Wynalazek niniejszy dotyczy ulepszo¬ nego sposobu ciaglej przemiany cieklych gazów o niskim punkcie wrzenia, zwlaszcza tlenu, na gazy o stosunkowo wysokim cis¬ nieniu.Urzadzenie do wykonywania niniejsze¬ go sposobu posiada zbiornik zapasowy oraz dwa zbiorniki przelewowe posredniczace w zmianie stanu skupienia cieklego na ga¬ zowy. W sklad urzadzenia wchodza rów¬ niez ulatniak, grzejnik, powodujacy paro¬ wanie cieklego czynnika oraz dodatkowa wymiennica, spelniajaca równiez czynnosc zasobnika zimna.Celem wynalazku jest ulepszenie spo¬ sobu stopniowej przemiany, zapewniajace uproszczenie postepowania przez zmniej¬ szenie okresów roboczych i ciezaru calego urzadzenia, jak równiez przyspieszenie przebiegu.Urzadzenie wedlug niniejszego wyna¬ lazku, posiadajace znana zalete niezalez¬ nosci dzialania poszczególnych zbiorników przelewowych zestawu, umozliwia równo¬ czesne opróznianie jednego ze zbiorników przelewowych w celu napelnienia butli konsumenta oraz napelnianie drugiego zbiornika przelewowego powieksza spraw¬ nosc tego urzadzenia.Rysunek przedstawia dwa przyklady wykonania urzadzenia wedlug wynalazku.Fig. 1 przedstawia pionowy przekrój po¬ dluzny ukladu urzadzenia o dwu zbiorni¬ kach przelewowych do wykonywania spo-sobu wedlug wynalazku ; fig. 2 — odmia¬ ne tego urzadzenia równiez w podluznym przekroju pionowym ; fig. 3 — pionowy przekrój podluzny zaworu dlawiacego ; fig. 4 — czesciowy przekrój pionowy wy- miennicy ciepla, oraz jej czesciowy widok, fig. 5 rzut pionowy konca wymiennicy cie¬ pla czesciowo w widoku z góry, a czescio¬ wo w przekroju poziomym, wreszcie fig. 6 — odmiane wymiennicy ciepla w przekroju poprzecznym.Urzadzenie do ciaglej przemiany cie¬ klych gazów o niskim punkcie wrzenia, np. niektórych cieklych weglowodorów, ciekle¬ go tlenu, azotu lub podobnych gazów, skla¬ da sie z dwóch lub kilku polaczonych zbior¬ ników, napelnianych tymi gazami, przez które one przeplywaja w przeciwpradzie w stanie gazowym i cieklym, powodujac przejscie czynnika ze stanu gazowego w ciekly przy równoczesnym zastosowaniu zasobnika zimna 18, wykonanego w posta¬ ci wymiennicy. Dzieki temu nastepuje zmniejszenie strat, powstajacych wskutek powrotu ponownie skroplonego czynnika do zbiornika zapasowego.Urzadzenie do przeprowadzania sposobu wedlug wynalazku umozliwia powiekszenie szybkosci przebiegu calkowitego procesu.Urzadzenie do wykonywania sposobu wedlug wynalazku sklada sie z dwóch rów¬ nolegle polaczonych zbiorników, napelnia¬ nych na przemian czynnikiem cieklym, do¬ prowadzanym z zwyklego izolowanego zbiornika zapasowego, zawierajacego cie¬ kly czynnik. Zbiorniki te opróznia sie na przemian, przepuszczajac ciekly czynnik przez parownik w celu zmiany stanu sku¬ pienia z cieklego w gazowy o wysokim cis¬ nieniu. Tak np. ciekly tlen, wyparowywany w takim urzadzeniu, ulega przemianie na gaz o cisnieniu okolo 150 atm.Zachowanie potencjalu zimna czynnika, wyplywajacego