DE2724477A1 - Verfahren und vorrichtung zum foerdern von fluessigkeit aus einem ersten behaelter in einen zweiten behaelter - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum foerdern von fluessigkeit aus einem ersten behaelter in einen zweiten behaelter

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Description

PATENTANWALT DIPL.-ING. H. STROHSCHÄNK
8000 MÜNCHEN 60 · MUSÄUSSTRASSE 5 · TELEFON (08 β) 881608
tr 272AA77
31.5.1977-SS(5) 190-1476P
Verfahren und Vorrichtung zum Fördern von Flüssigkeit aus einem ersten Behälter in einen zweiten Behälter
Es gibt Geräte, beispielsweise Thermokameras, von denen zur Gewährleistung einer einwandfreien Arbeit gewisse Teile tiefgekühlt werden müssen. Zu diesem Tiefkühlen wird häufig flüssiger Stickstoff verwendet, der in regelmäßigen Abständen in ein in diesem Gerät vorgesehenes Verdampfungsgefäß nachgefüllt werden muß, welches mit den zu kühlenden Teilen des Gerätes verbunden ist. Da für dieses Verdampfungsgefäß meist nur ein begrenzter Raum zur Verfügung steht, muß seine Größe verhältnismäßig klein gehalten werden, weshalb sein Inhalt meist schon nach entsprechend kurzer Zeit, beispielsweise bei normaler Außentemperatur schon nach etwa 2 1/2 h, vollkommen verdampft ist. Wenn das Gerät über eine längere Zeit arbeiten muß und insbesondere über einen langen Zeitraum ständig betriebsbereit sein muß, muß das Verdampfungsgefäß auch während der Arbeit des Gerätes nachgefüllt werden, wobei es natürlich vorteilhaft ist, wenn dieses Nachfüllen selbsttätig von einem Vorratsbehälter her erfolgen kann.
Bisher erfolgte die Förderung des flüssigen Stickstoffes aus einem im übrigen geschlossenen Vorratsbehälter dadurch, daß eine in die Flüssigkeit eingetauchte Heizspule erhitzt wurde, woraufhin sich aus der um die Spule herum verdampfenden Flüssigkeit ein Gas bildete, welches im Vorratsbehälter über der Flüs-
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sigkeitsoberflache zu einem entsprechenden Druckanstieg führte. Dieser auf die Flüssigkeitsoberfläche wirkende erhöhte Druck drückte dann Flüssigkeit durch eine in sie ausmündende Rohrleitung, die anderseits in das Verdampfungsgefäß mündet. Dieses bekannte Verfahren läßt sich in der Praxis jedoch nicht mit ausreichender Genauigkeit durchführen. Abgesehen davon, daß es verhältnismäßig lange dauert, bis die Flüssigkeit zu verdampfen beginnt, wirkt sich auch die Bildung von Dampfblasen in der Flüssigkeit störend auf deren Überführung aus. Überdies ist es auch nicht möglieh, die Flüssigkeitsverdampfung schnell genug zu unterbrechen und schließlich ist dieses Verfahren auch mit einem beträchtlichen Energieverbrauch verbunden.
Ausgehend von dem im Oberbegriff des Patentanspruches 1 genannten bekannten Verfahren liegt der Erfindung die Aufgabe zugründe, die überführung von Flüssigkeit aus dem Vorratsbehälter genauer als bisher steuern zu können und dabei zugleich den dafür benötigten Energieverbrauch zu senken.
