DE2647961C2 - System for cooling objects or substances with liquid refrigerant - Google Patents
System for cooling objects or substances with liquid refrigerantInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Anlage zum Kühlen von Gegenständen oder Stoffen mit flüssigem Kältemittel, bei der das Kältemittel aus einem Vorratstank über einen unter dem Druck des Vorratstankes stehenden Phasenabscheider den abzukühlenden Gegenständen oder Stoffen zugeführt wird.The invention relates to a system for cooling objects or substances with liquid refrigerant, in which the refrigerant from a storage tank is under the pressure of the storage tank via one Phase separator is supplied to the objects or substances to be cooled.
Derartige Anlagen sind auf den verschiedensten technischen Sachgebieten bekannt und werden immer dann eingesetzt, wenn Gegenstände oder Stoffe schnell auf tiefe Temperaturen abgekühlt werden sollen. So bezieht sich beispielsweise die DE-AS 12 72 525 auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines Gegenstandes aus thermoplastischem Kunststoff nach dem Blasverfahren aus einem stranggepreßten Rohr oder einem Külbel, bei dem das Rohr oder der Külbel zunächst im Hohlraum einer Blasform durch ein sich ausdehnendes gasförmiges Medium aufgeweitet und anschließend durch ein nicht gasförmiges, mit einer wesentlich unter der Raumtemperatur liegenden Temperatur in das Rohr oder den Külbel nach dessen Aufweitung eingeführtes und verdampftes Kältemittel gekühlt wird. Als Blasmedium kann entweder Luft oder gasförmiges Kohlendioxid und als Kältemittel nicht gasförmiges Kohlendioxid verwendet werden. Um sicher zu stellen, daß das Kohlendioxid immer in flüssigem Zustand in den nach der Aufweitung erhaltenen Gegenstand eingeleitet wird, ist vorgesehen, das flüssig aus einer Quelle entnommene Kohlendioxid vor dem Einleiten in den Gegenstand einer als Phasenabscheider fungierenden Schwimmerkammer zuzuführen und in dieser durch Wärmeeinstrahlung entstandene Kohlendioxiddämpfe von dem flüssigen Kohlendioxid zu trennen.Such systems are known in a wide variety of technical fields and will always be used when objects or fabrics need to be cooled down quickly to low temperatures. So For example, DE-AS 12 72 525 relates to a method and an apparatus for producing a Object made of thermoplastic material after the blow molding process from an extruded pipe or a parison, in which the tube or parison is first pushed through in the cavity of a blow mold expanding gaseous medium and then expanded by a non-gaseous, with a significantly below room temperature in the tube or the container after it Expansion introduced and evaporated refrigerant is cooled. Either air or gaseous carbon dioxide and non-gaseous carbon dioxide can be used as a refrigerant. Around to make sure that the carbon dioxide is always in the liquid state in the after the expansion The object obtained is introduced, it is provided that the liquid carbon dioxide taken from a source before being introduced into the object of a float chamber functioning as a phase separator to supply and in this by heat radiation created carbon dioxide vapors from the liquid Separate carbon dioxide.
Beim Einsatz einer Schwimmerkammer besteht aber die Gefahr, daß deren mechanische Teile unter demWhen using a float chamber, however, there is the risk that their mechanical parts under the
ίο Einfluß der üefkalten Temperatur des flüssigen Kältemittels vereisen, so daß durch die dann nicht mehr einwandfrei arbeitenden Mechanismen der Schwimmerkammer deren Trennfunktion weitgehend eingeschränkt ist Dies hat zur Folge, daß unter Umständen dennoch gasförmiges Kältemittel in den Gegenstand eingeblasen werden kann und auf Grund der geringeren Kühlwirkung des gasförmigen Kältemittels der Gegenstand in der von der Taktzeit des Blasautomaten vorgegebenen kurzen Einspeisezeit für das Kältemittel nicht ausreichend -gekühlt werden kann.ίο Influence of the cold temperature of the liquid The refrigerant freezes so that the float chamber mechanisms are no longer working properly whose separating function is largely restricted. This has the consequence that under certain circumstances nevertheless gaseous refrigerant can be blown into the object and due to the lower The cooling effect of the gaseous refrigerant of the object in the cycle time of the blower specified short feed time for the refrigerant cannot be sufficiently cooled.
