CN114466990A - 用于永久给消耗器供应气体的设备 - Google Patents

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鲁迪·夏莱肯斯
埃里克·范福森
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Messer Co ltd
Messer Gaspack GmbH
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Abstract

一种用于永久给消耗器永久供应气体的设备，该设备配备有：与可更换的第一压缩气体储存器相连接的第一抽取管路和与优选位置固定的第二压缩气体储存器相连接的第二抽取管路，其中这两个抽取管路通入共用的供应管路。为了在更换第一压缩气体储存器期间也保证对用户的供应，自动式的切换装置被配置成：当在第一抽取管路中的阻断装置处低于预先给定的流入侧的压力值时，关闭这个阻断装置并且打开第二抽取管路中的阻断装置。根据本发明，切换装置还被配置成：在更换第一压缩气体储存器之后，从该第一压缩气体储存器自动地填充第二压缩气体储存器。

Description

用于永久给消耗器供应气体的设备
本发明涉及一种用于永久给消耗器供应气体的设备，该设备具有：与第一压缩气体储存器相连接的第一抽取管路和与第二压缩气体储存器相连接的第二抽取管路，这些抽取管路通入共用的输出管路；以及配备有位于抽取管路中的压力测量装置和阻断装置的切换装置，该切换装置被配置成：当在第一抽取管路中的阻断装置处低于预先给定的流入侧的压力值时，关闭该阻断装置并且打开第二抽取管路中的阻断装置。
已知由压缩气体气瓶或压缩气体气瓶束来对消耗器进行供应。“压缩气体气瓶”在此应被理解为填充体积在10l与200l之间、填充压力在150bar与300bar之间的压缩气体储存器，在这些压缩气体储存器中在压力下以气态储存有气体，例如氮气、氧气、二氧化碳、稀有气体或者气体混合物，尤其是焊接气体混合物或应用于食品的特定气体混合物。“压缩气体气瓶束”(在下文中还被称为“气瓶束”)应被理解为如下组件，即，在该组件中，填充体积在50l与200l之间、填充压力在150bar与300bar之间的多个(例如四个至十二个)压缩气体气瓶各自安装在由框架元件构造的、在大多数情况下开放或部分开放的、可借助于叉车运输的框架中并且连接至共用的抽取管路。压缩气体气瓶、气瓶束以及由相互联接的压缩气体气瓶或气瓶束构成的组在下文中还被概括为术语“压缩气体储存器”。
在所述类型的压缩气体储存器中存在如下问题，即，可供使用的气体量是有限的，其结果是操作人员尤其是在已经从其中抽取了气体的压缩气体储存器的情况下在开始操作前必须总是要检查可供使用的气体量是否足以用于预期目的。在必要时必须将仍具有明显填充余量的压缩气体容器更换为充满的压缩气体容器，这引起成本。
为了克服这一缺点并且为了能够确保永久的气体供应，已知的是，将多个压缩气体气瓶或气瓶束组合成“气瓶排”或“气瓶束排”。这样的排例如由两个气瓶束或两组彼此联接的、各自配备有抽取管路的气瓶束构成，其中这两个气瓶束(或两个气瓶束组)的抽取管路在连接位置处通入共用的输出管路。在连接位置之前或在连接位置处设置有切换装置(该切换装置在通常情况下被设计为两个阻断装置或者三通阀或四通阀)，该切换装置用于从一个抽取管路切换到另一个抽取管路。因此，如果例如连接至第一抽取管路的气瓶束被排空到使得进一步抽取其中所储存的气体已不再可能或没有意义，那么借助于切换装置切换到第二抽取管路并且因此切换到第二气瓶束。排空后的抽取侧的剩余压力或上游压力(Vordruck)或者期望的供应压力可以被考虑为确定的切换参数。在此可以手动地或自动化地进行切换。随后，由第二气瓶束进行供应，同时可以使第一气瓶束与系统脱离联接并且将其更换为充满的气瓶束。通过将这两个气瓶束交替地更换为相应充满的气瓶束，可以实现永久的气体供应。
