CZ37460U1

CZ37460U1 - A device for pressure protection in a gas tank and a tank with this device

Info

Publication number: CZ37460U1
Application number: CZ2023-41215U
Authority: CZ
Inventors: Pavel Ĺ tindl; Štindl Pavel Ing., Ph.D.; Stanislav Cimpa
Original assignee: Odštěpný závod GreMi KLIMA
Priority date: 2023-08-09
Filing date: 2023-08-09
Publication date: 2023-11-13

Description

Zařízení pro tlakové jištění v plynové nádrži a nádrž s tímto zařízenímA device for pressure protection in a gas tank and a tank with this device

Oblast technikyField of technology

Technické řešení se týká bezpečnostního zařízení pro jištění přetlaku a podtlaku plynu využívající jako těsnicí médium kapalinu, zvláště v plynových nádržích.The technical solution refers to a safety device for securing overpressure and underpressure of gas using a liquid as a sealing medium, especially in gas tanks.

Dosavadní stav technikyCurrent state of the art

V současném stavu techniky jsou známá různá pojistná zařízení, která využívají sloupec kapaliny pro vyrovnávání tlaku v různých plynových nádržích. Nejčastěji se využívají kapalinové pojistky, které vyrovnávají tlak při podtlaku, nebo pojistky pro vyrovnání tlaku při přetlaku, jak je například popsáno v patentu US 6199577 B1. Stále častěji se v dnešní době ovšem využívají kombinované kapalinové pojistky, které dokáží vyrovnávat tlak při podtlaku i přetlaku. Jedna z takových pojistek je například popsána v dokumentu EP 2730641 A1. Tato pojistka musí být umístěna u víka nádrže, jelikož při přetlaku je plyn společně i s těsnicí kapalinou vytlačován z kapalinové pojistky na povrch nádrže. Při podtlaku je tato kapalina z povrchu nádrže nasávána zpět do zařízení. Díky vytlačování kapaliny na povrch nádrže může být nutné v zimním období (v závislosti na teplotě) použití nemrznoucí složky do těsnicí kapaliny či zajištění dostatečného vyhřívání na povrchu nádrže. Naopak v horkém letním počasí zde může docházet k vypařování těsnicí kapaliny. U současných kapalinových pojistek jsou potřeba časté provozní kontroly množství těsnicí kapaliny a její doplňování.Various safety devices are known in the art that use a column of liquid to equalize the pressure in various gas tanks. Most often, liquid fuses are used, which equalize the pressure in case of negative pressure, or fuses for equalizing the pressure in case of overpressure, as for example described in patent US 6199577 B1. Nowadays, however, combined liquid fuses are used more and more often, which can equalize the pressure in case of underpressure and overpressure. One such fuse is, for example, described in document EP 2730641 A1. This fuse must be placed near the lid of the tank, because in case of overpressure, the gas together with the sealing liquid is forced out of the liquid fuse onto the surface of the tank. Under negative pressure, this liquid is sucked back into the device from the surface of the tank. Due to the liquid being pushed onto the surface of the tank, it may be necessary in winter (depending on the temperature) to use an antifreeze component in the sealing liquid or to ensure sufficient heating on the surface of the tank. Conversely, in hot summer weather, the sealing liquid may evaporate. Current liquid fuses require frequent operational checks of the amount of sealing liquid and its replenishment.

Bylo by vhodné přijít s řešením pojistky pro vyrovnávání přetlaku i podtlaku, která by nevyžadovala časté zásahy obsluhy a fungovala by spolehlivě i za nízkých či vyšších teplot.It would be advisable to come up with a fuse solution for compensating overpressure and underpressure, which would not require frequent intervention by the operator and would work reliably even at low or higher temperatures.

Podstata technického řešeníThe essence of the technical solution

Výše uvedené nedostatky do jisté míry odstraňuje zařízení pro tlakové jištění v plynové nádrži, které zahrnuje plynovou komoru, komoru pro těsnicí kapalinu, kapalinovou ucpávku pro zabránění úniku plynu a odvětrávací trubici. Komora pro těsnicí kapalinu je umístěna v plynové komoře a zahrnuje přívod pro dopouštění těsnicí kapaliny pro doplňování těsnicí kapaliny do zařízení za provozu. Odvětrávací trubice zahrnuje otvor pro spojení s vnějším prostředím, výhodně s atmosférou pro přívod vzduchu z atmosféry a pro odvod plynu ze zařízení do atmosféry. Odvětrávací trubice je od plynové komory oddělená komorou s těsnicí kapalinou. Komora pro těsnicí kapalinu zahrnuje dva vývody - první vývod a druhý vývod - směřující vzhůru, přičemž vývody jsou odděleny oddělovací přepážkou. Pod úrovní oddělovací přepážky jsou na svých spodních koncích první vývod a druhý vývod vzájemně propojeny. Horní konec prvního vývodu ústí do plynové komory a horní konec druhého vývodu ústí do odvětrávací trubice. První vývod je zakončen podtlakovým přepadem pro odvod těsnicí kapaliny do plynové nádrže při podtlaku. Druhý vývod je zakončen přetlakovým přepadem pro odvod těsnicí kapaliny do kapalinové ucpávky při přetlaku.To some extent, the above-mentioned shortcomings are eliminated by the pressure protection device in the gas tank, which includes a gas chamber, a sealing liquid chamber, a liquid seal to prevent gas leakage, and a vent tube. The sealing liquid chamber is located in the gas chamber and includes a sealing liquid inlet for replenishing the sealing liquid to the device during operation. The vent tube includes an opening for connection with the external environment, preferably with the atmosphere for the supply of air from the atmosphere and for the discharge of gas from the device to the atmosphere. The vent tube is separated from the gas chamber by a chamber with sealing liquid. The sealing fluid chamber includes two outlets - a first outlet and a second outlet - directed upwards, the outlets being separated by a partition wall. Below the level of the partition wall, the first outlet and the second outlet are interconnected at their lower ends. The upper end of the first outlet opens into the gas chamber and the upper end of the second outlet opens into the vent tube. The first outlet is finished with a vacuum overflow for draining the sealing liquid into the gas tank under vacuum. The second outlet is finished with an overpressure overflow for draining the sealing liquid into the liquid seal in case of overpressure.

Plynová komora může být výhodně uzpůsobená pro plyn. Výhodně může mít odvětrávací trubice tvar ohnuté trubky tak, že otvor pro spojení s vnějším prostředím směřuje dolů, aby do zařízení například nepršelo, nepadaly nečistoty z okolního prostředí apod. První vývod a druhý vývod mohou být spojené nádoby. Výhodně může být horní konec druhého vývodu umístěn výš než horní konec prvního vývodu. První vývod a druhý vývod mohou být vertikálně orientované. Kapalinová ucpávka pro zabránění úniku plynu může být umístěna níže než komora pro těsnicí kapalinu pro zajištění odvodu přebytečné těsnicí kapaliny, například při přetlaku či podtlaku. Jisticí hodnota tlaku je hodnota tlaku plynu, při němž dojde k upouštění plynu do atmosféry či nasávání vzduchu atmosféry do zařízení a nádrže, ke které může být zařízení připojeno. Alespoň část horního okrajeThe gas chamber can be advantageously adapted for gas. Advantageously, the ventilation tube can have the shape of a bent tube so that the opening for connection to the external environment points downwards, so that, for example, rain does not fall into the device, dirt from the surrounding environment does not fall, etc. The first outlet and the second outlet can be connected containers. Advantageously, the upper end of the second outlet can be located higher than the upper end of the first outlet. The first outlet and the second outlet may be vertically oriented. A liquid seal to prevent gas leakage can be located lower than the sealing liquid chamber to ensure the drainage of excess sealing liquid, for example in case of overpressure or underpressure. The cut-off pressure value is the gas pressure value at which gas is released into the atmosphere or atmospheric air is sucked into the device and the tank to which the device can be connected. At least part of the top edge

