RU2061193C1 - Device for storage and gasification of cryogenic fluid - Google Patents
Device for storage and gasification of cryogenic fluid Download PDFInfo
- Publication number
- RU2061193C1 RU2061193C1 RU93043964A RU93043964A RU2061193C1 RU 2061193 C1 RU2061193 C1 RU 2061193C1 RU 93043964 A RU93043964 A RU 93043964A RU 93043964 A RU93043964 A RU 93043964A RU 2061193 C1 RU2061193 C1 RU 2061193C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vessel
- gas
- liquid
- valve
- condenser
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам низкотемпературной техники, а именно к устройствам для хранения, транспортирования криогенной жидкости и выдачи газов, и может быть использовано на транспорте, в медицине, в производстве газосварочных работ и т.д. взамен баллонов со сжатым газом, работающих под высоким давлением. The invention relates to devices for low-temperature technology, in particular to devices for storing, transporting cryogenic liquids and issuing gases, and can be used in transport, in medicine, in the production of gas welding, etc. instead of high pressure compressed gas cylinders.
Известна установка для хранения и газификации сжиженного газа, содержащая связанные между собой резервуар для хранения сжиженного газа и испаритель с газопроводом наполнения баллонов, и газопроводом подачи газа потребителю. Установка снабжена эжектором и газонакопителем. Предназначена для обеспечения газом крупных стационарно расположенных производств [1]
Недостатком этой установки является невозможность использования криогенных жидкостей непосредственно на рабочих местах без дополнительной их подготовки к применению и только потом подачи к потребителю в баллонах под высоким давлением или по трубопроводу.A known installation for storing and gasifying liquefied gas, containing interconnected reservoir for storing liquefied gas and an evaporator with a gas filling cylinder, and a gas supply gas to the consumer. The unit is equipped with an ejector and a gas accumulator. Designed to provide gas to large stationary production facilities [1]
The disadvantage of this installation is the impossibility of using cryogenic liquids directly at workplaces without additional preparation for use and only then supplying them to consumers in high-pressure cylinders or through pipelines.
Известно устройство дыхательный аппарат, предназначенный для защиты органов дыхания человека на тяжелых работах производств, содержащий теплоизолированную емкость (сосуд Дъюара) с заборным патрубком, теплообменником запуска, испаритель, отеплитель [2]
Конструкция данного аппарата не позволяет получить значение давления газа на выходе и производительность по объему, необходимые для его широкого применения на производстве, например для производства газосварочных работ взамен баллонов с сжатым газом, работающих под высоким давлением.A known device is a breathing apparatus designed to protect human respiratory organs during heavy work of production, containing a thermally insulated container (Dewar vessel) with an intake pipe, a start heat exchanger, an evaporator, an insulator [2]
The design of this apparatus does not allow to obtain the value of the gas pressure at the outlet and the volumetric productivity necessary for its widespread use in production, for example, for the production of gas welding instead of compressed gas cylinders operating under high pressure.
Наиболее близким к предлагаемому является усовершенствованный жидкостный конвертор, содержащий сосуд для жидкости, камеру расширения, капиллярную заборную трубку, предохранительную, расходную арматуру [3]
Конструкция данного устройства не рассчитана и не дает возможности широкого применения на рабочих местах производств, например, при газосварочных и подобных работах, из-за недостаточной производительности устройства по газу и давлению, низкой прочности конструкции, ненадежной конструкции соединения расширительной камеры и сосуда, малого срока хранения криогенной жидкости в сосуде устройства и низкой способности устройства регулировать выдаваемый газ по давлению и объему.Closest to the proposed is an improved liquid converter containing a vessel for liquid, an expansion chamber, a capillary intake tube, safety, consumable fittings [3]
The design of this device is not designed and does not allow widespread use at workplaces of production, for example, during gas welding and similar works, due to the insufficient productivity of the device for gas and pressure, low structural strength, unreliable construction of the connection of the expansion chamber and the vessel, short shelf life cryogenic liquid in the vessel of the device and the low ability of the device to regulate the emitted gas by pressure and volume.
