DE69626179T2

DE69626179T2 - Vorrichtung zur Regelung des Füllstandes einer kryogenen Flüssigkeit

Info

Publication number: DE69626179T2
Application number: DE69626179T
Authority: DE
Inventors: Richard T. Ferranti; Marcel Margulies; E. Joel Mccorkle; Herman Vogel
Original assignee: PerkinElmer Instruments LLC
Current assignee: PerkinElmer Instruments LLC
Priority date: 1995-12-08
Filing date: 1996-12-03
Publication date: 2003-06-26
Anticipated expiration: 2016-12-04
Also published as: DE69626179D1; JP2008020072A; JP4940067B2; JP4495260B2; US5671603A; JPH09178093A; EP0777078B1; EP0777078A1

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Steuerung des Flüssigkeitsniveaus einer kryogenen Flüssigkeit.
Eine Anzahl von Geräten und Instrumenten benützt flüssigen Stickstoff oder anderes verflüssigtes Gas in einem Vorratsbehälter. In einigen Fällen, wie bei differenziellen abtastenden Präzisionskalorimetern, welche Proben durch thermalen Kontakt mit der kryogenen Flüssigkeit kühlen, ist es notwendig, ein genaues Niveau der Flüssigkeit einzuhalten, um die Probe genau bei einer Temperatur zu halten. Herkömmliche Verfahren, beispielsweise mit Schwimmern, welche mit Ventilen verbunden sind, können nicht notwendigerweise das Flüssigkeitsniveau mit ausreichender Genauigkeit einhalten.
Die Schrift DE-37 06 488 A beschreibt eine Vorrichtung zum Übertragen einer kryogenen Flüssigkeit, welche einen ersten Behälter zum Halten eines Vorrats der kryogenen Flüssigkeit, einen zweiten Behälter zum Aufnehmen der kryogenen Flüssigkeit, ein Verbindungsmittel, welches den ersten und den zweiten Behälter verbindet und eine Übertragungsleitung zum Übertragen kryogenen Flüssigkeit von dem ersten Behälter zu dem zweiten Behälter aufweist, ein Drucksteuerungsmittel, um den Druck in dem ersten Behälter zu erhöhen, um hiermit kryogene Flüssigkeit von dem ersten Behälter zu dem zweiten Behälter durch das Verbindungsmittel durch Anwendung von Druck zu übertragen, einen Fühler zur Messung der Menge der kryogenen Flüssigkeit in dem zweiten Behälter und eine Steuerung, um eine Betätigung des Druckmittels einzuleiten, welche von den Signalen des Fühlers zur Messung der Menge der kryogenen Flüssigkeit in dem zweiten Behälter abhängig ist.
Es ist deshalb ein Ziel der Erfindung, eine neuartige Vorrichtung zur Erhaltung des Flüssigkeitsniveaus einer kryogenen Flüssigkeit mit einem hohen Grad an Genauigkeit in einem Behälter bereitzustellen. Es ist ein weiteres Ziel eine derartige Vorrichtung mit einem automatisierten Startablauf zum anfänglichen Füllen des Behälters zu dem Flüssigkeitsniveau, welches eingehalten werden soll, in einer vernünftigen Zeit bereitzustellen.
Die vorstehenden und anderen Ziele werden zumindest teilweise erreicht durch eine Vorrichtung zur Steuerung des Niveaus einer kryogenen Flüssigkeit, mit einem Behälter zum Aufnehmen einer kryogenen Flüssigkeit, welche ein Flüssigkeitsniveau (60) in dem Behälter aufweist, welches einer wesenhaften Abnahme unterliegt, ein Drucktank zum Aufbewahren eines Vorrats der kryogenen Flüssigkeit, ein Übertragungskanal, verbunden zu dem Flüssigkeitsübertrag von dem Tank zu dem Behälter durch Druck in dem Tank, Druckmittel zum wahlweisen Beaufschlagen von Druck irr dem Tank, um die Übertragung zu bewirken, ein Hauptfühler angeordnet, um das Flüssigkeitsniveau zu erfassen, welches über oder unter einem gewählten Flüssigkeitsniveau sich befindet, und eine Steuerung, welche funktionsweise zwischen dem Hauptfühler und dem Druckmittel verbunden ist, um das Druckmittel anzusteuern, um einen Steuerungsdruck zu dem Tank zu bewirken. Der Steuerungsdruck umfasst eine erste Serie von Druckpulsen, welche ausgelöst werden, wenn das Flüssigkeitsniveau unterhalb des Arbeitsniveaus ist, in der Weise, dass der Druck in dem Tank erhöht wird bis das Flüssigkeitsniveau das Arbeitsniveau erreicht. Vorzugsweise umfasst der Steuerungsdruck weiterhin eine zweite Serie von Druckpulsen, welche, wenn sich das Flüssigkeitsniveau über dem Arbeitsniveau befindet, in der Weise ausgelöst wird, dass der Druck in dem Tank stufenweise verringert wird, bis das Flüssigkeitsniveau das Arbeitsniveau erreicht, wobei die erste und die zweite Serie von Druckpulsen abwechselnd als Kreislauf von Druckpulsen angewendet werden. Hierbei wird das Flüssigkeitsniveau im wesentlichen auf dem Arbeitsniveau im Ausgleich zu der wesenhaften Abnahme gehalten.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung weiterhin einen unteren Fühler, angebracht in dem Behälter bei einem niedrigen Niveau als das Arbeitsniveau zum Erfassen des Flüssigkeitsniveaus über oder unter dem unteren Niveau. Der Steuerungsdruck umfasst weiterhin eine dem Kreislauf von Druckpulsen vorgelagerte Startfolge mit einem konstanten Anfangsdruck auf den Tank, wenn das Flüssigkeitsniveau sich unterhalb des unteren Niveaus befindet, um Flüssigkeit von dem Behälter in der Startphase schneller zu übertragen als mit den Druckpulsen.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Vorrichtung einen oberen Fühler, angebracht in dem Behälter bei einem höheren Niveau als das Arbeitsniveau zum Erfassen des Flüssigkeitsniveaus oberhalb des höheren Niveaus. Die Startfolge umfasst weiterhin den Abbruch der Anwendungen des Steuerungsdrucks und gleichzeitiges Öffnen eines Druckablassventils auf dem Tank für eine Zeitverzögerung, welche während der Anwendung des Anfangsdrucks beginnt, wenn der Anfangsdruck das Flüssigkeitsniveau das untere Nivesu erreicht. Die Zeitverzögerung ist derart gewählt, dass das Flüssigkeitsniveau normalerweise ein vorläufiges Flüssigkeitsniveau in der Nähe des Arbeitsniveaus erreicht, und die Startfolge weiterhin die Einleitung des Kreislaufes von Druckpulsen nach der Zeitverzögerung umfasst.
In einem weiteren Aspekt umfasst die Vorrichtung eine in dem Behälter befestigte Fühlerbaugruppe, wobei die Baugruppe umfasst jeden Behälter, ein Gehäuse mit einem Basisabschnitt, und eine Leiterplatte befestigt an dem Basisabschnitt. Jeder Fühler umfasst einen elektronischen Temperaturfühler mit Versorgungsdrähten, welche mit der Leiterplatte verbunden sind, so dass der Fühler abwärtsweisend von dem Basisabschnitt in dem Behälter zu seinem jeweiligen Niveau reicht. Das Gehäuse umfasst weiterhin eine röhrenförmige Erweiterung für jeden Fühler, welche abwärtsweisend in den Behälter reicht. Jede Erweiterung umhüllt in offener Weise ihren Fühler und die Versorgungsdrähte und reicht zu einem Punkt inkremental unter ihrem Fühler Jede Erweiterung weist eine Bodenöffnung und eine Ventilationsöffnung oberhalb eines nominellen maximalen Flüssigkeitsniveaus auf. Das Flüssigkeitsniveau kann hierdurch in jede röhrenförmige Erweiterung reichen mit einem Minimum an körperlicher und thermischer Turbulenz.
