DE3642199A1 - Vorrichtung zum dosieren von tiefsiedenden verfluessigten gasen - Google Patents
Vorrichtung zum dosieren von tiefsiedenden verfluessigten gasenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Dosieren eines
tiefsiedenden verflüssigten Gases, welches aus einer
Auslauföffnung eines kälteisolierten Behälters fließen kann.
Tiefsiedende verflüssigte Gase werden gewöhnlich in
kälteisolierten Behältern gespeichert und können über eine
Auslauföffnung entnommen werden. Insbesondere kleine Mengen
von tiefsiedenden verflüssigten Gasen lassen sich aber nur
sehr schlecht dosieren, weil das an der Auslauföffnung
entstehende Gas immer wieder den kontinuierlich laufenden
Flüssigkeitsstrom unterbricht. Daher wurden aufwendige
Vorrichtungen entwickelt, um einen kontinuierlichen
Flüssiggasstrom beim Dosieren von kleinen Mengen verflüssigter
Gase zu erzielen.
So ist aus der DE-PS 34 02 292 eine Vorrichtung zum Dosieren
kleiner Mengen eines tiefsiedenden verflüssigten Gases
bekannt, bei der sich das Flüssiggas in einem Behälter
befindet, der von einem zweiten Behälter so umgeben ist, daß
ein Zwischenraum zwischen den Behältern besteht. Das
Flüssiggas kann über eine Auslauföffnung dem Behälter
entnommen werden. Kaltes Gas tritt aus dem Inneren in den
äußeren Behälter über und kühlt die gesamte Vorrichtung so
tief ab, daß dem im inneren Behälter befindlichen Flüssiggas
möglichst wenig Wärme von außen zugeführt wird. Das kalte Gas
verläßt den Behälter über eine Gasaustrittsöffnung in der Nähe
der Auslauföffnung für das Flüssiggas so, daß es das
ausströmende Flüssiggas umgibt. Zum Absperren des
ausfließenden Flüssiggases wird ein unter erhöhtem Druck
stehendes Gaspolster aufgebaut, wobei der erhöhte Druck des
Gaspolsters mindestens dem in der Umgebung der Auslauföffnung
herrschenden Gesamtdruck entspricht.
Aus der DE-OS 34 19 855 ist ferner eine Vorrichtung zur Abgabe
eines ununterbrochenen Strahles einer kryogenen Flüssigkeit
bekannt, die über eine die kryogene Flüssigkeit enthaltende
Druckreguliereinrichtung mit einer Ausgangsleitung und einer
ab stromwärts angeordneten Entgasungseinrichtung verfügt. Die
Entgasungseinrichtung bewirkt, daß freie Flüssigkeit die
Vorrichtung verläßt, während kaltes Gas an anderer Stelle über
die Entgasungseinrichtung abgeführt wird. Dadurch entsteht ein
ununterbrochener Strahl der kryogenen Flüssigkeit.
Alle bekannten Vorrichtungen zum Dosieren von verflüssigten
Gasen, insbesondere von kleinen Mengen, die einen
kontinuierlichen Flüssigkeitsstrom abgeben, sind apparativ
sehr aufwendig.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zum
Dosieren von tiefsiedenden verflüssigten Gasen, welche aus
einer Auslauföffnung eines kälteisolierten Behälters fließen
kann, so auszugestalten, daß ohne erheblichen apparativen
Aufwand ein laminarer Flüssiggasstrahl der Vorrichtung
entnommen werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an die
Auslauföffnung des Behälters ein Vlies aus Naturstoff,
Kunststoff oder Metall anschließt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus einem
kälteisolierten, vorzugsweise vakuumisolierten Behälter für
tiefsiedendes verflüssigtes Gas. Am unteren Ende des Behälters
ist eine Auslauföffnung für das Flüssiggas angebracht, die mit
dem erfindungsgemäßen Vlies aus Naturstoff, Kunststoff oder
Metall versehen ist. Der Behälter ist mit einem tiefsiedenden
verflüssigten Gas, insbesondere flüssigen Stickstoff, gefüllt.
Das Flüssiggas wird über die Auslauföffnung dem Kunststoff
oder Vlies zugeführt und verläßt die Vorrichtung in einem
laminaren Strahl.
Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist
folgende:
Das im Behälter befindliche tiefsiedende verflüssigte Gas
tritt durch die Auslauföffnung in das Vlies über. In dem Vlies
erfolgt eine Separation von Flüssig- und Gasphase, so daß ein
laminarer Flüssiggasstrom vom Vlies senkrecht nach unten
abgegeben wird, während kaltes Gas vom Kunststoff- oder
Metallvlies seitlich abgeführt wird. Das kalte Gas stört also
den laminaren Flüssiggasstrom nicht, so daß eine feine
Dosierung auch kleiner Mengen an Flüssiggas möglich ist.
Vorzugsweise ist das Vlies zylinderförmig und an der der
Auslauföffnung des Behälters abgewandten Seite spitz zulaufend
ausgebildet.
Bei dieser Formgebung wird ein laminarer, dünner, nach unten
gerichteter Flüssiggasstrahl erzeugt, der sich besonders gut
zur Feindosierung kleiner Mengen an Flüssiggas eignet. Das
kalte Gas wird von dem zylinderförmigen Vlies, gleichmäßig
über die Zylinderoberfläche verteilt, waagrecht abgeführt.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das Vlies von einer
zylinderförmigen, an der der Auslauföffnung abgewandten
offenen Umwandung so umgeben, daß rings um das Vlies ein Spalt
zwischen dem Vlies und der Umwandung von ca. 2 bis ca. 30 mm
vorhanden ist. Dadurch wird das vom Vlies abgeführte kalte
Gas nach unten abgelenkt, so daß es das Kunststoff- oder
Metallvlies und den nach unten austretenden Flüssiggasstrom
umgibt. Dies verhindert den Zutritt von Luftfeuchtigkeit zu
dem Vlies und damit ein Vereisen.
Zweckmäßigerweise ist am Boden des Behälters ein Feinregulier
ventil im verflüssigten Gas versenkt angebracht, das mit der
Auslauföffnung und mit einer außerhalb des Behälters
angeordneten Reguliereinrichtung verbunden ist. Dies
ermöglicht eine stufenlose Mengenänderung des durch die
Auslauföffnung austretenden verflüssigten Gases und damit eine
präzise, stufenlose Dosierung des vom Vlies abgeführten
laminaren Flüssiggasstroms. Da das Feinregulierventil im
verflüssigten Gas versenkt ist, wird ein Vereisen des Ventils
verhindert. Das Feinregulierventil kann beispielsweise über
einen einfachen Stab, der mit dem Ventil verbunden ist und aus
dem Behälter herausragt, per Hand gesteuert werden.
Als besonders zweckmäßig erweist sich aber eine Steuerung über
einen Stellmotor, der mit dem Feinregulierventil verbunden
ist. Auf diese Weise ist eine Automatisierung der Vorrichtung
möglich. So kann beispielsweis automatisch eine vorher
bestimmte Menge Flüssiggas in unterhalb der Vorrichtung
vorbeigeführte Getränkedosen, Lebensmittelpackungen usw.
eindosiert werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist gegenüber herkömmlichen
Dosiereinrichtungen für verflüssigte Gase den Vorteil auf, daß
durch einen nur geringen apparativen Aufwand eine präzise
Dosierung auch geringer Mengen tiefsiedender verflüssigter
Gase möglich ist. Aufgrund der einwandfreien Separation von
Flüssig- und Gasphase in dem erfindungsgemäßen Vlies wird ein
laminarer gut dosierbarer Flüssiggasstrahl erzeugt. Durch das
im Flüssiggas versenkte Feinregulierventil ist eine stufenlose
Regulierung des Flüssiggasvolumenstrom im erwünschten Bereich
möglich.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich zum Dosieren von
tiefsiedenden verflüssigten Gasen, insbesondere von flüssigem
Stickstoff. Besonders in der Lebensmittelindustrie wird
flüssiger Stickstoff häufig verwendet. So dient Stickstoff
oftmals als Inertgas in Lebensmittelverpackungen. Häufig soll
das verflüssigte Gas auch nach dem Verschließen der Verpackung
einen bestimmten Innendruck erzeugen, um die mechanische
Widerstandsfähigkeit der Verpackung, z. B. beim
Übereinanderstapeln, zu erhöhen. Mit der erfindungsgemäßen
Vorrichtung können präzise auch geringe Mengen des
Flüssiggases, z. B. flüssigen Stickstoffs, beispielsweise in
Lebensmittelverpackungen eindosiert werden. Durch die
Betätigung des Feinregulierventils mit dem Stellmotor können
beispielsweise in Getränkedosen auf Abfüllmaschinen mit großem
Arbeitstempo vorher bestimmte Mengen flüssigen Stickstoffs
automatisch eindosiert werden.
Auch zur Lösung von Kühlproblemen, bei denen gezielt nur
geringe Mengen an verflüssigtem Gas benötigt werden, kann die
erfindungsgemäße Vorrichtung vorteilhaft eingesetzt werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
Die Figur zeigt einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße
Vorrichtung.
Die in der Figur dargestellte Vorrichtung besteht aus einem
vakuumisolierten Behälter (1) zur Aufnahme des tiefsiedenden
verflüssigten Gases (2). Der Behälter (1) ist oben offen, so
daß frisches Flüssiggas (3) oben zugeführt werden kann und
Abgas (4) entweichen kann. Durch eine übliche Regelautomatik
kann der Flüssiggaspegel (5) durch Steuerung der Flüssiggaszu
fuhr konstant gehalten werden.
Im Flüssiggas (2) versenkt ist am Boden des Behälters (1) das
Feinregulierventil (6) angeordnet, das über eine starre
Verbindung (7) zu der in der Figur nicht dargestellten,
außerhalb des Behälters angeordneten Reguliereinrichtung
verfügt. Das Feinregulierventil (6) kann auch per Hand über
die starre Verbindung (7) gesteuert werden.
Am unteren Ende des Behälters (1) ist eine Auslauföffnung (8)
für das verflüssigte Gas angebracht. Eine Leitung (9) für
Flüssiggas, die mit dem Feinregulierventil (6) in Verbindung
steht, tritt durch die Auslauföffnung (8) hindurch und endet
an dem Vlies (10) aus Naturstoff, Kunststoff oder Metall. Das
Vlies (10) ist zylinderförmig und nach unten hin spitz
zulaufend ausgebildet, so daß ein dünner, laminarer Flüssig
gasstrahl (11) abgegeben wird. Das kalte Gas (12) entweicht aus
dem Vlies seitlich.
Das Vlies (10) ist von einer Umwandung (13) so umgeben, daß
rings um das Vlies ein Spalt von ca. 15 mm zwischen dem Vlies
unter Umwandung vorhanden ist. Dadurch wird das aus dem Vlies
seitlich entweichende kalte Gas (12) nach unten entsprechend
den Pfeilen (14) abgelenkt und umgibt so das Vlies (10), so
daß ein Zutritt von Luftfeuchtigkeit vermieden und damit ein
Einfrieren verhindert wird.
Claims (5)
1. Vorrichtung zum Dosieren eines tiefsiedenden verflüssigten
Gases, welches aus einer Auslauföffnung eines
kälteisolierten Behälters fließen kann, dadurch
gekennzeichnet, daß an die Auslauföffnung (8) des
Behälters (1) ein Vlies (10) aus Naturstoff, Kunststoff
oder Metall anschließt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Vlies (10) zylinderförmig und an der der
Auslauföffnung (8) des Behälters (1) abgewandten Seite
spitz zulaufend ausgebildet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß das Vlies (10) von einer
zylinderförmigen, an der der Auslauföffnung (8)
abgewandten Seite offenen Umwandung (13) so umgeben ist,
daß zwischen dem Vlies (10) und der Umwandung (13) ein
Spalt von ca. 2 bis ca. 30 mm vorhanden ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß am Boden des Behälters (8) im
verflüssigten Gas versenkt ein Feinregulierventil (6)
angebracht ist, das mit der Auslauföffnung (8) und mit
einer außerhalb des Behälters angeordneten
Reguliereinrichtung verbunden ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Reguliereinrichtung ein Stellmotor ist.
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