Техническая задача изобретения заключается в создании простого по конструкции и в обслуживании устройства для хранения, транспортирования и газификации криогенной жидкости, способного заменить баллоны со сжатым газом, работающих под высоким давлением на рабочих местах производства и на транспорте. The technical task of the invention is to create a device that is simple in design and maintenance for storage, transportation and gasification of cryogenic liquid, capable of replacing compressed gas cylinders operating under high pressure at production sites and in transport.
Это достигается тем, что в устройстве для хранения и газификации криогенной жидкости, содержащем термостатированный сосуд, например сосуд Дъюара, для криогенной жидкости условно разделенный на газовую и жидкостную полости, имеющий на своей горловине фланец для прочного, разъемного, болтового присоединения герметичной газовой камеры, в которой размещен секционный поддон с цилиндрической формы секциями с вогнутой во внутрь верхней частью наподобие как у чернильницы "неразливайки", состоящий, например, из трех секций, соединенных между собой трубками и поставленных каскадиком под уклон к первой секции по окружности герметичной газовой камеры. При этом герметичная газовая камера и термостатированный сосуд, а точнее донная часть первой секции поддона и донная часть термостатированного сосуда сообщаются между собой сифонной заборной трубкой, которая в донной части термостатированного сосуда снабжена конденсатором, а в поддоне фильтром. Конденсатор в свою очередь тоже снабжен сифонной трубкой с дросселем на конце, находящимся в конденсаторе и фильтром на другом конце, сообщает донную часть конденсатора с донной частью термостатированного сосуда, проходит через газовую полость термостатированного сосуда, причем конденсатор контактирует с донной частью стенки термостатированного сосуда, распирает ее сифонной заборной трубкой, оберегая от вибрации при ударах. Устройство также снабжено расходным клапаном, заправочным клапаном, сбросным клапаном, которые выполняют роль вентилей и подключаются через переходники. Предохранительный клапан объединен с регулирующим сброс клапаном, расположены все они в герметичной газовой камере и утоплены заподлицо с ее стенкой, сбросный клапан и объединенные регулирующий сброс и предохранительный клапаны врезаны на одной трубке и сообщаются с газовой полостью термостатированного сосуда, причем эта трубка обмотана спиралью вокруг заправочной трубки и сифонной заборной трубки и залита теплоизолирующим материалом, например, полимерным пенопластом, чем образуется охлаждаемая сбросными парами жидкости пробка в горловине термостатированного сосуда, а конец ее опущен над уровнем жидкости, тем самым термостатированный сосуд условно делится на газовую и жидкостные полости. Герметичная газовая камера снабжена ребрами теплообменника, имеет цилиндрическую, обтекаемую форму, как и все ее детали изготовлена из металла методом штамповки и сварки, и вместе с термостатированным сосудом рассчитана на необходимое рабочее давление. Секции поддона, не разливающие жидкость даже при опрокидывании и регулирующие производительность в устройстве, закреплены с хорошим контактом для теплообмена с окружающей средой через теплопроводность металла ее стенок. Герметичная газовая камера и термостатированный сосуд соединены болтами в один агрегат, имеют удобную для эксплуатации форму, ручку для переноски и во всех режимах эксплуатации: наполнение, транспортирование, хранение, выдача газа работает без дополнительной подготовки и неразъемно одним агрегатом. This is achieved by the fact that in a device for storing and gasifying a cryogenic liquid containing a thermostated vessel, for example, a Dewar vessel, for a cryogenic liquid it is conventionally divided into gas and liquid cavities, having a flange on its neck for a durable, detachable, bolted connection of a sealed gas chamber, which contains a sectional pan with cylindrical sections with a concave inward upper part similar to that of a non-spill inkwell, consisting, for example, of three sections connected between a fight with tubes and cascaded downhill to the first section around the circumference of a sealed gas chamber. In this case, a sealed gas chamber and a thermostated vessel, or rather the bottom of the first section of the pan and the bottom of the thermostated vessel communicate