專利名稱：用于在需要溫度控制的流體貯藏罐中防止污染的方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在需要溫度控制的流體貯藏罐中、在所述貯藏罐的壁破損故障期間防止液態(tài)的冷卻或加熱介質(zhì)進(jìn)入所述流體貯藏罐的方法及其裝置，液態(tài)的冷卻或加熱介質(zhì)在繞所述流體貯藏罐的外壁設(shè)置的封閉耐壓套管中流動(dòng)和循環(huán)。
背景技術(shù)：
根據(jù)各種產(chǎn)品的制造工業(yè)化的發(fā)展，已開(kāi)始使用用于貯藏大量材料的貯藏罐。通常按照罐內(nèi)貯藏的流體的特性和用途來(lái)管理(控制)或維持罐內(nèi)的溫度。大致可通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)管理(控制)或維持圖9中所示的流體貯藏罐22中的溫度的傳統(tǒng)裝置，即借助于加壓泵27來(lái)允許液態(tài)的冷卻或加熱介質(zhì)在繞流體貯藏罐的外壁設(shè)置的封閉耐壓套管24中流動(dòng)，并且使其返回至冷卻或加熱介質(zhì)存儲(chǔ)罐23。由溫度控制單元28調(diào)節(jié)所述冷卻或加熱介質(zhì)存儲(chǔ)罐23中的冷卻或加熱介質(zhì)的溫度。然而，根據(jù)其中借助于加壓泵強(qiáng)制冷卻或加熱介質(zhì)在繞流體貯藏罐的外壁設(shè)置的封閉耐壓套管中流動(dòng)以管理(控制)或維持流體貯藏罐中的流體溫度的傳統(tǒng)方法和裝置中存在缺陷，即在罐的壁產(chǎn)生小破損故障諸如裂縫、小孔等等的情況下，冷卻或加熱介質(zhì)進(jìn)入貯藏罐，因此以該介質(zhì)污染罐內(nèi)的流體。另外，如果破損故障諸如裂縫、小孔等等非常小，就不能視覺(jué)確認(rèn)這些破損故障，并且因而不能知道罐內(nèi)流體的污染情況?？紤]具有有關(guān)質(zhì)量問(wèn)題的產(chǎn)品很可能進(jìn)入市場(chǎng)。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到傳統(tǒng)流體貯藏罐中涉及的所述問(wèn)題，本發(fā)明的目標(biāo)在于提供一種用于防止流體貯藏罐內(nèi)的流體被液態(tài)的冷卻或加熱介質(zhì)污染的方法和裝置。本發(fā)明的另一目標(biāo)在于提供一種以簡(jiǎn)單和容易的方式檢測(cè)流體貯藏罐的壁中的小破損故障諸如裂縫、小孔等等的方法和裝置。為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，根據(jù)本發(fā)明，提供一種用于防止由于流體貯藏罐的壁破損導(dǎo)致的液態(tài)的冷卻或加熱介質(zhì)污染流體貯藏罐中的流體的方法，其中通過(guò)以下方式控制所述流體的溫度，即允許冷卻或加熱介質(zhì)在繞流體貯藏罐的外壁設(shè)置的封閉耐壓套管中、在預(yù)定壓力(X)(增壓壓力、降壓壓力或正常壓力，通常正常壓力約為Iatm)下流動(dòng)，該方法包括允許冷卻或加熱介質(zhì)以不高于在流體貯藏罐內(nèi)施加的壓力x(atm)的壓力、優(yōu)選以低于壓力x(atm)的壓力在封閉耐壓套管中流動(dòng)。還提供一種裝置以用于執(zhí)行上述方法，并且用于防止由于流體貯藏罐的壁破損導(dǎo)致的液態(tài)的冷卻或加熱介質(zhì)污染流體貯藏罐中在預(yù)定壓力下的流體，其中通過(guò)以下方式控制所述流體貯藏罐中的流體溫度，即允許冷卻或加熱介質(zhì)流經(jīng)繞流體貯藏罐的外壁設(shè)置的封閉耐壓套管，所述方式包括允許冷卻或加熱介質(zhì)在封閉耐壓套管中以低于流體貯藏罐內(nèi)的預(yù)定壓力X (atm)的壓力流動(dòng)。
還提供一種執(zhí)行上述方法的裝置，其中防止了需要溫度控制的流體貯藏罐內(nèi)的流體被液態(tài)的冷卻或加熱介質(zhì)污染，所述裝置包括
(a)封閉耐壓套管，所述封閉耐壓套管用于允許液態(tài)的冷卻或加熱介質(zhì)在其中流動(dòng)和循環(huán)，繞流體貯藏罐的外壁設(shè)置所述套管；(b)冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐或服務(wù)器罐，其與流體貯藏罐分開(kāi)設(shè)置，所述介質(zhì)貯藏罐或所述服務(wù)器罐具有通風(fēng)口，并且在其一端經(jīng)由管線被連接至封閉耐壓套管，優(yōu)選連接至封閉耐壓套管的底部，其中，將冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐或所述服務(wù)器罐的液位設(shè)置在比流體貯藏罐的底部低高度A (m) (A>0)的水平處；以及(C)抽吸泵，所述抽吸泵在其一端被連接至封閉耐壓套管中的冷卻或加熱介質(zhì)的出口，并且在另一端被連接至冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐或所述服務(wù)器罐；其中，將從流體貯藏罐或所述服務(wù)器罐中的液位到封閉耐壓套管底部的高度A(m)設(shè)置成滿足以下公式A ^ {W (I — x+d)}/P其中，W為真空下的水柱高度(m)(約IOm)；X(atm)為被施加至流體忙藏罐內(nèi)部的壓力(atm),即，被施加至流體的液態(tài)表面的壓力(atm),并且，當(dāng)流體忙藏罐對(duì)空氣開(kāi)放時(shí)，X (atm)為正常壓力，即Iatm ；d(atm)為從流體貯藏罐內(nèi)的壓力x(atm)減去封閉耐壓套管的底部的壓力(atm)的壓力差(atm)，當(dāng)抽吸泵停止時(shí)，在封閉耐壓套管的底部處需要該壓力差，其中d>0 ；P為冷卻或加熱介質(zhì)的比重，其中，高度A(m)、從封閉耐壓套管底部到其頂部的高度B(m)、以及借助于抽吸泵獲得的冷卻或加熱介質(zhì)的抽吸高度C(Hl)之間的關(guān)系滿足以下公式B^C-A其中，C= (Cmax — S)/P ；C_(m)為抽吸泵的冷卻或加熱介質(zhì)的最大抽吸高度(m)，假設(shè)Cniax為當(dāng)認(rèn)為冷卻或加熱介質(zhì)為水時(shí)的抽吸高度；S(m)為安全運(yùn)行值(m)，并且S(m)大于O (S>0);以及P和A如上文所定義。還提供一種執(zhí)行上述方法的裝置，其中防止需要溫度控制的流體貯藏罐中的流體被液態(tài)的冷卻或加熱介質(zhì)污染，所述裝置包括(a)封閉耐壓套管，所述封閉耐壓套管用于允許液態(tài)的冷卻或加熱介質(zhì)在其中流動(dòng)和循環(huán)，繞流體貯藏罐的外壁設(shè)置所述套管；(b)冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐，所述冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐具有通風(fēng)口，并且在其一端被經(jīng)由管線連接至封閉耐壓套管，優(yōu)選連接至封閉耐壓套管的底部；(C)抽吸泵，所述抽吸泵在其一端被經(jīng)由管線連接至在封閉耐壓套管中設(shè)置的冷卻或加熱介質(zhì)的出口，并且在另一端被經(jīng)由管線連接至冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐；以及(d)減壓?jiǎn)卧?，所述減壓?jiǎn)卧谄湟欢吮槐唤?jīng)由管線連接至封閉耐壓套管，優(yōu)選連接至封閉耐壓套管的底部，并且在其另一端被經(jīng)由管線連接至冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐，
其中，將從封閉耐壓套管的底部到其頂部的高度B(m)設(shè)置成滿足以下公式B 蘭 C — {ff(l - E)} / P ；其中，認(rèn)為正常壓力為latm，C(m)為抽吸泵的冷卻或加熱介質(zhì)的抽吸高度(m)，并且C= (Cmax- S)/P ；其中，Cmax (m)為抽吸泵的最大水抽吸高度(m)，假設(shè)Cniax為當(dāng)冷卻或加熱介質(zhì)為水時(shí)的抽吸高度；·S(m)為安全運(yùn)行值(m)，并且S(m)大于O (S>0)；P為冷卻或加熱介質(zhì)的比重；ff(m)為真空下的水柱高度(m)(約IOm)；E(atm)為在減壓?jiǎn)卧幵O(shè)置的壓力(atm)，其中，E=X — d，X (atm)為被施加至流體忙藏罐內(nèi)部的壓力(atm)；d(atm)為從流體忙藏罐內(nèi)的壓力x(atm)減去封閉耐壓套管底部的壓力(atm)的壓力差(atm)，當(dāng)抽吸泵停止時(shí)，需要該壓力差，其中d>0。還提供一種用于執(zhí)行上述方法的裝置，其中流體貯藏罐為大尺寸罐，該大尺寸罐的高度H(m) (=B(m))超過(guò)高度C(C(m)為抽吸泵的液態(tài)的冷卻或加熱介質(zhì)的抽吸高度(m))(即，在H>C的情況下)，封閉耐壓套管被制成具有多級(jí)構(gòu)造，該多級(jí)構(gòu)造具有兩級(jí)或更多分級(jí)的封閉耐壓套管，所述第一級(jí)具有上述封閉耐壓套管的結(jié)構(gòu)，第二和隨后的各級(jí)中的每個(gè)都設(shè)有(i)封閉耐壓套管，以及(ii)服務(wù)器罐，所述服務(wù)器罐與流體貯藏罐或減壓?jiǎn)卧珠_(kāi)設(shè)置，并且被布置在冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐和每個(gè)封閉耐壓套管、優(yōu)選封閉耐壓套管的底部之間，其中，在設(shè)置服務(wù)器罐的情況下，將在每個(gè)服務(wù)器罐中的流體的液位到每個(gè)封閉耐壓套管的底部的高度A’設(shè)置成滿足以下公式A，^ {W (I — x+d)}/P(其中W、X、d和P如上文所定義)，并且，將從每個(gè)服務(wù)器罐中的液位到每個(gè)封閉耐壓套管頂部的高度A’ +B’ (m)設(shè)置成滿足以下公式A， +B，芻 C(其中C=(Cmax— S)/p，并且Cmax、S和P如上文所定義)，并且在設(shè)置減壓?jiǎn)卧那闆r下，將從每個(gè)封閉耐壓套管的底部到其頂部的高度B’設(shè)置成滿足以下公式B，蘭 C — {ff(l - E)} / P(其中C、W、E和P如上文所定義)。能夠類似構(gòu)造第二和隨后的各級(jí)。此外，還提供在本發(fā)明的裝置中使用的減壓?jiǎn)卧?，其包括減壓閥，用于降低經(jīng)加壓的冷卻或加熱介質(zhì)的壓力，并且將其維持在恒定壓力；以及壓差閥，其用于進(jìn)一步降低冷卻或加熱介質(zhì)的壓力。
還提供一種檢測(cè)流體貯藏罐中的小破損諸如裂縫或小孔的方法，其中通過(guò)以下方式控制所述流體貯藏罐內(nèi)的流體的溫度，即允許液態(tài)的冷卻或加熱介質(zhì)在繞流體貯藏罐的壁的外部設(shè)置的封閉耐壓套管中流動(dòng)，該方法包括允許冷卻或加熱介質(zhì)以低于施加在流體貯藏罐內(nèi)的預(yù)定壓力x(atm)的壓力、在所述封閉耐壓套管中流動(dòng)；從在冷卻或加熱介質(zhì)的通道中設(shè)置的空氣池，取樣冷卻或加熱介質(zhì)；以及分析冷卻或加熱介質(zhì)的組分，同時(shí)防止流體貯藏罐中的流體被液態(tài)的冷卻或加熱介質(zhì)污染。還提供一種物理減壓設(shè)備，用于物理地和強(qiáng)制地降低冷卻或加熱介質(zhì)流動(dòng)的空間中的壓力，同時(shí)在由于一些原因而導(dǎo)致難以維持在該空間中的較低壓力但是又需要較低壓力的情況下，停止在該空間中的流動(dòng)并且密封該空間，所述設(shè)備在如下方法和裝置中使用，即防止需要溫度控制的流體貯藏罐被液態(tài)的冷卻或加熱介質(zhì)污染的方法和裝置。本發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，即使小破損諸如裂縫、小孔等等可能在通過(guò)冷卻或加熱介質(zhì)維持流體貯藏罐中的流體溫度期間在流體貯藏罐的壁中突然產(chǎn)生，由于在貯藏罐外部設(shè)置的封閉耐壓套管中的壓力低于貯藏罐的壓力，所以不會(huì)導(dǎo)致冷卻或加熱介質(zhì)進(jìn)入貯藏罐中的流體，并且因而貯藏罐中的流體流入封閉耐壓套管。因而，能夠防止流體被細(xì)菌或外物通過(guò)冷卻或加熱介質(zhì)污染，因此能夠維持貯藏罐中的流體質(zhì)量。另外，能夠易于通過(guò)取樣冷卻或加熱介質(zhì)和檢測(cè)冷卻或加熱介質(zhì)的樣品中的污染物來(lái)檢測(cè)在流體貯藏罐的壁中產(chǎn)生的小破損，諸如裂縫、小孔等等。


圖I示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的一級(jí)裝置的布置圖。圖2示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的一級(jí)裝置的布置圖。圖3示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的一級(jí)裝置的布置圖。圖4示出根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的一級(jí)裝置的布置圖。圖5示出具有根據(jù)本發(fā)明第一多級(jí)實(shí)施例的大型流體貯藏罐的裝置的布置圖。圖6示出具有根據(jù)本發(fā)明第二多級(jí)實(shí)施例的大型流體貯藏罐的裝置的布置圖。圖7示出具有根據(jù)本發(fā)明第三多級(jí)實(shí)施例的大型流體貯藏罐的裝置的布置圖。圖8示出具有根據(jù)本發(fā)明第四多級(jí)實(shí)施例的大型流體貯藏罐的裝置的布置圖。圖9示出具有溫度控制流體貯藏罐的傳統(tǒng)裝置的布置圖。圖10示出用于根據(jù)本發(fā)明的裝置的減壓?jiǎn)卧牟贾脠D。圖11示出根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的一級(jí)裝置的布置圖。
具體實(shí)施例方式在本發(fā)明中，必需維持冷卻或加熱介質(zhì)處于所需的減壓狀態(tài)下，并且調(diào)節(jié)冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐(或冷卻或加熱介質(zhì)服務(wù)器罐)的液位和封閉耐壓套管的頂部之間的相對(duì)高度，從而能夠進(jìn)行介質(zhì)的減壓循環(huán)。即，重要的是，將冷卻或加熱介質(zhì)的抽吸高度C Cm)設(shè)置為通過(guò)從冷卻或加熱介質(zhì)的最大抽吸高度(Hi)Cmax(m)減去安全運(yùn)行值S (m)所獲得的值(C=(Cmax - S))，以及調(diào)節(jié)從流體貯藏罐(或服務(wù)器罐)的液位到繞流體貯藏罐的壁設(shè)置的封閉耐壓套管的底部的高度A (m)，和調(diào)節(jié)從封閉耐壓套管的底部到其頂部的高度B (m)0
抽吸泵的冷卻或加熱介質(zhì)的最大抽吸高度Cniax (m)取決于泵的功效。將抽吸泵的冷卻或加熱介質(zhì)的最大抽吸高度Cniax (m)定義為作為典型的冷卻或加熱介質(zhì)的水的最大抽吸高度(m)。為了將冷卻或加熱介質(zhì)維持在減壓狀態(tài)，確定高度A、B和C，使得高度A和B以及抽吸泵的冷卻或加熱介質(zhì)的抽吸高度C滿足以下公式(等式或不等式)(I)A+B ^ C (I)其中，A :從流體貯藏罐(服務(wù)器罐)的液位到封閉耐壓套管的底部的高度(m)，B :從封閉耐壓套管的底部到其頂部的高度(m)，
C :抽吸泵的冷卻或加熱介質(zhì)的抽吸高度。當(dāng)冷卻或加熱介質(zhì)為水時(shí)，在正常條件下的真空(Oatm)下，水抽吸高度W(m)約為IOm (W=約10)。然后，當(dāng)抽吸泵停止時(shí)，能夠由以下公式(2)和(3)示出封閉耐壓套管的底部處的壓力和其頂部處的壓力套管底部處的壓力(atm) =(1 — A/ff) X I (2)套管頂部處的壓力(atm)=(1 — (A+B)/ff) X I (3)更通常地，如果冷卻或加熱介質(zhì)的比重由P表示,則當(dāng)抽吸泵停止時(shí)，能夠由以下公式(2’)和(3’)示出封閉耐壓套管的底部處的壓力和其頂部處的壓力套管底部處的壓力(atm)=(1 — A p/ff) Xl(2> )套管頂部處的壓力(atm)=(1 — (A+B) P /W) X I (3，)根據(jù)公式(2’)和(3’)，示出的是當(dāng)抽吸泵停止時(shí)，封閉耐壓套管的底部處的壓力高于套管頂部處的壓力，因此能夠通過(guò)將在抽吸泵停止(中斷)期間的套管底部處的壓力設(shè)置為不高于施加在流體貯藏罐中的壓力X (atm)的壓力，優(yōu)選低于壓力X來(lái)允許封閉耐壓套管內(nèi)的冷卻或加熱介質(zhì)以低于施加在流體貯藏罐中的壓力X (atm)的壓力流動(dòng)(也當(dāng)泵停止時(shí))。當(dāng)抽吸泵運(yùn)行時(shí)，套管底部處的壓力低于抽吸泵中斷期間的壓力，并且因而套管底部的壓力變得低于施加在流體貯藏罐內(nèi)的壓力x(atm)。通過(guò)以下公式(4)建立冷卻或加熱介質(zhì)的抽吸高度C Cm)C= (Cmax - S)/P (4)其中，Cmax :抽吸泵的冷卻或加熱介質(zhì)的最大抽吸高度(m)；S :安全運(yùn)行值(m);P :冷卻或加熱介質(zhì)的比重(g/cm3)。Cmax(m)為抽吸泵的冷卻或加熱介質(zhì)的最大抽吸高度(m),S(m)為安全運(yùn)行值(m),以及P為冷卻或加熱介質(zhì)的比重?？紤]由于金屬疲勞導(dǎo)致的抽吸泵的抽吸功效下降等等而引入安全運(yùn)行值S (m)，并且安全運(yùn)行值S (m)通常不小于lm，優(yōu)選2至4 U)。然后，根據(jù)以下公式(5 )設(shè)立從冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐(或冷卻或加熱介質(zhì)服務(wù)器罐)中的液位到繞流體貯藏罐的壁的封閉耐壓套管底部的高度A(m):{ff(l — x+d)}/P (5)其中，X (atm)為被施加至流體忙藏罐的內(nèi)部的壓力(atm)；d(atm)為封閉耐壓套管底部的壓力(atm)和流體貯藏罐內(nèi)的壓力x(atm)之間的壓力差(atm)，其中從壓力x(atm)減去封閉耐壓套管底部的壓力(atm)，其中d>0，優(yōu)選為O. 05 至 O. 4 (atm)，特別地 O. 2 至 O. 4 (atm)；W為真空下的水柱高度(m)(約IOm)。然后，B (m)設(shè)置為滿足下列公式(I):B^C-A (I)即，B ^ (Cmax — S)/P - W(1 - x+d) / P (6)當(dāng)將S (m)和d (atm)設(shè)置為適當(dāng)值時(shí)，能夠?qū)⒐?6)變?yōu)锽=C — A= (Cmax — S)/p — {ff(l — x+d) / P } (6，)因而，即使抽吸泵停止，也能夠通過(guò)從冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐中的液位到封閉耐壓套管的底部的高度A (m)以及從封閉耐壓套管的底部到其頂部的高度B (m)實(shí)現(xiàn)封閉耐壓套管中的相對(duì)降低的壓力?？紤]以下參數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)這些高度A和B以能夠進(jìn)行安全循環(huán)，即抽吸泵C的冷卻或加熱介質(zhì)的抽吸高度；冷卻或加熱介質(zhì)的密度；封閉耐壓套管底部的壓力(atm)和流體貯藏罐內(nèi)的壓力X (atm)之間的所需壓力(atm)差；安全運(yùn)行值；以及大氣壓力。在不可能將冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐或服務(wù)器罐的液位布置在封閉耐壓套管的底部以下(當(dāng)A=O)時(shí)，能夠通過(guò)使用減壓?jiǎn)卧估鋮s或加熱介質(zhì)的減壓循環(huán)成為可能，并且在抽吸泵中斷期間，能夠通過(guò)使用電磁閥和物理減壓設(shè)備的組合來(lái)維持封閉耐壓套管中的壓力不高于流體貯藏罐內(nèi)的壓力(減壓維持)。
同樣在通過(guò)減壓?jiǎn)卧獔?zhí)行壓力降低的情況下，通過(guò)以下公式(4)設(shè)立冷卻或加熱介質(zhì)的抽吸高度C Cm)C= (Cmax — S)/P (4)(其中，Cmax、S和P如上文所定義)。由于金屬疲勞等等，必需考慮抽吸泵的抽吸功效的下降設(shè)立安全運(yùn)行值S (Hl)0根據(jù)以下公式(7)設(shè)立B:B ^ C - W(1 - E)/p (7)其中，E (atm)為對(duì)減壓?jiǎn)卧O(shè)置的壓力，并且C、W和P如上文所定義。根據(jù)以下公式(8)來(lái)設(shè)立為減壓?jiǎn)卧O(shè)立的壓力E (atm)E=X — d (8)其中，X和d如上文所定義。通過(guò)附圖解釋根據(jù)本發(fā)明的裝置的實(shí)施例。在小尺寸流體貯藏罐的情況下在本發(fā)明第一實(shí)施例的情況下(參見(jiàn)圖1)，其中繞小尺寸溫度受控流體貯藏罐設(shè)置的封閉耐壓套管的高度B (m)不超過(guò)抽吸泵的冷卻或加熱介質(zhì)在latm、25°C的正常條件下的最大抽吸高度Cniax (=泵功效)(當(dāng)冷卻或加熱介質(zhì)的比重為I時(shí)，B不超過(guò)8m，并且，泵功效為8m，優(yōu)選B不超過(guò)6m，6m為泵功效Cmax減去安全運(yùn)行值(優(yōu)選2m)而獲得的值)，布置對(duì)空氣開(kāi)放的冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐3，從而使罐3的液位位于對(duì)空氣敞開(kāi)的流體貯藏罐2的底部以下A Cm)(當(dāng)冷卻或加熱介質(zhì)為水時(shí)，低于A={W(1 — x+d)}/p=0.5至2m)，并且通過(guò)在封閉耐壓套管4的冷卻或加熱介質(zhì)的出口附近設(shè)置的抽吸泵從繞流體貯藏罐2的壁設(shè)置的所述套管的內(nèi)部吸氣，以將所述套管內(nèi)部的壓力降低為低于流體貯藏罐2的內(nèi)部的壓力(以高度減壓)。即，通過(guò)設(shè)置高度A+B (m)，從冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐3到封閉耐壓套管頂部的高度不超過(guò)抽吸泵I的冷卻或加熱介質(zhì)的抽吸高度C Cm),即A+B ^ C，或者可替換地，當(dāng)將S和d設(shè)置為適當(dāng)?shù)闹禃r(shí)C=A+B，冷卻或加熱介質(zhì)被從冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐3通過(guò)冷卻或加熱介質(zhì)流動(dòng)管線5發(fā)送至封閉耐壓套管4的底部，對(duì)冷卻或加熱介質(zhì)吸氣以允許其在封閉耐壓套管4中流動(dòng)，并且將其通過(guò)冷卻或加熱介質(zhì)流動(dòng)管線5返回至冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐3，因此允許封閉耐壓套管4中的冷卻或加熱介質(zhì)始終在低于流體貯藏罐2中的壓力的壓力(相對(duì)地低于通常不高于Iatm的流體貯藏罐2內(nèi)部的壓力的壓力)下流動(dòng)。此外，在抽吸泵I停止的情況下，如上述公式(2 )和(3 )或(2 ’)和(3 ’)所示，能夠?qū)⒎忾]耐壓套管4的內(nèi)部維持在減壓狀態(tài)(一種狀態(tài)，其中，其壓力相對(duì)低于通常不高于Iatm的流體貯藏罐2內(nèi)部的壓力)?？