CH97632A - Verfahren zum Füllen von Hochdruckflaschen mit Sauerstoff, Stickstoff, Wasserstoff, Luft oder andern schwer verflüssigbaren Gasen. - Google Patents

Description

  Verfahren zum Füllen von     Nochdruchflaschen        -mit    Sauerstoff, Stickstoff, Wasserstoff,  <B>Luft</B> oder andern schwer     verflüssigbaren    Gasen.    Die vorliegende Erfindung betrifft ein  Verfahren,     Hochdruckflaselien    mit Sauer  stoff, Stickstoff, Wasserstoff,     *Luft    oder an  dern schwer     verflüssigbauren    Gasen dadurch  zu füllen,     dass    in die     Hoolidruckflasche,    z.

       B.     eine bekannte,     Stahlflaselie,    flüssiger Sauer  stoff     usw.    eingefüllt wird, und     dass    man den  aus dem flüssigen Gas allmählich verdampfen  den Sauerstoff     usw.    sich     bis    auf den     ge-          wünsehten    Druck, von z. B.<B>150</B>     Atm.,    selbst  tätig in allmählich ansteigender Weise kom  primieren     lässt.     



  Es ist schon ein Verfahren bekannt     ge-          wc>riclen,    welches denselben Zweck, dadurch zu  erreichen sucht,     dass    der flüssige Sauerstoff  oder andere flüssige Gase, zunächst in eine  besondere ausserhalb Ader Stahlflasche     befind-          liehe        Maussflasche    eingefüllt wird -und dann       teilsdurch    sein     Eigengewielit,Aeilsdurch    den  Druck des in der nach aussen geschlossenen  Massflasche verdampfenden Gases in die  Hochdruckflasche eingetrieben werden soll.

      Die hierbei aufgestellte Forderung,     dass     das flüssige Gas     Üurch    den sehr engen Kanal  des     Flasellenventils    zuerst von selbst einflie  ssen und dann     eingepresst    werden soll, und  ,dann     von    der     uutern    Öffnung des     Ventil,-          ko,pfes    frei in die     Hochdruckflasche        hinein-          fliessen    soll, hat sieh auf Grund praktisch       angestellt-er        Versuere    als unausführbar er  wiesen.

   Denn der Kanal ist bei einer Länge  von etwa<B>30</B> bis 40     mm    lind einer lichten  Weite von höchstens 2 mm umgeben von  einer kompakten, stark wärmeleitenden Me  tallmasse. Das flüssige Gas verdampft sofort  im Ventilkopf,     und    die geringen Mengen, die  flüssig in die     Hochdruckflast'he        hinein-          tropfen,    verdampfen ebenfalls sofort am Bo  den der     Flaselle,    so     dass    sich in der Flasche  eine grosse Menge Gas anstaut und den     wei-          tern        Zufluss    von flüssigem Gas zurückdrängt.

    Dadurch entsteht also in -dem ganzen     System-          Hotlidruckflasche    -Ventilkopf<B>-</B> Rohrleitung     -          Massilasc'he    ein gleichmässiger und sich dau-           ernd        stei-,ender    Druck,<B>d. 11.</B> die     3,#lassfli-tsclie     <B>Zn</B>       muss    einen Druck von über<B>100</B> Alm. aushal  ten können.

   Das flüssige Gas verdampft also       iiielit    in der sondern in der  Massflasche, und zwar sehr schnell.     Das   <B>nach</B>  vollkommener Verdampfung in der Mass  flasche zurückbleibende Quantum     Sauerstoff-          (bei        zirha   <B>10</B> Liter     Tnhalt    unter<B>150</B>     Atni.     <B>1,5</B> cm' Sauerstoff von<B>1</B>     Atin.)    geht bei     jedes-          ni--iliger    Füllung verloren.

   Die praktischen  Versuche haben ferner ergeben,     dass    sogar bei  vollkommen     ausgeseliraubtem    Ventil, also bei       vIner        Offnung    von zirka.     22    mm, es nicht  möglich ist, flüssiges Gas in die     Stalilflasche          liineinzufüllen,    weil eine derart lebhafte     Ver-          flampfung-    einsetzt,     (lass    die herausströmenden       (-r'asmen-en    den weiteren     Zufluss    von Flüssig  keit so lange zurückdrängen, bis die ganze  Metallmasse der Flasche abgekühlt ist.  



  Bei     diesc:ni    beabsichtigten Verfahren ist  es;     praltisüli    auch nicht möglich, den Übel     --          stanul    des zu schnellen     Verdampfens    dadurch       züi    beheben,     dass    die     Hochdru-eliflasche    in ein       Ba:1        von    flüssiger Luft gestellt wird, um     flie     Stahlwandung der     Flaselie    auf die     Tempera,-          tur    der flüssigen Luft abzukühlen.  



  Eine solche Massnahme erfordert nämlich  zunächst sehr     Igrosse    Quantitäten flüssiger  Luft, die hierbei vollkommen verloren     gehen-          Es    sind zirka, 20 bis 25 Liter     flüssi,re    Luft  pro Stahlflasche ermittelt worden.

   Dabei  aber ist dieses Verfahren der in  ein Bad von     fhIssiger    Luft- auch sehr     gefalir-          lieb.        und    es verstösst gegen die Vorschriften,  die     verla-no#en,        dass    für die     Iloalidruckfiasche     eine mindeste untere Grenze der     Material-          delinbarkeit    unter allen Umständen erhalten  bleiben     muss;    denn bei einer     Abkühl-ano-    auf  n  <B>-180'</B> wird die Dehnbarkeit des     Stalils        vo-II-          kommen    aufgehoben.

   Es ist bekannt,     dass     Stahl in flüssige Luft getaucht, jede Dehn  barkeit verliert und glashart     und    spröde wird,       .'0        (lass    er schon bei mässigem Stoss wie Glas  zerspringt.  



  Bei     Einfübruno,    eines solchen Verfahrens  würden also     Kxplösionen    unvermeidbar sein.  Das     vorlie-entle    Verfahren vermeidet alle  fliese Fehler und     Cefahrquellen.    Das Verfah-         ren    ist, im folgenden anhand eines in der  Zeichnung     darg,estellten    Ausführungsbeispiels  einer     Hochdruchstalilflasolle    beispielsweise  erläutert:

       Ein    im Innern der     Stahlflaselie   <B>a</B>       befindlieher        Beh-älter        1)    wird- mit     flüssi-ein     Sauerstoff     usw,    gefüllt; dieser unten ge  schlossene Behälter ist     düniiwanclio"    damit er  schnell abgekühlt werden kann;

   er berührt  die Wandung der     Stalilflaselie    weder unten  noch an den Seiten, damit er durch eine     ru-          liende        Gasschielit    von der     wa.rmen        'Wandung     der     Stahlflasehe    isoliert ist.     mir        zür    Zentrie  rung des Innenbehälters sind wenige kleine  Stützen angebracht.

   Am obern Ende ist     divlit     unter dem     Ventilküpf    eine Reihe von     U-          ehern    vorgesehen     7uni        Driielz-aiis,-leioli        7%vi-          ,sehen    dem innern     Bebälter    und     flein        um-eben-          den        Flaschenra.    uni.  



  Ein solcher     dünn-,vandiger    Behälter     lässt     sieh ohne Schwierigkeit mit flüssigen     Galen     füllen, weil er     we-    n der geringen Metall  <B>,' e</B>     Il#    n  masse zur     Abli:ühluny    auf die tiefe     Tempera-          tur,des        flüssil-en        Crases    nur sehr     -erin-p        131en-          gen    der Flüssigkeit verbraucht.

   Das in dem  Behälter     befindlielie    flüssige Gas verdampft  nur langsam, weil es     rlureli    die umgebende  Luftschicht (zwischen a und     b)    von der     Au-          ssenwärine    isoliert ist und die zur     Verdainp-          fung        nötice,    Wärme nur vom     Flaschenhopr          LI     her durch die dünne     Wanflun-    erhält.

   Erst  wenn der Behälter bis an die Löcher     1-efüllt          ist#    so     dass    flüssiges     Cras    auf den Boden     der          Stahlflasehe        lierunterlänft,    entwickeln     sieli          jurch    die Verdampfung dieses Teils der  Flüssigkeit so viel Dämpfe,

       dass    keine     %veitere     Flüssigkeit mehr in die     Stahlfla.selie        hinein-          laufen        kann.        Da-durch        wird        g        (yleiüh7     Ende der Füllung     ;

  in-e7ei,-t..    Der Inhalt des  dünnwandigen Behälters vom Boden bis     züi     den Löchern ist der Grösse der     Stahlflaselif,          #        an-        tle        pa        sst,        damit        flie        Menge        der        liiiieiit,-,e-          ,crossenen    Flüssigkeit (lern     spätern        konipri-          I          mierten        Gasinlialt,

          der        ganzen        StalAflasellf,     entspricht.  



  Die Grösse des     Eini#atzbehälters    kann     anch          s-o    bemessen werden,     dass    mit der einmal ein  gegossenen Flüssigkeit gleichzeitig mehrere      Flaschen mit komprimiertem Gas gefüllt  werden können.  



  Die Füllung des dünnwandigen Behälters  <B>b</B> geschieht     inder    für flüssige Luft     usw.    be  kannten Weise durch einen     Syplion    oder       durGlieinenTrichter.        DieFüllungsöffnungwird     geschaffen durch Herausschrauben des Ven  tils oder     durcli    Verwendung eines mit ent  sprechend weiterer Bohrung     versehenen        Spe-          zia,lventils.     



  Die Einführung des     Innenbehälters    in die  Flasche kann in mehrfacher Weise gesche  hen: Es wird zum Beispiel der grosse     Vor-          selilusskonus        d    der Flasche herausgeschraubt  und, nachdem der Behälter an diesem     Kontis     'befestigt ist, wieder     eingeschraubt.    Oder an  dem verstärkten Boden der     Siahlflasehe    wird  ein     koniselier        Sühraubstöpsel    angebracht,

   wie  in der Zeichnung angedeutet     ist.    Nach<B>Öff-</B>  nung dieses unfern     Seliraubstöpsels    wird der  Behälter von unten" eingeschoben     und    der       Sthraubstöpsel    wieder verschraubt.<B>Da,</B> in  diesen beiden Fällen die Manipulation des  Aus- und     Eins-chraubens        nur    einmal stattzu  finden braucht, kann der     Verschluss    -wieder  vollkommen ;

  dicht verschraubt und eingelötet  werden.     Sehliesslicli    kann man auch ohne Auf  schrauben des     obern        Verschlusskonus        ci        und     ohne     Anbrino-en    eines untern     Verschlusskonus     durch     flie    für das     Flasehenventil    e     vorgese-          liene    Öffnung ein Rohr     aus        weiühem    dehn  baren Metall einführen     und        in.    der Flasche.

         pneumatiseli    oder hydraulisch so weit     aufbla-          sen,,class    es sieh zu einem     längliclien    Behälter  von dem gewünschten Inhalt c erweitert. Bei  Flaschen mit unterem     Verselilusskonus    kann  das Rohr selbstverständlich auch von unten  in die Flasche eingeführt werden.

   Der Innen  behälter kann auch so, gross gewählt werden,       dass    ein Flüssigkeitsinhalt ausreicht-, -um       -le,ieli7        eitig        mehrere        Flaschen        mit        kompri-          miertem.    Gas zu<B>-</B> füllen; er darf aber  die Innenwand der     Stahlflasche    nicht  berühren.

   Die Verdampfung des flüs  sigen Sauerstoffes     usw.    im Innern der       Stahlflasclie    bei geschlossenem Ventil geht  langsam     und        ohne-jede    plötzliche     Druckstei-          -erung    -und auch ohne starke Abkühlung der    Stahlflasche vor sich. Bei der Füllung und  der     na.rhfolgenden    Verdampfung der Flüssig  keit wird die Stahlflasche zweckmässig in das  Bad eines Heizmittels gestellt, damit sieh die       Flasehenwandung    möglichst wenig abkühlt.

    Eine zu starke Abkühlung der     Stalilflasche          muss    auf alle Fälle vermieden werden, -um die  untere     Dehnba.rkeitsgrenze    des Stahls nicht  zu unterschreiten.  



  Das vorliegende Verfahren hat ferner  noch den grossen Vorteil,     (lass    der in der  Stahlflasche sich selbst komprimierende  Sauerstoff     usw.    vollkommen frei von     Feueli-          tigkeit    und Öldämpfen ist.

   Bei der üblichen  Art der Flaschenfüllung mit einem Kom  pressor, der als Sauerstoffkompressor nur mit  Wasser oder Glyzerin geschmiert werden  darf, oder als Luft-     usw.    Kompressor mit<B>01</B>  geschmiert wird, nimmt das komprimierte  Gas auf dem Wege durch den Kompressor  bekanntlich grosse Mengen von Feuchtigkeit  oder     Öldämpfen    auf, die durch den nur     me-          clianisch    wirkenden.     HocUdruckreiniger    nicht  vollständig entfernt werden 'können. Daher  sammelt sich im Laufe von vielen Füllungen  in den     Siahlflaschen    schmutziges Wasser oder  <B>Öl</B> an, dessen Menge bis zu mehr als einem  Liter anwachsen kann.

   Wenn die     Siahlfla-          sehe    nach dem vorliegenden Verfahren mit       flüssi-em    Sauerstoff     usw.,,der    ja vollkommen  trocken ist, gefüllt wird, so bleibt das Gas in  ,der     Stalilflastlie    vollkommen trocken, und  auch bei     jedesmaliger    Neufüllung kann keine  feuchte Luft eindringen, weil während der  Füllung dauernd ein geringer Strom ver  dampfenden Gases aus der     Flaselie.    heraus  bläst und die feuchte Luft der Umgebung  dem Inhalt der Flasche     fernhält.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zum Füllen von Hochdruck flaschen mit Sauerstoff, Stickstoff, Wasser stoff, Luft oder anderen schwer verflüssig- baren Gasen, dadurch gekennzeichnet, dass ma,

   n das Gas in flüssigem Zustand in einen im Innern der 1-Tochdruckflasche befestigten Einsatzbehälter einfüllt und das aus der Flüssigkeit im Innern der Flasche allmählich durch Verda.nipfung entstandene Gas sieh selbsit s Ütig ohne jede plötzliche Druchstei- ,

   -erung bis auf den gewünschten Druck kom- D t' primieren lässt. UNTERANSPRüCHE:

   <B>L</B> Verfahren i-ia#ch Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man das flüssige Gas in einen im Innern der Hochdruckflas,che befindlichen, dünnwan#digen, unten ge schlossenen Einsatzbehälfer einfüllt, der die Innenwanflung der Hochdruckflasche nicht berührt und oben mit mehreren Of r- nuna-en versehen ist. 2.

   Verfahren nach Untera-nspruch.1, dadurch gekennzeichnet, & ss ma-n das flüssige Gas in einen in der Hoclidruckflasche befind lichen Einsatzbehälter einfüllt, der so gross ist, dass mit der einmal eingegossenen Flüs sigkeit gleichzeitig mehrere Flaschen mit komprimiertem Gas gefüllt werJen können.

   <B>3.</B> Verfahren nach 'Unteransprue.li <B>1,</B> dadurch "elzenn7eichnet, dass man das flüssige Gas in einen in der Hochdruckflasche befind lichen EinsaÜbehälter einfüllt, der von oben in die Flasche eingeführt und an einem am obern Ende der, Flasche ange brachten Verschlusskonns befestigt ist. 4.

   Verfahren nach TJnt-eransprueh <B>1,</B> dadurch gekennzeichnet, dass man das flüssige Gas in einen Einsatzbehälter im Innern einer Hochdruckflasche eiufüllt, die am Boden mit einem Verschlussstöpsel versehen ist.

   <B>5.</B> Verfahren nach Unteranspruch <B>1,</B> dadurch gekennzeichnet, dass man das flüssige Gas in einen in der Hochdruckflasche. befind lichen Einsatzbehälter einfüllt, der aus einem von -unten oder von oben in die Fla- sehe eingeführten und dann innerhalb der Flasche durch pneumatischen oder hydrau.- lischen Druck erweiterten Rohr aus wei chem, dehnbaren Metall hergestellt ist.

   <B>6.</B> Verfahren nach Unteranspruch<B>1,</B> dadurch gekennzeichnet, dass die H.oelldruckflaselie während der Füllung mit flüssigein, Gas und der nachfolgenden Verdampfung Jes- selben iiida#s Bad eines Heizmitfels gestellt wird.