CN112262279B - 可冲洗压力容器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有冲洗喷枪(5)的压力容器(1)，具有压力容器(1)的运输容器(10)以及填充该压力容器(1)并生产该压力容器(1)的方法(100,200)，该压力容器(1)包括内部容器(2)，施加在该内部容器(2)上的外层(3)，设置在该内部容器(2)的一个终端盖(22a)上的阀连接件(4)，以及中空冲洗喷枪(5)，所述中空冲洗喷枪(5)通向外部，并且被引导穿过所述阀连接件(4)并且以密封的方式保持在其中，其中所述冲洗喷枪(5)伸入到所述存储容量(SV)中并且沿着其整个长度(L5)设置有穿孔(51)，直到所述冲洗喷枪(5)面对所述终端盖(22b)的第一端(52)，所述终端盖(22b)与所述阀连接件(4)相对。在用于与存储容量进行气体交换的存储容量(SV)中，冲洗喷枪(5)延伸至与阀连接件(4)相对的终端盖(22b)，从而进行气体交换直至相对的终端盖(22b)。

Description

可冲洗压力容器
技术领域
本发明涉及一种具有冲洗喷枪的压力容器，一种具有这种压力容器的运输容器，一种填充这种压力容器的方法以及一种制造这种压力容器的方法。
背景技术
纤维复合材料增强压力容器的市场持续增长。日益增长的天然气和压裂气的产量使得在压力容器的储存必不可少，特别是在没有相应的管道网络的国家中。此外，在燃料电池车辆的发展得到极大促进的汽车领域，其中以气态氢形式的燃料将在高压下储存在压力容器中。为了运输压力容器，需要重量轻的容器，因为具有高重量的压力容器的运输会消耗不必要的大量能量，从而导致过高的运输成本。
目前使用的圆柱形压力容器具有由纤维复合材料制成的加强层，所述纤维复合材料具有嵌入基体材料中的纤维，所述基体材料通过缠绕的方法缠绕在压力容器的内部容器(称为衬垫)周围作为外层，所述内部容器用作缠绕芯。虽然内部容器例如保证了压力容器的气密性，但纤维复合材料的加强层为压力容器提供了必要的机械稳定性。在类型3的压力容器中，是机械内部容器(金属衬里)，例如，使用铝或钢；在类型4的压力容器中，内部容器(衬里)由塑料制成。
压力容器填充有具有期望纯度的填充气体。由于用过的压力容器通常用不同于相应的填充气体(例如氢气)的输送气体(例如氮气)填充以用于返回输送，或者用不同的填充气体交替地填充，根据需要，压力容器在填充所需的填充气体之前必须多次冲洗，使得气体可以以期望的纯度(例如纯度大于99.9％或纯度小于99.999％)填充到压力容器中。用于实现客户所规定的纯度的冲洗程序昂贵并且需要大量的工作力度，因为如果需要的话，冲洗必须用填充气体进行多次填充，以便实现规定的纯度。因此，进行填充以实现这种纯度导致废气体混合物并因此导致浪费。
因此，希望有一种压力容器和相应的填充方法，通过该方法可以减少冲洗的工作力度和达到期望纯度的气体消耗。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种压力容器和相应的填充方法，通过该压力容器和相应的填充方法，可以减少冲洗的工作力度，并且可以降低实现期望纯度所需的气体消耗。
该目的通过一种压力容器来实现，所述压力容器包括：由内部容器材料制成的内部容器、外层、阀连接件以及中空冲洗喷枪，所述内部容器具有圆柱形中间部分以及两个终端盖，所述圆柱形中间部分具有圆柱轴线；所述两个终端盖密封所述圆柱形中间部分，以便在所述压力容器中提供存储容量；外层，所述外层被施加到所述内部容器以便加强所述内部容器；所述阀连接件设置在所述终端盖中的一个上，从而用期望纯度的填充气体填充和排空所述存储容量；所述中空冲洗喷枪通向外部，并且被引导穿过阀连接件以及相对于所述阀连接件以密封的方式保持在阀连接件中，其中所述冲洗喷枪伸入所述存储容量中，并且沿着冲洗喷枪的整个长度设置有穿孔，直到所述冲洗喷枪的对所述终端盖的第一端，所述终端盖在所述存储容量中与所述阀连接件相对，用于与所述存储容量进行气体交换；其中所述冲洗喷枪延伸至与所述阀连接件相对的所述终端盖，其中所述冲洗喷枪至少在尺寸稳定的材料的存储容量内的区域中产生，并且其中所述冲洗喷枪的所述第一端设置成在所述压力容器的所述存储容量中自由浮动，其中，在冲洗喷枪的第一端上设置有配重。
压力容器可用于填充各种气体；优选用于高挥发性气体如氢气。内部容器材料优选为塑料，例如PE,PA,PP。这些材料对于比如氢气具有非常低的透气性。外层也可以由适于该目的的任何材料制成。在纤维复合材料外层的情况下，它由嵌入基体材料中的纤维组成，以便为压力容器的外层提供特别高的机械强度。以这种方式，通过内部容器提供了对气体的不渗透性，并且通过用于压力容器的外层提供了机械强度。冲洗喷枪可以永久地连接到阀连接件上，或者可以拆卸它。冲洗喷枪的穿孔允许填充气体在压力容器的整个长度上均匀地流动，并确保填充气体与压力容器预先填充的气体充分混合。以这种方式，防止了在填充过程中在压力容器中形成没有混合或混合不充分的区域。如果容器已被预填充的气体不能通过相对端处的第二阀(实际上没有设置在根据本发明的压力容器上)逸出，则形成这种区域。
冲水喷枪可以由任何合适的材料制成，一方面，该材料可以具有用于从冲水喷枪出来和进入冲水喷枪的气体交换的穿孔，另一方面，该材料可以承受由于在高压下多次填充而引起的高温应力，而不会被损坏；例如，EPP。由于气体的良好且彻底的混合以及相应的特别高的对流，在500巴的填充量的情况下，根据本发明的压力容器中的温度负荷小于160℃。相比之下，没有冲洗喷枪的常规压力容器的温度高达300℃。上述温度是指气体中的局部最大值。根据本发明的冲洗喷枪极大改善了冲洗存储容量的可能性，这是由于通过冲洗喷枪的穿孔在直接进行气体交换的情况下，通过直接进行气体交换而增加了填充到压力容器中的气体的循环，另外，该气体渗透到存储容量中很深，以至于存储容量的所有区域(包括直接在相对的终端盖处的区域)都参与了气体交换。以这种方式，即使在高纯度的情况下，如果需要的话，也可以将为达到压力容器中的填充气体的期望纯度所必需的填充和排空循环的次数减少到小于3。在现有技术中，将当前的压力容器冲洗至少三次以实现低纯度，对于高期望纯度至少五次。例如，用氢气作为填充气体可节省大量成本。在填充压力容器中节省的处理时间也有助于节省成本。
因此，根据本发明的压力容器可以减少冲洗的工作力度并降低实现期望纯度所需的气体消耗。
冲洗喷枪的尺寸稳定性允许将冲洗喷枪插入到存储容量中，并防止由于插入喷枪和刮擦内部容器内部而对内部容器造成损坏。
在一个实施例中，尺寸稳定的材料是比内部容器的材料软的塑料。术语"较软"是指材料的硬度。材料越不硬，则越软。例如，对于用于内部容器和喷枪的塑料材料，如果喷枪材料具有比内部容器的材料更低的邵氏值，则是有利的，邵氏A表示软材料，而邵氏D表示相对较硬的材料。PE LD材料具有D的邵氏硬度，而例如橡胶具有A的邵氏值。因此，在由PE-LD制成的内部容器中，由橡胶制成的喷枪将符合上述实施例。以这种方式，在内部容器的内部与冲洗喷枪接触的情况下，防止了由自由悬挂的喷枪或在插入喷枪期间对内部容器的损坏。相对于金属喷枪的另一个优点是，在连接到运输容器中的管道的情况下，前者由于其材料而经常遭受乏力故障，导致喷枪落入压力容器中，损坏内部容器。此外，破损的喷枪只能困难的从容器中取出。利用塑料材料的冲洗喷枪可以避免这些缺点。
