Anordnung zum Druckreduzieren von Kohlensäure-Flüssiggas -zum Imprägnieren
von Flüssigkeiten, insbesondere von Getränken
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Druck-
reduzieren von Kohlensäure-Flüssiggas zum Im-
prägnieren von Flüssigkeiten, insbesondere von Ge-
tränken, z. B. Mineralwässern, Fruchtsäften u. dgl.
Als Imprägniergas wird dafür bevorzugt natürliche
Kohlensäure verwendet. Um ein gleichmäßiges Er-
zeugnis gewährleisten zu können, wird von einer Re-
duzieranlage verlangt, daß an ihrer Endstufe, an der
Drücke von etwa 1 bis 8 atü herrschen, praktisch
Druckschwankungen nicht mehr auftreten. Die bisher
bekannten Reduzieranlagen lassen in dieser Hinsicht
noch wesentlich zu wünschen übrig. Die von den Koh-
lensäurewerken als Flüssiggas in Stahlflaschen mit
einem temperaturgebundenen Druck von etwa 60 bis
80 atü angelieferten Kohlensäure hat einen gewissen,
von ihrer Herkunft "und dem Gewinnungsverfahren
abhängigen Wassergehalt mit der Folge, daß die Lei-
tungen und Ventile der Reduzieranlage an den Ent-
spannungspunkten hauptsächlich durch Eisbildung
und Rückverflüssigung zufrieren und erhebliche
Druckschwankungen an der Endstufe -auftreten wür-
den, wenn nicht besondere Vorkehrungen hiergegen
getroffen wären, die allerdings ihrerseits wieder zu
gewissen Nachteilen führen. '
Um -das, Einfrieren °iti- vermeiden, wird bekannter-
maßen vo= einer- sogenannteri-Vorwärmung der Koh-
lensäure Gebrauch gemacht, und zwar werden die
Stahlflaschen mittels :Heißwasser erwärmt; und man
sieht- in der Regel eiüe'-elektrische, Heißwasser- oder
Dampfbeheizung an, den Rohrleitungen und Reduzier-
ventilen vor. Diese Vörwärmung ist so stark; daß die
Kohlensäure mit- nennenswerten Plustemperaturen an
der Verbraucherstelle'--ankommt. Es ist bekannt, daß
warme -Kohlensäure -nachteilig für,-den - Imprägnier-
vorgang ist, weil dadurch -der zur Sättigung erforder-
liche Druck wesentlich erhöht werden muß. Mit kalter
Kohlensäure wird der Imprägniervorgang begünstigt
und die Sättigung 'intensiver.-. Vor- allem haftet den
bekannten, mit @ Vöwärmung' arbeitenden Reduzier-
anlagen der Nachteil an, daß die Einfriergefahr und
damit die Gefahr von:: Druckschwankungen an der
Endreduzierstufe nicht völlig bäseitigt ist.
Mit der Anordnung . gemäß der Erfindung ist eine
Kaltreduzierung möglich und dadurch die völlige Be-
seitigung aller bisher auftretenden Schwierigkeiten,
Diese Anordnung ist im wesentlichen geke@rizeiclinßt-
durch eine erste Reduzierstufe, die auf einen Druck-
abfall eingestellt ist, bei welchem im Kohlensäuregas
enthaltene Verunreinigungen, wie Wasser, Öl, voll-
ständig ausgefällt werden, wobei der Durchgangsquer-
schnitt in dieser ersten Reduzierstufe so groß gewählt
ist, daß ein arbeitsstörendes Vereisen mindesten in
einer normalen Arbeitsschicht nicht eintreten kann;
weiter ist die Anordnung -gekennzeichnet durch ein
der ersten Reduzierstufe nachgeordnetes . Entspan-
nungsgefäß mit Filtereinrichtungen, uni das Kohlen-
säuregas von den ausgefällten Verunreinigungen -unter
der Einwirkung der im Filter herrschenden Entspan-
nungskälte zu reinigen und um sonstige feste Schwebe-
stofft6ilchen aus dem Gas zun.-entfernen. An das Ent-
spannungsgefäß schließt 'sich die zweite Redi?zierstufe
`an, die auf den Arbeitsdruck eingestellt ist, wobei Vor-
kehiungen getröfCen sind; uni =die beim Entspannen
-angefallene Kälte=bis zur Verbiauchsstelle zu- erhalten,
gegebenenfalls durch AnWendüng.von Wärmeschutz.
