CH644940A5 - Vorrichtung zum abtrennen des bei der foerderung tiefsiedender verfluessigter gase verdampfenden gases. - Google Patents

Description

der Erfindung im Schnitt. 10 entfernt.

Der Phasentrenner besteht aus einem porösen Hohlkörper Die Deckplatte 13 verhindert jedoch erfindungsgemäss,

1, der im Innern eines Auffangbehälters 2 angeordnet ist, der dass ein Gasstrahl, vermischt mit Flüssigkeit, direkt aus dem mit einer Isolierung 3 versehen ist. Der Auffangbehälter 2 porösen Hohlkörper 1 nach unten austritt und auf den Flüs-

dient zum Auffangen der aus dem porösen Hohlkörper 1 aus- sigkeitsspiegel der Flüssigphase 4 trifft, wodurch heftige Flüs-

tretenden Flüssigphase 4. Erfindungsgemäss hat der poröse 15 sigkeitsbewegungen verursacht würden. Durch die Deck-

Hohlkörper 1 eine zylindrische Form und besitzt eine nicht platte 13 wird die Trennung von Gas und Flüssigkeit verbes-

poröse zylindrische Verlängerung 5. Der poröse Hohlkörper sert und der problemlose Einsatz von Differenzdruckschal-

1 und die zylindrische Verlängerung 5 umgeben konzentrisch tern und Schwimmschaltern ermöglicht.

die Abzugsleitung 6 für die Flüssigphase. Die Befestigung des Die Ringkanäle 10 und 12 haben im Vergleich zu entspre-

porösen Hohlkörpers 1 und seiner zylindrischen Verlänge- 20 chenden Rohrleitungen grosse Strömungsquerschnitte. Sie rung 5 im Auffangbehälter 2 erfolgt gemäss der Erfindung können daher auch grosse Gasmengen aufnehmen.

mittels eines Rohres 7, welches die zylindrische Verlängerung Der erfindungsgemässe Phasentrenner ist daher gleich gut 5 umgibt und einerseits mittels eines Flansches 8 an diese an- für kleine und grosse Durchsatzmengen des zu trennenden geschlossen ist, andererseits mittels eines Flansches 9 am Dek- Gas-Flüssigkeitsgemisches geeignet. Es müssen hierzu ledig-kel des Auffangbehälters 2 befestigt ist. Auf diese Weise wird 25 lieh verschieden grosse Auffangbehälter 2 verwendet werden, ein Ringkanal 10 gebildet, welcher zum Abzug der Gasphase Je nach Grösse des Behälters 2 wird an die Abzugsleitung 6 dient, die aus dem Ringkanal 10 mittels der Abzugsleitung 11 ein verschieden grosses Kunststoffrohr 16 angeschlossen, entfernt wird. Entsprechend wird im Innern des porösen durch welches die Flüssigphase 4 in die Abzugsleitung 6 geHohlkörpers 1 und seiner zylindrischen Verlängerung 5 ein langt. Die so erreichte universelle Verwendbarkeit des erfin-Ringkanal 12 um die Abzugsleitung 6 gebildet, welcher durch 30 dungsgemässen Phasentrenners bewirkt eine erhebliche Ko-Deckplatten 13 und 14 nach unten und oben abgeschlossen stenersparnis, verbunden mit sehr geringen Verdampfungsist. Dieser Ringkanal 12 dient zur Zufuhr des zu trennenden Verlusten durch die gegenseitige Isolation der Abzugsleitung 6 Gas-Flüssigkeitsgemisches. Das zu trennende Gemisch tritt und der Ringkanäle 10 und 12.

durch die Zuführleitung 15 in die zylindrische Verlängerung 5

C

1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

644 940 2 PATENTANSPRÜCHE hälter mit kleinem Bauvolumen ausgeführt werden kann. Die

1. Vorrichtung zum Abtrennen des bei der Förderung tief- Verdampfungsverluste sind jedoch noch immer relativ hoch, siedender verflüssigter Gase verdampfenden Gases, bestehend da insgesamt drei Leitungen, nämlich die Zuführleitung für aus einem porösen Hohlkörper mit einer Zuführleitung für das Gas-Flüssigkeitsgemisch und die Abzugsleitungen für die das zu trennende Gas-Flüssigkeitsgemisch, der im Innern ei- 5 Gas- und die Flüssigphase an den Auffangbehälter angenes isolierten Behälters angeordnet ist, welcher die aus dem schlössen werden müssen. Um diese Verdampfungsverluste porösen Hohlkörper eintretende Gas- und Flüssigphase auf- zu verringern wird in der DE-OS 27 43 131 ein aus einem po-nimmt und der mit Abzugsleitungen für die Gas- und Flüssig- rösen Hohlkörper bestehender Phasentrenner im Auffangbe-phase versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der poröse hälter so angeordnet, dass alle Leitungen durch eine gemein-Hohlkörper (1) eine zylindrische Form hat, die Abzugsleitung 10 same Flanschverbindung von oben in den Auffangbehälter (6) für die Flüssigphase konzentrisch umgibt und mittels eines geführt werden. Die Isolation wird somit verbessert, da nur Rohres (7) und einer nicht porösen zylindrischen Verlänge- noch eine Wärmebrücke vorhanden ist.

rung (5) so in den Deckel des isolierten Behälters (2) eingesetzt Trotz der mit dem Phasentrenner nach der DE-OS ist, dass von dem Rohr und der zylindrischen Verlängerung 27 43 131 erreichten Verbesserungen sind die Verdampfungsein Ringspalt (10) gebildet wird, an den die Abzugsleitung is Verluste noch immer beträchtlich. Ausserdem ist es nachteilig, (11) für die Gasphase angeschlossen wird. dass die Phasentrenner mit ihren Zu- und Abführleitungen je

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich- nach der geforderten Durchsatzmenge des tiefsiedenden ver- • net, dass die Zuführleitung (15) für das Gas-Flüssigkeitsge- flüssigten Gases verschieden gross ausgeführt werden müssen, misch an die zylindrische Verlängerung angeschlossen ist. Es hat sich ferner herausgestellt, dass es bei dem Phasen-

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich- 20 trenner nach der DE-OS 27 43 131 gelegentlich zu heftigen net, dass die Zuführleitung tangential in die zylindrische Ver- Flüssigkeitsbewegungen im Auffangbehälter kommt, so dass längerung eintritt. die damit in Verbindung stehenden Differenzdruckschalter

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch und evtl. direkt eingesetzte Schwimmschalter keine exakten gekennzeichnet, dass der poröse Hohlkörper nach unten Schaltvorgänge ausführen.

durch eine nicht poröse Deckplatte (13) abgeschlossen ist. 25 Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen

Phasentrenner zu schaffen, der in sehr weiten Grenzen bei be- Iiebig grossen Durchsatzmengen des tiefsiedenden verflüssigten Gases verwendet werden kann und bei dem die Verdamp-Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abtrennen fungsverluste auf ein Minimum reduziert werden. Ausserdem des bei der Förderung tiefsiedender verflüssigter Gase ver- 30 soll der zu schaffende Phasentrenner die Möglichkeit bieten, dampfenden Gases. heftige Flüssigkeitsbewegungen im Auffangbehälter mit Si-

Tiefsiedende Gase, wie Sauerstoff, Stickstoff und Argon cherheit zu verhindern.

werden aus wirtschaftlichen Gründen in flüssigem Zustand Bei einer Vorrichtung zum Abtrennen des bei der Förde gespeichert und gefördert. In vielen Bearbeitungsverfahren rung tiefsiedender verflüssigter Gase verdampfenden Gases, werden sie als Kühlmedium verwendet. Gewöhnlich befindet 35 bestehend aus einem porösen Hohlkörper mit einer Zuführ-sich dabei das tiefsiedende verflüssigte Gas im Siedezustand. leitung für das zu trennende Gas-Flüssigkeitsgemisch, der im Es lässt sich nicht vermeiden, dass von aussen Wärme in die Innern eines isolierten Behälters angeordnet ist, welcher die Förderleitung einströmt. Ausserdem entsteht in der geförder- aus dem porösen Hohlkörper austretende Gas- und Flüssigten Flüssigkeit auch Wärme durch Reibungsverluste. Da sich phase aufnimmt und der mit Abzugsleitungen für die Gas-die Flüssigkeit im Siedezustand befindet, verdampft eine der 40 und Flüssigphase versehen ist, wird dies gemäss der Erfin-Wärmemenge entsprechende Menge an flüssigem Gas. dung erreicht, indem der poröse Hohlkörper eine zylindrische

Es wird somit ein Gemisch aus Flüssigkeit und Gas ge- Form hat, die Abzugsleitung für die Flüssigphase konzen-födert. Dadurch kann es an der Verbrauchsstelle zu einer Un- trisch umgibt und mittels eines Rohres und einer nicht porö-terversorgung mit tiefsiedendem verflüssigten Gas kommen. sen zylindrischen Verlängerung so in den Deckel des isolierten Ausserdem wird das Regelungssystem zur Zufuhr des flüssi- 45 Behälters eingesetzt ist, dass von dem Rohr und der zylindri-gen Gases überfordert, es gerät in Schwingungen. sehen Verlängerung ein Ringspalt gebildet wird, an den die

Um diesen Mangel zu beseitigen benutzt man Phasentren- Abzugsleitung für die Gasphase angeschlossen ist.

ner, mit denen das verdampfte Gas vom flüssig gebliebenen Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird die Zuführ-

Gas abgetrennt wird. Im Prinzip handelt es sich bei derartigen leitung für das Gas-Flüssigkeitsgemisch an die zylindrische Phasentrennern um Behälter, in welche das Gas-Flüssigkeits- 50 Verlängerung angeschlossen. Vorteilhaft erfolgt dabei die gemisch eingespeist wird und sich dort trennt. Die Flüssig- Einführung der Zuführleitung tangential in die zylindrische phase und die Gasphase werden daraus separat abgezogen. Verlängerung.

Um zu vermeiden, dass mit der Gasphase zuviel Flüssigphase Um mit Sicherheit heftige Flüssigkeitsbewegungen im in Form feinster Tröpfchen abgezogen wird, was gleichbedeu- Auffangbehälter zu verhindern, wird der poröse Hohlkörper tend mit einem Verlust an flüssigem Gas ist, müssen die Gas- 55 vorzugsweise mit einer nicht porösen Deckplatte nach unten geschwindigkeiten im Behälter niedrig gehalten werden. Die angeschlossen. Hierdurch wird verhindert, dass Gas mit Flüs-als Phasentrenner dienenden Behälter müssen deshalb gross- sigkeit gemischt mit hoher Geschwindigkeit aus dem porösen volumig gebaut werden, sie sind demnach teuer, weil vor al- Hohlkörper nach unten austritt und direkt auf den Flüssig-lem die erforderliche Isolierung kostspielig ist. Ausserdem keitsspiegel im Auffangbehälter trifft. Heftige Bewegungen entstehen durch die grossen Behälter weitere Verdampfungs- 60 der Flüssigkeit im Auffangbehälter werden somit vermieden, Verluste. Einen Phasentrenner dieser Art zeigt z.B. die DE-PS mit dem Flüssigkeitsspiegel in Verbindung stehende Diffe-26 47 961. renzdruckschalter und evtl. direkt eingesetzte Schwimmschal-

Aus der US-PS 3 206 939 ist es bekannt, als Phasentren- ter können deshalb exakte Schaltvorgänge ausführen, ner einen porösen Hohlkörper zu verwenden. Dies hat den Der Vorteil des erfindungsgemässen Phasentrenners be

Vorteil, dass die Flüssigphase in Form grosser Tropfen aus 65 steht darin, dass die Zuführleitung für das Gas-Flüssigkeits-dem porösen Hohlkörper austritt und nach unten in den Auf- gemisch und die Abzugsleitung für die Gasphase im unmittel-fangbehälter fällt. Diese grossen Tropfen können von der baren Bereich des isolierten Behälters als Ringkanäle ausge-Gasphase nicht mitgerissen werden, weshalb der Auffangbe- bildet sind. Im Vergleich zu Rohrleitungen haben diese Ring-

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kanäle sehr grosse Querschnitte, so dass der Phasentrenner ein. Insbesondere bei grossen Durchsatzmengen ist es vorteil-

gemäss der Erfindung für sehr unterschiedliche Durchsatz- haft, wenn der Eintritt der Zuführleitung 15 in die zylindri-

mengen an tiefsiedendem verflüssigten Gas verwendet werden sehe Verlängerung 5 tangential erfolgt.

kann, ohne dass zu enge Leitungsquerschnitte eine Grenze Im porösen Hohlkörper 1 trennt sich die Flüssigphase von bilden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass durch die kon- 5 der Gasphase. Die Flüssigphase tritt aus dem porösen Hohlzentrische Anordnung der Zu- und Abführleitungen eine op- körper 1 in Form grosser Tropfen aus, fallt nach unten und timale Isolierung erreicht wird, die VerdampfungsVerluste bildet dort das Bad der Flüssigphase

4. Die Gasphase tritt also äusserst gering sind. ebenfalls aus dem porösen Hohlkörper 1 aus, tritt in den

Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel Ringkanal 10 ein und wird durch die Abzugsleitung 11