DE654078C - Sicherheitsvorrichtung zum Verhueten des Einfrierens der Regeleinrichtung von Behaeltern fuer hochverdichtete Gase - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheitsvorrichtung zum Verhüten des Einfrierens der Regeleinrichtungen von Behältern zur Aufnahme hochverdichteter wasserdampfhaltiger Gase.

Derartige Vorrichtungen sind bereits in verschiedener Form bekannt. So hat man beispielsweise schon versucht, die in Frage kommenden Regeleinrichtungen vor dem Einfrieren durch Kammern zu schützen, die mit Alkohol oder einem anderen Stoff von niedrigem Gefrierpunkt getränkte Packungen aufnehmen. Andere Vorschläge gingen dahin, die Regeleinrichtungen durch elektrische Beheizung vor dem Einfrieren zu schützen.

Es ist weiterhin ein Verfahren bekannt, das ebenfalls das Einfrieren der Regelvorrichtungen von Behältern zur Aufnahme hochverdichteter wasserdampfhaltiger Gase vermeiden will, und zwar dadurch, daß eine Trocknung der ausströmenden Gase herbeigeführt wird. Zu diesem Zweck gelangt ein Adsorbens oder ein chemisch wirkender Stoff zur Anwendung, und zwar soll die Trocknung im Hochdruckteil erfolgen, indem das den Wasserdampf bindende Chemikal zwischen Druckreduzierventil und Gasbehälter angeordnet wird.

Eingehende Versuche haben gezeigt, daß auf diesem Wege das erstrebte Ziel nicht erreicht werden kann, und zwar aus folgenden Gründen:

Ein Sauerstoffzylinder von 40 1 Rauminhalt kann bei normaler Temperatur etwa 0,7 g Wasser aufnehmen. Da das Füllen der Zylinder allgemein bei normaler Temperatur geschieht, muß bei jeder Abkühlung des Zylinders unter diese Temperatur mit einer Wasserabscheidung oder Nebelbildung im Zylinder gerechnet werden. Eine Abkühlung des Gasinhalts findet aber bei jeder Gasentnahme infolge des Druckgefälles und der damit verbundenen Expansionskälte statt. Wenn auch die Abkühlung durch die von außen einwirkende Wärme teilweise wieder ausgeglichen wird, so kann das Temperaturgefälle im Stahlzylinder dennoch leicht 10, 20 oder 30⁰ betragen, je nach der Strömungsmenge in der Zeiteinheit. Wird beispielsweise ein 40-l-Zylinder von 150 at Anfangsdruck und plus io° Anfangstemperatur in einem Raum von gleicher Temperatur innerhalb von 15 bis 20 Minuten entleert, so fällt die Temperatur im Innern des Zylinders in gerader Linie bis auf — io°. Solange die Temperatur im Zylinder über dem Gefrierpunkt bleibt, bilden sich in ihm nur Wassernebel, die zu größeren Tröpfchen kondensieren können. Unter o° entstehen jedoch stets Eisnebel. Diese können sich während der Gasentnahme infolge der aufsteigenden Gasströmung im Zylinder nicht absetzen, sondern werden aus dem Verschlußventil mitgerissen. Im Druckminderventil· entsteht durch die Gasexpansion am Ventilsitz ein weiteres Temperaturgefälle, wodurch nicht nur der Niederdruckteil, sondern auch

der Hochdruckteil des Druckminderventils zwischen Stahlzylinder und Ventilsitz -stark abgekühlt werden, und zwar in wenigen Minuten so weit, daß die etwa noch in flüssiger Form aus dem Verschlußventil strömenden Nebel bereits vor dem Ventilsitz gefroren sind. Die Folge ist eine Verstopfung des engen Hochdruckkanals im Druckminderventil, der darin etwa angeordneten kleinen ίο Schmutzsiebe und des nur wenig geöffneten Ventilsitzes durch feste Eiskristalle, Man erkennt die eingetretene Verstopfung an der stoßweisen Arbeit und am plötzlichen Versagen des Durckminderventils. Schon kaum is wägbare Eismengen können solche Störungen, die allgemein als Einfrieren bezeichnet werden, hervorrufen.

Diese gefährlichen und die tatsächliche Ursache für die als Einfrieren bezeichneten Verstopf ungen des Druckminderventils ^bildenden Eiskristalle können durch Anordnung adsorbierender oder chemisch wirkender Stoffe vor dem Druckminderventil nicht beseitigt werden, sondern durchschlagen ähnlich wie die nebeiförmigen Stoffe bei Industrie- und Kampfgasen die in Frage kommenden, auf chemischem Wege wirkenden Schichten.

