低損耗低溫流體供應(yīng)系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)涉及低溫流體供應(yīng)系統(tǒng)，其低溫流體損耗減小或最大程度地減小。更特別地，本申請(qǐng)涉及常用型低溫流體供應(yīng)系統(tǒng)，其間歇性地供應(yīng)醫(yī)用氧，其中相對(duì)于傳統(tǒng)系統(tǒng)通常經(jīng)歷的損耗，低溫流體的損耗顯著減小。
【背景技術(shù)】
[0002]在傳統(tǒng)的低溫流體供應(yīng)系統(tǒng)中，低溫劑供應(yīng)自罐，罐含有液體低溫劑，以及在液體上方的頂部空間中的一些蒸氣低溫劑。典型地，液體從罐的底部抽出且蒸發(fā)供最終使用。例如，像這樣的傳統(tǒng)系統(tǒng)通常用來從液體氧罐或杜瓦瓶供應(yīng)醫(yī)用氧。但是，由于許多使用是間歇性的，所以當(dāng)最終使用暫時(shí)停止時(shí)，傳統(tǒng)系統(tǒng)可經(jīng)歷相當(dāng)大的低溫劑損耗。特別地，殘留在供應(yīng)管線和蒸發(fā)器中的任何液體低溫劑都從周圍環(huán)境吸收熱，而且隨著產(chǎn)生的壓力增大將一些殘余液體推回罐中，那個(gè)熱中的一些也帶回到罐中。這會(huì)導(dǎo)致罐的壓力升高。最終，罐需要放氣口來減輕一些過度的壓力積累，從而引起低溫劑損耗。目前描述的系統(tǒng)和方法的目標(biāo)是克服傳統(tǒng)系統(tǒng)的這個(gè)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]—種低損耗低溫流體供應(yīng)系統(tǒng)的實(shí)施例包括至少一個(gè)主低溫流體罐，并且可包括備用低溫流體罐。主罐具有氣體出口、液體出口、壓力建立回路和放氣口，放氣口構(gòu)造成以第一壓力Pl從主罐排出壓力，壓力建立回路構(gòu)造成使主罐中的壓力建立為第二壓力P2，第二壓力P2小于第一壓力Pl。備用罐具有氣體出口、液體出口、壓力建立回路和放氣口，放氣口構(gòu)造成以第一壓力Pl從備用罐排出壓力，壓力建立回路構(gòu)造成使備用罐中的壓力建立為第二壓力P2。氣體供應(yīng)管線連接到主罐氣體出口上，并且具有壓力調(diào)整器，其構(gòu)造成以第三壓力P3將氣體供應(yīng)到接合部，第三壓力P3大于或等于第二壓力P2且小于第一壓力Pl ο主液體供應(yīng)管線具有熱交換器和壓力調(diào)整器，熱交換器用以使來自主罐液體出口的液體蒸發(fā)，壓力調(diào)整器構(gòu)造成以第四壓力P4將蒸發(fā)的液體供應(yīng)到接合部，第四壓力P4小于第三壓力P3。備用液體供應(yīng)管線具有熱交換器和壓力調(diào)整器，熱交換器用以使來自備用罐液體出口的液體蒸發(fā)，壓力調(diào)整器構(gòu)造成以第五壓力P5將蒸發(fā)的液體供應(yīng)到接合部，第五壓力P5小于第四壓力P4。備用罐背壓調(diào)整器構(gòu)造成使得來自備用罐氣體出口的氣體流能夠以第六壓力P6到達(dá)氣體供應(yīng)管線中的在氣體供應(yīng)管線壓力調(diào)整器上游的點(diǎn)，第六壓力P6大于第三壓力P3且小于第一壓力P1。出口供應(yīng)管線構(gòu)造成使氣體從接合部中流出，并且具有使用點(diǎn)壓力調(diào)整器，其構(gòu)造成以最終使用壓力Pu供應(yīng)氣體，最終使用壓力Pu小于第五壓力P5。