由于冲洗喷枪的第一端设置成自由浮动在压力容器的存储容量中，喷枪仅在其第二端处支撑在阀连接件中。尺寸稳定性确保了内部空间中的自由浮动的第一端。这种喷枪可以快速定位，因为喷枪不需要在相对的终端盖的一侧撞击相对的表面。此外，这种自由浮动喷枪增强了混合效果，因为当压力容器填充有填充气体时，冲洗喷枪的自由浮动第一端，如磁性搅拌棒，通过自由振动引起湍流，从而在填充气体中引起额外的搅拌效果。
通过在冲洗喷枪的第一端上设置配重，增大冲洗喷枪的惯性质量，使得在直立运输期间，在阀连接件处于压力容器的顶部且配重处于压力容器的底部。在受到冲击的情况下，冲洗喷枪经受较小幅度的较小振动，因此不会撞击内部容器的内部。这种压力容器特别适用于使用垂直冲洗喷枪的直立运输。配重可以由合适的材料构成，例如与冲洗喷枪相同的材料或金属。
作为自由浮动冲洗喷枪的替代方案，冲洗喷枪的第一端可适当地连接到与阀连接件相对的终端盖。以这种方式，冲洗喷枪的在两侧均固定在存储容量内，从而对压力容器的冲击不会再导致冲洗喷枪撞击内部容器并损坏内部容器。然后，压力容器可以在任何位置运输，而不存在在运输过程中冲水喷枪撞击内部容器内部的风险。
相对的终端盖可以具有适当设计的松散轴承，用于固定冲洗喷枪，以防止垂直于内部容器的圆柱轴线的运动，其中冲洗喷枪仍然平行于内部容器的圆柱轴线可移动地可逆地支撑。该松动轴承是一种引导件，其中冲洗喷枪被插入并保持在该引导件中，而不沿其纵向(内部容器的圆柱轴线的方向)固定就位。因此，冲洗喷枪在其纵向方向上被支撑，使得即使在压力容器的长度因压力填充而改变的情况下，没有张力，喷枪也无法垂直于纵向方向进行任何运动，这会损坏内部容器。该松散轴承可以具有适于该目的的任何形状。松散轴承的材料优选与内部容器的材料相同。
该松散轴承可以形成为中空套筒，该套筒的内径至少在相对的终端盖的区域中与冲水喷枪的外径相同或大于冲水喷枪的外径，该套筒包括在阀连接件的方向上的开口插入漏斗。这种松散轴承易于制造，并且冲洗喷枪易于插入到套筒中，例如插入到松散轴承中，插入漏斗便于插入，因为即使在喷枪偏离圆柱轴线的情况下，插入漏斗也能够牢固地容纳喷枪的第一端。
该松散轴承可以由弹性材料制成。与某种阻力相反，冲洗喷枪的第一端插入轴承中，并且如果轴承的内径小于喷枪的外径，则必须稍微拉伸轴承，从而使得冲洗喷枪在松散轴承中的配合更牢固。如果尺寸关系是相反的，则至少弹性材料减少了将压力容器的任何冲击传递到冲洗喷枪的影响。
在另一个实施例中，冲洗喷枪通过合适的装置可逆地连接到阀连接件，如果需要，例如为了维护的目的，允许去除冲洗喷枪。
在一个不同的实施例中，冲洗喷枪的材料如此坚硬，以致于当通过冲洗喷枪的抽吸抽出存储容量的气体填充物时，所述冲洗喷枪在尺寸上保持稳定并且其形状不会坍塌。这允许对存储容量进行多次可靠的填充和排空循环，以建立所需的纯度，而不会损害被排空的气体的气流。
在另一个实施例中，冲洗喷枪的穿孔包括气体入口和气体出口开口，其数量，位置和直径的尺寸被设计成使得气体填充物充分混合在存储容量中，并且使用填充气体填充和排空存储容量的过程的持续时间被优化。用作穿孔的开口，孔和槽的直径以及它们彼此之间的距离可以变化。穿孔还应该被设计成允许所希望的填充时间和填充气体或气体填充物分别通过冲洗喷枪的流速。大量的入口和出口(其中气体入口也可以同时是气体出口)减少了填充和排空的次数；特别地，在第一端区域中的大量此类开口增加了气体在相对的终端盖区域中的充分混合，由于填充过程导致"底侧"气体流过存储容量。
本发明还包括一种运输容器，该运输容器包括多个根据本发明的压力容器，这些压力容器的存储容量通过一个共同的可密封管道系统通过相应的阀连接件和冲水喷枪的相应的第二端彼此连接。压力容器通常在各自的输送单元(在这种情况下为容器)中输送，并使各个存储容量相互连接。容器的气体含量可以通过管道系统控制。压力容器在容器预定的输送方向上输送；这里，例如，在垂直方向上，为了安全目的，阀连接件优选设置在上侧，使得冲水喷枪从阀连接件垂直向下延伸至压力容器中。
以这种方式，根据本发明的运输容器能够减少冲洗的工作力度并降低达到期望纯度所需的气体消耗。
在一个实施例中，为此目的，管道系统连接到用于用填充气体填充压力容器和用于将填充在压力容器中的气体抽出的装置。以这种方式，容器中的输送时间或固定时间可用于冲洗存储容量。该装置可以是例如用于外部气罐或气体供应的泵装置和气体入口装置的组合。
本发明还涉及一种用于在压力容器中用期望纯度的填充气体填充根据本发明的压力容器的方法，所述压力容器包括由内部容器材料制成的内部容器、外层、阀连接件以及中空冲洗喷枪。所述内部容器具有圆柱形中间部分以及两个终端盖，所述圆柱形中间部分具有圆柱轴线，所述终端盖密封所述圆柱形中间部分以便在所述压力容器中提供存储容量；所述外层被施加到所述内部容器以便加强所述内部容器；阀连接件设置在终端盖和中空冲水喷枪中的一个上；中空冲水喷枪通向外部，并被引导穿过阀连接件，并相对于阀连接件以密封的方式保持在阀连接件中；包括以下步骤：
利用冲洗喷枪用填充气体填充压力容器，用于与存储容量进行气体交换，该冲洗喷枪伸入存储容量中并沿其整个长度设置有穿孔，直到所述冲洗喷枪面对所述终端盖的第一端，所述终端盖位于所述存储容量中与所述阀连接件相对；
执行气体交换，直到相对的终端盖，其中冲洗喷枪延伸足够远，至与阀连接件相对的终端盖；
随后利用合适的装置，通过冲洗喷枪将位于压力容器中充分混合的气体填充物抽出到压力容器的外部；和
重复上述步骤，直到压力容器中的气体填充对应于期望纯度的填充气体。
在抽出期间，可以通过用于确定是否必须进行额外的填充和抽出循环以获得期望纯度的合适的分析设备来测量气体填充物的气体组成。如果对于填充和抽出的过程有足够的经验，使得纯度仅由填充和抽出循环的次数来确定，则可以省略气体分析。
以这种方式，根据本发明的方法可以减少冲洗的工作力度并降低达到期望纯度所需的气体消耗。
本发明还涉及一种制造根据本发明的压力容器的方法，包括以下步骤：
提供由内部容器材料制造的内部容器，所述内部容器具有带圆柱轴线的圆柱形中间部分和具有密封所述圆柱形中间部分的两个终端盖，以提供存储容量，所述内部容器包括施加到其上以加强所述内部容器的外层，其中，阀连接件设置在所述终端盖中的一个上，以便接收阀，用于密封所述存储容量；
引导中空的冲水喷枪，所述冲水喷枪通过所述阀连接件通向外部，其中，所述冲水喷枪设置为伸入到所述存储容量中，并且沿着所述冲水喷枪的整个长度设置有穿孔，直至所述冲水喷枪面对所述终端盖的第一端，所述终端盖位于所述存储容量中与所述阀连接件相对，以便与所述存储容量进行气体交换，其中，所述冲水喷枪延伸至与所述阀连接件相对的所述终端盖，使得在所述冲洗喷枪的整个穿孔中进行气体交换，直至所述相对的终端盖；和
将冲水喷枪固定在阀连接件上，以使所述冲水喷枪相对于阀连接件以密封的方式保持在阀连接件上。
因此，根据本发明的方法可以制造压力容器，通过该压力容器可以减少冲洗的工作力度，并且可以降低实现期望纯度所需的气体消耗。
附图说明
本发明的这些和其它方面在附图中详细示出如下：
图1：根据本发明的压力容器的横截面图的两个实施例，(a)具有自由浮动的冲水喷枪，以及(b)具有固定在两端的冲水喷枪；
图2:具有冲洗喷枪的压力容器的局部视图的实施例；
图3：根据本发明的运输容器的实施例；
图4：根据本发明的用于填充根据本发明的压力容器的方法的实施例；
图5：根据本发明的用于制造根据本发明的压力容器的方法的实施例。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的压力容器1的横截面图的两个实施例，(a)具有自由浮动的冲水喷枪5，以及(b)具有固定在两端52,53的冲水喷枪5。压力容器1包括由内部容器材料制成的内部容器2，该内部容器材料具有圆柱形中间部分21和两个终端盖22a,22b，该圆柱形中间部分21具有圆柱轴线ZA，该终端盖22a,22b密封圆柱形中部21，以便在压力容器中提供存储容量SV。外层3施加到内部容器2上以机械地增强所述内部容器；例如，缠绕的外层由纤维复合材料制成。用于以(或)具有期望纯度RG的填充气体FG填充和排空存储容量SV的阀连接件4设置在终端盖22a中的一个上，而相对的终端盖22b没有这种连接。由于阀连接件4提供了与存储容量SV的连接，所以通向外部的中空冲洗喷枪5被引导穿过阀连接件4并相对于阀连接件4以密封方式保持在其中。该冲洗喷枪5伸入存储容量SV中，并沿其整个长度L5设置有穿孔51，直到第一端52面对终端盖22b，该终端盖22b与存储容量SV中的阀连接件4相对，用于与存储容量进行气体交换。冲洗喷枪5延伸至相对的终端盖22b，使得气体交换在冲洗喷枪5的整个穿孔51中进行直到相对的终端盖22b。至少在存储容量SV内的区域5b中，冲洗喷枪5由尺寸稳定的材料制成，例如比内部容器2的材料软的塑料。冲洗喷枪5的材料非常坚硬，然而，当存储容量SV的气体填充物GF通过冲洗喷枪5以抽吸方式被抽出时，所述冲洗喷枪保持尺寸稳定并且其形状不会坍塌。在图1A中，冲洗喷枪5的第一端52设置成在压力容器1的存储容量SV中自由浮动。在该实施例中，在冲洗喷枪5的第一端52上设置有配重54。在本文中，术语"在第一端上"不仅指第一端52，而且指周围区域，在这种情况下，配重54，例如由铅或其它金属制成的球被紧固。在图1B中，冲洗喷枪5的第一端52通过一个松散轴承23连接到与阀连接件4相对的终端盖22b上，防止冲洗喷枪5垂直于内部容器的圆柱轴线ZA运动。然而，冲洗喷枪5可逆地平行于内部容器2的圆柱轴线ZA可移动地支撑，以便能够补偿在压力填充期间发生的压力容器1的长度变化。在这里，松散轴承23被实施为内径等于冲水喷枪5的外径的中空套筒，套筒23包括在阀连接件4的方向上的开口插入漏斗231。松散轴承23可以由弹性材料制成。此外，冲洗喷枪5通过合适的装置(也参见图2)可逆地连接到阀连接件4。
图2示出了带有冲洗喷枪5的压力容器1的实施例，该压力容器1在阀连接件4处的终端盖22a的区域的局部视图，该阀连接件4在这里通过螺旋型连接固定到终端盖22a上，并通过密封锥体6提供相对于内部容器2密封。该容器设有用于加强的外层3。冲洗喷枪5的穿孔51包括气体入口和气体出口开口，其数量，位置和直径的尺寸被设计成使得填充气体GF在存储容量SV中充分混合，并且填充和排空存储容量SV的过程的持续时间被优化。这里所示的圆形穿孔51仅仅是可能的穿孔5的一个例子。在其它实施例中，冲洗喷枪可包括纵向，椭圆形或其它穿孔5。穿孔5的距离和尺寸也可以根据实施例而变化。