Bei -deri bekannten Mineralwässerapparateri-wurde
das flüssige Kohlensäuregas entsprechend der -Anzahl
einerPartie zu imprägnierenderMineralwasserflaschen
-in einen bereitgestellten Behälter entspannt und aus
diesem- dann in- die einzelnen Flaschen abgefüllt. Der
Betrieb ist aber ein abschnittsweiser und der Apparat
'nicht dazu geeignet,"Kohlensäüregas'-ununterbrochen
-und druekkonstant einer Verbrauchsstelle zuzuführen.
Dafür wäre auch-nicht brauchbar. eine bekannte Vor-
richtung zum Aüsfriereil der äsfeüchtigkeit, .die
,,zwar- ebenfalls Entspannungskälte ausnützt, -sie aber
vor die erste Reduzierstufe zurückführt, wo in einem
Vorkühler,die Ausfrierung stattfindet. Während dieses
-'Verfahren für die Reinigung von Sauerstoffgas an-
wendbar ist, wäre es für den vorliegenden Zweck
ungeeignet, weil das Kohlensäureflüssiggas, mittels der
Entspannungskälte unterkühlt, an der ersten Redu-
zierstufe sich bereits zu etwa einem Drittel in Trok-
keneis umwandeln und damit die Anlage in kürzester
Zeit verstopfen würde. Daher wird bei der erfindungs-
gemäßen Anordnung die nach der ersten Reduzierstufe erhaltene Entspannungskälte
unmittelbar zum Ausfrieren der Gasfeuchtigkeit benutzt.Arrangement for reducing the pressure of carbonic acid liquid gas - for impregnating liquids, especially beverages The invention relates to an arrangement for printing
reduce carbon dioxide liquefied gas for import
impregnation of liquids, especially of
soak, e.g. B. mineral waters, fruit juices and the like.
The preferred impregnation gas for this is natural
Carbon dioxide used. To ensure an even
to be able to guarantee a certificate is
duzieranlage requires that on its output stage, on the
Pressures of about 1 to 8 atmospheres prevail, practical
Pressure fluctuations no longer occur. The so far
known reduction systems leave in this regard
still much to be desired. The ones used by the
Lentic acid works as liquefied gas in steel bottles with
a temperature-dependent pressure of about 60 to
80 atmospheres delivered carbonic acid has a certain
of their origin "and the method of extraction
dependent water content with the consequence that the line
connections and valves of the reduction system at the
tension points mainly due to ice formation
and reliquefaction to freeze and considerable
Pressure fluctuations at the output stage would occur
the, if not special precautions against this
would have been taken, which in turn would be closed again
lead to certain disadvantages. '
In order to avoid freezing it is known
dimensions vo = a so-callederi-preheating of the carbon
Lentic acid use is made, namely the
Steel bottles heated by: hot water; and you
sees- usually eiüe'-electric, hot water or
Steam heating, the pipelines and reducing
valves before. This preheating is so strong; that the
Carbonic acid with significant plus temperatures
of the consumer '- arrives. It is known that
warm - carbonic acid - disadvantageous for - the - impregnation
process is because it - the required for saturation -
Liche pressure must be increased significantly. With cold
The impregnation process is favored by carbon dioxide
and the saturation 'more intense. Above all, the is liable
known, with @ Vöwärmung 'working reducing
systems have the disadvantage that the risk of freezing and
thus the risk of :: pressure fluctuations at the
Final reduction stage is not completely eliminated.
With the arrangement. according to the invention is a
Cold reduction possible and thus the complete
elimination of all difficulties that have arisen so far,
This arrangement is essentially geke @ rizeiclinasst-
through a first reduction stage, which is reduced to a pressure
waste is set at which in the carbonic acid gas
Contains impurities, such as water, oil, full
are constantly precipitated, whereby the passage cross
cut in this first reduction stage chosen so large
is that work-disruptive icing is at least in
a normal working shift cannot commence;
furthermore the arrangement is marked by a
downstream of the first reduction stage. Relaxation
with filter devices, uni the carbon
acid gas from the precipitated impurities -under
the effect of the stress relief prevailing in the filter
to clean the cold and to remove other fixed floating
Remove particles of substance from the gas. To the
voltage vessel closes the second reduction stage
`, which is set to the working pressure, whereby
accidents are drunk; uni = those while relaxing
-accumulated cold = to receive up to the consumption point,
if necessary by applying heat protection.