Die gestellte Aufgabe ist durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 niedergelegte Lehre gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird Flüssigkeit lediglich von der Oberfläche der im Vorratsbehälter befindlichen Flüssigkeit her verdampft. Dabei ermöglicht die in der Regel zur Verfügung stehende Grüße der Oberfläche die Bildung eines ausreichend großen Überdruckes in nur kurzer Zeit, weshalb mit einer schnellen Förderung des flüssigen Stickstoffes (LN_) durch die Rohrleitung in das Verdampfungsgefäß gerechnet werden kann. Überdies bilden sich bei diesem Verfahren in der Flüssigkeit keine Dampfblasen. Das Aufheizen der Oberfläche der im Vorratsbehälter befindlichen Flüssigkeit erfolgt dadurch, daß das von der Flüssigkeitsoberfläche abgesaugte Stickstoffgas in einem oberen Teil des Vorratsbehälters an einer weit über der Siedetemperatur des Stickstoffes liegenden Wandfläche vorbeigeführt wird. Dabei kann diese Wandfläche beispielsweise in unmittelbarer wärmeleitender Verbindung mit der
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umgebenden Raumluft stehen. Da die Siedetemperatur von Stickstoff bei annähernd - 196° C liegt, kann eine das Sieden des Stickstoffes zuverlässig bewirkende Temperaturdifferenz an der genannten Wandfläche schon bei verhältnismäßig niedrigen Außentemperaturen, beispielsweise schon von - 50° C, gewährleistet werden. Da das Gas in einem Kreislauf strömt, dehnt sich der bereits in Gasform vorhandene Stickstoff aus, wodurch der vom Gas her auf die Oberfläche der Flüssigkeit ausgeübte Druck entsprechend steigt. Natürlich ist diese Drucksteigerung nur möglich, wenn der Behälter im übrigen dicht nach außen abgeschlossen ist. Sobald das Stickstoffgas die beheizte Wandfläche verlassen hat, wird es beispielsweise mittels eines Ventilators nach unten auf die Flüssigkeitsoberfläche zurückgedrückt, wo es die an der Oberfläche befindliche Flüssigkeit auf eine über dessen Siedetemperatür liegende Temperatur aufheizt.
Die Erfindung umfaßt auch eine zum Durchführen des vorgenannten Verfahrens dienende Vorrichtung, während weitere verfahrensmäßige und gegenständliche Ausgestaltungen der Erfindung in anderen Unteransprüchen gekennzeichnet sind.
In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht; es zeigen:
Fig. 1 eine Schemadarstellung einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Verbindung mit einer in Form eines Blockschaltbildes dargestellten elektronischen Antriebsschaltung;
Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung einer zweiten Ausführungsform der Vorrichtung nebst elektronischer Antriebsschaltung;
Fig. 3 eine entsprechende Ausschnittdarstellung eines gegenüber Fig. 2 weiterhin abgewandelten Teiles
des Vorratsbehälters.
Der in Fig. 1 dargestellte, in seinem unteren Teil nach außen wärmeisolierte Vorratsbehälter 1 ist in seinem isolierten Teil
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halb mit flüssigem Stickstoff (LN2) 2 gefüllt. Ein oberer Teil 3 des Behälters weist nach außen nichtisolierte Wände auf und kann z. B. mittels einer nicht dargestellten Schraubverbindung auf einen üblichen, nach außen thermisch isolierten Behälter für flüssigen Stickstoff aufgeschraubt sein.
Wie aus Fig. 1 weiterhin ersichtlich ist, taucht in die Flüssigkeit ein vom oberen Teil 3 senkrecht nach unten ragendes, unten perforiertes Rohr 4 ein, wobei die Perforationen entlang dem ganzen wärmeisolierten unteren Teil des Vorratsbehälters 1 angeordnet sind. Nahe der oberen Ausmündung des Rohres 4 ist ein Ventilator 5 angeordnet, der von einem über dem Behälter befindlichen Motor 6 her antreibbar ist. Beim Betrieb des Ventilators 5 wird kaltes, über der Oberfläche 12 des flüssigen Stickstoffes 2 befindliches Gas entlang den voll ausgezogen dargestellten Pfeilen durch das Rohr 4 nach oben gesaugt und dort in der in Fig. 1 durch inEbppellinien dargestellte Pfeile sichtbaren Weise nach den Seitenwänden des oberen Teiles 3 des Vorratsbehälters 1 hin gefördert, wo es von der Umgebungstemperatur her aufgeheizt wird. Das aufgeheizte Gas wird durch die Wirkung des Ventilators 5 weiterhin außerhalb des Rohres 4 wieder nach unten zur Oberfläche 12 des Stickstoffes 2 hin gefördert, wodurch die Oberfläche auf eine über der Siedetemperatur des Stickstoffes liegende Temperatur aufgeheizt wird und entsprechend verdampft.