稍诔槲肐和冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐3之間布置的冷卻或加熱介質(zhì)流動(dòng)管5中，優(yōu)選地靠近冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐3，并且在不高于冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐3的液位的高度處設(shè)置空氣池9。能夠通過(guò)溫度控制儀器8，控制冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐3內(nèi)的冷卻或加熱介質(zhì)的溫度。 在冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐3遠(yuǎn)離流體貯藏罐2的情況下，或者在冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐3為較大尺寸罐的情況下，不可能以低于流體貯藏罐2的水平(高度)安裝該冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐，可在流體貯藏罐2下方或靠近流體貯藏罐2的水平設(shè)置服務(wù)器罐10。在該情況下，通過(guò)加壓泵17加壓從冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐3供應(yīng)的冷卻或加熱介質(zhì)，并且將其發(fā)送至服務(wù)器罐10。其后，來(lái)自服務(wù)器罐10的冷卻或加熱介質(zhì)在封閉耐壓套管4中以減壓循環(huán)，并且返回至冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐3。同樣在該情況下，將A+B (其中，A為從服務(wù)器罐10的液位到封閉耐壓套管2的底部的高度，B為封閉耐壓套管的高度)設(shè)立為不超過(guò)抽吸泵的抽吸高度C (m)的值，即A+B含C，或者可替換地，當(dāng)將S和d設(shè)置為適當(dāng)?shù)闹禃r(shí)，A+B被設(shè)立為滿足A+B=C的值。優(yōu)選設(shè)置具有通風(fēng)口(通風(fēng)管)的服務(wù)器罐10，使服務(wù)器罐10對(duì)空氣敞開(kāi)而非封閉該服務(wù)器罐10，并且優(yōu)選設(shè)有球形旋塞，以調(diào)節(jié)來(lái)自冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐3的冷卻或加熱介質(zhì)的流量。通過(guò)該構(gòu)造，就能夠?qū)⒎?wù)器罐10的液位維持在恒定水平。為了即使當(dāng)抽吸泵I停止時(shí)也能維持封閉耐壓套管4中的減壓狀態(tài)，如圖2中所示，可在抽吸泵I的下游布置電磁閥13。如圖3中所示，通過(guò)在靠近封閉耐壓套管4的冷卻或加熱介質(zhì)的出口布置的抽吸泵I和冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐3之間設(shè)置冷卻或加熱介質(zhì)接收罐11，設(shè)置具有與抽吸泵I協(xié)作的液位傳感器(未示出)的冷卻或加熱介質(zhì)接收罐11，也能夠調(diào)節(jié)冷卻或加熱介質(zhì)接收罐11的液位。代替通過(guò)借助于服務(wù)器罐10將冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐3的液位設(shè)立在流體貯藏罐2的底部以下維持以維持狀態(tài)(以高度減壓)，還能夠通過(guò)減壓?jiǎn)卧?2調(diào)整壓力，以實(shí)現(xiàn)封閉耐壓套管4中與貯藏罐2的內(nèi)部壓力相比的減壓狀態(tài)(通過(guò)減壓?jiǎn)卧獪p壓)。在圖4中所示的本發(fā)明的實(shí)施例中，代替將冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐3的液位設(shè)置在流體貯藏罐2的底部以下而設(shè)置減壓?jiǎn)卧?2，準(zhǔn)備當(dāng)泵中斷時(shí)降低管線中的壓力。本發(fā)明中也包括各種方法，諸如這樣的方法，其中代替通過(guò)高度控制封閉耐壓套管4中的減壓狀態(tài)，而在封閉耐壓套管4的出口和抽吸泵I之間設(shè)置物理減壓設(shè)備14，以強(qiáng)制降低封閉耐壓套管4中的壓力?？煞胖秒姶砰y13，以準(zhǔn)備在抽吸泵I中斷時(shí)密封該封閉耐壓套管4。在任一實(shí)施例中，冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐的內(nèi)部以及封閉耐壓套管，優(yōu)選套管的最低部分(底部)通過(guò)管線經(jīng)由冷卻或加熱介質(zhì)接收罐11任選地連接，并且通常布置在封閉耐壓套管的頂部的出口和抽吸泵I的進(jìn)入端口被管線連接，并且抽吸泵I的排出端口和冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐3的內(nèi)部也由管線連接。在該情況下，考慮防止被空氣污染，優(yōu)選將管線設(shè)置在冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐3的液位以下。必需向冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐設(shè)置通風(fēng)孔(通風(fēng)管)。這是因?yàn)楸匦枋估鋮s或加熱介質(zhì)貯藏罐3向空氣開(kāi)放而非使其封閉。其原因在于，通過(guò)將管線中返回(從抽吸泵I返回至冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐3)的冷卻或加熱介質(zhì)的加壓狀態(tài)恢復(fù)為正常壓力狀態(tài)，用于轉(zhuǎn)送冷卻或加熱介質(zhì)(從冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐3轉(zhuǎn)送至封閉耐壓套管4)的管線能夠始終維持 在減壓狀態(tài)下。為了將冷卻或加熱介質(zhì)維持在減壓狀態(tài)下，即使抽吸泵I停止時(shí)，也必需使封閉耐壓套管4充滿冷卻或加熱介質(zhì)。即，期望當(dāng)抽吸泵I停止時(shí)，僅冷卻或加熱介質(zhì)的流動(dòng)停止，但是并不排出至冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐3。這是因?yàn)椋瑸榱耸辜词钩槲肐停止時(shí)也維持減壓狀態(tài)，如果冷卻或加熱介質(zhì)排出至冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐3，就不能維持減壓狀態(tài)。因此，在從抽吸泵I的排出端口到冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐3的內(nèi)部的管線中，可將來(lái)自抽吸泵I的排出端口的管線插入冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐3的液體中，或者可將其在冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐3的低于冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐3的液位的壁點(diǎn)處附接至冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐3?？商鎿Q地，當(dāng)來(lái)自抽吸泵I的排出端口的管線不低于冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐3的液位時(shí)，可將根據(jù)抽吸泵I的停止而閉合的電磁閥13放置在封閉耐壓套管4和冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐3之間。就通過(guò)使繞流體貯藏罐2的外壁設(shè)置的封閉耐壓套管4處于減壓狀態(tài)下而防止流體貯藏罐2內(nèi)的流體被冷卻或加熱介質(zhì)污染的方法和裝置來(lái)說(shuō)，其意思是這樣一種方法和裝置，其中始終維持封閉耐壓套管4處于減壓狀態(tài)(在壓力方面比流體貯藏罐2中的壓力相對(duì)低的狀態(tài))下，并且該方法和裝置不必限于以上所示的實(shí)施例。在大尺寸流體貯藏罐的情況下在本發(fā)明應(yīng)用于需要具有超過(guò)抽吸泵的冷卻或加熱介質(zhì)的抽吸高度(m)的高度CCm)的高度的封閉耐壓套管的大尺寸流體貯藏罐的情況下，將封閉耐壓套管構(gòu)造為具有服務(wù)器罐和/或減壓?jiǎn)卧姆侄嗉?jí)(多級(jí))構(gòu)造，視需要，其每一級(jí)中具有抽吸泵。S卩，封閉耐壓套管被構(gòu)造成具有多級(jí)構(gòu)造，其中最低級(jí)的第一級(jí)具有在帶有上述小尺寸流體貯藏罐的裝置中的封閉耐壓套管的結(jié)構(gòu)，第二和其后各級(jí)中的每個(gè)都被構(gòu)造為類似第一級(jí)(參考圖5和7)，或者可替換地，可在第二和其后各級(jí)中省略抽吸泵(參考圖6和8)。同樣在該情況下，設(shè)置每個(gè)封閉耐壓套管4a、4b、4c等等的高度B’(m)，使其不超過(guò)抽吸泵的冷卻或加熱介質(zhì)的最大抽吸高度(Cmax)減去安全運(yùn)行值S (m) (S卩，B’ ^ (Cfflax -S)/P )的值。當(dāng)在每一級(jí)中設(shè)置服務(wù)器罐時(shí)，優(yōu)選將從每個(gè)服務(wù)器罐的液位到對(duì)應(yīng)的封閉耐壓套管的底部的高度A’設(shè)置為滿足以下公式(5’)A’ 蘭{ff(l — x+d)}/p (5，)其中，W、x、d和P如上文所定義。
在圖5和6中所示具有三級(jí)構(gòu)造的實(shí)施例中，在每一級(jí)中設(shè)置冷卻或加熱介質(zhì)服務(wù)器罐10a、10b或10c，并且布置每個(gè)服務(wù)器罐，從而每個(gè)服務(wù)器罐的液位都低于每個(gè)封閉耐壓套管4a、4b、4c的底部。在每個(gè)封閉耐壓套管4a、4b、4c的出口和冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐3之間設(shè)置抽吸泵la、lb、lc。可在第二或隨后各級(jí)中的抽吸泵la、lb、Ic和冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐3之間設(shè)置冷卻或加熱介質(zhì)接收罐IlbUlc (圖5)?？商鎿Q地，在包括第二或隨后各級(jí)的封閉耐壓套管4b、4c的每個(gè)裝置單元中，每個(gè)封閉耐壓套管的出口和冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐之間的高度都超過(guò)抽吸泵的冷卻或加熱介質(zhì)的抽吸高度，并且因而可省略抽吸泵lb、lc，并且代替該泵，可在第二或隨后各級(jí)的每個(gè)封閉耐壓套管4b、4c的出口和冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐3之間的每條管線中設(shè)置T形管道系統(tǒng)16和閥門15，T形管道系統(tǒng)16用于在運(yùn)行開(kāi)始時(shí)供應(yīng)起動(dòng)水(圖6和8)。代替在每一級(jí)中設(shè)置冷卻或加熱介質(zhì)服務(wù)器罐10a、10b、IOc等等，如圖7和8中所示，可借助于在每一級(jí)中設(shè)置的減壓?jiǎn)卧?2而直接將冷卻或加熱介質(zhì)從冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐3供應(yīng)至每個(gè)封閉耐壓套管4a、4b、4c的底部。在圖7所示的實(shí)施例中，在每一級(jí)中設(shè)置物理減壓設(shè)備14a、14b或14c以及電磁閥13，并且在第二和隨后各級(jí)中設(shè)置冷卻或加熱介質(zhì)接收罐Ilb或11c。在圖8所示的實(shí)施例中，僅在第一級(jí)設(shè)置物理減壓設(shè)備14以及電磁閥13，并且在第二和隨后各級(jí)中，省略抽吸泵Ib和lc，但是代替抽吸泵，在第二或隨后各級(jí)的每個(gè)封閉耐壓套管4b、4c的出口和冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐3之間的每條管線中設(shè)置T形管道系統(tǒng)16和閥門15，T形管道系統(tǒng)16用于在運(yùn)行開(kāi)始時(shí)供應(yīng)起動(dòng)水。圖11中所示的實(shí)施例示出這樣的實(shí)施例,其中代替如圖I中所示的實(shí)施例中的經(jīng)由冷卻或加熱介質(zhì)流動(dòng)管線5將介質(zhì)從冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐3發(fā)送至封閉耐壓套管4的底部，將冷卻或加熱介質(zhì)發(fā)送至不同于底部的位置，例如封閉耐壓套管4的頂部。本發(fā)明中可使用的冷卻或加熱介質(zhì)為這樣的介質(zhì)，其在大氣壓下通常為液體，并且包括冷卻介質(zhì)和加熱介質(zhì)兩者。就冷卻介質(zhì)來(lái)說(shuō)，其意思是用于冷卻流體貯藏罐中的流體的液體，并且其例子包括由致冷單元冷卻的冷卻水和防凍液(通常為乙二醇液體或丙二醇液體)。視需要，通常將冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐中的冷卻介質(zhì)冷卻至約一 O至5°C，常常約一2至2°C。就加熱介質(zhì)來(lái)說(shuō)，其意思是用于加熱流體貯藏罐內(nèi)的流體的液體,并且本發(fā)明中可使用的加熱介質(zhì)的例子包括由加熱設(shè)備加熱的熱水或熱油。在本發(fā)明中，上述冷卻介質(zhì)和加熱介質(zhì)在其為液態(tài)的溫度和壓力條件下，在封閉耐壓套管內(nèi)流動(dòng)。在溫度受控狀態(tài)下，流體貯藏罐中的流體為液體，諸如牛奶、酒、日本米酒(酒精飲料)、飲料等等，或者為粉末。貯藏罐通常開(kāi)放至大氣壓力，但是可為加壓封閉系統(tǒng)。在加壓封閉系統(tǒng)的情況下，與貯藏罐內(nèi)的壓力相比，封閉耐壓套管在壓力方面被相對(duì)降低。本發(fā)明中可使用的抽吸泵期望為自吸泵，諸如自吸離心泵或活塞泵。自吸泵的泵功效(Cmax)必需不小于冷卻或加熱貯藏罐(或服務(wù)器罐)的液位和自吸泵的進(jìn)入端口之間的高度差，即從貯藏罐的液位到封閉耐壓套管的頂部的高度(A+B)。流體貯藏罐中的裂縫檢測(cè)期望在冷卻或加熱介質(zhì)從抽吸泵I返回至冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐3所通過(guò)的管道中設(shè)置空氣池9。如果將空氣聚集在空氣池中，就準(zhǔn)備檢測(cè)在設(shè)備本身中產(chǎn)生的一些異常。
定時(shí)執(zhí)行從空氣池9取樣冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐3中的冷卻或加熱介質(zhì)，并且通過(guò)組分分析儀諸如氣相色譜分析或液相色譜分析來(lái)分析冷卻或加熱介質(zhì)的組分。如果在冷卻或加熱介質(zhì)樣品中檢測(cè)出流體貯藏罐2中的流體，就非常可能已在封閉耐壓套管4和流體貯藏罐2之間的壁中產(chǎn)生一些裂縫。即,根據(jù)本發(fā)明，能夠易于檢測(cè)流體貯藏罐的壁的異