上述类型的气瓶排例如是从DE 1501703 A1或DE 102006002271 A1已知的。在DE1960448 A中描述了一种类似的、尤其适用于露营目的的、由两个气瓶构成的组件，这两个气瓶各自配备有设定了不同的抽取压力的压力调节器。
随着时间的推移，气瓶排的技术经历了持续的改进。例如可以借助于如在DE102007051927 A1中描述的所谓的气体止回装置来防止气体可能从压力较高的压缩气体储存器进入到压力较低的压缩气体储存器中。
已知的设施已经得到了证明，但其需要相当大的空间，并不是所有用户都能提供该空间，而且这些设施还与不可忽视的投资成本相关联。此外，必须定期检查两侧的填充状态，并且必须确保定期更换气瓶或气瓶束。
因此，本发明所基于的目的在于，提供一种用于气体供应的设施，该设施允许永久的气体供应并且克服了现有技术的缺点。
这个目的在开篇所述类型和用途的设备中通过以下方式来实现，即，该切换装置被配置成：当在该第一抽取管路中的阻断装置的流入侧处存在的压力值超过该第二抽取管路中的阻断装置处的流入侧的压力时，与第二压缩气体储存器建立流动连接。
因此，根据本发明的设备具有两个抽取管路，分别有一个压缩气体储存器可以连接至这两个抽取管路。切换装置在这两个抽取管路中包括阻断装置和至少在流入侧安装在阻断装置之前的压力测量装置、以及控制装置，借助该控制装置自动地根据在抽取管路中所测得的压力来操作阻断装置。如果这两个压缩气体容器都已被连接并且进行了填充，则以本身已知的方式仅打开第一抽取管路中的阻断装置并且仅从第一压缩气体储存器抽取气体。一旦在第一压缩气体储存器中低于预先给定的压力值(例如当第一压缩气体储存器中仅还只存在较低的剩余压力或第一压缩气体储存器中的压力低于消耗器的预先给定的供应压力时)，就优选自动地关闭第一抽取管路中的阻断装置并且打开第二抽取管路中的阻断装置；因此，现在仅由第二压缩气体储存器进行气体供应，并且第一压缩气体储存器现在可以与第一抽取管路断开连接并且被更换为充满的压缩气体储存器。
在将充满的压缩气体储存器与第一抽取管路连接之后，第一抽取管路中的阻断装置处的流入侧的压力超过第二抽取管路中的阻断装置处的流入侧的压力。“流入侧”在此应理解为截止阀处的与对应的抽取管路通向共用的输出管路的口部相反的那侧。基于切换装置的根据本发明的配置，现在建立从第一压缩气体储存器到第二压缩气体储存器的流动连接。这例如通过以下方式来进行，即：同时打开第一抽取管路中的阻断装置和第二抽取管路中的阻断装置。现在由第一压缩气体储存器通过溢流来填充第二压缩气体储存器，直至在压缩气体储存器之间实现压力平衡或者在第二压缩气体储存器中至少达到预先给定的压力值。随后关闭第二抽取管路中的阻断装置，并且在第一压缩气体储存器中的压力值在对消耗器进行供应的过程中再次低于预先给定的压力值时才打开该阻断装置。
在由第一压缩气体储存器再次填充第二压缩气体储存器期间，共用的输出管路优选地是打开的，即永久地给消耗器供应气体。
因此，根据本发明不需要在使用第二压缩气体储存器之后将该第二压缩气体储存器与第二抽取管路断开连接，并且不需要用充满的压缩气体储存器来代替该第二压缩气体储存器。为了永久地供应消耗器，仅需更换第一压缩气体储存器；第二压缩气体储存器保留在用户的现场。这减少了监测和物流方面的成本。
至少在第一抽取管路中可以设置有气体止回阀，该气体止回阀防止气体从充满的压缩气体储存器不期望地溢流到排空的压缩气体储存器。例如针对第二压缩气体储存器仅被再次填充直至低于第一压缩气体储存器中的最大填充压力的填充压力的情况，在第二抽取管路中同样可以安装有气体止回阀。在这种情况下，第二抽取管路中的阻断装置包括单独的管路(旁通管路)，该管路可以实现对第二压缩气体储存器的填充并且配备有调节阀，该调节阀确保均匀且不过于剧烈地进行填充过程。一旦填充过程结束，就借助阀来关闭这个旁通管路；和/或这个旁通管路本身配备有防止气体在填充过程结束后回流的防回流装置。
优选地，切换装置被配置成：当第二抽取管路中的阻断装置处的流入侧的压力超过预先给定的值(该预先给定的值被选择成使得存在于第二压缩气体储存器中的气体量足以确保在一定时间期间、例如介于15分钟与120分钟之间对消耗器进行供应)时，关闭从第一压缩气体储存器到第二压缩气体储存器的流动连接。然而，最迟当这两个压缩气体储存器之间(即，该第一抽取管路中的阻断装置处的流入侧的压力与该第二抽取管路中的阻断装置处的流入侧的压力之间)至少大致地存在压力平衡时，才应关闭与该第二压缩气体储存器的流动连接。
便利地，设置有易于运输和更换的一个容器或多个容器来作为第一压缩气体储存器。在此例如是一个压缩气体气瓶、气瓶束或者多个压缩气体气瓶或气瓶束。由于只需要相对较短的时间来更换第一压缩气体储存器，因此第二压缩气体储存器的体积可以被选择成比第一压缩气体储存器的体积小得多。例如，第二压缩气体储存器所具有的体积仅为第一压缩气体储存器的体积的最多十分之一、优选地最多二十分之一。由此，在更换第一压缩气体储存器之后由于由更换后的第一压缩气体储存器再次填充第二压缩气体储存器而导致的压力损耗保持在较小的范围内。
用作缓冲容器的第二压缩气体储存器优选地是压缩气体气瓶或者是体积例如在10l与50l之间的相当的压力容器。第二压缩气体储存器有利地始终(即，在现场更换第一压缩气体储存器期间和之后)保留并且保持与第二抽取管路相连接。
应依据附图更详细地解释本发明的实施例。唯一的附图(图1)示意性地示出根据本发明的设备的结构。
设备1包括由例如六个、八个、九个、十二个、十六个或十八个压缩气体气瓶3构成的气瓶束2作为第一压缩气体储存器，该气瓶束接纳在支架4中。气瓶3借助于管或软管连接件6经由连接分配器7连接至抽取管路8。支架4优选地是由钢型材构成的开放式焊接结构，并且以本身常见的方式包括底板9和布置在底板下方的运输区段10，该运输区段尤其被确定成用于与叉车叉进行接合。横向地延伸穿过支架4的抽取管路8配备有连接支管11(例如凸缘或螺纹)，在该连接支管处气瓶束2可以以简单的方式与其余部分的设备1断开连接。在抽取管路8中布置有截止阀12。此外，在抽取管路8上还可以以在此未示出的方式连接有另外的气瓶束，这些另外的气瓶束与气瓶束2一起构成本发明意义上的第一压缩气体储存器。
在该实施例中，设备1具有常见的压缩气体气瓶14作为第二压缩气体储存器。压缩气体气瓶14配备有抽取阀15，在该抽取阀处连接有抽取管路16。抽取管路8、16通入共用的输出管路17，该输出管路与消耗器18建立流动连接。
此外，设备1具有切换装置20，除了控制单元19(该控制单元此外也可以在空间上分离的控制中心实现)之外，该切换装置还包括多个阻断装置21、22、23以及压力测量器24、25(例如压力表)：在输出管路17中(阻断装置21)、在抽取管路8中(阻断装置22和压力测量器24)、以及在抽取管路16中(阻断装置23和压力测量器25)。此外，切换装置20可以包括在此未示出的另外的装置(例如传感器、传送器等)，借助于这些另外的装置可以在控制单元19中考虑其他的物理参数或化学参数(例如环境温度)或者可以建立通向或来自控制单元19的无线信息传输。
借助于切换装置20，以下文描述的方式根据压力测量器24、25所测得的压力来自动地调节从压缩气体储存器2、14中对气体的抽取。
开始时，气瓶束2和压缩气体气瓶14应是充满的，并且截止阀12和抽取阀15应是打开的。在第一操作状态下，阻断装置22是打开的，而阻断装置23是关闭的。现在通过打开阻断装置21来从气瓶束2向消耗器18供应气体，其中压力保持装置26确保了维持输出管路17中的预先给定的压力。
在抽取气体的过程中，在压力测量器24处测得的气瓶束2中的压力降到低于预先给定的值，例如降到低于用于供应消耗器18所需要的最小压力。如果气瓶束2中的压力低于这个值，则关闭阻断装置22并且打开阻断装置23。现在由压缩气体气瓶14进行对消耗器18的供应。
在此期间，使截止阀12关闭，使连接支管11处的气瓶束2与其余部分的设备1脱离联接、分离并且替代于此将充满的气瓶束连接至连接支管11。在打开更换后的气瓶束的截止阀12后，压力测量器24处的压力现在大于压力测量器25处的压力(该压力同时与压缩气体气瓶14中的压力相对应)。
现在打开阻断装置22，阻断装置23保持开放(或经由在此未示出的旁通管路打开流动连接)，并且气体从更换后的气瓶束2流向消耗器18以及流动到压缩气体气瓶14中。
一旦压缩气体气瓶14被充满(即，一旦达到预先给定的压力值和/或大体上与在压力测量器24、25处测得的压力值相等)，就使阻断装置23关闭，并且气体再次仅从气瓶束2流向消耗器18。
在设备1的操作期间，几乎完全由气瓶束2进行对消耗器18的供应；压缩气体气瓶14仅在必须更换气瓶束2的相对较短的时间内承担供应，该压缩气体气瓶在此期间起到缓冲容器的作用。因此，压缩气体气瓶所具有的填充体积可以显著小于气瓶束2的填充体积，并且可以用久地保留在现场。
附图标记清单
1.设备
2.气瓶束
3.压缩气体气瓶
4.支架
5.-
6.连接件
7.连接分配器
8.抽取管路
9.底板
10.运输区段
11.连接支管
12.截止阀
13.-
14.压缩气体气瓶
15.抽取阀
16.抽取管路
17.输出管路
18.消耗器
19.控制单元
20.切换装置
21.阻断装置
22.阻断装置
23.阻断装置
24.压力测量器
25.压力测量器
26.压力保持装置。

Claims (6)

1.一种用于永久给消耗器供应气体的设备，所述设备具有：与第一压缩气体储存器(2)相连接的第一抽取管路(8)和与第二压缩气体储存器(14)相连接的第二抽取管路(16)，所述抽取管路通入共用的输出管路(17)；以及配备有位于所述抽取管路(8，16)中的压力测量装置(24，25)和阻断装置(22，23)的切换装置(20)，所述切换装置被配置成：当在所述第一抽取管路(8)中的所述阻断装置(22)处低于预先给定的流入侧的压力值时，关闭所述阻断装置(22)并且打开所述第二抽取管路(16)中的所述阻断装置(23)，
其特征在于，
所述切换装置(20)被配置成：当在所述第一抽取管路(8)中的所述阻断装置(22)的流入侧存在的压力值超过所述第二抽取管路(16)中的所述阻断装置(23)处的流入侧的压力时，在所述第一压缩气体储存器(2)与所述第二压缩气体储存器(14)之间建立流动连接。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述切换装置(20)被配置成：当所述第二抽取管路(16)中的所述阻断装置(23)处的流入侧的压力超过预先给定的值时，关闭与所述第二压缩气体储存器(14)的流动连接。
3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，当所述第一抽取管路(8)中的所述阻断装置(22)处的流入侧的压力与所述第二抽取管路(16)中的所述阻断装置(23)处的流入侧的压力之间至少大致地存在压力平衡时，关闭与所述第二压缩气体储存器(14)的流动连接。
4.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，设置有一个压缩气体气瓶、气瓶束或者多个压缩气体气瓶或气瓶束来作为第一压缩气体储存器(2)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述第二压缩气体储存器(14)的填充体积为所述第一压缩气体储存器(2)的填充体积的最多十分之一、优选地最多二十分之一。
6.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，设置有压缩气体气瓶来作为第二压缩气体储存器(14)。
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