DE495795C - Verfahren zum Foerdern fluessiger Gase durch einen Pumpvorgang - Google Patents

Description

• Verfahren zum Fördern flüssiger Gase durch einen Pumpvorgang Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Fördern verflüssigter Gase durch Pumpen sowie dessen Anwendung zurr Füllen von Gasbehältern unter Druck.
• Bekanntlich verwendet man zum Aufbewahren und zum Transport von Gasen zwecks Verwendung derselben außerhalb deren Herstellungsart Stahlflaschen, in welchen die Gase unter sehr hohem Druck komprimiert sind. Die zur Herstellung dieses Druckes aufzuwendende Arbeit ist beträchtlich. Um diesen Nachteil zu beheben, wird das Gas in an sich bekannter Weise in flüssigem Aggregatzustand komprimiert. Dies bedeutet eine Ersparnis an mechanischer Arbeit, denn die zum Komprimieren eines Gases unter hohem Druck aufzuwendende Arbeit ist erheblich größer als diejenige, -welche erforderlich. ist, um den gleichen Gewichtsteil Flüssigkeit mit demselben Druck zu komprimieren.
• Versucht man, ein flüssiger Gas mittels einer gewöhnlichen Pumpe zu fördern, so muß man feststellen, daß eine Förderwirkung nicht zustande kommt. Dies kommt daher, dal die Pumpe wärmer ist als das Fördergut (,sei es infolge der Eigentemperatur oder auch, selbst wenn die Pumpe, wie bereits vorgeschlagen wurde, sich zwecks Kühlung in der Förderflüssigkeit selbst befindet, infolge der durch die mechanische Arbeit zustande kommenden Wärmeentwicklung j. Es tritt also sofort beim Eintritt des flüssigen Fördergases in den Pumpenkörper eine Verdampfung ein. Der Pumpenzylinder füllt sich also mit Gas und ist daher nicht imstande, Förderflüssigkeit anzusaugen.
• Um dies zu vermeiden, sind bereits mehr oder weniger umständliche Einrichtungen vorgeschlagen worden, welche darauf hinzielen, die Gasbildung zu vermeiden bzw. in dem Punnpenkörp.er sich beim Ansaugen "bildendes Gas zu entfernen.
• Erfindungsgemäß sollen nicht nur die sich bildenden Gase, welche die Wirkung der Pumpe verhindern, entfernt werden, sondern es soll ihre Entstehung überhaupt verhindert werden.
• Gemäß der Erfindung wird dies, wie praktische Versuche ergeben haben, vollständig dadurch erreicht, daß sowohl die zu fördernde Flüssigkeit vor ihrem Eintritt in die Pumpe als auch diese selbst unterkühlt werden. Dadurch wird erreicht, da.ß keine Verdampfung auftritt und die Pumpe vollständig normal funktioniert. Praktisch wird dies zweckmäßig in der Weise durchgeführt, daß der Förderteil der Pumpe, das Ansaugrohr sowie das Förderrohr über einen gewissen Teil ihrer Länge-in eine Flüssigkeit getaucht werden, welche kälter ist als der Siedepunkt des flüssigen Fördergases. Beispielsweise verwendet man zweckmäßig zum Fördern flüssigen Sauerstoffes als Kühlflüssigkeit flüssigen Stickstoff.
• Der Gegenstand der Erfindung läßt sich ganz allgemein beim Fördern flüssiger Gase zur Anwendung bringen, insbesondere zur Füllung der üblichen Stahlflaschen, in welchen hochgespannte Gase in den Handel kommen. in diesem Falle wird das flüssige Fördergas hinter der Pumpe in Förderrohre von gewöhnlicher Temperatur geleitet, damit sich das Fördergas dort erwärmt, dort verdampft und eine erhebliche Kältemenge abgibt, welche von der Hilfsflüssigkeit aufgenommen wird und mittels dieser wieder für .die Unterkühlung der Pumpe sowie des angesaugten Fördergases vor dem Eintritt in die Pumpe nutzbar gemacht wird. Auf diese Weise erreicht man eine Füllung von Gasflaschen in stofflich vollständiger Weise und ohne größere Kälteverluste.
