DE2129870A1 - Control arrangement for maintaining the level of a liquefied gas between two different levels in a container - Google Patents
Control arrangement for maintaining the level of a liquefied gas between two different levels in a containerInfo
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Description
PHN.4915. boss/evh. PHN.4915. boss / evh.
N. Y. Philips' GloeilompenfabrtekenN. Y. Philips' Gloeilompenfabrteken
-Ab·N*; PHN- 4915 vomt 11, Juni 1971-Ab * N *; PHN-4915 dated June 11, 1971
"Regelanordnung zur Beibehaltung des Pegels eines verflüssigten Gases zwischen zwei verschiedenen Niveaus in einem Behälter"."Control arrangement for maintaining the level of a liquefied gas between two different levels in one container ".
Die Erfindung betrifft eine Regelanordnung zur Beibehaltung des Pegels eines verflüssigten Gases zwischen zwei verschiedenen Niveaus in einem Behälter, der über einen Heber mit dem Flussigkeitsraum eines Vorratbehälters verbunden ist, dessen Dampfraum mit einer Dampfabfuhr verbindbar ist, welche Regelanordnung ein erstes, auf dem höheren Niveau und ein zweites auf dem niedrigeren Niveau angeordnetes Dampfspannungsgefäss enthält, in dem sich ein bei der Temperatur des verflüssigten Gases kondensierendes Mittel unter Druck befindet, wobei die Mitteldrücke erste und zweite Regelventile derart bedienen können, dass die erwähnten Ventile die Verbindung des Dampfraumes des Vorratbehälters mit der Dampfabfuhr unterbrechen,The invention relates to a control arrangement for retention the level of a liquefied gas between two different levels in a container that is connected to the liquid space via a siphon a storage container is connected, the vapor space of which can be connected to a vapor discharge, which control arrangement is a first, contains on the higher level and a second arranged on the lower level vapor tension vessel in which a at the Temperature of the liquefied gas condensing agent is under pressure, the mean pressures first and second control valves such be able to operate so that the valves mentioned interrupt the connection between the steam space of the storage container and the steam outlet,
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- Ψ - . PHN.4915. - Ψ - . PHN.4915.
wenn der Pegel des verflüssigten Gases in dem Behälter unter das niedrigere Niveau sinkt, und freigeben, wenn der Pegel das höhere Niveau überschreitet.when the level of the liquefied gas in the container is below the lower level goes down, and release when the level goes higher Level exceeds.
Eine Anordnung dieser Art ist "bekannt aus "Cryogenics" 1962, Seite 145s "An automatic arrangement for supplying a space with liquid nitrogen". .An arrangement of this kind is "known from" Cryogenics "1962, Page 145s "An automatic arrangement for supplying a space with liquid nitrogen ".
Das mittel in den Dampfspannungsgefässen'Känn hierbei dasselbe sein wie im Behälter, bzw. dem Vorratbehälter, dies ist jedoch nicht unbedingt erforderlich.'The medium in the Dampfspannungsgefässen'Kä n n in this case be the same as in the container or the reservoir, but this is not essential. '
Die bekannte Anordnung weist einige Nachteile auf. Der Aufbau des zwei Regelventile enthaltenden Regelmechanismus ist ziemlich kompliziert und teuer. Das eine Regelventil bewegt sich quer zur Bewegungsrichtung des anderen, um den Hub des zuletzt erwähnten Regelventils über einen mechanischen Kontakt damit zu regeln. Das zuerst erwähnte Regelventil ist dazu mit einer Rahmenkonstruktion mit einem Stift versehen, der genau mit einem besonderen, um das andere Regelventil vorgesehenem und als Führung dienendem Mantel zusammenarbeiten muss. Eine zuverlässige Wirkung einer derartigen Konstruktion erfordert eine genaue Masshaltigkeit, bzw. exakte Montage der Einzelteile. Durch den mechanischen Kontakt zwischen den beiden Regelventilen, die jeweils veränderlichen Drücken ausgesetzt sind, ist der Regelmechanismus einem recht starken Verschleiss ausgesetzt und störanfällig. Beide Regelventile sind schwierig demontierbar.The known arrangement has some disadvantages. The structure of the control mechanism including two control valves is quite complicated and expensive. One control valve moves transversely to the direction of movement of the other, by the stroke of the last-mentioned one Control valve via a mechanical contact with it. The first mentioned control valve has a frame construction for this purpose provided with a pin, which exactly with a special, provided around the other control valve and serving as a guide jacket must work together. A reliable effect of such a construction requires exact dimensional accuracy or exact assembly of the items. Because of the mechanical contact between the two Control valves, each of which is exposed to variable pressures, the control mechanism is exposed to a lot of wear and tear and prone to failure. Both control valves are difficult to dismantle.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Anordnung ist der, dass dann, wenn der Pegel des verflüssigten Gases in dem Behälter unter das niedrigere Niveau gekommen ist und die Verbindung des Dampfraumes des Vorratbehäl-tera mit der meistens an Atmosphäre angeschlossenenAnother disadvantage of the known arrangement is that when the level of the liquefied gas in the container falls below the lower level has come and the connection of the steam room of the storage container with the mostly connected to the atmosphere
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■- 3 - » PHN.4915.■ - 3 - »PHN.4915.
Dampfabfuhr somit unterbrochen ist, der Flüsaigkeitstransport vom Vorratbehälter zum Behälter erst anfängt, wenn durch das Eindiingen von Wärme von aussen in den Vorratbehälter soviel Flüssigkeit verdampft ist, dass ein genügend hoher Druck im Dampfraum aufgebaut ist, um die Hebewirkung zustandezubringen.Steam removal is thus interrupted, the liquid transport from the storage container to the container only begins when through penetration so much liquid from outside heat into the storage container has evaporated that a sufficiently high pressure is built up in the steam space to bring about the lifting effect.
Die Flüssigkeitslieferung zum Behälter eilt somit einige Zeit nach gegenüber dem Moment des Abschliessens des Dampfraumes gegenüber der Dampfabfuhr. Dies ist vor allem bei Messungen oftmals unerwünscht. A The liquid delivery to the container thus lags some time after the moment when the vapor space is closed off from the vapor discharge. This is often undesirable, especially when taking measurements. A.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, eine Regelanordnung zu schaffen, bei der die erwähnten Nachteile behoben sind.The purpose of the present invention is to create a control arrangement in which the disadvantages mentioned are eliminated.
