Приспособление для переливания сжиженного газа из мерной бутылки в баллон Советский патент 1935 года по МПК F17C7/02 

Для того, чтобы возможно было без потерь запасать, перевозить и расходовать сжиженные газы, кипящие при очень низкой температуре, необходимо принимать ряд мер, сущность которых сводится к тому, чтобы, с одной стороны, поддерживать сохранение сжиженного газа при соответствующей ему низкой температуре, а с другой стороны, применять такие приспособления, которые позволяют производительно использовать те газы, которые все-таки улетучиваются. Сущность изобретения заключается прежде всего в создании таких предварительных условий для запасания (вливания), транспорта и расходования газа, которые необходимы для защиты сжиженных газов от нежелательного испарения на всем пути, начиная от места производства до места потребления.

Уже известно, что кипящие при очень низкой температуре сжиженные газы, как например, жидкий воздух, жидкий азот, жидкий кислород и т. п., могут быть сохраняемы и перевозимы только в таких сосудах, которые сообщаются с наружным воздухом. Сосуды для хранения жидких газов должны быть или со(105)

вершенно открыты для наружного воздухаили, по крайней мере, быть снабжены запором, пропускающим воздух.

Известен также способ, согласно которому продукты испарения жидких газов направляются s газометр, находящийся под водяным запором, для того, чтобы впоследствии использовать эти, почти не имеющие давления продукты, например, подвергнуть их снова сгущению и т. п. Этим способом предполагалось также несколько уменьшить испарение.

Тщательные опыты показали, однако, что при равномерном давлении, существующем в газометре под водяной пробкой, не удается достигнуть сколько-нибудь заметного уменьшения испарения.

Для того, чтобы найти способ запасать низко-кипящие жидкие газы почти без всяких потерь, нужно отказаться от только что изложенных принципов хранения газов.

Предмет изобретения основан на той идее, что хранение жидких газов и присоединение к газоприемникам сосудов, содержащих жидкость, должны производиться при полном отсутствии сообщения жидкости с наружным воздухом.

На основании экспериментальных наблюдений удалось выяснить, что испарение жидких газов, которое происходит в обычных до сего времени способах при наличии сообщения с наружным воздухом и под атмосферным давлением, приблизительно на 80% больше того испарения, которое получается при применении очень медленного повышения давления, вызываемого самим испарением. Если же при этом рассчитать размеры присоединяемого к сосуду с жидкостью газоприемника таким образом, чтобы они соответствовали содержанию жидкого газа в испаренном и нормально согретом состоянии при существующем в этом приемнике избыточном давлении, то изобретение дает практически пригодный способ дли хранения и транспортирования без потерь жидких газов, кипчщих при очень низкой температуре.

Если имеют дело с резервуарами, .допускающими более высокое внутреннее давление, например, без применения безвоздушной изоляции, то можно повысить давление очень сильно, например, больше чем до 30 атмосфер, так что газоприемники могут иметь сравнительно очень малый объем. Если же требуется применить данное изобретение к резервуарам с вакуумом, которые обычно не способны выдерживать столь высокое внутреннее давление, то придется применить газоприемники несколько увеличенного объема, не выдерживающие более низкие давления. Если во время запасания (вливания) жидкого газа происходит одновременно и периодическое расходование его, то емкость газового приемника или приемников можно уменьшить соответственно количеству периодически расходуемого сжатого газа.

Кроме того, опытным путем установлено, что поскольку дело касается сохранения жидких газов под высоким давлением, преимущество, даваемое непрерывно повышающимся давлением и состоящее в уменьщении испарения, снова уменьшается, если уплотнения наливных и выпускных отверстий делаются обычным до сего времени способом, т. е. расположены снаружи. В этом случае сооб.«цение с наружным воздухом происходит

посредством столба газа, находящегося под давлением, а так как газы значительно лучше проводят теплоту при высоком давлении, то получается увеличенная передача тепла в направлении от наружного воздуха к жидкости. Поэтому требуется устранить столб газа, находящегося под давлением (а в применяющихся до сих пор баллонах с шейками такой столб существует); для этого следует перевести уплотнения ближе к поверхности жидкости, т. е. в место соединения шейки с корпусом баллона.

Наконец, для того, чтобы отводить из сосуда с жидкостью неизбежно испаряющиеся в этом сосуде количества газа, целесообразно применять идущий вокруг сосуда очень узкий змеевик, который окружается изолирующей массой и направлен соответственно окружающим сосуд зонам с различной температурой, так что устраняется слишком сильное нагревание при длинном пути.

В предлагаемом приспособлении для переливания сжиженного газа из мерной бутыли в баллон переливная трубка снабжена углублением для шарового клапана и свободно передвигающейся штангою, служащею для открывания, при повороте бутыли, пружинного затвора. Означенная переливная трубка, снабженная поворотным шаровььм затвором, предназначенным для взаимодействия с шаровым клапаном, выполнена выдвижной и снабжена дроссельным клапаном с рычагом, служащим для открывания этого клапана при ударе о подставку. Для наполнения нескольких бутылей применена поворотная на оси крестовина, на которой и прикреплены означенные бутыли. Крестовина устанавливается около содержащего сжатый газ сосуда и служит для очередного подвода бутылей к отливному мундштуку сосуда. Последний снабжен, кроме того, змеевиком, соединяющим его с мотором трубкой, предназначенной для подвода к мотору испаряющихся газов для использования их в качестве горючего.

На чертеже фиг. 1 изображает момент наполнения баллона жидкостью из наполнительной бутыли или из мерного сосуда; фиг. 2 и 3-детали, изображающие автоматически действующие клапаны или затворы; фиг. 4 - закрытый

и готовый к употреблению баллон; фиг. 5-револьверно - вращающуюся батарею мерных бутылей, а также схематическое пояснение использования теряемых газов в качестве горючего для двигателей внутреннего горения.

На фиг. 1 изображена наполнительная или мерная бутыль /, где 2 представляет часть стенки баллона высокого давления; сам баллон полностью не показан. На стенке находится затвор, зажатый винтами-шпильками 3,3с крыльчатыми гайками; трубка 4, выполненная с возможно тонкими стенками, образует собой камеру. Длина этой трубки в момент наполнения составляет кратчайший путь, какой только можно практически устроить между наполнительной бутылью и наполняемым баллоном.

Трубка 4 снабжена углублением 5 для шарового клапана 5, который автоматически открывается, как только бутыль окажется в опрокинутом положении и ось симметрии бутыли совпадет с осью центра тяжести баллона. В этом положении бутыли штанга 13, принудительно направляемая к трубке 4, под влиянием давления, движется сверху вниз, и когда она попадает своим упорным болтом на упор 20, то одновременно открывает как вышележащий шаровой «лапан 5, так и пружинный затвор 8, который управляется пружиной 6 и противодействующей пружиной 7. В виду того, что в положении наполнения открыты как шаровой клапан 5, так и пружинный затвор 8, для движения жидкости сверху вниз не представляется никаких препятствий. У трубки 4 находятся кабинки 9, 9, зажатые между кольцевыми сальниками //, 7/ и нажимными кольцами W, 10, так что s этом месте устранена утечка газа или жидкости. По возможности перед каждым случаем употребления уплотнения набивка 9, 9 заменяется новою, так как обледенение может вызвать свойлачивание и отвердение набивки. Вся описанная конструкция накладывается на стенку 2 баллона при помощи уплотнительных колец 12, 2, состоящих из мягкого упругого материала. Практический опыт последнего времени показал, что такое устройство, состоящее из известных уже раньше -И испытанных приспособлений, представляет полную защиту от утечки паров..

На фиг. 2 показано особое устройство шарового клапана 5. Наполнительная бутыль снабжена одним из известных шаровых затворов 15. Когда бутыль перемещается из нарисованного пунктиром положения в вертикальное положений вверх, причем шаровой затвор, как известно, герметически запирает отверстие, то одновременно заставляют шар падать, так что для жидкости открывается проход вниз согласно фиг. 1.

На фиг. 3 изображена деталь, показывающая автоматическое действие дроссельного клапана, применяемого вместо падающего запорного крана. При движении трубки 4 вниз угловой рычаг 16 ударяет в упорную подставку 17, вследствие чего поворачивается находящийся внутри дроссельный затвор, и жидкость из бутыли может свободно проходить вниз.

На фиг. 4 показан плотно закрытый баллон перед употреблением. После снятия трубки 4 и мерной бутыли 7 (фиг. 1) стенка баллона прочно закрывается гайкой 18. Пружинный затвор 6, под влиянием противодействующей пружины 7, возвращается в свое первоначальное положение. Развивающиеся в баллоне сжатые газы способствуют плотному прижиманию пружинного затвора к шаровому седалищу. В этом готовом к употреблению состоянии затвор, прижимаемый крыльчатыми гайками, снимается.

Один из существенных признаков изобретения состоит в том, что вследствие характера уплотнения переливная трубка 4 соприкасается как с мерной бутылью 7, так, и главным образом, с наполняемым баллоном 2 в очень немногих местах, так как главною поверхностью соприкосновения является заменяемая набивка 9. В других местах металл трубки почти не касается обеих соединяемых частей, так как трубка пустотелая.

Преимущество изобретения заключается в том, что при помощи накопившегося в бутыли благодаря затвору избытка давления вытекание происходит с надлежащею быстротой, необходимой для переливания, несопряженного со значительными потерями.

При этом необходимо, конечно, соблюдение условия, чтобы для получения определенного бъема сжатого газа из жидкости, содержащейся в резервуаре высокого давления или в батарее из таких резервуаров, бралось вполне определенное количество жидкости, соответствующее коэфициенту превращения и тому количеству газа, которое желательно получить путем испарения жидкости; для этого необходимо всегда так выбирать объем, занимаемый жидкостью в мерной бутыли, чтобы объел газа в баллоне, при заранее рассчитанном в нем давлении, полностью покрывался количеством жидкости; тогда потери при вливании совершенно устраняются, и обеспечена полная надежность устройства.

Сжиженные кислород, азот, углерод и другие, трудно поддающиеся сжижению, газы обнаруживают, как известно, при испарении неодинаковые физические свойства, которые обусловливаются не только различием состава, но и различием в степени чистоты одного и того же газа. Эти различия выражаются при переливании жидкости в том, что переливные приспособления должны быть так рассчитаны, чтобы при постоянном объеме мерной бутыли объем баллонов соответствовал удельному весу жидкости, принимая в расчет также определенное и заранее рассчитанное давление в баллоне, под которым хотят держать газы.

С целью наполнения нескольких бутылей 27 применена крестовина 22 (фиг. 5), на которой укреплены означенные бутыли. Крестовина 22 установлена около содержащего„ сжатый газ сосуда и служит для поочередного подвода бутылей 27 к отливному мундщтуку 23 упомянутого сосуда.

Сосуд снабжен соединительной трубкой 24, ответвленной от змеевика 25 и ведущей к мотору 26. Трубка 24 собирает утекающие газы, которые используются одним из известных способов для форсирования процесса сгорания в двигателе.

Технический успех, даваемый изобретением, состоит в том, что уже имеющиеся приспособленные для высокого давления сосуды, а также сосуды с вакуумной изоляцией могут быть полностью использованы для запасания сжатых газов, поскольку газы могут иметь в этих сосудах обычно применяемое давление в 150 атмосфер, не подвергая в то же время особо высокой нагрузке давления сосуд, служащий собственно для испарения.

Предмет патента.

1.Приспособление для переливания сжиженного газа из мерной бутыли в баллон, соединяемые друг с другом переливной трубкой с краном, отличающееся тем, что переливная трубка 4 (фиг, 1) снабжена углублением 5 для щарового клапана 5 и свободно передвигающейся в направляющих щтангою 75, служащею для открывания, при повороте бутыли, своим весом помещенного на стенке баллона пружинного затвора S, каковой баллон имеет внутри упор 20 для останова упомянутой щтанги (фиг. 1).

2.Форма выполнения приспособления по п. 1, отличающаяся тем, что трубка 4 (фиг. 2) снабжена поворотным щаровым затвором 75 известного уже устройства, предназначенным для взаимодействия с шаровым клапаном 5.

3.Форма выполнения приспособления по п. 1, отличающаяся тем, что трубка 4 выполнена выдвижной и снабжена дроссельным клапаном с рычагом 75, предназначенным для открывания этого клапана при ударе о подставку 77 (фиг. 3).

4.Применение при приспособлении по п. 1 поворотной на оси крестовины 22 для наполнения нескольких бутылей 27 (фиг. 5), укрепляемых на упомянутой крестовине, установленной около содержащего сжатый газ сосуда и служащей для поочередного подвода бутылей к отливному мундщтуку 23 упомянутого сосуда, снабженного, кроме того, змеевиком 25, соединяющим сосуд с мотором 26 трубкой 24, служащей для подвода к упомянутому мотору испаряющихся газов для использования их в качестве горючего. патенту ян-ной фирмы „Общество газовой промышленности с огр. для исследсятний по отв/ № 42500

иг1 /

fc

т J |ч -Н И

Фиги

rt ФипЗ

fXV/ и

Я|.Л

ГГТН

.- У У1 -ы2 тт - /////i

г