenden Konverter 10 und 12 angezeigt wird, dann schaltet das Relais 25 in die betreffende Schaltstellung und erregt dadurch das Solenoid desjenigen Ventils, welches in der Ent iiahmeleitung des Konverters mit dem geringsten Inhalt gelegen ist. Dadurch wird das betreffende Ventil geschlossen und die Entnahme aus dem betreffenden Konverter so lange unterbrochen, bis die Inhalte der beiden Konverter wieder. im wesentlichen gleich groß sind. Wenn diese Gleichheit der Behälterfüllungen erreicht ist, gleichen; sich auch die betreffenden, dem Relais 25 zugeführten Signale aus, so daß dieseis Relais in seine neutrale Schaltstellung zurückkehrt und das betreffende Ventil wieder geöffnet wird. Im Schaltschema ist beim Relais 25 beispielsweise die Relaiszunge 31 in einer neutralen mittleren Schaltlage angezeigt. Die Stromquelle zur Erregung jeweils eines der beiden Solenoide ist hei 32 angedeutet, wobei diese Erregung jeweils in Abhängigkeit von der Schaltstellung der Relaiszunge 31 stattfindet.The signals derived from the two converters are the same if the relevant quantities of liquid oxygen in the relevant. Containers the same are. These, derived from the relevant measuring devices 23, 24 of the two converters Alternating signals are shown as a three-way relay 25 in the diagram shown Circuit supplied, which normally one of a relay reed center position adopts a corresponding neutral switching state. This circuit switches into one the other two switching states as soon as the equilibrium between the two over the lines 28 and 29 related signals exceeds a certain interference value. This is done by comparing these signals with one of the relay circuit via a reference signal supplied to a line 30. Transformers can be used in the circuit 26, rectifier 27 and other necessary switching elements may be included. the both solenoid operated valves 19 and. 21 in the. concerned, from the converters 10 and 12 branching extraction lines are open when the solenoids 20 and 22 are not energized. If the intensity of the relay 25 of, one of the Incoming signal from measuring instruments determines the intensity of one signal from another, measuring instrument Her incoming signal exceeds a certain value, creating a certain Difference between the fillings. the relevant converter 10 and 12 are displayed is, then the relay 25 switches to the relevant switching position and is thereby energized the solenoid of that valve, which is in the Ent iiahmeleitung of the converter with the least content. This closes the valve in question and the removal from the converter concerned is interrupted until the content of the two converters again. are essentially the same size. If this equality the tank fill levels are equal; also the relevant ones, the relay 25 signals supplied so that this relay is in its neutral switch position returns and the valve in question is opened again. In the circuit diagram is in the case of relay 25, for example, relay tongue 31 is in a neutral central switching position displayed. The power source for exciting one of the two solenoids is hot 32 indicated, this excitation in each case depending on the switch position the relay tongue 31 takes place.

Die beiden Ventile können, falls gewünscht, auch so eingerichtet sein, daß die Entnahme aus den beiden Konvertern, anstatt vollständig unterbrochen zu werden, nur gedrosselt wird. Während grundsätzlich diese beiden Ventile durchaus in den Entnahmeleitungen der Konverter derart angeordnet sein können, daß sie von flüssigem Sauerstoff durchströmt werden, sind gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung diese Ventile in. den Entnahmeleitungen 11 und 13 an Stellen angeordnet, die so weit von den beiden Konvertern abgelegen sind, daß die Ventile nach Verdampfung und Entsprechender Erwärmung des Sauerstoffs von der gasförmigen Phase durchströmt werden. Dies hat den Vorteil, daß; die beiden Ventile 19 und 21 nicht besonders für niedrige Temperaturen konstruiert zu werden brauchen.The two valves can, if desired, also be set up in such a way that that the withdrawal from the two converters instead of being completely interrupted will only be throttled. While basically these two valves are quite can be arranged in the extraction lines of the converter so that they of liquid oxygen are flowed through, are according to a preferred embodiment According to the invention, these valves are arranged in the sampling lines 11 and 13 at points which are so far away from the two converters that the valves after evaporation and corresponding heating of the oxygen flows through the gaseous phase will. This has the advantage that; the two valves 19 and 21 not particularly need to be designed for low temperatures.

Störungen in der elektrischen Schaltung machen die Konverter nicht unbrauchbar, da die beiden Ventile 19 und 21 bei Stromlosigkeit sich im geöffneten Zustand befinden. Die Anordnung ist also störungssicher.The converters do not cause any malfunctions in the electrical circuit unusable because the two valves 19 and 21 are open when there is no current State. The arrangement is therefore fail-safe.

Die Erfindung wurde obenstehend für ein Sauerstoff-Verteilungssystem mit zwei Konvertern beschrieben. Sie ist selbstverständlich auf jedes Flüssigkeitsverteilungssystem mit zwei oder mehreren Behältern anwendbar, sofern die Flüssigkeitsinhalte elektrisch gemessen werden, gleichzeitig entnommen werden und die Gleichheit der jeweiligen Behälterinhalte untereinander sichergestellt werden soll. Falls drei' oder mehr Behälter verwendet werden, muß die oben in Verbindung mit zwei Behältern für verflüssigten Sauerstoff beschriebene elektrische Schaltung entsprechend abgeändert werden, während das Prinzip der Gleichgewichtshaltung zwischen den Ausgangssignalen der betreffenden Meßgeräte und die Ausnutzung von Signalunterschieden zur Absperrung der Entnahme des jeweils den geringsten Inhalt aufweisenden Behälters beibehalten wird.The invention has been made above for an oxygen distribution system described with two converters. It goes without saying that it is part of every liquid distribution system Can be used with two or more containers, provided the liquid contents are electrical can be measured, taken at the same time and the equality of the respective Container contents should be ensured among each other. If three 'or more Containers to be used, the above must be combined with two containers for liquefied Oxygen described electrical circuit can be modified accordingly while the principle of maintaining equilibrium between the output signals of the relevant Measuring devices and the use of signal differences to block the extraction of the container with the smallest content is retained.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Device for mutual equalization of the. Contents of two or more containers, from which the contents of two or more containers are removed simultaneously, with electrical signals proportional to the contents of the respective container being obtained and used to control the control units determining the withdrawal from the containers, characterized in that each of the containers (10, 12) is assigned a known capacitor measuring device (23, 24), and that an electrical three-way relay switch (25) is provided to which the signals emitted by the capacitor measuring devices are fed and which assumes a middle position when the signals are the same, while if the signals are not the same, it is switched so that one of two electromagnets (20, 22) is excited, each of which has a valve (19, 21) in the discharge lines (11, 13) of the container to regulate the discharge actuated.

2. Application of a device according to claim 1 to converter container systems to accommodate liquefied gases that are removed in gaseous form with evaporation the valves (19, 21) for regulating the withdrawal are arranged in such a way that the vapor phase and not the liquefied phase flows through it will. Documents considered: German Patent No. 696 897.