DE1139520B - Einrichtung zur Entnahme verfluessigter Gase aus einem Lagerbehaelter - Google Patents

Description

INTERNAT.KL. F 25 j

DEUTSCHES

PATENTAMT

S63806Ia/17g

ANMELDETAG: 7. JULI 1959

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UNDAUSGABE DER

AUSLEGESCHRIBT: 15. NOVEMBER 1962

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Entnahme verflüssigter Gase, deren Temperatur nahe bei ihrem Siedepunkt liegt, aus einem Lagerbehälter mittels einer oberhalb des Flüssigkeitsspiegels des Lagerbehälters angeordneten Pumpe, deren Saugleitung an eine nahe dem Boden des Lagerbehälters angebrachte Zuführungsvorrichtung angeschlossen und deren Druckleitung über eine weitere Leitung mit der Zuführungsvorrichtung verbunden ist.

In einer bekannten Pumpanlage ist die Zuführungsvorrichtungsdüse mit der Austrittsseite der oberhalb des Flüssigkeitsspiegels des Lagerbehälters angeordneten Pumpe verbunden, so daß ein Teil des Ausflusses aus der Pumpe unter Steuerung durch ein Regelventil entnommen wird und als Treibflüssigkeit in der Zuführungsvorrichtung wirksam ist. In einem Aufbewahrungsbehälter von größerer Tiefe führt das zum Hochziehen der Flüssigkeit in die Pumpe oberhalb des maximalen Flüssigkeitsstandes notwendige Ansaugen dann, wenn der Tank ζ. B. zu mehr als ³U leer ist, zu einer unausbleiblichen Verdampfung von etwas Flüssigkeit, falls ihre Temperatur oder die einer oder mehrerer ihrer Bestandteile nahe am Siedepunkt liegt. Dies hat eine Einbuße hinsichtlich der Saugwirkung der Pumpe zur Folge. Die Anordnung einer Zuführungsvorrichtung, die durch einen Teil der aus der Pumpe ausströmenden Flüssigkeit betätigt wird, stellt eine gewisse Verbesserung dar und ermöglicht eine weitgehendere Leerung des Aufbewahrungsbehälters, als wenn die Pumpe allein verwendet wird. Es besteht jedoch immer noch eine Grenze, über welche hinaus der Behälter nicht entleert werden kann, insbesondere weil etwas Flüssigkeit beim Eintritt aus dem Behälter in die Zuführungsvorrichtung verdampfen kann. Daher ist bei der bekannten Anlage zwischen der Zuführungsvorrichtung und der Pumpe oberhalb des Lagerbehälters ein Zwischenbehälter angeordnet, der durch die Saugleitung mit der Zuführungsvorrichtung verbunden ist. Eine derartige Anordnung bedingt jedoch einen erheblichen baulichen Aufwand. So sind zusätzlich Ventile erforderlich, wodurch Betriebsstörungen durch deren mögliches Versagen auftreten können. Auch die Bedienung der Anlage ist, insbesondere bei der Füllung des Lagerbehälters, umständlich. Darüber hinaus macht die Anordnung des Zwischenbehälters die Verwendung zusätzlicher Flüssigkeitsmengen erforderlich, wodurch der Lagerbehälter über eine bestimmte Grenze hinaus nicht entleert werden kann. Ferner ist die Anlage von einer gleichmäßigen Pumpenleistung abhängig. Betriebsschwankungen der Pumpe könnten nämlich zu einem Eindringen des Dampfes Einrichtung zur Entnahme verflüssigter Gase aus einem Lagerbehälter

Anmelder: »SHELL« Research Limited, London

Vertreter: Dr.-Ing. F. Wuesthoff, Dipl.-Ing. G. Puls und Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. E. Frhr. v. Pechmann, Patentanwälte, München 9, Schweigerstr. 2

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 9. Juli 1958 und 23. April 1959 (Nr. 22 032)

Richard Rigby, Ledsham, Cheshire (Großbritannien), ist als Erfinder genannt worden

aus dem Zwischenbehälter in die Saugleitung führen.

Die Nachteile der bekannten Anordnung sollen durch eine Verbesserung der Zuführungsvorrichtung behoben werden.