In den Seitenwänden des oberen Teiles 3 des Vorratsbehälters 1 sind gemäß Fig. 1 zwei Ventile 7 und 8 angeordnet, von denen das Ventil 7 ein Überdruck-Sicherheitsventil und das Ventil 8 ein regelbares Ventil ist, welches während der Flüssigkeitsförderung geschlossen ist und nach beendeter Flüssigkeitsförderung wieder geöffnet wird. Außerdem ragt in den Vorratsbehälter 1 durch die Wandung von dessen oberem Teil 3 eine Rohrleitung 9 hinein, die sich neben dem Rohr 4 bis in den flüssigen Stickstoff 2 hinein erstreckt und dort nahe dem Boden des Vorratsbehälters 1 ausmündet. Die Rohrleitung 9 führt anderseits von oben her in ein Ver-
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dampfungsgefäß 10, in dessen oberem Teil sich ein Pegelanzeiger 11 befindet, der in nachstehend noch erläuterter Weise ein Signal aussendet, wenn die im Verdampfungsgefäß 10 befindliche Flüssigkeit einen entsprechenden oberen Pegel erreicht hat.
Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung arbeitet wie folgt:
Während normalerweise durch das geöffnete Ventil 8 verdampfter Stickstoff nach außen entweicht, wird dieses Ventil zum Füllen des Verdampfungsgefäßes 10 mit Stickstoff geschlossen und der Motor 6 zum entsprechenden Antrieb des Ventilators 5 eingeschaltet. Dadurch wird über der Oberfläche 12 des flüssigen Stickstoffes 2 befindliches kaltes Gas durch das Rohr 4 nach oben gesaugt und entlang den Seitenwänden des oberen Teiles 3 des Vorratsbehälters 1 nach unten zurückgedrückt. Durch die von der äußeren Atmosphäre her entsprechend aufgeheizten Seitenwände des oberen Tei- les 3 wird das Gas entsprechend stark erhitzt, so daß es nach seiner Rückförderung nach unten die Oberfläche 12 des Stickstoffes 2 über dessen Siedetemperatur erhitzt, woraufhin nunmehr eine entsprechend vergrößerte Menge von Stickstoffgas durch das Rohr 4 zu einem nächsten Kreislauf hochgesaugt wird. Der durch die zunehmende Verdampfung von Stickstoff erhöhte Druck auf die Oberfläche 12 des flüssigen Stickstoffes führt daraufhin zu einer entsprechenden Förderung flüssigen Stickstoffes durch die Rohrleitung 9 nach dem Verdampfungsgefäß 10 hin.
Die beschriebene Anwendungsform des Verfahrens zum Verdampfen flüssigen Stickstoffes bietet zugleich den besonderen Vorteil, daß zu dieser Verdampfung keine besondere Energie benötigt wird, weil hierzu in einfacher Weise die Umgebungstemperatur ausgenutzt werden kann.
Der Motor 6 treibt den Ventilator 5 so Lange an, bis der im Verdampf ungsgefäß 10 befindliche Pfjgelanzeiger 11 dia volle Auffüllung des Verdai.ipfungsgefäises 10 anzeigt. i:in entsprechendes Anzeigesignal wird einer Schmitt-Trigger-Stufe 13 angezeigt, die
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ein Ausgangs-"1"-Signal einerseits einem Rückstell-Eingang S einer bistabilen Flip-Flop-Schaltung 14 und anderseits einem Zeitglied 15 zuführt. Dadurch wird der Q-Ausgang der Flip-Flop-Schaltung 14 auf "0" gesetzt, woraufhin ein an diesen Ausgang angeschlossener Antriebskreis 16 des Motors 6 für den Ventilator 5 und für das regelbare Ventil 8 stillgesetzt wird, so daß der Ventilator 5 stehenbleibt und das Ventil 8 geöffnet wird. Durch die entsprechende Entlüftung des Vorratsbehälters 1 hört der darin zuvor vorhanden gewesene überdruck und die Flüssigkeitsförderung durch die Rohrleitung 9 sofort auf.
Das von der Schmitt-Trigger-Stufe 13 eingeschaltete Zeitglied 15 gibt nach /vblauf eines vorherbestimmten Zeitraumes, der bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel zur erneuten Füllung des Verdampfungsgefäßes 10 in einer IR-Kamera z.B. 1 1/2 Stunden beträgt, ein "1"-Signal zu einem Einschalt-Eingang R der bistabilen Flip-Flop-Schaltung 14, wodurch diese Schaltung auf "1" gesetzt und am Q-Ausgang ein "1"-Signal gegeben wird. Dadurch wird der Antriebskreis 16 erneut eingeschaltet und einerseits der Ventilator 5 über den Motor 6 in Gang gesetzt und das Ventil 8 geschlossen, woraufhin erneut flüssiger Stickstoff 2 aus dem Vorratsbehälter 1 durch die Rohrleitung 9 in das Verdampfungsgefäß 10 gefördert wird.
Natürlich muß der Vorratsbehälter 1 nach seiner Entleerung neu gefüllt oder gegen einen vollen Vorratsbehälter ausgewechselt werden. Damit die Leerung des Vorratsbehälters 1 rechtzeitig festgestellt werden kann, ist in ihm entsprechend weit über seinem Boden ein weiterer Pegelanzeiger 17 vorgesehen. Wenn die Flüssigkeit im Vorratsbehälter 1 bis zu dessen Pegel abgesenkt ist, wird von ihm über eine Leitung 18 ein Signal zu einer weiteren Schmitt-Trigger-Stufe 19 gegeben, die ein entsprechendes "1"-Signal einem Impulserzeuger 20 zuführt. Der Impulserzeuger 20 gibt daraufhin ein Ausgangssignal zu je einem Eingang von zwei UND-Toren 21 und 22.
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An den anderen Eingang des UND-Tores 21 ist weiterhin der Q-Ausgang der Flip-Flop-Schaltung 14 und an den anderen Eingang des UND-Tores 22 ist weiterhin ein Q-Ausgang der Flip-Flop-Schaltung 14 angeschlossen. An die beiden Ausgänge der UND-Tore 21 und 22 ist jeweils eine Kontrollampe 23 bzw. 24 angeschlossen.
Sofern die Flüssigkeit im Vorratsbehälter 1 bis zum Pegelanzeiger 17 abgefallen sein sollte, während gerade Stickstoff 2 zum Verdampfungsgefäß 10 überführt und dementsprechend vom Q-Ausgang der Flip-Flop-Schaltung 14 ein "!"-Signal gegeben wird, während zugleich der Impulserzeuger 20 von der Schmitt-Trigger-Stufe 19 her eingeschaltet ist, wird das UND-Tor 21 geöffnet und die Kontrollampe 23 leuchtet auf. Ist der Flüssigkeitsstand im Vorratsbehälter 1 bis zum Pegelanzeiger 17 gesunken, ohne daß zugleich Stickstoff 2 zum Verdampfungsgefäß 10 gefördert wird, dann erhalt das UND-Tor 22 sowohl vom Q-Ausgang der Flip-Flop-Schaltung 14 als auch vom Impulserzeuger 20 ein "1"-Signal und die andere Kontrollampe 24 leuchtet auf. Natürlich ist der Pegelanzeiger 17 in einer solchen Höhe über dem Boden des Vorratsbehälters 1 angeordnet, daß eine beim Absinken des Flüssigkeitsstandes im Vorratsbehälter 1 bis zum Pegelanzeiger 17 gerade erst begonnen gewesene Förderung von Stickstoff 2 zum Verdampfungsgefäß 10 noch bis zu dessen voller Füllung fortgesetzt werden kann, bevor der Flüssigkeitsspiegel etwa bis unter die Eintrittsöffnung der Rohrleitung 9 im Vorratsbehälter 1 absinken könnte.
Wenn die die beschriebene Vorrichtung bedienende Person ein Aufleuchten der Kontrollampe 23 feststellt, wird sie nach vorstehendem mit dem Auffüllen oder Auswechseln des Vorratsbehälters 1 so lange warten, bis die Nachfüllung des Verdampfungsgefäßes 10 beendet und dementsprechend die Kontrollampe 23 erloschen ist und statt dessen die Kontrollampe 24 aufleuchtet, was erfolgt, wenn die Schmitt-Trigger-Stufe 13 vom Pegelanzeiger 11 her aktiviert und die Flip-Flop-Schaltung 14 über ihren RückStelleingang S zurückgestellt wurde. Die Kontrollampen 23 und 24 sind zweckmäßig
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unterschiedlich gefärbt, natürlich ist aber auch eine andere als die beschriebene optische Anzeige denkbar.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform der Vorrichtung zum Nachfüllen eines Verdampfungsgefäßes 10 für eine IR-Kamera ist der Ventilator 5' im oberen Bereich des oberen Teiles 3 des Vorratsbehälters 1 zu dessen senkrechter Achse seitlich versetzt angeordnet, während für die Zirkulation des über dem flüssigen Stickstoff 2 befindlichen Gases kein Rohr 4 benötigt wird. Statt dessen erstreckt sich aus einer etwa mittleren Höhe des oberen Teiles 3 des Vorratsbehälters 1 eine Trennwand 30 bis in einen gegenüber dem unteren Behälterquerschnitt verengten Halsteil 25 des Vorratsbehälters 1, so daß der im oberen Teil 3 einerseits der Trennwand 30 befindliche Ventilator 51 das an den Wänden des oberen Teiles 3 aufgeheizte Gas einerseits der Trennwand 30 nach unten drückt, während das kalte Gas anderseits der Trennwand 30 nach oben gesaugt wird. Bei dieser Ausführungsform entfällt auch ein regelbares Ventil 8, während sich hier das andere, als Überdrucksicherheitsventil ausgebildete Ventil 7' an der dem Ventilator 51 abgelegenen Seite des oberen Teiles 3 befindet. Aus Fig. 2 ist weiterhin ersichtlich, daß hier die Rohrleitung 9 durch das Ventil 7* nach außen zum Verdampfungsgefäß 10 hin geführt ist. Das bei geöffnetem Ventil 71 nach außen gelangende Stickstoffgas wird hier durch eine äußere Rohrleitung 26 als Schutzgas gegen Korrosion zu schützenden Teilen der Kamera entlang einer an die Rohrleitung 26 anschließenden, in Fig. 2 gestrichelt angedeuteten Abschirmung zugeführt, und zwar insbesondere dann, wenn die Kamera innerhalb einer stark korrosiven Umgebung benutzt werden sollte.
Statt des Ventiles 8 befindet sich hier am eintrittsseitigen Ende der Rohrleitung 9 ein normalerweise abgesperrtes Absperrventil 31, welches bei Einschaltung des Antriebskreises 16 von die sem her geöffnet wird. Dies bringt den Vorteil mit sich, daß eine Flüssigkeitsförderung unabhängig von dem im Vorratsbehälter 1 zuvor vorhandenen Druck erst dann - dafür aber entsprechend schnell -
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möglich ist, wenn zuvor der Antriebskreis 16 und damit der Ventilator 51 eingeschaltet worden war.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist im Verdampfungsgefäß 10 außer dem oberen Pegelanzeiger 11 noch ein unterer Pegelanzeiger 27 vorgesehen, der ein Signal abgibt, wenn der Flüssigkeitsspiegel im Verdampfungsgefäß 10 unter einen vorbestimmten unteren Wert abgesunken ist. Der obere Pegelanzeiger 11 ist an einen Pegelfühler 13* angeschlossen, der ein "1"-Ausgangssignal zum Rückstelleingang S der Flip-Flop-Schaltung 14 sendet, wenn der Pegelanzeiger 11 seinerseits ein Signal abgibt. Das Ausgangssignal "1" kann die Form eines Kurzzeit-Impulses aufweisen, der nur dann abgegeben wird, wenn die Flüssigkeit im Verdampfungsgefäß 10 die Höhe des Pegelanzeigers 11 erreicht hat.