Zur Verwirklichung des angestrebten Zieles weist die erfindungsgemässe Anordnung das Kennzeichen auf, dass das erste Regelventil durch einen in ein erstes Gehäuse aufgenommenen und hierin in axialer. Richtung hin- und herbewegbaren ersten kolbenförmigen Körper gebildet ist, dessen eine Endfläche eine Wand eines mit dem ersten Dampfspannungsgefäss in offener Verbindung stehenden und im übrigen geschlossenen ersten Raumes bildet, und dessen andere Endfläche auch die Begrenzung eines mit dem zweiten Dampfspannungegefass ^ in offener Verbindung stehenden zweiten Raumes bildet, wobei dei zweite Raum ferner mit einem Anschluss versehen ist, der beim Hin- und Herbewegen des ersten kolbenförmigen Körpers abwechselnd durch diesen Körper abgeschlossen und freigegeben wird, wobei das zweite Regelventil durch einen mit Spielraum in ein zweites Gehäuse aufgenommenen und in axialer Richtung hierin hin- und herbewegbaren zweiten kolbenförmigen Körper gebildet ist, dessen eine Endfläche eine Wand eines mit dem Anschluss mit. dem zweiten Raum verbundenenTo achieve the desired goal, the inventive Arrangement that is characterized by the fact that the first control valve is received by a first housing and therein in axial. Direction reciprocable first piston-shaped Body is formed, one end face of which is a wall of a standing in open connection with the first vapor tension vessel and in the other closed first space forms, and the other end surface also the limitation of one with the second vapor tension vessel ^ in open communication forms the second room, wherein the second room is also provided with a connection that is and moving the first piston-shaped body alternately closed and released by this body, the second Control valve received by a second housing with clearance and there is formed a second piston-shaped body reciprocable therein in the axial direction, one end surface of which is formed a wall one with the connector with. connected to the second room
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und im übrigen geschlossenen dritten Raumes bildet, und dessen andere Endfläche auch die Begrenzung eines vierten Raumes "bildet, der mit einem Druckmittel enthaltenden Hilfsbehälter verbunden ist, " wobei beim Hin- und Herbewegen des zweiten kolbenförmigen Körpers dieser Körper den Dampfraum des Vorratbehälters abwechselnd mit dem vierten Raum und der Dampfabfuhr verbinden kann, wobei ferner die Mitteldrücke in den Dampfspannungagefässen, der Druckmitteldruck in dem Hilfsbehälter und-die Oberflächen der Endflächen der kolben-and in the rest of the closed third space forms, and its the other end face also forms the boundary of a fourth space ", which is connected to an auxiliary tank containing pressure medium, "while moving the second piston-shaped body back and forth this body alternates with the vapor space of the storage container fourth space and the vapor discharge can connect, furthermore the mean pressures in the vapor tension vessels, the pressure medium pressure in the auxiliary container and-the surfaces of the end faces of the piston-
k förmigen Körper derart gewählt sind, dass dann, wenn der Pegel des verflüssigten Gases in dem Behälter unter dem zweiten Dampfspannungsgefäss.liegt, die hervorgerufene Kraft auf den ersten kolbenförmigen Körper diesen Körper eine Stellung einnehmen lässt, wobei der zweite Raum mit dem dritten Raum in offener Verbindung steht und die hervorgerufene Kraft auf den zweiten kolbenförmigen Körper diesen Körper eine Stellung einnehmen lässt, wobei der Dampfraum des Vorratbehälters mit dem vierten Raum in offener Verbindung steht, wobei dann, wenn der erwähnte Pegel durch Heberwirkung steigt, beim Erreichen des zweiten'Dampfspannungsgefäases die hervorgerufene Kraft auf denk-shaped bodies are chosen such that when the level of the liquefied gas is in the container under the second voltage vessel, the force produced on the first piston-shaped body causes this body to assume a position, the second Space is in open connection with the third space and the force evoked on the second piston-shaped body is this body can assume a position, wherein the vapor space of the storage container is in open communication with the fourth room, where if the level mentioned increases due to the siphon effect when the Second 'vapor tension vessel, the force exerted on the
W ersten kolbenförmigen Körper, diesen Körper die Verbindung zwischen dem zweiten Und dritten Raum bei einem übrigbleibendem Mitteldruck • in dem dritten Raum unterbrechen lässt, wobei der zweite kolbenförmige Körper die offene Verbindung zwischen dem Dampfraum und dem vierten Raum aufrecherhält, wobei die hervorgerufene Kraft auf den ersten kolbenförmigen Körper dann, wenn der erwähnte Pegel das erste Dampfspannungsgefäas erreicht, diesen Körper eine Stellung einnehmen lässt, wobei die offene Verbindung zwischen dem zweiten und dem dritten Raum sich wiederherstellt und der zweite kolbenförmige Körper infolge des sinkenden Mitteldrucks im dritten Raum die Verbindung W first piston-shaped body, this body can interrupt the connection between the second and third space with a remaining mean pressure • in the third space, the second piston-shaped body maintaining the open connection between the vapor space and the fourth space, with the force exerted on the first piston-shaped body then, when the mentioned level reaches the first vapor tension vessel, this body can assume a position, the open connection between the second and third space being restored and the second piston-shaped body the connection as a result of the falling mean pressure in the third space
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zwischen dem Dampfraum und dem vierten Raum unterbricht und eine offene Verbindung zwischen dem Dampfraum und der Dampfabfuhr zustande bringt. Auf diese Weise ist eine zuverlässig arbeitende Regelanordnung mit einfach und billig konstruierten Regelventilen erhalten, welche Ventile im vorliegenden Fall ausserdem noch dafür sorgen, dass sofort ein Flossigkeitstransport vom Vorratbehälter zum Behälter- stattfindetj wenn der Flüssigkeitspegel im Behälter unter das niedrigere Niveau sinkt, und dass er sofort aufhört, wenn dieser Pegel das höhere Niveau erreicht.between the steam room and the fourth room interrupts and one brings about an open connection between the steam space and the steam outlet. This way it is a reliable working one Control arrangement with simply and cheaply constructed control valves get which valves in the present case also still for it ensure that liquid is immediately transported from the storage container to the container - takes place when the liquid level in the container drops below the lower level and that it stops immediately when this level reaches the higher level.