Die Erfindung beruht auf der durch Versuche bestätigten Erkenntnis der tatsächlichen Ursachen der als Einfrieren bezeichneten Verstopfungen der Regeleinrichtungen von Behältern zur Aufnahme hochverdichteter Gase und löst unter Benutzung dieser Erkenntnisse die hier interessierende Aufgäbe auf einem neuen und anderen Weg, und zwar durch die Einschaltung eines gasdurchlässigen feinporigen, aus Natur- oder Kunststein bestehenden Filters von erheblicher Oberfläche, das auf mechanischem Wege die infolge der Gasexpansion und der damit auftretenden Expansionskälte bereits im Gasbehälter ausgeschiedenen Eisnebel zurückhält.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der neuen Sicherheitsvorrichtung dargestellt, und zwar zeigt

Abb. ι eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, und

Abb. 2 eine Einzelheit, ebenfalls im Schnitt, ι ist der Stahlzylinder mit Verschluß-50" ventil 2. Zwischen dieses Ventil 2 und das Druckminderventil 8 ist ein in Abb. 1 aus zwei· flachen Scheiben 4 und in Abb. 2 aus einem glockenförmigen Einsatz 4 bestehendes gasdurchlässiges und feinporiges Filter besonderer Art eingeschaltet. Für den Filtereinsatz können statt der dargestellten Formen auch andere gewählt werden, die eine möglichst große Oberfläche bieten. Die Filter-' masse selbst kann aus Natur- oder Kunststein bestehen, jedenfalls muß aber ein Material verwendet werden, das den erwähnten beson

deren Bedingungen genügt, d. h. Eisnebel auf mechanischem Weg zurückhält.

Das mit Wasser- oder Eisnebel beladene ."Gas strömt aus dem Stahlzylinder 1 durch das ¹ geöffnete Verschluß ventil 2 in das Filter 3. , Die Nebel werden von dem Filtereinsatz 4 zurückgehalten, während das Gas die Filtermasse durchdringt und in den Kanal 5 des Anschlußstutzens 6 und weiter in den Hochdruckkanal 7 des Druckminderventils 8 gelangt.

Am Ventilsitz 9 erfolgt die Entspannung des Hochdrucks auf den Arbeitsdruck, z. B. S at, wobei wieder eine Abkühlung von 10, 20 oder 30⁰ eintritt, je nach dem Druckgefälle und der aus dem Hahn 10 abfließenden Gasmenge. Dem umgebenden Metall wird eine entsprechende Wärmemenge entzogen, so daß der Stutzen 6 schon nach kurzer Zeit eine Temperatur unter o° hat. In den Stutzen 6 und in den Kanal 7 eindringende Wassernebel würden hier also in Eiskristalle verwandel und sehr schnell den Ventilsitz Kf verstopfen!^ Sie haften durch das Anprallen an die Ventil-^ verschlußplatte sehr fest und bilden einen festen Eiskegel. Dadurch aber, daß die im Stahlzylinder kondensierten Nebeltröpfchen vom Filter 3 zurückgehalten werden, ist die Gefahr der Eisbildung in den Kanälen 5 und 7 und damit des Verstopfens des Ventilsitzes 9 vermieden.

Die gleich günstige Wirkung des Filters 3 ist selbstverständlich vorhanden, wenn vom kalten Gasstrom aus dem Stahlzylinder bereits Eisnebel mitgeführt werden, die ebenfalls vom Filter zurückgehalten werden. Wie Versuche bestätigt haben, konnten bei Benutzung des neuen Filters keinerlei Eisablagerungen zwischen dem Filter und dem Ventilsitz gefunden werden, wohl aber zeigen ^sich derartige Ablagerungen vor der Aufschlagseite des Filters.

Da die Filtermasse nur eine begrenzte Menge an Wasser- und Eisnebel aufnehmen kann, ist sie auswechselbar angeordnet. Das Filtergehäuse besteht zweckmäßig aus zwei leicht auseinanderschraubbaren Teilen mit dem für den Filtereinsatz erforderlichen Hohlraum. Ein Gehäuseteil des Filters kann mit uo dem Druckminderventilkörper fest verbunden sein, wobei der zweite Gehäuseteil die Anschlußverschraubung trägt. Die Filtereinsätze sind nach dem Trocknen, das an der Luft stattfindet,· ohne weiteres wieder verwendungsfähig.

Claims (1)

1. (Patentanspruch:

   Zwischen Drückreduzierventil und Gasbehälter angeordnete Sicherheitsvorrichtung zum Verhüten des Einfrierens der Regeleinrichtungen zur Aufnahme hoch-

   verdichteter wasserdampfhaltiger Gase, gekennzeichnet durch die Einschaltung eines gasdurchlässigen feinporigen, aus Natur- oder Kunststein bestehenden Filters von erheblicher Oberfläche, Vorzugs- -. weise in Glockenform, das auf mechanischem Wege die infolge der Gasexpansion und der damit auftretenden Expansionskälte bereits im Gasbehälter ausgeschiedenen Eisnebel zurückhält.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen