DE737749C

DE737749C - Arrangement for transferring liquefied, pressurized gases

Info

Publication number: DE737749C
Application number: DER110665D
Authority: DE
Inventors: Willy Rackow
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1941-07-29
Filing date: 1941-07-29
Publication date: 1943-07-22

Description

Anordnung zum Umfüllen verflüssigter, unter Druck stehender Gase Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Umfüllen verflüssigter, unter Druck stehender Gase aus einem Vorratsbehälter in kleinere ortsbewegliche Behälter, Flaschen o. dgl., aus denen die Entnahme des Gases] unmittelbar am Verbrauchsort..erfolgen kann. Als Beispiele seien die Versorgung von solchen Haushaltungen, die keinen Anscchluß an ein städtisches Gasleitungsnetz besitzen, mit Koch.`- und Heizgas und in zweiter Linie die Belieferung von Verkehrsmitteln mit Treibgas :angeführt.Arrangement for transferring liquefied gases under pressure Die The invention relates to an arrangement for decanting liquefied, pressurized Gases from a storage container into smaller portable containers, bottles, etc. Like., from which the withdrawal of the gas] can take place directly at the place of consumption. Examples are the supply of such households that have no connection to a municipal gas pipeline network, with cooking and heating gas and in the second Line for the supply of means of transport with propellant gas: listed.

Als verflüssigte Gase sind solche Flüssigkeiten anzusehen, deren Dampfdruck bei normaler Temperatur den Atmosphärendruck übersteigt, die also nur durch Aufrechterhaltung eines erhöhten Druckes oder einer erniedrigten Temperatur im flüssigen Aggregatzustand erhalten werden können, z. B. Propan.Liquefied gases are liquids whose vapor pressure at normal temperature exceeds atmospheric pressure, so that only by maintaining an increased pressure or a decreased temperature in the liquid state of aggregation can be obtained e.g. B. propane.

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf solche Anordnungen, bei denen die zulässige Füllhöhe durch die Mündung seines in die Flasche hineinragenden Rohres festgelegt wird, welches gegenüber dem Innendruck der Flaschen beim Füllvorgang einen ständig aufrechterhaltenen Unterdruck aufweist, also beispielsweise mit dem Ansaugstutzen einer Pumpe in Verbindung steht, die in den zu entleerenden Behälter auspufft.The invention particularly relates to such arrangements which the permissible fill level through the mouth of its protruding into the bottle Tube is set, which compared to the internal pressure of the bottles during the filling process has a constantly maintained negative pressure, so for example with the Intake port of a pump is in communication, which is in the container to be emptied exhausts.

Solche Füllanlagen sind an sich bekannt. Bei ihnen erfolgt die Feststellung, daß seine Flasche bis zur Höchstgrenze gefüllt ist, durch: Beobachtung eines Schauglases in der Saugleitung. Sobald durch die Saugleitung Flüssigkeit gefördert wird, ist der zulässige Spiegel in der Flasche -erreicht, so daß die Flüs;sigkeitszufu r abgesperrt werden muß. Zweckmäßig wird die Saugleitung ferst dann abgesperrt, wenn .am Schauglas keine weitere Förderung von Flüssigkeit zu beobachten ist.Such filling systems are known per se. With them the determination is made, that his bottle is filled to the maximum limit by: Observing a sight glass in the suction line. As soon as liquid is conveyed through the suction line the permissible level in the bottle is reached, so that the liquid supply is shut off must become. The suction line is expediently shut off only when .at the sight glass no further conveyance of liquid can be observed.

