CH102269A - Regulierbares Verdampfungsgefäss für flüssigen Sauerstoff. - Google Patents

Description

  Regulierbares     Verdampfungsgefäss    für     flüssigen    Sauerstoff    Zur Aufbewahrung und zum Transport  von flüssigem Sauerstoff dienen     doppel-          wandige    Metallgefässe, bei denen der Raum  zwischen dem     innern    und äussern Gefässe  evakuiert ist, so dass ein Temperaturaustausch  zwischen dem Flüssigkeitsinhalte und der  Aussenluft verhindert wird.  



  In solchen Gefässen lässt sich Sauerstoff  oder flüssige Luft durch längere Zeit in flüs  sigem Zustande erhalten, besonders, wenn  vermittelst eines leichten Stöpsels aus gas  durchlässigem Stoffe, zum Beispiel aus  Baumwolle oder einem andern Faserstoffe,  der wärmeren Aussenluft der     Eintritt    in das  Gefäss erschwert wird.    Wenn man flüssigen Sauerstoff in ein  solches Gefäss einfüllt, dann muss bei Berüh  rung der Flüssigkeit mit den Innenwandun  gen des Gefässes eine solche Menge der  Flüssigkeit verdampfen. wie sie den Kälte  verlusten bei Abkühlung .der innern Blech  wandungen auf die niedrige Temperatur der  Flüssigkeit entspricht. Sie kann aus der spe  zifischen Wärme, der Masse und der Tem-         peratur    des abzukühlenden Blechmaterials  berechnet werden.  



  Da. die Grösse dieser Kälteverluste von der  Masse des Materials in der Innenwandung  des Gefässes abhängt, während die Wider  standsfähigkeit von der Blechdicke bestimmt       wird,    ist es wirtschaftlich unvorteilhaft, die  Wandstärken so zu wählen, dass die Gefässe  für solche     Verdampfungsdrücke    gebaut wer  den, die ausreichen, den verdampften Sauer  stoff in die üblichen Stahlflaschen, unter dem  hohen Drucke von mehr als 150 Atmosphä  ren, einzupressen. Dieser Gedanke, welcher  den Gegenstand eingehender Versuche ge  bildet- hat, musste daher aufgegeben werden.    Es genügt jedoch, die     Verdampfungs-          gefässe    für solche Drücke einzurichten, wie  sie für den Betrieb der Schweiss- und Schneid  brenner erforderlich sind.

   Die Masse des  beim Einfüllen auf die tiefe Temperatur des       flüssiben    Sauerstoffes abzukühlenden     Me-          talles    ist dann eine so geringe,     dass    die durch  Verdampfung - verloren gehenden Flüssig  keitsmengen nur geringe sind. Für die auto-           gene        Sehweissung    genügt in der Regel ein  Sauerstoffdruck von 1 bis 2 Atmosphären,  und wenn die Azetylenapparate für Gleich  druck eingerichtet sind, auch schon die Hälfte  dieser Drücke. Man kann daher die Wand  stärken der Bleche im     Verdampfungsgefäss     für Drücke bemessen, welche drei bis fünf  Atmosphären nicht zu übersteigen brau  chen.

   Die     Verdampfungsgefässe    können im  Sauerstoffwerk mit flüssigem Sauerstoff  gefüllt und in     Schweissereibetriebe    gebracht  werden, wo sie entweder direkt zur Ver  sorgung des Sauerstoffbedarfes dienen oder  an eine Sauerstoffrohrleitung angeschlossen  werden.  



  Wenn der Inhalt eines solchen     Verdamp-          fungsgefässes    beispielsweise 50 Liter flüssi  gen Sauerstoff zu fassen vermag, dann kann  für das gefüllte Gefäss ein Gesamtgewicht  von 80 kg angenommen werden, also etwa.  das gleiche Gewicht wie für eine mit 6     m3     Sauerstoff bei einem Drucke von 150 Atmo  sphären gefüllte handelsübliche     Stahlflasche.     50 Liter flüssiger Sauerstoff ergeben jedoch       uach    seiner Verdampfung annähernd 40     m3     gasförmigen Sauerstoff und entsprechen dem  Inhalte von mehr als sechs Stahlflaschen  im Gesamtgewichte von zirka 480 kg. Die  erzielten Ersparnisse an Transportkosten  sind daher sehr erhebliche.

   Aber auch der  in dem     Verdampfungsgefässe    erzeugte gas  förmige Sauerstoff hat dem in Stahlflaschen       gepressten    handelsüblichen Sauerstoff gegen  über den grossen Vorteil, dass er frei von  Sättigungswasser ist, welches bei der Auf  stapelung des verdampften Sauerstoffes in  Gasbehältern, sowie bei der Abfüllkompres  sion in .den Sauerstoff gelangt. Dieses Sät  tigungswasser     muss,    in der Schweissflamme  unter Wärmeverbrauch     mitverbrennen    und  verringert die Temperatur der Schweiss  flamme in solcher Weise, dass die Arbeits  leistung, ebenso wie die Qualität der Schweiss  verbindungen verschlechtert werden.

   Dieser       Melstand    wird durch die Verwendung der  wasserfreien     Verdampfungsprodukte    des     fliis-          sigen    Sauerstoffes behoben und an Arbeits  löhnen wird gespart. Auch wird die Industrie    entlastet von den ungeheuer hohen Anschaf  fungskosten für die üblichen Stahlflaschen,  und durch die Massenherstellung von Sauer  stoffverdampfungsgefässen wird eine neue  und lohnende Industrie geschaffen.

   Die  Kraftkosten für die Abfüllkompression blei  ben erspart und     überwiegen    die Verluste an  Kraft für die Luftkompression im Sauer  stoffwerk durch Ausscheiden der verhältnis  mässig geringen     Verdampfungskälte    bei der  Luftverflüssigung um ein     Mehrfaches.    Ein  wichtiger Vorteil der     Verwendung    von Nie  derdruckverdampfungsgefässen besteht aber  noch darin, dass die Gefahr schwerer Explo  sionen, die immer an die handelsübliche     Art     der Stahlflaschen geknüpft ist, ursächlich  ausgeschaltet bleibt.  



  Es war ursprünglich     beabsichtigt,    die       Beheizung    der Flüssigkeit in der Weise zu  regeln, dass die     Verdampfungsprodukte,     nachdem sie in einer Rohrschlange einen  Teil ihrer Kälte mit der umgebenden Luft  ausgetauscht haben, in dieser     Rohrschlange     wieder durch die     Fliissigheit    zu führen und  zur     Beheizung    derselben nutzbar zu machen.  



  Bei den Versuchen hat sich heraus  gestellt, dass man die Art der     Beheizung    auch  in der Weise einfach bewirken könne, dass  man regelbare Mengen von atmosphärischer  Luft in einer Rohrschlange durch die Flüs  sigkeit führt. Diese Rohrschlange kann so  angeordnet werden, dass ihr eines Ende an  der     obern    und ihr anderes Ende an der un  tern     Aussenwandung    des Gefässes mit der  atmosphärischen Luft in Verbindung steht  und nur an jener Stelle des Gefässes eine     gr;-          ssere    Heizfläche hat, an der die Verdampfung  der Flüssigkeit am vorteilhaftesten bewirkt  werden kann.

   Die in der Rohrschlange ent  haltene Aussenluft tauscht ihre Wärme mit  der Flüssigkeit aus und wird     abgekühlt    in  einen Zustand grösserer spezifischer     Schwere     und Dichte gebracht, so     dass    die     wärmere     Frischluft durch die obere Mündung der  Rohrschlange     ansaugt    und ein der Menge  der angesaugten Frischluft entsprechendes  Abströmen durch die untere Öffnung bewirkt  wird.      Man hat es daher in der Hand, die Menge  der durchströmenden Frischluft und damit  die Menge der     Verdampfungsprodukte    in  der Weise zu regeln, dass man den Eintritt  der Frischluft und nötigenfalls auch ihren  Austritt je nach Bedarf drosselt.  



  In der beiliegenden Zeichnung     is    als     Aus-          führungsbeispiel    des Erfindungsgegenstandes  ein     Verdampfungsgefäss    für flüssigen Sauer  stoff gezeigt, welches vermittelst einer Rohr  schlange direkt an die     Schlauchleitung    eines       Schweissbrenners    oder auch an ein Vertei  lungsgefäss für eine Mehrzahl von Schweiss  brennern angeschlossen werden kann. Druck  minderventile sind hierbei überflüssig, so  fern es sich um     Schweissbrenner    für an  nähernd     gleichgrosse    Betriebsdrücke handelt,  oder wenn eine Druckgleichheit zwischen  Sauerstoff und Azetylen besteht.

   Man kann  die Schlauchleitung aber auch an die Rohr  leitung eines     Schweissereibetriebes    anschlie  ssen und den Vergasungsdruck durch grössere  oder geringere Belastung der Lufteintritts  öffnung am     Verdampfungsgefäss    auf eine     Ge-          samtdruckhöhe    einstellen, wobei aber auch  dieser Gesamtdruck in üblicher Weise durch  Einbau eines     Druckminderventils    an jeder  einzelnen Entnahmestelle innerhalb der     Ge-          samtdruckhöhe    geregelt werden     kann.     



  Die Regulierung der Menge der durch  die Heizschlange im     Verdampfungsgefäss          strömenden        Beheizungsluft    kann vorteilhaft  durch Übertragung der     Druckschwankungen     in der Rohrleitung oder in einem Vertei  lungsgefäss auf die Drosselvorrichtung be  wirkt werden.  



       Uxn    zu verhindern, dass die     Beheizung     des flüssigen Sauerstoffes infolge des wech  selnden Flüssigkeitsstandes im     Verdamp-          fungsgefäss    schon in den     obern    Schichten des  selben eintritt, was zu stürmischen Ver  gasungen     Veranlassung    gibt, ist der den       Übergang    verhindernde evakuierte Raum  bis nahe an den untern Teil der Flüssigkeit  geführt, so dass die Verdampfung in den un  tersten Schichten der Flüssigkeit erfolgt und  auf jene Stelle     beschränkt    bleibt, die allein  wirksam zu sein braucht.

      Auf der     .beiliegenden    Zeichnung zeigt       Fig.1    ein derartiges Verdampf     ungsgefäss    für  flüssigen Sauerstoff.  



  1 ist das evakuierte     Verdampfungsgefäss     mit der rohrartigen     Veilängerung    2, durch  welches das in eine Rohrschlange über  gehende Heizrohr 3 für die     atmosphärische          Beheizungsluft    geführt ist. Dieselbe ist am  untern     Ende    durch die beiden     Wandungen     des     Verdampfungsgefässes    dicht geführt und  endet bei     3a    wieder in die Luft.

   Die obere       Eintrittsöffnung    für die     Beheizungsluft     kann durch Heben des Stöpsels 4 so weit  geöffnet werden, dass die für den jeweiligen  Bedarf nötige Menge der     Beheizungsluft    ein  zutreten vermag. Das     Verdampfuiigsgefäss    1  geht an seinem     obern    Ende in einen ver  stärkten Deckel 5 über, auf welchen ein ähn  licher Deckel 6 aufgesetzt und am besten  vermittelst eines Bajonettverschlusses dicht  angeschlossen werden kann.

   Der obere Deckel  trägt das Austrittsrohr 7 für den ver  gasten Sauerstoff, welches vermittelst einer  Rohrschlange entweder mit dem Sauerstoff  schlauche des Schweissbrenners direkt oder  bei einer Mehrheit derselben mit einem Ver  teilungsbehälter, oder auch mit dem Ver  teilungsrohr für den Sauerstoff im     ganzen     Schweisswerk     verbunden    ist. 8 zeigt eine  schematische Ansicht einer Ausführungsform  der Vorrichtung für die Übertragung des  Druckes des vergasten Sauerstoffes auf den       Luftabschlussstöpsel    4.

   Sie wird durch das  Gewicht der Vorrichtung 9, die bei 10 ihren  Drehpunkt am Gefässdeckel 6 hat, in der       Schlussstellung    des Stöpsels 4 gehalten, wo  bei diese noch durch den Druck in dem  Rohre 7. 8 unterstützt     wird.    Dieser     Schluss-          wirkunm    entgegengesetzt     wirkt    die Zugfeder  11, welche bewirkt,     class    entsprechend der  Druckverringerung durch Übertragung ver  mittelst 9 ein entsprechendes Heben des  Stöpsels 4 bewirkt wird.

   Im Betriebe stellt  sich der Stöpsel 4 so ein, dass jene Menge von  Heizluft in die Heizschlange 3 einzutreten  vermag, welche für die Verdampfung einer  entsprechenden Menge von flüssigem Sauer  stoff erforderlich ist. 12 ist ein Fussring für      (las     Verdampfungsgefäss,    der Beschädigungen       dFs        evakuierten    Raumes verhindern soll.  



  Beim     Gebrauche    wird das Gefäss im     Sauer-          @toffwerk    mit     flüssigem    Sauerstoff gefüllt,       Wonach    man     dasselbe    zum Verbrauchswerk       brinbt    und an die Sauerstoffversorgung an  schliesst.     Während    des Transportes muss die       Lufteintritts-    und     Luftaustrittsöffnung    durch  einen abnehmbaren Verschluss gesichert sein.

    Nach Aufstellung des Gefässes wird es mit  dem     Verschlussstücke    6 dicht verbunden und  hierauf an Stelle des lösbaren Deckels an der       Lufteintrittsöffnung    der Stöpsel 4 eingesetzt,  der Verschluss bei 3a geöffnet, und das     Ver-          dampfungsgefäss    ist dann im Betriebe. Es  arbeitet fortdauernd unter einem Drucke, der  an einer an einer     beliebigen    Stelle der     Rohr-          lcitung    oder der Schlauchleitung     eingebauten          Ablassvorrichtun.g    eingestellt werden kann.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCII Regulierbares Verdampfungsgefäss für flüssigen Sauerstoff, bestehend aus einem doppelwandigen Metallgefässe mit zwischen der Innen- und Aussenwandung evakuiertem Hohlraum, für beschränkte, nicht Tiber das Erfordernis von autogenen Schweiss- und Schneidbrennern hinausgehende Drücke, wo durch die Gefahren schwerer Explosionen behoben werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge der eine Rohrschlange durch strömenden Beheizungsluft durch den Ver- dampfungsdruck geregelt wird.

   UNTERANSPRUCH: Regulierbares Verdampfungsgefäss für flüssigen Sauerstoff, nach Patentanspruch, dadurch gekennzeiehnet, dass die Heizfläche der von der Beheizungsluft durchströmten Rohrschlange durch Eincbluss eines nicht wirksamen Teils derselben in einen evakuier ten Raum beschränkt ist.