Vorrichtung zur Verflüssigung yon Gasen technischer Reinheit Die Verflüssigung
von Gasen erfolgt im allgemeinen derart, daß das Gas durch einen Verdichter V (vgl.
die schematische Zeichnung# verdichtet und anschließend durch Wärmeentziehung in
einem Kühlgefäß K verflüssigt wird, worauf das verflüssigte Gas einem tiefer gelegenen
Speichergefäß B zufließt und dort gesammelt wird. In diesem Speichergefäß steht
die Flüssigkeit unter dem ihrer jeweiligen Temperatur entsprechenden Dampfdruck
des Gases. Während bei völlig reinen Gasen sich wesentliche Unterschiede zwischen'dem
hinter dem Verdichter obwaltenden Druck und dem Druck im Speichergefäß nicht ausbildenkönnen,können
diese Unterschiede bei der Verflüssigung von Gasen nur technischer Reinheit (z.
B. dem bei elektrolytischen Verfahren entstehenden Chlor, das mit wechselnden Mengen
von Wasserstoff, Kohlensäure-und Luft verunreinigt ist) erhebliche Werte annehmen.
Um nämlich eine möglichst weitgehende Verflüssigung des Gases zu erreichen, d.h.
also, um zu verhindern, daß mit den nicht verflüssigbaren Anteilen auch erhebliche
Mengen des zu verflüssigenden Gases der Verflüssigung entzogen werden, muß der Verdichtungsenddruck
höher gehalten werden als der im Speichergefäß obwaltende Druck. Im wesentlichen
ist der erforderliche Verdichtungsenddruck abhängig einmal von der absoluten Menge
der dem Verdichtungssystern in der Zeiteinheit zugeführten nicht kondensierbaren
Gase, welche Yenge ihrerseits wiederum abhängig ist von der Gesamtmenge des angesaugten
Gases, mithin vom Ansaugdruck, und zum anderen von dem Verhältnis, in dem die nicht
kondensierbaren Gase zu den verflüssigbaren Gasen in dem zu behandelnden Gasgemisch
stehen. Der erforderliche Verdichtungsenddruck kann also bei Veränderungen sowohl
bezüglich der Menge des angesaugten Gases als auch bei Veränderungen in seiner Zusammensetzung
mehr oder weniger erheblichen Schwankungen unterliegen.
Da andererseits
auch der Druck im Speichergefäß bei Schwankungen der Außentemperatur Veränderungen
unterliegt, können die Unterschiede zwischen den im Verdichtungssystem einerseits
und im Speichergefäß andererseits obwaltenden Drücken zum übertritt nicht verflüssigter
Gasanteile in das letztere führen. Um dies zu verhindern, wird im allgemeinen eine
heberartige Rohrschleife zwischen dem Kühler und dem Speichergefäß angeordnet; da
jedoch die Höhe. der Schleife aus baulichen Gründen begrenzt ist, ist ihre Wirksamkeit
auf geringe Druckunterschiede zwischen Verdichtungssystem und Speichergefäß beschränkt.Device for the liquefaction of gases of technical purity. The liquefaction
of gases is generally carried out in such a way that the gas is passed through a compressor V (cf.
the schematic drawing # condensed and then in
a cooling vessel K is liquefied, whereupon the liquefied gas to a deeper
Storage vessel B flows in and is collected there. In this storage vessel stands
the liquid under the vapor pressure corresponding to its respective temperature
of the gas. While with completely pure gases there are significant differences between the
the pressure prevailing behind the compressor and the pressure in the storage vessel cannot develop
these differences in the liquefaction of gases are only of technical purity (e.g.
B. the chlorine formed in electrolytic processes, which in varying amounts
is contaminated by hydrogen, carbon dioxide and air) take on considerable values.
Namely, in order to achieve the greatest possible liquefaction of the gas, i.e.
in other words, in order to prevent the non-liquefiable fractions from becoming significant
Quantities of the liquefied gas to be withdrawn from the liquefaction must be the final compression pressure
are kept higher than the prevailing pressure in the storage vessel. Essentially
the required final compression pressure depends on the absolute amount
the non-condensable that is fed to the compression system in the unit of time
Gases, which yenge in turn depends on the total amount of the sucked in
Gases, therefore on the suction pressure, and on the other hand on the ratio in which they are not
condensable gases to the liquefiable gases in the gas mixture to be treated
stand. The required final compression pressure can therefore change both
regarding the amount of gas sucked in as well as changes in its composition
subject to more or less significant fluctuations.
There on the other hand
also the pressure in the storage vessel changes with fluctuations in the outside temperature
subject to, the differences between those in the compression system on the one hand
and in the storage vessel, on the other hand, the prevailing pressures for the transfer of non-liquefied
Lead gas fractions in the latter. To prevent this, a
siphon-like pipe loop arranged between the cooler and the storage vessel; there
however the height. the loop is limited for structural reasons, its effectiveness is
limited to small pressure differences between the compression system and storage vessel.
Um diesen Nachteil zu vermeiden und gleichzeitig eine Anordnung zu
treffen, die sich auch verhältnismäßig erheblichen Änderungen im Verdichtungsenddruck
rasch anpaßt, wird erfindungsgemäß zwischen dem der Verflüssigung dienenden Kühlgefäß
K und dem Speichergefäß B an Stelle einer Flüssigkeitsschleife ein kondenstopfähnlicher
Schwimmerregler S eingebaut. Dieser Regle17 ist in an sich bekannter Weise
mit einer Schwimmerkugel U versehen, die das Abschlußorgan A des Reglers
entsprechend dem Flüssigkeitsstande '(Flüssigkeitsspiegel Sp) im Regler steuert.
L ist die Leitung zur Ab-
führung der nicht verflüssigbaren Gase und
E ein an dieser angeordnetes Entspannungsventil. Bei dieser Anordnung kann
der Druckunterschied zwischen dem Verdichtungssystem und dem Speichergefäß beliebig
hoch sein; trotzdem wird verhindert, daß bei höherem Verdichtungsenddruck zugleich
mit 'dem verflüssigten Gas auch nicht verflüssigte Anteile in das Speichergefäß
B gelangen.In order to avoid this disadvantage and at the same time to make an arrangement which also adapts rapidly to relatively considerable changes in the final compression pressure, a float regulator S similar to a condenser plug is installed according to the invention between the cooling vessel K serving for liquefaction and the storage vessel B instead of a liquid loop. This Regle17 is provided in a manner known per se with a float ball U which controls the closing element A of the regulator according to the liquid level (liquid level Sp) in the regulator. L is the line for discharging the non-liquefiable gases and E is an expansion valve arranged on this. With this arrangement, the pressure difference between the compression system and the storage vessel can be arbitrarily high; Nevertheless, it is prevented that, at a higher compression end pressure, also non-liquefied components get into the storage vessel B at the same time as the liquefied gas.
Bei Kältemaschinen, bei denen ein in einem Teil des Systems verflüssigtes
Gas in einem anderen Teil des Systems zwecks Kälteerzeugung wieder verdampft wird,
hat man bereits vorgeschlagen, zur Regelung des Zuflusses der zu verdampfenden Flüssigkeit
zum Verdampfer Schwimmerventile zu verwenden, die in der vom Verdichter zum
Verdampfer führenden Leitung eingebaut wurden. Bei Kältemaschinen enthält ab(#r
das verflüssigte und wieder verdampfte Kühlmittel keinerlei fremde Bestandteile,
so daß, ganz abgesehen von der völlig anderen Wirkungsweise, die Anwendbarkeit eines
Schwimmerreglers für den hier vorliegenden Zweck durch die bekannten Anordnungen
auch nicht nahegelegt wurde.In refrigeration machines, in which a gas liquefied in one part of the system is evaporated again in another part of the system for the purpose of cold generation, it has already been proposed to use float valves to regulate the flow of the liquid to be evaporated to the evaporator, which are in the direction from the compressor to Conduit leading to the evaporator was installed. In refrigeration machines, ab (#r the liquefied and re-evaporated coolant does not contain any foreign constituents, so that, quite apart from the completely different mode of operation, the applicability of a float regulator for the present purpose was not suggested by the known arrangements.