Die Anwendungsmöglichkeit des Gegenstandes der Erfindung ist jedoch nicht auf diese Art der Umfüllanlagen beschränkt, sondern kann auch dann Verwendung finden, wenn andere Mittel zur Festlegung der maximalen Füllmenge, wie z. B. Wägung o. dgl., verwendet werden. Wesentliche Voraussetzung ist lediglich! die Herstellung oder Aufrechterhaltung eines Unterdruckes in dem zu füllenden Behälter gegenüber dem Vorratsbehälter, also die Anwendung des Prinzips der Saugumfüllung. Die Erfindung besteht nämlich gerade in einer besonderen und besonders zweckmäßigen Art der Aufrechterhaltung und Regelung der Druckverhältnisse im Verbrauchsbehälter.However, the possible application of the subject matter of the invention is not limited to this type of transfer system, but can also be used find, if other means of determining the maximum capacity, such as. B. Weighing or the like., can be used. The only essential requirement is! the production or maintaining a negative pressure in the container to be filled the storage container, i.e. the application of the principle of suction transfer. the The invention consists precisely in a special and particularly expedient one Type of maintenance and regulation of the pressure conditions in the consumption container.

Der Erfindung liegt die Erfahrung zugrunde, daß der bei weitem überwiegendeTeil der zu füllenden Flaschen in völlig entleertem Zustand angeliefert wird. Solche Flaschen weisen dann einen Innendruck auf, der im allgemeinen erheblich unter dein Druck im Vorratsbehälter liegt, so daß diese Drttckdifierenz zur Füllung unmittelbar leerangezogen werden kann. Sollten bei einzelnen Flaschen noch Reste der Flüssigkeit und damit ein dem Dampfdruck entsprechender Innendruck vorhanden sein, so muß deren Druck vor Anschluß der Flaschen an die Füllanlage durch teilweises Ausblasen ihres Inhaltes gesenkt werden.The invention is based on the experience that the vast majority the bottles to be filled are delivered completely empty. Such Bottles then have an internal pressure that is generally significantly below your Pressure in the reservoir is so that this Drttckdifierenz for filling directly can be drawn empty. Should there be any residues of the liquid in individual bottles and so there must be an internal pressure corresponding to the vapor pressure, their Pressure before connecting the bottles to the filling system by partially blowing out theirs Content can be lowered.

Schließt man nun eine solche Flasche unmittelbar an den Vorratsbehälter an, so zeigt sich, daß die Druckdifferenz in den meisten Fällen nicht ausreicht, um die gewünschte Füllhöhe zu erreichen, da sich durch Verdampfen des einströmenden Flüssiggases sehr bald ein Druckausgleich ergibt. Man muß also während des Füllvorganges einen Teil des sich entwickelnden Gases aus der Flasche ablassen, um diese ausreichend füllen ztt können. Eilt Abblasen ins Freie kommt jedoch aus wirtschaftlichen und hauptsächlich aus Sicherheitsgründen nicht in Frage. Eine Rückführung in den Vorratsbehälter ist jedoch nur mittels einer Pumpe möglich.If you now close such a bottle directly to the storage container shows that the pressure difference is not sufficient in most cases, in order to achieve the desired filling level, as the evaporation of the inflowing LPG results in pressure equalization very soon. So you have to do this during the filling process Let off some of the developing gas from the bottle in order to keep it sufficient can fill ztt. However, the rush to blow off into the open comes from economic and economic reasons out of the question mainly for security reasons. A return to the storage container however, this is only possible using a pump.

Eine solche Einrichtung würde sich von der bekannten nur durch die Art ihrer Betriebsweise unterscheiden, und zwar insofern, als die Pumpe lediglich im letzten Teil der Füllphase eingeschaltet ist. Hierdurch läßt sich schon eine gewisse Einsparung von Pumparbeit erreichen. Jedoch wird die Aufmerksamkeit des Bedienungspersonals der Anlage durch die Nottvendigkeit des häufigen Ein- und Ausschaltens der Pumpe stärker belastet, so daß insgesamt kein Vorteil erreicht wird.Such a facility would differ from the known only by the Differentiate the way they operate, insofar as the pump is only is switched on in the last part of the filling phase. This can already be a achieve some savings in pumping work. However, the attention of the Operators of the system due to the necessity of frequent switching on and off the pump is more heavily loaded, so that overall no benefit is achieved.

