DE2747492A1 - Sicherheitseinsatz fuer gefaesse zum aufbewahren tiefsiedender verfluessigter gase - Google Patents

Sicherheitseinsatz fuer gefaesse zum aufbewahren tiefsiedender verfluessigter gase

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Description

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MESSE'S GRI£:5HOlfl CRfVStSSI
Die Erfindung betrifft einen Sicherheitseinsatz für Gefäße zum Aufbewahren tiefsiedender verflüssigter Gase.
Bei Gefäßen zum Aufbewahren tiefsiedender Gase, die eine halsförmige Öffnung zur Füllung und Entnahme besitzen, beispielsweise Heliumkannen, besteht die Gefahr, daß als Folge von Lufteinbrüchen Wasserdampf, Kohlendioxid oder Luft im Gefäßhals ausfriert und den Hals verstopft. Da das tiefsiedende verflüssigte Gas im Gefäß weiter verdampft, baut sich im Gefäß ein hoher Druck auf, der das Gefäß schließlich durch eine Explosion zerstört.
Um diese Gefahr auszuschließen, verwendet man Sicherheitseinsätze. Ein solcher Sicherheitseinsatz besteht aus einem im Hals des Gefäßes angeordneten Sicherheitshalsrohr, welches mit dem Gefäßhals einen Ringraum bildet. Das Sicherheitshalsrohr ist nach außen abgeschlossen und besitzt Aufnahmeeinrichtungen für einen Heber zur Befüllung und Entnahme des verflüssigten Gases sowie Anschlüsse für ein Sicherheitsventil und eventuelle weitere Einrichtungen. Die Abgasleitung zur Entnahme von verdampftem Gas ist am Gefäßhals angebracht. Diese Abgasleitung stellt demnach eine Verbindung vom Ringraum im Gefäßhals nach außen dar. Im normalen Betrieb strömt durch diese Leitung das verdampfte Gas nach außen. Wenn sich im Gefäß ein überdruck aufbaut, beispielsweise infolge Nichtentnahme von verdampftem Gas über einen längeren Zeitraum, strömt verdampftes Gas durch das Sicherheitshalsrohr und das Sicherheitsventil ab. Im normalen Betrieb befindet sich also im Sicherheitshalsrohr eine Gassäule und im Ringraum eine strömende Gasmenge. Lezteres ist zur intensiven, sogenannten Halsgasabkühlung, sehr erwünscht. Der Ringraum wird daher eng gemacht, um eine möglichst große Strömungsgeschwindigkeit zu erhalten.
Nachteilig ist jedoch die Gassäule im Sicherheitshalsrohr, über die stehende Gassäule erfolgt nämlich eine spürbare Wärmezufuhr durch Gas-Wärmeleitung in die Flüssigkeit.
909817/0397
Blatt * zum Sclireibsn vom ■».
MESSER GRIESMEIM
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Sicherheitseinsatz für Gefäße zum Aufbewahren tiefsiedender verflüssigter Gase, bestehend aus einem im Gefäßhals unter Ausbildung eines Ringraumes angeordneten Sicherheitshalsrohr mit Blindflansch, Füll- und Entnahmeöffnung für verflüssigtes Gas und Sicherheitsventil, sowie einer im Gefäßhals angebrachten Abgasleitung mit Absperrhahn, zu schaffen, bei dem sich im Sicherheitshalsrohr keine stehende Gassäule ausbilden kann, die Wärmezufuhr zum verflüssigten Gas und damit die Verdampfungsverluste folglich verringert werden.
Gemäß der Erfindung wird dies erreicht durch eine Gasaustrittsöffnung im Sicherheitshalsrohr.
Für eine optimale Verringerung der Abdampfrate ist es wesentlich, daß die Gasaustrittsöffnung einen verstellbaren Querschnitt hat, um die Strömungsverhältnisse bei jedem Gefäß individuell einstellen zu können. Zu diesem Zweck wird die Gasaustrittsöffnung als Bohrung ausgeführt, deren Querschnitt mittels eines Kegelstiftes verstellbar ist. Vorzugsweise befindet sich dabei der Sitz des Kegelstiftes im Gefäßhals, so daß er von außen verstellt werden kann.
Bei dem erfindungsgemäßen Sicherheitseinsatz strömt die Hauptmenge des verdampften Gases durch den Ringraum und die am Gefäßhals angebrachte Abgasleitung nach außen. Eine geringe Menge strömt jedoch durch das im Gefäßhals angeordnete Sicherheitshalsrohr und durch die in ihm erfindungsgemäß angebrachte Gasaustrittsöffnung zunächst in den Ringraum und von da durch die am Gefäßhals angebrachte Abgasleitung nach außen. Hierdurch wird erreicht, daß sich weder im Ringraum noch im Sicherheitshalsrohr eine stehende Gassäule befindet, die die Gaswärmeleitung in die Flüssigkeit erhöht und die Verdampfungsverluste vergrößert.
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5 zum Schreib«.) vom MG 1105