Diese Abkühlprobleme können ebenso auch bei anderen ähnlichen Vorrichtungen und Anwendungen auftreten.These cooling problems can also occur in other similar devices and applications appear.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Anlage der eingangs beschriebenen Art zum Kühlen von Gegenständen oder Stoffen zu entwickeln, mit der mit geringem technischen Aufwand sichergestellt werden kann, daß das Kältemittel den zu kühlenden Gegenständen oder Stoffen immer in flüssigem Zustand zugeführt wird.The invention is therefore based on the object to provide a system of the type described above for To develop cooling of objects or substances, with which ensured with little technical effort it can be that the refrigerant is always in the objects or substances to be cooled liquid state is supplied.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Phasenabscheider eine Meßeinrichtung zur Bestimmung des Flüssigkeitsstandes aufweist, die über eine Steuereinrichtung mit einem Ventil des Phasenabscheiders zum Ablassen der aus dem Kältemittel aufsteigenden Dämpfe in Verbindung steht.This object is achieved according to the invention in that the phase separator has a measuring device for Has determination of the liquid level via a control device with a valve of the phase separator to discharge the vapors rising from the refrigerant.
Mit der Anordnung einer Meßeinrichtung zur Bestimmung des Flüssigkeitsstandes im Inneren des Phasenabscheiders kann dieser vollkommen ohne bewegliche mechanische Teile ausgeführt sein, so daß die Gefahr der Funktionsbeeinträchtigung des Phasenabscheiders auf Grund von Vereisen mechanischer Teile entfällt. Da der Phasenabscheider zudem unter dem Druck des Vorratstankes für das flüssige Kältemittel steht, ergibt sich folgende einfache Arbeitsweise: Das flüssige Kältemittel strömt aus dem Vorratstank zunächst so lange in den Phasenabscheider, bis sich im Inneren desselben der gleiche Druck aufgebaut hat. Dabei setzt sich das flüssige Kältemittel im unteren TeilWith the arrangement of a measuring device for determining the liquid level inside the Phase separator this can be designed completely without moving mechanical parts, so that the risk of functional impairment of the phase separator due to mechanical parts icing up not applicable. Since the phase separator is also under the pressure of the storage tank for the liquid refrigerant the following simple way of working results: The liquid refrigerant flows out of the storage tank first in the phase separator until the same pressure has built up inside it. The liquid refrigerant settles in the lower part
so des Phasenabscheiders ab, während die durch Wärmeeinstrahlung entstandenen Kältemitteldämpfe sich im oberen Teil sammeln. Wird dann das flüssige Kältemittel aus dem unteren Teil, dem Flüssigkeitssammelraum des Phasenabscheiders unter Ausnutzung des vorhandenen Druckes einem Verbraucher, wie z. B. einem Blasautomaten zur Herstellung von Gegenständen aus thermoplastischem Kunststoff, zugeleitet, wobei der Verbraucher beispielsweise die Entnahme des flüssigen Kältemittels über ein Magnetventil selbst steuern kann, registriert die Meßeinrichtung ein Absinken des FlUssigkeitsstandes und gibt dieses Signal an die Steuereinrichtung weiter, die ihrerseits ein weiteres Magnetventil, das mit dem oberen Teil, dem Gasraum des Phasenabscheiders in Verbindung steht, öffnet.so of the phase separator, while the refrigerant vapors caused by heat radiation are in the collect upper part. Then the liquid refrigerant from the lower part, the liquid collecting space the phase separator taking advantage of the existing pressure to a consumer such. B. a Blow molding machines for the production of objects made of thermoplastic material, supplied with the Consumers can, for example, control the withdrawal of the liquid refrigerant themselves via a solenoid valve, the measuring device registers a drop in the liquid level and sends this signal to the Control device further, which in turn has another solenoid valve that connects to the upper part, the gas space of the phase separator is in communication, opens.
<)■> Dadurch strömt gasförmiges Kältemittel ins Freie oder zu dem Vorratstank zurück. Aus dem Vorratstank fließt nun so lange flüssiges Kältemittel in den Phasenabscheider, bis die Meßeinrichtung den ursprünglichen<) ■> As a result, gaseous refrigerant flows into the open air or back to the storage tank. Liquid refrigerant flows from the storage tank into the phase separator as long as until the measuring device returns the original
Flüssigkeitsstand registriert und die Steuereinrichtung daraufhin das Magnetventil zum Ablassen der Kältemitteldämpfe schließt.The liquid level is registered and the control device then activates the solenoid valve to discharge the refrigerant vapors closes.
Wird dabei, wie bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Anlage, das Ventil zum Ablassen der Kältemitteldämpfe aus dem Gasraunt unten an dem Phasenabscheider angeordnet, und über eine durch den Flüssigkeitsraum des Phasenabscheiders führende Leitung mit dem Gasraum verbunden, kann ein Vereisen der Gasabzugsstelle weitgehend vermieden werden.If, as in an advantageous embodiment of the system, the valve for draining the Refrigerant vapors from the Gasraunt arranged at the bottom of the phase separator, and via a through the The line leading to the liquid space of the phase separator is connected to the gas space, freezing can occur the gas vent can be largely avoided.