Dies wird dadurch erreicht, daß die Zuführungsvorrichtung eine Wirbelkammer mit ersten Öffnungen für den Eintritt von Treibflüssigkeit, zweiten Öffnungen für den Eintritt von Flüssigkeit aus dem Lagerbehälter, dritten Öffnungen für den Austritt von Flüssigkeit und vierten Öffnungen far den Austritt von Dampf aufweist, wobei die weitere Leitung mit den ersten Öffnungen und die Saugleitung mit den dritten Öffnungen verbunden ist und die zweiten und vierten Öffnungen in den Lagerbehälter münden.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung ist ein weitgehendes Entleeren des Lagerbehälters möglich, ohne daß in der Saugleitung die Saugwirkung der Pumpe beeinträchtigende Dämpfe entstehen. Wenn nämlich etwas Flüssigkeit beim Eintritt in die Wirbelkammer verdampft, dann wird der Dampf in der Wirbelkammer durch die dort herrschenden Zentrifugalkräfte von der Flüssigkeit abgetrennt und verläßt die Wirbelkammer durch die dafür vorgesehenen Öffnungen.

Nach einer erfindungsgemäßen Ausführungsform ist die Wirbelkammer mit in der Nähe ihres einen Endes befindlichen tangentialen Öffnungen zur Einführung der Treibflüssigkeit und mit in der Nähe des

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anderen. Endes angeordneten Auslaßöflmmgen versehen, welche in einen ringförmigen Flüssigkeitssammelraum münden, der tangential Ausflußöffnungen aufweist. Vorzugsweise ist die Zuführungsvorrichtung mit Einrichtungen zur Verhinderung der Übertragung der Drehbewegungen in der Wirbelkammer und der damit verbundenen Abgabe von Energie an die Flüssigkeit, in welche sie eintaucht, versehen.

Nach einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform kann die Zuführungsvorrichtung eine zum Einspritzen der Treibflüssigkeit dienende und von einer ringförmigen Einlaßöffnung für Flüssigkeiten umgebene Düse aufweisen, wobei die zur Düse führende Leitung mit Einrichtungen zur Erteilung einer Drehbewegung an die durchströmende Flüssigkeit versehen ist, und die vom Zuführungsorgan wegführende Leitung einen Raum zur Durchführung der Trennung der Flüssigkeit von Dampf durch Zentrifugalkräfte sowie getrennte, am oberen Raum befindliehe Ausflußöffnungen für die so abgetrennte Flüssigkeit und Dampf aufweist. Dabei ist die Eintrittsöffnung für die Treibflüssigkeit in die Wirbelkammer von einer ringförmigen Eintrittsöffnung für die Flüssigkeit aus dem Lagerbehälter umgeben und mit Einsätzen zur Erteilung einer Drehbewegung an die durchströmende Treibflüssigkeit versehen.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 eine schematische Skizze des Systems, Fig. 2 a einen Aufriß, Fig. 2 b eine Grundrißansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zuführungsvorrichtung und

Fig. 3 a einen Aufriß, Fig. 3 b eine Grundrißansicht einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zuführungsvorrichtung.

Die Pumpanlage umfaßt eine Pumpe 1, die mit einem Antriebsmotor 2 verbunden ist. Beide befinden sich oberhalb eines isolierten Lagerbehälters 3 zur Aufbewahrung von verflüssigtem Methan unter Atmosphärendruck, d. h. bei einer Temperatur von etwa —160° C. Eine Saugleitung 4 für die Flüssigkeit führt von einer Zuführungsvorrichtung 5 am Boden des Tankes 3 zur Saugseite der Pumpe 1, während die Druckleitung 6 zum gewünschten Bestimmungsort führt. Eine von der Druckleitung 6 abgezweigte weitere Leitung 7 führt zur Zuführungsvorrichtung 5 hinunter, wobei die Strömung durch diese Leitung 7 mittels eines Ventils 8 so gesteuert wird, daß ein Anteil der aus der Pumpe 1 ausströmenden Flüssigkeit als Treibflüssigkeit zur Schaffung einer Turbulenz in der Zuführungsvorrichtung 5 verwendet werden kann. Aus Fig. 2 a und 2b geht hervor, daß die Zuführungsvorrichtung 5 eine Wirbelkammer 10 mit zentralen Öffnungsstutzen 11 und 12 an jedem Ende aufweist, die zur Flüssigkeit im Tank 3 hin offen sind. Die Wirbelkammer 10 hat zwei tangentiale Einlaßöffnungen 13 in der Nähe ihres unteren Endes, die miteinander verbunden sind und durch die Leitung 7 an die Zuführungsvorrichtung 5 herangeführte Flüssigkeit erhalten, wodurch die letztere der Wirbelkammer 10 zugeführt wird. Eine am oberen Ende der Wirbelkammer 10 befindliche peripherische Ausflußöffnung 14 mündet in einen ringförmigen Flüssigkeitssammelraum 15, der mit einer tangentialen Flüssigkeitsausflußöffnung 16 versehen ist.