- 1 CZ 37460 U1 prvního vývodu na rozhraní s plynovou komorou může být podtlakovým přepadem. Alespoň část horního okraje druhého vývodu na rozhraní komory pro těsnicí kapalinu s kapalinovou ucpávkou může být přetlakovým přepadem. Propojení prostoru s plynem s atmosférou je realizováno postupně přes plynovou komoru, první vývod, propojení prvního vývodu s druhým vývodem jejich spodními konci, druhý vývod, přechod mezi druhým vývodem a odvětrávací trubicí a přes odvětrávací trubici.- 1 CZ 37460 U1 of the first outlet at the interface with the gas chamber can be a vacuum overflow. At least a portion of the upper edge of the second outlet at the interface of the sealing fluid chamber with the fluid seal may be a pressure relief valve. The connection of the space with gas to the atmosphere is realized successively through the gas chamber, the first outlet, the connection of the first outlet with the second outlet at their lower ends, the second outlet, the transition between the second outlet and the ventilation tube and through the ventilation tube.

Výhoda řešení zařízení pro tlakové jištění spočívá v tom, že díky řešení komory pro těsnicí kapalinu a kapalinové ucpávky pro zabránění úniku plynu je zařízení schopné tlakově jistit přetlakové i podtlakové hodnoty tlaku například v nádrži. Jelikož komora pro těsnicí kapalinu zahrnuje přívod pro dopouštění těsnicí kapaliny, není vyžadována důsledná kontrola stavu těsnicí kapaliny při každém výkyvu tlaku v zařízení (a tedy i v nádrži), a i mimo ně, a tedy zařízení je nenáročné na údržbu. Jelikož se těsnicí kapalina po celou provozní dobu zařízení nachází uvnitř zařízení (a v nádrži), je ovlivnění provozu zařízení teplotou okolí mnohem nižší, než je tomu u zařízení známých z dosavadního stavu techniky.The advantage of the device solution for pressure protection lies in the fact that, thanks to the solution of the chamber for the sealing liquid and the liquid seal to prevent gas leakage, the device is able to pressure protect both overpressure and underpressure values of the pressure, for example, in the tank. Since the chamber for the sealing liquid includes an inlet for the filling of the sealing liquid, a consistent check of the state of the sealing liquid is not required at every pressure fluctuation in the device (and therefore also in the tank) and outside of it, and therefore the device is easy to maintain. Since the sealing liquid is inside the device (and in the tank) for the entire operating time of the device, the influence of the ambient temperature on the operation of the device is much lower than with devices known from the prior art.

Kapalinová ucpávka může zahrnovat třetí vývod směřující vzhůru, který svým horním koncem ústí do komory pro těsnicí kapalinu, výhodně do druhého vývodu. Výhodně část horního okraje druhého vývodu s přetlakovým přepadem je totožná s alespoň částí horního okraje třetího vývodu kapalinové ucpávky. Horní konec třetího vývodu kapalinové ucpávky pro zabránění úniku plynu s přetlakovým přepadem může mít nastavitelnou výšku, čímž lze během servisu zařízení dle potřeby měnit jisticí hodnoty přetlaku.The liquid seal may include a third upwardly directed outlet opening at its upper end into a sealing fluid chamber, preferably a second outlet. Preferably, part of the upper edge of the second outlet with excess pressure is identical to at least part of the upper edge of the third outlet of the liquid seal. The upper end of the third outlet of the liquid seal for the prevention of gas leakage with an overpressure overflow can have an adjustable height, so that the overpressure cut-off values can be changed as necessary during the service of the equipment.

Kapalinová ucpávka může zahrnovat čtvrtý vývod směřující vzhůru, který svým horním koncem ústí do plynové komory. Horní konec třetího vývodu může být umístěn výše než horní konec čtvrtého vývodu. Třetí vývod a čtvrtý vývod mohou být horizontálně orientované. Dolní konec třetího vývodu a dolní konec čtvrtého vývodu mohou být spojeny, přičemž třetí vývod a čtvrtý konec mohou být spojené nádoby. Kapalinová ucpávka je v zásadě sifonem zařízení, který umožňuje odvádět přebytečnou těsnicí kapalinu, ale brání průchodu vzduchu či plynu.The liquid seal may include a fourth upwardly directed outlet opening at its upper end into the gas chamber. The upper end of the third outlet may be located higher than the upper end of the fourth outlet. The third outlet and the fourth outlet can be horizontally oriented. The lower end of the third outlet and the lower end of the fourth outlet may be connected, and the third outlet and the fourth end may be connected vessels. A liquid seal is basically a device siphon that allows excess sealing liquid to drain away, but prevents the passage of air or gas.

Plynová komora může zahrnovat přívod pro vstup plynu do plynové komory a odvod plynu pro výstup plynu z plynové komory výhodně pro připojení k potrubí nádrže s plynem. Přívod plynu a odvod plynu mohou být dva různé otvory v plynové komoře. Přívod plynu a odvod plynu mohou mít totožný otvor v plynové komoře.The gas chamber may include an inlet for entering the gas into the gas chamber and a gas outlet for exiting the gas from the gas chamber, preferably for connection to the pipe of the gas tank. The gas inlet and gas outlet can be two different openings in the gas chamber. The gas supply and gas outlet can have the same opening in the gas chamber.

Přívod plynu a odvod plynu mohou zahrnovat přírubové připojení pro připojení zařízení k plynovému potrubí a/nebo k plynové nádrži.The gas supply and gas outlet may include a flanged connection for connecting the device to a gas pipe and/or to a gas tank.

Zařízení může být součástí nádrže zahrnující prostor pro plyn a připojovací otvor, ve kterém může být zařízení upevněno. Připojovací otvor propojuje volný prostor pro plyn nádrže a plynovou komoru zařízení. Výhodně může být tento připojovací otvor umístěn na stropě nádrže či na boku nádrže.The device may be part of a tank including a space for gas and a connection hole in which the device may be fixed. The connection hole connects the free space for the gas of the tank and the gas chamber of the device. Advantageously, this connection hole can be located on the ceiling of the tank or on the side of the tank.

Nádrž může zahrnovat potrubí pro vedení plynu a těsnicí kapaliny, například z plynové komory do nádrže. Výhodně může být připojovací otvor součástí potrubí, výhodně tak, že potrubí může být rozpojeno na dvě části, mezi které lze výhodně připojit zařízení, např. díky využití přírubových připojení. Potrubí může být připojené k přívodu plynu a k odvodu plynu zařízení. Výhodně mohou být přívod plynu a odvod plynu protilehlé otvory v zařízení, které mají stejný průměr jako potrubí nádrže a zahrnují připevňovací prvky pro připevnění přívodu plynu a odvodu plynu k potrubí. Připevnění může být realizováno například pomocí alespoň dvou šroubových spojů. Výhodně přívod a odvod plynu mohou zahrnovat těsnění pro utěsnění spoje mezi přívodem plynu a potrubím a odvodem plynu a potrubím.The reservoir may include conduits for conducting gas and sealing fluid, for example from the gas chamber to the reservoir. Advantageously, the connection hole can be a part of the pipe, preferably in such a way that the pipe can be separated into two parts, between which the device can be advantageously connected, for example through the use of flanged connections. The pipe can be connected to the gas supply and to the gas outlet of the device. Advantageously, the gas inlet and gas outlet may be opposite openings in the device which have the same diameter as the tank piping and include fasteners for attaching the gas inlet and gas outlet to the piping. The attachment can be realized, for example, by means of at least two screw connections. Advantageously, the gas inlet and outlet may include gaskets to seal the connection between the gas inlet and pipe and the gas outlet and pipe.

Potrubí pro vedení plynu může být nakloněné vzhledem k horizontální rovině alespoň o 1° pro odvod těsnicí kapaliny do nádrže, výhodně například o 10°. Díky sklonu je tak umožněn odtokThe pipe for the gas line can be inclined relative to the horizontal plane by at least 1° to drain the sealing liquid into the tank, preferably by 10° for example. Thanks to the slope, drainage is thus enabled

- 2 CZ 37460 U1 kondenzátu plynu a přebytečné těsnicí kapaliny, která z komory pro přebytečnou těsnicí kapalinu a komory pro těsnicí kapalinu může odtéci z plynové komory do potrubí nádrže a následně může potrubím odtéci do nádrže.- 2 CZ 37460 U1 of gas condensate and excess sealing liquid, which can flow from the chamber for excess sealing liquid and the chamber for sealing liquid from the gas chamber into the tank pipe and then through the pipe into the tank.

Zařízení dále zahrnuje těsnicí kapalinu umístěnou v komoře pro těsnicí kapalinu a v kapalinové ucpávce. Dále může nádrž zahrnovat plyn umístěný v prostoru pro plyn a v plynové komoře zařízení pro tlakové jištění.The device further includes sealing liquid located in a chamber for sealing liquid and in a liquid packing. Furthermore, the tank may include gas located in the gas space and in the gas chamber a pressure relief device.

Těsnicí kapalina může mít bod tuhnutí vody větší nebo roven -1 °C. Těsnicí kapalinou může být voda. Díky plynové komoře s plynem, obzvláště s proudícím plynem, umístěné u komory s těsnicí kapalinou a u kapalinové ucpávky, nebo umístěné kolem nich, těsnicí kapalina nepotřebuje nemrznoucí příměs, aby v zimním období nezamrzala.The sealing liquid can have a freezing point of water greater than or equal to -1 °C. The sealing liquid can be water. Thanks to the gas chamber with gas, especially with flowing gas, located at or around the sealing liquid chamber and the liquid packing, the sealing liquid does not need an antifreeze additive to prevent it from freezing in winter.

Zařízení, alespoň plynová komora, může být vyrobeno ze slitiny nerezové oceli či antistatické plastické hmoty na bázi PEHD.The device, at least the gas chamber, can be made of a stainless steel alloy or an antistatic plastic material based on PEHD.

Za provozu zařízení pro tlakové jištění, které je součástí nádrže, je hladina těsnicí kapaliny v zařízení v prvním vývodu a druhém vývodu umístěna nad úrovní oddělovací přepážky rozdělující první vývod a druhý vývod, tedy umístěna výše, než je umístěn spodní konec oddělovací přepážky.During the operation of the pressure protection device, which is part of the tank, the level of the sealing liquid in the device in the first outlet and the second outlet is located above the level of the partition dividing the first outlet and the second outlet, that is, it is located higher than the lower end of the partition partition is located.

Hladina těsnicí kapaliny v kapalinové ucpávce pro zabránění úniku plynu může být umístěna výše, než je spojení spodních konců třetího vývodu a čtvrtého vývodu, tj. hladina může být umístěná výše, než je umístěn spodní konec čtvrtého vývodu, aby zařízení zabraňovalo úniku plynu z nádrže a ze zařízení za standardních hodnot tlaku.The level of the sealing liquid in the liquid seal to prevent gas leakage may be placed higher than the junction of the lower ends of the third outlet and the fourth outlet, i.e., the level may be located higher than the lower end of the fourth outlet is located to prevent the device from leaking gas from the tank and from the device at standard pressure values.

Nádrž může zahrnovat systém pro automatické doplňování těsnicí kapaliny, například dle časových intervalů a dle takových změn v plynovém systému nádrže. Algoritmus pro doplňování těsnicí kapaliny do zařízení může být výhodně součástí řídicího softwaru plynové soustavy zahrnující plynovou nádrž.The tank may include a system for automatically replenishing the sealing liquid, for example according to time intervals and according to such changes in the gas system of the tank. The algorithm for filling the sealing liquid into the device can advantageously be part of the control software of the gas system including the gas tank.

Například tento systém může zahrnovat řídicí jednotku a senzor pro monitorování množství těsnicí kapaliny, který je umístěný v komoře pro těsnicí kapalinu a je datově spojen s řídicí jednotkou, například drátově. Výhodně může být ventil elektromagnetický. Přívod těsnicí kapaliny může zahrnovat ventil pro regulaci přítoku těsnicí kapaliny, který je datově spojen s řídicí jednotkou. Na základě dat ze senzoru může řídicí jednotka otevřít ventil pro doplnění těsnicí kapaliny a na základě přednastavených parametrů (například rozmezí standardních hodnot tlaku, časový interval atd.) a/nebo dat ze senzoru následně ventil zavřít. Výhodně může být přívod těsnicí kapaliny uzpůsoben pro připojení k tlakovému rozvodu vody. Výhodně může být řídicí jednotka automatizována, tj. doplňování těsnicí kapaliny může být automatizované, a zařízení tak nevyžaduje časté kontroly obsluhy, zejména kontrolu stavu těsnicí kapaliny. Díky automatickému doplnění těsnicí kapaliny tak při každém výkyvu tlaku nad limitní hodnoty standardního tlaku dochází k samovolnému uzavření pojistky. Systém pro automatické doplňování těsnicí kapaliny může být alternativně součástí zařízení.For example, this system may include a control unit and a sensor for monitoring the amount of sealing fluid, which is located in the chamber for the sealing fluid and is data-connected to the control unit, for example by wire. Advantageously, the valve can be electromagnetic. The sealing fluid supply may include a sealing fluid flow control valve that is data-linked to the control unit. Based on the data from the sensor, the control unit can open the valve to refill the sealing liquid and, based on the preset parameters (for example, the range of standard pressure values, time interval, etc.) and/or the data from the sensor, close the valve. Advantageously, the supply of the sealing liquid can be adapted for connection to the pressurized water supply. Advantageously, the control unit can be automated, i.e. the filling of the sealing liquid can be automated, and the device thus does not require frequent operator checks, especially checking the state of the sealing liquid. Thanks to the automatic replenishment of the sealing liquid, the fuse automatically closes every time the pressure fluctuates above the limit values of the standard pressure. Alternatively, a system for automatically replenishing the sealing liquid can be part of the equipment.

Objasnění výkresůClarification of drawings

Podstata technického řešení je dále objasněna na příkladech jeho uskutečnění, které jsou popsány s využitím připojených výkresů, kde na:The essence of the technical solution is further clarified on examples of its implementation, which are described using the attached drawings, where on:

obr. 1 je schematicky znázorněno zařízení bez plynu a těsnicí kapaliny zahrnující přívod a odvod plynu, na obr. 2 je schematicky znázorněno zařízení s těsnicí kapalinou a plynem při standardním tlaku v nádrži, naFig. 1 is a schematic representation of a device without gas and sealing liquid including gas supply and discharge, Fig. 2 is a schematic representation of a device with sealing liquid and gas at standard pressure in the tank, on

- 3 CZ 37460 U1 obr. 3 je schematicky znázorněno zařízení s těsnicí kapalinou a plynem při přetlaku v nádrži, na obr. 4 je schematicky znázorněno zařízení s těsnicí kapalinou a plynem při podtlaku v nádrži, a na obr. 5 je schematický výřez nádrže zahrnující alternativní provedení zařízení při standardním tlaku.- 3 CZ 37460 U1 Fig. 3 is a schematic representation of a device with sealing liquid and gas at overpressure in the tank, Fig. 4 is a schematic representation of a device with sealing liquid and gas at negative pressure in the tank, and Fig. 5 is a schematic section of the tank including alternative design of the device at standard pressure.

Příklady uskutečnění technického řešeníExamples of implementing a technical solution

Zařízení 1 bude dále objasněno na příkladech uskutečnění s odkazem na příslušné výkresy. První příklad uskutečnění je znázorněn na obr. 1 až obr. 4.The device 1 will be further explained by means of examples of implementation with reference to the respective drawings. A first embodiment is shown in Fig. 1 to Fig. 4.

Zařízení 1 pro tlakové jištění v nádrži zahrnuje plynovou komoru 2, komoru 3 pro těsnicí kapalinu 4, odvětrávací trubici 6, přívod 5 pro dopouštění těsnicí kapaliny 4 a kapalinovou ucpávku 10 pro zabránění úniku plynu.The device 1 for pressure protection in the tank includes a gas chamber 2, a chamber 3 for sealing liquid 4, a vent tube 6, an inlet 5 for supplying sealing liquid 4 and a liquid seal 10 for preventing gas leakage.

Komora 3 pro těsnicí kapalinu 4 je umístěna u plynové komory 2 tak, aby oddělovala odvětrávací trubici 6 od plynové komory 2. Komora 3 pro těsnicí kapalinu 4 má dva vývody s přepady - první vývod 8 a druhý vývod 9, které fungují na principu spojených nádob. Vývody jsou tedy svými dolními konci spojeny a jejich horní konce směřují vzhůru. Vývody jsou odděleny oddělovací přepážkou 7, pod kterou jsou první vývod 8 a druhý vývod 9 dolními konci spojeny. Horní konec prvního vývodu 8 ústí do plynové komory 2 a horní konec druhého vývodu 9 ústí do odvětrávací trubice 6. V případě, kdy je v plynové komoře 2 umístěn plyn, plyn může uniknout do odvětrávací trubice 6 pouze přes komoru 3 pro těsnicí kapalinu 4, tedy přes spojené nádoby.The chamber 3 for the sealing liquid 4 is located at the gas chamber 2 in such a way as to separate the vent tube 6 from the gas chamber 2. The chamber 3 for the sealing liquid 4 has two outlets with overflows - the first outlet 8 and the second outlet 9, which operate on the principle of connected vessels . The outlets are therefore connected at their lower ends and their upper ends point upwards. The outlets are separated by a partition 7, under which the first outlet 8 and the second outlet 9 are connected by their lower ends. The upper end of the first outlet 8 opens into the gas chamber 2 and the upper end of the second outlet 9 opens into the vent tube 6. In the case where gas is placed in the gas chamber 2, the gas can escape into the vent tube 6 only through the chamber 3 for the sealing liquid 4, i.e. through connected containers.

Oddělovací přepážka 7 je upevněna tak, aby zabraňovala úniku plynu z plynové komory 2, jak je například znázorněno na obr. 1. Oddělovací přepážka 7 zde má v řezu svislou rovinou průřez do tvaru písmene L, kde jedno rameno (horizontálně orientované) je upevněno ke stěně plynové komory 2 a druhé rameno (vertikálně orientované) odděluje první vývod 8 a druhý vývod 9, neboli rozděluje objem těsnicí kapaliny 4 na dvě části. Délka ramena oddělovací přepážky 7, které odděluje první vývod 8 a druhý vývod 9, je důležitým parametrem při navrhování zařízení 1, konkrétně parametr průtoku plynu a hodnoty tlakové ztráty při bezpečnostní funkci pojistného zařízení 1.The separation partition 7 is fixed to prevent the gas from escaping from the gas chamber 2, as shown for example in Fig. 1. The separation partition 7 here has an L-shaped cross-section in a vertical plane, where one arm (horizontally oriented) is fixed to the wall of the gas chamber 2 and the second arm (vertically oriented) separates the first outlet 8 and the second outlet 9, or divides the volume of the sealing liquid 4 into two parts. The length of the arm of the separating partition 7, which separates the first outlet 8 and the second outlet 9, is an important parameter when designing the device 1, namely the gas flow parameter and the pressure loss value during the safety function of the safety device 1.

První vývod 8 je zakončen podtlakovým přepadem, který slouží k přepadávání těsnicí kapaliny 4 do potrubí a následně do plynové nádrže nebo rovnou do plynové nádrže. Podtlakovým přepadem může být stěna prvního vývodu 8, která odděluje plyn v plynové komoře 2 a těsnicí kapalinu 4 v komoře 3 pro těsnicí kapalinu 4 v prvním vývodu 8, jak je tomu například na obr. 2. Výška této stěny a vzdálenost horního okraje prvního vývodu 8 s podtlakovým přepadem od spodního konce oddělovací přepážky 7 ve svislém směru pak určuje, při jaké hodnotě tlaku plynu dojde k přepadávání těsnicí kapaliny 4, když tlak plynu bude menší než standardní nastavená hodnota tlaku.The first outlet 8 is terminated by a vacuum overflow, which serves to overflow the sealing liquid 4 into the pipeline and then into the gas tank or directly into the gas tank. The vacuum overflow can be the wall of the first outlet 8, which separates the gas in the gas chamber 2 and the sealing liquid 4 in the chamber 3 for the sealing liquid 4 in the first outlet 8, as for example in Fig. 2. The height of this wall and the distance of the upper edge of the first outlet 8 with a vacuum overflow from the lower end of the separation partition 7 in the vertical direction then determines at what gas pressure value the sealing liquid 4 will overflow when the gas pressure will be less than the standard set pressure value.

