NO161343B - Fremgangsmaate og innretning for avsperring og/eller dosering av en vaeske. - Google Patents

Abstract

Fremgangsmåte og innretning for å dosere. mindre mengder med en lavtkokende, flytendegjort gass, som strammer ut av utløpsåpningen 4 til en beholder, idet beholderen lukkes ved hjelp av en gassboble.

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for avsperring og/eller dosering av en væske som angitt i ingressen til krav 1, og en innretning for gjennomføring av fremgangsmåten som angitt i ingressen til krav 4.

Ved dosering av mindre mengder av en lavtkokende, flytendegjort gass, spesielt med en LN2~doseringsanordning, må det bli tilveiebrakt en jevn, støyfri og en til hver tid sperrbar gjennomføring av flytendegjorte gasser, som ved behov også kan bli koblet taktvis.

Fra DE-A-27 32 318 er kjent en innretning for dosering av flytende nitrogen, ved hvilken en skive dreibar om en vertikal akse beveges under utløpsåpningene til nitrogenet. I avhengighet av formen til skiven blir derved flere eller mindre utløpsåpninger lukket. Med en slik mekanisk innretning er det imidlertid kun mulig med en taktvis dosering av det flytende nitrogenet.

Videre er det fra DE-A-31 41 465 kjent å regulere doseringen av den lavtkokende, flytendegjorte gassen ved hjelp av en nålventil som danner utløpsåpningene. Herved blir ventil-akselen til nålventilen trukket oppover av en solenold slik at det flytende nitrogenet kan trenge ut fra beholderlegemet til doseringsinnretningen.

Her er det imidlertid nødvendig etter en lang stillstandstid med beholdere som blir tomme og etterpå følgende nyfylling å gjøre tilfrosne ventilsett henholdsvis det etter åpning ikke mer tettsluttende ventilsete driftsklart ved hjelp av en oppvarmingsinnretning. Dessuten medfører iskrystallene, dannet i løpet av driften ved ventilsetet som følge av luftfuktigheten, til en ujevn strøm av flytende gass.

Fra FR-A-14 97 036 er det kjent om omfyllingsmetode hvor det med enkel betjening skal være mulig å foreta omfylling av en svært stor væskemengde innenfor et svært kort tidsrom. Her blir det under en kappe, som tildekker omfyllingsledningen, oppbygd en gasspute som står under et forhøyet trykk, som blir lukket med ledningsåpningen (dykkerklokkeprinsippet). Trykket til den under kappen transporterte gass økes i avhengighet av høyden på væskenivået. Denne under kappen frembrakte gasspute må kun bli bygd opp en gang og sperrer da gjennomstrømningen av væsken gjennom omfyllingsledningen uten videre tilførsel av en trykkgass.

Derved kan gassputen kun sperre omfyllingsledningen mot gjennomstrømning av væsken til beholderen når ledningsåpningen er tildekket av kappen i strømningsretningen til væsken eller når det øvre avsnittet til omfyllingsledningen dreies med 180°.

Oppfinnelsen har til oppgave å tilveiebringe en støyfri avsperring og/eller dosering av mindre mengder av en lavtkokende, flytendegjort gass på enkel måte. Avbruddet av tilførselen med f lytendegjort gass skal herved føre til et øyeblikkelig utløp av den flytendegjorte gassen fra utløps-åpningen.

Denne oppgaven blir løst ved hjelp av en fremgangsmåte ifølge innledningsvis nevnte art og hvis karakteristiske trekk fremgår av krav 1 og ved hjelp av en innretning for gjen-nomføring av fremgangsmåten av den innledningsvis nevnte art og hvis karakteristiske trekk fremgår av krav 4.

Ytterligere fordelaktige utførte form av oppfinnelsen fremgår av underkravene.

Med oppfinnelsen tilveiebringes den fordelen at det sikres en støyfri inn- og utkobling av en lavtkokende og flytendegjort gasstråle som går ut fra en utløpsåpning og dette på enkel måte. Derved kan før fyllingen av systemet med væske spesielt utløpsåpningen og kammeret, eventuelt også hele totalsystemet (beholder, ledning), bli spylt med tørr gass.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere med henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 viser et lengdesnitt gjennom en innretning for utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Fig. 2 viser utforming av sperreinnretningen ifølge oppfinnelsen . Fig. 3 viser utforming av sperreinnretningen ved en rørformet beholder.

Den på figur 1 viste innretning består av et sintermetallegeme 1, som befinner seg ved enden av ledningen 2 og som tjener til tilførsel av en flytendegjort gass. Sintermetallegemet 1 er anordnet i en beholder 3, som har en utløps-åpning 4 for f lytendegjort gass, og som er anordnet i en beholdervegg 14, i en avstand 21 innenfor beholderen 3, og videre anordnet i dens øvre del flere avtrekksåpninger 5 for fordampet gass.

