低損耗低溫流體供應系統和方法
【技術領域】
[0001]本申請涉及低溫流體供應系統，其低溫流體損耗減小或最大程度地減小。更特別地，本申請涉及常用型低溫流體供應系統，其間歇性地供應醫用氧，其中相對于傳統系統通常經歷的損耗，低溫流體的損耗顯著減小。
【背景技術】
[0002]在傳統的低溫流體供應系統中，低溫劑供應自罐，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供最終使用。例如，像這樣的傳統系統通常用來從液體氧罐或杜瓦瓶供應醫用氧。但是，由于許多使用是間歇性的，所以當最終使用暫時停止時，傳統系統可經歷相當大的低溫劑損耗。特別地，殘留在供應管線和蒸發器中的任何液體低溫劑都從周圍環境吸收熱，而且隨著產生的壓力增大將一些殘余液體推回罐中，那個熱中的一些也帶回到罐中。這會導致罐的壓力升高。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。目前描述的系統和方法的目標是克服傳統系統的這個問題。
【發明內容】
[0003]—種低損耗低溫流體供應系統的實施例包括至少一個主低溫流體罐，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，放氣口構造成以第一壓力Pl從主罐排出壓力，壓力建立回路構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，放氣口構造成以第一壓力Pl從備用罐排出壓力，壓力建立回路構造成使備用罐中的壓力建立為第二壓力P2。氣體供應管線連接到主罐氣體出口上，并且具有壓力調整器，其構造成以第三壓力P3將氣體供應到接合部，第三壓力P3大于或等于第二壓力P2且小于第一壓力Pl ο主液體供應管線具有熱交換器和壓力調整器，熱交換器用以使來自主罐液體出口的液體蒸發，壓力調整器構造成以第四壓力P4將蒸發的液體供應到接合部，第四壓力P4小于第三壓力P3。備用液體供應管線具有熱交換器和壓力調整器，熱交換器用以使來自備用罐液體出口的液體蒸發，壓力調整器構造成以第五壓力P5將蒸發的液體供應到接合部，第五壓力P5小于第四壓力P4。備用罐背壓調整器構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到達氣體供應管線中的在氣體供應管線壓力調整器上游的點，第六壓力P6大于第三壓力P3且小于第一壓力P1。出口供應管線構造成使氣體從接合部中流出，并且具有使用點壓力調整器，其構造成以最終使用壓力Pu供應氣體，最終使用壓力Pu小于第五壓力P5。
[0004]在系統的一方面，備用罐具有低液位開關。在系統的另一方面，熱交換器在氣體供應管線中定位在氣體供應管線壓力調整器上游。在系統的又一方面，低溫劑是氧。在系統的另一方面，低溫劑是氮。
[0005]最大程度地降低低溫流體供應系統中的低溫流體的損耗的方法的實施例使用具有內部壓力的至少一個主低溫流體罐和具有內部壓力的備用低溫流體罐。方法包括:當主罐內部壓力大于第一壓力Pl時，使主罐放氣；當主罐內部壓力小于第二壓力P2時，使低溫液體蒸發，以及使蒸發的液體返回到至少一個主罐，其中P2小于Pl;當備用罐內部壓力大于第一壓力Pl時，使備用罐放氣；以及當備用罐內部壓力小于第二壓力P2時，使低溫液體蒸發，以及使蒸發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的壓力供應到接合部，其中P3小于P2。當接合部處的壓力下降到P4以下時，使低溫液體從主罐中流出，蒸發，并且以小于或等于第四壓力P4的壓力供應到接合部。當接合部處的壓力下降到P5以下時，使低溫液體從備用罐中流出，蒸發，并且以小于或等于第五壓力P5的壓力供應到接合部。當備用罐內部壓力大于第六壓力P6且大于主罐內部壓力時，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供應到使用點，最終使用壓力Pu小于第五壓力P5。
[0006]一方面，方法進一步包括當備用罐中的低溫液體的液位下降到預設液位以下時，提供警報信號。另一方面，方法進一步包括使低溫氣體在主氣體供應管線中變暖。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系統的另一個實施例包括至少一個主低溫流體罐，主罐具有氣體出口、液體出口、壓力建立回路和放氣口，放氣口構造成以第一壓力PI從主罐排出壓力，壓力建立回路構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。氣體供應管線連接到主罐氣體出口上，并且具有壓力調整器，其構造成以第三壓力P3將氣體供應到接合部，第三壓力P3大于或等于第二壓力P2且小于第一壓力P1。主液體供應管線具有熱交換器和壓力調整器，熱交換器使來自主罐液體出口的液體蒸發，壓力調整器構造成以第四壓力P4將蒸發的液體供應到接合部，第四壓力P4小于第三壓力P3。出口供應管線構造成使氣體從接合部中流出，并且具有使用點壓力調整器，其構造成以使用壓力Pu將氣體供應到使用點，使用壓力Pu小于第四壓力P4。
[0008]—方面，系統進一步包括在主罐中的低液位開關。
[0009]另一方面，系統進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，放氣口構造成以第一壓力Pl從備用罐排出壓力，壓力建立回路構造成使備用罐中的壓力建立為第二壓力P2。備用液體供應管線具有熱交換器和壓力調整器，熱交換器使來自備用罐液體出口的液體蒸發，壓力調整器構造成以第五壓力P5將蒸發的液體供應到接合部，第五壓力P5小于第四壓力P4。
[0010]仍然在另一方面，系統進一步包括備用罐背壓調整器，其構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到達氣體供應管線中的在氣體供應管線壓力調整器上游的點，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，系統進一步包括在備用罐中的低液位開關。
[0012]本文公開的系統的各方面可單獨使用或彼此結合起來使用。
【附圖說明】
[0013]圖1是低損耗低溫流體供應系統的實施例的示意圖。
[0014]圖2是低損耗低溫流體供應系統的另一個實施例的示意圖。
【具體實施方式】
[0015]圖1顯示低損耗低溫流體供應系統10的實施例。雖然這種系統10的一個商業上很重要的用途是供應醫用氧，但這種系統10還可用來供應可按低溫形式運輸、存儲和輸送的任何其它流體，包括(但不限于)氮、氬和氦。系統10包括至少一個主低溫流體罐50。系統10同樣可在具有一個、兩個或三個或更多個主低溫流體罐50的情況下工作，使得可取決于特定設備和空間需求來調節罐50的數量。
[0016]主罐50在內部壓力Pm下運行。通過放氣閥59將最高主罐內部壓力設定為第一壓力P1。壓力建立回路57如本領域已知的那樣可運行來在主罐內部壓力下降到第二壓力P2以下時提高主罐內部壓力。對于典型的低溫流體設備，第一(放氣口)壓力Pl設定成大約200鎊/平方英寸至大約275鎊/平方英寸的壓力，并且優選地大約250鎊/平方英寸，而第二(壓力建立回路)壓力P2則設定成大約140鎊/平方英寸至大約200鎊/平方英寸的壓力，并且優選地大約160鎊/平方英寸。當主罐50不供應任何低溫流體時，熱泄漏典型地使壓力緩慢升高，而且如果Pm達到Pl，則放氣閥59將打開，以從主罐50釋放壓力。當主罐50以高流率供應低溫流體時，Pm可下降到P2以下，在這時，壓力建立回路57將啟動且保持啟動，直到Pm達到P2為止。
[0017]主罐50包括用于供應低溫氣體或蒸氣的氣體出口51，以及用于供應低溫液體的液體出口 61(通常呈汲取管的形式)。
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