[0004]在系統(tǒng)的一方面，備用罐具有低液位開關(guān)。在系統(tǒng)的另一方面，熱交換器在氣體供應(yīng)管線中定位在氣體供應(yīng)管線壓力調(diào)整器上游。在系統(tǒng)的又一方面，低溫劑是氧。在系統(tǒng)的另一方面，低溫劑是氮。
[0005]最大程度地降低低溫流體供應(yīng)系統(tǒng)中的低溫流體的損耗的方法的實(shí)施例使用具有內(nèi)部壓力的至少一個(gè)主低溫流體罐和具有內(nèi)部壓力的備用低溫流體罐。方法包括:當(dāng)主罐內(nèi)部壓力大于第一壓力Pl時(shí)，使主罐放氣；當(dāng)主罐內(nèi)部壓力小于第二壓力P2時(shí)，使低溫液體蒸發(fā)，以及使蒸發(fā)的液體返回到至少一個(gè)主罐，其中P2小于Pl;當(dāng)備用罐內(nèi)部壓力大于第一壓力Pl時(shí)，使備用罐放氣；以及當(dāng)備用罐內(nèi)部壓力小于第二壓力P2時(shí)，使低溫液體蒸發(fā)，以及使蒸發(fā)的液體返回到備用罐。低溫氣體從主罐以小于或等于第三壓力P3的壓力供應(yīng)到接合部，其中P3小于P2。當(dāng)接合部處的壓力下降到P4以下時(shí)，使低溫液體從主罐中流出，蒸發(fā)，并且以小于或等于第四壓力P4的壓力供應(yīng)到接合部。當(dāng)接合部處的壓力下降到P5以下時(shí)，使低溫液體從備用罐中流出，蒸發(fā)，并且以小于或等于第五壓力P5的壓力供應(yīng)到接合部。當(dāng)備用罐內(nèi)部壓力大于第六壓力P6且大于主罐內(nèi)部壓力時(shí)，使低溫氣體從備用罐中流出，其中P6大于P3且小于Pl。使低溫氣體從接合部以最終使用壓力Pu供應(yīng)到使用點(diǎn)，最終使用壓力Pu小于第五壓力P5。
[0006]一方面，方法進(jìn)一步包括當(dāng)備用罐中的低溫液體的液位下降到預(yù)設(shè)液位以下時(shí)，提供警報(bào)信號(hào)。另一方面，方法進(jìn)一步包括使低溫氣體在主氣體供應(yīng)管線中變暖。又一方面，該方法中使用的低溫劑是氧。另一方面，該方法中使用的低溫劑是氮。
[0007]低損耗低溫流體供應(yīng)系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例包括至少一個(gè)主低溫流體罐，主罐具有氣體出口、液體出口、壓力建立回路和放氣口，放氣口構(gòu)造成以第一壓力PI從主罐排出壓力，壓力建立回路構(gòu)造成使主罐中的壓力建立為第二壓力P2，第二壓力P2小于第一壓力P1。氣體供應(yīng)管線連接到主罐氣體出口上，并且具有壓力調(diào)整器，其構(gòu)造成以第三壓力P3將氣體供應(yīng)到接合部，第三壓力P3大于或等于第二壓力P2且小于第一壓力P1。主液體供應(yīng)管線具有熱交換器和壓力調(diào)整器，熱交換器使來自主罐液體出口的液體蒸發(fā)，壓力調(diào)整器構(gòu)造成以第四壓力P4將蒸發(fā)的液體供應(yīng)到接合部，第四壓力P4小于第三壓力P3。出口供應(yīng)管線構(gòu)造成使氣體從接合部中流出，并且具有使用點(diǎn)壓力調(diào)整器，其構(gòu)造成以使用壓力Pu將氣體供應(yīng)到使用點(diǎn)，使用壓力Pu小于第四壓力P4。
[0008]—方面，系統(tǒng)進(jìn)一步包括在主罐中的低液位開關(guān)。