with each other by a siphon intake pipe, which is equipped with a condenser in the bottom of the thermostated vessel and a filter in the pan. The capacitor, in turn, is also equipped with a siphon tube with a throttle at the end located in the capacitor and a filter at the other end, it communicates the bottom of the capacitor with the bottom of the thermostated vessel, passes through the gas cavity of the thermostated vessel, and the capacitor contacts the bottom of the wall of the thermostated vessel, bursts its siphon intake pipe, protecting from vibration during impacts. The device is also equipped with a flow valve, a filling valve, a relief valve, which act as gates and are connected through adapters. The safety valve is combined with a discharge control valve, all of them are located in a sealed gas chamber and recessed flush with its wall, the relief valve and the combined control discharge and safety valves are cut into one pipe and communicate with the gas cavity of the thermostatic vessel, and this pipe is wound with a spiral around the filling tube and siphon intake tube and is filled with a heat insulating material, for example, polymer foam, which forms a plug cooled in discharge vapors of liquid in g rlovine thermostatted vessel and its end above the liquid level is lowered, thereby thermostated vessel is divided into gas and liquid cavity. The sealed gas chamber is equipped with heat exchanger fins, has a cylindrical, streamlined shape, like all its parts are made of metal by stamping and welding, and together with a thermostatically controlled vessel it is designed for the required working pressure. Sections of the pallet that do not spill liquid even during tipping and regulate the performance in the device are fixed with good contact for heat exchange with the environment through the thermal conductivity of the metal of its walls. The sealed gas chamber and thermostatic vessel are bolted into one unit, have a convenient form for operation, a handle for carrying and in all modes of operation: filling, transportation, storage, gas delivery works without additional preparation and is integral with one unit.
На фиг. 1 дана общая схема разреза и устройства; на фиг.2 схема разреза расположения секционного поддона в герметичной газовой камере; на фиг.3 схема разреза дросселя в конденсаторе устройства; на фиг.4 схема расходного клапана с переходником; на фиг.5 схема подключения предохранительного, газосбросного и клапана регулируемого газосброса в герметичной газовой камере. In FIG. 1 shows a general diagram of a section and device; figure 2 is a sectional diagram of the location of the sectional pallet in a sealed gas chamber; figure 3 diagram of a section of the inductor in the capacitor of the device; figure 4 diagram of a flow valve with an adapter; figure 5 wiring diagram of the safety, gas and valve adjustable gas discharge in a sealed gas chamber.
П р и м е р. Устройство для хранения и газификации криогенной жидкости содержит термостатированный сосуд 1 для криогенной жидкости, герметичную газовую камеру 2 для сбора газа, фланец 3 для крепления герметичной газовой камеры к термостатированному сосуду через прокладку 4, секционный поддон 5 для регулирования производительности газа в устройстве, сифонную заборную трубку 6 для пропуска жидкости и ее паров на расход и обратно, трубку 7 газосборосного клапана 8, предохранительного клапана 9 и регулирующего газосброс клапана 10 с змеевиком в горловине 11 и опущенным над уровнем жидкости концом трубки 12, расходный клапан 13, заправочный клапан 14, охлаждаемую пробку 15, ребра теплообменника 16, конденсатор 17 для конденсации паров, расширения жидкости и теплообмена, сифонную трубку конденсатора 18 с дросселем 19 для охлаждения жидкостного и газового пространства термостатированного сосуда, крепежные болты 20, ушки 21 крепления герметичной газовой камеры, ручку 22 для переноски устройства, фильтр 23 сифонной заборной трубки, фильтр 24 сифонной трубки конденсатора, трубку 25, соединяющую секции поддона, переходник клапана 26, шпиндель переходника 27. PRI me R. A device for storing and gasifying a cryogenic liquid contains a thermostated vessel 1 for cryogenic liquid, a sealed
Устройство для хранения и газификации криогенной жидкости работает следующим образом. A device for storage and gasification of cryogenic liquid works as follows.