Während des Betriebes schafft die Flüssigkeitsströmung durch die tangentialen Einlaßöffnungen 13 eine rotierende Flüssigkeitsmasse in der Wirbelkammer 10. Die gebildete Turbulenz erzeugt eine Zone niedrigen Druckes entlang der Mittellinie der Kammer 10, was zu einem Einsaugen von Flüssigkeit in die Kammer 10 durch die Öffnungsstutzen 11 und führt, worauf sich diese Flüssigkeit der Drehbewegung in der Kammer 10 anschließt. Wenn etwas Flüssigkeit oder einer von deren Bestandteilen verdampft, dann wird der Dampf durch die Zentrifugalkräfte von der Flüssigkeit abgetrennt und verläßt die Kammer 10 längs der Mittellinien der Öffnungsstutzen 11 und 12, während die an der Außenseite der Kammer 10 abgeführte Flüssigkeit durch die peripherische Ausflußöffnung 14 in den ringförmigen Sammelraum 15 tritt, von wo sie durch die Austrittsöffnung 16 abgezogen wird, um in der Saugleitung 4 zur Pumpe 1 hinaufzuströmen.

In Fig. 3 a und 3 b ist eine Zuf ührurigsvorrichtung mit der Wirbelkammer 17 dargestellt. Diese weist die Eintrittsöffnung 18 für die Treibflüssigkeit auf, welche von einer ringförmigen Eintrittsöffnung 20 für die Flüssigkeit aus dem Lagerbehälter 3 umgeben ist. Die Eintrittsöffnung 18 ist an die weitere Leitung 7 der Pumpe angeschlossen. In der Eintrittsöffnung 18 sind Einsätze 19 zur Erteilung einer Drehbewegung an die durchströmende Treibflüssigkeit vorgesehen. Der Dampf tritt durch die Öffnung 21 in den Lagerbehälter aus, während die Flüssigkeit durch die Öffnung 22 in die Saugleitung 4 austritt.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE:
   1. Einrichtung zur Entnahme verflüssigter Gase, deren Temperatur nahe bei ihrem Siedepunkt liegt, aus einem Lagerbehälter mittels einer oberhalb des Flüssigkeitsspiegels des Lagerbehälters angeordneten Pumpe, deren Saugleitung an eine nahe dem Boden des Lagerbehälters angebrachte Zuführungsvorrichtung angeschlossen und deren Druckleitung über eine weitere Leitung mit der Zuführungsvorrichtung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungsvorrichtung (5) eine Wirbelkammer (10 bzw. 17) mit ersten Öffnungen (13 bzw. 18) für den Eintritt von Treibflüssigkeit, zweiten Öffnungen (11 und/oder 12 bzw. 20) für den Eintritt von Flüssigkeit aus dem Lagerbehälter (3), dritten Öffnungen {14 bzw. 22) für den Austritt von Flüssigkeit und vierten Öffnungen (11 und/oder 12 bzw. 21) für den Austritt von Dampf aufweist, wobei die weitere Leitung (7) mit den ersten Öffnungen (13 bzw. 18) und die Saugleitung (4) mit den dritten Öffnungen (14 bzw. 22) verbunden ist und die zweiten und vierten Öffnungen (11 und/oder 12 bzw. 21) in den Lagerbehälter (3) münden.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirbelkammer (10) mit in der Nähe ihres einen Endes befindlichen tangentialen Öffnungen (13) zur Einführung der Treibflüssigkeit und mit in der Nähe des anderen Endes angeordneten Auslaßöffnungen (14) versehen ist, welche in einen ringförmigen Flüssigkeitssammelraum (15) münden, der tangentiale Ausflußöffnungen (16) aufweist.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsöffnung (18) für die Treibflüssigkeit in die Wirbelkammer (17) von einer ringförmigen Eintrittsöffnung (20) für die Flüssigkeit aus dem Lagerbehälter (3) um-

   geben und mit Einsätzen (19) zur Erteilung einer Drehbewegung an die durchströmende Treibflüssigkeit versehen ist.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungsvorrichtung (5) mit Vorrichtungen zur Verhinderung der Übertragung der Drehbewegung in der Wirbelkammer (10 bzw. 17) an die Flüssigkeit, in welche die Zuführungsvorrichtung eintaucht, versehen ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   USA.-Patentschrift Nr. 2 061013.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen