Entnahmevorrichtung für Dewarbehälter frickeln

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Entnahmevorrichtung für Dewarbehälter frickeln

Beitragvon einstein2000 » Mi 4. Okt 2017, 20:56

Moin!

Ich habe vor einiger Zeit zum guten Kurs einen Dewarbehälter mit 32l Fassungsvermögen auf eGay geschossen.
Das ist schönerweise einer dieser Behälter, der recht massiv aus Edelstahl gefertigt ist und die Aufbewahrung des Inhalts unter leichtem Überdruck erlaubt, was die Entnahme komfortabel mit einem Steigrohr und einem geeigneten Ventil möglich macht. Da dieser Behälter ursprünglich zur Aufbewahrung von flüssigem Sauerstoff zur Befüllung dieser mobilen Sauerstoffgeräte gedacht war und zwischendurch schon zweckentfremdet wurde (molekulare Küche), habe ich leider den Flansch mit dem entsprechenden Ventilsatz nicht.

Ich will nun versuchen, selbst einen Flansch mit Steigrohr und Entnahmeventilen für flüssigen und gasförmigen Stickstoff herzustellen. Dazu erstmal folgende Überlegungen:
-Der Flansch soll aus Edelstahl gefertigt werden
-Auf der Innenseite des Flansches soll zur Verbesserung der Isolierwirkung Schaumstoff oder sonstiger grobporiger Isolierstoff angebracht werden (Stärke ca. 80mm)
-Das Steigrohr soll als Silikonschlauch mit POM- oder Teflonkugel am Ende (zwecks Beschwerung) ausgeführt werden, um ein einfaches Einlagern zu ermöglichen
-Das Überdruckventil muss in Verbindung mit einem Manometer besonders gegen mechanische Beschädigung geschützt und _sehr_ betriebssicher sein

Daraus ergibt sich für mich jetzt in Gedanken spontan ein Edelstahlflansch mit drei Bohrungen, in denen sich
-ein Überdruckventil mit einem kurzen Röhrchen durch den Schaumstoff,
-ein Hahn mit kurzem Röhrchen durch den Schaumstoff für den gasförmigen Stickstoff und
-ein Hahn mit besagtem langen Silikonschlauch für den flüssigen Stickstoff befinden.
Die kurzen Röhrchen würde ich einbauen, um zu verhindern, dass Feuchtigkeit im Schaumstoff gefriert und diesen für Gas undurchlässig macht (=das Überdruckventil außer Betrieb setzt). Ob das unbedingt nötig ist oder nicht, sei mal dahingestellt, mich würden eure Gedanken dazu interessieren.

Das Entnahmeventil für den gasförmigen Stickstoff wird vermutlich sehr einfach. Anders sieht es da bei den restlichen Komponenten aus. Ich bin mir zum Beispiel nicht sicher, wie ich ein Vereisen des Überdruckventils bei geringer Verdampfungsrate, also seltenem Öffnen, sicher verhindern kann. Wenn das Ding versagt, ist halt richtig Malheur -> darf niemalsnie passieren. Wer hier eine Idee ins Rennen werfen kann, wo entsprechende Ventile zu bekommen sind, darf das gerne tun. :)
Ums Heizen des Ventils würde ich gerne herumkommen, weil das die Sache wieder komplizierter macht und das Problem im Fall "Akku leer" oder "Strom weg" wieder besteht. Wäre als letzte Instanz eine Berstscheibe vielleicht eine Option?

Auch bin ich mir nicht so sicher, wie ich die Entnahmevorrichtung für flüssigen Stickstoff relaisieren soll. Gibt es bezahlbare Ventile für tiefkalte Stoffe? Oder reicht ein absolut fett- und ölfreier Kugelhahn der besseren Sorte?

Zu guter Letzt stellt sich noch die Frage nach den Befüllmöglichkeiten. Bei den käuflichen Behältern wird meines Wissens nach über das Steigrohr befüllt und der Überdruck geht durch das Entnahmeventil fürs Gas raus. Kommt da LN2 raus, ist der Behälter voll. Es gibt da eine Norm für die Anschlüsse, kennt die jemand?

Danke für eure Hilfe!

Liebe Grüße,
Dominic
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Re: Entnahmevorrichtung für Dewarbehälter frickeln

Beitragvon sysconsol » Mi 4. Okt 2017, 21:31

Wenn ich mich recht entsinne, hat Oxford Ressearch da nur ein Rohr mit einer Kugel drauf als Überdruckventil verbaut.
Die Kugel liegt da einfach so, ein Käfig sorgt dafür, dass sie nicht herunterfällt.
Wenn das Rohr weit genug aus dem Dewar-Gefäß rausschaut, gefriert da nicht mehr.
Der flüssige Stickstoff steigt über ein anderes Rohr zur Anlage (Agilent Gemini R ultra).
Damit der das macht, befindet sich in dem Rohr eine Heizung.
Mit der Heizleistung wird die Menge geregelt.

Ich muss mal schauen, ob ich Bilder von der Reparatur habe,
eigentlich war ich nur am Steuergerät zugange.

Deswegen: Korrigiert, wenn ich Quatsch schreibe.
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Re: Entnahmevorrichtung für Dewarbehälter frickeln

Beitragvon einstein2000 » So 8. Okt 2017, 22:06

Moin,

> Wenn das Rohr weit genug aus dem Dewar-Gefäß rausschaut, gefriert da nicht mehr.

Klar, ergibt Sinn. Dann hat der Stickstoff Zeit zum warm werden. Ich denke, ich werde da mal was basteln, wenn es Neuigkeiten gibt, werde ich diese hier kundtun.

Liebe Grüße,
Dominic
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Re: Entnahmevorrichtung für Dewarbehälter frickeln

Beitragvon Turbine » Mo 9. Okt 2017, 11:56

Hallo,
also ich Kippe mein Dewar immer, dass klappt gut.

Wegen überdruck usw. wäre ich extremst vorsichtig.
Das friert dir mal irgendein Röhrchen oder Überdruckventil zu und dann wirds RICHTIG unangenehm.

Hab auch schon mal in meine Jugendlichen Übermütigkeit da meine Erfahrung gesammelt.
Das ganze ist ziemlich unerwartet außer Kontrolle geraten.
Bin zum Glück mit nem blaue Auge davongekommen...
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Re: Entnahmevorrichtung für Dewarbehälter frickeln

Beitragvon ferdimh » Mo 9. Okt 2017, 11:58

Wäre es nicht eher zweckmäßig, den Flansch mit Federn anzudrücken? Dann kann sich der ganze Flansch heben, bevor es den großen Kabumm gibt?
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Re: Entnahmevorrichtung für Dewarbehälter frickeln

Beitragvon Turbine » Mo 9. Okt 2017, 12:01

Wie gesagt irgendwelchen mechanischen Sachen können wunderbar funktionieren.
Man muss aber immer bedenken, das bei dem Temperaturen auch mal
was zugefriert...ich persönlich lass von sowas die Finger.
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Re: Entnahmevorrichtung für Dewarbehälter frickeln

Beitragvon BernhardS » Mo 9. Okt 2017, 13:43

Vor etlichen Jahren hat ein platzender Dewar in Mainz einen Laborraum völlig verwüstet. Kommt vor, ist aber selten wenn man bedenkt wieviele Dewars so rumstehen.

Früher hat man die Verbindungen mit relativ dünnwandigen, eine Kleinigkeit zu eng bemessenen Silikonschläuchen gemacht. Die wurden nicht gesichert, die hielten nur durch die Materialspannung. Bei Überdruck werden die weiter und rutschen runter - allerdings auch nur wenn sie nicht zu kalt sind.
Von der Berufsgenossenschaft darf das natürlich keiner sehen. Tiefkalte Silikonschläuche sind total spröde und können auf Grund von Temperaturspannungen spontan brechen. Das Verlegen will also überlegt sein.
Und: offene Enden sollten nach unten zeigen, so daß sich Kondensat nicht ewig ansammelt.
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Re: Entnahmevorrichtung für Dewarbehälter frickeln

Beitragvon Metalfreak » Mo 9. Okt 2017, 13:52

Ich habe mal unseren Behälter abgelichtet:
Bild

Zur genauen Funktion des Druckaufbaus kann ich nichts beitragen. Das Überdruckventil geht bei 1,5bar auf und sitzt dort am Ende der Stange im frostfreien Bereich.
Befüllt wird einfach bei abgenommener Antnahmevorrichtung mit einer Lanze in den Behälter.
Die Entnahmevorrichtung ist primitiv und sieht so aus:
Bild
Soweit ich das beurteilen kann wurden normale Kugelhähne benutzt. Der mit dem kurzen Steigrohr dient auch nur dazu, den Überdruck ablassen zu können, wenn man das ganze zum Befüllen geben möchte.
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Re: Entnahmevorrichtung für Dewarbehälter frickeln

Beitragvon sysconsol » Mo 9. Okt 2017, 16:54

Meint ihr jetzt einen Dewar für den Transport oder einen für die Versorgung einer Anlage?

Die sind unterschiedlich aufgebaut.
Ich sprach von einem für die Versorgung einer Anlage.
Der wird wiederum von einem Transport-Dewar aufgefüllt.
Der hat auch die gezeigte Apparatur zur Entnahme und zum Schutz vor Überdruck.

Wie bereits geschrieben, sollte man immer daran denken, dass alles um die Entnahmeapparatur furchtbar kalt werden kann.
Mindestens kondensiert die Luftfeuchte.
Wenn das Medium durchfließt, gefriert das Kondensat auch.
Schläuche, Leitungen, Dichtungen - alles "übliche" wird recht spröde.
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Re: Entnahmevorrichtung für Dewarbehälter frickeln

Beitragvon BernhardS » Mo 9. Okt 2017, 20:53

Zum Druckaufbau fließt ein wenig Flüssigstick- bzw. -sauerstoff in ein Rohr im Zwischenraum und verdampft dort. Wenn man das Druckaufbauventil länger offen lässt, dann bemerkt man an der Außenhülle eine kalte Stelle.

Tankbehälter haben einen Druckaufbauverdampfer unterhalb des Tanks. Dieser ist meist liegend angeordnet. Die Verdampfer zum Versorgen des Verbrauchers mit Gas sind im Normalfall stehend.

Handventile die tiefkaltes Flüssigkeit absperren sind typischerweise aus Bronze und haben einen halben Meter Spindel zwischen Ventilkörper und Handrad. Einen üblichen Kugelhahn kann man erfolgreich nur für Gas verwenden; also um Gasdruck in den Behälter zu lassen und die Flüssigkeit herauszudrücken.
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Re: Entnahmevorrichtung für Dewarbehälter frickeln

Beitragvon BernhardS » Mo 9. Okt 2017, 21:14

Jetzt habe ich erst die Bilder angeschaut. Den Druckaufbau kann ich auch nicht ganz erklären.

Den Kugelhahn in der Flüssigleitung finde ich nicht so toll. Daß das Überdruckventil nicht doppelt ausgeführt ist auch nicht. Wenn jemand beide Kugelhähne zu macht, steht der Behälter mit Überdruck da. Das Überduckventil spricht dann regelmäßig an. Naja - so bleibt es wenigstens in Übung.
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