At - the well-known mineral water apparatus - was
the liquid carbonic acid gas according to the number
a batch of mineral water bottles to be impregnated
- relaxed in a provided container and off
then filled into the individual bottles. Of the
Operation is, however, a sectional and the apparatus
'not suitable for'Kohlensäüregas'-uninterrupted
-and supply constant pressure to a point of consumption.
It would also not be useful for this. a well-known pro
direction to the freezer part of the äsfeuchtigkeit, .die
,, Although- also takes advantage of relaxation cold, -she however
before the first reduction stage leads back where in a
Precooler that freezes out. During this
-'Procedures for the purification of oxygen gas at-
reversible, it would be for the present purpose
unsuitable because the carbonic acid liquefied gas by means of the
Relaxation cold hypothermic, at the first reduction
decorative stage is already about a third in dry
convert keneis and with it the system in next to no time
Time would clog. Therefore, in the invention
According to the arrangement, the expansion cooling obtained after the first reduction stage is used directly to freeze out the gas moisture.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung der in ihren Wirkungen einzeln
bekannten Baugruppen wird das gestellte Problem gelöst, an der Verbrauchstelle einen
kalten und gereinigten sowie stetigen C02-Gasstrom zu erhalten.The inventive arrangement of the individual in their effects
known assemblies, the problem posed is solved at the point of consumption
to obtain cold and purified as well as steady C02 gas flow.
Weitere Merkmale der Erfindung betreffen die AusbildungderAnordnung
im einzelnen. Gasdurchlässige, feinporige, aus Natur- oder Kunststein bestehende
Filter sind an sich bekannt, desgleichen auch großporiges Silikagel oder ringförmige
Filterelemente, wie sogenannte Raschigringe, endlich auch Abscheidungseinrichtungen
für die ausgefrorene Feuchtigkeit.Other features of the invention relate to the design of the assembly
in detail. Gas-permeable, fine-pored, made of natural or artificial stone
Filters are known per se, as are large-pored silica gel or ring-shaped ones
Filter elements, such as so-called Raschig rings, finally also separation devices
for the frozen moisture.
Die erfindungsgemäße Anordnung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt.The arrangement according to the invention is shown schematically in the drawing.
Der mit 10 bezeichnete Richtungspfeil soll einen mit einem
Betriebsdruck von etwa 60 bis 80 atü ankommenden C02 Strom andeuten. Dieser Gasstrom
kann beispielsweise aus einem Sammelrohr kommen, an welches mehrere Stahlgasflaschen
angeschlossen sind, oder aus einer zu einem Tanklager führenden Leitung.The directional arrow labeled 10 is intended to indicate an incoming C02 stream with an operating pressure of approximately 60 to 80 atmospheres. This gas flow can come, for example, from a collecting pipe to which several steel gas cylinders are connected, or from a line leading to a tank farm.
Mit 11 ist die erste Reduzierstufe bezeichnet, an der das Gas von
etwa 60 bis 80 atü auf etwa 10 atü entspannt wird. Es gelangt über die Leitung 12
in die untere Hälfte des Zwischengefäßes 13. Die Gaszugänge und Reduzierventile
an der ersten Entspannungsstufe 11/12 sind nach Maßgabe der in der Zeiteinheit und
in einem vorbestimmten Betriebszeitabschnitt durchgehenden Gasmenge und des Entspannungsgrades
mit Querschnitten ausreichender Weise ausgelegt, um ein betriebsstörendes Zufrieren
auszuschließen, d. h., die Querschnitte sind so groß gehalten, daß sie im ungünstigsten
Falle am Ende eines Betriebszeitabschnittes, beispielsweise also eines Arbeitstages,
höchstens teilweise zugefroren sind und dann noch immer genügend Gas durchlassen,
um einwandfreien Betrieb zu gewährleisten. Das Zwischengefäß enthält in seinem unteren
Teil eine grobporige Filtermasse 14, vorzugsweise poröse Steingutringe oder
sogenannte Raschigringe, während der obere Teil des Gefäßes mit einer feinporigen
Filtermasse 15, z. B. Aktivkohle, unter Freihaltung eines Gassammelraumes 13a gefüllt
ist. Im Gassammelraum 13a endet das Gasableitungsrohr 16, das zur zweiten Reduzierstufe
17 führt. Dort findet eine weitere Entspannung von etwa 10 atü auf etwa 1 bis 8