Die Regelventile können untereinander in einer beliebigen Stellung angeordnet werden und sind, da sie keinen unmittelbaren mechanischen Kontakt zueinander haben, weniger einem Versohleisa ausgesetzt. Die Ventile sind gesondert (de )montierbar. Bei einer günstigen Ausführungsform der erfindungsgemässen Regelanordnung kann der zweite kolbenförmige Körper über wenigstens einen Teil seiner Länge abdichtend mit einem zwischen dem dritten und vierten Raum liegenden zylindrischen Sitz zusammenarbeiten über wenigstens eine erste und wenigstens eine zweite Abdichtung, die in axialer Richtung hintereinander liegen, und zwar in einem Abstand zueinander, der kleiner ist als die axiale Abmessung des Sitzes, und die in je eine Nut in der Wand des zweiten kolbenförmigen Körpers aufgenommen sind, und welche Abdichtungen den vierten Raum von einem mit der Dampfabfuhr in offener Verbindung stehenden fünften Raum trennen, wobei der zwischen den erwähnten Abdichtungen liegende und durch die betreffenden Wandteile des zweiten kolbenförmigen Körpers und den Sitz gebildete spaltförmige Ringkanal in offener Verbindung mit dem Dampfraum des Vorratbehälters steht und die Abdichtungen den Ringkanal beim Hin- und Herbewegen des zweiten kolbenförmigen KörpersThe control valves can interconnect in any Position and are, since they have no direct mechanical contact with each other, less of a Versohleisa exposed. The valves can be (de) assembled separately. In a favorable embodiment of the control arrangement according to the invention the second piston-shaped body can be sealingly over at least part of its length with one between the third and fourth Space-lying cylindrical seat cooperate via at least one first and at least one second seal, which are in axial One behind the other, at a distance from each other, which is smaller than the axial dimension of the seat, and which is received in a groove in the wall of the second piston-shaped body and which seals separate the fourth room from a fifth room that is openly connected to the steam outlet, wherein the lying between the mentioned seals and through the respective wall parts of the second piston-shaped body and the Seat formed gap-shaped annular channel is in open communication with the vapor space of the storage container and the seals Annular channel when the second piston-shaped body is moved back and forth
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abwechselnd entweder mit dem vierten oder dem fünften Raum verbinden können.alternately connect to either the fourth or the fifth room can.
Dies bietet den Vorteil, dass das zweite Regelventil verlustfrei arbeitet, d.h., dass während des Umschaltens keine Verbindung zwischen dem vierten und fünften Raum zustande kommen kann, wenn der zweite kolbenförmige Körper die Verbindung zwischen dem vierten Raum und dem Ringkanal unterbricht und diesen Ringkanal-mit- dem fünften Raum verbindet. Das Druckmittel aus dem Hilfsbehälter kann dann nicht über den vierten Raum, den Ringkanal und den fünften Raum die Dampfabfuhr erreichen und verloren gehen, sowie eine Druckerniedrigung in dem Hilfsbehälter verursachen.This has the advantage that the second control valve works without loss, i.e. that there is no connection during the switchover between the fourth and fifth room can come about when the second piston-shaped body interrupts the connection between the fourth space and the ring channel and this ring channel with the fifth room connects. The pressure medium from the auxiliary container cannot then pass through the fourth space, the annular channel and the fifth space reach the vapor discharge and get lost, as well as cause a decrease in pressure in the auxiliary container.
Bei einer weiteren günstigen Ausführungsform der erfindungsgemässen Regelanordnung sind erste federnde Mittel vorhanden, die auf den ersten kolbenförniigen Körper eine Kraft ausüben, die entgegengesetzt gerichtet ist zu der durch das Mittel in dem ersten Raum auf diesen Körper ausgeübten Kraft.In a further favorable embodiment of the invention Control arrangement are first resilient means are present, which exert a force on the first piston-shaped body, which is opposite is directed to the force exerted on this body by the means in the first space.
Einerseits hat dies den Vorteil, dass der erste kolbenförmige Körper hierdurch eine gröasere Reaktionsgeschwindigkeit "bei Druckend θ runge η aufweist, andererseits ermöglicht die Verwendung dieser federnden Mittel es, einen ersten kolbenförmigen Körper mit gleichen Oberflächen der Endflächen anzuwenden. Dies vereinfacht die Herstellung des ersten kolbenförmigen Körpers und macht ihn billiger, da nun Kolben mit- einem nahezu konstanten Querschnitt angewendet werden können.Namentlich', bei metallenen kolbenförmigen Körpern braucht nun keine spanabhebende Bearbeitung ausgeführt zu werden, die zeitraubend und teuer ist«,On the one hand, this has the advantage that the first piston-shaped body thereby has a greater reaction speed "has at the end of printing θ runge η, on the other hand enables the use this resilient means it, a first piston-shaped body with the same surfaces of the end faces. This simplifies the production of the first piston-shaped body and makes it cheaper, since now pistons with an almost constant cross-section can be used, in particular, in the case of metal piston-shaped bodies Now no machining to be performed, which is time consuming and is expensive «,
Ferner ist es nun auch möglich, einen niedrigeren Druckpegel in dem zweiten Dampfspannungsgefäss zu wählen.Furthermore, it is now also possible to use a lower pressure level to be selected in the second steam voltage vessel.
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■ . - 7 -"- « PHN.4915.■. - 7 - "-" PHN.4915.
Eine weitere günstige Auaführungsform der erfindungsgemässen Eegelanordnung weist das Kennzeichen auf, dass zweite federnde Mittel vorhanden sind, die auf den zweiten kolbenförmigen Körper eine Kraft ausüben, die entgegengesetzt gerichtet ist zu der durch das Mittel im · dritten Raum auf diesen Körper ausgeübten Kraft.Another favorable embodiment of the inventive Control arrangement is characterized by the fact that second resilient means are present that exert a force on the second piston-shaped body exercise, which is opposite to that by the means in the third space force exerted on this body.
Hierdurch werden dieselben Vorteile erhalten wie beim ersten kolbenförmigen Körper. Das Druckmittel im Hilfsbehälter kann nun einen Druck aufweisen, der nur wenig höher ist als der atmosphärische Druck.As a result, the same advantages are obtained as with the first piston-shaped body. The pressure medium in the auxiliary container can now be a Have pressure which is only slightly higher than atmospheric pressure.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention are shown in the drawings and are explained in more detail below. Show it:
Fig. 1 und 2 Ausführungsformen der Hegelanordnung,Fig. 1 and 2 embodiments of the Hegel arrangement,
Fig. 3 verschiedene Stellungen des ersten Hegelventils aus der Regelanordnung nach Fig. 2,Fig. 3 shows different positions of the first Hegel valve the control arrangement according to FIG. 2,
Fig. 4 eine weitere Ausführungsform des ersten Eegelventils, Fig. 5 eine weitere Ausführungaform des zweiten Regelventils.4 shows a further embodiment of the first control valve, 5 shows a further embodiment of the second control valve.
In Fig. 1 ist mit der Bezugsziffer Ί ein Behälter bezeichnet, in dem sich flüsaiger Stickstoff befindet. Dieser Behälter ist über einen Heber 2 mit dem Flossigkeitsraum eines gleichfalls flüssigen Stickstoff enthaltenden Vorratsbehälters 3 verbunden. An den Dampfraum des Vorratbehältera 3 schliesst sich eine Dampfleitung 4 an, die mit einer Dampfabfuhr 5 verbindbar ist.In Fig. 1, the reference number Ί denotes a container, in which there is liquid nitrogen. This container is over a siphon 2 with the fluid space of an equally liquid one Nitrogen-containing reservoir 3 connected. To the steam room the storage container 3 is connected to a steam line 4, which can be connected to a steam outlet 5.
Im Behälter 1 sind zwei auf verschiedenen Niveaus angeordnete Dampfspannun'gsgefässe 6 und 7 vorhanden, wobei sich das erste 6 auf dem höheren, und das zweite 7 auf dem niedrigeren Niveau befindet.In the container 1 there are two arranged on different levels Steam tensioning vessels 6 and 7 are present, the first 6 being on the higher, and the second 7 is at the lower level.
In den beiden Dampfspannungsgefässen befindet sich gleichfalls Stickstoff. ' - ■There is also in the two steam voltage vessels Nitrogen. '- ■
Die Regelanordnung enthält ein Regelventil 8 mit einem kolbenförmigen Körper 9, der in axialer Richtung in einem Gehäuse 10 hin- undThe control arrangement contains a control valve 8 with a piston-shaped Body 9, which reciprocates in the axial direction in a housing 10
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herbewegbar und über einen Balg 11 am Gehäuse 10 "befestigt ist.is movable and is attached to the housing 10 ″ via a bellows 11.
Der kolbenförmige Körper 9 bildet mit seiner ersten Endfläche eine Wand eines innerhalb des Balges 11 liegenden ersten Raumes 13» der über eine Leitung 14 in offener Verbindung mit dem Dampfspannungsgefäss 6 steht. Die andere.Endfläche 15 ist einem zweiten Raum 16 zugewandt, welcher Raum über eine Leitung 17 in offener Verbindung mit dem Dampfspannungagefäss 7 steht.The piston-shaped body 9 forms with its first end face a wall of a first space 13 lying within the bellows 11 » which is in open connection with the steam pressure vessel via a line 14 6 stands. The other end face 15 faces a second space 16, which space is in open communication with via a line 17 the steam pressure vessel 7 is available.
Der kolbenförmige Körper 9 kann abdichtend mit einem Sitz zusammenarbeiten und auf diese Weise den Raum 16 gegebenenfalls mit einer sich daran anschliessenden Leitung 19 verbinden. Zwischen der Endfläche 15 und der Wand des Gehäuses 10 befindet sich eine Druckfeder 20, die eine aufwärts gerichtete Kraft auf den kolbenförmigen Körper 9 ausübt.The piston-shaped body 9 can sealingly with a seat work together and in this way the room 16 if necessary an adjoining line 19 connect to it. Between the End face 15 and the wall of the housing 10 is a compression spring 20, which exerts an upward force on the piston-shaped body 9.
Die Regelanordnung enthält ferner ein zweites Regelventil mit einem kolbenförmigen Körper 22, der in axialer Richtung in einem Gehäuse 2J hin- und herbewegbar und über einen Balg 24 an diesem Gehäuse befestigt ist.The control arrangement also includes a second control valve with a piston-shaped body 22, which is in the axial direction in a Housing 2J can be moved back and forth and is attached to this housing via a bellows 24.
Der kolbenförmige Körper 22 bildet mit seiner einen Endfläche w eine Wand eines innerhalb "des Balges 24 liegenden dritten Raumes 26, an den sich die Leitung 19 mit ihrer anderen Seite anschliesst. Mit seiner anderen Endfläche 27 begrenzt der kolbenförmige Körper 22 auch einen vierten Raum 28, der über eine einen Hahn 30 enthaltende Leitung 29 mit einem Hilfsbehälter 31 verbunden ist, in dem sich Stickstoffgas als Druckmittel befindet.The piston-shaped body 22 forms with its one end surface w a wall of a third space 26 lying within "the bellows 24, to which the line 19 adjoins with its other side. With its other end surface 27, the piston-shaped body 22 also delimits a fourth space 28 , which is connected via a line 29 containing a tap 30 to an auxiliary container 31 in which there is nitrogen gas as a pressure medium.
