EP0154168B1 - Integrierter Kompaktgasphasenseparator und Unterkühler - Google Patents

Integrierter Kompaktgasphasenseparator und Unterkühler Download PDF

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EP0154168B1
EP0154168B1 EP19850101094 EP85101094A EP0154168B1 EP 0154168 B1 EP0154168 B1 EP 0154168B1 EP 19850101094 EP19850101094 EP 19850101094 EP 85101094 A EP85101094 A EP 85101094A EP 0154168 B1 EP0154168 B1 EP 0154168B1
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gas
subcooler
separator
gas phase
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Rolf H. Wieland
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Messer Griesheim GmbH
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Messer Griesheim GmbH
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Definitions

  • the invention relates to a device for separating the gas phase which evaporates during the conveyance of pressurized, low-boiling liquid gas and for subcooling the remaining liquid phase according to the preamble of claim 1.
  • the invention has for its object to provide a device for separating the gas phase evaporating during the conveyance of pressurized, low-boiling liquid gas and for subcooling the remaining liquid phase, which can be arranged as a compact device immediately before the machine that consumes the low-boiling liquid gas, none External energy is required and is maintenance-free.
  • the device according to the invention comprises a subcooler with a bath of cold liquid gas, a gas phase separator immersed in the cooling bath, a cooling coil for transporting liquid from the gas phase separator through the cooling bath to lower the temperature of the liquid gas in the cooling coil and its return transport to the supply lines, and a float valve control mechanism for Control of the liquid level in the subcooler and separator bath.
  • the drawing illustrates an embodiment of the invention as a schematic drawing, which represents an integrated compact gas phase separator and subcooler built according to the invention.
  • an integrated compact gas phase separator and subcooler 11 for removing gas phases from liquid gas and for subcooling the liquid gas can be seen, which leads to the subcooler 11 through a transport line connected to an inlet pipe 13, freed from the gas phase, subcooled and to a transport line through a Exhaust pipe 15 is passed.
  • the subcooler comprises a container 17 which is vacuum-insulated to prevent thermal leaks. The outside of the container 17 is not excessively cooled and the insulation prevents the cold from flowing out inside the container 17.
  • a cooling bath 19 of liquid gas is maintained within the container 17, which can optionally be a surrounding bath of liquid nitrogen at 196 ° C (-320 ° F) and atmospheric pressure (14.7 psi).
  • the cooling bath 19 is held on a liquid level 21 by means of a valve 23, a float 25 being connected to the valve 23 by means of an arm 27.
  • the gas phase separator includes a separator container 29 which is arranged within the container 17 and is located in the cold cooling bath 19.
  • Liquid gas flows through the inlet pipe 13 from a liquid gas supply line into the container 29 through an opening 31 into a separator liquid bath 33 held at a liquid level 35 by means of the position of a discharge pipe 37 23 out from where they are brought into the upper part of the container 17 above the liquid level 21. From there, the evaporated portion of the atmosphere can be discharged through a vent valve 39 attached to the upper part of the container 17.
  • the vent valve 39 can be closed and the evaporated portion can be transported to a pressure regulator 41 through the pipe 43.
  • the pressure regulator 41 can instead of regulating the ambient pressure set by the vent valve 39 in the container 17, provided that the vent valve 39 is closed, take over the pressure control in the container 17, the pressure being increased or decreased above or below the ambient pressure, as a result of which the temperature of the Liquid gas in the cooling bath 19 is controllable.
  • liquid in the separator liquid bath 33 is fed out of the separator through an opening 45 in the lower part of the separator container 29 into the cooling coils 47, where the supercooling of the liquid gas contained in the coils and the conduction thereof to the outlet pipe 15 takes place at the desired temperature and corresponding pressure Heat exchange takes place.
  • liquid nitrogen can enter the subcooler 11 through the inlet pipe 13 at -178 ° C (- 289 O F) and 4.2 kg / cm 2 (60 psi) and are led to outlet pipe 15 at 196 ° C (-320 ° F) and 4.2 kg / cm 2 (60 psi).
  • the heat from the cooling coils 47 heats the liquid in the cooling bath 19 and causes part of it to evaporate so as to lower the liquid level 21 and thereby actuate the valve 23 to open and discharge gas from the upper part of the separator container 29.
  • liquid is transported from the separator to the valve 23 in the container 17. This causes the liquid level 21 to rise as the float 25 is raised and the valve 23 is shut off.
  • the subcooler 11 used at this point to explain the invention is also suitable for the use of cryogenic liquids which are different from liquid nitrogen.
  • the subcooler 11 is compact in size and allows the user to place it on or near the device where the supercooled liquefied petroleum gas is consumed.
  • the liquid in the separator tank 29 is the consumable liquid to be treated in the separator and subcooler and is returned to the supply lines through the outlet pipe 15.
  • the liquid gas is liquid nitrogen, which is introduced into the gas phase separator at a temperature of approximately -178 ° C ( ⁇ 289 ° F) and a pressure of 4.2 kg / cm 2 (60 psi) in Subcooler 11 is subcooled and transported to the supply lines through outlet pipe 15 at approximately -196 ° C (-320 ° F) and 4.2 kg (60 psi).
  • the subcooler 11 can also be used to treat liquefied gases, such as oxygen, helium, hydrogen, liquefied petroleum or natural gases, etc.
  • liquefied gases such as oxygen, helium, hydrogen, liquefied petroleum or natural gases, etc.
  • the liquefied petroleum gas coming from the subcooler 11 is freed from the gas phase and subcooled, so that it is better able to withstand the action of heat and, in the case of nitrogen, does not begin to evaporate before it reaches a temperature of -196 ° C (-289 ° F ) has reached.
  • a gas phase separator integrated in the subcooler is used.
  • gas is led out of the gas phase separator, liquid is transported to the subcooler bath and a liquid level is maintained both in the gas phase separator and in the subcooler by means of a float valve.
  • the device according to the invention is of very compact dimensions (approx. 41 cm (16 inches) outer diameter x 61 cm (24 inches) height), which enables the user to set up the unit on the device where the supercooled liquid gas is consumed.
  • the liquid level 35 of the separator bath is kept constant by the height of the drain pipe 37, which is connected to the valve 23.
  • the separator tank 29 then allows gas to escape until the liquid level 35 reaches the drain pipe 37, whereupon the liquid from the separator liquid bath 33 of the separator tank 29 passes into the subcooler tank until the liquid level 21 of the cooling bath 19 has risen high enough to close the valve 23 is.
  • the cooling bath automatically cools to -196 ° C (-320 ° F) at ambient pressure. Accordingly, the heat from the cooling coils 47, as soon as the ⁇ 178 ° C (Kühl289 ° F) warm liquid nitrogen flows through the cooling coils 47, vaporizes the surrounding bath, with the liquid level 21 falling and the valve 23 opening, which releases all gases withdrawn in the separator container 29 and after the gases have been withdrawn, draws liquid from the separator liquid bath 33 in order to transport them to the cooling bath 19, to supplement them and to bring them to their level.
  • the device according to the invention enables an automatic system with only one moving part, the valve 23. It does not require temperature control devices, solenoid valves or energy supplies.
  • the outlet temperature of the liquid gas can be regulated by optionally pressurizing the container 17 by the pressure regulator 41 while the vent valve 39 is closed.
  • the temperature of the cooling bath 19 becomes higher than -196 ° C (-320 ° F), provided the pressure in the container 17 is set to values above atmospheric pressure.
  • the bath temperature becomes colder than -196 ° C (-320 ° F), if negative pressure is applied to the surrounding cooling bath 19.
  • the integrated subcooler separator according to the invention delivers absolute liquid without gas phases, at any desired temperature by suitable selection of the pressure in the subcooler.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abtrennen der bei der Förderung von unter Druck stehendem, tiefsiedendem Flüssiggas verdampfenden Gasphase und zur Unterkühlung der verbleibenden Flüssigphase nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
  • Beim Transport derartigen Flüssiggases vom Drucklagerbehälter zu der Stelle, wo es verwendet werden soll, entstehen Probleme durch Wärmelecks in der Transportleitung, insbesondere dann, wenn die Transportleitungen lang sind. An diesen Wärmelecks verdampft eine gewisse Menge Flüssiggas zu einer Gasphase, welche von dem Flüssiganteil abzutrennen ist. Es genügt jedoch nicht, nur die Gasphase abzutrennen, sondern die verbleibende Flüssigphase muß unterkühlt werden, so daß sie eindringende Wärme aufnehmen kann ohne zu verdampfen.
  • Hierzu entspannt man einen Teil des unter Druck stehenden tiefsiedenden Flüssiggases auf einen niedrigeren Druck. Hierbei entsteht eine Flüssigkeit mit niedrigerer Temperatur, die man mit dem Flüssiggas in Wärmeaustausch bringt, um es zu unterkühlen. Eine entsprechende Einrichtung zeigt die US-A-3 866 427. Derartige Einrichtungen benötigen viel Platz, ihr Betrieb erfordert Fremdenergie und sie müssen überwacht und gewartet werden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Abtrennen der bei der Förderung von unter Druck stehendem, tiefsiedendem Flüssiggas verdampfenden Gasphase und zur Unterkühlung der verbleibenden Flüssigphase zu schaffen, die als kompaktes Gerät unmittelbar vor der das tiefsiedende Flüssiggas verbrauchenden Maschine angeordnet werden kann, keine Fremdenergie benötigt und wartungsfrei ist.
  • Ausgehend von dem im Oberbegriff des Anspruches 1 berücksichtigten Stand der Technik ist diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt einen Unterkühler mit einem Bad aus kaltem Flüssiggas, einen in das Kühlbad eingetauchten Gasphasenseparator, eine Kühlschlange zum Transport von Flüssigkeit vom Gasphasenseparator durch das Kühlbad zur Herabsetzung der Temperatur des Flüssiggases in der Kühlschlange und dessen Rücktransport zu den Versorgungsleitungen sowie einen Schwimmerventilkontrollmechanismus zur Regelung des Flüssigkeitsniveaus im Unterkühler- und Separatorbad.
  • Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung als Schemazeichnung, welche einen erfindungsgemäß gebauten integrierten Kompaktgasphasenseparator und Unterkühler darstellt.
  • In der Zeichnung ist ein integrierter Kompaktgasphasenseparator und Unterkühler 11 zum Entfernen von Gasphasen aus Flüssiggas und zum Unterkühlen des Flüssiggases zu sehen, welches zum IJnterkühler 11 durch eine mit einem Einlaßrohr 13 verbundene Transportleitung geführt, von der Gasphase befreit, unterkühlt und zu einer Transportleitung durch ein Auslaßrohr 15 geleitet wird. Der Unterkühler umfaßt einen zur Verhinderung von Wärmelecks vakuumisolierten Behälter 17. Die Außenseite des Behälters 17 wird nicht übermäßig abgekühlt und die Isolierung verhindert, daß die Kälte im Innern des Behälters 17 nach außen abströmt.
  • Es wird ein Kühlbad 19 aus Flüssiggas innerhalb des Behälters 17 aufrechterhalten, welches gegebenenfalls ein umgebendes Bad aus flüssigem Stickstoff bei ­196°C (-320 °F) und Atmosphärendruck (14,7 psi) sein kann. Das Kühlbad 19 wird auf einem Flüssigkeitsspiegel 21 mittels eines Ventils 23 gehalten, wobei ein Schwimmer 25 mit dem Ventil 23 mittels eines Arms 27 verbunden ist.
  • Der Gasphasenseparator schließt einen Separatorbehälter 29 ein, welcher innerhalb des Behälters 17 angeordnet ist und sich im kalten Kühlbad 19 befindet.
  • Durch das Einlaßrohr 13 fließt Flüssiggas von einer Flüssiggasversorgungsleitung in den Behälter 29 durch eine Öffnung 31 in ein auf einem Flüssigkeitsniveau 35 mittels der Lage eines Ablaßrohres 37 gehaltenes Separatorflüssigbad 33. Die aus dem Separatorflüssigbad 33 abgetrennten Gasphasen werden vom Separatorbehälter 29 durch das Ablaßrohr 37 zum Ventil 23 geführt, von wo aus sie in den oberen Teil des Behälters 17 oberhalb des Flüssigkeitsspiegels 21 verbracht werden. Von dort aus kann der verdampfte Anteil an die Atmosphäre durch ein am oberen Teil des Behälters 17 angebrachtes Entlüftungsventil 39 abgelassen werden.