atü statt. Mit 18 ist der zur Verbrauchsstelle führende Gasstrom bezeichnet. 19
ist ein Sicherungsventil am Zwischengefäß 13, 20 ein Kondensatablaßventil.The first reduction stage is designated by 11, at which the gas is expanded from about 60 to 80 atmospheres to around 10 atmospheres. It reaches the lower half of the intermediate vessel 13 via the line 12. The gas inlets and reducing valves on the first expansion stage 11/12 are designed in accordance with the amount of gas passing through in the unit of time and in a predetermined operating period and the degree of expansion with cross-sections sufficient to allow a Exclude disruptive freezing over, that is, the cross-sections are kept so large that in the worst case at the end of an operating period, for example a working day, they are at most partially frozen and then still allow enough gas to pass through to ensure proper operation. The lower part of the intermediate vessel contains a coarse-pored filter material 14, preferably porous earthenware rings or so-called Raschig rings, while the upper part of the vessel is provided with a fine-pored filter material 15, e.g. B. activated carbon, while keeping a gas collecting space 13a free. The gas discharge pipe 16, which leads to the second reduction stage 17, ends in the gas collecting space 13a. There is a further relaxation from about 10 atm to about 1 to 8 atm. The gas flow leading to the point of consumption is designated by 18. 19 is a safety valve on the intermediate vessel 13, 20 is a condensate drain valve.
Die den unteren Teil des Zwischengefäßes 13 fül-
lende Filtermasse
14, die raummäßig im Beispielsfalle etwa zwei Drittel des für die Filtermasse vorgesehenen
Raumes einnimmt, hat die Aufgabe, den aus der Leitung 12 austretenden Gasstrom
abzubremsen. Zu diesem Zweck könnten hier noch besondere Prallvorrichtungen eingebaut
sein. Unter der im Zwischengefäß 13 herrschenden Entspannungskälte von bis etwa
-30' C verflüssigen und verfestigen sich vom Gasstrom mitgeführte Verunreinigungen,
insbesondere mitgeführter Wasserdampf. Bereits an den porösen Füllkörpern der Packung
14 wird sich ein erheblicher Teil des Wassers unter Bildung von Eiskristallen niederschlagen,
desgleichen werden öltröpfchen und feste SchwebestofE-teilchen, z. B. Rostteilchen,
festgehalten. Die Feinreinigung findet in der nachgeschalteten feinporigen Filtermasse
15, im Beispielsfalle Aktivkohle, statt, so daß in den Sammelraum 13a trockenes
und reines Kohlensäuregas eintritt. Wie sich im Dauerversuch gezeigt hat, kommen
an der zweiten Reduzierstufe keinerlei Störungen durch Einfrieren mehr vor, was
sich darin zeigt, daß der Zeiger des übliche Genauigkeit aufweisenden Druckmeßgerätes
21 an der zweiten Reduzierstufe keinerlei Schwankungen zeigt. Zur Reinigung des
Zwischengefäßes 13 von den sich während des Betriebes in fester Form angesammelten
Verunreinigungen werden diese unter dem Einfluß der Raumwärme verflüssigt und am
Ventil 20 abgelassen. The filter mass 14 filling the lower part of the intermediate vessel 13, which in the example case takes up about two thirds of the space provided for the filter mass , has the task of decelerating the gas flow emerging from the line 12. For this purpose, special impact devices could also be installed here. Under the expansion cold of up to about -30 ° C. prevailing in the intermediate vessel 13, impurities carried along by the gas stream, in particular water vapor carried along, liquefy and solidify. A considerable part of the water will precipitate on the porous packing elements of the packing 14 with the formation of ice crystals. B. rust particles held. The fine cleaning takes place in the downstream fine-pored filter mass 15, in the case of the example activated carbon, so that dry and pure carbonic acid gas enters the collecting space 13a. As has been shown in the endurance test, no more disturbances from freezing occur at the second reduction stage, which is shown by the fact that the pointer of the pressure measuring device 21, which has the usual accuracy, does not show any fluctuations at the second reduction stage. In order to clean the intermediate vessel 13 from the impurities that have accumulated in solid form during operation, they are liquefied under the influence of the room heat and drained at the valve 20.