DE4334990B4 - Tiefsttemperaturbehälter - Google Patents

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Abstract

Tiefsttemperaturbehälter mit einem inneren Behälter (2) mit einem Hals (3) zum Füllen-Entnehmen, einem äußeren Behälter (5), der im Abstand von dem inneren Behälter (2) einen Mantel bildet, einer Leitung (12), die sich durch den äußeren Behälter (5) erstreckt und eine Ausweitung nach außen hin aufweist, welche den Sitz (14) für eine Verbindungsstelle (15) für ein Stopfenventil (17) bildet, welches durch ein Isolationsvakuum in Verschlußstellung gehalten ist, wobei das Isolationsvakuum in dem Zwischenraum (11) zwischen dem inneren (2) und dem äußeren Behälter (5) gebildet ist, und mit einem Gaseinfangmittel vom Typ „Getter" in dem Zwischenraum unter Vakuum, dadurch gekennzeichnet, daß das Gaseinfangmittel (20) in einer Aussparung (19) des Stopfenventils (17) angeordnet ist, die mit dem Zwischenraum durch eine für Gas durchlässige Stauwand (21) in Verbindung steht.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Tiefsttemperaturbehälter mit einem inneren Behälter mit einem Hals zum Füllen-Entnehmen, einem äußeren Behälter, der im Abstand von dem inneren Behälter einen Mantel bildet, einer Leitung, die sich durch den äußeren Behälter erstreckt und eine Ausweitung nach außen hin aufweist, welche den Sitz für eine Verbindungsstelle mit Stopfenventil bildet, welcher durch Isolationsvakuum in Verschlußstellung gehalten ist, wobei das Isolationsvakuum in dem Zwischenraum zwischen dem inneren und dem äußeren Behälter gebildet ist, und mit einem Gaseinfangmittel vom Typ „Getter" in dem Zwischenraum unter Vakuum.
  • Ein Tiefsttemperaturbehälter ähnlich der vorstehend bezeichneten Art ist aus der US 51 11666 A bekannt. In diesem Behälter soll hauptsächlich flüssiger Stickstoff gespeichert werden. Wie der Anmelderin aus eigenen Anlagen bekannt ist, dient auch bei diesem bekannten Tiefsttemperaturbehälter das Gaseinfangmittel im Wesentlichen der Aufrechterhaltung eines ausreichenden Vakuums, um die thermische Isolation des inneren Behälters zu sichern, während die Metalle, die den inneren Behälter und den Behältermantel bilden, die Neigung haben, gewisse Gase zu desorbieren, welche selbst in sehr geringer Menge die Qualität des anfangs errichteten Vakuums beeinträchtigen können. Ferner ist ein Stopfenventil vorgesehen, um den Durchgang zum Abziehen der Gase zu verschließen, nachdem das Vakuum hergestellt wurde. Es dient auch als Sicherheitsventil im Falle eines zufälligen Überdrucks in dem Zwischenraum, der aus einem Entweichen der Tiefsttemperaturflüssigkeit durch den inneren Behälter resultiert. Dann würde diese Flüssigkeit sehr schnell beim Kontakt mit der warmen Wand des äußeren Behälters verdampfen. Der Stopfen des Stopfenventils wird dann im Abstand vom Behälter ausgestoßen, wenn ein solcher Zwischenfall eintritt. In bestimmten Fällen indessen ist diese Sicherheit nicht völlig zufriedenstellend, weil bestimmte Gase, insbesondere Sauerstoff, mit dem Material, welches das Einfangmittel für die Gase bildet, bis zum Hervorrufen eines mehr oder weniger großen Explosionsrisikos reagieren können.
    •
  • Aufgabe der vorliegenden vorliegende Erfindung ist deshalb die Schaffung eines Tiefsttemperaturbehälters, bei dem ein solches Risiko beseitigt ist.
  • Dieses Ziel der Erfindung wird für einen Tiefsttemperaturbehälters der eingangsgenannten Art gemäß dem Anspruch 1 dadurch erreicht, daß das Gaseinfangmittel in einer Aussparung des Stopfenventils angeordnet ist, welche mit dem Zwischenraum durch eine für Gase durchlässige Stauwand in Verbindung steht.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist ein Anspruch 2 angegeben.
  • So wird im Fall des Überdruckes in dem Zwischenraum zwischen dem inneren und äußeren Behälter durch das Ausstoßen des Sicherheitsstopfenventils gleichzeitig das Gaseinfangmittel im Abstand von der reaktiven Risikozone entfernt, so daß jegliche Entzündungs- oder Explosionsgefahr, die von diesem Mittel herrührt, beseitigt ist. Mit anderen Worten wird durch das erfindungsgemäße Gaseinfangelement, welches in dem ausstoßbaren Stopfen enthalten ist, verhindert, daß das Einfangelement mit einer großen Menge gespeicherten Gases (insbesondere Sauerstoff) in reaktivem Kontakt belassen bleibt, wenn der innere Behälter eine erhebliche Leckage erleidet. Im Falle eines solchen massiven Lecks wird auch das Einfangelement ausgestoßen, und es erfolgt keine heftige Reaktion.
    •
  • Die Vorteile der Erfindung ergeben sich im übrigen aus der Beschreibung, die als Beispiel in Bezug auf die beigefügte Zeichnung folgt, in welcher:
  • die 1 eine Querschnittsansicht eines Tiefsttemperaturbehälters nach der Erfindung ist und
  • die 2 ein Teilquerschnitt einer Einzelheit der 1 ist.
  • Bezieht man sich auf die beigefügte Zeichnung, so weist ein Tiefsttemperaturbehälter 1 einen inneren Behälter 2 mit Hals 3 und Aufnahmekopf 4 für die Aufnahme einer nicht dargestellten Vorrichtung für das Füllen- und Entnehmen des Tiefsttemperaturfluids auf. Der Tiefsttemperaturbehälter 1 ist mit isolierenden und leitenden Schichten, die in der Technik Superisolation genannt werden, bedeckt und befindet sich in dem äußeren Behälter 5. Ein innerer Zwischenraum 11, der unter Vakuum steht, ist zwischen den Behältern 1 und 5 angeordnet und schließt im Allgemeinen ein spiraliges Vorerwärmungsrohr 6 ein, dessen Enden 7 und 8 den äußeren Behälter 5 durchqueren, um in geeigneter Weise mit der Füllungs-Entnahmevorrichtung verbunden zu sein. Der äußere Behälter 5 weist eine obere gewölbte Wand 9 auf mit einem Öffnungsrand 10, der in dichter Weise um den Aufnahmekopf 4 für die Füllung-Entnahme geschweißt ist.
  • Quer durch die Wand 9 erstreckt sich ein röhrenförmiges Stück 12, das um einen Öffnungsrand 13 der Wand 9 des äußeren Behälters 5 geschweißt ist, wobei dieses Stück 12 an seinem äußeren Ende eine kegelstumpfförmige, nach außen ausgebauchte Form 14 aufweist, die als Aufnahmesitz für eine wulstförmige Verbindung 15 dient, auf welcher sich ein erweiterter Umfangsrand 16 eines Stopfenventils 17 stützt, welches einen Körper 18 aufweist, der mit Spiel in das röhrenförmige Stück 12 in Eingriff kommt, und eine innere Aussparung 19 aufweist, die sich seitlich des äußeren Behälters 5 öffnet und die als Sitz für eine adsorbierende Pastille "Getter" bzw. für ein Gaseinfangmittel 20 dient, die auf einer beweglichen, durchlässige Wand aus porösem Material oder einfachem Gitter 21 ruht.
  • Das Stopfenventil 17, welches mit der Pastille "Getter" 20 und der porösen Wand oder dem Gitter 21 ausgestattet ist, wird dadurch an seinen Platz gebracht, daß zuerst eine Vorrichtung zum Evakuieren an das rohrförmige Stück 12 angeschlossen wird, mit einem Mittel, um das Stopfenventil 17 vom Sitz bzw. der Form 14 in weit freigesetzter Position zu halten, wobei der Körper 18 des Ventils selbst also vom Körper 12' des rohrförmigen Stückes 12 außer Eingriff steht. Hat man durch Pumpen also ein Vakuum von ungefähr 0,13 bis 0,013 Pa erreicht, wird das Stopfenventil 17 zuerst mit dem Umfangsrand 16 unter freiem Abstützen mittels der Verbindung 15 auf dem Sitz 14 in Verschließposition zurückgebracht. Danach wird das Vakuum an der äußeren Seite am Stopfenventil 17 "gebrochen", was sofort die Sicherung eines Dichtigkeitsdruckes auf die Verbindung 15 bewirkt.
  • Das zwischen dem inneren Behälter 2 und dem äußeren Behälter 5 notwendige Isolationsvakuum wird also definitiv durch die Wirkung des Einfangmittels für die desorbierten Gase durch das Getter 20 aufgebaut und gehalten.
  • Im Falle der zufälligen Leckage durch den inneren Behälter 2 verdampft die Leckagetiefstkühlflüssigkeit sehr schnell bei Kontakt mit der warmen Wand des äußeren Behälters 5 und ruft ein heftiges Ansteigen des Druckes in dem anfangs unter Vakuum stehenden Zwischenraum 11 hervor. Infolgedessen wird das Stopfenventil 17, welches die Pastille Getter 20 beinhaltet, ausgestoßen. Da dieses Phänomen schnell erfolgt, vermeidet man jede gefährliche Reaktion der Tiefsttemperaturflüssigkeit mit dem Material, welches das "Getter" bildet.
  • Der beschriebene Behälter wird dazu benutzt, Tiefsttemperaturfluids und insbesondere reaktive Fluids, wie Sauerstoff, aufzunehmen.

Claims (2)

  1. Tiefsttemperaturbehälter mit einem inneren Behälter (2) mit einem Hals (3) zum Füllen-Entnehmen, einem äußeren Behälter (5), der im Abstand von dem inneren Behälter (2) einen Mantel bildet, einer Leitung (12), die sich durch den äußeren Behälter (5) erstreckt und eine Ausweitung nach außen hin aufweist, welche den Sitz (14) für eine Verbindungsstelle (15) für ein Stopfenventil (17) bildet, welches durch ein Isolationsvakuum in Verschlußstellung gehalten ist, wobei das Isolationsvakuum in dem Zwischenraum (11) zwischen dem inneren (2) und dem äußeren Behälter (5) gebildet ist, und mit einem Gaseinfangmittel vom Typ „Getter" in dem Zwischenraum unter Vakuum, dadurch gekennzeichnet, daß das Gaseinfangmittel (20) in einer Aussparung (19) des Stopfenventils (17) angeordnet ist, die mit dem Zwischenraum durch eine für Gas durchlässige Stauwand (21) in Verbindung steht.
  2. Tiefsttemperaturbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durchlässige Stauwand (21) aus porösem Material besteht oder die Form eines Gitters hat.
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