RU2739904C1 - Apparatus for dispensing cryogenic liquid - Google Patents

Apparatus for dispensing cryogenic liquid Download PDF

Info

Publication number
RU2739904C1
RU2739904C1 RU2020116621A RU2020116621A RU2739904C1 RU 2739904 C1 RU2739904 C1 RU 2739904C1 RU 2020116621 A RU2020116621 A RU 2020116621A RU 2020116621 A RU2020116621 A RU 2020116621A RU 2739904 C1 RU2739904 C1 RU 2739904C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cryogenic liquid
valve
vessel
liquid
head
Prior art date
Application number
RU2020116621A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Иванович Духанин
Original Assignee
Юрий Иванович Духанин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Юрий Иванович Духанин filed Critical Юрий Иванович Духанин
Priority to RU2020116621A priority Critical patent/RU2739904C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2739904C1 publication Critical patent/RU2739904C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C9/00Methods or apparatus for discharging liquefied or solidified gases from vessels not under pressure

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

FIELD: cryogenics.
SUBSTANCE: invention relates to cryogenic equipment, namely to devices for drip dosing of cryogenic liquid into sealed containers, moved by conveyor. Disclosed is a device for dispensing the cryogenic liquid, in which the dispenser is installed directly in the vessel for cryogenic liquid. Cylinder with windows for passage of cryogenic fluid is mounted in bottom of vessel inner shell and there is detachable seat, valve guide, valve, valve spring and valve drive made in the form of controlled high-speed electromagnet. Injected liquid injector is made in the form of two metal hoses and a head, in which a check valve, an outlet nozzle and a chamber for blowing the head are installed. Outer metal hose is connected with the bottom of the outer shell of the vessel, and the inner one – with the dispenser cylinder. Cryogenic liquid vessel is equipped with pressure regulator "after itself" installed on the steam outlet nozzle and "up to itself" pressure regulator, and supercharging evaporator and main line with heater and nozzle connected from supercharger evaporator to chamber for head blower head of injected liquid.
EFFECT: simplified design and operation with provision of reliable batching of equal volumes of cryogenic liquid.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к криогенной технике, а именно к устройствам для капельного дозирования криогенной жидкости в герметизируемые емкости, перемещаемые транспортером, для создания в них безопасной инертной среды и избыточного давления после герметизации этих емкостей.The invention relates to cryogenic technology, namely to devices for drip dosing of cryogenic liquid into sealed containers, moved by a conveyor, to create a safe inert environment and excess pressure in them after sealing these containers.

Известно устройство дозированной выдачи криогенной жидкости, включающее сосуд для криогенной жидкости, блок с концентрическим отверстием, диаметр которого регулируется, установленный на дне сосуда, и трубопровод подачи газа для организации дискретного вытекания криогенной жидкости из сосуда (см. патент US 5385025). Недостатками указанного устройства являются:A device for dispensing a cryogenic liquid is known, including a vessel for a cryogenic liquid, a block with a concentric hole, the diameter of which is adjustable, installed at the bottom of the vessel, and a gas supply pipeline for organizing a discrete outflow of cryogenic liquid from the vessel (see US patent 5385025). The disadvantages of this device are:

- большой теплоприток к емкости с криогенной жидкостью и низкая производительность герметизируемых емкостей порядка 200-500 в минуту, обусловленные несовершенством конструкции дозатора.- high heat gain to the container with cryogenic liquid and low productivity of sealed containers of the order of 200-500 per minute, due to imperfect design of the dispenser.

Наиболее близким по своей технической сущности, выбранного в качестве прототипа, является устройство для дозированной выдачи криогенной жидкости, содержащее сосуд для криогенной жидкости с клапаном заправки и поддержания уровня и штуцером для отвода пара, дозатор, включающий клапан с управляемым приводом и цилиндр с входными отверстиями, а также седло с выходным соплом, сообщенным концевым формирователем впрыскиваемой криогенной жидкости, входные отверстия цилиндра, соединенные с полостью сосуда для криогенной жидкостной этом концевой формирователь впрыскиваемой криогенной жидкости снабжен подогревателем, а клапан своей торцевой кромкой образует с седлом запорное соединение в закрытом состоянии, причем клапан подпружинен пружиной и снабжен регулируемым ограничителем хода. (см. патент РФ 2374555), Несмотря на то, что в устройстве за счет размещения дозатора в вакуумную полость, общую с сосудом для криогенной жидкости и компоновки управляемого привода, выполненного в виде пневмоцилиндра, вынесенного в теплую зону, удается за счет уменьшения теплопритоков повысить надежность дозирования равных объемов криогенной жидкости, оно обладает рядом недостатков, главными из которых являются:The closest in technical essence, selected as a prototype, is a device for dispensing a cryogenic liquid containing a vessel for a cryogenic liquid with a valve for filling and maintaining the level and a union for removing steam, a dispenser including a valve with a controlled drive and a cylinder with inlets, and also a saddle with an outlet nozzle communicated by the end former of the injected cryogenic liquid, the inlet openings of the cylinder connected to the cavity of the vessel for the cryogenic liquid; this end former of the injected cryogenic liquid is equipped with a heater, and the valve with its end edge forms a shut-off connection with the saddle in the closed state, and the valve Spring loaded and equipped with an adjustable travel stop. (see RF patent 2374555), Despite the fact that in the device, due to the placement of the dispenser in a vacuum cavity, common with the vessel for cryogenic liquid and the arrangement of a controlled drive made in the form of a pneumatic cylinder placed in a warm zone, it is possible to increase reliability of dosing equal volumes of cryogenic liquid, it has a number of disadvantages, the main ones of which are:

- конструктивная сложность и ненадежность, обусловленные устройством дозатора и привода, требующего сложной системы контроля и управления;- structural complexity and unreliability caused by the device of the dispenser and the drive, requiring a complex monitoring and control system;

- сложность компоновки дозатора и взаимосвязанного с ним сосуда с криогенной жидкостью в систему транспортера для герметизируемых емкостей;- the complexity of the layout of the dispenser and the vessel with cryogenic liquid interconnected with it into the conveyor system for sealed containers;

- неустойчивая работа контура естественной циркуляции в зоне поршня с небольшим объемом криогенной жидкости и трение поршневой манжеты уплотнения о стенки цилиндра при повышенном числе ходов приводят к выдаче разных объемов криогенной жидкости в каждую однотипную емкость с продуктом.- unstable operation of the natural circulation circuit in the piston zone with a small volume of cryogenic liquid and friction of the piston seal against the cylinder walls with an increased number of strokes lead to the delivery of different volumes of cryogenic liquid into each container of the same type with the product.

Задачей изобретения является упрощение конструкции и эксплуатации с обеспечением надежного дозирования равных объемов криогенной жидкости в широком диапазоне изменения впрыскиваемых доз и скоростных характеристик транспортера.The objective of the invention is to simplify the design and operation while ensuring reliable dosing of equal volumes of cryogenic liquid in a wide range of injected doses and speed characteristics of the conveyor.

Эта задача решается тем, что в устройстве для дозированной выдачи криогенной жидкости, содержащем сосуд для криогенной жидкости с клапаном заправки и поддержания уровня и штуцером для отвода пара, дозатор, включающий клапан с управляемым приводом и цилиндр с входными отверстиями, а также седло с выходным соплом, сообщенным с концевым формирователем впрыскиваемой криогенной жидкости, входные отверстия цилиндра, соединенные с полостью сосуда для криогенной жидкости, при этом концевой формирователь впрыскиваемой криогенной жидкости снабжен подогревателем, а клапан своей торцевой кромкой образует с седлом запорное соединение в закрытом состоянии, причем клапан подпружинен пружиной и снабжен регулируемым ограничителем хода, дозатор установлен непосредственно в сосуде для криогенной жидкости, при этом цилиндр с окнами для прохода криогенной жидкости смонтирован в днище внутренней обечайки сосуда и в нем установлено съемное седло, направляющая клапана, клапан, пружина клапана и привод клапана, выполненный в виде управляемого быстродействующего электромагнита, а формирователь впрыскиваемой жидкости выполнен в виде двух металлорукавов и головки, в которой установлен обратный клапан, выходное сопло и камера для обдува головки, при этом наружный металлорукав соединен с днищем наружной обечайкой сосуда, а внутренний - с цилиндром дозатора, а кроме того сосуд для криогенной жидкости снабжен регулятором давления «после себя», установленном на штуцере для отвода пара, и регулятором давления «до себя», обеспечивающих стабильное давление в газовой подушке сосуда, а также испарителем наддува и магистралью с нагревателем и дюзой, подключенных от испарителя наддува к камере для обдува головки формирователя впрыскиваемой жидкости.This problem is solved by the fact that in a device for dispensing a cryogenic liquid containing a vessel for a cryogenic liquid with a filling and leveling valve and a nozzle for removing steam, a dispenser including a valve with a controlled drive and a cylinder with inlets, as well as a seat with an outlet nozzle communicated with the end former of the injected cryogenic liquid, the inlet openings of the cylinder connected to the cavity of the vessel for the cryogenic liquid, while the end former of the injected cryogenic liquid is equipped with a heater, and the valve with its end edge forms a shut-off connection with the saddle in the closed state, and the valve is spring-loaded and equipped with an adjustable travel stop, the dispenser is installed directly in the vessel for cryogenic liquid, while the cylinder with windows for the passage of cryogenic liquid is mounted in the bottom of the inner shell of the vessel and has a removable seat, valve guide, valve, valve spring and valve actuator , made in the form of a controlled high-speed electromagnet, and the injected liquid former is made in the form of two metal hoses and a head in which a check valve, an outlet nozzle and a chamber for blowing the head are installed, while the outer metal hose is connected to the bottom of the outer shell of the vessel, and the inner one is connected to the cylinder dispenser, and, in addition, the vessel for cryogenic liquid is equipped with a pressure regulator "after itself" installed on the nozzle for removing steam, and a pressure regulator "upstream", which ensure a stable pressure in the gas cushion of the vessel, as well as a pressurization evaporator and a line with a heater and a nozzle connected from the boost evaporator to the chamber for blowing the head of the injected liquid former.

Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующейся совокупными признакам и, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения, следовательно, оно соответствует критерию изобретения.The analysis of the state of the art made it possible to establish that the applicant has not found an analogue characterized by aggregate features and identical to all essential features of the claimed invention, therefore, it meets the criteria of the invention.

Предложенной устройство изображено на Фиг. 1.The proposed device is shown in FIG. one.

Устройство для дозированной выдачи криогенной жидкости содержит сосуд 1 для криогенной жидкости с экранно-вакуумной изоляцией, дозатор в виде цилиндра 2 с окнами 3 для прохода криогенной жидкости, смонтированного в днище внутренней обечайки 4 сосуда 1, при этом в цилиндре 2 установлены: съемное седло 5, направляющая клапана 6 с отверстиями 7, клапан 8 с пружиной 9, привод клапана, выполненный в виде быстродействующего управляемого электромагнита 10, и нижняя гайка 11 с отверстиями 12, крепящая направляющую клапана 6 и электромагнит 10 в цилиндре 2 а также устройство содержит формирователь впрыскиваемой криогенной жидкости, выполненный в виде двух металлорукавов и головки 13, в которой установлен подпружиненный обратный клапан 14, штуцер 15 с выходным соплом 16 и камера 17 для обдува головки 13, при этом наружный металлорукав 18 соединен с днищем наружной обечайки 19 сосуда 1, а внутренний металлорукав 20 - с цилиндром 2, а кроме того сосуд 1 для криогенной жидкости снабжен датчиком 21 замера давления в газовой подушке сосуда 1, клапаном 22 заправки и слива криогенной жидкости, регулятором давления 23 «до себя», установленном на штуцере 24 газосброса, ручным клапаном газосброса 25, предохранительным клапаном 26, а также испарителем наддува 27 с клапаном 28, регулятором поддержания давления 29 «после себя» в газовой подушке сосуда 1 и магистралью 30 с нагревателем 31 и дюзой 32, подключенными после испарителя наддува 27 к камере 17 для обдува головки 13. Для монтажа и демонтажа деталей и узлов дозатора, смонтированного внутри сосуда 1, на последнем закреплена съемная крышка 33 с герморазъемом 34 и кабель 35 для подключения электромагнита 10. Заполнение криогенной жидкостью сосуда 1 может производиться как от стационарной емкости, так и от заправщика, подсоединенного к трубопроводу 36, на котором перед клапаном заправки 22 и слива криогенной жидкости установлен клапан продувки 37. Контроль уровня криогенной жидкости в сосуде 1 выполняется с помощью уровнемера 38.The device for dispensing cryogenic liquid contains a vessel 1 for a cryogenic liquid with screen-vacuum insulation, a dispenser in the form of a cylinder 2 with windows 3 for the passage of a cryogenic liquid, mounted in the bottom of the inner shell 4 of the vessel 1, while the cylinder 2 contains: a removable seat 5 , a valve guide 6 with holes 7, a valve 8 with a spring 9, a valve actuator made in the form of a fast-acting controlled electromagnet 10, and a lower nut 11 with holes 12, securing the valve guide 6 and an electromagnet 10 in the cylinder 2, and the device also contains a generator of injected cryogenic liquid, made in the form of two metal hoses and a head 13, in which a spring-loaded check valve 14 is installed, a fitting 15 with an outlet nozzle 16 and a chamber 17 for blowing off the head 13, while the outer metal hose 18 is connected to the bottom of the outer shell 19 of the vessel 1, and the inner metal hose 20 - with cylinder 2, and in addition, vessel 1 for cryogenic liquid is equipped with a sensor 21 pressure measurement in the gas cushion of the vessel 1, valve 22 for filling and draining cryogenic liquid, pressure regulator 23 "upstream" installed on the gas discharge nozzle 24, manual gas discharge valve 25, safety valve 26, as well as boost evaporator 27 with valve 28, control pressure 29 "after itself" in the gas cushion of the vessel 1 and the line 30 with the heater 31 and the nozzle 32, connected after the pressurizing evaporator 27 to the chamber 17 for blowing the head 13. For mounting and dismantling of parts and assemblies of the dispenser mounted inside the vessel 1, on the latter a removable cover 33 with a pressurized connector 34 and a cable 35 for connecting an electromagnet 10 are fixed. The vessel 1 can be filled with cryogenic liquid both from a stationary container and from a refueller connected to pipeline 36, on which a purge valve is installed in front of the filling valve 22 and draining the cryogenic liquid 37. Monitoring of the level of cryogenic liquid in vessel 1 is performed using a level gauge 38.

Размещение дозатора непосредственно в сосуде 1 для криогенной жидкости позволяют проектировать и изготавливать сосуд, объем которого будет обеспечивать непрерывную работу разливочной линии без дозаправки или с минимальным количеством дозаправок криогенной жидкостью, а подключение формирователя жидкости к дозатору с помощью металлорукавов существенно упрощает монтаж устройства в системе разливочной или фасовочной линии.The placement of the dispenser directly in the vessel 1 for cryogenic liquid makes it possible to design and manufacture a vessel, the volume of which will ensure the continuous operation of the filling line without refueling or with a minimum number of cryogenic liquid refills, and the connection of the liquid former to the dispenser using metal hoses greatly simplifies the installation of the device in the filling or filling line.

Устройство для дозированной выдачи криогенной жидкости работает следующим образом.The device for dispensing cryogenic liquid works as follows.

После заполнений сосуда 1 криогенной жидкостью и предварительного этапа отладки процесса дозирования равных объемов криогенной жидкости в каждую однотипную емкость с продуктом на транспортере разливочной или расфасовочной линии переходят к штатному режиму работы устройства, который осуществляется по следующему технологическому алгоритму. По команде из системы контроля и управления (на чертеже не показано) выдается сигнал, по которому на электромагнит 10 подается токовый импульс, обеспечивающий быстрый подъем клапан 8. В результате клапан 8 под действием усилия электромагнита 10 преодолевает усилие пружины 9 усилие от противодействия столба жидкости и давления в газовой полости сосуда 1 и открывает проход криогенной жидкости из объема сосуда 1 через окна 3 и окно седла 5, установленные в цилиндре 2, который вместе с клапаном 8, направляющей клапана 6 с отверстиями 7 для прохода криогенной жидкости, электромагнитом 10, пружинной и гайкой 11 с отверстием 12 для прохода криогенной жидкости смонтирован в днище внутренней обечайки 4 сосуда 1. В результате подъема клапана 8 криогенная жидкость под действием давления в газовой подушке, выполняющей в процессе выдавливания роль «поршня», передает давление на жидкость, оставшуюся от предыдущего цикла в формирователе впрыскиваемой криогенной жидкости, выполненного в виде двух металлорукавов и головки 13, в которой установлен подпружиненный обратный клапан 14 и штуцер 15 с выходным соплом 16 и камера 17 для обдува головки 13, принтом наружный металлорукав 18 подсоединен к днищу наружной обечайки 19 сосуда 1, а внутренний металлорукав 20- к цилиндру 2 симметрично сосуду 5. Под действием избыточного давления криогенной жидкости обратный клапан 14 открывается и через выходное сопло 16 происходит впрыск криогенной жидкости в емкость, находящуюся на транспортере. Впрыск криогенной жидкости прекращается после отключения электромагнита 10 по истечении заданного времени, что приводит к автоматической посадке клапана 8, на седло 5 и закрытию обратного клапана 14, а подача следующей дозы криогенной жидкости будет производиться с началом нового цикла.After filling the vessel 1 with cryogenic liquid and the preliminary stage of debugging the process of dosing equal volumes of cryogenic liquid into each container of the same type with the product on the conveyor of the filling or filling line, they switch to the normal operating mode of the device, which is carried out according to the following technological algorithm. Upon a command from the monitoring and control system (not shown in the drawing), a signal is issued, according to which a current pulse is supplied to the electromagnet 10, which provides a quick lift of the valve 8. As a result, the valve 8, under the action of the force of the electromagnet 10, overcomes the force of the spring 9, the force from the reaction of the liquid column pressure in the gas cavity of the vessel 1 and opens the passage of the cryogenic liquid from the volume of the vessel 1 through the windows 3 and the seat window 5 installed in the cylinder 2, which together with the valve 8, the valve guide 6 with openings 7 for the passage of the cryogenic liquid, electromagnet 10, spring and a nut 11 with a hole 12 for the passage of cryogenic liquid is mounted in the bottom of the inner shell 4 of the vessel 1. As a result of valve 8 lifting, the cryogenic liquid under the action of pressure in the gas cushion, which acts as a "piston" in the process of extrusion, transfers pressure to the liquid remaining from the previous cycle in the former for injected cryogenic liquid, made in the form of two meta llo hoses and head 13, in which a spring-loaded check valve 14 and a fitting 15 with an outlet nozzle 16 and a chamber 17 for blowing a head 13 are installed, with a print, the outer metal hose 18 is connected to the bottom of the outer shell 19 of the vessel 1, and the inner metal hose 20 is connected to the cylinder 2 symmetrically to the vessel 5. Under the action of the overpressure of the cryogenic liquid, the check valve 14 is opened and through the outlet nozzle 16 the cryogenic liquid is injected into the container located on the conveyor. The injection of cryogenic liquid stops after the electromagnet 10 is turned off after a predetermined time has elapsed, which leads to automatic landing of valve 8 on the seat 5 and closure of the check valve 14, and the next dose of cryogenic liquid will be supplied with the start of a new cycle.

Вполне понятно, что объем дозы криогенной жидкости при постоянных геометрических размерах седла 5, обратного клапана 14 и выходного сопла 16 при стабильном давлении в газовой подушке сосуда 1, контролируемого датчиком давления 21 будет являться функцией времени открытия клапана 8.It is quite clear that the volume of the cryogenic liquid dose at constant geometric dimensions of the seat 5, check valve 14 and outlet nozzle 16 at a stable pressure in the gas cushion of the vessel 1 controlled by the pressure sensor 21 will be a function of the valve 8 opening time.

Клапан 8 сразу же закрывается под действием пружины 9 после прекращения подачи тока в электромагнит 10, при этом ток на период времени удержания клапана 8 в открытом состоянии автоматически падает относительно пускового импульса до величины требуемого для удержания клапана, этим самым обеспечивается минимальная величина тепловыделения от электромагнита 10. Стабилизация требуемого давления в газовой подушке сосуда 1 обеспечивается работой двух заранее отстроенных регуляторов, один из которых - регулятор давления 29 «после себя», установлен после испарителя наддува 27, криогенная жидкость в который подается из сосуда 1 с помощью клапана 28. В случае появления тенденции повышения давления в газовой подушке сосуда 1, регулятор давления 29 «после себя» будет закрываться, снижая расход газа подаваемого в подушку сосуда 1. В том случае, если он переходит в «стоп» режим, а давление будет подрастать, то вступит в работу регулятор давления 23 «до себя», установленный на штуцере 24 газосброса, таким образом поддерживая стабильным давлением в газовой подушке сосуда 1, при этом; разность давлений в работе регуляторов отстраивается минимальной, чтобы выдача дозы криогенной жидкости изменялась минимально. В то же время в отличие от известных устройств и установок дозированной инжекции криогенной жидкости в устройстве появляется еще одна возможность регулировать объем впрыскиваемой жидкости наряду с изменением периода открытия клапана 8 дозатора, а именно, за счет изменения давления в газовой подушке сосуда 1, что позволяет обеспечить надежное дозирование равных объемов криогенной жидкости в широком диапазоне изменения, как объемов впрыскиваемых капель, так и изменение скоростного режима впрыскивании равных объемов доз криогенной жидкости.The valve 8 immediately closes under the action of the spring 9 after the current supply to the electromagnet 10 is stopped, while the current for the period of holding the valve 8 in the open state automatically drops relative to the starting pulse to the value required to hold the valve, thereby ensuring the minimum amount of heat generation from the electromagnet 10 The stabilization of the required pressure in the gas cushion of the vessel 1 is ensured by the operation of two pre-built regulators, one of which is the pressure regulator 29 "after itself", installed after the pressurization evaporator 27, the cryogenic liquid into which is supplied from the vessel 1 by means of the valve 28. tendencies of increasing pressure in the gas cushion of vessel 1, the pressure regulator 29 "after itself" will close, reducing the gas flow rate supplied to the cushion of the vessel 1. If it goes into the "stop" mode, and the pressure increases, it will come into operation pressure regulator 23 "upstream", installed on the gas outlet nozzle 24, that thus maintaining a stable pressure in the gas cushion of the vessel 1, while; the pressure difference in the operation of the regulators is adjusted to a minimum so that the delivery of a dose of cryogenic liquid changes minimally. At the same time, in contrast to the known devices and installations for the metered injection of cryogenic liquid in the device, there is another possibility to adjust the volume of the injected liquid along with the change in the opening period of the metering valve 8, namely, by changing the pressure in the gas cushion of the vessel 1, which allows reliable dosing of equal volumes of cryogenic liquid in a wide range of variation, both of the volumes of injected drops, and change in the rate of injection of equal volumes of doses of cryogenic liquid.

Для исключения обмерзания головки 13 формирователя впрыскиваемой криогенной жидкости, особенно в период возможных остановок в работе конвейера, в камеру 17 после испарителя наддува 27 подается газообразный крисагент, который подогревается до температуры 15-20°С в нагревателе 31 и по магистрали 30 и дюзу 32 поступает в камеру 17.To prevent freezing of the head 13 of the injected cryogenic liquid former, especially during the period of possible stoppages in the operation of the conveyor, a gaseous crysagent is supplied to the chamber 17 after the pressurizing evaporator 27, which is heated to a temperature of 15-20 ° C in the heater 31 and through the line 30 and the nozzle 32 into chamber 17.

В процессе работы устройства происходит постоянный расход криогенной жидкости, что сопровождается снижением уровня жидкости, который постоянно контролируется с помощью уровнемера 38. При достижении минимального допустимого уровня, предусмотрена возможность дозаправки криогенной жидкости от стационарной или транспортной емкости. Для того чтобы не нарушить режим работы устройства вначале открывают клапан продувки 37 и проводят захолаживание заправочной магистрали 36 до появления жидкой фазы после клапана З7. Затем клапан 37 закрывают, плавно открывают клапан 22 и подают чистую жидкость в сосуд 1, контролируя рост уровня по уровнемеру 38, при достижении уровня, равного номинальному значению, клапан 22 закрывают. В процессе заполнения объема сосуда 1 криогенной жидкостью объем газовой подушки уменьшается, но давление в ней остается стабильном, так как вступает в работу регулятор 23 поддержания давления «до себя» и производит сброс части газа из газовой подушки в атмосферу. В процессе эксплуатации устройства также возможна аварийная потеря вакуума общего и для сосуда 1 и формирователя впрыскиваемой криогенной жидкости. Потеря вакуума будет сопровождаться резким ростом давления в сосуде, которое, как уже отмечалось, контролируется датчиком давления 21 и от которого поступает в этом случае сигнал, формирующий в системе контроля и управления команду на отключение электромагнита 10 и остановку транспортера, а сброс паров, образующихся в сосуде 1 от теплопритоков, осуществляется в этом случае через предохранительный клапан 26 в безопасную для эксплуатирующего персонала зону. Электромагнит 10 с помощью кабеля 35 через герморазъем 34, установленный на крышке 33 с тепловой изоляцией, подключается к системе контроля и управления, при этом габариты крышки 33, установленной на сосуде 1, позволяют выполнить весь комплекс работ по замене съемного седла 5, замена клапана 8 с пружиной 9 и электромагнита 10 в случае их отказа или выполнения работ, определенных техническим регламентом.During the operation of the device, a constant flow of cryogenic liquid occurs, which is accompanied by a decrease in the liquid level, which is constantly monitored by the level gauge 38. When the minimum permissible level is reached, it is possible to refill the cryogenic liquid from a stationary or transport container. In order not to disrupt the operating mode of the device, the purge valve 37 is first opened and the filling line 36 is cooled down until the liquid phase appears after the valve Z7. Then the valve 37 is closed, the valve 22 is smoothly opened and a clean liquid is supplied to the vessel 1, controlling the increase in the level according to the level gauge 38, when the level is equal to the nominal value, the valve 22 is closed. In the process of filling the volume of the vessel 1 with cryogenic liquid, the volume of the gas cushion decreases, but the pressure in it remains stable, since the regulator 23 for maintaining the pressure "upstream" comes into operation and releases part of the gas from the gas cushion into the atmosphere. During the operation of the device, an emergency loss of the general vacuum is also possible for the vessel 1 and the former of the injected cryogenic liquid. The loss of vacuum will be accompanied by a sharp increase in pressure in the vessel, which, as already noted, is controlled by the pressure sensor 21 and from which, in this case, a signal is received that generates a command in the monitoring and control system to turn off the electromagnet 10 and stop the conveyor, and the discharge of vapors generated in vessel 1 from heat inflows is carried out in this case through the safety valve 26 into a safe area for operating personnel. Electromagnet 10 is connected to the monitoring and control system using a cable 35 through a hermetic connector 34 installed on the lid 33 with thermal insulation, while the dimensions of the lid 33 installed on the vessel 1 make it possible to perform the whole range of work on replacing the removable seat 5, replacing the valve 8 with a spring 9 and an electromagnet 10 in case of their failure or performance of work determined by the technical regulations.

Первоначальное заполнение сосуда 1 криогенной жидкостью от транспортной или стационарной емкости выполняется при открытом ручном клапане 25 газосброса через магистраль 36 с помощью клапана 22 при контроле давления в сосуде с помощью датчика 21 и уровнемера 38, а удаление криогенной жидкости из сосуда 1 в случае выполнения профилактических работ производится через клапан 22 и магистраль 36 в стационарную или транспортную емкость.The initial filling of the vessel 1 with cryogenic liquid from a transport or stationary container is carried out with an open manual valve 25 of the gas discharge through the line 36 using valve 22 while controlling the pressure in the vessel using sensor 21 and a level gauge 38, and removal of cryogenic liquid from vessel 1 in case of maintenance produced through valve 22 and line 36 into a stationary or transport container.

Таким образом, предложенные технические решения, заложенные в устройство для дозированной выдачи криогенной жидкости, а именно, замена традиционного принципа дозирования с помощью поршня с управляемым приводом от сервопривода или линейного привода, вынесенных в теплую зону обслуживания, на дозатор, выполненный в виде клапана с управляемым быстродействующим электромагнитом, размещенным непосредственно в сосуде с криогенной жидкостью, в сочетании с вынесенной конструкции формирователя криогенной жидкости позволяют реализовать поставленную техническую цель - упростить конструкцию при обеспечении надежного дозирования равных объемов криогенной жидкости в широком диапазоне впрыскиваемых доз и скоростного режима впрыскивания.Thus, the proposed technical solutions incorporated in the device for dispensing a cryogenic liquid, namely, replacing the traditional principle of dispensing using a piston with a controlled drive from a servo drive or a linear drive, placed in a warm service area, with a dispenser made in the form of a valve with a controlled A fast-acting electromagnet placed directly in a vessel with a cryogenic liquid, in combination with a remote design of a cryogenic liquid former, allows to realize the technical goal set - to simplify the design while ensuring reliable dosing of equal volumes of cryogenic liquid in a wide range of injected doses and injection rate.

Claims (1)

Устройство для дозированной выдачи криогенной жидкости, содержащее сосуд для криогенной жидкости с клапаном заправки и поддержания уровня и штуцером для отвода пара, дозатор, включающий клапан с управляемым приводом и цилиндр с входными отверстиями, а также седло с выходным соплом, сообщенным с концевым формирователем впрыскиваемой криогенной жидкости, входные отверстия цилиндра, соединенные с полостью сосуда для криогенной жидкости, при этом концевой формирователь впрыскиваемой криогенной жидкости снабжен подогревателем, а клапан своей торцевой кромкой образует с седлом запорное соединение в закрытом состоянии, причем клапан подпружинен пружиной и снабжен регулируемым ограничителем хода, отличающееся тем, что дозатор установлен непосредственно в сосуде для криогенной жидкости, при этом цилиндр с окнами для прохода криогенной жидкости смонтирован в днище внутренней обечайки сосуда и в нем установлены съемное седло, направляющая клапана, клапан, пружина клапана и привод клапана, выполненный в виде управляемого быстродействующего электромагнита, а формирователь впрыскиваемой жидкости выполнен в виде двух металлорукавов и головки, в которой установлены обратный клапан, выходное сопло и камера для обдува головки, при этом наружный металлорукав соединен с днищем наружной обечайки сосуда, а внутренний - с цилиндром дозатора, а кроме того сосуд для криогенной жидкости снабжен регулятором давления «после себя», установленным на штуцере для отвода пара, и регулятором давления «до себя», обеспечивающими стабильное давление в газовой подушке сосуда, а также испарителем наддува и магистралью с нагревателем и дюзой, подключенными от испарителя наддува к камере для обдува головки формирователя впрыскиваемой жидкости.A device for dispensing a cryogenic liquid, containing a vessel for a cryogenic liquid with a valve for filling and maintaining a level and a nozzle for removing steam, a dispenser including a valve with a controlled drive and a cylinder with inlets, as well as a saddle with an outlet nozzle communicated with an end shaper of injected cryogenic liquid, inlet openings of the cylinder connected to the cavity of the vessel for cryogenic liquid, while the end former of the injected cryogenic liquid is equipped with a heater, and the valve with its end edge forms a shut-off connection with the seat in the closed state, the valve being spring-loaded and equipped with an adjustable travel stop, characterized in that that the dispenser is installed directly in the vessel for cryogenic liquid, while the cylinder with windows for the passage of cryogenic liquid is mounted in the bottom of the inner shell of the vessel and a removable seat, valve guide, valve, valve spring and valve actuator are installed in it. in the form of a controlled high-speed electromagnet, and the injected liquid former is made in the form of two metal hoses and a head, in which a check valve, an outlet nozzle and a chamber for blowing the head are installed, while the outer metal hose is connected to the bottom of the outer shell of the vessel, and the inner one is connected to the dispenser cylinder , and in addition, the vessel for cryogenic liquid is equipped with a pressure regulator "after itself", installed on the nozzle for removing steam, and a pressure regulator "upstream", providing a stable pressure in the gas cushion of the vessel, as well as a pressurization evaporator and a line with a heater and a nozzle, connected from the boost evaporator to the chamber for blowing the head of the injected liquid former.
RU2020116621A 2020-05-12 2020-05-12 Apparatus for dispensing cryogenic liquid RU2739904C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020116621A RU2739904C1 (en) 2020-05-12 2020-05-12 Apparatus for dispensing cryogenic liquid

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020116621A RU2739904C1 (en) 2020-05-12 2020-05-12 Apparatus for dispensing cryogenic liquid

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2739904C1 true RU2739904C1 (en) 2020-12-29

Family

ID=74106469

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020116621A RU2739904C1 (en) 2020-05-12 2020-05-12 Apparatus for dispensing cryogenic liquid

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2739904C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2745183C1 (en) * 2020-07-23 2021-03-22 Юрий Иванович Духанин Protection system for cryogenic tanks inside the body of the underwater vehicle
RU2808894C1 (en) * 2023-07-05 2023-12-05 Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Федеральный Исследовательский Центр Проблем Химической Физики И Медицинской Химии Российской Академии Наук (Фиц Пхф И Мх Ран) Controlled refrigerant supply device

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5743096A (en) * 1996-04-11 1998-04-28 Vacuum Barrier Corporation Controlled dosing of liquid cryogen
US6047553A (en) * 1997-07-07 2000-04-11 L'air Liquide Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Apparatus and cryogenic valve for the delivery of a cryogenic liquid, and corresponding plant for packaging a product
RU2374555C2 (en) * 2005-04-14 2009-11-27 Общество с ограниченной ответственностью "Криотек" Cryogenic liquid portion picking device
WO2012021953A1 (en) * 2010-08-20 2012-02-23 Daniel Camilotti Compact gas-bottling system and method
RU2456499C1 (en) * 2008-08-01 2012-07-20 Хасанби Хабиевич ЕРГАНОКОВ Facility for dosed injection of cryogenic liquid and its control system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5743096A (en) * 1996-04-11 1998-04-28 Vacuum Barrier Corporation Controlled dosing of liquid cryogen
US6047553A (en) * 1997-07-07 2000-04-11 L'air Liquide Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Apparatus and cryogenic valve for the delivery of a cryogenic liquid, and corresponding plant for packaging a product
RU2374555C2 (en) * 2005-04-14 2009-11-27 Общество с ограниченной ответственностью "Криотек" Cryogenic liquid portion picking device
RU2456499C1 (en) * 2008-08-01 2012-07-20 Хасанби Хабиевич ЕРГАНОКОВ Facility for dosed injection of cryogenic liquid and its control system
WO2012021953A1 (en) * 2010-08-20 2012-02-23 Daniel Camilotti Compact gas-bottling system and method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2745183C1 (en) * 2020-07-23 2021-03-22 Юрий Иванович Духанин Protection system for cryogenic tanks inside the body of the underwater vehicle
RU2808894C1 (en) * 2023-07-05 2023-12-05 Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Федеральный Исследовательский Центр Проблем Химической Физики И Медицинской Химии Российской Академии Наук (Фиц Пхф И Мх Ран) Controlled refrigerant supply device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9759381B2 (en) Method and device for filling a tank with liquefied gas
EP1806530B1 (en) Diagnostic method and apparatus for a pressurized gas supply system
US8608025B2 (en) Pneumatic liquid dispensing apparatus and method
RU2739904C1 (en) Apparatus for dispensing cryogenic liquid
EP0591456A1 (en) Improved method and apparatus for dispensing natural gas
US4406313A (en) Method and apparatus for filling discrete drums with a liquid
CN105592937B (en) Fluent material filling device and method
US9765931B2 (en) Method and device for filling a tank with liquefied gas
US5787942A (en) Float-type shut off device for a cryogenic storage tank
US6729366B2 (en) Flow meter type liquid filling apparatus
US5743096A (en) Controlled dosing of liquid cryogen
CN113260809B (en) Cryogenic fluid storage tank and method of filling the same
PL206250B1 (en) A valve for closing a container, container and a system and method for filling a container
CA2697916A1 (en) Apparatus and method for controlling the temperature of a cryogen
RU2361180C1 (en) Device for feeding and regulating flow of odorant (versions)
CA2086879A1 (en) Process and apparatus for delivering a metered shot
EP3572372B1 (en) Filling nozzle for filling machines, in particular filling ponderal machines, of containers such as drums, bottles, cans and/or similar
RU2364840C2 (en) Method for automatic odorisation of natural gas
US20190291329A1 (en) Apparatus for transforming and filling plastics material containers with controlled filling
US12031680B1 (en) Controlled dosing of liquid cryogen
US2785537A (en) Freon filling method and apparatus
RU2456499C1 (en) Facility for dosed injection of cryogenic liquid and its control system
JP7444635B2 (en) Filling equipment and filling method
RU2494350C2 (en) Automatic odorisation system of natural gas
WO2023280966A1 (en) Flow control solenoid valve block, associated compressing unit, dispensing system and method