堂
巾O期望在冷卻或加熱介質(zhì)能夠通過(guò)其從抽吸泵I返回至冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐3的管道中設(shè)置空氣池9，優(yōu)選在管道的靠近冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐3并且不高于貯藏罐3的液位的位置處設(shè)置該空氣池9。如圖10所示，可在圖4、7和8中所示的實(shí)施例中使用的減壓?jiǎn)卧?2由減壓閥18和壓差閥19組成。減壓?jiǎn)卧?2能夠借助于減壓閥18降低通過(guò)加壓泵17加壓的冷卻或加熱介質(zhì)的壓力并且將其維持在恒定值，并且能夠通過(guò)壓差閥19實(shí)現(xiàn)減壓狀態(tài)。如果已穿過(guò)減壓閥18的冷卻或加熱介質(zhì)的壓力過(guò)低(例如，2atm或更低)，通過(guò)壓差閥19減壓就可能難以起作用。因而，設(shè)置穿過(guò)減壓閥18的冷卻或加熱介質(zhì)的壓力不低于2atm,優(yōu)選2至4atm。減壓?jiǎn)卧兴O(shè)立的壓力E (atm)為E=X — d,其中x和d如上文所定義。SM[實(shí)例I]在圖I中所示的一級(jí)裝置中，流體貯藏罐2的高度約為5m，流體貯藏罐2的上部部分對(duì)空氣開(kāi)放，從冷卻或加熱介質(zhì)(水)貯藏罐3的液位到封閉耐壓套管4的底部的高度(A)為lm，并且從封閉耐壓套管4的底部到其頂部的高度(B)為5m。本文中使用自吸離心泵I(由甚原公司制造(Ebara Corporation),型號(hào)40FQD5. 15A,孔徑40mm,最大抽吸高度(Cmax)7m，輸出功率I. 5KW)，并且將其連接至冷卻或加熱介質(zhì)流動(dòng)管5 (40A的聚氯乙烯管)。始終通過(guò)自動(dòng)運(yùn)行的溫度控制設(shè)備8控制冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐3，以通過(guò)被連接至貯藏罐的溫度控制設(shè)備8冷卻或加熱該冷卻或加熱介質(zhì)至任意溫度，從而能夠?qū)⒃摻橘|(zhì)用作儲(chǔ)冰箱或儲(chǔ)熱箱。在流體貯藏罐2中，由流體輸入管6引入流體，并且將其發(fā)送至流體輸出管7。在將流體通過(guò)流體輸入管6引入流體貯藏罐2之前，或者直接在引入流體之后，就通過(guò)對(duì)自吸離心泵I引入冷卻或加熱介質(zhì)來(lái)開(kāi)始自吸離心泵I的運(yùn)行，并且通過(guò)以下方式循環(huán)冷卻或加熱介質(zhì)，即允許冷卻或加熱介質(zhì)在冷卻或加熱介質(zhì)流動(dòng)管5中沿冷卻或加熱介質(zhì)流動(dòng)方向5a，從冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐3流經(jīng)在流體貯藏罐2的壁上設(shè)置的封閉耐壓套管4 ;通過(guò)自吸離心泵I抽吸該介質(zhì)；以及使該介質(zhì)返回至冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐3。在流體被貯藏在流體貯藏罐2中的時(shí)段期間，考慮任選的溫度控制來(lái)適當(dāng)?shù)貓?zhí)行冷卻或加熱介質(zhì)的循環(huán)。在上述裝置中，與流體貯藏罐2中的壓力相比，冷卻或加熱介質(zhì)(水)以較低的壓力在封閉耐壓套管4流動(dòng)。圖1-8中的每個(gè)封閉耐壓套管4都被在其底部連接至冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐3、冷卻或加熱介質(zhì)服務(wù)器罐10a、10b或10c、冷卻或加熱介質(zhì)接收罐Ilb或11c，或者被連接至減壓?jiǎn)卧?2。然而，封閉耐壓套管4可在不同于底部位置的位置連接至冷卻或加熱介質(zhì)貯
藏罐等。符號(hào)說(shuō)明
I:自吸離心泵(抽吸泵)2:流體貯藏罐3 :冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐4、4a、4b、4c :封閉耐壓套管5:冷卻或加熱介質(zhì)流動(dòng)管5a :冷卻或加熱介質(zhì)流動(dòng)方向6:流體輸入管7:流體輸出管8 :溫度控制設(shè)備9:空氣池IOaUObUOc :液位控制冷卻或加熱介質(zhì)服務(wù)器罐IlbUlc :冷卻或加熱介質(zhì)接收罐12 :減壓?jiǎn)卧?3:電磁閥14:物理減壓設(shè)備15 :用于在操作開(kāi)始時(shí)供應(yīng)起動(dòng)水的閥16 :T形管道系統(tǒng)17 :加壓泵18:減壓閥19:壓差閥
權(quán)利要求
1.一種用于防止由于流體貯藏罐的壁破損導(dǎo)致的液態(tài)的冷卻或加熱介質(zhì)污染在預(yù)定壓力下的所述流體貯藏罐中的流體的方法，其中通過(guò)以下方式控制所述流體的溫度，即允許所述冷卻或加熱介質(zhì)在繞所述流體貯藏罐的外壁設(shè)置的封閉耐壓套管中流動(dòng)，所述方法包括允許所述冷卻或加熱介質(zhì)以低于在所述流體貯藏罐內(nèi)施加的壓力X(atm)的壓力、在所述封閉耐壓套管中流動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中通過(guò)以下方式允許所述冷卻或加熱介質(zhì)以低于被施加到所述流體貯藏罐的壓力x(atm)的壓力、在所述封閉耐壓套管中流動(dòng)，即將對(duì)空氣開(kāi)放的冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐的液位或?qū)諝忾_(kāi)放并且與所述流體貯藏罐分開(kāi)設(shè)置的冷卻或加熱介質(zhì)供應(yīng)服務(wù)器罐中的液位設(shè)置在比所述封閉耐壓套管的底部低高度A (m)的水平處；借助于被連接至所述封閉耐壓套管中的所述冷卻或加熱介質(zhì)的出口的抽吸泵，抽吸所述冷卻或加熱介質(zhì)；經(jīng)由管線將所述冷卻或加熱介質(zhì)從所述冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐輸送至所述封閉耐壓套管；允許所述冷卻或加熱介質(zhì)通過(guò)所述封閉耐壓套管流動(dòng)和循環(huán)；以及經(jīng)由所述抽吸泵，使所述冷卻或加熱介質(zhì)返回至所述冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐，由此使所述冷卻或加熱介質(zhì)流經(jīng)所述封閉耐壓套管，其中，將從所述冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐或服務(wù)器罐的液位至所述封閉耐壓套管的底部的高度A (m)設(shè)置成滿足以下公式A ^ {ff(l - x+d)} / P 其中， W為真空下的水柱高度(m)(約IOm)； x(atm)為被施加至所述流體忙藏罐的內(nèi)部的壓力(atm)； d(atm)為所述流體貯藏罐內(nèi)的壓力x(atm)和所述封閉耐壓套管的底部處的壓力(atm)之間的壓力差(atm),其中d>0 ； P為所述冷卻或加熱介質(zhì)的比重， 其中，所述高度A(m)、所述封閉耐壓套管的從底部到其頂部的高度B(Hl)以及借助于所述抽吸泵獲得的所述冷卻或加熱介質(zhì)的抽吸高度C(m)之間的關(guān)系滿足以下公式B^C-A其中， C= (Cmax — S) / P ； CmaxOn)為通過(guò)所述抽吸泵獲得的所述冷卻或加熱介質(zhì)的最大抽吸高度(m)，假設(shè)所述Cmax為當(dāng)認(rèn)為所述冷卻或加熱介質(zhì)為水時(shí)的抽吸高度； S(m)為安全運(yùn)行值(m),并且S(m)大于O (S>0);以及 P和A如上文所定義。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中通過(guò)以下方式允許所述冷卻或加熱介質(zhì)以低于所述壓力x(atm)的壓力、在所述封閉耐壓套管中流動(dòng)，即在對(duì)空氣開(kāi)放的冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐和所述流體貯藏罐之間設(shè)置減壓?jiǎn)卧?；借助于被連接至所述封閉耐壓套管中的所述冷卻或加熱介質(zhì)的出口的抽吸泵，抽吸所述冷卻或加熱介質(zhì)；經(jīng)由所述減壓?jiǎn)卧?，將所述冷卻或加熱介質(zhì)從所述冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐輸送至所述封閉耐壓套管；允許所述冷卻或加熱介質(zhì)通過(guò)所述封閉耐壓套管流動(dòng)和循環(huán)；以及經(jīng)由所述抽吸泵，使所述冷卻或加熱介質(zhì)返回至所述冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐，由此使所述冷卻或加熱介質(zhì)流經(jīng)所述封閉耐壓套管， 其中，將從所述封閉耐壓套管的底部到其頂部的高度B(m)設(shè)置成滿足以下公式B^C- {ff(l - E)} / P ； 其中，認(rèn)為正常壓力為Iatm, C(m)為通過(guò)所述抽吸泵獲得的所述冷卻或加熱介質(zhì)的抽吸高度(m)，并且 C= (Cmax —S)/P ； 其中， CmaxOn)為通過(guò)所述抽吸泵獲得的最大水抽吸高度(m)，假設(shè)所述Cmax為當(dāng)認(rèn)為所述冷卻或加熱介質(zhì)為水時(shí)的抽吸高度； S(m)為安全運(yùn)行值(m),并且S(m)大于O (S>0); P為所述冷卻或加熱介質(zhì)的比重； W(m)為真空下的水柱高度(m)(約IOm)； E(atm)為在所述減壓?jiǎn)卧幵O(shè)置的壓力(atm)，其中，E=X — d, X(atm)為被施加至所述流體忙藏罐的內(nèi)部的壓力(atm)； d(atm)為所述流體貯藏罐內(nèi)的壓力X (atm)減去所述封閉耐壓套管的底部處的壓力(atm)的壓力差(atm)，當(dāng)所述抽吸泵停止時(shí)，需要所述壓力差，其中d>0。
4.一種防止由于流體貯藏罐的壁破損導(dǎo)致的液態(tài)的冷卻或加熱介質(zhì)污染在預(yù)定壓力下的所述流體貯藏罐中的流體的裝置，其中通過(guò)允許所述冷卻或加熱介質(zhì)流經(jīng)繞所述流體貯藏罐的外壁設(shè)置的封閉耐壓套管來(lái)控制所述流體貯藏罐中的所述流體的溫度，其包括允許所述冷卻或加熱介質(zhì)以低于所述流體貯藏罐內(nèi)的預(yù)定壓力X (atm)的壓力、在所述封閉耐壓套管中流動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，所述裝置包括 (a)封閉耐壓套管，所述封閉耐壓套管用于允許所述冷卻或加熱介質(zhì)在其中流動(dòng)和循環(huán)，繞所述流體貯藏罐的外壁設(shè)置所述套管； (b)冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐或冷卻或加熱介質(zhì)供應(yīng)服務(wù)器罐，其與所述流體貯藏罐分開(kāi)設(shè)置，所述介質(zhì)貯藏罐或所述服務(wù)器罐具有通風(fēng)口，并且在其一端經(jīng)由管線被連接至所述封閉耐壓套管，其中將所述冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐或冷卻或加熱介質(zhì)供應(yīng)服務(wù)器罐的液位設(shè)置在比所述流體貯藏罐的底部低高度A(m) (A>0)的水平處；以及 (c)抽吸泵，所述抽吸泵在其一端被連接至所述封閉耐壓套管中的所述冷卻或加熱介質(zhì)的出口，并且在另一端被連接至所述冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐或所述服務(wù)器罐； 其中，將從所述流體貯藏罐或所述服務(wù)器罐的所述液位到所述封閉耐壓套管的底部的高度A(m)設(shè)置成滿足以下公式A ^ {ff(l - x+d)}/P其中， W為真空下的水柱高度(m)(約IOm)； X(atm)為被施加至所述流體忙藏罐的內(nèi)部的壓力(atm)； d(atm)為所述流體貯藏罐內(nèi)的壓力X (atm)減去所述封閉耐壓套管的底部處的壓力(atm)的壓力差(atm),其中d>0 ； P為所述冷卻或加熱介質(zhì)的比重， 其中，所述高度A(m)、所述封閉耐壓套管的從底部到其頂部的高度B(Hl)以及借助于所述抽吸泵獲得的所述冷卻或加熱介質(zhì)的抽吸高度C(m)之間的關(guān)系滿足以下公式 B^C-A 其中， C= (Cmax — S) / P ； CmaxOn)為通過(guò)所述抽吸泵獲得的所述冷卻或加熱介質(zhì)的最大抽吸高度(m)，假設(shè)所述Cmax為當(dāng)認(rèn)為所述冷卻或加熱介質(zhì)為水時(shí)的抽吸高度； S(m)為安全運(yùn)行值(m),并且S(m)大于O (S>0);以及 P和A如上文所定義， 由此，允許所述冷卻或加熱介質(zhì)以低于所述壓力x(atm)的壓力、在所述封閉耐壓套管中流動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，所述裝置包括 (a)封閉耐壓套管，所述封閉耐壓套管用于允許所述冷卻或加熱介質(zhì)在其中流動(dòng)和循環(huán)，繞所述流體貯藏罐的外壁設(shè)置所述套管； (b)冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐，所述冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐具有通風(fēng)口，并且在其一端經(jīng)由管線被連接至所述封閉耐壓套管； (C)抽吸泵，所述抽吸泵在其一端被連接至在所述封閉耐壓套管中的所述冷卻或加熱介質(zhì)的出口，并且在另一端經(jīng)由管線被連接至所述冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐；以及 (d)減壓?jiǎn)卧鰷p壓?jiǎn)卧谄湟欢私?jīng)由管線被連接至所述封閉耐壓套管的底部，并且在其另一端經(jīng)由管線被連接至所述冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐， 其中，將從所述封閉耐壓套管的底部到其頂部的高度B(m)設(shè)置成滿足以下公式 B^C- {ff(l - E)} / P ； 其中，認(rèn)為正常壓力為Iatm, C(m)為通過(guò)所述抽吸泵獲得的所述冷卻或加熱介質(zhì)的抽吸高度(m)，并且 C= (Cmax —S)/P ； 其中， CmaxOn)為通過(guò)所述抽吸泵獲得的最大水抽吸高度(m)，假設(shè)所述Cmax為當(dāng)所述冷卻或加熱介質(zhì)為水時(shí)的抽吸高度； S(m)為安全運(yùn)行值(m),并且S(m)大于O (S>0); P為所述冷卻或加熱介質(zhì)的比重； W(m)為真空下的水柱高度(m)(約IOm)； E(atm)為在所述減壓?jiǎn)卧幵O(shè)置的壓力(atm)，其中，E=X — d, X(atm)為被施加至所述流體忙藏罐的內(nèi)部的壓力(atm)； d(atm)為所述流體貯藏罐內(nèi)的壓力X (atm)減去所述封閉耐壓套管的底部處的壓力(atm)的壓力差(atm)，當(dāng)所述抽吸泵停止時(shí)，需要該壓力差，其中d>0， 由此，允許所述冷卻或加熱介質(zhì)以低于所述壓力x(atm)的壓力、在所述封閉耐壓套管中流動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的裝置，其中所述壓力差d(atm)在從O. 2至O. 4 (atm)的范圍內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4至7中任一項(xiàng)所述的裝置，其中所述流體貯藏罐為大尺寸罐，所述大尺寸罐的高度B(m)超過(guò)通過(guò)所述抽吸泵獲得的所述冷卻或加熱介質(zhì)的抽吸高度(m)的高度C(m)，所述封閉耐壓套管具有不少于2級(jí)封閉耐壓套管的多級(jí)構(gòu)造，所述第一級(jí)具有根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的封 閉耐壓套管的結(jié)構(gòu)，所述第二和隨后的各級(jí)中的每級(jí)都設(shè)有(i)封閉耐壓套管，以及(ii)冷卻或加熱介質(zhì)供應(yīng)服務(wù)器罐，所述冷卻或加熱介質(zhì)供應(yīng)服務(wù)器罐與所述流體貯藏罐或減壓?jiǎn)卧珠_(kāi)設(shè)置，并且被布置在所述冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐和每個(gè)封閉耐壓套管的底部之間， 其中，在設(shè)置所述服務(wù)器罐的情況下，將從每個(gè)所述服務(wù)器罐的液位到每個(gè)封閉耐壓套管的底部的高度A’設(shè)置成滿足以下公式A，^ {ff(l - x+d)}/P (其中W、x、d和P如上文所定義)，并且將從每個(gè)服務(wù)器罐的液位到每個(gè)封閉耐壓套管的頂部的高度A’ +B’ (m)設(shè)置成滿足以下公式A’ +B，芻 C (其中C=(Cmax — S)/p，并且Cmax、S和P如上文所定義)，并且在設(shè)置所述減壓?jiǎn)卧那闆r下，將從每個(gè)封閉耐壓套管的底部到其頂部的高度B’設(shè)置成滿足以下公式B’ 蘭 C — {ff(l - E)} / P(其中C、W、E和P如上文所定義)。
9.根據(jù)權(quán)利要求4至8中任一項(xiàng)所述的裝置，其中在所述冷卻或加熱介質(zhì)的通道中設(shè)置用于取樣所述冷卻或加熱介質(zhì)的空氣池，以分析所述冷卻或加熱介質(zhì)的組分。
10.一種減壓?jiǎn)卧?，所述減壓?jiǎn)卧ㄓ糜趯⒈患訅旱睦鋮s或加熱介質(zhì)降壓并且將其維持在恒定壓力處的減壓閥；以及用于進(jìn)一步降低所述冷卻或加熱介質(zhì)的壓力的壓差閥，其中，所述減壓?jiǎn)卧迷谟糜诜乐沽黧w貯藏罐中的流體被液態(tài)的冷卻或加熱介質(zhì)污染的裝置中，所述液態(tài)的冷卻或加熱介質(zhì)在繞所述流體貯藏罐的外壁設(shè)置的封閉耐壓套管中流動(dòng)，其中所述污染由所述流體貯藏罐的壁的破損引起，并且通過(guò)允許所述冷卻或加熱介質(zhì)以低于在所述流體貯藏罐內(nèi)施加的壓力x(atm)的壓力、在所述封閉耐壓套管中流動(dòng)來(lái)防止所述污染， 其中，防止污染流體的所述裝置包括 (a)封閉耐壓套管，所述封閉耐壓套管用于允許所述冷卻或加熱介質(zhì)在其中流動(dòng)和循環(huán)，繞所述流體貯藏罐的外壁設(shè)置所述套管； (b)冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐，所述冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐具有通風(fēng)口，并且在其一端經(jīng)由管線被連接至所述封閉耐壓套管； (C)抽吸泵，所述抽吸泵在其一端被連接至所述封閉耐壓套管中的所述冷卻或加熱介質(zhì)的出口，并且在另一端經(jīng)由管線被連接至所述冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐；以及 (d)減壓?jiǎn)卧?，所述減壓?jiǎn)卧谄湟欢私?jīng)由管線被連接至所述封閉耐壓套管的底部，并且在其另一端經(jīng)由管線被連接至所述冷卻或加熱介質(zhì)貯藏罐， 其中，將從所述封閉耐壓套管的底部到其頂部的高度B(m)設(shè)置成滿足以下公式 B^C- {ff(l - E)} / P ； 其中，認(rèn)為正常壓力為Iatm,C(m)為通過(guò)所述抽吸泵獲得的所述冷卻或加熱介質(zhì)的抽吸高度(m)，并且C= (Cmax —S)/P ； 其中， CmaxOn)為通過(guò)所述抽吸泵獲得的最大水抽吸高度(m)，假設(shè)所述Cmax為當(dāng)所述冷卻或加熱介質(zhì)為水時(shí)的抽吸高度； S(m)為安全運(yùn)行值(m),并且S(m)大于O (S>0); P為所述冷卻或加熱介質(zhì)的比重； W(m)為真空下的水柱高度(m)(約IOm)； E(atm)為在所述減壓?jiǎn)卧幵O(shè)置的壓力(atm)，其中，E=X — d, X(atm)為被施加至所述流體忙藏罐的內(nèi)部的壓力(atm)； d(atm)為所述流體貯藏罐內(nèi)的所述壓力X(atm)減去所述封閉耐壓套管的底部處的壓力(atm)的壓力差(atm)，當(dāng)所述抽吸泵停止時(shí)，需要該壓力差，其中d>0。
11.一種用于檢測(cè)流體貯藏罐的裂縫的方法，其中通過(guò)以下方式控制所述流體貯藏罐中的流體的溫度，即允許液態(tài)的冷卻或加熱介質(zhì)在預(yù)定壓力下在繞所述流體貯藏罐的外壁設(shè)置的封閉耐壓套管中流動(dòng)，所述方法包括允許所述液態(tài)的冷卻或加熱介質(zhì)以低于在所述流體貯藏罐內(nèi)施加的壓力x(atm)的壓力、在所述封閉耐壓套管中流動(dòng)；從在所述冷卻或加熱介質(zhì)的通道中設(shè)置的空氣池取樣所述冷卻或加熱介質(zhì)；以及分析所述冷卻或加熱介質(zhì)的組分，同時(shí)防止所述流體貯藏罐中的流體被所述液態(tài)的冷卻或加熱介質(zhì)污染。
12.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的方法，其中物理地并且強(qiáng)制地降低所述冷卻或加熱介質(zhì)流動(dòng)的空間的壓力，同時(shí)停止所述冷卻或加熱介質(zhì)的流動(dòng)并且密封所述空間。
13.根據(jù)權(quán)利要求4至8中任一項(xiàng)所述的裝置，所述裝置還包括物理減壓設(shè)備，所述物理減壓設(shè)備用于物理地并且強(qiáng)制地降低所述冷卻或加熱介質(zhì)流動(dòng)的空間中的壓力，同時(shí)停止所述冷卻或加熱介質(zhì)的流動(dòng)并且密封所述空間。
全文摘要
所公開(kāi)的是一種用于防止在流體貯藏罐中流體被冷卻/加熱介質(zhì)污染的方法和裝置，其中通過(guò)冷卻/加熱介質(zhì)控制溫度。所提供的是一種方法以及用于該方法的裝置，其中通過(guò)使冷卻/加熱介質(zhì)在密封耐壓套管(4)內(nèi)流動(dòng)而使用液態(tài)的冷卻/加熱介質(zhì)來(lái)控制流體貯藏罐(2)的溫度，密封耐壓套管(4)設(shè)置在置于恒定壓力下的流體貯藏罐(2)的壁表面的外部上，并且冷卻/加熱介質(zhì)在密封耐壓套管(4)中以等于或低于流體貯藏罐(2)內(nèi)部的壓力x(atm)的壓力、優(yōu)選低于x(atm)的壓力流動(dòng)，以便防止在貯藏罐(2)中流體被冷卻/加熱介質(zhì)污染。
文檔編號(hào)B65D88/74GK102985342SQ20118001911
公開(kāi)日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2011年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月13日
發(fā)明者大上耕平, 大上修司, 長(zhǎng)谷寬 申請(qǐng)人:八尾乳業(yè)協(xié)同組合