Die Ziele werden auch erreicht durch eine Vorrichtung zum Übertragen von kryogener Flüssigkeit, mit einem Behälter zum Aufnehmen einer kryogenen Flüssigkeit, einem Drucktank zum Halten eines Vorrats der kryogenen Flüssigkeit, welcher eine abgedichtete Abdeckung aufweist, und einem Übertragungskanal, verbunden zum Übertragen von Flüssigkeit von dem Tank zu dem Behälter durch Druck in dem Tank. Der Übertragungskanal umfasst eine Übertragungsleitung, welche verbunden ist zur Übertragung von Flüssigkeit von dem Tank, einen Behältereinlaßabschnitt, abgedichtet in die Abdeckung und einen Kanalabschnitt, verbunden zwischen der Übertragungsleitung und dem Einlaßabschnitt. Der Kanalabschnitt umfasst ein Kanalgehäuse, mit einem darin befindlichen Ausströmkanal und ein durch diesen durchreichendes Flüssigkeitseinströmrohr. Das Einströmrohr ist verbunden, um Flüssigkeit von der Übertragungsleitung zu übertragen, wobei das Kanalgehäuse eine Ausströmstelle benachbart zu der Übertragungsleitung und der Ausströmstelle gegenüberliegend zu dem Port eine Öffnung in den Einlaßabschnitt aufweist. Der Einlaßabschnitt ein zylindrisches äußeres Schild, welches abwärtsweisend von dem Kanalabschnitt in den Behälter im wesentlichen bis unter das Arbeitsniveau reicht, ein zylindrisches inneres Schild, welches koaxial innerhalb des äußeren Schildes befestigt ist, um einen ringförmigen Raum dazwischen festzulegen, und ein Einströmende des Einströmrohres umfasst, welches teilweise in das innere Schild reicht. Das Einströmrohr weist ein Austrittsende unterhalb eines nominellen minimalen Arbeitsniveaus auf. Das äußere Schild weist ein oder mehrere Ausströmöffnungen auf, welche in dem Behälter oberhalb eines nominellen maximalen Flüssigkeitsniveaus angeordnet sind, um Gas von oberhalb des Flüssigkeitsniveaus in den Behälter durch das Kanalgehäuse zu der Ausströmstelle ausströmen zu lassen. Das innere Schild weist ein oberes Ende unterhalb der Ausströmöffnungen und ein unteres Ende oberhalb desjenigen des äußeren Schildes auf. Die Flüssigkeit wird hierbei unter dem Druck von dem Tank in den Behälter unter dem Druck von dem Tank unter minimaler körperlicher und thermaler Turbulenz eingeströmt.
Fig. 1 ist eine schematische, teilweise im Schnitt gehaltene Darstellung einer Vorrichtung gemäß der Erfindung.
Fig. 2 ist ein vertikaler Schnitt einer Fühlerbaugruppe einer Vorrichtung gemäß Fig. 1.
Fig. 3 ist ein vertikaler Schnitt der Flüssigkeitsübertragungskomponenten der Vorrichtung der Fig. 1.
Fig. 4 ist der Graph der Druckpulse, welche in der Vorrichtung der Abb. 1 verwendet werden.
Fig. 5 ist eine Folge von graphischen Kurven, welche das Flüssigkeitsniveau in der Vorrichtung der Fig. 1 bei unterschiedlichen Startbedingungen verdeutlichen.
Die Vorrichtung der Erfindung steuert das Flüssigkeitsniveau eines kalten verflüssigten Gases, wobei ein konstantes Flüssigkeitsniveau einzuhalten ist. Wie hier verwendet, bedeutet der Ausdruck "verflüssigtes Gas" die bei niedriger Temperatur verflüssigte Phase einer Substanz, welche bei atmosphärischem Druck und Temperatur gasförmig ist, wie etwa kryogener flüssiger Stickstoff, Sauerstoff, Wasserstoff oder Helium. Eine bevorzugte Ausführungsform ist ein Kalorimeter mit Flüssiggas zur Tieftemperaturkühlung von Proben, beispielsweise ein Perkin-Elmer-Modell DSC-7 differenzielles Abtastkalorimeter ("DSC") zum Vergleichen thermischer Eigenschaften eines Paares von Proben. Obwohl die Erfindung besonders vorteilhaft in Bezug auf ein Kalorimeter ist, ist es zu würdigen, dass die Erfindung für jeden Behälter von kalten Flüssiggasen, wo das Flüssigkeitsniveau gehalten werden muss, nützlich ist. Trotz Isolation neigen solche Flüssigkeiten aufgrund eines Wärmelecks aus der Umgebung dazu, zu verdampfen. Weiterhin können instrumentelle Bestandteile, welche zu kühlen sind beispielsweise in dem Kalorimeter zur Wärmeverdampfung der Flüssigkeit beitragen. Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, den wesenhaften Verlust von Flüssigkeit durch Wärmeverdampfung und/oder durch regelmäßige Entnahme von Flüssigkeit oder deren kalten Abdampf zu einem Zweck wie Oberflächenkühlung, zu ergänzen.
Wesentliche Bestandteile der Vorrichtung 10 umfassen einen isolierten Behälter 12 für flüssigen Stickstoff 14 (oder andere verflüssigte Gase) zum Kühlen von Instrumentbestandteilen 15. Der Behälter ist zusammengesetzt aus Seitenwänden 16 und einen an diesen im wesentlichen angedichteten Abdeckung 18. Ein Drucktank 20 des Flüssigstickstoffvorrats 21 wird zum Füllen des Behälters und zum Ergänzen der darin befindlichen Flüssigkeit verwendet. Eine Verbindungsbaugruppe 22 verbindet den Tank zu dem Behälter zum Übertragen von Flüssigkeit von dem Tank zu dem Behälter durch Druck in dem Tank. Gasdruck zu dem Tank wird durch ein Druckmittel 24 mit einem Druckdosiersystem mit mindestens einem Druckregler und Ventilfunktionen gesteuert durch einen Vorrat an Druckgas, bereitgestellt. Das Druckgas hat vorzugsweise dieselbe Zusammensetzung wie die Flüssigkeit. Ein Druckablassventil 26 in einer Ausströmleitung 28, welche oberhalb des Flüssigkeitsniveaus führt, sollte zur Druckminderung in dem Tank bereitgestellt werden.
Das Druckmittel und seine dazugehörigen Verbindungen in den Vorratstank 20 sind aus herkömmlichen, nicht-kryogenen Bestandteilen ausgebildet. Beispielsweise wird ein Gasverbindungsblock 30 mit dem Oberteil des Tanks mit schnell trennbaren Flanschen (nicht gezeigt) mit einer Marmonschnalle oder Ähnlichem gehalten. Der Block weist drei einkommende Rohrleitungen auf. Eine Leitung 32 führt von dem Verbindungsbaugruppe 22 bis nahe an den Grund des Tanks. Eine andere ist die Ausströmleitung 28 von der Oberkante mit dem Druckablassventil 26 darin. Die dritte ist eine Druckbeaufschlagungsleitung 34, welche zu der Oberkante des Tanks führt. Letztere Leitung hat vorzugsweise zwei Äste 36, 38 von denen jeder ein jeweiliges Magnetventil 40, 42 aufweist und jeder Zweig wieder verbunden ist zu einer gemeinsamen Leitung 44 zu der Hauptsteuerung 46 des Gasvorrats 48. Ein Zweig 38 stellt höheren Druck, zum Beispiel ungefähr 0,56 · 10&sup5; Pascals (N/m²) Pegel (8 psig), und der andere Zweig 36 stellt einen niederen Druck, z. B. nominell 0,11 · 10&sup5; bis 0,18 · 10&sup5; Pascals Pegel (1,5-2,5 psig) bereit. Dies sind passende Drücke für ein DSC; andere Werte können für andere Anwendungen gewählt werden. Die Ventile sind Ventile vom Typ Ein-Aus, welche in der Lage sind, pulsierenden Druck, wie unten beschrieben, zu bewirken, nämlich etwa Magnetventile. Ein passendes größeres Ventil ist Modell B2017-S58 der Firma Precision Dynamics Inc., New Britain, Connecticut, und ein passendes kleineres Ventil ist Modell ET- 30M-24VDC von Clifford, Cincinnati, Ohio.
