WO2004088197A1 - Carbon dioxide supply - Google Patents

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WO2004088197A1
WO2004088197A1 PCT/EP2004/003180 EP2004003180W WO2004088197A1 WO 2004088197 A1 WO2004088197 A1 WO 2004088197A1 EP 2004003180 W EP2004003180 W EP 2004003180W WO 2004088197 A1 WO2004088197 A1 WO 2004088197A1
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compressed
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Andreas Praller
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Linde Aktiengesellschaft
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    • F17C2227/01—Propulsion of the fluid
    • F17C2227/0128—Propulsion of the fluid with pumps or compressors
    • F17C2227/0157—Compressors

Definitions

  • the invention relates to a method for supplying a consumer with C0 2 , wherein liquid C0 2 is removed from a storage tank, compressed with a gas compressor and supplied to the consumer.
  • the invention further relates to a device for supplying a consumer with C0 2 , which comprises a storage tank for liquid C0 2 , a gas compressor connected to the storage tank on the liquid side and a discharge line between the outlet of the gas compressor and the consumer
  • blowing agents which are gaseous under normal conditions and which are fed under high pressure to a plastic, usually thermally softened plastic mass and mixed homogeneously with it. During the subsequent expansion of this mixture to normal pressure, foaming of the plastic caused by the blowing agent occurs.
  • Compressed inert gases are also increasingly used as blowing agents.
  • C0 2 is usually supplied from a low pressure tank in which the C0 2 is stored at a pressure of approximately 20 bar. The C0 2 removed from the tank is then compressed to the desired pressure by means of a liquid pump and supplied to the consumer.
  • a typical consumer in plastic foaming is a liquid CO 2 metering pump, which feeds the compressed CO 2 into an extruder.
  • Liquid CO 2 is stored in a foam-insulated storage tank 1 at a pressure of 20 bar and a corresponding temperature of -20 ° C. Liquid CO 2 is withdrawn from the tank 1 via a removal line 2 and fed to a liquid pump 3. A centrifugal or piston pump is usually used as the liquid pump 3. By means of the liquid pump 3, the liquid CO 2 is compressed to a pressure of, for example, 60 bar and passed to two liquid metering pumps 4a, 4b which meter the required amount of CO 2 into the downstream extruders 5a, 5b.
  • liquid pumps 3 must always be supplied with liquid, especially with liquid C0 2 . Furthermore, a liquid pump 3 cannot be connected directly in series with a metering pump 4a, 4b, since, in particular in the case of fluctuations in consumption, the consumption on the extruder 5a, 5b does not match the delivery characteristics or pump output of the liquid pump 3.
  • the object of the present invention is to provide a method and a device for supplying a consumer with C0 2 under increased pressure, which avoids the disadvantages described as far as possible.
  • This object is achieved by a method of the type mentioned in the introduction, in which the C0 2 is guided in a branch line from the storage tank via the gas compressor to the consumer.
  • the device according to the invention comprises a storage tank for liquid C0 2 , a gas compressor connected to the storage tank on the liquid side, and a discharge line between the outlet of the gas compressor and a consumer, which is characterized in that there is no flow connection between the discharge line and the storage tank.
  • a gas compressor similar to a liquid piston pump, the liquid C0 2 is conveyed by means of a moving piston.
  • the drive is not mechanical, but pneumatic or hydraulic.
  • the gas compressor stops the delivery of further liquid C0 2 automatically when the pressure corresponding to the ratio of the gas compressor is reached.
  • the movement of the piston or the delivery rate of the gas compressor cannot be synchronized with that of the connected consumer, even with a gas compressor when delivering liquid C0 2 , It was therefore previously believed that even when using a gas compressor to compress liquid CO 2, a ring line, as shown in FIG. 1, is necessary in order to ensure defined conditions for the connected consumer.
  • Storage tank, the gas compressor and the consumer can be arranged in a spur line, that is, the entire liquid C0 2 , which is removed from the storage tank, is also supplied to the consumer.
  • the invention has proven itself in particular when the CO 2 is compressed to a pressure between 50 and 90 bar, preferably 55 to 75 bar, which is probably due to the fact that the CO 2 is then present in the vicinity of the critical pressure.
  • the pressure range between 15 and 25 bar has proven to be advantageous as the outlet pressure.
  • single-stage gas compressors with a lower gear ratio can also be used.
  • Preferably 5 to 150 kg / h, particularly preferably 5 to 100 kg / h CO 2 are compressed.
  • a particularly advantageous field of application is the supply of metering pumps, in particular diaphragm or piston metering pumps, with liquid CO 2 .
  • metering pumps in particular diaphragm or piston metering pumps
  • liquid CO 2 as a blowing agent. It is essential for the subsequent foaming that defined amounts of CO 2 are fed to the extruder.
  • the provision according to the invention of a sufficient amount of liquid CO 2 under a defined pressure ensures that the metering pumps can meter the exact amount of CO 2 required in each case into the extruders.
  • the invention is particularly suitable for the production of plastic foams in extruders, injection molding machines, RIM machines (reaction injection molding) or double-belt systems.
  • it is also suitable for foaming other products or for introducing blowing agents into liquids.
  • the invention is also advantageously used for the supply of expansion nozzles, to which compressed C0 2 is supplied and expanded for cooling purposes.
  • FIG. 1 shows a device known from the prior art for supplying extruders with liquid CO 2 as a blowing agent and FIG. 2 shows a corresponding device according to the invention.
  • FIG. 1 and 2 each show a device for supplying extruders with liquid CO 2 .
  • the device shown in FIG. 1 was already explained in detail in the introduction to the description.
  • FIG. 2 shows a corresponding device operating according to the method according to the invention.
  • a low pressure tank 11 liquid C0 2 is stored under a pressure of 20 bar.
  • the tank 11 is designed as a vacuum-insulated tank.
  • a removal line 12 is attached, through which liquid C0 2 can be removed from the tank 11.
  • the removal line 12 there is a compressed air-operated gas compressor 13.
  • the gas compressor 13 By means of the gas compressor 13, the liquid CO 2 drawn off from the tank 11 can be compressed to a pressure of up to 500 bar.
  • the CO 2 emerging from the gas compressor 13 is fed, for example, to two metering pumps 14a, 14b arranged parallel to one another, each of which is connected to an extruder 15a, 15b. Diaphragm or piston metering pumps are preferably used.
  • the extruders 15a, 15b can be supplied with a volume or quantity metered stream of compressed CO 2 .
  • the gas compressor 13 only works when at least one of the extruders 15a, 15b requires liquid CO 2 . If the extruders 15a, 15b do not have to be supplied with liquid C0 2 as a blowing agent, only as much C0 2 is compressed in the gas compressor 13 in order to compensate for any pressure drops that may exist downstream of the gas compressor 13. If, on the other hand, a certain amount of CO 2 is drawn off from the metering pumps 14a, 14b and passed to the extruders 15a, 15b, the gas compressor 13 starts automatically and immediately compensates for the consumption of liquid CO 2 . A vote or adaptation of the delivery rate of the gas compressor 13 to the delivery rate of the metering pumps 14a, 14b is not necessary.
  • the gas compressor 13 it is not necessary to maintain a recycle stream of compressed C0 2 , as is necessary in the known method explained with reference to FIG. 1.
  • the gas compressor 13 therefore, only the amount of CO must be compressed, which is also consumed by the consumers 14a, 14b. If, for example, metering pumps 14a, 14b are used, with which 5 to 50 kg of CO 2 can be metered per hour, a gas compressor 13 with a maximum delivery rate of 100 kg / h CO 2 is theoretically sufficient. In practice, a gas compressor 13 will be selected in this case for safety reasons, which can compress up to about 150 kg / h CO 2 .
  • a vacuum-insulated storage tank can be used instead of a foam-insulated one.
  • a gas compressor with a lower delivery rate can also be selected.

Abstract

The invention relates to a method and a device for the supply of a user (14a, 14b) with C02, whereby liquid C02 is removed from a reservoir tank (11), compressed by means of a gas compressor (13) and supplied to the user (14a, 14b). The C02 is supplied to the user (14a, 14b) from the reservoir tank (11) along a spur line by means of the gas compressor (13).

Description

Beschreibung description
Kohlendioxid- VersorgungCarbon dioxide supply
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Versorgung eines Verbrauchers mit C02, wobei flüssiges C02 einem Speichertank entnommen, mit einem Gaskompressor verdichtet und dem Verbraucher zugeführt wird. Femer bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Versorgung eines Verbrauchers mit C02, die einen Speichertank für flüssiges C02, einen mit dem Speichertank flüssigkeitsseitig verbundenen Gaskompressor und eine Abgabeleitung zwischen dem Ausgang des Gaskompressors und dem Verbraucher umfassThe invention relates to a method for supplying a consumer with C0 2 , wherein liquid C0 2 is removed from a storage tank, compressed with a gas compressor and supplied to the consumer. The invention further relates to a device for supplying a consumer with C0 2 , which comprises a storage tank for liquid C0 2 , a gas compressor connected to the storage tank on the liquid side and a discharge line between the outlet of the gas compressor and the consumer
Bekannte Verfahren zur Herstellung aufgeschäumter Kunststoffe verwenden Treibmittel, die unter Normalbedingungen gasförmig vorliegen und die mit hohem Druck einer plastischen, meist thermisch erweichten Kunststoffmasse zugeführt und mit dieser homogen vermischt werden. Bei der anschließenden Entspannung dieses Gemisches auf Normaldruck tritt eine durch das Treibmittel hervorgerufene Aufschäumung des Kunststoffs ein.Known processes for the production of foamed plastics use blowing agents which are gaseous under normal conditions and which are fed under high pressure to a plastic, usually thermally softened plastic mass and mixed homogeneously with it. During the subsequent expansion of this mixture to normal pressure, foaming of the plastic caused by the blowing agent occurs.
In zunehmendem Masse finden auch verdichtete Inertgase, insbesondere flüssiges Kohlendioxid, als Treibmittel Verwendung. Die Versorgung mit C02 erfolgt üblicherweise aus einem Niederdrucktank, in dem das C02 bei einem Druck von etwa 20 bar gespeichert ist. Das dem Tank entnommene C02 wird dann mittels einer Flüssigkeitspumpe auf den gewünschten Druck verdichtet und dem Verbraucher zugeführt. Ein typischer Verbraucher beim Kunststoffschäumen ist eine Flüssig-CO2- Dosierpumpe, die das verdichtete CO2 dosiert einem Extruder zuführt.Compressed inert gases, in particular liquid carbon dioxide, are also increasingly used as blowing agents. C0 2 is usually supplied from a low pressure tank in which the C0 2 is stored at a pressure of approximately 20 bar. The C0 2 removed from the tank is then compressed to the desired pressure by means of a liquid pump and supplied to the consumer. A typical consumer in plastic foaming is a liquid CO 2 metering pump, which feeds the compressed CO 2 into an extruder.
Aus der EP 0 841 481 B1 ist auch bekannt, anstelle einer Flüssigkeitspumpe einen Gaskompressor zum Verdichten des flüssigen C02 einzusetzen. Ein mit einem unter Druck stehenden Arbeitsgas, beispielsweise Druckluft, betriebener Gaskompressor setzt den Druck des Arbeitsgases mittels eines Kolbens mit unterschiedlich großen Flächen in einen höheren Druck um. Das flüssige C02 wird durch den sich auf- und abwärts bewegenden Kolben solange gefördert, bis sich ein Kräftegleichgewicht einstellt und das flüssige C02 auf den dem Übersetzungsverhältnis entsprechenden Druck verdichtet ist. Die Verwendung von Gaskompressoren hat insbesondere den Vorteil, dass auf eine Kühlung des Gaskompressors verzichtet werden kann, wie sie bei einer Flüssigkeitspumpe erforderlich ist, um einen Phasenübergang des flüssigen C02 in den gasförmigen Aggregatszustand zu verhindern.From EP 0 841 481 B1 it is also known to use a gas compressor instead of a liquid pump to compress the liquid CO 2 . A gas compressor operated with a pressurized working gas, for example compressed air, converts the pressure of the working gas into a higher pressure by means of a piston with areas of different sizes. The liquid C0 2 is conveyed by the piston moving up and down until an equilibrium of forces is established and the liquid C0 2 is compressed to the pressure corresponding to the transmission ratio. The use of gas compressors has in particular Advantage that cooling of the gas compressor can be dispensed with, as is required in a liquid pump, in order to prevent a phase transition of the liquid CO 2 into the gaseous state of matter.
In Figur 1 ist eine übliche aus dem Stand der Technik bekannte Einrichtung zur Versorgung und Dosierung von C02 beim Kunststoffschäumen schematisch dargestellt.In Figure 1, a conventional device known from the prior art for supplying and metering C0 2 in plastic foaming is shown schematically.
Flüssiges C02 wird in einem schaumisolierten Speichertank 1 bei einem Druck von 20 bar und einer entsprechenden Temperatur von -20 °C gelagert. Über eine Entnahmeleitung 2 wird flüssiges CO2 aus dem Tank 1 abgezogen und einer Flüssigkeitspumpe 3 zugeführt. Als Flüssigkeitspumpe 3 wird meist eine Kreisel- oder Kolbenpumpe eingesetzt. Mittels der Flüssigkeitspumpe 3 wird das flüssige CO2 auf einen Druck von beispielsweise 60 bar verdichtet und zu zwei Flüssig-Dosierpumpen 4a, 4b geleitet, die die den nachgeschalteten Extrudern 5a, 5b die erforderliche Menge an CO2 zudosieren.Liquid CO 2 is stored in a foam-insulated storage tank 1 at a pressure of 20 bar and a corresponding temperature of -20 ° C. Liquid CO 2 is withdrawn from the tank 1 via a removal line 2 and fed to a liquid pump 3. A centrifugal or piston pump is usually used as the liquid pump 3. By means of the liquid pump 3, the liquid CO 2 is compressed to a pressure of, for example, 60 bar and passed to two liquid metering pumps 4a, 4b which meter the required amount of CO 2 into the downstream extruders 5a, 5b.
Herkömmliche Flüssigkeitspumpen 3 müssen stets mit Flüssigkeit, hier speziell mit flüssigem C02, versorgt werden. Ferner kann eine Flüssigkeitspumpe 3 nicht direkt in Reihe mit einer Dosierpumpe 4a, 4b geschaltet werden, da, insbesondere bei Verbrauchsschwankungen, der Verbrauch am Extruder 5a, 5b nicht mit der Fördercharakteristik beziehungsweise Pumpenleistung der Flüssigkeitspumpe 3 zusammenpasst.Conventional liquid pumps 3 must always be supplied with liquid, especially with liquid C0 2 . Furthermore, a liquid pump 3 cannot be connected directly in series with a metering pump 4a, 4b, since, in particular in the case of fluctuations in consumption, the consumption on the extruder 5a, 5b does not match the delivery characteristics or pump output of the liquid pump 3.
Bei einer bekannten CO2- Versorgungseinrichtung, wie sie in Figur 1 gezeigt ist, ist es deshalb erforderlich, das verdichtete CO2 über eine Ringleitung 6 im Kreislauf in den Tank 1 zurückzuführen. Über die Ringleitung 6 muss ein so großer C02-Strom im Kreis gefahren werden, dass auch bei maximalem Verbrauch, das heißt wenn die Dosierpumpen 4a, 4b die maximale C02-Menge den Extrudern 5a, 5b zudosieren, stets flüssiges C02 wieder in den Tank 1 zurückgeleitet wird.In a known CO 2 supply device, as shown in FIG. 1, it is therefore necessary to recirculate the compressed CO 2 into tank 1 via a ring line 6. Such a large C0 2 stream must be circulated via the ring line 6, so that even with maximum consumption, that is to say when the metering pumps 4a, 4b meter the maximum amount of C0 2 into the extruders 5a, 5b, liquid C0 2 always returns the tank 1 is returned.
Hierzu ist es erforderlich, eine bis zu einem Faktor 10 größere C02-Menge mit der Flüssigkeitspumpe 3 zu komprimieren als in den Extrudern 5a, 5b tatsächlich verbraucht wird. Zudem muss das rückgeführte C02 vor dem Einleiten in den Tank 1 rückgekühlt werden. Die bekannten Versorgungssysteme sind daher mit einem beträchtlichen Installationsaufwand für die Verrohrung und Isolierung sowie hohen Betriebskosten für die Verdichtung und Rückkühlung verbunden.For this purpose, it is necessary to compress a quantity of CO 2 larger by a factor of 10 with the liquid pump 3 than is actually consumed in the extruders 5a, 5b. In addition, the returned C0 2 must be recooled before being introduced into tank 1. The known supply systems are therefore with one considerable installation effort for the piping and insulation as well as high operating costs for the compression and recooling.
Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Versorgung eines Verbrauchers mit unter erhöhtem Druck stehenden C02 bereit zu stellen, welches die beschriebenen Nachteile möglichst vermeidet.The object of the present invention is to provide a method and a device for supplying a consumer with C0 2 under increased pressure, which avoids the disadvantages described as far as possible.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, bei dem das C02 in einer Stichleitung von dem Speichertank über den Gaskompressor zu dem Verbraucher geführt wird.This object is achieved by a method of the type mentioned in the introduction, in which the C0 2 is guided in a branch line from the storage tank via the gas compressor to the consumer.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst einen Speichertank für flüssiges C02, einen mit dem Speichertank flüssigkeitsseitig verbundenen Gaskompressor und eine Abgabeleitung zwischen dem Ausgang des Gaskompressors und einem Verbraucher, welche sich dadurch auszeichnet, dass zwischen der Abgabeleitung und dem Speichertank keine Strömungsverbindung besteht.The device according to the invention comprises a storage tank for liquid C0 2 , a gas compressor connected to the storage tank on the liquid side, and a discharge line between the outlet of the gas compressor and a consumer, which is characterized in that there is no flow connection between the discharge line and the storage tank.
Bei einem Gaskompressor wird, ähnlich wie bei einer Flüssigkeits-Kolbenpumpe, das flüssige C02 mittels eines sich bewegenden Kolbens gefördert. Allerdings erfolgt der Antrieb nicht mechanisch, sondern pneumatisch oder hydraulisch. Im Gegensatz zu einer mechanisch angetriebenen Flüssigkeitspumpe bricht der Gaskompressor zwar die Förderung von weiterem flüssigen C02 automatisch ab, wenn der dem Übersetzungsverhältnis des Gaskompressors entsprechende Druck erreicht ist. In der Druckaufbauphase beziehungsweise in der Förderphase, in der flüssiges C02 mittels des Gaskompressors gefördert und verdichtet wird, kann aber auch bei einem Gaskompressor bei Förderung von flüssigem C02 die Bewegung des Kolbens beziehungsweise die Förderleistung des Gaskompressors nicht mit der des angeschlossenen Verbrauchers synchronisiert werden. Man war daher bisher der Meinung, dass auch bei der Verwendung eines Gaskompressors zur Verdichtung von flüssigem C02 eine Ringleitung, wie in Figur 1 gezeigt, notwendig ist, um für den angeschlossenen Verbraucher definierte Bedingungen zu gewährleisten.In a gas compressor, similar to a liquid piston pump, the liquid C0 2 is conveyed by means of a moving piston. However, the drive is not mechanical, but pneumatic or hydraulic. In contrast to a mechanically driven liquid pump, the gas compressor stops the delivery of further liquid C0 2 automatically when the pressure corresponding to the ratio of the gas compressor is reached. In the pressure build-up phase or in the delivery phase, in which liquid C0 2 is delivered and compressed by means of the gas compressor, the movement of the piston or the delivery rate of the gas compressor cannot be synchronized with that of the connected consumer, even with a gas compressor when delivering liquid C0 2 , It was therefore previously believed that even when using a gas compressor to compress liquid CO 2, a ring line, as shown in FIG. 1, is necessary in order to ensure defined conditions for the connected consumer.
Im Rahmen von der Erfindung vorausgehenden Tests hat sich nunmehr gezeigt, dass ein Gaskompressor auch bei schwankendem Bedarf auf Anforderung unter definiertem Druck stehendes, flüssiges C02 bereitstellen kann. Vermutlich liegt dies in den speziellen Kompressibilitätseigenschaften von flüssigem C02 begründet. Die Untersuchungen haben ergeben, dass eine Kreislaufführung des verdichteten C02 zurück in den Speichertank bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht notwendig ist. Es muss lediglich sichergestellt sein, dass die Förderleistung des Gaskompressors ausreicht, um den maximalen Bedarf des Verbrauchers zu befriedigen. DerIn the course of tests preceding the invention, it has now been shown that a gas compressor can also provide liquid CO 2 which is under a defined pressure on request, even if the demand fluctuates. This is probably due to the special compressibility properties of liquid C0 2 justified. The investigations have shown that it is not necessary to recycle the compressed CO 2 back into the storage tank in the process according to the invention. It only has to be ensured that the delivery rate of the gas compressor is sufficient to meet the maximum demand of the consumer. The
Speichertank, der Gaskompressor und der Verbraucher können in einer Stichleitung angeordnet werden, das heißt, das gesamte flüssige C02, das dem Speichertank entnommen wird, wird auch dem Verbraucher zugeführt.Storage tank, the gas compressor and the consumer can be arranged in a spur line, that is, the entire liquid C0 2 , which is removed from the storage tank, is also supplied to the consumer.
Insbesondere bei Verdichtung des C02 auf einen Druck zwischen 50 und 90 bar, vorzugsweise 55 bis 75 bar, hat sich die Erfindung bewährt, was vermutlich daran liegt, dass das C02 dann in der Nähe des kritischen Drucks vorliegt. Als Ausgangsdruck hat sich der Druckbereich zwischen 15 und 25 bar als vorteilhaft erwiesen. Damit sind auch einstufige Gaskompressoren mit niedrigerem Übersetzungsverhältnis einsetzbar. Vorzugsweise werden 5 bis 150 kg/h, besonders bevorzugt 5 bis 100 kg/h C02 verdichtet.The invention has proven itself in particular when the CO 2 is compressed to a pressure between 50 and 90 bar, preferably 55 to 75 bar, which is probably due to the fact that the CO 2 is then present in the vicinity of the critical pressure. The pressure range between 15 and 25 bar has proven to be advantageous as the outlet pressure. This means that single-stage gas compressors with a lower gear ratio can also be used. Preferably 5 to 150 kg / h, particularly preferably 5 to 100 kg / h CO 2 are compressed.
Ein besonders vorteilhaftes Anwendungsgebiet ist die Versorgung von Dosierpumpen, insbesondere Membran- oder Kolben-Dosierpumpen, mit flüssigem CO2. Beim Aufschäumen von Kunststoffen werden solche Dosierpumpen beispielsweise eingesetzt, um den Extruder mit flüssigem C02 als Treibmittel zu versorgen. Dabei ist es für das anschließende Aufschäumen wesentlich, dass dem Extruder definierte Mengen C02 zugeführt werden. Durch die erfindungsgemäße Bereitstellung einer ausreichenden Menge flüssigen C02 unter definiertem Druck wird sichergestellt, dass die Dosierpumpen exakt die jeweils erforderliche Menge C02 den Extrudern zudosieren können.A particularly advantageous field of application is the supply of metering pumps, in particular diaphragm or piston metering pumps, with liquid CO 2 . When foaming plastics, such metering pumps are used, for example, to supply the extruder with liquid CO 2 as a blowing agent. It is essential for the subsequent foaming that defined amounts of CO 2 are fed to the extruder. The provision according to the invention of a sufficient amount of liquid CO 2 under a defined pressure ensures that the metering pumps can meter the exact amount of CO 2 required in each case into the extruders.
Die Erfindung ist, wie erwähnt, insbesondere zur Herstellung von Kunststoffschäumen in Extrudern, Spritzgussmaschinen, RIM-Maschinen (Reaction-Injection-Moulding) oder Doppelbandanlagen geeignet. Sie eignet sich aber ebenso zum Aufschäumen von anderen Produkten oder zum Einbringen von Treibmitteln in Flüssigkeiten. Weiter wird die Erfindung mit Vorteil auch für die Versorgung von Expansionsdüsen eingesetzt, denen verdichtetes C02 zugeführt und zu Kühlzwecken entspannt wird. Die Erfindung sowie weitere Einzelheiten der Erfindung werden im Folgenden anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Hierbei zeigenAs mentioned, the invention is particularly suitable for the production of plastic foams in extruders, injection molding machines, RIM machines (reaction injection molding) or double-belt systems. However, it is also suitable for foaming other products or for introducing blowing agents into liquids. The invention is also advantageously used for the supply of expansion nozzles, to which compressed C0 2 is supplied and expanded for cooling purposes. The invention and further details of the invention are explained in more detail below with reference to exemplary embodiments shown in the drawings. Show here
Figur 1 eine aus dem Stand der Technik bekannte Vorrichtung zur Versorgung von Extrudern mit flüssigem C02 als Treibmittel und Figur 2 eine entsprechende erfindungsgemäße Vorrichtung.1 shows a device known from the prior art for supplying extruders with liquid CO 2 as a blowing agent and FIG. 2 shows a corresponding device according to the invention.
In den Figuren 1 und 2 ist jeweils eine Vorrichtung zur Versorgung von Extrudern mit flüssigem CO2 dargestellt. Die in Figur 1 gezeigte Vorrichtung wurde bereits in der Beschreibungseinleitung ausführlich erläutert.1 and 2 each show a device for supplying extruders with liquid CO 2 . The device shown in FIG. 1 was already explained in detail in the introduction to the description.
Figur 2 zeigt eine entsprechende nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitende Vorrichtung. In einem Niederdrucktank 11 wird flüssiges C02 unter einem Druck von 20 bar gespeichert. Der Tank 11 ist als vakuumisolierter Tank ausgeführt. Am unteren Ende des Tanks 12 ist eine Entnahmeleitung 12 angebracht, über die flüssiges C02 dem Tank 11 entnommen werden kann.FIG. 2 shows a corresponding device operating according to the method according to the invention. In a low pressure tank 11 liquid C0 2 is stored under a pressure of 20 bar. The tank 11 is designed as a vacuum-insulated tank. At the lower end of the tank 12, a removal line 12 is attached, through which liquid C0 2 can be removed from the tank 11.
In der Entnahmeleitung 12 befindet sich ein druckluftbetriebener Gaskompressor 13. Mittels des Gaskompressors 13 kann das aus dem Tank 11 abgezogene flüssige C02 auf einen Druck von bis zu 500 bar komprimiert werden. Das aus dem Gaskompressor 13 austretende CO2 wird beispielsweise zwei parallel zueinander angeordneten Dosierpumpen 14a, 14b zugeführt, die jeweils mit einem Extruder 15a, 15b verbunden sind. Vorzugsweise werden Membran- oder Kolbendosierpumpen eingesetzt. Mittels der Dosierpumpen 14a, 14b kann den Extrudern 15a, 15b ein volumen- oder mengendosierter Strom von verdichtetem C02 zugeführt werden.In the removal line 12 there is a compressed air-operated gas compressor 13. By means of the gas compressor 13, the liquid CO 2 drawn off from the tank 11 can be compressed to a pressure of up to 500 bar. The CO 2 emerging from the gas compressor 13 is fed, for example, to two metering pumps 14a, 14b arranged parallel to one another, each of which is connected to an extruder 15a, 15b. Diaphragm or piston metering pumps are preferably used. By means of the metering pumps 14a, 14b, the extruders 15a, 15b can be supplied with a volume or quantity metered stream of compressed CO 2 .
Der Gaskompressor 13 arbeitet nur dann, wenn zumindest einer der Extruder 15a, 15b flüssiges C02 benötigt. Muss den Extrudern 15a, 15b kein flüssiges C02 als Treibmittel zugeführt werden, wird im Gaskompressor 13 nur soviel C02 verdichtet, um eventuell vorhandene Druckabfälle stromabwärts des Gaskompressors 13 auszugleichen. Wird dagegen von den Dosierpumpen 14a, 14b eine bestimmte Menge C02 abgezogen und zu den Extrudern 15a, 15b geleitet, startet automatisch der Gaskompressor 13 und gleicht den Verbrauch an flüssigem C02 sofort aus. Eine Abstimmung beziehungsweise Anpassung der Förderleistung des Gaskompressors 13 an die Förderleistung der Dosierpumpen 14a, 14b ist nicht erforderlich.The gas compressor 13 only works when at least one of the extruders 15a, 15b requires liquid CO 2 . If the extruders 15a, 15b do not have to be supplied with liquid C0 2 as a blowing agent, only as much C0 2 is compressed in the gas compressor 13 in order to compensate for any pressure drops that may exist downstream of the gas compressor 13. If, on the other hand, a certain amount of CO 2 is drawn off from the metering pumps 14a, 14b and passed to the extruders 15a, 15b, the gas compressor 13 starts automatically and immediately compensates for the consumption of liquid CO 2 . A vote or adaptation of the delivery rate of the gas compressor 13 to the delivery rate of the metering pumps 14a, 14b is not necessary.
Erfindungsgemäß ist es nicht notwendig, einen Kreislaufstrom von verdichtetem C02 aufrechtzuerhalten, wie dies bei dem bekannten, anhand von Figur 1 erläuterten Verfahren notwendig ist. In dem Gaskompressor 13 muss daher nur die C0 -Menge verdichtet werden, die von den Verbrauchern 14a, 14b auch abgenommen wird. Werden beispielsweise Dosierpumpen 14a, 14b eingesetzt, mit denen jeweils 5 bis 50 kg C02 pro Stunde dosiert werden können, so ist theoretisch ein Gaskompressor 13 mit einer maximalen Förderleistung von 100 kg/h C02 ausreichend. In der Praxis wird man in diesem Fall aus Sicherheitsgründen einen Gaskompressor 13 auswählen, der bis zu etwa 150 kg/h CO2 verdichten kann.According to the invention, it is not necessary to maintain a recycle stream of compressed C0 2 , as is necessary in the known method explained with reference to FIG. 1. In the gas compressor 13, therefore, only the amount of CO must be compressed, which is also consumed by the consumers 14a, 14b. If, for example, metering pumps 14a, 14b are used, with which 5 to 50 kg of CO 2 can be metered per hour, a gas compressor 13 with a maximum delivery rate of 100 kg / h CO 2 is theoretically sufficient. In practice, a gas compressor 13 will be selected in this case for safety reasons, which can compress up to about 150 kg / h CO 2 .
Aus dem Vergleich der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Beispiele werden die Vorteile der Erfindung deutlich:The advantages of the invention become clear from a comparison of the examples shown in FIGS. 1 and 2:
• Der Installationsaufwand für die Verrohrung und Isolierung ist erfindungsgemäß wesentlich geringer.• The installation effort for the piping and insulation is significantly less according to the invention.
• Aufgrund der fehlenden Rückführung von CO2 in den Speichertank ist auch keine Vorrichtung zur Rückkühlung nowendig.• Due to the lack of return of CO 2 in the storage tank, no device for recooling is necessary.
• Erfindungsgemäß kann ein vakuumisolierter anstelle eines schaumisolierten Speichertanks verwendet werden.• According to the invention, a vacuum-insulated storage tank can be used instead of a foam-insulated one.
• Die Betriebskosten für die Verdichtung werden gesenkt, da nur diejenige Menge CO2 verdichtet wird, die auch tatsächlich verbraucht wird. • Da geringere Mengen flüssiges C02 durch die Leitung zum Verbraucher, hier den Dosierpumpen 4a, 4b bzw, 14a, 14b, geführt werden, können die Leitungsquerschnitte verringert werden.• The operating costs for compression are reduced because only the amount of CO 2 is compressed that is actually used. • Since smaller quantities of liquid CO 2 are led through the line to the consumer, here the metering pumps 4a, 4b or, 14a, 14b, the line cross sections can be reduced.
• Ebenso kann ein Gaskompressor mit einer geringeren Förderleistung gewählt werden. • A gas compressor with a lower delivery rate can also be selected.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Versorgung eines Verbrauchers mit C02, wobei flüssiges C02 einem Speichertank entnommen, mit einem Gaskompressor verdichtet und dem Verbraucher zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das C02 in einer Stichleitung (12) von dem Speichertank (11) über den Gaskompressor (13) zu dem1. A method for supplying a consumer with C0 2 , wherein liquid C0 2 is removed from a storage tank, compressed with a gas compressor and fed to the consumer, characterized in that the C0 2 in a branch line (12) from the storage tank (11) via the Gas compressor (13) to the
Verbraucher (14a, 14b) geführt wird.Consumer (14a, 14b) is performed.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das CO2 auf einen . Druck zwischen 50 und 90 bar, vorzugsweise 55 bis 75 bar, verdichtet wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the CO 2 on a. Pressure between 50 and 90 bar, preferably 55 to 75 bar, is compressed.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das CO2 dem Speichertank (11) unter einem Druck von 15 bis 25 bar entnommen wird.3. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized in that the CO 2 is removed from the storage tank (11) under a pressure of 15 to 25 bar.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass 5 bis 150 kg/h, vorzugsweise 5 bis 100 kg/h C02 verdichtet werden.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that 5 to 150 kg / h, preferably 5 to 100 kg / h C0 2 are compressed.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das verdichtete CÖ2 einer Expansionsdüse zugeführt wird.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the compressed CÖ 2 is fed to an expansion nozzle.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das verdichtete C02 einer Dosierpumpe (14a, 14b) zugeführt wird.6. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the compressed C0 2 is fed to a metering pump (14a, 14b).
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das verdichtete C02 einer Vorrichtung (15a, 15b) zum Aufschäumen von Kunststoffen zugeführt wird.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the compressed C0 2 is fed to a device (15a, 15b) for foaming plastics.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Gaskompressor (13) mit einem Arbeitsgas, insbesondere mit Druckluft, betrieben wird.8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the gas compressor (13) is operated with a working gas, in particular with compressed air.
9. Vorrichtung zur Versorgung eines Verbrauchers mit C02, die einen Speichertank für flüssiges C02, einen mit dem Speichertank flüssigkeitsseitig verbundenen Gaskompressor und eine Abgabeleitung zwischen dem Ausgang des Gaskompressors und dem Verbraucher umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Abgabeleitung und dem Speichertank (11) keine Strömungsverbindung besteht. 9. A device for supplying a consumer with C0 2 , which comprises a storage tank for liquid C0 2 , a gas compressor connected to the storage tank on the liquid side and an output line between the outlet of the gas compressor and the consumer, characterized in that there is no flow connection between the discharge line and the storage tank (11).
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