z jednego z zbiorników przelewowych, osiaga sie za pomoca wy¬ miennicy. Urzadzenie takie posiada kanaly do czynników przeplywajacych w przeciw¬ pradzie, zaopatrzone w elementy do wy¬ miany ciepla. W przykladzie wykonania wedlug wynalazku zastosowano wymienni- ce ciepla, w której czynnik ciekly oplywa w przeciwpradzie wiazke rur z przeplywa¬ jacym w niej czynnikiem gazowym, odbie¬ rajacym zasób zimna od czynnika cieklego przeplywajacego do ulatniaka, celem prze¬ miany tegoz na gaz, uchodzacy do butli konsumenta. Oziebiony przez ciekly czyn¬ nik gaz po dodatkowym oziebieniu wskutek przeplywu przez zawór dlawiacy wraca do zbiornika zapasowego.Dzieki temu w urzadzeniu unika sie sto¬ sowania wyrównania czynnika cieklego, które jest nieodzowne w urzadzeniu, nie po¬ siadajacym przyrzadów. Dodatkowo zwiek¬ szone cisnienie, wywolane naplywajaca ciecza, w ten sposób przyspiesza wyplyw cieczy. Ewentualna nadwyzke cisnienia wyrównuje sie przez otwarcie zaworu, la¬ czacego zbiornik z atmosfera.Na fig. 1 liczba 10 oznacza izolowany zbiornik zapasowy do przechowywania cie¬ klego gazu, który w przypadku stosowania np. latwo lotnego cieklego tlenu jest dobrze izolowany. Przewód odplywowy // dla cie¬ czy jest polaczony z przewodem zbiorczym 12, posiadajacym na swych obydwu kon¬ cach odgalezienia 13, 13', laczace sie po¬ przez zawory 13a, 13b ze zbiornikami prze¬ lewowymi 14, 14\ Zbiorniki przelewowe sa zaopatrzone w krócce wylotowe 15, 15' z zaworami 15a wzglednie 15b.Izolowane scianki zbiorników przelewo¬ wych sa wytrzymale na wysokie cisnienie.W przypadku przechowywania cieklego tlenu zbiorniki te sa zaopatrzone w dodat¬ kowa izolacje wewnetrzna w postaci wkladki. Przewody 16, 16' do odplywu cie¬ czy z tych zbiorników poprzez zawory 16a, 16b posiadaja wspólny króciec odplywowy 17, polaczony z wlotem Kanalu do czynni¬ ka cieklego wymiennicy 18. Wylot tego ka¬ nalu jest polaczony za pomoca przewodu — 2 —19 z wezownica ulatniaka 20, zakonczona przewodem 21 dla wyparowanego materia¬ lu, przeplywajacego pod wysokim cisnie¬ niem do miejsca zuzycia.Przyspieszenie wyplywu czynnika cie¬ klego ze zbiorników przelewowych 14, 14', uzyskuje sie przez zwiekszenie w nich cis¬ nienia. W tvm celu podgrzewa sie ciekly czynnik odprowadzajac go z izolowanych zbiorników 14 lub 14' poprzez przewody, 23, 24, 25, 26 i zawory 24a, 24b do grzejni¬ ka 22. Podgrzany w grzejniku 22 czynnik ulatnia sie, uchodzac przewodem 25 oraz przewodem 26 poprzez zawory 26a, wzgl. 266 z powrotem do przestrzeni gazowej zbiorników przelewowych, zwiekszajac w nich cisnienie. Celem zapobiezenia nad¬ miernemu wzrostowi cisnien w zbiorni¬ kach 14,14* wzglednie w grzejniku 22, za¬ stosowano przewód 27, laczacy sie poprzez zwykle zamkniety zawór 27c bezposrednio z przewodem 19, który z kolei laczy sie z przewodem wylotowym 21. Przewód 28 jest podobnie jak przewód 27 równiez bez¬ posrednio polaczony z przewodem 