Die Drücke werden bestimmt durch die Größe der Ventildüse. Das Ventil 42 in dem Zweig höheren Drucks hat ein größeres Düsenventil, um einen größeren Druck nahe bei oder nominell weniger (z. B. 20%) als den Druck von der Steuerung 46 bereitzustellen. Das andere Ventil 40 hat eine kleinere Ventildüse, um einen erheblich Druckabfall bereitzustellen, um einen niedrigeren Druck in dem Tank zu bewirken. Alternativ dazu kann eine getrennte Steuerung für den niederen Druck, oder getrennte Steuerungen in jedem Zweig installiert werden, wobei beide Ventile groß genug sind für einen minimalen Druckabfall. Ebenso kann, obwohl normalerweise nicht notwendig, ein Druckmessgerät (nicht gezeigt) mit dem Tank verbunden werden.
Die Verbindungsbaugruppe 22 ist im wesentlichen aus drei Abschnitten ausgebildet. Eine Übertragungsleitung 50 ist verbunden, um die kryogene Flüssigkeit 21 von dem Tank zu übertragen. Ein Behältereinlassabschnitt 52 ist in die Abdeckung 18 des Kessels eingedichtet und reicht abwärts in die Flüssigkeit 14. Ein Kanalabschnitt 54 ist zwischen der Übertragungsleitung 50 und dem Einlassabschnitt verbunden. Die Übertragungsleitung von dem Tank ist von herkömmlicher kryogener Art, wie etwa flexible vakuumisolierte Leitungen. Die Verbindungen 56 zwischen den Abschnitten verwenden vorzugsweise schnell lösbare Verbindungen, um ein einfaches Trennen und Ersetzen des Vorratstanks zu ermöglichen, wobei die Art der Verbindung nicht wesentlich für die vorliegende Erfindung ist. Eine passende Art der Verbindung umfasst ein Rohr aus rostfreiem Stahl, welches eng in ein Rohr aus Polytetrafluorethylen (PTFE) hineingleitet, welches umfangweise mit einer Hülse gepresst wird.
In dem Behälter 12 ist ein Fühler oder eine Fühlerbaugruppe 58 des Flüssigkeitsniveaus 60 in dem Behälter in der Abdeckung 18 montiert, um unter das gewählte Arbeitsflüssigkeitsniveau 62 zu reichen. (Das aktuelle Flüssigkeitsniveau 60 ist im Allgemeinen nicht genau das Gleiche, wie das ausgewählte Niveau 62.) Den Fühlern zugeordnete Signale werden auf Signalleitungen 64 zu einer Steuerung 66 geleitet, welcher vorzugsweise ein Computer ist, welcher funktionsweise zwischen der Fühlerbaugruppe 58 und dem Druckmittel 24 verbunden ist, um geeignete Steuersignale auf den Steuerleitungen 68 an das Druckmittel zu senden. Der Computer umfasst einen Prozessor, welcher an die vorliegende Anwendung angepasst sein kann oder derselbe sein kann, welcher für zugehörige Geräte, beispielsweise über die Verbindung 69 verwendet werden kann. Der Computer sollte im Allgemeinen Analog/Digital (A/D)- und Digital/Analog (D/A)-Wandler 70, wie sie für Eingänge und Ausgänge benötigt werden (mit passenden Verstärkerschaltungen), einer Prozessoreinheit 72 (CPU), und einem Steuerprogramm 74, welches aus Software oder Firmware bestehen kann. Ein Monitor 76 oder eine andere Anzeige oder ein Drucker, und eine Tastatur oder ein Tastaturfeld 78 können verwendet werden, insbesondere für dazugehöriges Gerät. Jedoch sollte die vorliegende Anwendung im wesentlichen automatisiert sein, so dass Bedienereingriffe eigentlich nur für Start und Beendigung der Flüssigkeitsfüllung und Wartungsarbeiten dienen sollen. Ebenso kann ein Speicher 80 (RAM und Disk) für das Messgerät bestehen und für den vorliegenden Fall verwendet werden, diese Funktion kann aber bereits in dem Programm für die vorliegende Anwendung enthalten sein. Der normale Fachmann wird in der Lage sein, ein Computerprogramm mit Bedingungs- und Zeitanweisungen zu erstellen, um die hier beschriebene Druckfolge anzuwenden.
Obwohl zur einfachen Steuerung eines konstanten Druckniveaus nur ein Fühler verwendet werden kann, ist vorteilhafterweise eine Fühlerbaugruppe 58 vorzugsweise drei Fühlern 140, 146, 153 (Fig. 2) vorhanden. Die Baugruppe weist ein Gehäuse 82 mit einem Basisabschnitt 84, welcher auf der Behälterabdeckung 18 oberhalb einer darin befindlichen Öffnung 86 montiert ist. Der Basisabschnitt ist herkömmlicherweise rechteckig. Eine Leiterplatte 88 der Drahtverbindungen 90 für die Fühler ist in dem Basisabschnitt zwischen einem Dichtring 92 an der Unterseite und an einem Druckpolster 94 auf der Oberseite, welcher durch einen dort verschraubten Gehäusedeckel 96 gehalten wird, wobei Dichtring und Polster beispielsweise aus weichem Silikongummi sein können. Das Polster dichtet die Oberseite des Gehäuses, im Besonderen die Drahtausgangslöcher, und stellt einen gewissen Grad von schwimmender Lagerung für die Leiterplatte dar.
Vorteilhafterweise ist jeder Fühler ein elektronischer Temperaturfühler, wie etwa ein herkömmlicher kryogener Thermistor mit Verbindungsdrähten, welche ebenso als Stützdrähte dienen, welche mit der Platine verbunden sind, so dass jeder Fühler abwärtsweisend von dem Basisabschnitt in den Behälter zu einem jeweiligen gewählten Niveau hinabreicht. Der Fühler erfasst nur, ob das Flüssigkeitsniveau über oder unter dem Fühler liegt. Die tatsächliche Temperatur braucht nicht gemessen zu werden.
Das Baugruppengehäuse 82 schließt fernerhin drei röhrenförmige Erweiterungen 98 ein, welche von der Gehäusebasis abwärts in den Behälter reichen, wobei jede Erweiterung einen zugehörigen Fühler und seine Versorgungsdrähte 100 umhüllt, so dass ein gewisser Raum um die Fühler und seine Drähte besteht. Jede Erweiterung kann in den Basisabschnitt 84 offen sein mit einer Dichtung, welche durch den Dichtring bereitgestellt wird und welche beispielsweise einen inneren Durchmesser und eine unterseitige Öffnung von etwa 6 mm aufweisen. Jede Erweiterung reicht abwärtsweisend zu einem Punkt, welcher inkremental unter ihrem zugeordneten Fühler liegt, beispielsweise etwa 6 bis 9 mm. Jede Erweiterung weist einen oder mehrere (z. B. 2 entgegengesetzte) Ventilationslöcher 102 auf, welche oberhalb eines nominellen maximalen Flüssigkeitsniveaus 104 angeordnet sind, um zu ermöglichen, dass die Flüssigkeit um den Fühler herum ungehindert steigen und fallen kann. (Die Bezeichnungen "nominelles maximales Flüssigkeitsniveau" und "nominelles minimales Flüssigkeitsniveau" wie sie hier verwendet werden, bedeuten jeweils das maximale und minimale Niveau der Flüssigkeit, welches normalerweise während des ordnungsgemäßen Betriebes erwartet wird, mit Ausnahme des unteren Niveaus, vor dem Startvorgang.)
Der Kanalabschnitt 54 (Fig. 3) der Verbindungsbaugruppe 22 ist ausgebildet durch ein Kanalgehäuse 106 mit einem darin befindlichen Ausströmkanal 108 zum Ausströmen der verdampften Flüssigkeit aus dem Behälter. Dieses Gehäuse kann von zylindrischem oder rechteckigem (oder quadratischem) Querschnitt sein und ruht günstigerweise auf der Abdeckung 18 bis zu deren Kante. Der Ausströmkanal reicht zwischen dem flanschförmigen Anpassstück 110 an dem Einlassabschnitt 52 und dem gegenüberliegenden Anpassstück 111 in eine nach außen reichende Ausströmleitung 112. Das Anpassstück der Ausströmleitung ist in Verbindung mit dem Kanal 108 über eine Öffnung 114 in einer Seitenwand 116 des Kanals nahe dem Ende benachbart zu der Übertragungsleitung 50, und weist eine Öffnung 115 (Fig. 1) zur Atmosphäre in einem passenden Abstand zu dem Kanal auf. Ein Flüssigkeitseinströmrohr 118, beispielsweise flexibles PTFE mit 1,6 mm Innendurchmesser, reicht von der Übertragungsleitung durch den Kanalabschnitt in den Behälter hinein. Kaltes Gas, welches durch den Kanal 108 aus dem Kessel ausströmt, hilft dabei, die kryogene Flüssigkeit in dieser Leitung kalt zu halten.
Der Einlassabschnitt 52 der Verbindungsbaugruppe 22 weist ein vorzugsweise zylindrisches äußeres Schild 120 auf, welches abwärtsweisend von der flanschförmigen Anpassung 110 in dem Stutzen der Abdeckung in den Behälter bis zu einem Punkt 121 reicht, welcher sich im wesentlichen unterhalb des normalen Arbeitsniveaus 62 für die Flüssigkeit befindet. Das äußere Schild weist mindestens ein und vorzugsweise eine Vielzahl von auf dem Umfang verteilten Ausströmöffnungen 122 auf, welche oberhalb des nominellen maximalen Flüssigkeitsniveaus 104 angeordnet sind, um Gas von oberhalb des Flüssigkeitsniveaus 60 in das Kanalgehäuse ausströmen zu lassen.
Ein inneres Schild 124 ist koaxial innerhalb des äußeren Schilds angebracht, um einen ringförmigen Raum 126 dazwischen festzulegen, beispielsweise 2 bis 4 mm breit. Das innere Schild ist an dem äußeren Schild befestigt, beispielsweise mit Überbrückungsstiften 128, welche in den Komponenten eingepresst sind. Das innere Schild weist ein oberes Ende 130 auf, welches knapp unterhalb der Ausströmöffnungen 122 liegt im Allgemeinen nahe dem gewählten Arbeitsniveau 62 der Flüssigkeit. Sein unteres Ende 132 ist nominell über der Unterkante 121 des äußeren Schildes. Das Einströmende 134 des Einströmrohres 118 reicht von der Biegung in der Röhre abwärtsweisend teilweise in das innere Schild, wobei die Einströmröhre eine Ausgangsöffnung 136 aufweist, welche unterhalb des nominellen minimalen Flüssigkeitsarbeitsniveaus 138 liegt. Diese Anordnung der Schilder und des Einströmrohrs erlaubt es, die Flüssigkeit in den Behälter unter Druck in dem Tank mit einem Minimum von physischer und thermaler Turbulenz einströmen zu lassen. Entweichendes Gas, welches das innere und äußere Schild umgibt, ist von vorzeitiger Erwärmung und einer Verdampfung der aus der Übertragungsleitung ankommenden Flüssigkeit abgeschirmt. Der Einlassabschnitt 52 soll in dem Maße etwa mittig in dem Behälter liegen, welches verträglich ist in Bezug auf Instrumentenbestandteile. Der Einfluss von etwa verbleibender Turbulenz auf die Niveausteuerung wird weiterhin dadurch minimiert, dass die Fühlerbaugruppe 58 in gleichem Abstand zwischen dem Einlassabschnitt 52 und den Instrumentkomponenten 15 und der Behälterwand 16 untergebracht ist (Fig. 1).
Die Fühlerbaugruppe (Fig. 2) beinhaltet mindestens einen Hauptfühler 140, welcher angeordnet ist, das Flüssigkeitsniveau, welches sich oberhalb oder unter dem ausgewählten Arbeitsniveau 62 befindet, zu erfassen. Die Steuerung ist funktionsweise verbunden zwischen dem Hauptfühler und dem Druckmittel 24 zur Steuerung des Druckmittels, um einen Kontrolldruck zu dem Tank zu bewirken. Während der Aufrechterhaltung des Flüssigkeitsniveaus wird der Kontrolldruck als Serie von Druckpulsen auf den Vorratstank über das erste (kleinere) Ventil 40 (Fig. 1) durch Öffnen und Schließen dieses Ventils angewendet. Eine erste Folge von Druckpulsen 142 (Fig. 4) wird durch dieses Ventil bewirkt, wenn das Flüssigkeitsniveau 60 als unter dem gewählten Arbeitsniveau 62 befindlich, erfasst wird. Diese Pulse werden mit einer Steuerungsdruckpulshöhe und Pulsdauer zur Verfügung gestellt, so dass der Druck in dem Tank erhöht wird, um die Flüssigkeitszufuhr in den Behälter über die wesenhafte Abnahme hinaus zu erhalten, bis das Flüssigkeitsniveau das Arbeitsniveau erreicht. Die Pulshöhe, Pulsbreite und die Pulsperiode werden für die jeweiligen Behälterbedingungen gewählt. Für das DSC wurden eine passende Pulshöhe, -breite und -periode von 0,14 · 10&sup5; Pascals (2 psig), 4 Sekunden und 7 Sekunden jeweils herausgefunden.
Wenn das Niveau 60 als das gewählte Arbeitsniveau 62 erreichend, erfasst wird, wird die erste Folge von Pulsen 142 beendet. Durch weiterbestehenden Druck in dem Tank wird ein Übermaß an Vorrat zu dem Tank gegeben und ein fortlaufender Anstieg in dem Flüssigkeitsniveau bis der Druck aufgrund der fortlaufenden Strömung aus dem Tank nachlässt. In einem Aspekt ist es ausreichend nur eine Unterbrechung in der Anwendung des Drucks vorzunehmen, bis die wesenhafte Abnahme der Flüssigkeit in dem Behälter das Niveau bis auf das gewählte Arbeitsniveau absenkt, welches wiederum erfasst wird, um die Pulse erneut zu starten. Diese Folge wird wiederholt, um das aktuelle Flüssigkeitsniveau im wesentlichen bei dem Arbeitsniveau im Ausgleich für die wesenhafte Abnahme zu halten.
Da der wesenhafte Verlust zu schnell sein kann und einen übermäßigen Abfall des Niveaus bewirken kann, umfasst der Steuerungsdruck vorteilhafterweise eine zweite Folge von Druckpulsen 144, welche mit dem ersten Ventil 40 erzeugt werden, wenn das Flüssigkeitsniveau als unter dem Arbeitsniveau befindlich, erfasst wird. Diese Pulse werden von demselben Ventil angewandt wie die erste Folge, jedoch mit einer geringeren Pulsdauer, z. B. mit Breite und Periode von 3 und 21 Sekunden jeweils. Diese Parameter werden derart ausgewählt, dass der Druck in dem Tank stufenweise vermindert wird, bis das Flüssigkeitsniveau in dem Behälter das Arbeitsniveau erreicht, vorzugsweise in etwa derselben Zeitdauer wie die erste Folge läuft. Danach wird die erste Folge erneut gestartet. Auf diese Weise werden die erste Folge 142 und die zweite Folge von Druckpulsen 144 (Fig. 4) abwechselnd angewandt als Kreislauf von Druckpulsen, um das Flüssigkeitsniveau im wesentlichen auf dem Arbeitsniveau zu halten. Es ist anzumerken, dass, obwohl die Pulse herkömmlicherweise durch ein Ein-Ausventil erzeugt werden, die Anwendung von Druckpulsen durch eine sinusförmige Vorrichtung oder Ähnliches durch langsames Schalten des Ventils ebenso dienlich ist.
In der typischen Situation eines Startvorgangs ist das anfängliche Flüssigkeitsniveau in dem Behälter wahrscheinlich erheblich unter dem Arbeitsniveau oder der Behälter kann sogar leer sein. Deshalb ist eine ausgewählte Startfolge wünschenswert. Hierfür ist ein unterer Fühler 146 (Fig. 4) in dem Behälter an einem niederen Niveau als das Arbeitsniveau (z. B. 2 mm tiefer) angeordnet, um das Flüssigkeitsniveau als unter oder über dem unteren Niveau befindlich, zu erfassen. Die Steuerung ist weiterhin funktionsweise verbunden zwischen dem unteren Fühler und dem Druckmittel 24 zur Steuerung des Druckmittels, um weiterhin den Steuerungsdruck in einer oder mehreren Startdruckfolgen (Fig. 5) vorausgehend zu dem Kreislauf von Druckpulsen zu bewirken. Eine Startdruckfolge wendet einen konstanten Anfangsdruck auf den Tank an, wenn das Flüssigkeitsniveau sich unter dem unteren Niveau befindet, um eine Übertragung 148 von Flüssigkeit zu dem Behälter in der Startphase schneller bereitzustellen, als mit den Druckpulsen. Der konstante Druck wird beendet, wenn das Niveau das Niveau des unteren Fühlers 150 erreicht. Die Steuerung ist weiterhin funktionsweise verbunden durch eine Leitung 152 (Fig. 1) zu dem Druckablassventil 26 auf dem Tank 20, um dieses Ventil nach Druckbeendigung zu öffnen, um rasch den höheren Druck abzulassen und einen Überfuss zu reduzieren.
Der Anfangsdruck kann durch dasselbe Ventil 40 wie für die Druckpulse angewendet werden und auf diese Weise gleich zu der Pulshöhe sein. In diesem Fall wird das andere Ventil 42 nicht benötigt. Jedoch kann die anfängliche Füllung zu langsam vor sich gehen. Deshalb ist der Anfangsdruck vorzugsweise größer als die die Steuerungsdruckpulshöhe, durch die Verwendung des zweiten (größeren) Ventils 42, um einen höheren Druck zu bewirken.
Durch den höheren Anfangsdruck in der Startphase kann ein erheblicher Überfluß über das Arbeitsniveau vorkommen. Um dies zu vermindern, ist ein oberer Fühler 153 in dem Behälter an einem höheren Niveau 160 als das Arbeitsniveau (etwa 5 mm höher) angeordnet, um das Flüssigkeitsniveau als über dem oberen Niveau befindlich, zu erfassen. Die Steuerung ist weiterhin funktionsweise verbunden zwischen dem oberen Fühler und dem Druckmittel 24, um das Druckmittel zu steuern, um weiterhin den Steuerungsdruck zu bewirken, insbesondere in der Startfolge. Die Startdruckfolge umfasst dann weiterhin die Beendigung der Anwendung jeglichen Drucks auf den Tank (wenn das Niveau den unteren Fühler berührt) für eine Zeitverzögerung T&sub1; beginnend (während der Anwendung des Anfangsdrucks), wenn das Flüssigkeitsniveau den unteren Fühler erreicht. Die Zeitverzögerung ist derart ausgewählt, dass das Flüssigkeitsniveau ein vorläufiges Niveau erreicht (welches nicht irgendein genaues Niveau ist) nahe dem Arbeitsniveau 62. Die Verzögerung kann durch weiteres Erfassen beendet werden, es ist jedoch ausreichend, eine Zeitverzögerung ungefähr durch Versuche zu bestimmen. Eine geeignete Verzögerung von 75 Sekunden wurde für den vorliegenden Fall bestimmt. Das Ausströmventil 26 wird zur Beendigung der Zeitverzögerung geschlossen. Nach dieser Verzögerung leitet die Startdruckfolge den Kreislauf von Druckpulsen ein.
Der normale Kreislauf kann unmittelbar nach dem vorangehenden eingeleitet werden, jedoch kann weiterer Überschuss durch Anwendung eines Zwischenzustands des Druckes nach der Zeitverzögerung und vor dem Eintritt des normalen Kreislaufs vermindert werden (Fig. 5). Ein erster Zwischenzustand 154 (Fall A) wird verwendet, wenn das vorläufige Niveau unter dem unteren Niveau liegt, oder es wird ein zweiter Zwischenzustand 156 verwendet, wenn das vorläufige Niveau über dem oberen Niveau (Fall D und E) liegt. Sofortige Einleitung 158 des Kreislaufs von Druckpulsen besteht, wenn das vorläufige Niveau bereits zwischen dem unteren Niveau und dem oberen Niveau liegt (Fall B und C).
Der erste Zwischenzustand umfasst einen konstanten höheren Druck von dem größeren Ventil 42, angewendet auf den Tank, bis das Flüssigkeitsniveau das untere Niveau erreicht. An diesem Punkt wird der reguläre Pulskreislauf 158 gestartet unter Verwendung des kleineren Ventils 40.
Der zweite Zwischenzustand umfasst, dass beide Ventile geschlossen sind mit einem dauernd abfallenden Druck in dem Tank, bis das Flüssigkeitsniveau das obere Niveau durch wesenhafte Abnahme erreicht. An diesem Punkt beginnt der reguläre Pulskreislauf 158 unter Verwendung des kleineren Ventils 40.
Ein weiteres Merkmal ist wünschenswert in dem Fall eines übermäßigen oder verzögerten Überflusses mit dem zweiten Zwischenzustand (Fall E). Die Steuerung ist funktionsweise verbunden, um das Ablassventil 26 zu öffnen, wenn das Flüssigkeitsniveau über dem Niveau des oberen Sensors 160 verbleibt nach dem Abschluss einer zusätzlichen Rücksetzzeitperiode T&sub2; (z. B. 30 Sekunden), welche beginnt, wenn das Flüssigkeitsniveau das obere Niveau erreicht. Danach schließt die Steuerung das Ablassventil, wenn das Flüssigkeitsniveau danach das obere Niveau durch wesenhafte Abnahme erreicht. Danach wird der reguläre Pulskreislauf begonnen.
Genaue Aufrechterhaltung der Flüssigkeit auf dem Arbeitsniveau wird weiterhin verbessert durch wirksame Isolation von Behälter und dazugehörigen Komponenten. Daher sollten die Behälterseitenwände 16 (Fig. 1) thermisch isoliert sein und die Abdeckung 18 im wesentlichen aus thermisch isolierendem Material ausgebildet sein. Die Isolation kann durch herkömmliche oder andere wünschenswerte Mittel, wie etwa Schaumblöcke und/oder isolierende Todgasräume (z. B. 3 solche Räume) getrennt durch Polymerblätter. Das Baugruppengehäuse 82 (Fig. 2) sollte ebenso im wesentlichen aus thermisch isolierendem Material ausgebildet sein, vorteilhafterweise ein isolierendes Polymer, wie etwa General Electric UltemTM Plastic. Außenwände und vorzugsweise ebenso Innenwandschichten sollten silberglänzend, so etwa mit Aluminiumfarbe, Klebeband oder Folie, ausgestattet sein, um den Eintritt von Strahlungswärme zu minimieren.
Es wurde herausgefunden, dass das Flüssigkeitsniveau mit etwa 0,5 mm an dem Arbeitsniveau gehalten werden konnte mit dem oben beschriebenen System. Die Startvorgangszeit ist etwa 30 Minuten für einen anfänglich leeren Behälter von 1,2 l. Das System füllt den Behälter automatisch beim Beginnen und, mit guter Isolation, kann es das Niveau für etwa 24 Stunden von einem normalen Vorratstank von 50 l erhalten.
Während die Erfindung obenstehend im Detail mit Bezug auf bestimmte Ausführungsformen beschrieben wurde, werden dem Fachmann verschiedene Änderungen und Modifikationen, welche in den Bereich der beigefügten Ansprüche fallen, offenbar werden. Deshalb soll die Erfindung nur durch die beiliegenden Ansprüche oder ihre Äquivalente beschränkt werden.

Claims

1. Eine Vorrichtung zur Steuerung des Niveaus einer kryogenen Flüssigkeit, mit

einem Behälter (12) zum Aufnehmen einer kryogenen Flüssigkeit (14), welche ein Flüssigkeitsniveau (60) in dem Behälter aufweist, welches einer wesenhaften Abnahme unterliegt,

ein Drucktank (20) zum Aufbewahren eines Vorrats (21) der kryogenen Flüssigkeit,

ein Übertragungskanal (22), verbunden zum Flüssigkeitsübertrag von dem Tank (20) zu dem Behälter (12) durch Druck in dem Tank (20),

Druckmittel (24) zum wahlweisen Beaufschlagen von Druck in dem Tank, um die Übertragung zu bewirken,

ein Hauptfühler (140) angeordnet, um das Flüssigkeitsniveau (60) zu erfassen, welches über oder unter einem gewählten Arbeitsniveau (62) sich befindet, und

eine Steuerung (66), welche funktionsweise zwischen dem Hauptfühler (140) und dem Druckmittel (24) verbunden ist, um das Druckmittel (24) anzusteuern, um einen Steuerungsdruck zu dem Tank (20) zu bewirken,

wobei der Steuerungsdruck, wenn das Flüssigkeitsniveau (60) sich unter dem Arbeitsniveau (62) befindet, in der Weise wirksam wird, dass der Druck in dem Tank (20) erhöht wird bis das Flüssigkeitsniveau (60) das Arbeitsniveau (62) erreicht, wobei das Flüssigkeitsniveau (60) im wesentlichen bei dem Arbeitsniveau (62) gehalten wird zum Ausgleich der wesenhaften Abnahme,

charakterisiert dadurch, dass

der Steuerungsdruck eine erste Serie von Druckpulsen (142) umfasst.

2. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1, worin der Steuerungsdruck weiterhin umfasst eine zweite Serie von Druckpulsen (144), die, wenn sich das Flüssigkeitsniveau (60) über dem Arbeitsniveau (62) befindet, in der Weise wirksam wird, dass der Druck in dem Tank stufenweise verringert wird, bis das Flüssigkeitsniveau (60) das Arbeitsniveau (62) erreicht, wobei die erste Serie (142) und die zweite Serie (144) der Druckpulse abwechselnd als Kreislauf von Druckpulsen angewendet wird.

3. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 2, welche weiterhin umfasst

einen unteren Fühler (146) angeordnet in dem Behälter (12) an einem niedrigeren Niveau (150) als das Arbeitsniveau (62), um das Flüssigkeitsniveau (60), welches sich über oder unter dem niedrigeren Niveaus befindet, zu erfassen,

die Steuerung (66) weiterhin funktionsweise verbunden ist zwischen dem unteren Fühler (146) und dem Druckmittel (24) zum Ansteuern des Druckmittels, um den Steuerungsdruck zu bewirken,

der Steuerungsdruck weiterhin umfasst eine Startfolge vorangehend dem Kreislauf von Druckpulsen,

die Startfolge einen konstanten Anfangsdruck zu dem Tank umfasst, wenn das Flüssigkeitsniveau (60) sich unter dem unteren Niveau befindet, um Flüssigkeit während des Startvorgangs schneller zu dem Behälter (12) zu übertragen als mit den Druckpulsen.

4. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 3, worin die Druckpulse eine Steuerungsdruckpulshöhe aufweisen, und der Anfangsdruck im wesentlichen gleich zur Steuerungsdruckpulshöhe ist.

5. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 3, worin die Druckpulse eine Steuerungsdruckpulshöhe aufweisen, und der Anfangsdruck größer als die Steuerungsdruckpulshöhe ist.

6. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 5, worin das Druckmittel (24) einen Druckregler (46) umfasst, welcher auf Druckgas reagiert,

ein erstes Ein-Aus-Ventil (42), verbunden zwischen dem Regler und dem Tank, um wahlweise den Anfangsdruck zu beeinflussen, und

ein zweites Ein-Aus-Ventil (40), verbunden zwischen dem Regler und dem Tank, wobei das zweite Ventil in demselben eine Verengung zum Druckabfall aufweist, um die Steuerungsdruckpulshöhe zu bewirken.

7. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 5, weiterhin umfassend

einen oberen Fühler (153) angeordnet in dem Behälter (12) an einem höheren Niveau (160) als das Arbeitsniveau (62), um das Flüssigkeitsniveau, welches sich über dem höheren Niveau (160) befindet, zu erfassen, und

ein normalerweise geschlossenes Druckablaßventil (26) angeordnet in dem Tank über der darin befindlichen Flüssigkeit,

wobei die Steuerung weiterhin funktionsmäßig verbunden ist zwischen dem oberen Fühler (153) und dem Druckmittel (24) zum Ansteuern des Druckmittels, um den Steuerungsdruck zu bewirken, und funktionsweise verbunden, um wahlweise das Druckablaßventil (26) in der Startfolge zu öffnen,

wobei die Startfolge weiterhin umfasst die Beendigung der Anwendung des Steuerungsdrucks und gleichzeitiges Öffnen des Druckablaßventils (26) für eine Zeitverzögerung, welche während der Anwendung des Anfangsdrucks beginnt, wenn das Flüssigkeitsniveau (60) den unteren Fühler (146) erreicht, wobei die Zeitverzögerung derart gewählt wird, dass das Flüssigkeitsniveau (60) normalerweise ein vorläufiges Niveau nahe dem Arbeitsniveau (62) erreicht, und die Startfolge weiterhin die Einleitung des Kreislaufs von Druckpulsen nach der Zeitverzögerung umfasst.

8. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 7, worin nach der Zeitverzögerung und vor dem Kreislauf von Druckpulsen die Startfolge weiterhin umfasst

einen ersten Zwischenzustand (154), wenn das vorläufige Niveau unter dem unteren Niveau sich befindet, oder einen zweiten Zwischenzustand (156), wenn das vorläufige Niveau sich über dem des oberen Niveaus sich befindet, oder sofortige Einleitung (158) des Kreislaufes von Druckpulsen, wenn das vorläufige Niveau zwischen dem unteren Niveau und dem oberen Niveau sich befindet, wobei der erste Zwischenzustand (154) umfasst

einen konstanten Druck niedriger als der Anfangsdruck angewandt auf den Tank, bis das Flüssigkeitsniveau das untere Niveau erreicht, und der zweite Zwischenzustand (156) umfasst die Beendigung der Anwendung von Druck auf den Tank (20), bis das Flüssigkeitsniveau (60) das obere Niveau durch die wesenhafte Abnahme erreicht.

9. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei in Bezug auf den zweiten Zwischenzustand die Steuerung funktionsweise verbunden ist, um das Druckablaßventil (26) zu öffnen, wenn das Flüssigkeitsniveau über dem oberen Niveau (160) sich befindet nach dem Abschluss eines vorbestimmten Zeitabschnittes, welcher beginnt mit dem Erreichen des oberen Niveaus (160) durch das Flüssigkeitsniveau, und um das Druckablaßventil (26) zu schließen, wenn das Flüssigkeitsniveau (60) nachfolgend das obere Niveau (160) durch wesenhafte Abnahme erreicht.

10. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 7, worin die Vorrichtung weiterhin umfasst eine Fühlerbaugruppe (58), befestigt in dem Behälter, wobei die Baugruppe jeden Fühler, ein Gehäuse (82), mit einem Basisabschnitt (84) und einer Leiterplatte (88), befestigt an dem Basisabschnitt, umfaßt, und wobei jeder Fühler einen elektronischen Temperaturfühler mit Versorgungsdrähten (100) umfasst, welche mit der Leiterplatte (88) in der Weise verbunden sind, dass der Fühler abwärts weisend von dem Basisabschnitt (84) in den Behältern (12) zu seinem jeweiligen Niveau reicht, wobei das Gehäuse weiterhin für jeden Fühler eine rohrförmige, in dem Behälter abwärts weisende Erweiterung (98) umfaßt, wobei jede Erweiterung in offener Weise ihren Fühler und die Versorgungsdrähte (100) umhüllt und bis zu einem Punkt inkremental unter ihrem Fühler reicht, und die Erweiterung eine unterseitige Öffnung und ein Ventilationsloch (102) oberhalb eines nominellen maximalen Flüssigkeitsniveaus aufweist, wobei das Flüssigkeitsniveau (60) in jede rohrförmige Erweiterung mit minimaler körperlicher und thermischer Turbulenz hineinreichen kann.

11. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 10, worin der Behälter weiterhin eine Abdeckung (18) umfasst und der Basisabschnitt (84) der Fühlerbaugruppe an der Abdeckung befestigt ist.

12. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Vorrichtung weiterhin umfasst eine Fühlerbaugruppe (58), befestigt in dem Behälter, wobei die Baugruppe den Hauptfühler (140), einen unteren Fühler (146) und einen oberen Fühler (153), ein Gehäuse (82) mit einem Basisabschnitt (84) und einer Leiterplatte (88), befestigt an dem Basisabschnitt umfasst, wobei jeder Fühler einen elektrischen Temperaturfühler mit Versorgungsdrähten (100), welche mit der Leiterplatte (88) verbunden sind, umfasst, so dass jeder Fühler abwärts weisend von dem Basisabschnitt (84) in den Behälter (12) zu seinem jeweiligen Niveau reicht, wobei das Gehäuse (82) weiterhin drei röhrenförmige Erweiterungen (98) umfasst, welche abwärts weisend in den Behälter reichen, wobei jede Erweiterung in offener Weise einen zugehörigen Fühler und seine Versorgungsdrähte (100) umhüllt und zu einem Punkt inkremental unter ihrem zugeordneten Fühler reicht, und jede Erweiterung eine unterseitige Öffnung und ein Ventilationsloch (102) oberhalb eines nominellen maximalen Flüssigkeitsniveaus aufweist, wobei das Flüssigkeitsniveau (60) in jede röhrenförmige Erweiterung (98) mit minimaler körperlicher und thermischer Turbulenz hineinreichen kann.

13. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 12, worin der Behälter weiterhin eine Abdeckung (18) umfasst und der Basisabschnitt (84) der Fühlerbaugruppe an der Abdeckung befestigt ist.

14. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1, worin der Behälter eine abgedichtete Abdeckung (18) umfasst, der Übertragungskanal (22) eine Übertragungsleitung (50), welche verbunden ist, um Flüssigkeit von dem Tank (20) zu übertragen, einen, in die Abdeckung eingedichteten Behältereinlaßabschnitt (52), und einen Kanalabschnitt (54) umfasst, welcher zwischen der Übertragungsleitung (50) und dem Einlaßabschnitt (52) verbunden ist;

der Kanalabschnitt (54) umfasst ein Kanalgehäuse (106), mit einem darin befindlichen Ausströmkanal (108) und ein durch diesen durchreichendes Flüssigkeitseinströmrohr (118), wobei das Einströmrohr (118) verbunden ist, um Flüssigkeit von der Übertragungsleitung (50) zu übertragen, wobei das Kanalgehäuse eine Ausströmstelle benachbart zu der Übertragungsleitung (50) und gegenüberliegend eine Öffnung in den Einlaßabschnitt (52) hinein aufweist, und

der Einlaßabschnitt (52) ein zylindrisches äußeres Schild (120), welches abwärtsweisend von dem Kanalabschnitt (54) in den Behälter im wesentlichen bis unter das Arbeitsniveau (62) reicht, ein zylindrisches inneres Schild (124), welches koaxial innerhalb des äußeren Schildes (120) befestigt ist, um einen ringförmigen Raum (126) dazwischen festzulegen, und ein Einströmende (134) des Einströmrohres (118) umfaßt, welches teilweise in das innere Schild (124) reicht, wobei das Einströmrohr ein Austrittsende unterhalb eines nominellen minimalen Arbeitsniveaus (138) aufweist, das äußere Schild (120) ein oder mehrere Ausströmöffnungen (122) aufweist, welche in dem Behälter oberhalb eines nominellen maximalen Flüssigkeitsniveaus (104) angeordnet sind, um Gas von oberhalb des Flüssigkeitsniveaus in dem Behälter durch das Kanalgehäuse (106) zu der Ausströmstelle ausströmen zu lassen, und das innere Schild (124) ein oberes Ende (130) unterhalb der Ausströmöffnungen (122) und ein unteres Ende (132) oberhalb desjenigen des äußeren Schildes (120) aufweist, wobei Flüssigkeit unter dem Druck von dem Tank (20) in den Behälter (12) unter minimaler körperlicher und thermaler Turbulenz eingeströmt wird.

15. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 14, worin der Behälter Seitenwände (16) in dichter Verbindung mit der Abdeckung (18) umfasst, der Einlassabschnitt (52) und der Kanalabschnitt (54) zueinander in einem Durchgang in dem Deck verbunden sind, und die Vorrichtung weiterhin umfasst eine Fühlerbaugruppe (58), befestigt an dem Deck beabstandet zwischen dem Einlassabschnitt (52) und einer Seitenwand (16), wobei die Baugruppe jeden Fühler (140, 146, 153) umfasst, welche abwärts weisend von dem Basisabschnitt (84) in den Behälter (12) zu ihrem jeweiligen Niveau reichen.

16. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 15, worin die Fühlerbaugruppe (58) weiterhin umfasst ein Gehäuse (82) mit einem Basisabschnitt (84) und einer Leiterplatte (88) befestigt in dem Basisabschnitt (84), wobei jeder Fühler einen elektronischen Temperaturfühler mit Versorgungsdrähten, welche in die Leiterplatte (88) verbunden sind, umfasst, so dass jeder Fühler abwärts gerichtet von dem Basisabschnitt in den Behälter zu seiner jeweiligen Flüssigkeitsniveau reicht, und das Gehäuse (82) weiterhin drei röhrenförmige Erweiterungen (98) umfasst, welche abwärts gerichtet in den Behälter reichen, wobei jede Erweiterung in offener Weise einen zugehörigen Fühler und seine Versorgungsdrähte (100) umhüllt und zu einem Punkt reicht, welcher inkremental unterhalb ihres zugeordneten Fühlers liegt, und jede Erweiterung (98) eine Ventilationsöffnung (102) oberhalb des Flüssigkeitsniveaus aufweist, wobei das Flüssigkeitsniveau in jede röhrenförmige Erweiterung (98) mit einem Minimum von körperlicher und thermaler Turbulenz hineinreichen kann.

17. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 16, worin die Behälterseitenwände (16) thermisch isoliert sind und die Abdeckung und das Gehäuse im wesentlichen aus thermisch isolierendem Material ausgebildet sind.

18. Eine Vorrichtung zum Übertragen von kryogener Flüssigkeit, mit einem Behälter (12) zum Aufnehmen einer kryogenen Flüssigkeit (14), einem Drucktank (20) zum Halten eines Vorrats der kryogenen Flüssigkeit (21), welcher eine abgedichtete Abdeckung (18) aufweist, und einem Übertragungskanal, verbunden zum Übertragen von Flüssigkeit von dem Tank zu dem Behälter durch Druck in dem Tank;

wobei der Übertragungskanal (22) eine Übertragungsleitung (50), welche verbunden ist zur Übertragung von Flüssigkeit von dem Tank (20), einen Behältereinlaßabschnitt (52), abgedichtet in die Abdeckung (18) und einen Kanalabschnitt (54), verbunden zwischen der Übertragungsleitung (50) und dem Einlaßabschnitt (52), umfaßt,

charakterisiert dadurch, dass

der Kanalabschnitt (54) umfasst ein Kanalgehäuse (106), mit einem darin befindlichen Ausströmkanal (108) und ein durch diesen durchreichendes Flüssigkeitseinströmrohr (118), wobei das Einströmrohr (118) verbunden ist, um Flüssigkeit von der Übertragungsleitung (50) zu übertragen, wobei das Kanalgehäuse eine Ausströmstelle benachbart zu der Übertragungsleitung (50) und, der Ausströmstelle gegenüberliegend, eine Öffnung in den Einlaßabschnitt (52) hinein aufweist, und

der Einlaßabschnitt (52) ein zylindrisches äußeres Schild (120), welches abwärtsweisend von dem Kanalabschnitt (54) in den Behälter im wesentlichen bis unter das Arbeitsniveau (62) reicht, ein zylindrisches inneres Schild (124), welches koaxial innerhalb des äußeren Schildes (120) befestigt ist, um einen ringförmigen Raum (126) dazwischen festzulegen, und ein Einströmende (134) des Einströmrohres (118) umfaßt, welches teilweise in das innere Schild (124) reicht, wobei das Einströmrohr ein Austrittsende unterhalb eines nominellen minimalen Arbeitsniveaus (138) aufweist, das äußere Schild (120) ein oder mehrere Ausströmöffnungen (122) aufweist, welche in dem Behälter oberhalb eines nominellen maximalen Flüssigkeitsniveaus (104) angeordnet sind, um Gas von oberhalb des Flüssigkeitsniveaus in dem Behälter durch das Kanalgehäuse (106) zu der Ausströmstelle ausströmen zu lassen, und das innere Schild (124) ein oberes Ende (130) unterhalb der Ausströmöffnungen (122) und ein unteres Ende (132) oberhalb desjenigen des äußeren Schildes (120) aufweist, wobei Flüssigkeit unter dem Druck von dem Tank (20) in den Behälter (12) unter dem Druck von dem Tank (20) unter minimaler körperlicher und thermaler Turbulenz eingeströmt wird.