DE1902309B2 - Verteilerkopf zum Verteilen eines verflüssigten Gases in gleiche Teile - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Verteilerlopf gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiger Verteilcrtopf ist bereits aus der GB-PS 951 910 bzw. der DT-AS 1 214 926 bekannt. Bei diesem Verteilertopf stehen die nach oben ragenden Leitungen frei im Inneren der Kammer des Topfs. Die Zuführung der aus gasförmigem und flüssigem Gas bestehenden Mischung durch die Einlaßöffnung von oben her erfolgt in Richtung auf den Kammerboden. An diesem sammelt sich zu Beginn der Inbetriebnahme des bekannten Verteilertopfs flüssiges Gas, bis ein Flüssigkeitsniveau erreicht wird, das während des weiteren Betriebs des Verteilertopfs konstant gehalten wird und als Betriebsniveau angesprochen werden kann. Bei der weiteren Zuführung der Gasmischung strömt diese durch die Einlaßöffnung von oben her auf die im Bereich des Kammerbodens angesammelte Gasmischung, wobei fortlaufend vom oberen Bereich dieser Mischungsansamnilung aus Bestandteile der Mischung in das Innere jeder der Leitungen durch die an diesen angeordneten Öffnungen einströmen. Die Öffnungen sind dabei derart an den Leitungen angeordnet, daß ein Teil von ihnen während des Betriebs des Verteilertopfs jederzeit oberhalb des Betriebsniveaus liegt. Darüber hinaus ist durch die Anordnung der Leitungen am äußersten Bereich des Kamnierinneren gewährleistet, daß ein direkter Zufluß der Gasmischung von der in das Kammerinnere führenden Einlaßöffnung in die der Abführung der Gasmischung dienenden Leitungen nicht möglich ist. Obschon die der geteilten Abführung des Gases dienenden Leitungen außerhalb des unmittelbaren Einlaßbereiches für die Gasmischung angeordnet sind, besteht stets die Gefahr, daß bein. Auftreffen des im wesentlichen aus flüssigem Gas bestehenden Strahls auf die am Kammerboden befindliche Gasmisehungsansammlung in nicht unerheblichem Ausmaße Teile des Einlaßstrahls bzw. der Mischungsansammlung hochspritzen und in den direkten Bereich der Öffnungen der Abführungsleitungen gelangen, so daß eine Aufteilung des Gases in ungleichen Mengen bewirkt wird. Darüber hinaus besteht des weiteren die Gefahr, daß es während des Betriebs auf unebenem Gelände zu Schwappbewegungen der am Kammerboden befindlichen Gasmischungsansammlung kommt, in deren Folge wiederum eine weitere ungleichmäßige Aufteilung des Gases auf die Abführungsleitungen bewirkt wird.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den bekannten Verteilertopf derart weiterzubilden, daß eine gleichmäßige Verteilung des verflüssigten Gases auch bei einer Verwendung der zu schaffenden Vorrichtung in rauhem Betrieb und auf unebenem Gelände gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Durch die Vorsehung der dort erläuterten Abschirmplatie sind die einzelnen Leitungen davor geschützt, zufällig von verflüssigtem Gas direkt bespritzt zu werden. Zugleich wirkt der nach unten gezogene, umlaufende unten und oben durchlässige Einfassungsteil der Abschirmplatte als eine Art Schott- bzw. Schwallwand, die die Entstehung von Schwappbewegungen der im Bereich des Kammerbodens befindlichen Gasmischung behindert oder unterbindet.

Die im oberen Bereich des Einfassungsieiis vorgesehenen Öffnungen für einen Gasdurchtritt von der umgebenden Kammer her ermöglichen auch den Ausgleich des Flüssigkeitsniveaus zwischen der Außenseite und der Innenseite des Einfassungstcils und tragen insofern zur Beruhigung der Flüssigkeitsoberfläche bei, als diese bei etwa fehlenden Durchtrittsöffnungen durch unterhalb des unteren Randes des Einfassungstcils in dessen Inneres bei rauhem Betrieb schubweise eindringende Gasblasen möglicherweise aufgewühlt würde.