19, któ¬ ry w przypadku ich polaczenia jest odla¬ czony od wymiennicy 18 za posrednictwem zaworu trój drogowego 28c.Celem zwiekszenia cisnienia w zbiorni¬ ku zapasowym 10, laczy sie przestrzenie gazowe tegoz zbiornika z jednym ze zbior- niKów przelewowych 14, 14' poprzez prze¬ wody 31, 30, wymiennik 18, przewód 32 oraz zawory jla wzglednie 3Ib, 34 i 33.Doprowadzanie czynnika gazowego po- poprzez zawór dlawiacy 33 odbywa sie przy temperaturze, odpowiadajacej cisnie¬ niu znacznie nizszemu niz w zbiornikach przelewowych. Zawór dlawiacy 33 (fig. 3) ppsiada otworek 33' do dlawienia przeply¬ wajacego czynnika. Pomocniczy zawór 34 jest wlaczony w przewód 32. Zbiornik 10 posiada otwór 35 do wlewania ciekle¬ go czynnika oraz zawór 35, zapobiegajacy nadmiernemu wzrostowi cisnienia w zbior¬ niku 10.Sposób dzialania tego urzadzenia jest nastepujacy. Ze zbiornika 10 odprowadza f-ie w celu napelnienia np. zbiornika 14 okreslona ilosc cieklego czynnika przez otwarcie zaworu 13a przy zamknietym za¬ worze 13b. Przed napelnianiem zbiorni¬ ka 14 zostaje otwarty zawór 15a, w celu usuniecia gazów, pozostalych z poprzed¬ niego napelniania. Po ukonczeniu napel¬ niania zamyka sie zawory 15a i 13a, nato¬ miast otwiera sie zawór 16a celem umozli¬ wienia przeplywu cieklego czynnika do ulatniaka 20, do którego przeplywa ciekly czynnik ze zbiornika 14 wzgl. 14' bezposre¬ dnio albo posrednio poprzez wymienni- ce 18. Celem przyspieszenia przeplywu ze zbiornika 14 wzgl. 14' do ulatniaka 20, zwieksza sie cisnienie w nich przez wytwo¬ rzenie par czynnika cieklego, przepuszczo¬ nego przewodami 24, 23 poprzez grzej¬ nik 22, przewody 25, 26 oraz zawór 26a.Przeplywowi cieklego czynnika ze zbior¬ nika przelewowego 14 do ulatniaka 20 to¬ warzyszy równoczesnie przeplyw gazu ze zbiornika 14 poprzez przewody 31, 30 i 32 do zbiornika zapasowego 10, przy czym obydwa czynniki t. j. ciecz i gaz mijaja sie w przeciwpradzie w wymiennicy 18. Dzie¬ ki temu ciecz zostaje, przed jej wyparowa¬ niem, nagrzana, oddajac swe zimno gazo¬ wi, przeplywajacemu do zbiornika 10'. Za¬ bieg ten trwa az do Wyrównania cisnien w zbiornikach 14 i 10, a wówczas przerywa sie obieg i przystepuje do ponownego na¬ pelnienia zbiornika 14.W opisanym urzadzeniu niema specjal¬ nych przyrzadów doi okreslania ilosci gazu, doprowadzanego do zbiornika do przele¬ wania, gdyz do tego moze byc uzyty dowol¬ ny przyrzad. W praktyce znane sa rózne odpowiednie mierniki i tak np. moze byc zastosowany lewarek odpowietrzajacy, sie¬ gajacy do z góry okreslonej glebokosci w zbiornik do przelewania i zamykajacy odplyw gazu, gdy zostanie osiagniety pe¬ wien okreslony poziom cieczy. — 3 —W praktyce okazalo sie, ze wymienni- ce, w których przeplywajacy strumien ga¬ zu jest podzielony na duza liczbe malych strumieni, otoczonych masa cieczy i prze¬ plywajacych w kierunku przeciwnym do kierunku przeplywu cieczy, wykazaly przy¬ spieszenie przenoszenia