FI77926C - Foerfarande och anordning foer avspaerring och/eller dosering av vaetska. - Google Patents

Description

77926

Menetelmä ja laite nesteen sulkemiseksi ja/tai annoste-lemiseksi

Keksinnön kohteena on menetelmä alhaisessa lämpö-5 tilassa kiehuvan, nesteytetyn kaasun pienien määrien an-nostelemiseksi patenttivaatimuksen 1 johdannon mukaisesti ja laite menetelmän suorittamiseksi patenttivaatimuksen 6 johdannon mukaisesti.

Alhaisessa lämpötilassa kiehuvan, nesteytetyn kaa-10 sun pienien määrien annostelemisen yhteydessä erityisesti L^-annostimella täytyy saada aikaan nestemäisen kaasun tasainen, häiriötön ja joka hetki suljettavissa oleva läpisyöttö, joka tarvittaessa voidaan kytkeä myös tahdissa tapahtuvaksi.

15 DE-hakemusjulkaisusta 27 32 318 on tunnettu neste mäisen typen annostelemiseksi tarkoitettu laite, jossa pystyakselin ympäri pyörivää levyä liikutetaan typen las-kuaukon alapuolella sitä pitkin. Levyn muodosta riippuen laskuaukko sulkeutuu tällöin enemmän tai vähemmän. Sel-20 laisella mekaanisella laitteella on kuitenkin ainoastaan nestemäisen typen tahdissa tapahtuva annostelu mahdollinen.

Edelleen on DE-hakemusjulkaisusta 31 41 465 tunnettua säätää alhaisessa lämpötilassa kiehuvan, nesteytetyn 25 kaasun annostelua laskuaukon muodostavalla neulaventtii- lillä. Tällöin solenoidi vetää neulaventtiilin venttiilin-vartta ylöspäin, niin että nestemäinen typpi voi päästä ulos annostuslaitteen säiliökappaleesta.

Tällöin on tosin tarpeen pitkien seisotusaikojen 30 jälkeen säiliön tyhjennyttyä ja uudelleen täyttämisen jälkeen tehdä jäätynyt venttiilinpesä ja vast, avaamisen jälkeen ei enää tiiviisti sulkeutuva venttiilinpesä käyttövalmiiksi kuumennuslaitteen avulla. Myös käytön aikana ilmankosteuden synnyttämät jääkiteet venttiilinpesässä 2 77926 johtavat nestemäisen kaasun epätasaiseen virtaukseen.

Keksinnön tehtävänä on tehdä mahdolliseksi alhaisessa lämpötilassa kiehuvan, nesteytetyn kaasun pienien määrien häiriötön annostelu erittäin yksinkertaisella 5 tavalla.

Tämä tehtävä ratkaistaan johdannon mukaisen menetelmän yhteydessä patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkeillä ja menetelmän suorittamiseksi tarkoitetun johdannon mukaisen laitteen yhteydessä patenttivaatimuksen 6 tunnus-10 merkeillä.

Keksinnön muita edullisia suoritusmuotoja on esitetty epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa.

Keksinnöllä saavutetut edut ovat erityisesti nähtävissä siinä, että laskuaukosta ulos tulevan alhaisessa 15 lämpötilassa kiehuvan, nesteytetyn kaasusuihkun häiriötön käynnistäminen ja pysäyttäminen varmistetaan erittäin yksinkertaisella tavalla. Tällöin voidaan ennen järjestelmän täyttämistä nesteellä varsinkin laskuaukko ja kammio, mutta mahdollisesti myös koko järjestelmä (säiliö, 20 johto) huuhtoa kuivalla kaasulla.

Keksinnön eräs suoritusesimerkki on esitetty piirustuksessa ja seuraavassa sitä selitetään lähemmin. Tällöin esittää kuvio 1 keksinnön mukaisen menetelmän suorittami-25 seksi tarkoitetun laitteen pitkittäisleikkausta, kuvio 2 keksinnön mukaisen sulkulaitteen kahta suo-ritusmultoa, ja kuvio 3 sulkulaitteen kahta suoritusmuotoa putken-muotoisen säiliön yhteydessä.

3Q Kuviossa 1 esitetty laite muodostuu sintrausmetal- likappaleesta 1, joka sijaitsee johdon 2 päässä, jota käytetään nesteytetyn kaasun syöttämiseksi. Sitrausmetalli-kappale 1 on sovitettu säiliöön 3, joka sisältää säiliön-seinään 14, etäisyydelle 21 säiliön 3 sisäpuolelle sovi-35 tetun nesteytetyn kaasun laskuaukon 4 ja yläosassaan useita höyrystyneen kaasun poistoaukkoja 5.

3 77926

Laskuaukko 4 on sovitettu edullisesti lieriömäiseen kappaleeseen 22, jonka kehällä 23 on kierteet 24. Kappale 22 on ruuvattu ulkokierteiden 24 avulla sisään sisäkier-teillä 25 varustettuun putkiyhteeseen 26, jonka säiliöön 3 5 sisään työntyvä pituus 27 on suurempi kuin kappaleen 22 leveys 28.

Laskuaukon 4 laskusivuun 29 päin oleva putkiyhteen 26 päätysivu 30 on sovitettu sen ulkohalkaisijaa 31 vastaavaan säiliönseinämän 14 aukkoon ja hitsattu kiinni säi-10 liönseinämään 14.

Laskuaukon 4 tulosivun 32 edessä on kuppimainen, huokoinen sintrausmetallikappale 13 asennettu putkiyhteeseen 25 kiinteästi yhdistetylle levylle 33, joka kappale muodostaa yhdessä pohjan muodostavan levyn 33 kanssa säi-15 liöstä 3 erotetun kammion 15. Kammioon 15 on liitetty johto 16, joka on suljettu magneettiventtiilillä 17. Säiliö 3 on puolestaan eristyksellä varustetun toisen säiliön 6 ympäröimä. Säiliöiden 3 ja 6 väliin muodostuu välitila 8. Säiliössä 6 ja eristyksessä 7 on kaasun ulostuloaukko 20 9, joka on sovitettu säiliössä 3 olevan nesteytetyn kaa sun laskuaukon 4 alapuolelle.

Keksinnön mukaisen laitteen toimintatapa on seuraa-va: paineen alaisena oleva ja kaasuun sekoitettu nestey-tetty kaasu, esimerkiksi typpi, pääsee johdon 2 kautta 25 sintrausmetallikappaleeseen 1, jonka poikkileikkaus on suurempi kuin tulojohdon poikkileikkaus. Sintrausmetallikappale 1 on kaasumaista ja nesteytettyä kaasua läpäisevä. Paineeltaan alentunut, nyt ilmakehän paineen alaisena oleva ja lämpötilassa -196°C kiehuva nestemäinen typpi 10 30 kerääntyy säiliön 3 pohjalle. Samoin -196°C kylmä kaasumainen typpi tulee poistoaukkojen 5 kautta säiliöiden 3 ja 6 väliseen välitilaan 8. Kaasunvirtaus on osoitettu nuolilla 11. Kylmä kaasu virtaa nyt hitaasti suureen kaasun ulostuloaukkoon 9 ja jäähdyttää tällöin koko laitteen 35 niin matalalle, että säiliössä 3 olevaan nestemäiseen typ- , 77926 4 peen voi ulkoapäin johtua mahdollisimman vähän lämpöä. Kaasumaisen typen 11 alhaisen nopeuden vuoksi ei kaasun-virtaus häiritse laskuaukosta 4 ulos tulevaa nestemäistä typpisuihkua. Koska laskuaukko 4 muodostuu vaihdetta-5 vasta kappaleesta 22, voidaan ulos tulevan nestesuihkun voimakkuutta aikayksikköä kohti muuttaa tarpeen mukaan. Laskuaukon 4 poikkileikkauksen ohella vaikuttaa nestemäisen typen jatkuvasti ulos tulevaan määrään aikayksikköä kohti vielä nestemäisen typen 10 nestepinnan korkeus.

10 Nestepinnan taso pidetään sen vuoksi vakiona korkeudeltaan säädettävän mittaussondin 12 avulla, joka aina tarpeen mukaan avaa tai sulkee johtoon 2 sovitetun, ei lähemmin esitetyn magneettiventtiilin. Laskuaukon 4 kautta jatkuvasti ulos tuleva annosteltu nestesuihku suljetaan varmasti syöt-15 tämällä jatkuvasti sulkukaasua kammioon 15. Tällöin sovittamalla laskuaukon 4 sisältävä kappale 22 välin 21 päähän säiliön 3 sisäpuolelle laskuaukko 4 tulee koko leveydeltä 28 ympäriltä nestemäisen typen 10 huuhtomaksi, niin että tapahtuu laskuaukon 4 jäähdyttäminen nestesuihkun 20 pysäyttämisen koko keston ajan. Lisäksi saadaan nestemäisen typen 10 läpi kuplivan sulkukaasun nousemisen vuoksi välitilaan 8 aikaan laitteen jäähdyttäminen myös nestesuihkun pysäyttämisen aikana. Tällöin saavutetaan sul-kupaineella, joka on erityisesti 0,1-0,4 baria yli neste-25 mäisen typen paineen, erittäin pienen kaasunkulutuksen yhteydessä riittävä sulkemispaine, joka vapauttaa kammion 15 nesteestä ja pitää laskuaukon 4 kuivana, ilman että päädytään kuivan sulkemiskaasun ja nesteen sekoittumiseen. Tällöin saadaan vähäinen sulkupaine aikaan sovittamalla 3Q sintrausmetallikappale 13 laskuaukon 4 eteen, jolloin toisaalta nestemäisen typen 10 hydrostaattinen paine kammioon 15 alenee ja toisaalta ylimääräiset vieraat osaset, kuten esimerkiksi metallilastut, pidetään etäällä lasku-aukosta 4. Kammioon 15, jolla on edullisesti pieni kam- 3 35 miontilavuus, noin 10 cm , tällä paineella kuljetettu sul- 77926 5 kukaasu poistuu toisaalta laskuaukon 4 kautta, jonka halkaisija tämän kammion tilavuuden yhteydessä on noin 2 mm, ja toisaalta sintrausmetallikappaleen 13 epäsäännöllisesti muotoiltujen aukkojen 34 kautta. Kaasun syötön 5 keskeytyessä johtoon 16 sovitetun magneettiventtiilin 17 välityksellä tulee nestemäistä typpeä heti jälleen ulos laskuaukosta 4, ilman että kaasun syötön keskeytyksen ja nestesuihkun ulostulon välillä on todettavissa mitattavaa aika-eroa. Luonnollisesti voidaan käyttää myös muita kyΙ-ΙΟ myyttä kestäviä suodattimia, kuten esimerkiksi sihtejä. Tällöin täytyy sintrausmetallikappaleen 13 aukkojen 34 yhteensä olla suuremmat kuin laskuaukko 4 viivytyksien välttämiseksi nesteen läpivirtauksessa laskuaukkojen 4 läpi.

15 Erityisen edulliseksi on osoittautunut annostuslait- teen omien alhaisessa lämpötilassa kylminä kiehuvien kaasujen käyttö sulku- ja vast, kuivatuskaasuina. Luonnollisesti on myös mahdollista käyttää muita kuivia sulkukaa-suja, joiden kiehumislämpötila on nestemäisten kaasujen 20 lämpötilan alapuolella, kuten esimerkiksi heliumkaasua 2 nestemäistä N -kaasua varten ja ^-kaasua nestemäistä argonia varten.

Kuvio 2 esittää keksinnön mukaisen sulkulaitteen erästä toista suoritusmuotoa, jolloin kuviossa 2a on esi-25 tetty kaavamaisesti kammion 15 pystysovitus ja kuviossa 2b kammion 15 vaakasovitus. Kammio 15 muodostuu tällöin säiliönseinämän 14 eteen muodostetusta säiliön 3 esitilas-ta 18, jonka nestemäistä typpeä varten tarkoitettu läpäi-syaukko 20 suljetaan levymäisellä sintrausmetallikappaleel-30 la 13. Esitilaan 18 on sovitettu keksinnön mukaisella menetelmällä erityisen yksinkertaisesti ja halvalla valmistettavissa oleva laskuaukko 4. Kammioon 15 aukeaa sulku-kaasun syöttämiseksi tarkoitettu johto 16, joka voidaan liittää kammioon 15 joko vaaka-asennossa tai pystyasen-35 nossa (esitetty katkoviivoin).

6 77926

Kuviossa 3a on esitetty kaavamaisesti vaaka-asentoon sovitettu putkimainen säiliö 3, jonka päädyssä olevaan säiliönseinämään 14 on sovitettu laskuaukko 4. Putkimaisen säiliön 3 kammio 15 saadaan aikaan asentamalla 5 levymäinen sintrausmetallikappale 13 laskuaukon 4 eteen.

Kammioon 15 on liitetty johto 16 sulkukaasun syöttämiseksi.

Jos putkimainen säiliö 3 on sovitettu laskuaukkoon 4 päin vaakasuoraan nähden kohoavaan kulmaan 19, joka on edullisesti suurempi kuin 15°, tai jos ei lähemmin esi-1Q tetyllä säiliöllä 3 on päälleen asetettu, L-muotoinen ääriviiva, jonka ylempään kulmaan taivutettuun osaan on sovitettu laskuaukko 4, sulkulaite toimii ilman sintrausme-tallilevyä 13. Kammion 15 muodostaa tällöin putkimaisen säiliön 3 sisäpuolelle syntynyt kaasukupla.

Claims (9)

1. Menetelmä sellaisen nesteen sulkemiseksi ja/tai annostelemiseksi, joka voi virrata ulos säiliössä (3) ole-5 vasta ulostuloaukosta (4), jolloin ulosvirtaavan nesteen sulkemiseksi muodostetaan paineen alainen kaasukupla ulos-tuloaukon (4) eteen, jolloin kaasukuplan korotettu paine vastaa vähintään ulostuloaukon (4) ympäristössä vallitsevaa nesteen kokonaispainetta, tunnettu siitä, 10 että säiliö (3) on kylmäeristetty ja täytetty alhaalla kiehuvalla, nesteytetyllä kaasulla, että säiliön (3) sisään ulostuloaukon (4) eteen on sovitettu huokoinen kappale (13) ja että kaasukupla muodostetaan huokoisen kappaleen (13) ja ulostuloaukon (4) väliin ja sitä ylläpidetään 15 johtamalla jatkuvasti sulkukaasua.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaasukupla ylläpidetään sul-kupaineessa, joka on 0,1 - 5 bar suurempi kuin nesteytetyn kaasun paine.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaasukupla ylläpidetään sul-kupaineessa, joka on 0,1 - 0,4 bar suurempi kuin nesteytetyn kaasun paine.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen mene-25 telmä, tunnettu siitä, että säiliö (3) sovitetaan ulostuloaukkoon (4) päin kalleelleen siten, että säiliö muodostaa vaakasuoran tason kanssa terävän kulman (19).

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kulma (19) on suurempi kuin 30 15°.

6. Laite patenttivaatimuksen 1 mukaisen menetelmän toteuttamiseksi, joka laite käsittää säiliön, jossa on nesteen ulostuloaukko (4) ja tähän sovitettu sulkulaite, jolloin sulkulaite muodostuu erillisestä kammiosta 35 (15), jossa on sisääntulo nestettä varten, tunnet tu siitä, että säiliö (3) on kylmäeristetty ja täytetty alhaalla kiehuvalla kaasulla ja että sisääntulo (20) kammioon (15) muodostuu huokoisesta kappaleesta (13). 8 77926

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laite, tunnettu siitä, että kammio (15) ja kappale (22) , jossa on ulostuloaukko (4) ovat sovitetut säiliön (3) sisäpuolelle välimatkan (21) päähän säiliön pohjasta, ja nii- 5 tä ympäröi nestekaasu.

7 77926

8. Patenttivaatimuksen 6 tai 7 mukainen laite, tunnettu siitä, että huokoisen kappaleen (13) aukot (34) ovat yhteensä suuremmat kuin ulostuloaukko (4) .

9. Jonkin patenttivaatimuksen 6-8 mukainen lai te, tunnettu siitä, että huokoinen kappale (13) on ruukunmuotoinen sintrattu kappale. 9 77926