Außerdem verursacht aber die anfänglich große Druckdifferenz zwischen Vorrats- und Verbrauchsbehälter eine starke Verdampfung des Flüssiggases, die aus mehreren Gründen unerwünscht ist. Um in den für den Transport geeigneten flüssigen Aggregatzustand wieder überführt zu werden, müßte das verdampfte Flüssiggas erneut bis zur Verflüssigung komprimiert werden.In addition, however, causes the initially large pressure difference between Storage and consumption containers a strong evaporation of the liquefied gas resulting from is undesirable for several reasons. In order to be able to use the liquid suitable for transport To be transferred again to the physical state, the vaporized liquefied gas would have to be renewed are compressed until they liquefy.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist ,es, bei einer L=mfüllanlage der gekennzeichneten Art die @'umparbeit vollständig oder nahezu vollständig überfüssig zu machen und gleichzeitig die Menge des beim Füllvorgang verdampfenden. Flüssiggases weitest gebend zu verringern. Die Steuerung des Innendruckes im zu füllenden Behälter wird erfindungsgemäß dadurch bewirkt, daß an dessen Gasentspannungsleitung ein Gasraum mit erheblicher Kapazität angeschlossen wird. Dabei ist es zweckmäßig, das Fassungsvermögen des Gasraums so zu wählen, daß es den Rauminhalt des zu füllenden Behälters oder gegebenenfalls mehrerer gleichzeitig zu füllender Behälter um ein Mehrfaches übersteigt.The purpose of the present invention is, with a L = mfüllanlage of the type indicated, the @ 'umparbeit completely or almost completely superfluous to make and at the same time the amount of evaporating during the filling process. Liquefied gas to reduce as much as possible. The control of the internal pressure in the container to be filled is effected according to the invention in that a gas space on its gas expansion line connected with significant capacity. It is useful to adjust the capacity to choose the gas space so that it the volume of the container to be filled or possibly exceeds several containers to be filled at the same time by a multiple.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Anordnung sei an Hand der schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele kurz erläutert. In den Fig. i und 2 ist mit i der Vorratsbehälter, mit .4 (.hl, ;11,, 4,) der oder die zu füllenden Verbrauchsbehälter und mit S der erfindungsgemäß anzuordnende Gasraum bezeichnet. 3 (3«, 31" 3,-), 5 (5", 5n, 5,:,! und stellen Ventile dar, die nach dem Anscliltil.@ der zu füllenden Flaschen in bestimmter Reihenfolge zu bedienen sind. 2 stellt die Fülleitung und G die Saug- bnv. Gasentspannungsleitung dar.The mode of operation of the arrangement according to the invention is based on the schematically illustrated embodiments briefly explained. In Figs 2 is with i the storage container, with .4 (.hl,; 11 ,, 4,) the one or those to be filled Consumption container and S denotes the gas space to be arranged according to the invention. 3 (3 «, 31" 3, -), 5 (5 ", 5n, 5,:,! And represent valves that follow the connector. @ the bottles to be filled are to be operated in a certain order. 2 represents the Filling line and G the suction bnv. Gas expansion line.

Hat man nun gemäß Fig. t die zu füllende Flasche .1 an die Umfüllanlage abgeschlossen, so wird zunächst das Ventil s geöffnet. Hat der Gasraum 8, der frei von Flüssigkeit sAti soll, zunächst den gleichen Innendruck wi:^ der Vorratsbehälter i, so wird sich der Druck durch Anschluß der Flasche .1 um einen Betrag vermindern, der durch das Verhältnis der Rauminhalte beider Behälter und die ursprünglich bestehende Druckdifferenz bedingt ist. Nimmt man beispielsweise an, dall der Behälter 8 etwa 3o1 faßt, während die Flasche 4 ein Fassungsvermögen von ; 1 besitzt, daß in 8 anfänglich ein Innendruck von i i atü und in :1 ein solcher von i atü geherrscht hat, so ist nach Öffnung des Ventils 5 der Druck in den verbundencit Beii:iltern auf etwa i o atü abgesunken.If you now have the bottle to be filled .1 to the transfer system as shown in FIG completed, valve s is first opened. Has the gas space 8 that is free of liquid sAti should, first of all, have the same internal pressure wi: ^ the reservoir i, the pressure will be reduced by connecting the bottle .1 by an amount that by the ratio of the volume of the two containers and the originally existing one Pressure difference is conditioned. Assume, for example, that the container 8 is about 3o1 holds, while the bottle 4 has a capacity of; 1 owns that in 8 initially an internal pressure of i i atü and in: 1 such a pressure of i atü has prevailed, so is after opening the valve 5, the pressure in the connected cases is reduced to about i o atü dropped.