Заправка устройства криогенной жидкостью. Filling the device with cryogenic liquid.
К клапану 14, через переходник 26 вворачиваемый в клапан (фиг.4), которые в устройстве работают вместо вентилей, что делает устройство безопасным, удобным для эксплуатации, особенно при транспортировках, хранении, так как не имеет на себе торчащих вентилей, при том, что гнезда клапанов закрываются колпачками, присоединяют заправочную трубку, а к сбросному клапану 8 трубку газосборочной линии заправочной станции и подают криогенную жидкость в термостатированный сосуд 1, часть которой, охлаждая устройство, испарится и по сбросной трубке 7 через сбросной клапан 8, охлаждая змеевиком 11 пробку 15 в горловине устройства, уходит в газосборочную линию станции. Предохранительный клапан 9 и газосбросной клапан 8 отрегулированы на рабочее давление, на которое рассчитано устройство, например 6 кг, и поэтому после окончания заправки жидкость в устройстве будет находиться под этим рабочим давлением, а регулирующий газосброс клапан 10 при заправке не работает. Устройство заполняется строго по весу или по уровню, который соблюдается газосбросной трубкой 7, спущенной концом 12 до уровня жидкости, и условно делит термостатированный сосуд 1 на жидкостную и газовую полости. В начале заправки испарившиеся пары через фильтр 24 по сифонной трубке конденсатора 18, через конденсатор 17 и по сифонной заборной трубке 6 поднимаются в поддон 5 и заполняют герметичную газовую камеру 2, давление в герметичной газовой камере 2 и в термостатированном сосуде 1 выравнивается, вследствие чего жидкость в поддон не поднимается, а набирается в термостатированном сосуде до уровня, а то, что выше уровня, выкидывается через конец 12 газосбросной трубки 7, клапан 8 в газосборочную линию заправочной станции. To the
Отбор газа из устройства производят следующим образом, например, при производстве газосварочных работ на рабочем месте производства. The selection of gas from the device is as follows, for example, in the production of gas welding at the workplace of production.
К расходному клапану 12 через переходник 26 присоединяют кислородный редуктор (не показано), и начинают отбор кислорода под давлением, например, 3 кг, в результате давление газа в герметичной газовой камере 2 упадет а в газовой полости термостатированного сосуда 1 останется прежним (6 кг), и в силу расширения газов в газовой полости холодная жидкость из донной части термостатированного сосуда 1 через фильтр 23 на конце сифонной трубки конденсатора 18 поднимется по ней и за счет теплообмена в слоях жидкости переместит ее, снимет температурные расслоения жидкости, и охладит газовую полость термостатированного сосуда, а сама подогреется и поступит на дроссель 19, расширится в конденсатор 17. Конденсатор 17 контактирует с донной частью стенки термостатированного сосуда 1, через заборную сифонную трубку 6, распирая, удерживает от вибрации его и снимает температурное напряжение с него теплообменом, из конденсатора 17 уже подогретая парожидкостная эмульсия поднимается по сифонной заборной трубке 6, по пути опять охлаждая и перемешивая жидкость и охлаждая газовую полость термостатированного сосуда, в первую секцию поддона 5 герметичной газовой камеры 2. В поддоне 5, который не дает разлиться жидкости по камере и, резко испарившись, поднять давление, происходит плавный теплообмен с окружающей средой через стенки поддона 5, стенки герметичной газовой камеры 2, ребра теплообменника 16 за счет теплопроводности металла, и в результате происходит восполнение расходованного через расходный клапан 13 газа и выравнивание давления в герметичной газовой камере 2 и наджидкостном пространстве термостатированного сосуда 1. При этом, если отбор газа через расходный клапан 13 будет оставаться прежним, то устройство описанным образом будет трансформировать криогенную жидкость в газ и равномерно под заданным давлением подавать его потребителю. Если расход газа увеличится, то в силу того, что давление в герметичной газовой камере 2 будет ниже, чем давление в термостатированном сосуде 1, интенсивность подачи жидкости