Der untere Pegelanzeiger 27 ist mit einem Pegelfühler 28 verbunden, dessen "1"-Ausgangssignal dem Einschalt-Eingang R der Flip-Flop-Schaltung 14 zugeführt wird. Wenn der Flüssigkeitsstand im Verdampfungsgefäß 10 unter die Höhe des unteren Pegelanzeigers 27 abgesunken ist, verbleibt die über den Pegelfühler 28 und den Einschalt-Eingang R eingeschaltete Flip-Flop-Schaltung 14 eingeschaltet, auch wenn der Pegelfühler 28 nach dem anschließenden Wiederansteigen des Flüssigkeitsstandes aufgrund eines Förderbeginnes aus dem Vorratsbehälter 1 nunmehr ein "0"-Signal abgibt. Erst wenn der Flüssigkeitsspiegel wieder bis zum oberen Pegelanzeiger 11 angestiegen ist und der Pegelfühler 13' erneut ein "1"-Signal abgibt, der die vollendete Füllung des Verdampfungsgefäßes 10 anzeig't, erscheint am Q-Ausgang der Flip-Flop-Schaltung wieder ein "0"-Signal, durch welches der Ventilator 5' wieder abgeschaltet wird. Diese und die weitere Funktion der Schaltung entspricht der bereits in Verbindung mit Fig. 1 beschriebenen Schaltung des ersten Ausführungsbeispieles, weshalb sich hier wiederholende Ausführungen erübrigen. Das Absperrventil 31 wird geöffnet, wenn der Antriebskreis 16 geschlossen wird und wird wieder geschlossen, wenn der Antriebskreis 16 wieder unterbrochen und damit
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auch der Antriebsmotor 61 für den Ventilator 51 abgeschaltet wird. Das Absperrventil 31 wird damit gerade umgekehrt wie das Ventil 8 des ersten Ausführungsbeispieles gesteuert, welches geschlossen wird, wenn der Antriebskreis 16 eingeschaltet wird, und mit dessen Abschaltung wieder geöffnet wird.
Bei dem in Fig. 3 dargestellten, gegenüber dem zweiten Ausführungsbeispiel abgewandelten Ausführungsbeispiel ist der Ventilator 51 ebenfalls seitlich zur senkrechten Mittelachse des Vorratsbehälters 1 versetzt angeordnet und arbeitet - wie auch der Ventilator 51 gemäß Fig. 2 - gerade umgekehrt wie der Ventilator des ersten Ausfülirungsbeispieles, so daß ein hier das Rohr 4 des ersten /iusführumfsbeispieles ersetzendes Rohr 32 nicht als zur Hochförderung von Cas dienendes Saugrohr, sondern als Druckrohr ausgebildet ist, durch welches das zuvor an den Wänden des oberen Teiles 3 des Vorratsbehälters 1 erhitzte Gas durch den Halsteil 25 dieses Behälters wieder nach unten über die Oberfläche (vgl. Fig. 1) der Flüssigkeit zurückgedrückt wird. Da das Rohr ebenfalls exzentrisch zur senkrechten Mittelachse des Vorratsbehälters 1 angeordnet ist, zirkuliert das durch dieses Rohr 32 nach unten gedrückte warme Gas über der Oberfläche 12 und kann damit eine intensive Verdampfung von dieser Oberfläche 12 her bewirken. Das zweckmäßig aus einem gut wärmeleitenden Material hergestellte Rohr 32 endet unten im übrigen unmittelbar oberhalb des höchstzulässigen Flüssigkeitsstandes. Wenn der Flüssigkeitsspiegel doch je diesen höchsten zulässigen Stand überschreiten sollte, dann wird die oberhalb des vorgesehenen höchsten Flüssigkeitsstandes befindliche Flüssigkeit durch das durch das Rohr 32 nach unten gedrückte warme Gas schnell verdampft und entweicht durch das Ventil T nach außen in die Rohrleitung 26 hinein. Im übrigen arbeitet die in Fig. 3 dargestellte abgewandelte Vorrichtung genauso wie die in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung.
Um am oberen Teil 3 des Vorratsbehälters 1 eine möglichst große Wärmeaustauschfläche zu erhalten, kann die Wandung dieses Teiles gewellt oder auch innen und/oder außen mit Rippen versehen sein.
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Der Ventilator 5 bzw. 51 kann zur Gewährleistung einer möglichst gleichmäßigen Förderung durch die Rohrleitung 9 und zur Vermeidung eines zu großen Druckanstieges im Vorratsbehälter 1 mehrere Geschwindigkeitsstufen aufweisen. Dabei kann die Drehzahl des Motors 6 bzw. 61 beispielsweise über einen im oberen Teil 3 des Vorratsbehälters 1 angeordneten Druckfühler oder über einen in der Rohrleitung 9 vorgesehenen Strömungsmesser gesteuert werden.