• Zum besseren Verständnis der Erfindung wird nachstehend das auf der beiliegenden Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel einer Anlage zum Füllen von Gasbehältern unter Druck beschrieben.
• a ist ein Behälter, welcher verflüssigtes Gas enthält, welches durch einen Pumpvorgang gefördert werden soll. Dieses Gas kann unterkühlt sein oder nicht. Es kann in dem Behälter beispielsweise durch die öffnung b mit der Außenluft in Verbindung stellen oder auch nicht, je nachdem, ob die öffnung b geschlossen ist oder nicht. c ist eine unterkühlte Pumpe, deren Unterkühlung bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch Eintauchen in ein anderes verflüssigtes Gas erzielt :ist, dessen Siedepulikt tiefer liegt als derjenige des durch den -Pumpvorgang zu fördernden verflüssigten Gases. Diese Pumpe saugt das flüssige Gas aus dem Behältera über die Rohrleitung t an. Diese wird teilweise von einem Rohrs umgeben, welches flüssiges Kühlgas enthält und welches geeignet ist, das in a befindliche flüssige Gas zu unterkühlen, falls dieses noch nicht von vornherein der Fall gewesen sein sollte. Diese Pumpe fördert in flüssigem Zustande das angesaugte Gas in das Förderrohr d. Dieses führt durch die `Värmeaustauschvorrichtung e, wo das .geförderte flüssige Gas verdampft und zu den Gasflaschen f weitergeleitet wird. Ein Manometernt zeigt den Druck an, mit welchem die Flaschen gefüllt werden.
• Das in dem Behälterg befindliche Kühlgas verdampft in dem gleichen Maße, wie .das zu fördernde Gas abgekühlt wird. Der aus ihm entstehende Dampf gelangt in die Wärmeaustauscheinrichtunb ,e. Von dort wird es von einem Komprrnssor/t angesaugt und im Gegenstrom wieder durch die Wärmeaustauscheinrichtung e zurückgefördert. Nach dein Austritt aus der Wärmeaustauschvorrichtung gelangt das Kühlgas wieder in den Behälterg nach Durchtritt durch ein Regelventils, hinter welchem es sich ausdehnt und großenteils wieder verflüssigt. Auf diese Weise gewinnt man den erforderlichen Vorrat an Unterkühlungsmittel für das zu fördernde Gas zurück.
• Falls in bezog auf chis Unterkühlungsmittel Verluste, beispielsweise durch Verflüchtigung, eintreten oder, zur Vermehrung des Flüssigkeitsvorrates in dem Behälter g kann durch die üffnung n Kühlmittel zugegeben werden. Wenn der Transportbehälter ,a flüssigen Sauerstoff enthält, so erfolgt das Unterkühlen der Ptunpe c durch in den Behälterg beispielsweise gefüllten Stickstoff: Die. . Einrichtung arbeitet in diesem Falle wie oben angegeben.
• Soll Methan durch Pumpen gefördert werden, so kann das Unterkühlen mit flüssigem Sauerstoff, Stickstoff oder flüssiger Luft beispielsweise erfolgen.
• Die vorstehende Beschreibung behandelt nur ein Ausführungsbeispiel. Der Gegenstand der Erfindung "soll dadurch auf dieses Ausführungsbeispiel nicht beschränkt werden. Dieser wird vielmehr durch die nachstehenden Ansprüche angegeben.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Fördern flüssiger Gase durch einen Pumpvorb .ng, gekennzeichnet durch die Unterkühlung des zu fördernden flüssigen Gases unter die seinem Druck entsprechende Siedetemperatur vor seinem Eintritt in die Pumpe, welche selbst ihrerseits unter die Siedetemperatur der zu fördernden Flüssigkeit unterkühlt ist. z. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die beim Erwärmen und Verdampfen der geförderten Flüssigkeit frei werdende Kälte zur Verflüssigung eines komprimierten Hilfsgases benutzt wird, welches dann nach .erfolgter Entspannung das zu fördernde flüssige Gas unterkühlt. 3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeiclmet, daß das zur Unterkühlung des flüssigen Fördergases benutzte Hilfsgas nach erfolgter- Verdampfung durch die Kälteabgabe an das Fördergas wieder komprimiert, verflüssigt und entspannt wird, um von neuem das Fördergas zu unterkühlen.