Druhý vývod 9 je opatřen přetlakovým přepadem, který slouží k přepadávání těsnicí kapaliny 4 do kapalinové ucpávky 10 a následně do potrubí nebo rovnou do plynové nádrže. Přetlakovým přepadem může být horní konec třetího vývodu 12, jak je tomu v prvním příkladném provedení vyobrazeném například na obr. 1. Druhý vývod 9 může mít v průřezu při pohledu shora podobu mezikruží dvou soustředných kružnic, jako je tomu v prvním příkladném provedení, kdy vnější kružnice je oddělovací přepážkou 7 a vnitřní kružnice zahrnuje přetlakový přepad, přičemž vnitřní kružnice a plocha tohoto kruhu je zároveň třetím vývodem 12. Vnitřní stěna druhého vývodu 9 s přetlakovým přepadem tak může být totožná s vnější stěnou třetího vývodu 12. PodtlakovýThe second outlet 9 is equipped with an overpressure overflow, which serves to overflow the sealing liquid 4 into the liquid seal 10 and then into the pipeline or directly into the gas tank. The overpressure overflow can be the upper end of the third outlet 12, as is the case in the first exemplary embodiment shown, for example, in Fig. 1. The second outlet 9 can have the form of an annulus of two concentric circles in cross-section when viewed from above, as is the case in the first exemplary embodiment, when the outer the circle is a separating partition 7 and the inner circle includes an overpressure overflow, while the inner circle and the surface of this circle is also the third outlet 12. The inner wall of the second outlet 9 with the overpressure overflow can thus be identical to the outer wall of the third outlet 12. Vacuum

- 4 CZ 37460 U1 přepad i přetlakový přepad lze označit jako přelivy. Horní konec prvního vývodu 8 je umístěn níže než horní konec druhého vývodu 9. Vzdálenost mezi horním koncem prvního vývodu 8 a spodním koncem oddělovací přepážky 7 se může volit v závislosti na tom, při jaké hodnotě tlaku (při určitém množství těsnicí kapaliny 4) může těsnicí kapalina 4 odtéci přes okraj horního konce prvního vývodu 8 - tedy přes podtlakový přepad - například do nádrže. Tato vzdálenost určuje výšku sloupce těsnicí kapaliny pro podtlakové jištění - určuje podtlakovou hodnotu pro nasátí vzduchu z odvětrávací trubice 6. Komora 3 pro těsnicí kapalinu 4 a i plynová komora 2 mají v zobrazeném provedení vnější tvar válcový.- 4 CZ 37460 U1 overflow and overpressure overflow can be described as overflows. The upper end of the first outlet 8 is located lower than the upper end of the second outlet 9. The distance between the upper end of the first outlet 8 and the lower end of the partition wall 7 can be selected depending on what pressure value (with a certain amount of sealing liquid 4) the sealing can the liquid 4 drains over the edge of the upper end of the first outlet 8 - i.e. through the vacuum overflow - for example into the tank. This distance determines the height of the column of sealing liquid for vacuum protection - it determines the vacuum value for air intake from the vent tube 6. Chamber 3 for sealing liquid 4 and gas chamber 2 have a cylindrical outer shape in the design shown.

V prvním příkladném provedení, které je znázorněno například na obr. 2, je komora 3 pro těsnicí kapalinu 4 od plynové komory 2 oddělována oddělovací přepážkou 7, která zde rozděluje také náplň komory 3 pro těsnicí kapalinu 4 - těsnicí kapalinu 4. Tímto oddělením může zařízení 1 využívat těsnicí kapalinu 4 na principu spojených nádob. Při tlakových změnách v komoře 3 pro těsnicí kapalinu 4 a plynové komoře 2 tak může docházet k přetlačování těsnicí kapaliny 4 mezi nimi, a to v závislosti na aktuálních tlakových poměrech plynu, které v komorách panují.In the first exemplary embodiment, which is shown for example in Fig. 2, the chamber 3 for the sealing liquid 4 is separated from the gas chamber 2 by a partition 7, which also divides the filling of the chamber 3 for the sealing liquid 4 - the sealing liquid 4. With this separation, the device can 1 use sealing liquid 4 on the principle of connected containers. During pressure changes in the chamber 3 for the sealing liquid 4 and the gas chamber 2, the sealing liquid 4 may overpressurize between them, depending on the current gas pressure conditions prevailing in the chambers.

Do druhého vývodu 9 ústí třetí vývod 12 kapalinové ucpávky 10. Třetí vývod 12 prochází středem druhého vývodu 9, jak je například znázorněno na obr. 1.The third outlet 12 of the liquid seal 10 opens into the second outlet 9. The third outlet 12 passes through the center of the second outlet 9, as shown in Fig. 1, for example.

Kapalinová ucpávka 10 slouží hlavně k odvodu přebytečné těsnicí kapaliny 4 z druhého vývodu 9 při přetlaku (při přepadu přes přetlakový přepad) v nádrži. Kapalinová ucpávka 10 funguje jako sifon - tedy může bránit úniku plynu z plynové komory 2. Kapalinová ucpávka 10 zahrnuje třetí vývod 12 a čtvrtý vývod 11, který ústí do plynové komory 2. Třetí vývod 12 má podobu trubice, která má horní konec v druhém vývodu 9 a spodní konec v nádobě, kterou může být čtvrtý vývod 11, jak je například znázorněno na obr. 1. Kapalinová ucpávka 10 má v zobrazeném provedení podobu válcové nádoby, která má v průřezu svislou rovinou tvar písmene U, přičemž vzdálenost mezi svislými stěnami nádoby v průřezu svislou rovinou je větší než světlost trubice třetího vývodu 12, jak lze vidět například na obr. 1. Spodní konec čtvrtého vývodu 11 a třetího vývodu 12 jsou spojené obdobně jako první vývod 8 a druhý vývod 9 - tedy třetí vývod 12 a čtvrtý vývod 11 jsou spojené nádoby obdobně jako komora 3 pro těsnicí kapalinu 4. Průměr třetího vývodu 12 může být přizpůsoben rozměrům komory 3 pro těsnicí kapalinu 4 a například i hodnotě přetlaku, aby třetí vývod 12 umožnil rychlý odvod těsnicí kapaliny 4 i při velkém přetlaku.The liquid seal 10 serves mainly to drain the excess sealing liquid 4 from the second outlet 9 in case of overpressure (overflow through the overpressure overflow) in the tank. The liquid seal 10 functions as a siphon - i.e. it can prevent the gas from escaping from the gas chamber 2. The liquid seal 10 includes a third outlet 12 and a fourth outlet 11 which opens into the gas chamber 2. The third outlet 12 is in the form of a tube which has its upper end in the second outlet 9 and the lower end in a container, which can be a fourth outlet 11, for example, as shown in Fig. 1. The liquid seal 10 has the form of a cylindrical container in the shown embodiment, which has a U-shaped cross section in a vertical plane, while the distance between the vertical walls of the container in the vertical cross-section, it is larger than the diameter of the tube of the third outlet 12, as can be seen for example in Fig. 1. The lower end of the fourth outlet 11 and the third outlet 12 are connected similarly to the first outlet 8 and the second outlet 9 - i.e. the third outlet 12 and the fourth outlet 11, the containers are connected similarly to the chamber 3 for the sealing liquid 4. The diameter of the third outlet 12 can be adjusted to the dimensions of the chamber 3 for the sealing liquid 4 and, for example, to the overpressure value, so that the third outlet 12 enables the quick draining of the sealing liquid 4 even at high overpressure.