на него по вышеописанной схеме усилится, и тогда уровень жидкости в первой секции поддона 5 поднимется и по трубке 25, соединяющей неразливающие жидкость секции поддона, перетечет во вторую секцию поддона или даже в третью секцию, которые поставлены по окружности герметичной газовой камеры 2 каскадиком по отношению к первой секции поддона 5 и вступают в работу при увеличении расхода газа чрез расходный клапан 13 устройства, увеличивая площадь поддона. При уменьшении расхода газа через расходный клапан 13 давление в герметичной газовой камере 2 увеличивается, а в наджидкостном пространстве термостатированного сосуда 1 остается прежним, и в силу этого жидкость и ее пары из неразливающей жидкость секции поддона 5 вместе с жидкостью, обратно стекающей из таких неразливающих жидкость секций поддона два и три, и через фильтр 23 сифонной заборной трубки 6, будет выдавливаться обратно в термостатированный сосуд 1, чем уменьшается общая площадь поддона, находящегося в работе, а следовательно уменьшается и производительность газа в устройстве. Жидкость и ее пары по сифонно-заборной трубке 6 выдавливаются обратно в конденсатор 17, где происходит теплообмен с холодной донной частью жидкости и, следовательно, частичная конденсация паров, затем охладившиеся жидкость и несконденсировавшиеся пары дросселируются через дроссель 19, где, расширяясь, еще охлаждаются в сифонной трубке конденсатора 18 и, охлаждая по пути наджидкостное газовое пространство термостатированного сосуда 1, подаются на дно его жидкостного пространства, где полностью конденсируются пары жидкости и происходит перемешивание слоев жидкости, что дополнительно продляет срок хранения жидкости в устройстве и уменьшает выброс газов через предохранительный клапан 9 в окружающую среду. An oxygen reducer (not shown) is connected to the
При прекращении отбора газа через расходный клапан 13 устройство переходит в режим хранения, при котором давление в герметичной газовой камере 2 термостатированном сосуде 1 вышеописанным образом уравновесится, жидкость и ее пары перестанут перетекать из термостатированного сосуда 1 в герметичную газовую камеру 2 и обратно по причине расхода газа через расходный клапан 13. Но приток тепла через плохую теплоизоляцию существует, и температурные колебания окружающей среды тоже создают разницу давления в герметичной газовой камере 2 и термостатированном сосуде 1, в силу чего происходит небольшой переток жидкости и ее паров туда и обратном по вышеописанной схеме, при котором происходит дросселирование вышеописанным образом через дроссель 19 и, следовательно, охлаждение устройства, снятие температурных расслоений в жидкости за счет перемешивания слоев, охлаждение газовой полости, при этом снимаются температурные перекосы в металле стенки термостатированного сосуда 1 за счет контакта конденсатора 17 в его донной части. Перемешивание жидкости, охлаждение газовой полости термостатированного сосуда 1 происходит за счет теплопроводности и теплообмена по трубкам сифонной трубке конденсатора 17 и сифонной заборной трубке в ее части, находящейся в термостатированном сосуде 1 из донной части в газовую и наоборот. Контакт конденсатора 17 с донной частью термостатированного сосуда 1 через сифонную заборную трубку 6, работающую как растяжка, удерживает внутренний сосуд термостатированного сосуда 1 от вибрационных колебаний при транспортировке устройства и при динамических ударах. When gas withdrawal through the
Клапан регулируемого газосброса 10 работает при длительном хранении устройства, например, конденсатор 17, расположенный в холодной донной части и термостатированного сосуда 1 за счет большего перепада температуры в герметичной газовой камере 2 и в конденсаторе 17 втягивает в себя пары из поддона 5 и конденсирует их, и в силу этого и, например, в силу повышения давления в газовом пространстве термостатированного сосуда выше, например 6 кг, на которые отрегулированы предохранительный клапан 9, казалось бы должен произойти выброс газов в окружающую среду через предохранительный клапан, но этого не происходит, так как клапан регулируемого газосброса 10 отрегулирован на давление, например, 5,8 кг и в силу этого произойдет сброс газов из газового пространства термостатированного сосуда 1 в герметичную газовую камеру 2 через клапан регулируемого газосброса 10, который врезан также в трубку 7. В то же время небольшая часть жидкости продросселирует через дроссель 16, давление в геpметичной газовой камере 2 и термоизолированном сосуде 1 уравняется, снизится за счет охлаждения паров и перемешивания жидкости, практически выброс газов в окружающую среду происходит редко, что позволяет повысить сохраняемость криогенной жидкости в устройстве. При этом, температура сбрасываемых газов через предохранительный клапан 9 и через клапан регулируемого газосброса 10 используется для охлаждения змеевиком 11 теплоизолирующей пробки 15 в горловине устройства. The adjustable
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93043964A RU2061193C1 (en) | 1993-09-06 | 1993-09-06 | Device for storage and gasification of cryogenic fluid |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93043964A RU2061193C1 (en) | 1993-09-06 | 1993-09-06 | Device for storage and gasification of cryogenic fluid |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU93043964A RU93043964A (en) | 1995-03-20 |
RU2061193C1 true RU2061193C1 (en) | 1996-05-27 |
Family
ID=20147242
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93043964A RU2061193C1 (en) | 1993-09-06 | 1993-09-06 | Device for storage and gasification of cryogenic fluid |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2061193C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU198473U1 (en) * | 2019-12-13 | 2020-07-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) | DEVICE FOR STORING, TRANSPORTING AND UNLOADING LIQUEFIED GASES |
-
1993
- 1993-09-06 RU RU93043964A patent/RU2061193C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство СССР N 1257355, кл. F 17C 3/00, 1986. 2. Авторское свидетельство СССР N 589920, кл. A 61H 3/00, 1976. 3. Патент Великобритании N 1441251, кл. F 17C 3/02, 1976. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU198473U1 (en) * | 2019-12-13 | 2020-07-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) | DEVICE FOR STORING, TRANSPORTING AND UNLOADING LIQUEFIED GASES |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11174991B2 (en) | Cryogenic fluid dispensing system having a chilling reservoir | |
US6505469B1 (en) | Gas dispensing system for cryogenic liquid vessels | |
US20080314050A1 (en) | No-vent liquid hydrogen storage and delivery system | |
US5613366A (en) | System and method for regulating the temperature of cryogenic liquids | |
US3762175A (en) | Liquefied gas containers | |
CN203082526U (en) | High-efficiency energy-saving vertical low-temperature storage tank | |
KR20080031384A (en) | Cryogenic tank system | |
KR20130105884A (en) | A gas storage container | |
CN109154421A (en) | For the component supply fuel gas to consumption gas and the device for the fuel gas that liquefies | |
CN105716312A (en) | Cryocooler and cryocooler operation method | |
US7165408B2 (en) | Method of operating a cryogenic liquid gas storage tank | |
US6230516B1 (en) | Apparatus for mixing a multiple constituent liquid into a container and method | |
KR102282181B1 (en) | Gas liquefaction apparatus | |
RU2061193C1 (en) | Device for storage and gasification of cryogenic fluid | |
CN209991208U (en) | Low-temperature cold energy recovery device | |
US2968163A (en) | Apparatus for storing and dispensing liquefied gases | |
US2519845A (en) | Fluid cooling apparatus | |
RU115309U1 (en) | LIQUEFIED NATURAL GAS TRANSPORTATION TANK | |
JP2011127754A (en) | Hydrogen gas cooling device | |
CN206817162U (en) | Novel heat insulation gas cylinder | |
RU2555577C2 (en) | Barrel with function of self-cooling and self-pouring of liquids | |
US2477566A (en) | Liquefied gas dispensing system | |
FR3084135B1 (en) | INSTALLATION AND METHOD FOR STORING AND DISPENSING CRYOGENIC LIQUID | |
CN217356471U (en) | Low-temperature heat-insulating container | |
RU2102651C1 (en) | Bottle for liquefied gases |