Utløpsåpningen 4 er anordnet i et fortrinnsvis sylindrisk legeme 22, som ved sin omkrets 23 har en gjenge 24. Med den ytre gjengen 24 er legemet 22 skrudd inn i en rør stuss 26 forsynt med en indre gjenge 25, hvis lengde 27 som rager inn i beholderen 3 er større enn bredden 28 til legemet 22.

Rørstussen 26 er med frontsiden 30 som vender mot utløpssiden 29 til utløpsåpningen 4, anordnet i en åpning i beholderveggen 14 som tilsvarer dens utvendige diameter 31 og sveiset med beholderveggen 14.

På innløpssiden 32 til utløpsåpning 4 er bygget inn et potteformet, porøst sintermetallegeme 13 på en skive 33 fast forbundet med rørstussen 26, som danner et kammer 15 adskilt fra beholderen 3 med skive 33 som danner bunnen. Til kammer 15 er tilsluttet en ledning 16, som blir sperret ved hjelp av en magnetventil 17. Beholderen 3 er omgitt av en andre beholder 6 som er forsynt med en isolasjon. Mellom beholderen 3 og 6 dannes et mellomrom 8. Beholderen 6, isolasjonen 7 har en gassuttømmingsåpning 9, som er anordnet under utløpsåpnin-gen 4 for den flytendegjorte gassen i beholderen 3.

Virkningen av innretningen ifølge oppfinnelsen er som følgende: Den flytendegjorte gassen, f.eks. nitrogen, blandet med gass og stående under trykk føres via ledningen 2 i sintermetallegemet 1, hvis tverrsnitt er større enn det til tilførsels-ledningen. Sintermetallegemet 1 er gjennomslippelig for den gassformede og flytendegjorte gassen. Den avlastede, nå under atmosfærisk trykk stående og ved -196°C kokende flytende nitrogen 10, samler seg i bunnen av beholderen 3. Det -196°C kalde gassformede nitrogenet går nå ut gjennom avtrekksåpnin-gen 5 i mellomrommet 8 mellom beholderen 3 og 6. Gasstrømmen er betegnet ved hjelp av piler 11. Den kalde gassen strømmer nå langsomt til den store gassuttømmingsåpningen 9 og avkjøler dermed total innretningen så langt ned at det flytende nitrogenet som befinner seg i beholderen 3 blir tilført så lite varme som mulig utenfra. På grunn av den lave hastigheten til det gassformede nitrogenet 11 blir det flytende nitrogenet som går ut gjennom utløpsåpningen 4 ikke forstyrret av gasstrømningen. Da utløpsåpningen 4 består av et utskiftbart legeme 22 kan størrelsen på den utstrømmende væskestrålen bli endret etter behov pr. tidsenhet. Foruten tverrsnittet på utløpsåpningen 4 blir den kontinuerlig utstrømmende mengden av flytende nitrogen pr. tidsenhet bestemt også av høyden på væskenivået til det flytende nitrogenet 10. Væskenivået blir derfor holdt konstant i høyden ved hjelp av en innstillbar målesonde 12, som åpner og lukker en ikke nærmere vist magnetventil anordnet i ledningen 2 etter behov. Den gjennom utløpsåpningen 4 kontinuerlig utstrømmende doserte væskestrålen blir sikkert innelåst ved den kontinuerlige tilførselen av en lukkegass i kammeret 15. Som følge av anordningen av legemet 22, som inneholder utløpsåpningen 4, i avstand 21 innenfor beholderen 3, blir utløpsåpningene 4 omspylt over totalbredden 28 med det flytende nitrogenet slik at det finner sted en avkjøling av utløpsåpningen 4 i løpet av hele tiden væskestrålen er sperret. Dessuten blir det ved oppstigning av lukkegassen, som går boblende gjennom det flytende nitrogenet 10, tilveiebrakt i mellomrommet 8, også i løpet av sperringen av væskestrålen, en kjøling av innretningen. Her blir med et sperretrykk fra 0,1 til 0,4 bar over trykket til det flytende nitrogenet ved det laveste gassforbruk tilveiebrakt tilstrek-kelig lukketrykk, som fjerner væske fra kammeret 15 og holder utløpsåpningen 4 tørr uten at det oppstår en blanding av den tørre lukkegassen med væske. Dermed blir det lave sperretryk-ket tilveiebrakt ved anordning av sintermetallegemet 13 foran utløpsåpningen idet det hydrostatiske trykket til det flytende nitrogenet 10 på kammeret 15 på den ene siden blir redusert og på den andre siden blir ytterligere fremmedpar-tikler, som f.eks. metallspon, holdt borte fra utløpsåpning 4. Lukkegassen, som transporteres med dette trykket i kammeret 15 med et fortrinnsvis mindre kammervolum lik ca. 10 cm5 , unnslipper på den ene siden gjennom utløpsåpningen 4, som ved dette kammervolumet har en diameter på ca. 2 mm, og på den andre siden gjennom de uregelmessige utformede åpningene 34 i sintermetallegemet 13. Ved et brudd i gasstilførselen over den i ledning 16 anordnede magnetventil 17 opptrer med en gang igjen flytende nitrogen ved utløps-åpningen 4, uten at det kan registreres en målbar tidsfor-skjell mellom avbruddet av gasstilførselen og utstrømmingen av væskestrålen. Naturligvis kan det også anvendes andre filtere som tåler kulde, som f.eks. siler. Da må totalåpnin-gen 34 til sintermetallegemet 13 være større enn utløpsåpnin-gen 4 for å unngå forsinkelse i væskegjennomstrømningen gjennom utløpsåpningen 4.