MESSER GRIESHEIM GMEISI
Es ist hierbei ferner von Vorteil, daß sich keine Taconisschwingungen ausbilden können. Dies sind mechanisch-thermische Schwingungen einer Gassäule, durch welche eine starke Verdampfung verursacht wird.
Man könnte die gleiche Wirkung auch erreichen, indem das Sicherheitsventil durch ein Regelventil ersetzt würde. Es wäre dann lediglich erforderlich, das Sicherheitsventil und den Absperrhahn so einzustellen, daß sich eine optimale Abgassplittung ergibt. Aber abgesehen davon, daß hierdurch der mit dem Sicherheitsventil verbundene Sicherheitseffekt verloren ginge, wäre es auch nötig, die Ventile nach Jedem Befüllen und Entleeren neu einzustellen. Eine exakte Reproduzierbarkeit wäre zudem nur mit Hilfe teurer Dosierventile zu erreichen. Dagegen ist die erfindungsgemäß angebrachte Gasaustrittsöffnung geeignet, die Abdampfrate spürbar zu verringern, ohne das Sicherheitsventil in irgendeiner Weise zu beeinflussen. Da jedoch selbst baugleiche Gefäße eine unterschiedliche Abgassplittung erfordern, wird das Optimum dann erreicht, wenn der Querschnitt der Gasaustrittsöffnung verstellbar ist. Für jedes Gefäß kann dann die optimale Abgassplittung individuell eingestellt werden. Wenn das optimale Verhältnis der Abgasströme, beispielsweise mittels eines Kegelstiftes, eingestellt ist, wird der Kegelstift arretiert. Alle anderen Einrichtungen des Sicherheitseinsatzes bleiben in ihrer Punktion ungestört.
Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Längsschnitt.
In der Zeichnung ist der obere Teil einer Heliumkanne dargestellt. Der Außenbehälter 1 umgibt mittels einer Isolierung 10 den Innenbehälter 11, in welchem sich das flüssige Helium 12 befindet. Der Innenbehälter 11 ist mit dem Außenbehälter 1 durch den Gefäßhals 2 verbunden.
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B'att 5 zum oMircibun voin
MESSED GiSIESIiOM
Der Sicherheitseinsatz besteht aus dem Kopf 14 mit Abgasleitung und Absperrhahn 3 sowie dem Sicherheitshalsrohr 4, das nach außen durch einen Blindflansch 5 abgeschlossen ist. Auf dem Blindflansch sind eine Füll- und Entnahmeöffnung 6 für verflüssigtes Gas und ein Sicherheitsventil 7 angeordnet. Durch eine Flanschverbindung 16 wird der Sicherheitseinsatz an den Gefäßhals 2 angeschlossen.
Erfindungsgemäß ist im Sicherheitshalsrohr 4 eine Gasaustrittsöffnung 8 vorgesehen. Für eine optimale Abgassplittung ist es erforderlich, daß der Querschnitt der Gasaustrittsöffnung 8 verstellbar ist. Hierzu dient ein Kegelstift 9, der in einen im Kopf 14 angeordneten Sitz 15 eingeschraubt ist. Der Kegelstift 9 kann von außen mehr oder weniger weit in die Gasaustrittsöffnung 8 eingeschraubt werden. Der Kegelstift 9 wird arretiert, sobald die optimale Aufteilung der Abgasströme erreicht ist. Dies ist dann der Fall, wenn die Abdampfrate am niedrigsten ist. Die optimale Stellung des Kegelstiftes 9 muß für jedes Gefäß durch Messungen herausgefunden werden. In der Praxis konnten mit dem erfindungsgemäßen Sicherheitseinsatz die Abdampfraten bis zur Hälfte verringert werden.
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Claims (4)

  1. Ansprüche
    Sicherheitseinsatz für Gefäße zum Aufbewahren tiefsiedender verflüssigter Gase, bestehend aus einem i'm Gefäßhals unter Ausbildung eines Ringraumes angeordneten Sicherheitshalsrohr mit Blindflansch, Füll- und Entnahmeöffnung für verflüssigtes Gas und Sicherheitsventil, sowie einer am Gefäßhals angebrachten Abgasleitung mit Absperrhahn, gekennzeichnet durch eine Gasaustrittsöffnung (8) im Sicherheitshalsrohr. (4).
  2. 2. Sicharheitseinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daR die Gasaustrittsöffnung (8) eine Bohrung ist, deren Querschnitt verstellbar ist.
    909817/0397
    Blatt ρ zum Sdiieihün vom
    ftSESSEi? GRiESHEIM
  3. 3. .Sicherheitseinsatz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der 3ohrung mittels eines Kegelstiftes (9) verstellbar ist.
  4. 4. Sicherheitsciinsatz nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kegelstift (9) von außen verstellbar ist.
    90981 7/0397
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