Wenn die beschriebene Vorrichtung auch vorzugsweise zur Förderung von Flüssigkeiten vorgesehen ist, die tiefgekühlt sind, so kann sie doch auch vorteilhaft zur Förderung irgendwelcher anderen Flüssigkeiten verwendet werden. In diesem Falle ist es dann gegebenenfalls erforderlich, daß die Wände des oberen Teiles 3 des Vorratsbehälters 1 von außen her beheizt werden.
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Claims (16)

  1. PATENTANWALT DIPL.-ING. H. STROHSCHANK
    8000 MÜNCHEN 60 · MUSAUSSTRASSE 5 · TELEFON (08Ä) 881608
    31.5.1977-SS(5) Ί90-1476Ρ
    Patentansprüche
    Π.J Verfahren zum Fördern von Flüssigkeit aus einem ersten Behälter über eine in die dortige Flüssigkeit eintauchende Rohrleitung in einen zweiten Behälter unter gleichzeitigem Anheben des Flüssigkeitsspiegels auf eine gegenüber dem Flüssigkeitsspiegel im ersten Behälter größere Höhe, bei dem die Förderung durch eine unter Wärmeeinwirkung hervorgerufene Verdampfung von Anteilen der im geschlossenen ersten Behälter befindlichen Flüssigkeit und eine entsprechende Volumenvergrößerung und Druckerhöhung des über der Flüssigkeit befindlichen gas- bzw. dampfförmigen Mediums bewirkt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das über der Oberfläche (12) der im ersten Behälter (Vorratsbehälter 1) befindlichen Flüssigkeit (Stickstoff 2) befindliche gas- oder dampfförmige Medium zu einer Heizzone (Teil 3) verbracht, dort bis auf eine über der Siedetemperatur der im ersten Behälter (Vorratsbehälter 1) befindlichen Flüssigkeit liegende Temperatur erhitzt und wieder der genannten Oberfläche (12) zugeführt und daraufhin gemeinsam mit hierbei von derselben verdampften Flüssigkeitsanteilen in einem Kreislauf erneut der Heizzone (Teil 3) zugeführt usw. wird, bis die gewünschte Flüssigkeitsmenge durch die damit erzielte schnelle Druckerhöhung im ersten Behälter (Vorratsbehälter 1) in den zweiten Behälter (Verdampfungsgefäß 10) gefördert wurde.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Oberfläche 02)im ersten Behälter (Vorratsbehälter 1) abgesaugte gas- oder dampfförmige Medium der Heizzone (Teil 3) durch
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    OFHGlNAL INSPECTED
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    einen gegenüber der Oberfläche (12) kleineren Querschnittsbereich (z.B. Rohr 4) zugeführt wird.
  3. 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückförderung des erhitzten Mediums zur Oberfläche (12) in einem vom Hinförderungsbereich zur Heizzone (Teil 3) getrennten Bereich erfolgt.
  4. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizzone (Teil 3) des ersten Behälters (Vorratsbehälter 1) bei beendeter überführung von Flüssigkeit vom ersten zum zweiten Behälter entlüftet wird.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß während der Entlüftung aus der Heizzone (Teil 3) nach außen entweichendes Gas zur Bildung einer Schutzgasatmosphäre verwendet wird.
  6. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsförderung beim Abfallen des im zweiten Behälter (Verdampfungsgefäß 10) befindlichen Flüssigkeitsspiegels unter einen abgefühlten unteren Pegel (Pegelanzeiger 27) eingeleitet und nach Erreichen eines im selben Behälter (Verdampfungsgefäß 10) befindlichen abgefühlten oberen Pegels (Pegelanzeiger 11) durch die Flüssigkeit beendet wird; Fig. 2.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsförderung erst eine bestimmte Zeit nach Erreichen des oberen Pegels (Pegelanzeiger 11) beendet wird; Fig. 2.
  8. 8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein mindestzugelassener Flüssigkeitsspiegel im ersten Behälter (Vorratsbehälter 1) gemessen (Pegelanzeiger 17) und bei dessen Erreichung ein Warnsignal (Kontrollampen 23 und 24) ausgelöst wird.
  9. 9. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der
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    vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der die Flüssigkeit (Stickstoff 2) enthaltende untere Teil des ersten Behälters (Vorratsbehälter 1) oberhalb des Flüssigkeitsspiegels (Oberfläche 12) mit einem beheizbaren Raum (Teil 3) verbunden ist und in diesem Behälter (Vorratsbehälter 1) Vorrichtungen (5, 4j 51, 30; 5', 32) zum Überführen von über der Oberfläche (12) der Flüssigkeit (Stickstoff 2) befindlichem Gas bzw. Dampf zum beheizbaren Raum (Teil 3) und zum Rückführen des über den Siedepunkt der Flüssigkeit (Stickstoff 2) aufgeheizten Gases bzw. Dampfes auf die Oberfläche (12) vorgesehen sind.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der beheizbare Raum (Teil 3) mit dem die Flüssigkeit (Stick stoff 2) aufnehmenden unteren Teil des ersten Behälters (Vorrats behälter 1) über einen Verbindungsteil (TIalsteil 25) verbunden ist, dessen Durchströmungsquerschnitt kleiner als die Oberfläche (12) der Flüssigkeit (Stickstoff 2) ist, und daß die Vorrichtun gen zum Überführen des Gases bzw. Dampfes aus einem im beheizbaren Raum (Teil 3) angeordneten Ventilator (5 bzw. 51) und aus Vorrichtungen (4; 30; 32) zum Trennen der dem Verbindungsteil (Halsteil 25) gegensätzlich durchströmenden (kalten und warmen) Gase bzw. Dämpfe bestehen.
  11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Behälter (Vorratsbehälter 1) oberhalb seines Flüs sigkeitsspiegels (Oberfläche 12) ein für den Zeitraum der Flüs sigkeitsförderung absperrbares Entlüftungsventil (Ventil 8) auf weist; Fig. 1.
  12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß in der aus dem ersten Behälter (Vorratsbehälter 1) zum zweiten Behälter (Verdampfungsgefäß 10) führenden Rohrleitung (9) ein für den Zeitraum der Flüssigkeitsförderung aufsteuerbares Absperrventil (31) vorgesehen ist; Fig. 2.
  13. 13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch ge-
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    kennzeichnet, daß im zweiten Behälter (Verdampfungsgefäß 10) je ein unterer und oberer Pegelanzeiger (27 und 11) für die Flüssigkeit und außerdem die Vorrichtungen zur Flüssigkeitsförderung im Sinne eines Förderbeginnes bei Erreichen des unteren Flüssigkeitspegels (Pegelanzeiger 27) und im Sinne des Förderendes bei Erreichen des oberen Flüssigkeitspegels (Pegelanzeiger 11) durch die Flüssigkeit steuernde Steuermittel vorgesehen sind; Fig. 2
  14. 14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß im zweiten Behälter (Verdampfungsgefäß 10) ein oberer Pegelanzeiger (11) und außerdem die Vorrichtungen zur Flüssigkeitsförderung steuernde Steuermittel mit einem Zeitglied (15) vorgesehen sind, die auf ein Erreichen des Pegels (Pegelanzeiger 11) im Sinne einer zeitlich begrenzten Unterbrechung der Flüssigkeitsförderung ansprechen; Fig. 1.
  15. 15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß im ersten Behälter (Vorratsbehälter 1) ein unterer Pegelanzeiger (17) und außerdem ein von diesem her steuerbares und zugleich mit den Oberführungsvorrichtungen (5, 4; 51, 30; 51, 32) zusammenwirkendes Warnsystem (19, 20, 23, 24) vorgesehen ist.
  16. 16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Warnsystem zwei vom Pegelanzeiger (17) her auslösbare Warnsignale (Kontrollampen 23 und 24) aufweist, von denen das eine (Kontrolllampe 23) bei gleichzeitiger Füllung des zweiten Behälters (Verdampfungsgefäß 10) mit Flüssigkeit (Stickstoff 2) und das andere (Kontrollampe 24) dann anspricht, wenn keine Füllung bzw. nach vorheriger Füllung keine Füllung des ganz gefüllten zweiten Behälters (Verdampfungsgefäß 10) mehr erfolgt.
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