DE60315082T2

DE60315082T2 - Manuelles Multikupplungssystem für kryogenische Flüssigkeit

Info

Publication number: DE60315082T2
Application number: DE60315082T
Authority: DE
Inventors: Aage Grimsland; Friedrich Grelle; Helmar Loos
Original assignee: Yara International ASA
Current assignee: Yara International ASA
Priority date: 2002-01-07
Filing date: 2003-01-03
Publication date: 2008-04-10
Anticipated expiration: 2023-01-04
Also published as: DK1326046T3; EP1326046B1; DE60315082D1; ATE368195T1; EP1326046A1; ES2291548T3; DE20200157U1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet des Befüllens isolierter Behälter, im Besonderen isolierter Transportkühlbehälter mit einem Tieftemperaturmedium, wie beispielsweise festem Kohlendioxid (CO₂), von einer Flüssigkeitsquelle als ein Produkt zur Herstellung von Kälte. Typischerweise ist ein besonderer bestimmter innerer Teil eines solchen isolierten Behälters, ein Bestandteil oder eine „Kältezelle" bestimmt, um das Kühlmittel, beispielsweise CO₂, zu enthalten, wobei es von dem Produkt, das innerhalb des isolierten Behälters transportiert wird, getrennt gehalten wird.
Festes Kohlendioxid, das normalerweise als Trockeneis bezeichnet wird, wird verwendet, um eine Kälte in dem Produkt, nämlich Lebensmittel oder leicht verderbliche Ware, innerhalb der isolierten Behälter während eines Transports und während Wartezeiten beizubehalten.
Trockeneis in Kältezellen dieser Art wird im Besonderen durch diese Kältezellen hergestellt, die mit CO₂ von einer Flüssigkeitsquelle gefüllt werden. In Verbindung mit einem Ausdehnung und einem Druck ablassen auf den Luftdruck, wird Trockeneis zusätzlich zu CO₂-Gas hergestellt. Das Trockeneis stellt dann eine kalte Speichermasse dar.
Das Trockeneis sublimiert bei einer Temperatur von –78,9°C, d.h. es geht direkt von einem festen Aggregatzustand in einen gasförmigen Aggregatzustand ohne Ausbilden einer flüssigen Phase über.
Die Sublimationswärme bei –78,9°C beträgt 573 kJ/kg. Wenn das hergestellte Kohlendioxidgas auf 0°C erwärmt wird, beträgt die Gesamtkühlleistung 645 kJ/kg. Diese Kühlleistung wird verwendet, um die eindringende Wärme in den Transportbehältern während eines Transports und einer Lagerung zu kompensieren und folglich eine Einhaltung der Kühlkette zu garantieren.
Das benötigte Trockeneis kann in der Form von gepressten Blöcken, Scheiben oder Pellets oder durch Einspritzen von Kohlendioxid von einer CO₂-Flüssigkeitsquelle hinzugefügt werden.
Ungeachtet des Verfahrens der Einbringung werden die Kältezellen in einer Befüllstation gefüllt, an denen die Kältezellen mit Behältern oder Tanks verbunden werden, die das verflüssigte CO₂ enthalten. In einer solchen Füllstation werden die Kältezellen zunächst mit entsprechenden CO₂-Tanks verbunden. Die Verbindung mit CO₂-Tanks kann beispielsweise unter Verwendung von Röhren oder Schläuchen, die mit Wegeventilen, Strom- und Temperaturanzeigern oder anderen Vorrichtungen dieser Art aus dem Stand der Technik vorgesehen sind, erzeugt werden.
Sobald die Kältezellen oder die Behälter mit den entsprechenden CO₂-Tanks verbunden sind, wird das Flüssig-CO₂ den Kältezellen zugeführt. Wenn es in die Kältezellen eintritt, dehnt sich das Flüssiggas aus und bildet teilweise Trockeneis und teilweise Gas, das augenblicklich aus den Kältezellen entfernt werden muss. Die Temperatur des Flüssig-CO₂ beträgt –30°C bis –20°C. An dem Ausdehnungspunkt der Flüssigkeit wird eine Temperatur von ungefähr –79°C erzeugt.
Wenn das flüssige Kohlendioxid, das gefroren gelagert wird, sich in die Kältezellen ausdehnt, die speziell zu diesem Zweck entwickelt wurden, wird etwa 50–60% der eingespritzten Menge Trockeneis und 40–50% gasförmiges Kohlendioxid, in Abhängigkeit des Lagerdrucks.
Das Trockeneis wird in den Kältezellen durch speziell entwickelte Anordnungen in Kombination mit dem Design der Einspritzvorrichtung verteilt und komprimiert. Das ist notwendig, um die richtige Emission der Kälte, bezüglich Zeit und Ort, in das Innere des isolierten Transportbehälters und folglich zu dem gelagerten oder transportierten Produkt zu garantieren.
Das gasförmige Kohlendioxid, das beim Einspritzen hergestellt wird, 40–50% der gesamten Menge, muss mittels geeigneter Vorrichtungen entfernt/extrahiert werden, um einer nicht erlaubten Konzentration des Kohlendioxids in der Atmosphäre der Arbeitsstelle vorzubeugen. Zu diesem Zweck wurden Anordnungen in der Kältezelle installiert, die dem Gas erlauben, von den Feststoffen getrennt zu werden, was eine Vorbedingung für eine Verlustfreie Trockeneis Dosierung ist.
In einem typischen Befüllverfahren, das ungefähr 15 Sekunden bis 90 Sekunden dauert und unter der Annahme einer über die gesamte Dauer konstanten Gasherstellung, müssen so viel wie 150 Liter von Gas pro Sekunde entfernt werden.
Es ist offensichtlich, dass die Extraktion des Gases, das in den Kältezellen hergestellt wird, eine sehr wichtige Rolle in dem gesamten Befüllverfahren spielt. Wenn das Gas zu langsam entfernt wird oder überhaupt nicht, oder wenn die Entfernung des Gases unterbrochen wird, muss das Füllverfahren auch unterbrochen werden. Die Raumluft könnte eine zu hohe Konzentration von CO₂ entwickeln, was in extremen Fällen schädlich für die Gesundheit ist.
Es wurden verschiedene Lösungen im Stand der Technik für die Entfernung des Gases vorgeschlagen, das während des Füllverfahrens in der Kältezelle hergestellt wird. Ein Vorschlag beispielsweise betraf Entfernungsvorrichtungen, wie etwa Extraktionspumpen, die mit einer Wand der Kältezelle verbunden sind. Ein weiterer Vorschlag bestand darin, Öffnungen in dem oberen Bereich der Kältezelle zu erzeugen, durch die das Gas ausströmen kann. Ferner wurden Kältebehälter vorgeschlagen, die aus einem Gehäuse bestehen, das wenigstens an Stellen geeignet porös ist, so dass die Mehrheit des hergestellten Gases ausströmen kann.
Die verschiedenen Lösungen im Stand der Technik zum Entfernen des hergestellten Gases sind aus verschiedenen Gründen nicht befriedigend.
Zunächst ist die Installation einer zusätzlichen Extraktionspumpe an einer äußeren Wand der Kältezelle technisch ziemlich kompliziert und ziemlich zeitaufwendig. Zweitens, selbst wenn die Installation einer solchen zusätzlichen Extraktionspumpe ohne Probleme möglich wäre, wäre es nicht möglich, die Füll und Extraktionsfunktionen gleichzeitig zu steuern. Eine automatische Unterbrechung des Füllverfahrens in dem Fall einer nicht ausreichenden Extraktion des erzeugten Gases wäre daher nicht möglich. Mit der Füllvorrichtung im Stand der Technik, für die keine zusätzlichen Extraktionsvorrichtungen vorgesehen sind, wird in den meisten Fällen kein ausreichender Ausfluss des Gases erreicht.
Die WO 99/43996 offenbart ein Füll und Entlüftungsmodul für Kohlendioxid in einem Kühlmodul, das einem Kühlbehälter zugeordnet ist. Die Füll und Entlüftungsöffnungen sind in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet, wobei die Füllöffnung mit einer elektromagnetischen Vorrichtung zum Anbringen an den Kühlbehälter vorgesehen ist. Die Füll und Entlüftungsöffnungen sind mit vorstehenden Teilen angeordnet, die in entsprechende Öffnungen in den Kühlbehälter einzubringen sind. Diese Lösung setzt voraus, dass das Modul in einer parallelen und geraden Weise eingebracht wird, um die zwei Öffnungen des Kühlbehälters gleichzeitig in Eingriff zu bringen. Ferner kann die elektromagnetische Fixierung des Moduls kann fehlerhaft sein, wenn der elektrische Schaltkreis fehlerhaft ist oder sich ungewollte Materialien wie beispielsweise Trockeneis/Schnee an den Verbindungsteilen ansammeln.
Die US 5,657,642 offenbart eine Einrichtung zum Kühlen von Lebensmitteln in einem Behälter, wobei die Einrichtung mit einer Zuführstruktur zum Zuführen von flüssigem Kohlendioxid in das Innere des Behälters und einer Entfernungsstruktur zum Entfernen von Kohlendioxiddampf aus dem Behälter vorgesehen ist. Die Entfernungsstruktur kann koaxial bezüglich der Zuführstruktur angeordnet sein. Die Verbindung zwischen der Vorrichtung und dem Behälter wird durch einen geflanschten Teil der Entfernungsstruktur bereitgestellt, die dann mittels Schrauben an den Behälter gesichert wird. Beim Befüllen von Behältern wird die Einrichtung, die mit Rädern vorgesehen ist, in Richtung der zu befüllenden Behälter bewegt. Das kann gewisse Anstrengungen bezüglich der Positionierung der Einrichtung (die einen Tank mit verflüssigten CO₂, einen Kondensierungsschaltkreis usw. umfasst) bezüglich des Behälters umfassen. Ferner, da es keine Vorkehrung bezüglich einer Höhenanpassung der Einrichtungen gibt, muss der Füllbetrieb auf einem sehr ebenen Boden durchgeführt werden. Außerdem ist der Sicherungsbetrieb des Flansches mittels Schrauben zeitraubend.
Die US 3 704 002 beschreibt eine leicht verbindbare und lösbare Kuppelung mit einem ersten Element, das angepasst ist, um mit einer Flüssigkeitsquelle unter Druck verbunden zu werden und einem zweiten Element, das angepasst ist, um mit einer Flüssigkeitsverbrauchs oder Steuereinheit verbunden zu werden. Die Elemente sind durch angrenzende Elemente miteinander gekoppelt, die einem Element zugeordnet sind, wobei jedes mit einer Nutenanordnung in dem anderen Element eingreift. Die Kopplung muss gedreht werden, um die zwei Elemente abzudichten. Aus der US 4 579 956 ist eine Kopplungsvorrichtung zum Verbinden eines Arbeitswerkzeugs mit einer Unterstützung bekannt, die eine schnelle Lösung für elektrische und fluide Verbindungen bereitstellt, und durch die Verwendung zweier separater Elemente gekennzeichnet ist, die zusammen durch einen Kugelkäfig und eine Seegerringanordnung verschlossen werden können. Keine dieser Dokumente beschreibt Lösungen, die angepasst sind, um für einen Tieftemperaturbetrieb mit einem Phasenübergang während der Verbindung, folglich mit einem zwei-Phasen Fluidstrom in entgegengesetzten Richtungen, verwendet zu werden.
Aus der US 4214 780 ist eine drehbare Multirohr-Kopplungsstruktur bekannt, die eine Labyrinthdichtung zwischen jedem, dem stationären Rohr und seinem jeweiligen drehbaren Rohr, verwendet. Das ist keine schnell zu lösende Kopplung und weist keine Möglichkeit zum Erfüllen der Funktionalität zur Verwendung mit einem Tieftemperaturmedium auf. Die CH 349 461 beschreibt eine Rohrkopplung, die aus einer Kopplungsvorrichtung und einer Gegenkopplungsvorrichtung besteht. Die Kopplung weist eine Öse auf, die in eine Buchse des Gegenkopplungselements eingebracht werden kann und weist wenigstens eine Auslassöffnung auf. Eine Kugelsperrvorrichtung wird zum Koppeln der Kopplungsvorrichtung an die Gegenkopplungsvorrichtung verwendet. Sie wird für ein Fluid, wie beispielsweise Wasser, Öl oder unter Druck stehende Luft verwendet. Sie kann nicht für einen zwei-Phasen Fluidstrom in entgegengesetzter Richtung verwendet werden.
Es ist folglich die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die obigen Nachteile zu überwinden.
Die Erfindung, welche die obige Aufgabe löst, umfasst zunächst ein Multikopplungssystem nach Anspruch 1. Es ist eine Kopplungsvorrichtung für ein Kopplungssystem, um einen/eine Behälter/Kältezelle mit einem Tieftemperaturmedium, im besonderen CO₂, zu füllen. Die Kopplungsvorrichtung kann mit einem Tank verbunden werden, der das verflüssigte Gas (flüssiges CO₂) enthält, und kann an ein Gegenkopplungselement gekuppelt werden, das an der Kältezelle befestigt werden kann und weist eine Buchse, um durch das Tieftemperaturmedium zu treten, die in eine Hülse des Gegenkopplungselements eingebracht werden kann, und wenigstens eine Extraktionsöffnung auf.
Es sollte verstanden werden, dass der Begriff „Füllen" oder „Befüllen" wie er hier verwendet wird sowohl teilweises Befüllen als auch vollständiges Befüllen beinhalten kann, in Abhängigkeit der eigentlichen Bedingungen.
Das entwickelte Multikopplungssystem ist mit einer Abgasdüse ausgerüstet, mittels derer, nach Bindung mit der Kältezelle, das hergestellte kalte Gas zum Abgassystem extrahiert wird, das an das gesamte System angepasst ist. Die Abgasdüse ist auf eine solche Weise gestaltet, dass ein Vereisen in Verbindung mit einem langfristigen Betrieb des Systems ausgeschlossen ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Kopplungsvorrichtung mit einer Kugel-Verriegelungsvorrichtung vorgesehen, die verwendet wird, um die Kopplungsvorrichtung an das Gegenkopplungselementes zu koppeln. Diese Ausführungsform beinhaltet eine sichere Verbindung, die einfach zu bedienen ist.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform weist die Kopplungsvorrichtung einen Annäherungsschalter auf, der sich in einem ersten Schaltzustand befindet, wenn die Kopplungsvorrichtung an das Gegenkopplungselement gekoppelt ist, und sich andernfalls in einem zweiten Schaltzustand befindet. Der Annäherungsschalter verhindert eine unerlaubte Aktivierung des Einspritzens des Tieftemperaturmediums, wie beispielsweise Kohlendioxid, bevor eine sichere Verbindung hergestellt wurde. Wenn die Verbindung unterbrochen wird, wird die Zuführung des Tieftemperaturmediums automatisch gestoppt.
In einer weitern bevorzugten Ausführungsform ist die Kugel-Verriegelungsvorrichtung der Kopplungsvorrichtung mit einer Entriegelungsvorrichtung vorgesehen, die in einem Fall übermäßiger axialer Kräfte, die zwischen der Kopplungsvorrichtung und dem Gegenkopplungselement auftreten, die Kugel-Verriegelungsvorrichtung von dem Gegenkopplungselement trennt. Die Verbindung zwischen der Kopplungsvorrichtung und dem Gegenkopplungselement wird folglich ohne Beschädigung des Verbindungsschlauches unterbrochen, wenn der isolierte Behälter, falls noch verbunden, weggefahren wird. Die Funktion dieser Ausführungsform ist der Schutz vor ungewollter Abgabe des sich unter Druck befindlichen Mediums in Bezug auf Unfälle oder unsachgemäße Verwendung der Ausstattung.
Verschiedene andere Eigenarten der vorliegenden Erfindung sind in der folgenden Beschreibung enthalten, die sich auf die Zeichnungen bezieht, die sich auf Beispiele von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beziehen, ohne den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung zu begrenzen.
1 ist eine perspektivische Ansicht des Multikopplungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung,
2 ist eine weitere perspektivische Ansicht des Multikopplungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung,
3 ist eine schematische Ansicht einer Befüllvorrichtung, in der das Multikopplungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
3 offenbart einen isolierten Behälter 15 der eine Tieftemperaturabteilung oder Kältezelle (nicht gezeigt) aufweist, die, um mit dem Tieftemperaturmedium (CO₂) befüllt zu werden, mit einem Tank 16 verbunden ist, der das Flüssig-CO₂ enthält.
Die Abteilung oder die Kältezelle in dem Behälter 15 kann mit einem CO₂ Tank, beispielsweise mittels Röhren oder Schläuchen 13, die mit Vorrichtungen, wie beispielsweise Wegeventilen, Strom- oder Temperaturanzeigern oder anderen Vorrichtungen dieser Art aus dem Stand der Technik vorgesehen sein können, verbunden werden. Diese Vorrichtungen bilden nicht einen Teil der vorliegenden Erfindung und werden daher nicht weiter im Detail erklärt.
Um die Röhre 13, die aus dem CO₂-Tank 16 hervorgeht, an die/den Kältezelle/Behälter 15 zu koppeln, wird ein Kopplungssystem 20 gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet.
Dazu besteht das Kopplungssystem 20, das in 1 und 2 gezeigt ist, aus zwei Teilen, die gekoppelt werden können, einen Zufuhrteil 21 (im Folgenden auch als Kopplungsvorrichtung bezeichnet) und einem Verbrauchsteil 17 (im Folgenden auch als Gegenkopplungselement bezeichnet). Die Kopplungsvorrichtung 21 ist mit dem Ende der Röhre 13 verbunden. Das Gegenkopplungselement 17 ist an dem Behälter oder der Kältezelle befestigt.
Zum Verbinden des Endes der Röhre 13, ist die Kopplungsvorrichtung 21 mit einem Wegeventil 3 vorgesehen. Das Gegenkopplungselement 17 weist eine Unterstützungsplatte 10 auf, die an einer Wand des/der Behälters/Kältezelle befestigt sein kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Unterstützungsplatte 10 des Gegenkopplungselements 17 Öffnungen 12 auf, die verwendet werden, um entsprechende gezeigte Schrauben 11, die in die Wand des Behälters/Kältezelle 15 geschraubt sind, zu empfangen.
Wie es im Folgenden weiter im Detail beschrieben wird, erlaubt das Kopplungssystem 20, das in den 1 und 2 gezeigt ist, die Entfernung/Extraktion des Gases, das während des Befüllverfahrens erzeugt wird.
Dazu sind Extraktionsöffnungen 23 in der Unterstützungsplatte 10 des Gegenkopplungselements 17 vorgesehen, durch die das Gas ausströmen kann. Eine entsprechende Öffnung, die in den Figuren nicht gezeigt ist, muss in der Wand des/der Behälters/Kältezelle 15 eingebracht werden. Wenn das Gegenkopplungselement 17 an der Wand des/der Behälters/Kältezelle 15 befestigt ist, werden die Extraktionsöffnungen 23, die in der Unterstützungsplatte 10 vorgesehen sind, in eine strömende Verbindung mit den Öffnungen gebracht, die in der Wand des Behälters/Kältezelle 15 eingebracht sind.
Ferner muss die Öffnung, die in der Wand des/der Behälters/Kältezelle eingebracht ist, den Durchgang einer Röhre 14 erlauben, die vorgesehen ist, um das Flüssig-CO₂ in den/die Behälter/Kältezelle 15 zu leiten. Diese Röhre 14 steht permanent mit einer Verriegelungshülse 9 in Kontakt, die an der Seite der Unterstützungsplatte 10 vorgesehen ist, die der Kopplungsvorrichtung 21 zugewandt ist. Um den/die Behälter/Kältezelle 15 zu füllen, ist eine Buchse 1 der Kopplungsvorrichtung 21 in diese Verriegelungshülse 9 eingebracht. Diese Buchse 1 erstreckt sich von der Seite der Kopplungsvorrichtung, die dem Gegenkopplungselement 17 zugewandt ist, tritt durch das Gehäuse 2 der Kopplungsvorrichtung 21 und ist mit dem Wegeventil 3 verbunden.
Die Seite des Gehäuses 2 der Kopplungsvorrichtung 21, die dem Gegenkopplungssystem zugewandt ist, weist einen Vorderteil 19 auf. Dieser Vorderteil 19 weist eine Öffnung 22 auf, durch welche die einbringbare Buchse 1 durchtritt. Diese Öffnung 22 enthält eine Kugel-Verriegelungsvorrichtung 4, die verwendet wird, um die Kopplungsvorrichtung 21 an das Gegenkopplungselement 17 zu koppeln. Diese Verriegelungshülse 9 des Gegenkopplungselements weist vorzugsweise eine ringförmige Aussparung auf, in welche die Kugeln in ihrer Verriegelungsposition abgesetzt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Kugel-Verriegelungsvorrichtung 4 hier mit einer Entriegelungsvorrichtung vorgesehen, die in den 1 und 2 nicht gezeigt ist, sodass in dem Fall übermäßiger axialer Kräfte, die zwischen der Kopplungsvorrichtung 21 und dem Gegenkopplungselement 17 auftreten, die Kugel-Verriegelungsvorrichtung 4 von der Verriegelungshülse 9 getrennt wird. Die Entriegelungsvorrichtung kann in einer Ausführungsform beinhalten, dass die Kugeln elastisch in ihrer Unterstützungsstruktur unterstützt werden. Bei hohen Zugbelastungen wird den Kugeln erlaubt, aus ihrer Verriegelungsposition zurückgezogen zu werden, und folglich kann die Kopplungsvorrichtung und das Gegenkopplungselement getrennt werden.
Ferner enthält der Vorderteil 19 des Gehäuses 2 der Kopplungsvorrichtung 21 zwei Extraktionsöffnungen 18, welche die Öffnung 22 umgeben. Wenn die Kopplungsvorrichtung 21 an das Gegenkopplungselement 17 gekoppelt ist, werden diese Extraktionsöffnungen 18 in einen Strömungskontakt mit den zwei entsprechenden Extraktionsöffnungen 23 gebracht, die in der Unterstützungsplatte 10 des Gegenkopplungselement 17 vorgesehen sind, sodass eine Extraktionsleitung von dem Kühlbehälter 15 in die Kopplungsvorrichtung 21 erzeugt wird.
Diese Extraktionsleitung, die nicht in den Figuren gezeigt ist, endet in einem Verbindungspunkt 25 in dem oberen Bereich des Gehäuses 2 der Kopplungsvorrichtung 21, mit der ein Extraktionsgebläse, das in den Figuren nicht gezeigt ist, verbunden werden kann, um das Gas zu entfernen.
Um die Handhabung der Kopplungsvorrichtung 21 zu vereinfachen, weist sie zwei Platten 7 auf, die in dem hinteren Bereich des Gehäuses 2 angeordnet sind und sich nach links und rechts von dem Gehäuse erstrecken. Links und rechts entspricht hier den Seiten, von denen sich die Platten erstrecken und werden mit der linken und rechten Hand jeweils bedient.
Ferner weist die Kopplungsreinrichtung 21 zwei Griffe 6 auf, die gegenüber jeder Platte angeordnet sind und bewegt werden können. Betreiben und Lösen der Griffe 6 bewirkt, dass die Kugel-Verriegelungsvorrichtung 4 entriegelt/verriegelt wird. Im Allgemeinen sind solche Arten von Kugel-Verriegelungsmechanismen im Stand der Technik in Verbindung mit anderen Anwendungen bekannt. Beispielsweise wird das Kugel-Verriegelungsprinzip in technischen Gebieten wie beispielsweise Kopplungen zum Übertragen von unter Druck stehender Luft zwischen einem Kompressor und einem Schlauch, verwendet und werden folglich hier nicht weiter beschrieben.
Ein Annährungsschalter 5 ist vorgesehen, um die Kopplung der Kugel-Verriegelungsvorrichtung 4 in der Verriegelungshülse 9 und die Kopplung der Kopplungsvorrichtung 21 mit dem Gegenkopplungselement 17 zu prüfen. Ein Annäherungsschalter jeglicher Art aus dem Stand der Technik kann zu diesem Zweck ausgewählt werden. Es ist lediglich wichtig, dass sich der ausgewählte Schalter in einem ersten Schaltzustand befindet, wenn die Kopplungsvorrichtung korrekt an das Gegenkopplungselement gekoppelt ist und sich andernfalls in einem zweiten Schaltzustand befindet.
Beispielsweise ist es möglich, einen Annäherungsschalter auszuwählen, der mittels der Unterstützungsplatte 10 gedrückt wird, wenn die Kopplungsvorrichtung 21 an das Gegenkopplungselement 17 gekoppelt wird, und gelöst wird, wenn die Kopplungsvorrichtung 21 von dem Gegenkopplungselement 17 getrennt wird.
Schließlich kann die Kopplungsvorrichtung 21 mit einem Druckknopf 8 vorgesehen sein, der das Füll- und Extraktionsverfahren initiiert, wenn er aktiviert wird.
Im Folgenden wird eine kurze Beschreibung des Kopplungs-/Trennungsverfahrens unter der Annahme gegeben, dass die Kopplungsvorrichtung 21 mit dem CO₂-Tank 16/der Röhre 13 verbunden ist und das Gegenkopplungselements 17 an dem Kühlbehälter 15 befestigt ist.
Zunächst werden die Griffe 6 gegen die Platten 7 gezogen. Das setzt die Kugeln der Kugel-Verriegelungsvorrichtung 4 frei. Anschließend wird die Buchse 1 in die Verriegelungshülse 9 so weit wie möglich eingebracht und beide, die Griffe 6 und die Platten 7, werden freigegeben. Die Verriegelungsvorrichtung wird durch Freigeben der Griffe 6 aktiviert. Es sollte verstanden werden, dass die Dimensionen der Buchse 1 und der entsprechenden Hülse 9 Vorzugsweise auf eine solche Weise aufeinander abgestimmt sind, dass es tatsächlich eine sichere und ausreichende Dichtung zwischen den zwei Teilen gibt.
In dem Fall des richtigen Koppelns der Kugel-Verriegelungsvorrichtung 4 in der Verriegelungshülse 9, gibt der Annäherungsschalter 5 ein Signal aus. Es ist möglich, dass kein Signal ausgegeben wird.
Wenn das Signal ausgegeben wird, kann das Befüll- und Extraktionsverfahren durch Aktivieren des Druckknopfes 8 gestartet werden.
Wenn sich das Flüssig-CO₂ in dem Kühlbehälter ausdehnt, werden beide, Trockeneis und Gas hergestellt. Das hergestellte Gas kann während des Befüllverfahrens durch die Extraktionsöffnungen 23 des Gegenkopplungselements 17 und durch die Extraktionsöffnungen 18 der Kopplungsvorrichtung 21 ausströmen und kann durch das Entfernungsgebläse, das mit der Öffnung 25 in dem Gehäuse 2 verbunden ist, entfernt werden.
Sobald die gewünschte Menge von Trockeneis in dem Kühlbehälter erhalten wird, wird der Befüllverfahren automatisch durch einen Zeitnehmer in der Steuerung beendet.
Schließlich wird die Kopplungsvorrichtung 21 von dem Gegenkopplungselement 17 durch die Griffe 6, die abermals gegen die Platten 7 gezogen werden, getrennt. Die Kopplungsvorrichtung 21 kann dann von dem Gegenkopplungselement 17 entfernt werden und kann, wenn benötigt, mit einem weiteren Gegenkopplungselement verbunden werden, dass an einem anderen Kühlbehälter angebracht ist, womit folglich ermöglicht wird, dass ein neues Befüll-/Entfernverfahren gestartet wird.
Wenn das Multikopplungssystem entsprechend der vorliegenden Erfindung, die oben beschrieben wurde, verwendet wird, können die Befüll- und Extraktionsfunktionen selbstverständlich gleichzeitig gesteuert und abgeschlossen werden. Das weist den Vorteil auf, dass ein Befüllen ohne Entfernung nicht stattfinden kann. Es ist außerdem im Besonderen vorteilhaft, dass zusätzliche Entfernungsvorrichtungen, wobei deren Verwendung sowohl ziemlich kompliziert als auch teuer ist, nicht länger benötigt werden.
Ferner stellt die Verwendung des Annäherungsschalters sicher, dass ein Befüllen ohne geeignete Kopplung nicht möglich ist.
Das Multikopplungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung kann einfach und ohne große Anstrengung bedient werden. Andererseits widersteht es auch dem Gegendruck, der während des Einspritzens erzeugt wird.
Die Integration des Multikopplungssystems in die Gesamtdosierungsstation, die für dieses Verfahren aufgebaut wird, die eine Gasentfernung, eine elektrische Steuerung und ein Positionierung der isolierten Behälter oder Kältezellen während Befüllens mit Trockeneis enthält, ist nicht schwierig. Es sollte verstanden werden, dass die Kältezelle getrennt, außerhalb des Behälters oder an Ort und Stelle, während sie in dem Behälter angeordnet ist, befüllt werden kann.
Schließlich wird ein gewisses Maß an Sicherheit erreicht, da, wenn die Zugbelastung zwischen der Kopplungsvorrichtung und dem Gegenkopplungselement zu hoch wird, die Kugel-Verriegelungsvorrichtung automatisch von dem Gegenkopplungselement entfernt wird.
Die vorliegenden Erfindung ist nicht auf die Ausführungsbeispiele die oben beschrieben sind begrenzt, vielmehr kann ein großer Bereich von Veränderungen bei diesen Beispielen durchgeführt werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Es sollte verstanden werden, dass die Materialien, die gemäß dem Multikopplungssystem verwendet werden, jedes geeignete Material sein kann. Ein solches Material ist vorzugsweise nicht-haftend oder nicht-kondensierend und aus Kunststoffmaterialien gefertigt.

Claims

Multikopplungssystem (20) zum Füllen eines Behälters (15) mit einem Tieftemperaturmedium, wobei das Multikopplungssystem (20) eine Kopplungsvorrichtung (21), die mit einem Tank, der ein Tieftemperaturmedium wie beispielsweise verflüssigtes Gas enthält, verbunden werden kann und ein Gegenkopplungselement (17) umfasst, das an die Kopplungsvorrichtung gekoppelt werden kann und an einen/eine Behälter/Kühlzelle (15) befestigt werden kann, wobei die Kopplungsvorrichtung eine Buchse (1) zum Durchführen des Tieftemperaturmediums in flüssigem Zustand aufweist, die in eine Hülse (9) des Gegenkopplungselements eingebracht werden kann, bei dem beide, die Kopplungsvorrichtung (21) und das Gegenkopplungselement (17) wenigstens eine Extraktionsöffnung (18, 23) aufweisen, und bei der diese Extraktionsöffnungen (18, 23) miteinander in eine Fliessverbindung gebracht werden, wenn die Kopplungs- und Gegenkopplungselemente miteinander gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Extraktionsöffnungen vorgesehen sind, die jeweils in dem Vorderbereich der Kopplungsvorrichtung und in der Unterstützungsplatte des Gegenkopplungselements angeordnet sind, wobei die zwei Extraktionsöffnungen der Kopplungsvorrichtung und die zwei Extraktionsöffnungen des Gegenkopplungselements die Öffnung in dem Vorderbereich und die Hülse des Gegenkopplungselements umgeben und in eine Fliessverbindung gebracht werden, wenn die Kopplungsvorrichtung an das Gegenkopplungselement gekoppelt ist.
Multikopplungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kugel-Verriegelungsvorrichtung (4) verwendet wird, um die Kopplungsvorrichtung und das Gegenkopplungselement zu koppeln.
Multikopplungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein Annäherungsschalter (5) in einem ersten Schaltzustand befindet, wenn die Kopplungsvorrichtung an das Gegenkopplungselement gekoppelt ist und sich andernfalls in einem zweiten Schaltzustand befindet.
Multikopplungssystem nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Entriegelungsvorrichtung die Kugel-Verriegelungsvorrichtung von dem Gegenkopplungselement entriegelt, wenn die Zugbelastung zwischen der Kopplungsvorrichtung und dem Gegenkopplungselement zu hoch wird.
Multikopplungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) einen Vorderbereich (19) aufweist, der eine Öffnung (22) aufweist, welche die einbringbare Buchse durchläuft, und das Gegenkopplungselement eine Unterstützungsplatte (10) aufweist, die angepasst ist, um an einer Wand des Behälters befestigt zu sein.
Multikopplungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Extraktionsöffnungen in der Kopplungsvorrichtung und die zwei Extraktionsöffnungen in dem Gegenkopplungselement wie Segmente eines Kreises gestaltet sind.
Multikopplungssystem nach einem der Ansprüche 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugel-Verriegelungsvorrichung in einer Öffnung in dem Vorderbereich der Kopplungsvorrichtung vorgesehen ist und die einbringbare Buchse umgibt.
Multikopplungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungsvorrichtung zwei Platten (7) aufweist, die verwendet werden, um die Kopplungsvorrichtung zu behandeln.
Multikopplungssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungsvorrichtung zwei Griffe (6) aufweist, die so angeordnet, dass sie bewegt werden können, und ein Betreiben und Lösen der Griffe bewirkt, dass die Kugel-Verriegelungssvorrichtung entriegelt und verriegelt wird.
Multikopplungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungsvorrichtung einen Druckknopf (8) zum Initiieren eines Füll- und Extraktionsverfahrens aufweist.
Multikopplungssystem nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterstützungsplatte Befestigungsöffnungen aufweist.