Horní konec třetího vývodu 12 je přetlakovým přepadem pro odvod těsnicí kapaliny 4 při přetlaku v nádrži z komory 3 pro těsnicí kapalinu 4. Horní konec třetího vývodu 12 má nastavitelnou výšku, díky čemuž lze nastavit těsnicí výšku sloupce těsnicí kapaliny 4 ve druhém vývodu 9 - při jakém tlaku (přetlaku) v nádrži bude díky zařízení 1 upouštěn plyn do vnějšího prostředí. Výhodně lze výšku horního konce třetího vývodu 12 a tedy i přetlakového přepadu měnit například při servisu. Výška třetího vývodu 12 může být nastavitelná například pomocí teleskopického mechanismu (třetí vývod 12 je v prvním provedení teleskopicky výsuvná trubka), dále například připojením dalšího segmentu třetího vývodu 12 (například části trubky na třetí vývod 12, kdy trubka třetího vývodu 12 má zúžení na svém horním konci pro připojení nástavného segmentu) apod.The upper end of the third outlet 12 is an overpressure overflow for draining the sealing liquid 4 in case of overpressure in the tank from the chamber 3 for the sealing liquid 4. The upper end of the third outlet 12 has an adjustable height, thanks to which the sealing height of the column of the sealing liquid 4 in the second outlet 9 can be adjusted - at at what pressure (overpressure) in the tank will the gas be released into the external environment thanks to device 1. Advantageously, the height of the upper end of the third outlet 12 and thus of the overpressure overflow can be changed, for example, during service. The height of the third outlet 12 can be adjustable, for example, by means of a telescopic mechanism (the third outlet 12 is a telescopically extendable tube in the first embodiment), further, for example, by connecting another segment of the third outlet 12 (for example, a part of the pipe to the third outlet 12, when the pipe of the third outlet 12 has a narrowing on its upper end for connecting the extension segment) etc.

Horní konec čtvrtého vývodu 11 je umístěn níž než horní konec třetího vývodu 12 a výš než spodní konec třetího vývodu 12. Čtvrtý vývod 11 je umístěn níže než komora 3 pro těsnicí kapalinu 4 tak, aby těsnicí kapalina 4 v kapalinové ucpávce 10 byla umístěna níž než těsnicí kapalina 4 v komoře 3 pro těsnicí kapalinu 4. Vzdálenost ve svislém směru mezi horním koncem čtvrtého vývodu 11 a spodním koncem čtvrtého vývodu 11 se může odvíjet dle nastavení limitních hodnot tlaku (přetlaku a podtlaku), objemu komory 3 pro těsnicí kapalinu 4, celkových rozměrů zařízení 1 apod.The upper end of the fourth outlet 11 is located lower than the upper end of the third outlet 12 and higher than the lower end of the third outlet 12. The fourth outlet 11 is located lower than the chamber 3 for the sealing liquid 4 so that the sealing liquid 4 in the liquid packing 10 is located lower than sealing liquid 4 in the chamber 3 for sealing liquid 4. The distance in the vertical direction between the upper end of the fourth outlet 11 and the lower end of the fourth outlet 11 can depend on the setting of the pressure limit values (overpressure and vacuum), the volume of the chamber 3 for the sealing liquid 4, the total device dimensions 1 etc.

Zařízení 1 zahrnuje odvětrávací trubici 6, která slouží k bezpečnému odvodu přebytečného plynu mimo manipulační prostory zařízení 1 při přetlaku v nádrži. Zároveň slouží k bezpečnému přívodu vzduchu z vnějšího okolí (atmosféry) do zařízení 1 při podtlaku v nádrži. Odvětrávací trubice 6 zahrnuje otvor pro spojení s vnějším prostředím. Výhodně je tedy odvětrávací trubice 6 jedním svým koncem vyvedena do atmosféry. Odvětrávací trubice 6 má v zobrazeném provedení tvarThe device 1 includes a venting tube 6, which serves to safely drain excess gas outside the handling areas of the device 1 in case of overpressure in the tank. At the same time, it serves for the safe supply of air from the outside environment (atmosphere) to device 1 during negative pressure in the tank. The ventilation tube 6 includes an opening for connection with the external environment. Advantageously, one end of the ventilation tube 6 is led out into the atmosphere. The ventilation tube 6 has the shape shown in the embodiment

- 5 CZ 37460 U1 dlouhé zahnuté kruhové trubky, jak je znázorněné na obr. 1, kde je na komoru 3 pro těsnicí kapalinu 4 napojená tak, že připomíná obrácené písmeno J. Případně může mít odvětrávací trubice 6 tvar rovné trubky vybavené aparátem proti negativním vlivům větru.- 5 CZ 37460 U1 a long curved circular tube as shown in Fig. 1, where it is connected to the chamber 3 for the sealing liquid 4 in such a way as to resemble an inverted letter J. Alternatively, the venting tube 6 may have the shape of a straight tube equipped with an apparatus against negative influences the wind.

Doplňování těsnicí kapaliny 4 je realizováno přívodem 5 pro dopouštění těsnicí kapaliny 4, který je umístěn v komoře 3 pro těsnicí kapalinu 4, v zobrazeném provedení ve druhém vývodu 9, jak je například zobrazeno na obr. 1. Přívod 5 pro dopouštění těsnicí kapaliny 4 je realizován jako trubka s ventilem pro regulaci přítoku, která je napojena na tlakový rozvod vody. V provedení je tlakový rozvod vody uzavírán elektromagnetickým ventilem. Doplňování těsnicí kapaliny 4 je v prvním provedení realizováno vnějším přívodem 5 pro dopouštění těsnicí kapaliny 4, který může být standardním vybavením plynové nádrže, či vlastním vnitřním přívodem 5 pro dopouštění těsnicí kapaliny 4. Regulace doplňování těsnicí kapaliny 4 je v tomto příkladu prováděna automatizovaně za pomocí algoritmů řídicího softwaru plynového zařízení.The filling of the sealing liquid 4 is realized by the inlet 5 for the filling of the sealing liquid 4, which is located in the chamber 3 for the sealing liquid 4, in the shown embodiment in the second outlet 9, as for example shown in Fig. 1. The inlet 5 for the filling of the sealing liquid 4 is implemented as a pipe with a valve for regulating the inflow, which is connected to the pressure distribution of water. In the design, the pressurized water distribution is closed by an electromagnetic valve. In the first embodiment, the filling of the sealing liquid 4 is carried out by an external supply 5 for adding the sealing liquid 4, which can be a standard equipment of the gas tank, or by its own internal supply 5 for adding the sealing liquid 4. In this example, the regulation of the filling of the sealing liquid 4 is carried out automatically using gas equipment control software algorithms.

Zařízení 1 zahrnuje v tomto provedení řídicí jednotku a senzor pro monitorování množství těsnicí kapaliny 4, který je umístěn v komoře 3 pro těsnicí kapalinu 4 a je drátově spojen s řídicí jednotkou. Dále je ventil datově spojen s řídicí jednotkou. Na základě dat ze senzoru tak může řídicí jednotka vyslat pokyn k otevření a zavření ventilu dle přednastavených parametrů a/nebo údajů ze senzoru. Lze například přednastavit časové intervaly pro pravidelné doplňování těsnicí kapaliny 4, při jaké hodnotě tlaku či poklesu hladiny dojde k doplnění a na jakou požadovanou hodnotu apod. Alternativně může být přívod 5 pro dopouštění těsnicí kapaliny 4 připojen například k externí nádobě se zásobou těsnicí kapaliny 4.In this embodiment, the device 1 includes a control unit and a sensor for monitoring the amount of sealing liquid 4, which is located in the chamber 3 for the sealing liquid 4 and is wired to the control unit. Furthermore, the valve is data linked to the control unit. Based on data from the sensor, the control unit can send an instruction to open and close the valve according to preset parameters and/or data from the sensor. For example, time intervals for regular refilling of the sealing liquid 4 can be preset, at which value of pressure or drop in level will it be topped up and to what required value, etc. Alternatively, the inlet 5 for refilling the sealing liquid 4 can be connected, for example, to an external container with a supply of sealing liquid 4.

