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Die Erfindung betrifft einen Tieftemperatur-Prüfstand zur Überprüfung der Tieftemperatur-Funktionsfähigkeit von Stellventilen.
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Die
EP 1 354 847 A1 betrifft ein Betankungssystem zwischen einem stationären Tank mit einem oder für ein Produkt aus einer Mehrzahl von flüssigen Produkten und einem mobilen Tank mit wenigstens zwei Kammern für identische oder unterschiedliche Produkte. Es sind Einrichtungen zur Erkennung oder Identifizierung wenigstens eines Produktes in oder zu jeder Produktleitung zwischen einem stationären Tank und einer Kammer des mobilen Tanks vorgesehen. Die Einrichtungen zur Erkennung oder Identifizierung wenigstens eines Produktes sind mit einer Steuerung gekoppelt, um letzterer Informationen über ein erkanntes oder identifiziertes Produkt zur Verfügung zu stellen. Die Steuerung ist ferner mit einem Ventil zum Umfüllen des Produktes zwischen dem stationären Tank und der Kammer des mobilen Tanks gekoppelt, um das Ventil in Abhängigkeit von dem erkannten oder identifizierten Produkt auf offen oder geschlossen zu stellen.
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Die
DE 10 2008 034 213 A1 betrifft einen Reduktionsmittel-Tank zum Bereitstellen von Reduktionsmittel an einer Abgasanlage mit einem ersten Behälter zum Speichern von Reduktionsmittel, einem zweiten Behälter zum Speichern von Reduktionsmittel und einer Umfülleinrichtung zum Umfüllen von Reduktionsmittel aus dem zweiten Behälter in den ersten Behälter, bei dem eine dem ersten Behälter zugeordnete Füllmengen-Messeinrichtung vorgesehen ist, mittels der mindestens zwei verschiedene Füllzustände des ersten Behälters ermittelt werden können, welche beim Entleeren des ersten Behälters durchlaufen werden, bevor die Umfülleinrichtung aktiv wird. Für das Umfüllen des Reaktionsmittels ist eine Pumpe erforderlich.
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Umfüllstationen mit Ventilen nach dem vorstehenden Stand der Technik sind in der Regel dann nicht geeignet, wenn extreme Temperaturbedingungen bei der Prüfung vorliegen, sodass Spezialpumpen für das Umpumpen des flüssigen Stickstoffs erforderlich werden.
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Es ist auch ein Tieftemperatur-Prüfstand für die Überprüfung der Dichtigkeit von Stellventilen bei tiefen Temperaturen bekannt, bei der das Stellventil durch flüssigen Stickstoff gekühlt und auf Dichtigkeit geprüft wird. Bei diesem Tieftemperatur-Prüfstand lässt man das Kühlmittel nach der Prüfung verdampfen, damit das Stellventil ausgetauscht werden kann, bevor der Tieftemperatur-Prüfstand wieder mit dem Kühlmittel für die nachfolgende Prüfung befüllt werden kann. Während dabei die Verwendung einer Pumpe umgangen wird, ist jedoch nachteilig, dass eine vollständige Füllung mit dem flüssigen Stickstoff bei jeder Prüfung verloren geht und außerdem einige Zeit vergeht, bis der flüssige Stickstoff verdampft ist, sodass der gesamte Prüfvorgang entsprechend lange dauert.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Tieftemperatur-Prüfstand zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit eines Stellventils bereit zu stellen, bei dem der in einem Prüfbehälter verwendete flüssige Stickstoff ohne Verwendung einer Pumpe ausgetauscht werden kann, während die Zeit für einen Prüfvorgang verkürzt wird.
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Die Aufgabe wird durch einen Tieftemperatur-Prüfstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche bilden vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
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Der erfindungsgemäße Tieftemperatur-Prüfstand zur Überprüfung der Tieftemperatur-Funktionsfähigkeit eines Stellventils umfasst einen mit flüssigem Stickstoff zu füllenden, stationären Prüfbehälter und einen Vorratsbehälter, der über eine flexible Verbindungsleitung mit dem Prüfbehälter verbunden ist und der gegenüber dem Prüfbehälter zwischen einer Speicherposition unterhalb des Bodens des Prüfbehälters und einer Befüllungsposition oberhalb des Bodens des Prüfbehälters höhenverstellbar ist. Bei diesem Tieftemperatur-Prüfstand wird der Prüfbehälter automatisch mit dem flüssigen Stickstoff befüllt, wenn der Speicherbehälter über den Boden des Prüfbehälters angehoben wird, und der flüssige Stickstoff in dem Prüfbehälter wird sofort in den Speicherbehälter abgeleitet, wenn der Speicherbehälter unter dem Boden des Prüfbehälters abgesenkt wird. Dabei ist vorteilhaft, dass der flüssige Stickstoff ohne Spezialpumpen nach einem Prüfvorgang unter Verringerung einer Verdampfung zeitsparend ausgetauscht werden kann. Außerdem muss nicht abgewartet werden, bis der flüssige Stickstoff nach dem Prüfvorgang verdampft ist. Außerdem ist der flüssige Stickstoff nach einem Prüfvorgang wenigstens teilweise wieder verwendbar, was eine beachtliche Kosteneinsparung bedeutet.
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Vorzugsweise ist der Speicherbehälter durch eine Hebeeinrichtung höhenverstellbar, wobei als Hebeeinrichtung insbesondere eine Hebebühne oder eine Scheren-Hebeeinrichtung vorgesehen ist, wie sie in der Technik der Hebewerkzeuge bekannt und erprobt sind.
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Nach einer vorteilhaften Ausführung ist bei dem erfindungsgemäßen Tieftemperatur-Prüfstand die Höhenverstellung steuerbar, insbesondere regelbar.
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Eine vorteilhafte Ausführung des erfindungsgemäßen Tieftemperatur-Prüfstandes ist dadurch gekennzeichnet, dass die Höhenverstellung beim Absenken des Vorratsbehälters derart steuerbar oder regelbar ist, dass das Flüssigkeitsniveau in dem Prüfbehälter in etwa 1 Stunde um 1 m abgesenkt wird, wobei in vorteilhafter Weise die Zeit zum Abfüllen des Stickstoffs aus dem Prüfbehälter verkürzt wird und dennoch die Menge des schlagartig verdampfenden Stickstoffs auf ein sicheres Maß begrenzt ist.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführung des erfindungsgemäßen Tieftemperatur-Prüfstandes ist dadurch gekennzeichnet, dass die Höhenverstellung beim Anheben des Vorratsbehälters derart steuerbar oder regelbar ist, dass das Flüssigkeitsniveau in dem Prüfbehälter in etwa 5 min um 1 m angehoben wird, wobei in vorteilhafter Weise verhindert wird, dass der Stickstoff beim Befüllen des Prüfbehälters so aufsprüht, dass nicht nur das Gehäuse des Stellventils sondern auch der Antrieb des Stellventils und insbesondere eine Stopfbuchse zur Lagerung eine Ventilstange gekühlt wird, was nicht erwünscht ist.
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Nach einer vorteilhaften Ausführung ist bei dem erfindungsgemäßen Tieftemperatur-Prüfstand an dem Prüfbehälter eine Behandlungseinrichtung vorgesehen, durch die das Stellventil nach dem Abfluss des flüssigen Stickstoffs aufzuwärmen ist. Als Behandlungseinrichtung kann/können ein Fön oder mehrere Föns oder auch eine oder mehrere Wärmeströmungsquellen dienen. Dadurch wird die Zeit zwischen zwei Prüfvorgängen verkürzt.
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Wenn der erfindungsgemäße Tieftemperatur-Prüfstand mit flüssigem Stickstoff betrieben wird, ist die flexible Verbindungsleitung vorzugsweise eine flexible vakuum-superisolierte Transferleitung, wie sie im Handel von der Fa. Cryotherm GmbH & Co. KG, Kirchheim/Sieg erhältlich ist.
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Ferner ist vorteilhaft, dass die Verbindungsleitung sowohl am Prüfbehälter als auch am Vorratsbehälter in der Nähe des Bodens oder im Boden mit diesen verbunden ist, wobei das komplette Umfüllen des Stickstoffs gewährleistet ist.
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Dabei ist auch vorteilhaft, wenn der Prüfbehälter und der Speicherbehälter offene Behälter im Sinne einer Druckdichtigkeit sind.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen.
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In der Beschreibung, in den Ansprüchen und in der Zeichnung werden die in der unten aufgeführten Liste der Bezugszeichen verwendeten Begriffe und zugeordneten Bezugszeichen verwendet. In der Zeichnung zeigen:
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1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Tieftemperatur-Prüfstandes in der Anwendung als Tieftemperatur-Prüfstand, wobei der Zustand gezeigt ist, in dem die Prüfung ausgeführt wird; und
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2 das Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Tieftemperatur-Prüfstandes, wobei der Zustand gezeigt ist, nachdem die Prüfung abgeschlossen ist.
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1 zeigt den Zustand des Tieftemperatur-Prüfstandes, in dem die Prüfung eines Stellventils 2 ausgeführt wird, wobei das Stellventil 2 in flüssigen Stickstoff in dem Prüfbehälter 4 eingetaucht ist, wobei der Vorratsbehälter 8 über den Boden des Prüfbehälters 4 angehoben ist. Der Prüfbehälter 4 und der Vorratsbehälter 8 sind offene Behälter im Sinne einer Druckdichtigkeit.
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2 zeigt den Zustand des Tieftemperatur-Prüfstandes, nachdem die Prüfung abgeschlossen ist und der flüssige Stickstoff aus dem Prüfbehälter 4 in den Vorratsbehälter 8 abgeflossen ist, wobei der Vorratsbehälter 8 unter den Boden des Prüfbehälters 4 abgesenkt ist.
