DE2806787A1 - Liquefied gas storage vessel - has filler pipe in detachable sections between inner and outer containers - Google Patents

Liquefied gas storage vessel - has filler pipe in detachable sections between inner and outer containers

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Abstract

Vessel has an inner and an outer container with one or more radiation shields between them, together with a filler pipe. The filler pipe portion between the inner and the outer container comprises two or more pipe sections, detachably secured together. The pipe sections can form expansion joints, and each can end level with a radiation shield, being secured to the next one by flanges, the latter connected to the shields so as to transfer heat between them.

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.The invention relates to a container for cryogenic liquefied gases with an inner container and an outer container and at least one radiation protection shield between the inner container and the outer container and with a device for filling the container via a filling pipe.

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-There are containers of the type mentioned with rigid filling tubes that are fixed to the inner container and to the outer container are known. Such filling pipes have the purpose of fixing the position of the inner container. One at the The bottom of the inner container opposite the filling pipe.

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brachter Zapfen, der zum Ausgleich thermischer Ausdehnung beweglich in einer Nut am Außenbehälter geführt wird, dient als weiterer Befestigungspunkt.brought pin to compensate for thermal expansion is movably guided in a groove on the outer container, serves as a further attachment point.

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.It is a major disadvantage of the previously known container that their shape is often used in space stands in the way of cramped facilities. The production of containers of the type mentioned at the beginning with unusual, special conditions However, adapted shape is associated with considerable difficulties and high costs.

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.The invention has for its object to develop a container for cryogenic liquefied gases in each Any shape can be produced and thus allows a wide range of uses.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Befüllrohr im Bereich zwischen dem Innenbehälter und dem Außenbehälter aus mindestens zwei Teilrohren lösbar zusammengesetzt ist.This object is achieved in that the filling pipe in the area between the inner container and the Outer container is detachably composed of at least two partial tubes.

Durch die erfindungsgemäße Maßnahme ist es möglich, schrittweise die Teilrohre und Behälterwände von innen nach außen fortschreitend zusammenzubauen und umgekehrt zu demontieren. The measure according to the invention makes it possible to gradually move the partial pipes and container walls from the inside to the inside to be assembled on the outside progressively and vice versa to dismantle.

Dadurch, daß Teile des Behälters abnehmbar sind, sind beliebige Formen für den Behälter bei geringen HerstellungskostenBecause parts of the container are removable, any shapes are possible for the container at low manufacturing costs

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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.possible. In addition, the subject of the invention, the installation and removal of the container for cryogenic liquefied Gases in very cramped systems are significantly simplified and accessibility for repairs is increased.

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.It proves to be particularly advantageous if the partial pipes are used as compensation pipes to compensate for relative movements the radiation shields and the container walls are formed. In this embodiment, the filling pipe can be installed at any point in the container because it does not have a supporting puncture. At the same time, the container becomes insensitive to external acceleration forces because the inner container can be supported independently from the filling pipe. In addition, the use of compensation pipes increases the insulation length of the filling pipe, without increasing its geometric dimensions.

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. It is useful if the partial pipes each end in the plane of the radiation protection shields and are connected to one another by connecting flanges, the connecting flanges are thermally conductive with the respective adjacent radiation protection shield. The unwanted heat flow to the inner container can be further reduced by this structural measure.

Eine weitere vorteilhafte Modifikation des Erfindungsgegenstandes besteht darin, die Teilrohre doppelwandig unter Another advantageous modification of the subject matter of the invention consists in the double-walled sub-pipes

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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.Execute the formation of an annular gap, the inner container being connected to the annular gap via an exhaust pipe. The gas evaporated in the inner container is advantageously used to cool the filling pipe. The ones known so far Containers used additional pipe connections between the inner container and the outer container to guide the exhaust gases from the inner container is not necessary in this case.

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.In order to improve the cold insulation of the container according to the invention, it is also proposed to use cooling devices in thermally conductive connection to each radiation protection shield and these cooling devices in the exhaust pipe system to include the cold exhaust gases from the inner container In each case via the connecting flanges from the annular gap into the cooling device and from there back into the annular gap of the next outer one Part tube are performed.

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.According to the invention, the connection between the inner container and the filling pipe after the container has been filled is advantageous locked by a screw. With this measure, the tightness of the inner container is increased.

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 ausIn a further advantageous embodiment of the container according to the invention is in the state after the container has been filled a second pipe is inserted into the filling pipe. According to the invention, this second tube is made of for better cold insulation

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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.at least two partial tubes assembled, the partial tubes ending in the plane of the radiation protection shields and by means of connecting elements which are thermally connected to the respective radiation protection shield and which the Close the interior of the second tube, are releasably connected to one another.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand von schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben.Further details of the invention are described with the aid of schematically illustrated exemplary embodiments.

Hierbei zeigt:Here shows:

Figur 1 in schematischer Darstellung einen Ausschnitt aus einem erfindungsgemäßen Behälter,Figure 1 is a schematic representation of a section of a container according to the invention,

Figur 2 in schematischer Darstellung einen Ausschnitt aus einem erfindungsgemäßen Behälter mit modifiziertem Befüllrohr,FIG. 2 shows a schematic representation of a section from a container according to the invention with a modified filling pipe,

Figur 3 einen Schnitt durch das Befüllrohr eines erfindungsgemäßen Behälters.Figure 3 shows a section through the filling pipe of an inventive Container.

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 bestehtIn FIG. 1, a section from a container according to the invention is shown schematically. The container consists essentially of an inner container 1, an outer container 2 and several radiation shields 3 between the two containers, as well as a filling pipe. The filling pipe consists

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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. from partial tubes 4, which are designed as compensation tubes. The partial pipes 4 are fastened with flanges 5 to the container walls 1, 2 or to the radiation protection shields 3. Between The radiation protection shields 3 are super-insulated 6. The inner container 1 is filled via a check valve 7 · The direction of the gas flow during filling is indicated by arrow 14. For the sake of completeness, the components located on the outside of the container are also shown. These are essentially a “vacuum lock 8, consisting of a vacuum-tight spindle and lifter leadthrough 9, a feed 10 to the vacuum pump and a ball valve 11, and a safety valve 12. These components are with a Compensation bellows 13 movably attached to the outer container 2. When the lifter is inserted, the compensation bellows 13 makes it easier to fit the lifter tip into the check valve 7.

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-A similar section from a container according to the invention as in FIG. 1 is shown in FIG. Analog components are therefore provided with the same reference numbers. In contrast to FIG. 1, the filling pipe is composed of double-walled partial pipes 4 f with the formation of an annular gap 18. The gases l6 evaporating from the inner container 1 are transferred to the flange 5 via a valve 15 ! out and get from there into the annular gap l8. Cooling devices 19 are thermally conductive on the radiation

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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.protective shield 3 attached. The cold exhaust gases from the inner container pass from the annular gap 18 of one part of the pipe into the cooling device 19 and from there back into the annular gap of the next outer partial pipe. From the outermost part of the pipe, the exhaust gases pass through a valve 20 to the outside.

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.Finally, FIG. 3 shows a section through the filling pipe a container according to the invention in the state after filling. The same reference numerals have again been used for similar components as in FIG. 1. The connection between the filling pipe and inner container 1 is closed with a screw 25. To improve the tightness, it is useful to have a Provide metal pinch seal on screw 25. A second pipe 21 is inserted into the filling pipe, which is made of e.g. Made of plastic. In the example shown, the tube 21 is made up of partial tubes, each in the plane of the Radiation shields end assembled. The partial pipes are connected with the help of connecting elements 23, which as Radiation protection shield for closing the inner tube 21 are formed. The second tube 21 is centric by springs 22 held in the filling pipe. The springs 22 also serve the purpose of being thermally conductive with the treasure shields 23 inserted in the tube 21 to connect the radiation shields 3.

Eine Anwendungsmöglichkeit für einen Behälter gemäß der Erfindung ist der Einsatz an Bord von Raumkapseln.One possible application for a container according to the invention is the use on board space capsules.

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Claims (8)

PatentansprücheClaims 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.Container for cryogenic liquefied gases with an inner container and an outer container and at least one Radiation protection shield between the inner container and the outer container and with a device for filling of the container via a filling pipe, characterized in that the filling pipe in the area between the inner container (l) and the outer container (2) is detachably assembled from at least two partial tubes (4). 2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilrohre (4) als Kompensationsrohre ausgebildet sind.2. Container according to claim 1, characterized in that the partial tubes (4) are designed as compensation tubes. 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.3 · Container according to claim 1 or 2, characterized in that that the partial pipes (4) each end in the plane of the radiation protection shields (j5) and through connecting flanges (5) are connected to one another, the connecting flanges (5) being thermally conductive with the respective adjacent radiation protection shield (j5) connected. 909834/0230909834/0230 LINDE AKTIENGESELLSCHAFTLINDE AKTIENGESELLSCHAFT 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.4. Container according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the partial tubes (4) are double-walled with the formation of an annular gap (l8) and the inner container (l) is connected to the annular gap (l8) via an exhaust pipe. 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.5. Container according to claim 4, characterized in that in thermally conductive connection with each radiation protection shield (3) cooling devices (19) are attached and these cooling devices are included in the exhaust pipe system, the cold exhaust gases from the inner container (l) each via the connecting flanges (5 ') from the annular gap (ΐδ) into the cooling device (19) and from there back into the annular gap (l8) of the next outer partial tube (4). 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.6. Container according to one of claims 1 to 5, characterized in that that to close the connection between the inner container (l) and the filling pipe after the container has been filled Screw (25) is provided. 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.7- container according to one of claims 1 to 6, characterized in that that in the state after the container has been filled, a second tube (21) is inserted into the filling tube. 90983A/023090983A / 0230 LINDE AKTIENGESELLSCHAFTLINDE AKTIENGESELLSCHAFT 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.8. The container of claim J, characterized in that the second tube (21) is composed of at least two tube sections, wherein the partial tubes end in the plane of the radiation shields (3) and by means of connecting elements (23), the heat-conducting respective with the radiation shield ( 3) are connected and which close the interior of the second tube (21) are releasably connected to one another. 909834/0230909834/0230
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