  • Alternativ kann das Entlüftungsventil 39 geschlossen und der verdampfte Anteil zu einem Druckregler 41 durch das Rohr 43 transportiert werden. Der Druckregler 41 kann anstelle der Regelung des vom Entlüftungsventil 39 im Behälter 17 eingestellten Umgebungsdrucks, sofern das Entlüftungsventil 39 geschlossen ist, die Druckregelung im Behälter 17 übernehmen, wobei der Druck über oder unter den Umgebungsdruck gesteigert bzw. gesenkt wird, wodurch auch die Temperatur des Flüssiggases im Kühlbad 19 regelbar ist.
  • Die Flüssigkeit im Separatorflüssigkeitsbad 33 wird aus dem Separator heraus durch eine Öffnung 45 im unteren Teil des Separatorbehälters 29 in die Kühlschlangen 47 geführt, wo zum Unterkühlen des in den Schlangen enthaltenen Flüssiggases und zu dessen Weiterleitung zum Auslaßrohr 15 bei der gewünschten Temperatur und entsprechendem Druck ein Wärmeaustausch stattfindet. So kann beispielsweise flüssiger Stickstoff in den Unterkühler 11 durch das Einlaßrohr 13 bei -178 °C (- 289 OF) und 4,2 kg/cm2 (60 psi) gelangen und zum Auslaßrohr 15 bei ­196°C (-320 °F) und 4,2 kg/cm2 (60 psi) geführt werden.
  • Die Wärme aus den Kühlschlangen 47 erwärmt die Flüssigkeit im Kühlbad 19 und bringt einen Teil davon zum Verdampfen, um so den Flüssigkeitsspiegel 21 zu senken und dadurch das Ventil 23 zum Öffnen zu betätigen und Gas aus dem oberen Teil des Separatorbehälers 29 abzuführen. Sobald das ganze Gas aus dem oberen Teil des Separatorbehälters 29 abgeführt ist und das Niveau des Separatorflüssigkeitsbades 33 das Ablaßrohr 37 erreicht hat, wird Flüssigkeit aus dem Separator zum Ventil 23 in den Behälter 17 transportiert. Dies bewirkt ein Ansteigen des Flüssigkeitsspiegels 21 mit Heben des Schwimmers 25 und Absperren des Ventils 23.
  • Der an dieser Stelle zur Erläuterung der Erfindung benutzte Unterkühler 11 ist auch für den Gebrauch von Tieftemperaturflüssigkeiten, welche von flüssigem Stickstoff verschieden sind, geeignet. Der Unterkühler 11 ist in seinen Ausmaßen kompakt und ermöglicht es dem Benutzer, ihn an oder in der Nähe der Vorrichtung aufzustellen, wo das unterkühlte Flüssiggas verbraucht wird.
  • Die Flüssigkeit im Seperatorbehälter 29 ist die im Separator und Unterkühler zu behandelnde Verbrauchsflüssigkeit, welche zu den Versorgungsleitungen durch das Auslaßrohr 15 zurückgeführt wird.
  • Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Flüssiggas flüssiger Stickstoff, welcher in den Gasphasenseparator bei einer Temperatur von ca. -178 °C (―289 °F) und einem Druck von 4,2 kg/cm2 (60 psi) eingeleitet ist, im Unterkühler 11 unterkühlt und zu den Versorgungsleitungen durch das Auslaßrohr 15 bei ca. -196 °C (-320 °F) und 4,2 kg (60 psi) transportiert wird.
  • Außer flüssigem Stickstoff können mit dem Unterkühler 11 auch verflüssigte Gase, wie Sauerstoff, Helium, Wasserstoff, verflüssigte Erdöl- oder Erdgase etc. behandelt werden. Das aus dem Unterkühler 11 stammende Flüssiggas ist von der Gasphase befreit und unterkühlt, so daß es der Einwirkung von Wärme besser standzuhalten vermag und im Fall von Stickstoff nicht eher zu verdampfen beginnt, als es eine Temperatur von -196 °C (-289 °F) erreicht hat. Erfindungsgemäß wird ein in den Unterkühler integrierter Gasphasenseparator eingesetzt. Ferner wird nach der Erfindung Gas aus dem Gasphasenseparator herausgeleitet, Flüssigkeit zum Unterkühlerbad transportiert und sowohl im Gasphasenseparator als auch im Unterkühler mittels eines Schwimmerventils ein Flüssigkeitsniveau aufrechterhalten.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist von sehr kompakten Ausmaßen (ca. 41 cm (16 Zoll) Außendurchmesser x 61 cm (24 Zoll) Höhe), welche es dem Benutzer ermöglichen, die Einheit bei der Vorrichtung aufzustellen, wo das unterkühlte Flüssiggas verbraucht wird.
  • Das Flüssigkeitsniveau 35 des Separatorbades wird durch die Höhe des Ablaßrohres 37, welches mit dem Ventil 23 in Verbindung steht, konstant gehalten.
  • Sobald sich der Separatorbehälter 29 bis zur Höhe des Abflußrohres 37 füllt, bewegt sich die Flüssigkeit aus dem Separator in den Unterkühler, bis die Flüssigkeit im Unterkühler den Flüssigkeitsspiegel 21 erreicht, was zum Schließen des Ventils 23 führt. Wärme aus den Kühlschlangen 47 verdampft sodann einen Teil der Flüssigkeit im Kühlbad 19, wobei der Flüssigkeitsspiegel 21 gesenkt und das Ventil 23 geöffnet wird, um das Gas aus dem Separatorbehälter 29 in den Behälter 17 eintreten zu lassen, da das Flüssigkeitsniveau 35 wegen des Austritts von Flüssigkeit aus dem unteren Teil des Separatorbehälters 29 in die Kühlschlangen 47 abgesenkt ist. Der Separatorbehälter 29 läßt sodann Gas so lange austreten, bis das Flüssigkeitsniveau 35 das Ablaßrohr 37 erreicht, worauf die Flüssigkeit aus dem Separatorflüssigkeitsbad 33 des Separatorbehälters 29 in den Unterkühlerbehälter so lange übertritt bis der Flüssigkeitsspiegel 21 des Kühlbades 19 zum Schließen des Ventils 23 hoch genug angestiegen ist.
  • In der Praxis findet ein mehr oder weniger ständiges Austreten von Gas aus dem Separatorbehälter 29 statt, weil das Ventil 23 nie völlig schließt und ständig Gas austreten läßt und so die Flüssigkeit im Kühlbad 19 ergänzt.
  • Sobald flüssiger Stickstoff vom Separatorbehälter 29 zum Kühlbad 19 transportiert wird, kühlt dieser automatisch bei Umgebungsdruck auf -196 °C (-320 °F) ab. Demgemäß bringt die Wärme aus den Kühlschlangen 47, sobald der ―178°C (―289°F) warme flüssige Stickstoff durch die Kühlschlangen 47 strömt, das umgebende Bad zum Verdampfen, wobei der Flüssigkeitsspiegel 21 fällt und das Ventil 23 öffnet, welches alle Gase im Separatorbehälter 29 abzieht und nach dem Abziehen der Gase Flüssigkeit aus dem Separatorflüssigkeitsbad 33 abzieht, um sie zum Kühlbad 19 zu transportieren, zu ergänzen und auf sein Niveau zu bringen.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht ein automatisches System mit nur einem beweglichen Teil, dem Ventil 23. Sie benötigt weder Temperaturregeleinrichtungen, noch Magnetventile oder Energieversorgungen. Gewünschtenfalls kann die Auslaßtemperatur des Flüssiggases geregelt werden, indem der Behälter 17 gegebenenfalls durch den Druckregler 41 mit Druck beaufschlagt wird, während das Entlüftungsventil 39 geschlossen ist. Im Falle von flüssigem Stickstoff wird die Temperatur des Kühlbades 19 höher als -196 °C (-320 °F), sofern der Druck im Behälter 17 auf Werte oberhalb Atmosphärendruck eingestellt ist. Andererseits wird die Badtemperatur kälter als -196 °C (- 320 °F), sofern Unterdruck am umgebenden Kühlbad 19 angelegt wird. Demgemäß liefert der erfindungsgemäße integrierte Unterkühler-Separator absolute Flüssigkeit ohne Gasphasen, und zwar bei jeder gewünschten Temperatur durch geeignete Wahl des Drucks im Unterkühler.

Claims (3)

1. Vorrichtung zum Abtrennen der bei der Förderung von unter Druck stehendem, tiefsiedendem Flüssiggas verdampfenden Gasphase und zur Unterkühlung der verbleibenden Flüssigphase, mit einem isolierten Behälter (17) zur Aufnahme eines Kühlbades (19), welches aus einem auf niedrigen Druck entspannten Teilstrom des tiefsiedenden Flüssiggases gebildet wird, sowie einer Einrichtung (39, 41, 43) zum Abzug der Gasphase aus dem isolierten Behälter (17), wobei ferner ein Einlaßrohr (13) und ein Auslaßrohr (15) für das zu behandelnde tiefsiedende Flüssiggas vorgesehen sind und Einrichtungen zur Wärmeübertragung von dem zu behandelnden tiefsiedenden Flüssiggas auf das Kühlbad (19) und zur Konstanthaltung des Flüssigkeitsspiegels (21) des Kühlbades (19) vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des isolierten Behälters (17), im Kühlbad (19) ein Separatorbehälter (29) angeordnet ist, in welchen das Einlaßrohr (13) mündet und der Separatorbehälter (29) im unteren Teil zum Abzug der Flüssigphase eine Öffnung (45) aufweist, welche über eine im Kühlbad angeordnete Kühlschlange (47) mit dem Auslaßrohr (15) verbunden ist, und ferner in mittlerer Höhe des Separatorbehälters (29) ein Ablaßrohr (37) mit einem Ventil (23) zum Ablassen von Gasphase und/oder Flüssigphase aus dem Separatorbehälter (29) in das Innere des isolierten Behälters (17) angeschlossen ist, wobei das Ventil (23) als Schwimmerventil ausgebildet ist, welches den Ventilquerschnitt in Abhängigkeit vom Niveau des Flüssigkeitsspiegels (21) des Kühlbades (19) in der Weise regelt, daß das Ventil (23) bei steigendem Flüssigkeitsspiegel (21) geschlossen wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlschlange (47) aus Kupfer besteht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Druckregler (41) zum Abzug der Gasphase aus dem isolierten Behälter (17).
EP19850101094 1984-03-02 1985-02-02 Integrierter Kompaktgasphasenseparator und Unterkühler Expired EP0154168B1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT85101094T ATE33180T1 (de) 1984-03-02 1985-02-02 Integrierter kompaktgasphasenseparator und unterkuehler.

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US585523 1984-03-02
US06/585,523 US4510760A (en) 1984-03-02 1984-03-02 Compact integrated gas phase separator and subcooler and process

Publications (3)

Publication Number Publication Date
EP0154168A2 EP0154168A2 (de) 1985-09-11
EP0154168A3 EP0154168A3 (en) 1986-10-15
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Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2572162B1 (fr) * 1984-10-19 1988-02-26 Air Liquide Recipient pour melange cryogenique et procede de soutirage du liquide
US4620962A (en) * 1985-03-04 1986-11-04 Mg Industries Method and apparatus for providing sterilized cryogenic liquids
US4716738A (en) * 1986-08-04 1988-01-05 Cv International, Inc. Apparatus and method for delivering cryogenic liquid from a supply vessel to receiver vessels
US4741166A (en) * 1987-09-01 1988-05-03 Reynolds Metals Company Liquified gas subcooler and pressure regulator
US4841732A (en) * 1987-12-28 1989-06-27 Sarcia Domenico S System and apparatus for producing and storing liquid gases
US5142874A (en) * 1990-04-10 1992-09-01 Union Carbide Canada Limited Cryogenic apparatus
US5079925A (en) * 1990-04-10 1992-01-14 Union Cagbide Canada Limited Cryogenic apparatus
US5123250A (en) * 1990-04-10 1992-06-23 Union Carbide Canada Limited Cryogenic apparatus
US5979440A (en) 1997-06-16 1999-11-09 Sequal Technologies, Inc. Methods and apparatus to generate liquid ambulatory oxygen from an oxygen concentrator
US6367267B1 (en) * 2000-09-22 2002-04-09 Applied Epi, Inc. Integrated phase separator for ultra high vacuum system
US6367264B1 (en) 2000-09-25 2002-04-09 Lewis Tyree, Jr. Hybrid low temperature liquid carbon dioxide ground support system
US20030110781A1 (en) * 2001-09-13 2003-06-19 Zbigniew Zurecki Apparatus and method of cryogenic cooling for high-energy cutting operations
US20030145694A1 (en) 2002-02-04 2003-08-07 Zbigniew Zurecki Apparatus and method for machining of hard metals with reduced detrimental white layer effect
US6732536B1 (en) * 2003-03-26 2004-05-11 Praxair Technology, Inc. Method for providing cooling to superconducting cable
US7419498B2 (en) * 2003-10-21 2008-09-02 Nmt Medical, Inc. Quick release knot attachment system
US7513121B2 (en) 2004-03-25 2009-04-07 Air Products And Chemicals, Inc. Apparatus and method for improving work surface during forming and shaping of materials
US7913497B2 (en) * 2004-07-01 2011-03-29 Respironics, Inc. Desiccant cartridge
US7634957B2 (en) * 2004-09-16 2009-12-22 Air Products And Chemicals, Inc. Method and apparatus for machining workpieces having interruptions
US7213400B2 (en) * 2004-10-26 2007-05-08 Respironics In-X, Inc. Liquefying and storing a gas
US7390240B2 (en) 2005-10-14 2008-06-24 Air Products And Chemicals, Inc. Method of shaping and forming work materials
US7434439B2 (en) 2005-10-14 2008-10-14 Air Products And Chemicals, Inc. Cryofluid assisted forming method
DE102006005885A1 (de) * 2006-02-09 2007-08-16 Messer Group Gmbh Vorrichtung zum Kühlen von flüssigen oder gasförmigen Medien
US20100206542A1 (en) * 2009-02-17 2010-08-19 Andrew Francis Johnke Combined multi-stream heat exchanger and conditioner/control unit
FR2951242B1 (fr) * 2009-10-08 2015-04-03 Air Liquide Procede et installation d'alimentation d'un poste utilisateur en liquide cryogenique sous-refroidi
JP2014520244A (ja) * 2011-06-17 2014-08-21 アイス エナジー テクノロジーズ インコーポレーテッド 液体−吸入の熱交換による熱エネルギー貯蔵のためのシステム及び方法
EP2915624A1 (de) * 2014-03-05 2015-09-09 5Me Ip, Llc Verfahren von Unterkühlung flüssiger Kryogenflüssigkeit für Schneidwerkzeugen
CN107339821A (zh) * 2017-01-16 2017-11-10 上海悠太节能科技中心（有限合伙） 带热回收装置的空气源热泵系统
KR101967979B1 (ko) * 2017-05-29 2019-04-10 주식회사 포스코 반응 장치 및 방법

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE520946C (de) * 1931-03-14 Karl Lanz Dipl Ing Verfahren zur Unterkuehlung eines schwer verfluessigbaren Gases
US2772545A (en) * 1952-05-13 1956-12-04 Air Prod Inc Liquefied gas pressurizing systems
US3092973A (en) * 1960-12-05 1963-06-11 Joy Mfg Co Cryogenic apparatus
US3144200A (en) * 1962-10-17 1964-08-11 Clyde E Taylor Process and device for cryogenic adsorption pumping
US3296809A (en) * 1965-08-23 1967-01-10 Aerospace Corp Device for pouring liquefied gas
US3360947A (en) * 1966-04-27 1968-01-02 Atomic Energy Commission Usa Cryogenic phase separator
US3422632A (en) * 1966-06-03 1969-01-21 Air Prod & Chem Cryogenic refrigeration system
US3455117A (en) * 1966-10-03 1969-07-15 Martin Marietta Corp Method and apparatus for cooling and subcooling fluids such as hydrogen
US3729946A (en) * 1971-05-26 1973-05-01 A Massey Cryogenic liquid handling system
GB1442600A (en) * 1972-08-05 1976-07-14 Coats Ltd J P Supply apparatusfor cryogenic liquids
US3866427A (en) * 1973-06-28 1975-02-18 Allied Chem Refrigeration system
US3946572A (en) * 1974-09-26 1976-03-30 Parker-Hannifin Corporation Apparatus for transferring cryogenic liquid from one dewar to another
DE2732318C2 (de) * 1977-07-16 1986-06-26 Messer Griesheim Gmbh, 6000 Frankfurt Vorrichtung zum Dosieren kleiner Mengen eines tiefsiedenden verflüssigten Gases
DE2923078C2 (de) * 1979-06-07 1983-12-15 Messer Griesheim Gmbh, 6000 Frankfurt Vorrichtung zum Abtrennen des bei der Förderung tiefsiedender verflüssigter Gase verdampfenden Gases

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