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Die 1 und 2 zeigen den erfindungsgemäßen Tieftemperatur-Prüfstand, bei dem flüssiger Stickstoff als Kühlmittel verwendet wird. Der Tieftemperatur-Prüfstand zur Überprüfung der Tieftemperatur-Funktionsfähigkeit eines Stellventils 2, umfasst einen mit flüssigem Stickstoff zu füllenden, stationären Prüfbehälter 4 mit einer Anschlusseinrichtung 6 für das Stellventil 2, die unterhalb des Flüssigkeitsniveaus in dem Prüfbehälter 4 liegt, und einen Vorratsbehälter 8, der über eine flexible Verbindungsleitung 10 mit dem Prüfbehälter 4 verbunden ist. Die Verbindungsleitung 10 ist sowohl am Prüfbehälter als auch am Vorratsbehälter in der Nähe des Bodens oder im Boden mit diesen verbunden. Die flexible Verbindungsleitung 10 ist eine sogenannte flexible, vakuum-superisolierte Transferleitung.
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Der Vorratsbehälter 8 ist gegenüber dem Prüfbehälter 4 zwischen einer Speicherposition unterhalb des Bodens des Prüfbehälters 4 und einer Befüllungsposition oberhalb des Bodens des Prüfbehälters 4 höhenverstellbar, wobei die Höhenverstellung des Vorratsbehälters 8 durch eine Hebebühne oder eine Scheren-Hebeeinrichtung 12 bewirkt wird.
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An dem Prüfbehälter 4 ist eine Behandlungseinrichtung 14 vorgesehen, durch die restliche, an dem Stellventil 2 nach dem Absenken des Vorratsbehälters 8 anhaftende Kryo-Flüssigkeit zu entfernen ist. Als Behandlungseinrichtung 14 kann/können ein Fön oder mehrere Föns oder auch eine oder mehrere Wärmeströmungsquellen dienen.
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Zum Betrieb des beschriebenen Tieftemperatur-Prüfstandes wird zunächst der Vorratsbehälter 8 in die Befüllungsposition gebracht, damit, wenn der Prüfbehälter 4 mit Stickstoff befüllt wird, der Stickstoff nicht in den Vorratsbehälter 8 abfließt. Sodann wird der Prüfbehälter mit Stickstoff durch eine Befüllungseinrichtung befüllt, bis ein Ventilgehäuse 16 des zu prüfenden Stellventils 2 von Stickstoff umgeben ist. Wenn das Ventilgehäuse 16 des Stellventils 2 abgekühlt ist und die Prüfung abgeschlossen ist, wird der Vorratsbehälter 8 in die Speicherposition gebracht, indem er durch die Hebeeinrichtung 12 unter den Boden des Prüfbehälters 4 gebracht wird. Wenn der Stickstoff aus dem Prüfbehälter 4 in den Vorratsbehälter 8 abgeflossen ist und eine neuer Prüfvorgang ausgeführt wird, wird der Vorratsbehälter 8 durch die Hebeeinrichtung 12 in die Befüllungsposition über den Boden des Prüfbehälters 4 angehoben, wodurch der Prüfbehälter 4 automatisch mit dem Stickstoff aus dem Vorratsbehälter 8 befüllt und der Vorratsbehälter 8 entleert wird. Nach Beendigung des Prüfvorgangs wird der flüssige Stickstoff in dem Prüfbehälter 4 wieder in den Vorratsbehälter 8 abgeleitet, indem der Vorratsbehälter 8 wieder unter den Boden des Prüfbehälters 4 abgesenkt wird.
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Da der Prüfbehälter 4 nach einem Prüfvorgang möglichst schnell wieder zur Verfügung stehen soll, ist die Höhenverstellung des Vorratsbehälters 8 steuerbar, insbesondere derart regelbar, dass das Flüssigkeitsniveau in dem Prüfbehälter mit etwa 1 Stunde um 1 m abgesenkt wird.
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Um eine unkontrollierte Abkühlung des Stellventils 2, insbesondere eines Ventilantriebs 18 und einer Stopfbuchse des Stellventils 2, durch Aufsprühen des Stickstoffs bei der Befüllung des Prüfbehälters 4 zu vermeiden, ist die Höhenverstellung beim Anheben des Vorratsbehälters 8 derart steuerbar oder regelbar, dass das Flüssigkeitsniveau in dem Prüfbehälter mit etwa 5 min um 1 m angehoben wird.
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Die Erfindung ist nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt. Beispielsweise ist der Tieftemperatur-Prüfstand auch bei Anwendungsfällen geeignet, bei denen die verwendete Kryo-Flüssigkeit ohne Spezialpumpen nach einem Prüfvorgang zeitsparend ausgetauscht werden soll.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Stellventil
- 4
- Prüfbehälter
- 6
- Anschlusseinrichtung
- 10
- Verbindungsleitung
- 12
- Scheren-Hebeeinrichtung
- 14
- Behandlungseinrichtung
- 16
- Ventilgehäuse
- 18
- Ventilantrieb
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1354847 A1 [0002]
- DE 102008034213 A1 [0003]