图3示出了根据本发明的运输容器10的一个实施例，其包括例如根据本发明的五个压力容器1，其中两个压力容器1包含自由浮动的冲洗喷枪5，而另外三个压力容器1包含固定在两侧的冲洗喷枪5。对于压力容器1的细节，我们参考图1。压力容器1的存储容量SV通过共用的可密封管道系统11利用相应的阀连接件4和冲水喷枪5的相应的第二端53彼此连接，管道系统11另外连接到装置12，以便用填充气体填充压力容器1并抽出位于压力容器1内的气体填充物。在运输容器10内的这种装置12可以减少冲洗工作量并降低达到期望纯度RG所需的气体消耗。现有技术的氢输送容器被冲洗至少3-6次(根据所需的纯度)，以便在下一次填充之前充入未装载的输送气体氮气。如果假设在40英尺的容器中储存1000千克氢气，氢气价格为7欧元/千克，则一次冲洗程序将产生7,000欧元的消耗氢气成本。因此，五次冲洗导致35,000欧元的氢气成本。如果包括更大的工作量，则五次冲洗的成本总计构成约50,000欧元。利用根据本发明的压力容器1，可以利用冲洗喷枪5节省一半的冲洗成本。为了获得5.0的纯度(其对应于99.999％的纯度)，对于根据本发明的压力容器1仅需要三次冲洗，而根据现有技术的压力容器需要六次或更多次冲洗才能获得相同的结果。
图4示出了根据本发明的用于填充根据本发明的压力容器1的方法100的实施例(也参见图1和图2)。在压力容器1中具有具有期望纯度RG的填充气体FG，包括随后的填充110步骤：通过冲洗喷枪5向压力容器1填充气体FG，以与存储容量SP进行气体交换，所述冲洗喷枪5伸入到存储容量SV中并且沿着其整个长度L5设有穿孔51，直到在存储容量SV中冲洗喷枪5面对与阀连接件4相对的终端盖22b的第一端52。执行120步骤：通过冲洗喷枪5延伸至与阀连接件4相对的终端盖22b足够远，使气体交换到相对的终端盖22b；随后步骤130：借助于合适的装置12通过冲水喷枪5将位于压力容器1中的充分混合的气体填充GF，抽出到压力容器的外部；并且重复以上步骤140，直到压力容器中的气体填充GF对应于具有期望纯度RG的填充气体FG。有利地，可以为此目的测量抽出的气体填充物的成分。一旦压力容器1显示出所需的纯度，压力容器1就需要再用填充气体填充一次，以确保存储容量用期望纯度的气体填充。在此之后，填充过程100停止150，因为已经达到期望的纯度RG。
图5示出了根据本发明的用于制造根据本发明的压力容器1的方法200的实施例，该方法包括以下步骤：提供210如图1所示的不具有冲洗喷枪5压力容器；引导220中空冲洗喷枪5，该冲洗喷枪5通过阀连接件4向外部开口，其中冲洗喷枪5被设置为伸入到存储容量SV中，并且沿着其整个长度L5设置有穿孔51，直到冲水喷枪5的第一端52面向终端盖22b，该终端盖22b与阀连接件4相对地位于用于与存储容量进行气体交换的存储容量SV中，其中，冲水喷枪5一直延伸至与阀连接件4相对的终端盖22b，使得气体交换在冲水喷枪5的整个穿孔51中进行，直到相对的终端盖22b；以及230将冲洗喷枪5固定到阀连接件4上，使得所述冲洗喷枪由阀连接件4以相对于阀连接件4密封的方式保持。现在，根据图4的方法可应用于以这种方式制造的压力容器1。
这里描述的实施例仅仅是本发明的示例，因此不应被理解为限制。本领域技术人员所考虑的替代实施例同样包括在本发明的保护范围内。
附图标记列表
1压力容器
2内部容器
21圆柱形中部
22A阀连接件侧密封终端盖
22B相对终端盖
23相对终端盖松散轴承
231开口插入漏斗
3纤维复合材料外层
4阀连接件
5冲水喷枪
5b存储容量中的冲洗喷枪区域
51穿孔
52冲洗喷枪的第一端
53冲洗喷枪的第二端
54配重
55将冲洗喷枪固定在阀连接件上的方法
6密封锥体
10根据本发明的运输容器
11管道系统
12用于向压力容器中填充气体并抽出压力容器中的气体的装置
100根据本发明的填充压力容器的方法
110用填充气体填充压力容器以与存储容量进行气体交换的方法
120进行气体交换直至相对的终端盖
130从充分混合的气体填充抽出
140重复上述步骤
150结束填充方式
200制造根据本发明的压力容器的方法
210提供不具有冲洗喷枪的压力容器
220通过阀连接件引导冲洗喷枪
230将冲洗喷枪固定到阀连接件
FG填充气体，用于填充存储容量
GF存储容量的气体填充
L5冲洗喷枪在存储容量中的长度
RG压力容器中填充气体的期望纯度
SV存储容量
VR垂直方向
ZA圆柱轴线

Claims (9)

1.一种压力容器(1)，其特征在于，包括：由内部容器材料制成的内部容器(2)、外层(3)、阀连接件(4)、以及中空冲洗喷枪(5)，所述内部容器(2)具有圆柱形中间部分(21)和两个终端盖(22a,22b)，所述圆柱形中间部分(21)具有圆柱轴线(ZA)，所述两个终端盖(22a,22b)密封所述圆柱形中间部分(21)以便在所述压力容器中提供存储容量(SV)；所述外层(3)施加在所述内部容器(2)上以便加强所述内部容器；所述阀连接件(4)设置在所述终端盖(22a)中的一个上，从而用期望纯度(RG)的填充气体(FG)填充和排空所述存储容量(SV)，所述中空冲洗喷枪(5)通向外部，并且被引导穿过所述阀连接件(4)以及相对于所述阀连接件(4)以密封的方式保持在所述阀连接件(4)中，其中所述冲洗喷枪(5)伸入所述存储容量(SV)中，并且沿着所述冲洗喷枪(5)的整个长度(L5)设置有穿孔(51)，直到所述冲洗喷枪(5)的面对所述终端盖(22b)的第一端(52)，所述终端盖(22b)在所述存储容量(SV)中与所述阀连接件(4)相对，用于与所述存储容量进行气体交换，其中所述冲洗喷枪(5)延伸至与所述阀连接件(4)相对的所述终端盖(22b)，使得气体交换发生在所述冲洗喷枪(5)的整个所述穿孔(51)中，直至相对的所述终端盖(22b)，所述冲洗喷枪(5)至少在所述存储容量(SV)内的区域(5b)中由尺寸稳定的材料产生，其中所述冲洗喷枪(5)的所述第一端(52)设置成在所述压力容器(1)的所述存储容量(SV)中自由浮动，或适当地连接到与所述阀连接件(4)相对的所述终端盖(22b)，其中，在所述冲洗喷枪(5)的所述第一端(52)上设置有配重(54)。
2.根据权利要求1所述的压力容器(1)，其特征在于，所述尺寸稳定的材料是比所述内部容器(2)的材料软的塑料。
3.根据前述权利要求1所述的压力容器(1)，其特征在于，所述冲洗喷枪(5)通过合适的装置以可逆的方式连接到所述阀连接件(4)。
4.根据前述权利要求1所述的压力容器(1)，其特征在于，所述冲洗喷枪(5)的材料非常坚硬，使得当所述存储容量(SV)的气体填充物(GF)通过所述冲洗喷枪(5)以抽吸方式被抽出时，所述冲洗喷枪保持尺寸稳定且形状不会坍塌。
5.根据前述权利要求4所述的压力容器(1)，其特征在于，所述冲洗喷枪(5)的所述穿孔(51)包括气体入口开口和气体出口开口(511)，所述气体入口开口和气体出口开口(511)的数量，位置和直径的尺寸被设计成使得所述气体填充物(GF)在所述存储容量(SV)中充分混合，并且使用所述填充气体(FG)填充和排空所述存储容量(SV)过程的持续时间被优化。
6.一种包括多个根据权利要求1所述的压力容器(1)的运输容器(10)，其特征在于，所述压力容器(1)的所述存储容量(SV)通过共用的可密封管道系统(11)，利用相应的所述阀连接件(4)和所述冲洗喷枪(5)的相应的第二端(53)彼此连接。
7.根据权利要求6所述的运输容器(10)，其特征在于，所述管道系统(11)连接到装置(12)，以便用填充气体填充所述压力容器(1)，并将位于所述压力容器(1)内的气体填充物抽出。
8.一种在根据权利要求1所述的压力容器(1)中用期望纯度(RG)的填充气体(FG)填充所述压力容器(1)的方法(100)，其特征在于，所述压力容器(1)包括由内部容器材料制成的内部容器(2)、外层(3)、阀连接件(4)以及中空冲洗喷枪(5)，所述内部容器(2)具有圆柱形中间部分(21)和两个终端盖(22a,22b)，所述圆柱形中间部分(21)具有圆柱轴线(ZA)，所述两个终端盖(22a,22b)密封所述圆柱形中间部分(21)以便在所述压力容器中提供存储容量(SV)；所述外层(3)施加在所述内部容器(2)上以增强所述内部容器；所述阀连接件(4)设置在所述终端盖中的一个(22a)上；所述中空冲洗喷枪(5)通向外部，被引导穿过所述阀连接件(4)，并相对于所述阀连接件(4)以密封的方式保持在所述阀连接件(4)中；其中，所述方法包括以下步骤：
利用所述冲洗喷枪(5)用填充气体(FG)填充(110)所述压力容器(1)，用于与所述存储容量(SP)进行气体交换，所述冲洗喷枪(5)伸入到所述存储容量(SV)中，并且沿着所述冲洗喷枪(5)的整个长度(L5)设置有穿孔(51)，直到所述冲洗喷枪(5)的面对所述终端盖(22b)的第一端(52)，所述终端盖(22b)在所述存储容量(SV)中与所述阀连接件(4)相对；
执行(120)所述气体交换，直到相对的所述终端盖(22b)，其中所述冲洗喷枪(5)延伸足够远，至与所述阀连接件(4)相对的所述终端盖(22b)；
随后利用合适的装置(12)，通过冲洗喷枪(5)将位于所述压力容器(1)中的充分混合的气体填充物(GF)抽出(130)到所述压力容器的外部；和
重复上述步骤(140)，直到所述压力容器中的所述气体填充物(GF)对应于期望纯度(RG)的填充气体(FG)。
9.一种制造根据权利要求1所述的压力容器(1)的方法(200)，其特征在于，包括以下步骤：
提供(210)内部容器(2)，所述内部容器(2)由内部容器材料制成，所述内部容器(2)具有圆柱形中间部分(21)和两个终端盖(22a,22b)，所述圆柱形中间部分(21)具有圆柱轴线(ZA)，所述两个终端盖(22a,22b)密封所述圆柱形中间部分(21)，以提供存储容量(SV)，所述内部容器包括施加到其上以增强所述内部容器的外层(3)，其中，阀连接件(4)设置在所述终端盖(22a)中的一个上，以便接受阀，用于密封所述存储容量；
引导(220)中空冲洗喷枪(5)，所述中空冲洗喷枪(5)通过所述阀连接件(4)通向外部，其中所述冲洗喷枪(5)设置为伸入到所述存储容量(SV)中，并且沿着所述冲洗喷枪的整个长度(L5)设置有穿孔(51)，直到所述冲洗喷枪(5)的面对所述终端盖(22b)的第一端(52)，所述终端盖(22b)在所述存储容量中与所述阀连接件(4)相对，以便于与所述存储容量(SV)进行气体交换，其中，所述冲洗喷枪(5)延伸至与所述阀连接件(4)相对的所述终端盖(22b)，使得在所述冲洗喷枪(5)的整个所述穿孔(51)中进行气体交换，直至相对的所述终端盖(22b)；和
将所述冲洗喷枪(5)固定(230)到所述阀连接件(4)上，使得所述冲洗喷枪相对于所述阀连接件(4)以密封的方式保持在所述阀连接件(4)上。
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