Weiterljän vorteilhaft ist es, die Meßeinrichtung, um diese möglichst einfach im Aufbau und damit sicher in ihrer Funktionsweise zu gestalten, als Grenzwertgeber mit Widerstandsmeßfühlern auszubilden. Als Widerstandsmeßfühler können dabei zweckmäßigerweise Heißleiter verwendet werden, die in einer für den maximalen und minimalen Flüssigkeitsstand gewünschten Höhe in dem Phasenabscheider angeordnet werden. Beim Ein- bzw. Austritt in das bzw. aus dem flüssigen Kältemittel ändern sich dann auf Grund oer veränderten Wärmeableitverhältnisse deren elektrische Widerj| stände. Die Widerstandsänderung kann zudem dadurchIt is also advantageous to use the measuring device to make these as simple as possible in their structure and thus safe in their functionality, as limit value transmitters train with resistance sensors. As resistance sensors, it is expedient to use NTC thermistors are used in a desired for the maximum and minimum fluid level Height to be arranged in the phase separator. When entering or exiting the liquid Refrigerants then change due to the changed heat dissipation conditions, their electrical resistance stands. The change in resistance can also thereby
beschleunigt werden, daß jeder Heißleiter mit einer Hilfsheizung versehen wird. Durch die Heizwirkung steigt die Temperatur am Heißleiter beim Austritt aus der Flüssigkeit rascher an und der Widerstand des Heißleiters sinkt entsprechend ab.be accelerated that each thermistor is provided with an auxiliary heater. By the heating effect the temperature at the thermistor rises more rapidly when it exits the liquid, and so does the resistance of the The thermistor sinks accordingly.
Um sicherzustellen, daß der Verbraucher stets mit einer möglichst gleich bleibenden flüssigen Kältemittelmenge pro Zeiteinheit versorgt wird, kann des weiteren mit Vorteil zur Konstanthaltung des Druckes in dem Phasenabscheider eine mit dem Gasraum in Verbindung stehende Druckregeleinrichtung vorgesehen werden, mit der dem Gasraum über ein von einer Druckmeßeinrichtung gesteuertes Magnetventil gasförmiger Stickstoff zugeführt werden kann. Je nach benötigter Kältemittelmenge pro Zeiteinheit des Verbrauchers ist es dabei vorteilhaft, wenn die Druckregeleinrichtung abhängig von dem Druck des Vorratstankes auf jeden gewünschten Wert bis zu 25 bar einstellbar ist.To ensure that the consumer is always supplied with the most constant amount of liquid refrigerant possible is supplied per unit of time, can also be advantageous for keeping the pressure constant in the Phase separator a pressure control device connected to the gas space is provided, with which the gas space via a solenoid valve controlled by a pressure measuring device gaseous nitrogen can be fed. Depending on the amount of refrigerant required per unit of time of the consumer it is advantageous if the pressure regulating device is applied to each of the pressure regulators depending on the pressure of the storage tank desired value can be set up to 25 bar.
Im folgenden werden weitere Einzelheiten der Erfindung an Hand einer schematischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels beschrieben:In the following, further details of the invention are given on the basis of a schematic representation an exemplary embodiment described:
Die Figur zeigt einen Ausschnitt aus einer erfindungsgemäßen Anlage, wie sie z. B. mit Vorteil in einer Einrichtung zum Herstellen von Gegenständen aus thermoplastischem Kunststoff eingesetzt werden kann. Ein aus einem Außen- und Innenbehälter 2a, 2b bestehender Phasenabscheider 1 steht mit einem zu der Anlage gehörenden, der Übersichtlichkeit wegen jedoch nicht gezeichneten Vorratstank für flüssiges Kältemittel über eine bis in den oberen Teil des Innenbehälters 2b hineinreichende Zufuhrleitung 5 in Verbindung und ist an einen ebenso nicht dargestelltenThe figure shows a section of a system according to the invention, as z. B. can be used with advantage in a device for manufacturing objects made of thermoplastic material. A phase separator 1 consisting of an outer and inner container 2a, 2b is connected to a storage tank for liquid refrigerant belonging to the system but not shown for the sake of clarity via a supply line 5 that extends into the upper part of the inner container 2b and is connected to a likewise not shown
1515th
2020th
2525th
3030th
J5J5
4040
50 Verbraucher, wie z. B. an einen Blasautomaten, über eine ein von dem Verbraucher gesteuertes Magnetventil 7 aufweisende Abzugsleitung 6 am unteren Teil des Innenbehälters 2b angeschlossen. Zur Isolierung des Phasenabscheiders 1 kann der .!wischen dem Außen- und Innenbehälter 2a, 2b vorhandene Raum 4 über einen Evakuierstutzen 4a evakuiert werden. 50 consumers, such as B. to an automatic blower, connected via a discharge line 6 having a solenoid valve 7 controlled by the consumer to the lower part of the inner container 2b . To isolate the phase separator 1, the space 4 between the outer and inner containers 2a, 2b can be evacuated via an evacuation nozzle 4a.
Beim Einströmen des flüssigen Kältemittels unter dem Druck des Vorratstankes in den Innenbehälter 2b über die Zufuhrleitung 5 setzt sich dieses in dem unteren Teil des Innenbehälters 2b ab und durch Wärmeeinstrahlung entstandene Kältemitteldämpfe sammeln sich im oberen Teil. Dadurch ist der Innenbehälter 26 in einen Flüssigkeitsraum 3a und in einen Gasraum 3b aufgeteilt. Eine von oben her in den Phasenabscheider 1 bis in den Flüssigkeitsraum 3a hinabreichende Meßeinrichtung 10 weist zur Bestimmung der maximalen und minimalen Flüssigkeitsstandhöhe des Phasenabscheiders 1 in ihrem unteren Bereich als Heißleiter ausgebildete Grenzwertgeber 11 und 12 auf. Außerhalb des Phasenabscheiders 1 ist die Meßeinrichtung 10 an eine Steuereinrichtung 13 angeschlossen, die ein am unteren Ende des Phasenabscheiders 1 angeordnetes Magnetventil 9 steuert Dieses unten angeordnete Magnetventil 9 dient zum Ablassen der aus dem Kältemittel aufsteigenden Dämpfe und steht dazu über eine durch den Flüssigkeitsraum 3a führende Leitung 8 mit dem Gasraum 3b in Verbindung. Sinkt der Flüssigkeitsstand in dem Phasenabscheider 1 unter den Minimalstand, d. h. unter den unteren Grenzwertgeber 12, ändert sich aufgrund der veränderten Wärmeableitverhältnisse dessen elektrischer Widerstand. Der damit verbundene Stromanstieg führt in der SteuereinrichtungWhen the liquid refrigerant flows under the pressure of the storage tank into the inner container 2b via the supply line 5, it settles in the lower part of the inner container 2b and refrigerant vapors caused by heat radiation collect in the upper part. As a result, the inner container 26 is divided into a liquid space 3a and a gas space 3b . A measuring device 10 reaching down into the phase separator 1 from above into the liquid space 3a has limit value sensors 11 and 12 designed as thermistors in its lower area to determine the maximum and minimum liquid level of the phase separator 1. Outside the phase separator 1, the measuring device 10 is connected to a control device 13 which controls a solenoid valve 9 located at the lower end of the phase separator 1 Line 8 with the gas space 3b in connection. If the liquid level in the phase separator 1 falls below the minimum level, ie below the lower limit value transmitter 12, its electrical resistance changes due to the changed heat dissipation conditions. The associated increase in current leads to the control device
13 zum Anziehen eines Relais, wodurch das Magnetventil 9 zum Ablassen der Kältemitteldämpfe geöffnet wird. Dadurch strömt gasförmiges Kältemittel ins Freie, oder es kann, wenn das Magnetventil 9 mit dem Vorratstank in Verbindung steht, zu diesem zurückgeleitet werden. Durch das Abströmen des gasförmigen Kältemittels aus dem Phasenabscheider 1 fließt dann aus dem Vorratstank so lange flüssiges Kältemittel nach, bis das flüssige Kältemittel den oberen Grenzwertgeber 11 erreicht hat und damit durch dessen elektrische Widerstandsänderung die Steuereinrichtung 13 das Magnetventil 9 schließt.13 to attract a relay, whereby the solenoid valve 9 is opened to let out the refrigerant vapors. As a result, gaseous refrigerant flows into the open, or it can, if the solenoid valve 9 with the storage tank is connected to be returned to this. By flowing out of the gaseous refrigerant the phase separator 1 then flows from the storage tank until the liquid refrigerant Refrigerant has reached the upper limit indicator 11 and thus the control device 13, the solenoid valve 9, through its change in electrical resistance closes.
Um zu ermöglichen, daß in dem Phasenabscheider der Druck weitgehend konstant gehalten werden kann, kann an dem Gasraum 3b eine DruckregeleinrichtungIn order to enable the pressure in the phase separator to be kept largely constant, a pressure control device can be installed in the gas space 3b
14 vorgesehen sein. Über ein von einer Druckmeßeinrichtung 16 gesteuertes Zuspeiseventil 15 kann dabei in den Gasraum 3b bei Bedarf gasförmiges Kältemittel eingeleitet werden.14 may be provided. If necessary, gaseous refrigerant can be introduced into the gas space 3b via a feed valve 15 controlled by a pressure measuring device 16.
Sicherheitshalber kann an den Gasraum 3b auch ein Überdruckventil 17 angeschlossen sein.To be on the safe side, an overpressure valve 17 can also be connected to the gas space 3b.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (6)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |