DE2806787A1 - Behaelter fuer tiefkalte verfluessigte gase - Google Patents

Behaelter fuer tiefkalte verfluessigte gase

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Description

Die Erfindung betrifft einen Behälter für tiefkalte verflüssigte Gase mit einem Innenbehälter und einem Außenbehälter und mindestens einem Strahlungsschutzschild zwischen dem Innenbehälter und dem Außenbehälter sowie mit einer Vorrichtung zum Befüllen des Behälters über ein Befüllrohr.
Es sind Behälter der eingangs erwähnten Art mit starren Befüllrohren, die fest mit dem Innenbehälter und mit dem Außenbehälter verbunden sind, bekannt. Derartige Befüllrohre haben den Zweck, die Lage des Innenbehälters zu fixieren. Ein an der Unterseite des Innenbehälters gegenüber dem Befüllrohr ange-
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brachter Zapfen, der zum Ausgleich thermischer Ausdehnung beweglich in einer Nut am Außenbehälter geführt wird, dient als weiterer Befestigungspunkt.
Es ist ein wesentlicher Nachteil der bisher bekannten Behälter, daß deren Form vielfach einer Nutzung in räumlich beengten Anlagen entgegensteht. Die Herstellung von Behältern der eingangs erwähnten Art mit ungewöhnlicher, besonderen Bedingungen angepaßter Gestalt ist jedoch mit erheblichen Schwierigkeiten und hohen Kosten verbunden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Behälter für tiefkalte verflüssigte Gase zu entwickeln, der in jeder beliebigen Form hergestellt werden kann und der somit vielfältige Einsatzmöglichkeiten zuläßt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Befüllrohr im Bereich zwischen dem Innenbehälter und dem Außenbehälter aus mindestens zwei Teilrohren lösbar zusammengesetzt ist.
Durch die erfindungsgemäße Maßnahme ist es möglich, schrittweise die Teilrohre und Behälterwände von innen nach außen fortschreitend zusammenzubauen und umgekehrt zu demontieren.
Dadurch, daß Teile des Behälters abnehmbar sind, sind beliebige Formen für den Behälter bei geringen Herstellungskosten
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möglich. Außerdem wird durch den Gegenstand der Erfindung der Ein- und Ausbau des Behälters für tiefkalte verflüssigte Gase in räumlich sehr beengten Anlagen wesentlich vereinfacht und die Zugänglichkeit bei Reparaturen erhöht.
Als besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn die Teilrohre als Kompensationsrohre aim Ausgleich von Relativbewegungen der Strahlungsschutzschilde und der Behälterwände ausgebildet sind. Das Befüllrohr kann bei dieser Ausführungsform an jeder beliebigen Stelle in den Behälter eingebaut werden, da es keine tragende Punktion besitzt. Zugleich wird der Behälter unempfindlich gegenüber äußeren Beschleunigungskräften, denn die Abstützung des Innenbehälters kann unabhängig vom Befüllrohr erfolgen. Außerdem vergrößert sich bei der Verwendung von Kompensationsrohren die Tsolationslänge des Befüllrohres, ohne daß sich seine geometrischen Abmessungen vergrößern.
Es ist zweckmäßig, wenn die Teilrohre jeweils in der Ebene der Strahlungsschutzschilde enden und durch Verbindungsflansche miteinander verbunden sind, wobei die Verbindungsflansche wärmeleitend mit dem jeweils angrenzenden Strahlungsschutzschild in Verbindung stehen. Der unerwünschte Wärmefluß zum Innenbehälter kann durch diese bauliche Maßnahme noch weiter herabgesetzt werden.
Eine weitere vorteilhafte Modifikation des Erfindungsgegenstandes besteht darin, die Teilrohre doppelwandig unter
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Bildung eines Ringspaltes auszuführen, wobei der Innenbehälter über eine Abgasleitung mit dem Ringspalt in Verbindung steht. Mit Vorteil wird hierbei das im Innenbehälter verdampfte Gas zur Kühlung des Befüllrohres verwendet. Die bei bisher bekannten Behältern verwendete zusätzliche Rohrverbindung zwischen Innenbehälter und Außenbehälter zur Führung der Abgase aus dem Innenbehälter erübrigt sich in diesem Fall.
Zur Verbesserung der Kälteisolation des erfindungsgemäßen Behälters wird weiters vorgeschlagen, Kühlvorrichtungen in wärmeleitender Verbindung mit jedem Strahlungsschutzschild anzubringen und diese Kühlvorrichtungen in das Abgasleitungssystem einzubeziehen, wobei die kalten Abgase aus dem Innenbehälter Jeweils über die Verbindungsflansche aus dem Ringspalt in die Kühlvorrichtung und von dort zurück in den Ringspalt des nächstäußeren Teilrohres geführt sind.
Mit Vorteil wird die Verbindung zwischen Innenbehälter und Befüllrohr nach der Behälterfüllung erfindungsgemäß mit einer Schraube verschlossen. Mit dieser Maßnahme wird die Dichtigkeit des Innenbehälters erhöht.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Behälters ist im Zustand nach der Behälterfüllung ein zweites Rohr in das Befüllrohr eingesetzt. Zur besseren Kälteisolation ist dieses zweite Rohr erfindungsgemäß aus
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mindestens zwei Teilrohren zusammengesetzt, wobei die Teilrohre in der Ebene der Strahlungsschutzschilde enden und mittels Verbindungselementen, die wärmeleitend mit dem jeweiligen Strahlungsschutzschild verbunden sind und die den Innenraum des zweiten Rohres verschließen, lösbar miteinander verbunden sind.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand von schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben.
Hierbei zeigt:
Figur 1 in schematischer Darstellung einen Ausschnitt aus einem erfindungsgemäßen Behälter,
Figur 2 in schematischer Darstellung einen Ausschnitt aus einem erfindungsgemäßen Behälter mit modifiziertem Befüllrohr,
Figur 3 einen Schnitt durch das Befüllrohr eines erfindungsgemäßen Behälters.
In Figur 1 ist in schematischer Weise ein Ausschnitt aus einem erfindungsgemäßen Behälter dargestellt. Der Behälter besteht im wesentlichen aus einem Innenbehälter 1, einem Außenbehälter 2 und mehreren Strahlungsschutzschilden 3 zwischen den beiden Behältern, sowie einem Befüllrohr. Das Befüllrohr besteht
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aus Teilrohren 4, die als Kompensationsrohre ausgebildet sind. Die Teilrohre 4 sind mit Flanschen 5 an den Behälterwänden 1, 2 bzw. an den Strahlungsschutzschilden 3 befestigt. Zwischen den Strahlungsschutzschilden 3 befindet sich eine Superisolation 6. Die Befüllung des Innenbehälters 1 erfolgt über ein Rückschlagventil 7· Die Richtung des Gasstromes bei der Befüllung ist durch Pfeil 14 angedeutet. Der Vollständigkeit halber sind auch die an der Behälteraußenseite befindlichen Bauteile eingezeichnet. Es sind dies im wesentlichen eine "Vakuumschleuse 8, bestehend aus einer vakuumdichten Spindel- und Heberdurchführung 9, einer Zuführung 10 zur Vakuumpumpe und einem Kugelventil 11, sowie ein Sicherheitsventil 12. Diese Bauteile sind mit einem Kompensationsbalg 13 beweglich am Außenbehälter 2 befestigt. Durch den Kompensationsbalg 13 wird beim Einsetzen des Hebers das Einpassen der Heberspitze in das Rückschlagventil 7 erleichtert.
Ein ähnlicher Ausschnitt aus einem erfindungsgemäßen Behälter wie in Figur 1 ist in Figur 2 dargestellt. Analoge Bauteile sind daher mit denselben Bezugsziffern versehen. Anders als in Figur 1 ist das Befüllrohr aus doppelwand!gen Teilrohren 4f unter Bildung eines Ringspaltes 18 zusammengesetzt. Die aus dem Innenbehälter 1 verdampfenden Gase l6 werden über ein Ventil 15 zum Flansch 5! geführt und gelangen von dort in den Ringspalt l8. Kühlvorrichtungen 19 sind wärmeleitend an dem Strahlungs-
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schutzschild 3 angebracht. Die kalten Abgase aus dem Innenbehälter gelangen aus dem Ringspalt 18 des einen Teilrohres in die Kühlvorrichtung 19 und von dort zurück in den Ringspalt des nächstäußeren Teilrohres. Vom äußersten Teilrohr gelangen die Abgase über ein Ventil 20 ins Freie.
Figur 3 schließlich zeigt einen Schnitt durch das Befüllrohr eines erfindungsgemäßen Behälters im Zustand nach der Befüllung. Für analoge Bauteile wurden wieder dieselben Bezugszeichen verwendet wie in Figur 1. Die Verbindung zwischen Befüllrohr und Innenbehälter 1 ist mit einer Schraube 25 verschlossen. Zur Verbesserung der Dichtigkeit ist es zweckmäßig, eine Metallquetschdichtung an der Schraube 25 vorzusehen. In das Befüllrohr ist ein zweites Rohr 21 eingesetzt, das z.B. aus glasfaserverstärktem Kunststoff besteht. Im dargestellten Beispiel ist das Rohr 21 aus Teilrohren, die jeweils in der Ebene der Strahlungsschutzschilde enden, zusammengesetzt. Die Teilrohre sind mit Hilfe von Verbindungselementen 23 verbunden, die als Strahlungsschutzschild zum Verschließen des Innenrohres 21 ausgebildet sind. Das zweite Rohr 21 ist durch Federn 22 zentrisch im Befüllrohr gehaltert. Die Federn 22 erfüllen zudem den Zweck, die im Rohr 21 eingefügten Schatzschilde 23 wärmeleitend mit den Strahlungsschutzschilden 3 zu verbinden.
Eine Anwendungsmöglichkeit für einen Behälter gemäß der Erfindung ist der Einsatz an Bord von Raumkapseln.
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Claims (8)

  1. Patentansprüche
    Behälter für tiefkalte verflüssigte Gase mit einem Innenbehälter und einem Außenbehälter und mindestens einem Strahlungsschutzschild zwischen dem Innenbehälter und dem Außenbehälter sowie mit einer Vorrichtung zum Befüllen des Behälters über ein Befüllrohr, dadurch gekennzeichnet, daß das Befüllrohr im Bereich zwischen dem Innenbehälter (l) und dem Außenbehälter (2) aus mindestens zwei Teilrohren (4) lösbar zusammengesetzt ist.
  2. 2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilrohre (4) als Kompensationsrohre ausgebildet sind.
  3. 3· Behälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilrohre (4) jeweils in der Ebene der Strahlungsschutzschilde (j5) enden und durch Verbindungsflansche (5) miteinander verbunden sind, wobei die Verbindungsflansche (5) wärmeleitend mit dem jeweils angrenzenden Strahlungsschutzschild (j5) in Verbindung stehen.
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  4. 4. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilrohre (4) doppelwandig unter Bildung eines Ringspaltes (l8) ausgeführt sind und der Innenbehälter (l) über eine Abgasleitung mit dem Ringspalt (l8) verbunden ist.
  5. 5. Behälter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in wärmeleitender Verbindung mit jedem Strahlungsschutzschild (3) Kühlvorrichtungen (19) angebracht sind und diese Kühlvorrichtungen in das Abgasleitungssystem einbezogen sind, wobei die kalten Abgase aus dem Innenbehälter (l) jeweils über die Verbindungsflansche (5') aus dem Ringspalt (ΐδ) in die Kühlvorrichtung (19) und von dort zurück in den Ringspalt (l8) des nächstäußeren Teilrohres (4) geführt sind.
  6. 6. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verschluß der Verbindung zwischen Innenbehälter (l) und Befüllrohr nach der Behälterfüllung eine Schraube (25) vorgesehen ist.
  7. 7- Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gskennzeichnet, daß im Zustand nach der Behälterfüllung ein zweites Rohr (21) in das Befüllrohr eingesetzt ist.
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  8. 8. Behälter nach Anspruch J, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Rohr (21) aus mindestens zwei Teilrohren zusammengesetzt ist, wobei die Teilrohre in der Ebene der Strahlungsschutzschilde (3) enden und mittels Verbindungselementen (23), die wärmeleitend mit dem jeweiligen Strahlungsschutzschild (3) verbunden sind und die den Innenraum des zweiten Rohres (21) verschließen, lösbar miteinander verbunden sind.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0184070A2 (de) * 1984-11-29 1986-06-11 General Electric Company Stöpselrohr für den Kryostaten eines Kernresonanzmagneten

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DE1601908B1 (de) * 1968-02-13 1969-11-06 Max Planck Gesellschaft Vorrichtung zur Kuehlung von Strahlungsschutzschilden in Behaeltern und Apparaturen,welche als Kuehlmedium tiefsiedende Fluessigkeiten aufnehmen
DE2361360A1 (de) * 1972-12-11 1974-06-20 Minnesota Valley Eng Fluessiggasbehaelter

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