[0009]另一方面，系統(tǒng)進(jìn)一步包括備用低溫流體罐，備用罐具有氣體出口、液體出口、壓力建立回路和放氣口，放氣口構(gòu)造成以第一壓力Pl從備用罐排出壓力，壓力建立回路構(gòu)造成使備用罐中的壓力建立為第二壓力P2。備用液體供應(yīng)管線具有熱交換器和壓力調(diào)整器，熱交換器使來自備用罐液體出口的液體蒸發(fā)，壓力調(diào)整器構(gòu)造成以第五壓力P5將蒸發(fā)的液體供應(yīng)到接合部，第五壓力P5小于第四壓力P4。
[0010]仍然在另一方面，系統(tǒng)進(jìn)一步包括備用罐背壓調(diào)整器，其構(gòu)造成使得來自備用罐氣體出口的氣體流能夠以第六壓力P6到達(dá)氣體供應(yīng)管線中的在氣體供應(yīng)管線壓力調(diào)整器上游的點(diǎn)，第六壓力P6大于第三壓力P3且小于第一壓力Pl。
[0011]又一方面，系統(tǒng)進(jìn)一步包括在備用罐中的低液位開關(guān)。
[0012]本文公開的系統(tǒng)的各方面可單獨(dú)使用或彼此結(jié)合起來使用。
【附圖說明】
[0013]圖1是低損耗低溫流體供應(yīng)系統(tǒng)的實(shí)施例的示意圖。
[0014]圖2是低損耗低溫流體供應(yīng)系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]圖1顯示低損耗低溫流體供應(yīng)系統(tǒng)10的實(shí)施例。雖然這種系統(tǒng)10的一個(gè)商業(yè)上很重要的用途是供應(yīng)醫(yī)用氧，但這種系統(tǒng)10還可用來供應(yīng)可按低溫形式運(yùn)輸、存儲(chǔ)和輸送的任何其它流體，包括(但不限于)氮、氬和氦。系統(tǒng)10包括至少一個(gè)主低溫流體罐50。系統(tǒng)10同樣可在具有一個(gè)、兩個(gè)或三個(gè)或更多個(gè)主低溫流體罐50的情況下工作，使得可取決于特定設(shè)備和空間需求來調(diào)節(jié)罐50的數(shù)量。
[0016]主罐50在內(nèi)部壓力Pm下運(yùn)行。通過放氣閥59將最高主罐內(nèi)部壓力設(shè)定為第一壓力P1。壓力建立回路57如本領(lǐng)域已知的那樣可運(yùn)行來在主罐內(nèi)部壓力下降到第二壓力P2以下時(shí)提高主罐內(nèi)部壓力。對(duì)于典型的低溫流體設(shè)備，第一(放氣口)壓力Pl設(shè)定成大約200鎊/平方英寸至大約275鎊/平方英寸的壓力，并且優(yōu)選地大約250鎊/平方英寸，而第二(壓力建立回路)壓力P2則設(shè)定成大約140鎊/平方英寸至大約200鎊/平方英寸的壓力，并且優(yōu)選地大約160鎊/平方英寸。當(dāng)主罐50不供應(yīng)任何低溫流體時(shí)，熱泄漏典型地使壓力緩慢升高，而且如果Pm達(dá)到Pl，則放氣閥59將打開，以從主罐50釋放壓力。當(dāng)主罐50以高流率供應(yīng)低溫流體時(shí)，Pm可下降到P2以下，在這時(shí)，壓力建立回路57將啟動(dòng)且保持啟動(dòng)，直到Pm達(dá)到P2為止。
[0017]主罐50包括用于供應(yīng)低溫氣體或蒸氣的氣體出口51，以及用于供應(yīng)低溫液體的液體出口 61(通常呈汲取管的形式)。
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