Voraussetzungsgemäß soll der Dampfdruck auch in i etwa i i atü betragen. Wird nun, nachdem der Druckausgleich lierglstellt ist, das Venti13 geöffnet, so strömt die Flüssigkeit in den Behälter .1, und zxar so lange, bis die Druckdifferenz zwischen dem Beh:ilter.l und dem hiermit verlitindeiien 13;1i:i1-ter8 verbraucht ist oder bis die Fliissigk--its zufuhr abgesperrt wird.According to the prerequisite, the vapor pressure should also be approximately i i atü. If now, after the pressure equalization has been adjusted, the valve 13 is opened, so the liquid flows into the container .1, and zxar until the pressure difference between the container: ilter.l and the herewith Verlitindeiien 13; 1i: i1-ter8 consumed or until the liquid supply is shut off.

Die Druckdifferenz ist hierbei von :Xiif:ttil; an äußerst gering, so daß eine Verdampfung des Flüssiggases weitgehend hintange halten wird. Man kann also damit rechnen, daL', der Behälter 4. auf diese Wise praktisch vollständig gefüllt werden könnte. Die Einhaltung der -zulässigen Füllgrenze nitil.» durch Mittel zur Begrenzung der Fiillhölie-, die eich; zum Gegenstand der Erfindung gehi@@rrn, sichergestellt werden. Nach Erreichen der Füllgrenze- wird das weitere Nachströmen von Flüssigkeit =entweder -durch die Schließung des Ventils- 5 oder 3 oder beider gleichzeitig bewirkt: -Da 'einerseits die Flaschen -niemals vollständig mit Flüssigkeit, sondern zu eriva 1. mit Gas, das aus dem Gasraum 8 geliefert wurde, gefüllt werden, andererseits aber die Nachlieferung von Gas durch Verdampfung äußerst gering bleibt, müßte theoretisch mit der Zeit eine Entleerung des Gasraumes 8, verbunden mit- einer starken Druckerniedrigung, eintreten. In der Praxis wird sich aber zwischen dieser durch Abgabe von Gas an die Flaschen bedingten - Druckerniedrigung ,Lind der Verdampfung von Flüssiggas während des Füllvorganges ein Gleichgewicht einstellen. Durch Wahl der Größe des Gasraums im Verhältnis zur Größe der zu füllenden Flaschen hat man es nun in der Hand, diesen Druckwert höher oder niedriger zu wählen und somit die Füllgeschwindigkeit zu regulieren. je größer der Gasraum ist,-um so geringer wird die Druckdifferenz zwischen ¢ und i und damit die Füllgeschwindigkeit. Außerdem läßt sich bis zu einem gewissen Grad die Menge des verdampfenden Flüssiggases herabdrücken.The pressure difference is here from: Xiif: ttil; extremely low, so that evaporation of the liquefied gas is largely held back. One can therefore expect that the container 4. could be filled practically completely in this way. Compliance with the permissible filling limit nitil. " by means of limiting the filling, the calibrated; to the subject of the invention gehi @@ rrn, to be ensured. After the filling limit has been reached, the further flow of liquid is effected either by closing the valve 5 or 3 or both at the same time: On the one hand, the bottles never completely with liquid, but to eriva 1. with gas that comes out the gas space 8 was supplied, but on the other hand the replenishment of gas through evaporation remains extremely low, theoretically an emptying of the gas space 8, combined with a sharp decrease in pressure, should occur over time. In practice, however, an equilibrium will be established between the pressure reduction caused by the delivery of gas to the bottles and the evaporation of liquid gas during the filling process. By choosing the size of the gas space in relation to the size of the bottles to be filled, it is now up to you to select this pressure value higher or lower and thus to regulate the filling speed. the larger the gas space, the lower the pressure difference between ¢ and i and thus the filling speed. In addition, the amount of evaporating liquefied gas can be suppressed to a certain extent.

In Fig. z ist ein anderes Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt, bei dem mehrere Zapfstellen parallel liegen, die ein paralleles. Füllen einer größeren Anzahl von Flaschen ermöglichen. Hierbei ist es nicht erforderlich, daß zunächst .alle Flaschen angeschlossen und dann ihre Ventile gleichzeitig betätigt werden. Die praktischen Vorteile dieser Anordnung bestehen vielmehr besonders darin, daß die Flaschenunabhängig voneinander angeschlossen und gefüllt werden können, was die Bedienung ganz wesentlich erleichtert.In Fig. Z is another embodiment of the subject invention shown, in which several tap points are parallel, a parallel. To fill allow a larger number of bottles. It is not necessary to that first .all bottles connected and then operated their valves at the same time will. Rather, the practical advantages of this arrangement are in particular: that the bottles can be connected and filled independently of each other, which makes the operation much easier.

Die Funktion der Ventile 3 bis 3, und 5 bis 5, entspricht derjenigen von 3 und 5 in Fig. i, jedoch ist zusätzlich in der Gasentspannungsleitung 6 ein Ventil 7 angeordnet, welches normalerweise geöffnet ist, aber auch an Stelle der Ventile 5 bis 5, dann betätigt werden kann, wenn ausnahmsweise sämtliche Flaschen gleichzeitig angeschlossen und gefüllt werden.The function of valves 3 to 3, and 5 to 5, corresponds to that of 3 and 5 in FIG Valve 7 arranged, which is normally open, but also in place of the Valves 5 to 5 can then be operated when, as an exception, all bottles connected and filled at the same time.

außerdem ist in Fig. z eine Verbindungsleitung zwischen Gasraum 8 und dem-Dampfraum des Vorratsbehälters i vorgesehen, in die ein Ventil 9 und/oder eine Pumpe io eingeschaltet ist. Durch diese Leitung ist @es möglich, den Innendruck von 8 dem Dampfdruck in i anzugleichen, falls dies erforderlich sein sollte. Außerdem ist hierdurch die-Möglichkeit geschaffen, Flüssigkeit, die etwa nach 8 übergetreten sein sollte, in den Behälter i zurückzuleiten; zu diesem Zweck wird, der Anschluß der Leitung i i an den Behälter 8 zweckmäßig am tiefsten Punkt vorgenommen und die Leitung i i mit Gefälle nach i geführt, die dann bei i z in den Dampfraum des Behälters i mündet. Die Anordnung der Pumpe io dient dem gleichen Zweck wie da Ventil g. Diese wird zweckmäßig so ausgebildet, daß sie beim Stillstand wie ein geschlossenes Absperrventil wirkt. Darüber hinaus gibt die Pumpe die Möglichkeit, in extremen Fällen eine vollständige Füllung zu erzielen, wenn beispielsweise die Flaschen 4. während des Füllens starker Wärmewirkung und ihre Inhalte somit einer verstärkten Verdampfung ausgesetzt sind.In addition, in FIG. z there is a connecting line between the gas space 8 and the vapor space of the storage container i is provided into which a valve 9 and / or a pump is switched on. Through this line it is possible to reduce the internal pressure of 8 to match the vapor pressure in i, if this should be necessary. aside from that This creates the possibility of liquid that has passed after about 8 should be to return to the container i; for this purpose, the connection the line i i to the container 8 expediently made at the lowest point and the Line i i led with a gradient to i, which then at i z into the steam space of the container i flows out. The arrangement of the pump io serves the same purpose as the valve g. These is expediently designed so that it works like a closed shut-off valve at standstill works. In addition, the pump gives the option of a full in extreme cases Achieve filling if, for example, the bottles are 4. stronger during filling The effect of heat and its contents are therefore exposed to increased evaporation.

Die Wirkung des Gasraums 8 ist somit eine doppelte. Einerseits wird vor dem Füllvorgang durch Abgabe von Gas in die zu füllenden Flaschen deren Innendruck erhöht und somit die Verdampfung während des eigentlichen Füllvorganges weitgehend vermieden. Andererseits wird durch diesen an die Flasche ,angeschlossenen Gasraum der relative Unterdruck gegenüber dem Vorratsbehälter während der gesamten Füllphase ,aufrechterhalten und somit .eine Füllung bis zur zulässigen Grenze ohne Pump.arbeit im Normalfall sichergestellt. Hierfür ist es zweckmäßig, die Ventile 5 (5a, 5r" 5el so auszulegen bzw. zu bedienen, daß sie während der Füllphase als Drosselstellen wirken.The effect of the gas space 8 is thus twofold. On the one hand will before the filling process by releasing gas into the bottles to be filled, their internal pressure increased and thus the evaporation during the actual filling process to a large extent avoided. On the other hand, through this gas space connected to the bottle the relative negative pressure compared to the storage container during the entire filling phase , and thus a filling up to the permissible limit without pumping work normally ensured. For this purpose it is advisable to open the valves 5 (5a, 5r " 5el to be designed or operated in such a way that they act as throttling points during the filling phase works.

Der Gasbehälter 8 kann auch so ausgebildet sein, daß er gegenüber der Umgebung wärmeisoliert und betriebsmäßig te-ilweise mit verflüssigtem Gas gefüllt ist. Die Wirkungsweise ist dann kurz folgende: Durch Öffnen des Ventils 5 tritt Gas in die angeschlossene Flasche q.. Infolgedessen verdampft ein Teil der in 8 enthaltenen Flüssigkeit mit der Wirkung, daß der Rest sich abkühlt. Die hierdurch bedingte Dampfdruckerniedrigung stellt den relativen Unterdruck gegenüber dem Vorratsbehälter her. Das während des Füllvorganges aus q. in den Behälter 8 zurücktretend,-Gas wird dann an der Oberfläche der kühleren Flüssigkeit kondensiert. Ist die Flüssigkeitsmenge und somit die Wärmekapazität genügend groß gewählt und sieht man ein° ausreichende Wärmeisolierung vor, so kann man annehmen, daß der Vorgang in einem solchen Grad reversibel verläuft, daß seine Ausnutzung zur Schaffung einer Anordnung, die das Umfüllen verflüssigter Gase ohne Pumparbeit und mit geringsten Verdampfungsverlusten bewirkt, möglich ist.The gas container 8 can also be designed so that it is opposite thermally insulated from the environment and partially filled with liquefied gas during operation is. The mode of action is then briefly as follows: By opening valve 5 occurs Gas in the attached bottle q .. As a result, some of the in 8 contained liquid with the effect that the rest cools down. The result The resulting lowering of the vapor pressure represents the relative negative pressure compared to the storage container here. During the filling process from q. stepping back into the container 8, gas becomes then condensed on the surface of the cooler liquid. Is the amount of fluid and thus the heat capacity is chosen sufficiently large and one sees a ° sufficient Thermal insulation in front of it, one can assume that the process is to such a degree It is reversible that its exploitation to create an arrangement that supports the Transferring liquefied gases without pumping and with minimal evaporation losses causes is possible.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Arrangement for decanting liquefied, under pressure standing gases from a larger storage container into a smaller, completely emptied one Consumption container, Bottle o. D, -]., Through creation or maintenance a relative negative pressure in the consumption container during the entire filling process, characterized in that the gas release line (6) of the to be filled Container (4) is connected to a gas space (8), the capacity of which is preferably the contents of the container (4) to be filled or the containers to be filled at the same time (4 to 4,) exceeds.

2. Arrangement according to claim i, characterized in that the gas container (8) is thermally insulated from the environment and partially with liquefied Gas is filled.

3. Arrangement according to claim i and 2, characterized in that between the storage container (i) and the gas space (8) several tapping points (3 to 3, or 5 to 5,) for the simultaneous filling of several bottles (4 to 4,) in parallel are provided to each other.

4. Arrangement according to claim i to 3, characterized in that that it is through a pipe (i i) with a shut-off valve (g) and possibly with a interposed pump (i2), which connects the gas space (8) with the vapor space of the Storage container (at. 12) connects, designed to form a circuit filling arrangement is.