Der kolbenförmige Körper 22 ist im mittleren Längsteil derart gebildet, dass dieser Körper in Zusammenarbeit mit dem Sitz 32 als doppelt.wirksames Ventil wirken kann« in der äusserst rechten, in der Zeichnung dargestellten Stellung ist die sich an dieses RegelventilThe piston-shaped body 22 is formed in the central longitudinal part such that this body in cooperation with the seat 32 as double. effective valve can work «in the extreme right, in the The position shown in the drawing is related to this control valve
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- 9 - ■ PHN.4915.- 9 - ■ PHN.4915.
anschliessende Dampfleitung 4 mit der aioh gleichfalls an dieaes Hegelventil anschliessenden Dampfabfuhr 5 verbunden und vom vierten Raum 28 abgeschlossen; in der ausseist linken Stellung ist der vierte Raum mit der Dampfleitung 4 verbunden, welche Leitung dann von der Dampfabfuhr 5 abgeschlossen ist· Ferner ist noch eine Druckfeder zwischen der Endfläche 27 des kolbenförmigen Körpers 22 und der Wand des Gehäuaes 23 vorhanden, welche Feder auf diesen Körper eine Kraft nach rechts ausübt.subsequent steam line 4 with the aioh also to dieaes Hegel valve subsequent steam discharge 5 connected and from the fourth Room 28 closed; in the far left position is the fourth Room connected to the steam line 4, which line is then closed off by the steam discharge 5 · There is also a compression spring between the end face 27 of the piston-shaped body 22 and the wall of the housing 23 is present, which spring exerts a force on this body exercises to the right.
Die Wirkungsweise der Regelanordnung ist wie folgt.The mode of operation of the control arrangement is as follows.
Wenn das Niveau des flüssigen Stickstoffes im Behälter 1 unter dem Dampfapannungsgefäaa 7 liegt, befindet sich der Stickstoff in beiden Dampfspannungagefaasen in der Gasphase. Das Dampfapannungsgefäsa 7 weist einen höheren Ftilldruck auf als.das Dampfspannungsgefäsa 6, nämlich 7 bzw. 4 atm. Demzufolge ist auch der Druck im ,.Raum 16 höher als im Raum 13 und ist daduroh der Druck auf die Endfläche 15 grosser ala auf die Endfläche 12. Zusammen mit der durch die Druckfader 20 ausgeübten Kraft auf den kolbenförmigen Körper 9 verursacht dies eine offene Stellung des Regelventila 8, wodurch auch in der Leitung 19 und dem Raum 26 ein Stickatoffdruck in der Gröaaenordnung von 7 atm. herracht. Hierdurch wird entgegen dem Druckmitteldruck im vierten Raum 28, der in offener Verbindung steht mit dem Hilfsbehälter 31, und entgegen der Kraft der Druckfeder 33 der kolbenförmige Körper 22 des zweiten Regelventils 21 nach links auf den Sitz gedrückt und wird der Hilfsbehälter 31 ober die Dampfleitung 4 mit dem Dampfraum des Vorratbehälters 3 verbunden.When the level of the liquid nitrogen in the container 1 is below the vapor evaporation vessel 7, the nitrogen is in two vapor tension phases in the gas phase. The vapor release vessel 7 has a higher filling pressure than the vapor tension vessel 6, namely 7 or 4 atm. As a result, the pressure in, .Raum 16 is higher than in space 13 and is therefore the pressure on the end face 15 larger ala on the end face 12. Together with the through the force exerted by the pressure fibers 20 on the piston-shaped body 9 this causes an open position of the control valve 8, which also in the line 19 and the space 26 a stickatoff pressure in the order of magnitude from 7 atm. here. This is against the pressure medium pressure in the fourth space 28, which is in open communication with the auxiliary container 31, and against the force of the compression spring 33, the piston-shaped Body 22 of the second control valve 21 is pressed to the left on the seat and the auxiliary container 31 is above the steam line 4 with connected to the vapor space of the storage container 3.
Da im Hilfsbehälter 51 ein Druck herracht, der etwas höher ist als der atmosphärische Druck, verursaoht der TJeberdruck einen sofortigen Transport des flüssigen Stickstoffs vom Vorratbehälter 3Since the pressure in the auxiliary container 51 is somewhat higher is higher than atmospheric pressure, the excess pressure causes one Immediate transport of the liquid nitrogen from the storage tank 3
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- 10 - PHN.491 5.,- 10 - PHN.491 5.,
über den Heber 2 zum Behälter I.Wenn nun das Flüssigkeitsniveau im Behalte! 1 das Dampfspannungsgefäss 7 erreicht, beginnt der darin "befindliche Stickstoff zu kondensieren und sinkt der Druck von 7 auf 1 atm. Auch der Druck im Raum 16 wird dann sinken, wodurch die gesamte, auf die Endfläche des kolbenförmigen Körpers 9 ausgeübte Kraft kleiner wird als die auf die Endfläche 12 durch den Stickstoff im Raum 13 ausgeübte Kraft. Dies führt zu einem Schliessen des Regelventils 8.via siphon 2 to container I. If the liquid level in the container! 1 reaches the vapor pressure vessel 7, the "is nitrogen contained begins to condense and the pressure drops from 7 a uf 1 atm. The pressure in the chamber 16 will then decrease, whereby the entire, 9 force applied to the end face of the piston-shaped body is small than the force exerted on the end face 12 by the nitrogen in the space 13. This leads to the control valve 8 closing.
Dieses Schliessen erfolgt durch die richtige Wahl der Stickstoff drücke, Oberflächen der Endflächen 12 und 15 und der Druckfeder derart schnell, dass in der Leitung 19 und dem Raum 26 von dem 7 atm. Druck ein ausreichender Restdruck übrigbleibt, um dafür zu sorgen, dass die Stellung des Regelventils 21 unverändert bleibt, d.h. der kolbenförmige Korper 22 bleibt nach links gegen den Sitz 32 gedrückt. Der Flüssigkeitstransport vom Vorratbehälter 3 über den Heber 2 zum Behälter 1 wird dann aufrecherhalten. Erreicht das Flüssigkeitsniveau im Behälter 1 das Dampfspannungsgefass 6, so kondensiert der darin befindliche Stickstoff und sinkt der Druck von 4 auf 1 atm. Sowohl im Raum 16 als auch im Raum 13 herrscht nun 1 atm. Die Druckfeder 20 übt nun eine ausreichend starke Kraft auf den kolbenförmigen Körper 9 aus, um diesen Körper aufwärts zu schieben, wodurch das Stickstoffgas in der Leitung 19 und dem Raum 26 Gelegenheit erhält, über die Leitung zum Dampfspannungsgefass 7 zu strömen und darin zu kondensieren. Der Druck im Raum 26 sinkt somit auf 1 atm. Die Druckfeder 33 und der Ueberdruck des Hilfsbehälter 31, der im Raum 28 herrscht, sorgen nun dafür, dass der kolbenförmige Körper 22 des zweiten Regelventils nach rechts gegen den Sitz 32 gedrückt wird. Das erste und zweite Regelventil nehmen nun beide eine Stellung ein, wie in der FigurThis closure takes place through the correct choice of nitrogen press, surfaces of the end faces 12 and 15 and the compression spring so fast that in the line 19 and the space 26 of the 7 atm. Pressure remains sufficient to ensure that that the position of the control valve 21 remains unchanged, i.e. the piston-shaped body 22 remains pressed to the left against the seat 32. The liquid transport from the storage container 3 via the lifter 2 to Container 1 is then kept open. Reaches the liquid level In the container 1, the vapor tension vessel 6, it condenses in it located nitrogen and the pressure drops from 4 to 1 atm. As well as in room 16 as well as in room 13 there is now 1 atm. The compression spring 20 now exerts a sufficiently strong force on the piston-shaped body 9 to push this body upward, giving the nitrogen gas in line 19 and space 26 an opportunity to pass through the line to flow to the vapor tension vessel 7 and to condense therein. Of the Pressure in space 26 thus drops to 1 atm. The compression spring 33 and the overpressure of the auxiliary container 31, which prevails in the space 28, provide now that the piston-shaped body 22 of the second control valve is pressed to the right against the seat 32. The first and second control valve now both assume a position, as in the figure
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- 11 - PHN.4915- 11 - PHN.4915
dargestellt. Dar Hilfsbehälter 31 ist sowohl von der Dampfleitung als auch von dar Dampfabfuhr 5 abgeschlossen, die nun miteinander verbunden sind. Letzteres hat zur Folge, dass der noch stets im Vorratbehälter 3 vorhandene TJeberdruck über die Dampfabfuhr abgeblasen wird. Dadurch, dass dann wieder ein atmosphärischer Druck im Dampfiaum des Vorratbehälters 3 herrscht, gelangen die Heberwirkung und somit auch der Flüssigkeitstransport zum Stehen·shown. The auxiliary container 31 is from both the steam line as well as completed by the steam discharge 5, which are now connected to each other are connected. The latter has the consequence that the excess pressure that is still present in the storage container 3 is blown off via the steam discharge will. As a result, there is again an atmospheric pressure in the steam of the storage container 3 prevails, get the siphon effect and thus also the liquid transport for standing
Wenn umgekehrt das Flüssigkeitsniveau im Behälter 1 sinkt und unter das Dampfspannungsgefass 6 kommt, steigt der Druck darin wieder auf 4 atm., und wird das Regelventil 8 geschlossen; das Regelventil 21 bleibt dann in der Fig. 1 dargestellten Stellung, da sich der Druck im Raum 26 nicht ändert. Es findet somit kein Flüssigkeitstransport statt. Kommt das Flüssigkeitsniveau im Behälter 1 beim weiteren Sinken unter das Dampfspannungsgefäss 7» so steigt der Druck hierin wieder auf 7 atm. an, wodurch das Regelventil 8 geöffnet wird und der anschliessend von 1 auf 7 atm. angestiegene Druck im Raum dafür sorgt, dass der kolbenförmige Körper 22 nach links gegen den Sitz 32 gedrückt wird, wodurch die Verbindung zwischen der Dampfleitung 4 und der Dampfabfuhr 5 unterbrochen und die erwähnte Leitung mit dem Hilfsbehälter 31 verbunden wird, so dass die Heberwirkung wieder beginnt.Conversely, if the liquid level in container 1 drops and comes under the steam tension vessel 6, the pressure rises in it again to 4 atm., and the control valve 8 is closed; the control valve 21 then remains in the position shown in FIG the pressure in space 26 does not change. There is therefore no liquid transport. If the liquid level in container 1 comes at If the pressure drops further below the steam pressure vessel 7, the pressure rises here again to 7 atm. on, whereby the control valve 8 is opened and then from 1 to 7 atm. increased pressure in the room ensures that the piston-shaped body 22 is pressed to the left against the seat 32, whereby the connection between the steam line 4 and the steam discharge 5 is interrupted and the mentioned line is connected to the auxiliary container 31, so that the siphon effect starts again.
Bei der beschriebenen Anordnung ist das verflüssigte Gas flüssiger Stickstoff, während sich in den Dampfspannungsgefässen gleichfalls Stickstoff befindet. Selbstverständlich ist die Regelanordnung gleich gut brauchbar für andere verflüssigte Gase wie Wasserstoff, Helium, Neon und dergleichen, während das Füllgas der Dampfspannungsgefässe nicht dasselbe zu sein braucht wie das'verflüssigte Gas. So kann beispielsweise Sauerstoff als Füllgas angewendetIn the arrangement described, the liquefied gas is liquid nitrogen while it is in the vapor tension vessels also is nitrogen. Of course, the control arrangement can be used equally well for other liquefied gases such as Hydrogen, helium, neon and the like, while the filling gas of the vapor tension vessels need not be the same as the liquefied one Gas. For example, oxygen can be used as the filling gas
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-12 - PHN.4915.-12 - PHN.4915.
wenden, während das verflüssigte Gas Stickstoff ist. Die Dampfabfuhr kann in die Atmosphäre münden. Unter Umständen kann es jedoch sinnvoll sein, ein Auffangbehälter an die Dampfabfuhr anzüschliessen, "beispielsweise dann, wenn mit verhältnismässig teuren und seltenen Gasen gearbeitet wird. 'turn while the liquefied gas is nitrogen. The steam discharge can flow into the atmosphere. Under certain circumstances, however, it can make sense to connect a collecting container to the vapor discharge, "for example, when using relatively expensive and rare gases is being worked on. '
Bei der in Fig. 1 dargestellten Regelanordnung weist das zweite Regelventil 21 noch den Nachteil auf, dass während des Umschaltens der Terbindung zwischen der Dampfleitung 4 und der Dampfabfuhr 5 zur Verbindung zwischen dieser Dampfleitung und dem Hilfsbehälter 51 und zurück während kurzer Zeit eine offene Verbindung zwischen dem Hilfsbehälter 31 und der Dampfabfuhr 5 besteht. Dies ist der Fall, wenn der kolbenförmige Körper 22 sich in oder nahe der mittleren Stellung befindet. Solches führt zu einem Verlust an Druckmittel und zu einer unnötigen Drucksendung im Hilfsbehälter 31.In the control arrangement shown in FIG. 1, the second control valve 21 still has the disadvantage that during the switchover the connection between the steam line 4 and the steam outlet 5 for the connection between this steam line and the auxiliary container 51 and back an open connection for a short time exists between the auxiliary container 31 and the steam discharge 5. this is the case when the piston-shaped body 22 is in or near the middle position. This leads to a loss of pressure medium and unnecessary pressure transmission in the auxiliary tank 31.
Dieser Nachteil ist nicht vorhanden bei der Regelanordnung nach Fig. 2, wobei ausser dem zweiten Regelventil auch das erste etwas anders ausgebildet ist. Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist übrigens gleich derjenigen nach Fig. 1, so dass eine Beschreibung der Wirkungsweise fortgelassen werden kann.This disadvantage does not exist in the control arrangement according to FIG. 2, with the first control valve as well as the second control valve is formed a little differently. The mode of operation of this arrangement is Incidentally, the same as that of FIG. 1, so that a description of the mode of operation can be omitted.
Für die Fig. 1 entsprechenden Einzelteile sind in Fig. 2 dieselben Bezugsziffern verwendet.For the items corresponding to FIG. 1, the same items are shown in FIG Reference numbers are used.
Das Regelventil 8 unterscheidet sich insofern von dem nach Fig. 1, dass im.vorliegenden Fall ein erster kolbenförmiger Körper 9 nicht über einen Balg mit dem Gehäuse 10 verbunden ist, sondern mit einem O-Ring 34 als Abdichtung versehen ist, wodurch der Raum 13 gemeinsam mit der Leitung 14 und dem Dampfspannungsgefass 6 ein geschlossenes Ganzes bildet. Ferner ist der kolbenförmige Körper 9 mit einem O-Ring 35 als Abdichtung versehen. Beim Hin- und HerbewegenThe control valve 8 differs from that according to FIG. 1 in that in the present case a first piston-shaped body 9 is not connected to the housing 10 via a bellows, but with an O-ring 34 is provided as a seal, whereby the space 13 common with the line 14 and the steam tension vessel 6 a closed one Whole forms. Furthermore, the piston-shaped body 9 is provided with an O-ring 35 as a seal. When moving back and forth
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- 13 - PHN.4915.- 13 - PHN.4915.
dieses kolbenförmigen Körpers wird nun abwechselnd die Oeffnung 36 abgeschlossen und freigegeben und damit die Verbindung zwischen dem Raum 16 und der Leitung 19 unterbrochen und zustande gebracht. Bas zweite Regelventil 21 ist mit einem O-Ring 37 als Abdichtung zwischen dem zweiten kolbenförmigen Körper 22 und dem Gehäuse 23 versehen.this piston-shaped body is now alternately closed and released the opening 36 and thus the connection between the space 16 and the line 19 is interrupted and brought about. Bas second control valve 21 is provided with an O-ring 37 a l s seal between the second piston-like body 22 and the housing 23rd
Der kolbenförmige Körper 22 weist ein zylindrisches Mittelstück auf, das abdichtend mit dem zylindrisch ausgebildeten Sitz 32 über die O-Ring-Abdichtungen 38 und 39 zusammenarbeiten kann, die in einem Abstand zueinander liegen, der kleiner ist als die axiale Abmessung des Sitzes 32 und die in Nuten an der Wand des Mittelstücks aufgenommen sind.The piston-shaped body 22 has a cylindrical center piece that forms a seal with the cylindrically shaped seat 32 can work together via the O-ring seals 38 and 39, the lie at a distance from one another which is smaller than the axial Dimension of the seat 32 and those in grooves on the wall of the center piece are included.
Durch das zwischen den Abdichtungen 38 und 39 liegende Mittelstück des kolbenförmigen Körpers 22 und durch den Sitz 32 ist ein spaltförmiger Ringkanal 40 gebildet, der über die Dampfleitung 4 mit dem Dampfraum des Vorratbehälters 3 in offener Verbindung steht.Through the middle piece lying between the seals 38 and 39 of the piston-shaped body 22 and through the seat 32 is a gap-shaped annular channel 40 is formed, which via the steam line 4 with the vapor space of the storage container 3 is in open connection.
.Beim Hin- und Herbewegen des kolbenförmigen Körpers 22 wirdWhen moving the piston-shaped body 22 back and forth
der Ringkanal 40 nun abwechselnd entweder mit dem vierten Raum 28 oderthe ring channel 40 now alternates with either the fourth space 28 or
*■* ■
mit einem fünften Raum 4I verbunden, an den die Dampfabfuhr 5 angeschlossen ist, während beim Umschalten zu keinem einzigen Moment eine offene Verbindung zwischen dem vierten und fünften Raum besteht. Somit kann kein Druckmittel aus dem Hilfsbehälter 31 Über den vierten Raum 28, den Ringkanal 40 und den fünften Raum 4I die Dampfabfuhr 5 erreichen und ungenützt verloren gehen. Solches ist ersichtlich in Fig. 3f wo der kolbenförmige Körper 22 in drei verschiedenen Stellungen dargestellt ist. Bei der in Fig. 3a dargestellten äusserst linken Stellung steht der Ringkanal 40 in offener Verbindung mit dem vierten Raum 28. Sowohl der Ringkanal 40 als auoh der vierte Raum 28 sind durch die 0-Ring-Abdichtung 39 vom fünften Raum 4I getrennt.connected to a fifth room 4I to which the steam discharge 5 is connected is, while when switching over there is not a single moment an open connection between the fourth and fifth room. Thus, no pressure medium can from the auxiliary container 31 via the fourth Space 28, the annular channel 40 and the fifth space 4I, the steam discharge 5 reach and get lost unused. Such can be seen in Fig. 3f where the piston-shaped body 22 is in three different positions is shown. In the extreme left-hand one shown in FIG. 3a The annular channel 40 is in open communication with the fourth position Room 28. Both the ring channel 40 and the fourth room 28 are separated from the fifth space 4I by the O-ring seal 39.
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-U- PHN.4915.-U- PHN.4915.
Pig. 3b zeigt die mittlere Stellung. Der Ringkanal 40 ist vom vierten Raum 28 und fünften Raum 4"! abgeschlossen. Die Abdichtungen 38 und 39 verhindern, dass Druckmittel aus dem vierten Raum 28 zum fünften Raum 41 strömen kann.Pig. 3b shows the middle position. The ring channel 40 is from fourth room 28 and fifth room 4 "! completed. The seals 38 and 39 prevent pressure medium from the fourth space 28 to fifth room 41 can flow.
Fig. 3° zeigt die äusserst rechte Stellung. Der Ringkanal 4.0 ist mit dem fünften Raum 4I verbunden. Die Abdichtung 38 sorgt dafür, dass kein Druckmittel vom vierten Raum 28'zum fünften Raum 4I strömen kann.Fig. 3 ° shows the extreme right position. The ring channel 4.0 is connected to the fifth room 4I. The seal 38 ensures that no pressure medium can flow from the fourth space 28 'to the fifth space 4I.
Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform des ersten Regelventils 8. Im Vergleich zum Regelventil nach Fig. 2 ist der kolbenförmige Körper 9 hier über einen Balg 42 am Gehäuse 10 befestigt, auf dieselbe Weise wie beim ersten Regelventil nach Fig. 1. Im übrigen sind dieselben Bezugsziffern verwendet wie in Fig. 2.FIG. 4 shows a further embodiment of the first control valve 8. In comparison to the control valve according to FIG. 2, the valve is piston-shaped Body 9 here attached to the housing 10 via a bellows 42, in the same way as with the first control valve according to FIG. 1. Otherwise The same reference numbers are used as in FIG. 2.
Fig* 5 zeigt eine weitere Ausführungsform des zweiten Regelventils 21 . Der einzige Unterschied zur Konstruktion nach Fig. 2 ist der, dass der kolbenförmige Körper 22 im vorliegenden Fall über einen Balg 43 am Gehäuse 23 befestigt ist. Im übrigen sind dieselben Bezugsziffern verwendet.FIG. 5 shows another embodiment of the second regulating valve 21. The only difference in the construction of FIG. 2 is that the piston-shaped body 22 is fixed in the present case via a bellows 43 a housing 23 of the m. Otherwise, the same reference numbers are used.
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Claims (4)
M./ Regelanordnung zur Beibehaltung des Pegels eines verflüssigten Gaaea zwischen zwei verschiedenen Niveaus in einem Behälter, der Über einen Heber mit dem Flüssigkeitsraum eines Vorratbehälters verbunden ist, dessen Dampfraum mit einer Dampfabfuhr verbindbar ist, welche Regelanordnung ein erstes, auf dem höheren Niveau und ein zweites, auf dem niedrigeren Niveau angeordnetes Dampfapannungagefäaa enthält, in dem sich.ein bei der Temperatur des verflüssigten Gases kondensierendes Mittel unter Druck befindet, wobei die Mitteldrücke erste und zweite Regelventile derart bedienen können, dass die erwähnten Ventile die Verbindung des Dampfraumes des Vorratbehälters mit der Dampfabfuhr unterbrechen, wenn der Pegel des verflüssigten Gases im Behälter unter das niedrigere Niveau sinkt, und freigeben, wenn der Pegel das höhere Niveau überschreitet, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Regelventil durch einen in ein erstes Gehäuse aufgenommenen und darin in axialer Richtung hin- und herbewegbaren ersten kolbenförmigen Körper gebildet ist, dessen eine Endfläche eine Wand eines mit dem ersten Dampfspannungsgefäss in offener Verbindung stehenden und im übrigen geschlossenen ersten Raumes bildet, und deaaen andere Endfläche auch die Begrenzung eines mit dem zweiten Dampfapannungagefäss in offener Verbindung stehenden zweiten Raumes bildet, wobei der zweite Raum ferner mit einem Anschluss versehen ist, der beim Hin- und Herbewegen des ersten kolbenförmigen Körpers abwechselnd durch diesen Körper abgeschlossen und freigegeben wird, wobei das zweite Regelventil durch einen mit Spielraum in ein zweites Gehäuse aufgenommenen und in axialer Richtung darin hin- und herbewegbaren zweiten kolbenförmigen Körper gebildet iat, dessen eine Endfläche eine Wand eines mit dem Anschluss mit dem zweiten"Λ
M. / Control arrangement for maintaining the level of a liquefied Gaaea between two different levels in a container, which is connected via a siphon to the liquid space of a storage container, the vapor space of which can be connected to a vapor discharge, which control arrangement a first, at the higher level and a Second, at the lower level arranged Dampfapannungagefäaa, in which is.ein at the temperature of the liquefied gas condensing agent under pressure, wherein the mean pressures can operate the first and second control valves such that the valves mentioned the connection of the vapor space of the storage container with the Interrupt vapor discharge when the level of the liquefied gas in the container falls below the lower level, and release when the level exceeds the higher level, characterized in that the first control valve is accommodated in a first housing and reciprocated therein in the axial direction moveable Ren first piston-shaped body is formed, one end face of which forms a wall of a first space which is in open communication with the first vapor tension vessel and is otherwise closed, and the other end face also forms the boundary of a second space which is in open communication with the second vapor tension vessel, wherein the second space is furthermore provided with a connection which is alternately closed and released by this body when the first piston-shaped body is moved back and forth, the second control valve being accommodated in a second housing with a clearance and reciprocated therein in the axial direction moveable second piston-shaped body formed iat, one end face of which has a wall of one with the connection with the second
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