ciepla, co zostalo wykorzystane w niniejszym wynalazku.Fig. 4 i 5 przedstawiaja wymiennice ja¬ ko czesc skladowa urzadzenia, wykony¬ wanego wedlug poprzednio wspomnianej zasady. Pewna liczba waskich rur 36, przez które przeplywa gaz, znajduje sie miedzy komorami 37. Zespól rurek 36 znajduje sie wewnatrz rur 38, umocowa¬ nych miedzy komorami 39, równoleglymi do komór 37. Inny przyklad wykonania wymiennicy przedstawia fig. 6, w którym rurki 36' na gaz owiniete drutem 37, utrzy¬ mujacym odleglosc miedzy nimi, sa zamk¬ niete we wspólnej oslonie 38', przez która przeplywa ciecz. Im wieksza jest liczba rur, tym wieksze jest przenoszenie ciepla.Celem zapewnienia wymiany zimna miedzy czynnikami cieklym i gazowym w czasie ich przeplywu przez wymien¬ nik 18, wykonuje sie tenze tak by metal rur czynnika gazowego akumulowal pewien zasób jego zimna, przy czym nie nalezy przekraczac pewnego optimum ze wzgledu na równoczesny wzrost ciezaru calej wy¬ miennicy.% Ze wzgledu na wielkosc wahania tem¬ peratur przy najodpowiedniejszych warun¬ kach, wystepujacych w przeciwpradzie, musi, przeplywajacy wymiennice ciekly czynnik odplywac przy stale zmniejszaja¬ cej sie temperaturze tak, iz przy ukoncze¬ niu obiegu kolowego temperatura jest zbli¬ zona do temperatury doplywajacego czyn¬ nika gazowego. Gdy masa wymiennicy jest dostatecznie duza, pozostaje prawie stala l zewnetrzna temperatura przeplywajacego , cieklego czynnika.Przekroje oraz dlugosci rur do czynni¬ ka gazowego nalezy wyposrodkowac w zwiazku z wahaniem czasu przewodzenia ciepla w zaleznosci od tychze wielkosci.Zawór dlawiacy 33, znajdujacy sie miedzy wymiennica 18 i zbiornikiem za¬ pasowym 10, przedstawiony w wiekszej podzialce na fig. 3, utrzymuje stale cisnie¬ nie czynnika przeplywajacego od strony zbiornika zapasowego. Spadek cisnienia, powodowany przez wymiennice ciepla wskutek ochladzania czynnika gazowego przez czynnik ciekly utrzymuje sie mozli¬ wie jak najmniejszy, t. j. tak duzy by czyn¬ nik gazowy, zdazajacy do zbiornika zapa¬ sowego, ponownie sie skroplil przed doply¬ wem do tegoz. Zastosowanie zaworu dla¬ wiacego 33, przez który przeplywa wylacz¬ nie skroplony juz czynnik, oraz zaworu 34 ulatwia regulacje ilosci przenoszonego cie¬ pla wymiennicy. Wytworzony w ten spo¬ sób spadek cisnienia zmienia sie nieznacz¬ nie, np. na poczatku okresu pracy calego zespolu. W miare postepowania przebiegu wzrasta spadek cisnienia w wymiennicy od¬ powiednio do wzrostu szybkosci przeplywu czynnika cieklego, chlodzacego czynnik ga¬ zowy. W przypadku gdy zawór dlawia¬ cy 34 jest calkowicie otwarty, przez prze¬ wód 32 przeplywa juz stala ilosc wagowa gazu. Wtedy maleje szybkosc przeplywu i spadek cisnienia w wymiennicy 18. Naj¬ wiekszy wiec spadek cisnienia nastepuje wtedy, gdy zawór 32 zostanie otwarty cal¬ kowicie, gdyz wówczas przeplywajaca ilosc wagowa gazu nie rozpoczela sie jeszcze zmniejszac.Podczas gdy przedstawiony na fig. 1 zbiornik zapasowy przechowuje czynnik ciekly oraz skraplajacy sie ponownie czyn¬ nik gazowy, przeplywajacy ze zbiornika przelewowego, w odmianie wykonania we¬ dlug wynalazku, przedstawionej na fig. 2, jest zastosowany oprócz zbiornika zapaso¬ wego 40, izolowany dodatkowy zbiornik 63 dla gromadzenia stopniowo skraplajacego sie czynnika gazowego. — 4 —W zbiorniku zapasowym 40 do ciekle¬ go czynnika zanurzony jest przewód 41 do odprowadzania cieczy, polaczony z prze¬ wodem zbiorczym 42, od którego sa odga¬ lezione przewody 43, 43', polaczone po¬ przez zawory ze zbiornikami przelewowy¬ mi 44, 44'. Zbiorniki te posiadaja króc¬ ce 45, 45' do odprowadzania gazu oraz przewody odplywowe 46, 46', polaczone ze wspólnym przewodem 47, laczacym sie z kolei z wlotem kanalu do czynnika cie¬ klego wymiennicy 18. Drugi koniec tej wymiennicy jest polaczony poprzez prze¬ wód 49 z ulatniakiem 50, którego wylot 51 wezownicy odprowadza czynnik gazowy pod wysokim cisnieniem do butli konsu¬ menta. Grzejnik 52 jest polaczony prze¬ wodami 53, 54 ze zbiornikami przelewowy¬ mi 44, 44' i przewodami 55, 56 z ich prze¬ strzeniami gazowymi. Odgaleziona rura przelewowa 57 laczy grzejnik 52 bezposre¬ dnio z przewodem, prowadzacym do ulat- niaka 49. Dzieki zastosowaniu rury 57 oraz zaworu trójdrogowego 58c, grzejnik moze byc wylaczany. Podobnie jak w przy¬ kladzie wykonania wedlug fig. 1, zastoso¬ wano równiez i w tej odmianie wykonania wynalazku zawór dlawiacy 66. Urzadze¬ nie wedlug fig. 2 posiada ponadto prze¬ wód 60, który moze byc laczony za pomo¬ ca przewodu wspólnego 61 dowolnie z prze¬ strzeniami gazowymi zbiorników przelewo¬ wych 44, 44' w celu usuwania z nich wyso- kosprezonego gazu. Wylot przewodu 60 la¬ czy sie z wlotem kanalu gazowego wymien¬ nicy 18, której wylot jest z kolei polaczo¬ ny z przewodem 62 izolowanego zbiorni¬ ka 63. Zbiornik ten jest polaczony z prze¬ wodami 64, 64', przeprowadzajacymi po¬ przez zawory 64a, 64b skropliny z dolnej czesci zbiornika do zbiorników przelewo¬ wych 44 i 44'. Skropliny te otrzymuje sie wskutek spadku temperatury i cisnienia, wywolanego wspóldzialaniem wymienni¬ cy 18 oraz zaworu dlawiacego 66, wlaczo¬ nego w przewód 02. Zbiornik izolowany 63 jest równiez zaopatrzpny w zawór 68, slu¬ zacy do zmniejszania w nim cisnienia.Sposób dzialania tej odmiany urzadze¬ nia, wedlug fig. 2 jest podobny do opisane¬ go sposobu dzialania urzadzenia wedlug fig. 1. Urzadzenie wedlug fig. 2 rózni sie od poprzedniego tylko tym, ze posiada dodat¬ kowy zbiornik z przestrzenia do gromadze¬ nia skroplin. Oczywiste jest, ze w zwiaz¬ ku z tym podczas przebiegu napelniania, gdy ciecz doprowadza sie ze zbiornika za¬ pasowego 40 do jednego ze zbiorników przelewowych, przfewód do cieczy miedzy zbiornikiem do skroplin i zbiornikiem prze¬ lewowym jest otwarty, aby skropliny zbior¬ nika 63 mogly doplywac do jednego ze zbiorników przelewowych 44 lub 44*. PL