低损耗低温流体供应系统和方法_3

文档序号:9756627阅读:来源:国知局
且还在接合部26处连接到备用罐背压调整器24的下游侧上。热交换器52可定位在接合部26的下游,以使从罐20和50中流出的低温气体变暖为适合使用的温度。气体供应管线55中的压力调整器54使压力降低为第三压力P3,第三压力P3供应到接合部70。第三压力P3大于或等于第二 (压力建立)压力P2且小于第六(备用罐背压调整器)压力P6。第三压力P3设定成大约140镑/平方英寸至大约190镑/平方英寸的压力,并且优选地大约160镑/平方英寸。止回阀56可定位在压力调整器54的下游和接合部70的上游,以防止有逆流进入气体供应管线55中。
[0037]主液体供应管线65连接到主罐液体出口61上。热交换器62定位在液体出口 61的下游,以蒸发低温液体,以及使产生的低温气体或蒸气变暖。主液体供应管线65中的压力调整器64使在需要时供应到接合部70的气体压力降低到第四压力P4。第四(主液体供应)压力P4小于第三(气体供应)压力P3,使得仅当气体供应管线55具有足够的压力来满足最终使用流需求时,才通过主液体供应管线65供应气体。止回阀66可定位在压力调整器64的下游和接合部70的上游,以防止有逆流进入主液体供应管线65中。第四压力P4设定成大约120镑/平方英寸至大约160镑/平方英寸的压力,并且优选地大约140镑/平方英寸。
[0038]备用液体供应管线25连接到备用罐液体出口31上。热交换器32定位在液体出口 31的下游,以使低温液体蒸发,以及使产生的低温气体或蒸气变暖。备用液体供应管线35中的压力调整器34使在需要时供应到接合部70的气体压力降低到第五压力P5。第五(备用液体供应)压力P5小于第四(主液体供应)压力P4,使得仅当主罐通过气体供应管线55和主液体供应管线65而具有足够的压力来满足最终使用流需求时,才通过备用液体供应管线35供应气体。止回阀26可定位在压力调整器24的下游和接合部70的上游,以防止有逆流进入备用液体供应管线25中。第五压力P5设定成大约100镑/平方英寸至大约140镑/平方英寸的压力,并且优选地大约120镑/平方英寸。
[0039]出口供应管线75连接到接合部70上,并且包括使用点压力调整器74,以使气体的压力降低到适合最终使用的最终使用压力Pu。最终使用压力Pu小于第五(备用液体供应)压力P5。最终使用压力设定成大约25镑/平方英寸至大约100镑/平方英寸的压力,并且优选地大约65镑/平方英寸。
[0040]总而言之,上面描述的在系统100中的压力设定点之间的关系如下:(a)Pl> Pm *Pb、(b)Pl>P3 > P2、(c)Pl > P6>P2,以及(d)P6 > P3>P4>P5>Pu。
[0041]系统100可进一步包括在备用罐20中的低液位开关22,以警告操作者低温流体供应不够了。由于压力调整器54、64和34的相关压力设定,主罐50将在备用罐20之前放气,使得关于备用罐20上的液位的警报提供关于需要更换或重新填充主罐50的最准确指示。系统100的优点在于,备用罐20上仅需要一个罐液位警报,不管包括在系统100中的主罐20的数量如何。
[0042]系统100可进一步包括在气体供应管线55中在接合部26的下游和气体供应管线压力调整器54的上游的热交换器52,以使低温气体变暖成适合最终使用的温度。
[0043]注意,可在本地或远程地设定本文描述的压力调整器。例如,通常在本地设定的压力调整器是允许用加载了弹簧的旋钮设定输出压力从而调节隔膜的机械设计。备选地,通常远程地设定的压力调整器可包括起动隔膜组件或电伺服组件,电伺服组件接收来自控制器和/或变换器的信号,以沿更打开或更关闭的方向驱动压力调整器,以保持期望输出压力。
[0044]在使用中,系统100通过按以下顺序运行来最大程度地降低低温流体的损耗。第一,只有当系统100不使用延长时期时,主罐压力Pm和/或备用罐压力Pb才会由于自然热泄漏而充分升高到使得低温气体必须通过放气口 59和29中的一个或两者排出。
[0045]接下来,当在使用点处需要气体时,系统100通过气体供应管线55仅抽取来自主罐50的低温气体,只要主罐50正在产生足够的低温气体即可。优选地,热交换器52使这个气体变暖成适合最终使用的温度。压力调整器54将这个气体调整成小于或等于第三压力P3的压力。如果主罐50不在通过自然热泄漏产生足够的气体,则压力建立回路57运行来对主罐40添加热,从而提高和保持主罐50中的压力Pm。另外,如果自然热泄漏使备用罐压力Pb提高到大于背压调整器24的压力设定P3,则可通过备用罐20供应气体。
[0046]如果最终使用仅在气体和液体从主罐50和/或备用罐20中抽取时停止,则残留在气体供应管线55中的低温剂气体将吸取一些热,但远远小于液体低温剂将吸取的热,而且这个热中很小一部分将返回到主罐50和/或备用罐20。因此,在这样暂时停止最终使用需求的期间,低温剂的产生的损耗保持为非常低的水平。
[0047]接下来,只有当最终使用需求超过主罐压力建立回路57保持主罐压力Pm的能力时,系统100才通过主液体供应管线65从主罐50中抽取低温液体,并且使那个液体在热交换器62中蒸发。当主罐压力Pm下降时,通往压力调整器54的供应压力将充分下降而使得接合部70处的压力下降到第三压力P3以下,下降为第四压力P4,从而使得流能够通过主液体供应管线65。流将继续通过主液体供应管线65,只要接合部70处的压力保持为第四压力P4或低于第四压力P4即可,第四压力P4是压力调整器64的输出。
[0048]通过减少对气体供应管线55的需求,压力建立回路57典型地能够使主罐压力Pm充分地恢复而使得当主罐50仍然包含明显的低温液体量时,主液体供应管线流能够停止。但是,当主罐50中的液体液位不够时,压力建立回路57将无法产生足够的压力来返回到仅有气体的供应,而且液体将继续从液体出口 61中抽取,因为接合部70处的压力保持为第四压力P4或低于第四压力P4。
[0049]如果最终使用在气体和液体都从主罐50中抽取时停止,则一些额外的热将返回到主罐50,因为液体吸收主液体供应管线65中的热。但是,由于系统100的构造,液体由于主罐压力Pm太低且尤其是小于压力建立回路57的设定点P2而被抽取。因此,任何返回到主罐50的热,以及主罐50中的产生的压力升高都将只是使主罐压力Pm恢复到期望范围(S卩,大于P2且小于Pl),而且将很可能使得没有或最少量的低温剂排出或损耗。
[0050]接下来,只有当最终使用需求超过主罐50供应足够的低温流体来使接合部处保持充分压力的能力时,系统才通过备用液体供应管线35从备用罐20中抽取低温液体,并且使热交换器32中的那个液体蒸发。当主罐压力Pm充分下降时,这将在主罐压力Pm使得气体供应管线51和主液体供应管线61共同都不可满足最终使用需求时发生,而且接合部70处的压力下降到第四压力P4以下,下降为第五压力P5,从而使得流能够通过备用液体供应管线25。流将继续通过备用液体供应管线25,只要接合部70处的压力保持为第五压力P5或者低于第五压力P5即可,第五压力P5是压力调整器24的输出。
[0051]在备用罐20开始不够时,可能需要运行压力建立回路27,以在备用罐20中保持足够的压力Pb来供给备用液体供应管线21。最后,当备用罐20中的液位达到指示需要重新填充罐20和50的点时,液位开关22发出警报。
[0052]本发明的范围不意于受示例中公开的特定方面或实施例的限制,示例意于说明一些方面,而且功能相同的任何实施例都在本发明的范围内。除了本文显示
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