Hinsichtlich der Öffnungen an den Leitungen besteht erfindungsgemäß keine Beschränkung. Sie werden so gewählt, daß das flüssige Gas nicht allein durch eine Öffnung aus der Kammer austreten kann, sondern durch mehrere austreten muß. Der genaue Durchmesser der Öffnungen wird von der Geometrie des Verteilertopfs, der Strömungsgeschwindigkeit und der Art des eintretenden verflüssigten Gases sowie der gewünschten Austrittsgeschwindigkeit bestimmt.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verteilertopfs sind aus den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die erfindungsgemäße Gestaltung des Verteilertopfs mit seiner geschlossenen Kammer bewirkt eine weitgehende Reduzierung der Streuung der Austrittsmengen der Gasmischung an den verschiedenen Auslaßöffnungen bei in weitem Bereich veränderlichen Durchsätzen. Diese vorzügliche Wirkung des erfindungsgemäßen Vertcilertopfs findet ihre Ursache auch in der Kühlwirkung der Abschirmplatte. Die in den Verteilertopf einströmende Flüssigkeit verdampft, während sie über die Abschirmplattc strömt, wodurch sowohl die Flüssigkeit als auch der Vertcilertopf abgekühlt werden. Das verdampfte Gas tritt durch die Bohrungen im Einfassungs-

teil hindurch, wobei es im Innern der Kammer einen Druck aufbaut, welcher sich dem der Flüssigkeit nähert, die von außen in den Verteilertopf eintritt. Die unter der Unterkante des Einfassungsrands der Abschirmplatte durchtretende gekühlte Flüssigkeit besitzt daher einen Dampfdruck, der geringer ist als der Druck über ihr in der Kammer. Sie siedet daher nicht, so daß die Oberfläche hierdurch nicht beunruhigt und die gleichmäßige Aufteilung der Gasmischung in die Leitungen nicht beeinträchtigt werden kann. Das verdampfte Gas. das .iur einen kleinen Teil des aufzuteilenden Materials darstellt — der gasförmige Anteil in einem verflüssigten Gas ist üblicherweise geringer als ein Gewichtsprozent —, bi:schreibt sehr ähnliche Bahnen, wobei es in jedem Fall durch die offenen Enden der vertikalen Leitungen aus der Kammer austritt und möglicherweise durch alle Öffnungen, die nicht von der Flüssigkeit bedeckt sind. Es wird deshalb auch der gasförmige Anteil gleichmäßig aufgeteilt, obwohl du Menge so klein ist, daß sie nur eine geringe Auswirkung auf die Gesamtverteilung hat.

Im folgenden wird die Erfindung weiter ins einzelne gehend unter Bezugnahme auf die einzige Figur der Zeichnung beschrieben, die einen zentralen Vertikalschnitt durch einen erfindungsgemäßen Verteilertopf as zeigt.

Die Kammer des Verteilertopfs besteht aus einer zylindrischen Wandung 1, einer Bodenplatte 2 und einer Deckelplatte 3, wobei diese Platten mit Umfangsnuten 4 und 5 versehen sind, in denen die zylind, ische Wandung 1 aufgenommen ist. Zur gasdichten Abdichtung ist in den Nuten vor dem Zusammenbau der Kammer ein Dichtungsring eingelegt. Die Kammer ist durch Schraubenbolzen 6 und Muttern 7 zusammengehalten, wobei die Schraubenbolzen durch Bohrungen 8 in den Platten 2 und 3 hindurchgeführt sind.

Die Dcckelplatte 3 weist in ihrem Zentrum eine mit Gewinde ausgestattete Einlaßöffnung 9 zur Aufnahme eines nicht dargestellten Einlaßrohres auf, das einen Vorrat verflüssigten Gases mit der Kammer verbindet. Die Bodenplatte 2 ist mit zwei nach oben ragenden Leitungen 10 und Il ausgestattet, die durch die Bodenplatte hindurchtreten und in ihr festgehalten sind. Die oberen Leitungsenden 12 und 13 sind offen, und ihre außerhalb der Kammer gelegenen anderen Enden 14 und 15 sind zum Anschluß an nicht dargestellte Abgabestellen, die normalerweise atmosphärischen Druck aufweisen, mit Gewinde ausgestattet. Beide Leitungen besitzen identisch angeordnete Muster von Öffnungen, beispielsweise 16 und 17, die nach innen in Richtung auf das Zentrum der Kammer weisen. Oberhalb der offenen Leitungsenden 12 und 13 ist eine Abschirmplatte 18 vorgesehen, von welcher ein zylindrischer Einfassungsteil 19 ausgeht, der die Leitungen 12 und 13 teilweise umschließt. Die Abschirmplatie 18 ist durch vier Ansätze gelragen, von denen zwei mit den Bezugszeichen 20 und 21 bezeichnet sind und die an der Wandung 1 festgeschweißt sind. Der obere Bereich des zylindrischen Einfassungsteils 19 der Abschirmpiatie 18 ist mit vier Öffnungen versehen, von denen zwei mit den Bezugszeichen 22 und 23 bezeichnet sind.

Während des Betriebs des erfindungsgemäßen Verteilertopfs wird verflüssigtes Gas aus einem nicht dargestellten Druckgefäß über die Einlaßöffnung 9 in die Kammer eingeleitet, trifft dort auf die Abschirmplatte 18 auf und strömt an den Seiten der Kammer zwischen der Innenseite der Wandung 1 und der Außenseite des von der Abschirmplatte 18 nach unten vorspringenden zylindrischen Einfassungsteils 19 nach unten, wodurch ein zufälliges Auftreffen der Flüssigkeit auf die Öffnun gen oder offenen Enden der Leitungen weitgehend vermieden ist. Verflüssigtes Gas sammelt sich am Kammerboden und irgendwelche gasförmigen Anteile am oberen Kammerende, und in Abhängigkeit vom Durchmesser der Öffnungen, der Geometrie der Kammer und der Strömung und Art der eintretenden Flüssigkeit erreicht der Flüssigkeitsspiegel eine Maximalstellung die wünschenswerterweise '/2 bis ¹Ii der Kammerhöhe betragen soll, wodurch etwa vier bis fünf öffnungen jeder Leitung und auf jeden Fall wenigstens zwei Öffnungen bedeckt sind. Irgendein mit der Flüssigkeit verbundener gasförmiger Anteil tritt durch die offenen Leitungsenden 12 und 13 hindurch sowie durch alle diejenigen Öffnungen, die von der Flüssigkeit nicht bedeckt sind. Irgendein außerhalb des Einfassungsteils 19 befindliches Gas erreicht das Innere des zylindrischen Einfassungsteils über die öffnungen 22 und 23. Wie bereits angegeben, ist der Gasanteil in Prozenten so gering, daß es unwesentlich ist, durch welche Leitung er ausströmt, obwohl in der Praxis annähernd eine gleichmäßige Verteilung auftritt. Die Flüssigkeit strömt jedoch in gleichmäßiger Verteilung über die durch die Flüssigkeit bedeckten Öffnungen in jeder Leitung ein, weil die Anordnung der Öffnungen an jeder Leitung identisch ist. Selbst wenn die Oberfläche der Flüssigkeit kräftig aufgewühlt wird, ist es unwahrscheinlich, daß die Anzahl der in jeder Leitung zeitweilig unbedeckt bleibenden Öffnungen größer als 1 ist, so daß Ungenauigkeiten bei der Aufteilung der Flüssigkeit auf ein Minimum beschränkt werden. Sofern die Flüssigkeitsoberfläche nicht parallel zum Kammerboden verläuft, ist die dadurch verursachte Ungenauigkeit sehr klein, weil die Leitungen sehr nahe am Zentrum der Kammer angeordnet sind, wo der Flüssigkeitsspiegel mehr oder weniger konstant bleibt.

Der erfindungsgemäße Verteilertopf kann sowohl zur Aufteilung eines kontinuierlichen Stromes eines verflüssigten Gases als auch zum Aufteilen eines intermittierenden Stromes eines solchen Gases benutzt werden und arbeitet unter allen Bedingungen gleichermaßen gut.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verteilertopf zum Verteilen eines verflüssigten Gases in gleiche Teile mit Hilfe einer geschlossenen Kammer, in der das verflüssigte Gas durch eine Einlaßöffnung von oben einströmt und dann zu mehreren innerhalb der Kammer von deren Boden aus nach oben ragenden Leitungen zugeführt wird, die jeweils mit einer gesonderten Abgabestelle verbunden sind und alle identisch angeordnete und mit dem inneren der Leitung in Verbindung stehende Öffnungen in einem Bereich aufweisen, der einen direkten Zufluß des in die Kammer einströmenden verflüssigten Gases in das Innere einer der Leitungen ausschließt, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Einlaßöffnung (9) eine Prallfläche vorgesehen ist. die über den Enden der Leitungen (10, 11) eine Abschirmplatte (18) bildet und einen nach unten reichenden umlaufenden Einfassungsteil (19) aufweist, der die nach oben ragenden Leitungen (10. 11) bis in die Nähe des Kammerbodens (2) umschließt und im oberen Bereich Öffnungen (22, 23) für einen Gasdurchtritt von der umgebenden Kammer her aufweist. »5

2. Vcrteilertopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Abschnitt der Leitungen (10. 11) mit einer Öffnung (12, 13) versehen ist, welche nicht größer ist als das Vierfache des Durchmessers der größten Bohrung in der Öffnungsan-Ordnung (16,17).

3. Verteilertopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen (10, 11) ein offenes Ende besitzen.

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