[发明专利]用于以低温液体充装罐的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及用于以来自主容器或存储单元的诸如液氮的低温液体充装容器或罐的方法，所述充装操作利用存储单元和罐之间的压力差或重量差。

本发明尤其涉及充装用于运输和分配诸如药物和食品的热敏感产品的载重汽车/卡车中的罐。

背景技术

在这种类型载重汽车中所应用的技术之一(叫做间接注入)利用一个(或多个)换热器(例如简单盘管)输送低温流体，载重汽车的冷室装配有空气流动系统(风扇)使空气接触换热器的冷壁，因而起到冷却载重汽车的冷室内部的空气的作用，提供给一个或多个换热器的低温流体来自通常位于载重汽车下方的低温流体罐。

在充装操作期间出现的问题之一是低温流体的不可忽视部分在罐中转化成气相。因此，为了保持存储单元和罐之间的必要压力差，必须把气体经由气体出口从罐中排出。

一方面，阀控制进给到罐的低温液体；另一方面，罐的气体出口在充装罐时必须打开而且在充装操作结束时必须关闭。充装操作的结束可以由合适的机构自动地识别或由操作者另外手动地识别。

如将要理解的，在存储单元和罐之间，必需有用于控制为罐供应低温液体的通道的流率以及开/关(阀)的元件。因此，在下面描述中，将这些元件的整体(它们的类型、组件、操作)综合地称之为“充装站”。

目前，这种充装操作一般通过下列程序的其中之一管理：

a)在第一方法中，充装站包括单个手动阀。用于传送液氮的软管将充装站(也就是说，手动阀)与罐连接。在注入期间所产生的气体以不受控制的方式从罐排放到外部。当操作人员在从罐排放出的气体中目视检测出液体颗粒时，操作人员便决定终止充装操作。在停止充装操作之后，操作人员吹洗软管。

这种主要凭经验的解决方案的一些缺点综述如下：

-该解决方案不符合人机工程学：所有程序都要求由操作人员手动操作，并且由操作人员判断何时停止充装；

-产生处理和估计错误的风险高，例如：

i)在罐完全充满之前关闭阀；

j)在完全充满之后不关闭或延迟关闭阀，而使液氮溅射到罐的外部，导致腐蚀现场的人以及损失低温液体的危险；

k)没有软管吹洗：软管爆裂/导致工作人员受伤的危险；

-将所形成的气体排放到外部是不受控制的：因此在充装操作结束之后罐不被加压。因此，在需要即时最低压力的应用中，必须将罐加压以供之后的使用。

实际上，在这种手动充装操作的情况下，通过罐上存在的手动阀打开或关闭罐的气体排放管线。所述手动阀容许完全的打开/关闭。在充装操作期间将手动阀打开，将气体排放掉并且接着罐处在大气压下。

如果我们考虑到使用罐中的液氮的应用需要的最小压力为2至2.5bar，很显然，这种手动方式不能提供所述最小压力。因此必需等待热吸收以升高罐中压力，而在实践中必需安装加压系统(气化器)。

b)提出了另一类型的方法，其中当罐充满时，例如通过对罐添加的诸如电磁阀或温度探头的元件，并通过电缆将数据从这些元件传送到充装站来停止充装操作：

-这种方法的人机工程学与前述方法相比仅稍有改善，因为许多程序仍由操作人员手动控制；

-这种方法要求充装站和罐之间的电连接，最终可能证明该电连接是在这种环境(很低温度、拆卸电缆的危险、和需要将电缆连接到罐上，这意味着人机工程学的损失)中的弱点。

因此很显然，必需提出新的技术解决方案，该解决方案提供更好的人机工程学(全部或部分操作自动化)，减少上述错误的风险，且每当需要时达到用于所涉及的罐的随后使用的最小压力而不需要应用加压系统。

发明内容

如下面更详细示出的，本发明提出一种新的充装操作，其基本特点是不“丢失”从罐中排放的气体，相反地，由于罐的气体排放通道将罐连接到充装站上，该气体被回收和控制，并且在充装站根据过程控制来处理从罐中排放的气体。

简单地说：

-第一通道(全部或部分为柔性的)经由充装站将存储单元连接到罐上，并起到将低温液体从存储单元传送到罐的作用；

-第二通道(全部或部分为柔性的)将罐的气体出口连接到充装站上并因此将这些气体传送给充装站，在充装站这些气体被“处理”，即根据过程控制处理这些气体；

-如下面更详细示出的，根据本发明的不同实施例，返回到充装站和在充装站中的气体的控制几乎是彻底的和全面的，该控制具有十分显著的优点，并且特别地：