Som spesielt fordelaktig har det vist seg å være å anvende en spesiell dypfrosset kokende gass for doseringsinnretningen som lukke- henholdsvis tørkegass. Naturligvis er også mulig å anvende andre tørre lukkegasser, hvis koketemperatur ligger under den flytende gassen, f.eks. heliumgass for N2~væske henholdsvis N2~gass for argon-flytende.

Figur 2 viser en videre utforming av sperreinnretningen ifølge oppfinnelsen, idet figur 2a) viser en vertikal anordning av kammeret 15 og figur 2b) en horisontal anordning av kammeret 15, idet disse fremstillingene er skjematiske. Kammeret 15 blir herved dannet av et forrom 18 til beholderen 13, utformet foran beholderveggen 14, hvis tilløpsåpning 20 blir lukket for flytende nitrogen med et plateformet sintermetallegeme 13. I forrommet 18 er anordnet et utløps-åpning 4 som ifølge foreliggende oppfinnelse er svært enkel og billig å fremstille. I kammeret 15 munner ledning 16 for tilførsel av lukkegassen, som kan bli tilsluttet i horisontal eller vertikal stilling (strekklinjet fremstilling) med kammeret 15.

På figur 3a) er vist en i horisontal stilling anordnet rørformet beholder 3, ved hvilken frontsidige beholdervegg 14 er anordnet utløpsåpningen 4. Kammeret 15 til den rørformede beholderen 3 blir tilveiebrakt ved hjelp av innbygging av et plateformet sintermetallegeme 13 foran utløpsåpningen 4. Til kammeret 15 er tilsluttet ledning 16 for tilførsel av lukkegassen.

Er den rørformede beholder 3 i forhold til utløpsåpning 4 anordnet i en horisontal stigende vinkel 19 og fortrinnsvis 15 grader, eller har den ikke nærmere viste beholder 3 en på hode satt L-formet ytre kontur, i hvilkens øvre avvinklede del av anordnet utløpsåpningen 4, så arbeider lukkeinnretnin-gen uten et sintermetallegeme 13. Kammeret 15 blir herved dannet ved hjelp av gassboblen innenfor den rørformede beholderen 3.

Claims (7)

1. Fremgangsmåte for avsperring og/eller dosering av en væske som kan strømme ut fra en utløpsåpning (4) i en kuldeisolert beholder (3), idet det for avsperring av væsken som strømmer ut bygges opp en foran utløpsåpningen (4) stående gassboble, som står under forhøyet trykk, og hvor det forhøyede trykket til gassboblen i det minste tilsvarer det i området av utløpsåpningen (4) herskende totale trykket i væsken, karakterisert ved at den kuldeisolerte beholderen (3) på kjent måte fylles med en lavtkokende, flytendegjort gass, at det innenfor beholderen (3) anordnes et porøst legeme (13) foran utløpsåpningen (4), idet gassboblen bygges opp mellom det porøse legemet (13) og utløpsåpningen (4) og opprettholdes ved kontinuerlig tilførsel av en lukkegass.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at gassboblen opprettholdes med et lukketrykk på 0,1 til 5 bar over trykket til den flytendegjorte gassen.

3. Fremgangsmåte ifølge kravene 1 og 2, karakterisert ved at beholderen (3) anordnes i forhold til utløpsåpningen (4) under en horisontal stigende vinkel (19), f.eks. i størrelsesorden 15 grader.

4. Innretning for gjennomføring av fremgangsmåten ifølge krav 1 med en kuldeisolert beholder som inneholder en utløpsåpning (4) for en væske og en til denne tilordnet avsperrings-innretning, idet avsperringsinnretningen er dannet av et separat kammer (15), som har et tilløp (20) for væsken og som er tilsluttet til en ledning for tilførsel av en lukkegass, karakterisert ved at beholderen (3) er kuldeisolert og fylt med en lavtkokende gass og at tilløpet (20) for kammeret (15) er utformet som porøst legeme (13).

5. Innretning ifølge krav 4, karakterisert ved at kammere (15) og et legeme (22) som inneholder utløps-åpningen (4), er anordnet med avstand (21) innenfor beholderen (3), og omgitt av den flytendegjorte gassen.

6. Innretning ifølge ett av firavene 4 til 5, karakterisert ved at det porøse legemets (13) totalåpninger (34) er større enn utløpsåpningen (4).

7. Innretning ifølge ett av kravene 4 til 6, karakterisert ved at det porøse legemet (13) er et potteformet sinterlegeme.