Zařízení 1 zahrnuje v zobrazeném provedení (obr. 1 až 4) přívod 13 plynu a odvod 14 plynu, které mohou být napojeny na plynovou komoru 2. Plynová komora 2 v podstatě zahrnuje část trubky, kterou lze jednoduše napojit na potrubí nádrže, ve kterém může proudit plyn. Přívod 13 plynu a odvod 14 plynu mohou být zaměnitelné, aby zařízení 1 bylo možné připojit například na potrubí nádrže více způsoby. V prvním příkladu provedení přívod 13 plynu a odvod 14 plynu zahrnují přírubové připojení pro instalaci do plynovodu, jako je znázorněno na obr. 1.The device 1 includes, in the embodiment shown (Figs. 1 to 4), a gas supply 13 and a gas outlet 14, which can be connected to the gas chamber 2. The gas chamber 2 basically includes a part of the pipe that can be simply connected to the tank pipe, in which it can flow gas. The gas inlet 13 and the gas outlet 14 can be interchangeable so that the device 1 can be connected, for example, to the tank pipe in several ways. In the first exemplary embodiment, the gas supply 13 and the gas outlet 14 comprise a flanged connection for installation in a gas pipeline, as shown in Fig. 1 .

Výhodně může zařízení 1 zahrnovat kontrolní stavoznaky pro vnější vizuální kontrolu aktuálního tlaku plynového systému nádrže a množství těsnicí kapaliny 4.Advantageously, the device 1 may include control indicators for external visual control of the current pressure of the tank gas system and the amount of sealing liquid 4.

Za provozu je součástí zařízení 1 těsnicí kapalina 4 umístěná v komoře 3 pro těsnicí kapalinu 4 a v kapalinové ucpávce 10.During operation, the sealing liquid 4 located in the chamber 3 for the sealing liquid 4 and in the liquid seal 10 is part of the device 1.

V dalším provedení je zařízení 1 pro tlakové jištění součástí nádrže, například fermentační nádrže, plynové nádrže, skladovací nádrže digestátu apod. Součástí nádrže je volný prostor 16 pro plyn, kde se za normálního provozu nádrže nachází plyn, například v prostoru nad provozní hladinou 17 fermentační nádrže. Součástí nádrže je připojovací otvor, do kterého lze připevnit s dostatečným utěsněním zařízení 1. Příkladně je připojovací otvor součástí přívodního či výstupního plynového potrubí nádrže. Zařízení 1 tedy může být napojené na výstupní plynové potrubí, kterým je plyn odváděn z nádrže. Například u vícestupňové fermentační technologie, která zahrnuje více fermentačních nádrží, lze zařízení 1 umístit na přívodní plynové potrubí. Výhodně tato plynová potrubí zahrnují neustále proudící plyn. V nádrži může být za normálního provozu standardní přetlak, čímž lze zajistit odvod plynu z nádrže. Ve fermentační nádrži mohou být standardní hodnoty přetlaku například 0 až 5 mbar (0 až 500 Pa).In another embodiment, the device 1 for pressure protection is a part of the tank, for example fermentation tanks, gas tanks, digestate storage tanks, etc. The tank includes a free space 16 for gas, where gas is located during normal operation of the tank, for example in the space above the operating level 17 of the fermentation tanks. Part of the tank is a connection hole into which the device 1 can be attached with sufficient sealing. For example, the connection hole is a part of the gas inlet or outlet pipe of the tank. The device 1 can therefore be connected to the outlet gas pipe through which the gas is removed from the tank. For example, in a multi-stage fermentation technology that includes multiple fermentation tanks, the device 1 can be placed on the feed gas line. Preferably, these gas lines comprise continuously flowing gas. In normal operation, there can be a standard overpressure in the tank, which can ensure that the gas is drained from the tank. In the fermentation tank, standard overpressure values can be, for example, 0 to 5 mbar (0 to 500 Pa).

Zařízení 1 lze na plynové potrubí nádrže připojit přes přívod 13 plynu a odvod 14 plynu v plynové komoře 2. U plynové komory 2 a prvního vývodu 8 tak může být rozhraní plynu a těsnicí kapaliny 4, zatímco u druhého vývodu 9 komory 3 pro těsnicí kapalinu 4 a odvětrávací trubice 6 může být rozhraní těsnicí kapaliny 4 a vzduchu atmosféry, jak je tomu v prvním příkladném znázorněném například na obr. 2 po uvedení zařízení 1 pro tlakové jištění do provozu. Výhodně tak zařízením 1, obzvláště jeho plynovou komorou 2, může neustále proudit plyn, který může mít vyšší teplotu než teplota vnějšího prostředí, čímž tak plyn může ohřívat těsnicí kapalinu 4, jak jeThe device 1 can be connected to the gas pipe of the tank via the gas supply 13 and the gas outlet 14 in the gas chamber 2. The gas chamber 2 and the first outlet 8 can thus be the interface of the gas and the sealing liquid 4, while the second outlet 9 can be the chamber 3 for the sealing liquid 4 and the vent tube 6 can be the interface of the sealing liquid 4 and the air of the atmosphere, as in the first example shown for example in Fig. 2 after the pressure protection device 1 is put into operation. Advantageously, the device 1, especially its gas chamber 2, can continuously flow gas, which can have a higher temperature than the temperature of the external environment, whereby the gas can heat the sealing liquid 4, as

- 6 CZ 37460 U1 tomu v prvním příkladném provedení po napojení zařízení 1 pro tlakové jištění k plynovému systému nádrže. Díky tomuto ohřevu těsnicí kapaliny 4 tak při použití vody jako těsnicí kapaliny 4 zařízení 1 nemusí zahrnovat topné přídavné těleso pro ohřev těsnicí kapaliny 4. Takové topné zařízení může jinak být za některých klimatických podmínek nutným vybavením zařízení 1, např. za nízkých venkovních teplot (například méně než 0 °C). Dále díky neustálému ohřevu těsnicí kapaliny 4 lze použít jako těsnicí kapalinu 4 vodu bez přidaných nemrznoucích složek, které by zabraňovaly zmrznutí těsnicí kapaliny 4, například v zimním období, čímž se sníží náklady na provoz nádrže. Výhodně může zařízení 1 zahrnovat vnější tepelnou izolaci, která zabrání nadměrnému chladnutí těsnicí kapaliny 4 za extrémních podmínek podnebí.- 6 CZ 37460 U1 this in the first exemplary embodiment after connecting the device 1 for pressure protection to the gas system of the tank. Thanks to this heating of the sealing liquid 4, when water is used as the sealing liquid 4, the device 1 does not need to include an additional heating body for heating the sealing liquid 4. Such a heating device can otherwise be a necessary equipment of the device 1 under certain climatic conditions, e.g. at low outdoor temperatures (for example less than 0 °C). Furthermore, thanks to the constant heating of the sealing liquid 4, water without added antifreeze components can be used as the sealing liquid 4, which would prevent the freezing of the sealing liquid 4, for example in winter, thereby reducing the cost of tank operation. Advantageously, the device 1 may include external thermal insulation to prevent excessive cooling of the sealing liquid 4 under extreme climate conditions.

Dále lze zařízení 1 umístit například na servisní prostup nebo strop 15 nádrže, jak je znázorněno na obr. 5 v dalším příkladném provedení, kde je plyn do zařízení 1 přiváděn vzrůstajícím tlakem v nádrži, či k připojovacímu otvoru na boční stěně nádrže, kde může být zařízení opatřeno společným otvorem pro přívod 13 plynu a odvod 14 plynu. U fermentační nádrže s takto umístěným zařízením 1 lze také použít těsnicí kapalinu 4 bez nemrznoucí příměsi či zařízení 1 bez topného přídavného tělesa, jelikož přirozené emise z fermentační nádrže mohou těsnicí kapalinu 4 dostatečně ohřát i v zimním období. Zařízení 1 může být na servisní prostup či strop 15 nádrže upevněno pomocí přírubového připojení. Ostatní znaky provedení z obr. 5 jsou pak realizovány, jak je popsáno výše pro první příkladné provedení.Furthermore, the device 1 can be placed, for example, on the service passage or the ceiling 15 of the tank, as shown in Fig. 5 in another exemplary embodiment, where the gas is supplied to the device 1 by the increasing pressure in the tank, or to the connection hole on the side wall of the tank, where it can be device provided with a common opening for gas supply 13 and gas discharge 14. For a fermentation tank with device 1 located in this way, it is also possible to use sealing liquid 4 without an antifreeze additive or device 1 without an additional heating element, as natural emissions from the fermentation tank can heat up sealing liquid 4 sufficiently even in winter. The device 1 can be attached to the service passage or ceiling 15 of the tank by means of a flanged connection. The other features of the embodiment from Fig. 5 are then implemented as described above for the first exemplary embodiment.

Na obr. 2 je znázorněno zařízení 1 s těsnicí kapalinou 4 za normálních hodnot tlaku v nádrži. Hladina těsnicí kapaliny 4 (a rozhraní těsnicí kapaliny 4 a plynu z nádrže) se zde u prvního vývodu 8 nachází pod horním koncem prvního vývodu 8 (tedy pod úrovní podtlakového přepadu) a zároveň nad spodním koncem oddělovací přepážky 7.Fig. 2 shows the device 1 with the sealing liquid 4 at normal pressure values in the tank. The level of the sealing liquid 4 (and the interface between the sealing liquid 4 and the gas from the tank) is located here at the first outlet 8 below the upper end of the first outlet 8 (i.e. below the level of the vacuum overflow) and at the same time above the lower end of the separating partition 7.

U druhého vývodu 9 se zde hladina (rozhraní těsnicí kapaliny 4 a atmosférického vzduchu) nachází nad spodním koncem oddělovací přepážky 7 a pod horním koncem druhého vývodu 9 a třetího vývodu 12 (a tedy pod úrovní přetlakového přepadu). V případě, kdy se v nádrži zvýší nad hodnotu atmosférického tlaku, ale stále se tlak bude nacházet v přijatelných standardních hodnotách, se hladiny ve čtvrtém vývodu 11 a v prvním vývodu 8 sníží a výšky hladin ve třetím vývodu 12 a druhém vývodu 9 zvýší.At the second outlet 9, the level here (the interface of the sealing liquid 4 and the atmospheric air) is above the lower end of the separating partition 7 and below the upper end of the second outlet 9 and the third outlet 12 (and therefore below the level of overpressure overflow). In the event that the tank rises above atmospheric pressure, but the pressure is still within acceptable standard values, the levels in the fourth outlet 11 and the first outlet 8 will decrease and the levels in the third outlet 12 and the second outlet 9 will increase.

Případ, kdy dojde nárůstu tlaku plynu (přetlaku) nad přijatelné hodnoty, je znázorněn na obr. 3. Plyn zde v prvním vývodu 8 tlačí na hladinu těsnicí kapaliny 4 tak, že dojde k snížení hladiny těsnicí kapaliny 4 pod spodní konec oddělovací přepážky 7. Přes hranu oddělovací přepážky 7 tak začne unikat plyn přes sloupec těsnicí kapaliny 4 v druhém vývodu 9, do odvětrávací trubice 6 a následně do atmosféry, čímž dochází ke snížení tlaku v nádrži. Zároveň ve druhém vývodu 9 dochází k zvýšení hladiny těsnicí kapaliny 4 nad horní okraj třetího vývodu 12 a přebytečná těsnicí kapalina 4 přepadává přes přetlakový přepad a odtéká do třetího vývodu 12.The case when the gas pressure (overpressure) increases above acceptable values is shown in Fig. 3. Here, the gas in the first outlet 8 presses on the level of the sealing liquid 4 so that the level of the sealing liquid 4 drops below the lower end of the separating partition 7. Over the edge of the separating partition 7, gas begins to leak through the column of sealing liquid 4 in the second outlet 9, into the venting tube 6 and subsequently into the atmosphere, thereby reducing the pressure in the tank. At the same time, in the second outlet 9, the level of the sealing liquid 4 rises above the upper edge of the third outlet 12, and the excess sealing liquid 4 overflows through the overpressure overflow and flows into the third outlet 12.

Po vyrovnání tlaku plynu v nádrži, například při větší hodnotě přetlaku, může dojít k vytlačování přebytečné těsnicí kapaliny 4 přes horní konec čtvrtého vývodu 11 vlivem množství přebytečné těsnicí kapaliny 4 a tlaku sloupce ve třetím vývodu 12. Při připojení zařízení 1 na potrubí nádrže, může být kapalina vytlačována ze čtvrtého vývodu 11 na dno potrubí. V zobrazeném příkladu přebytečná těsnicí kapalina 4 vlivem proudícího plynu odteče z potrubí do nádrže. Při připojení zařízení 1 na strop 15 nádrže může přebytečná těsnicí kapalina 4 ze čtvrtého vývodu 11 být za pomocí gravitace odváděna do nádrže například i společně s kondenzátem plynu, díky využití potrubí se spádem 1 %. Na obr. 5 je znázorněno řešení připojení zařízení 1, kde může přebytečná těsnicí kapalina 4 přepadávat přímo do nádrže. Díky nastavitelnému přetlakovému přepadu lze jistící hodnotu tlaku (při jaké hodnotě tlaku bude plyn upouštěn do atmosféry) servisně měnit. Jisticí hodnoty tlaku mohou být v rozmezí například 4 až 8 mbar. Tyto hodnoty se také mohou měnit dle požadavků zákazníka změnou konstrukčních parametrů zařízení 1, zvláště komory 3 pro těsnicí kapalinu 4 a kapalinové ucpávky 10. Po poklesu tlaku na standardní hodnotu, případně při zvýšení tlaku na standardní hodnotu, se může pomocí přívodu 5 pro dopouštění těsnicí kapaliny 4 doplnit potřebné množství těsnicí kapaliny 4.After equalizing the gas pressure in the tank, for example at a larger overpressure value, the excess sealing liquid 4 may be forced out through the upper end of the fourth outlet 11 due to the amount of excess sealing liquid 4 and the pressure of the column in the third outlet 12. When the device 1 is connected to the tank pipe, it may the liquid is forced out of the fourth outlet 11 to the bottom of the pipe. In the example shown, the excess sealing liquid 4 due to the flowing gas drains from the pipeline into the tank. When connecting the device 1 to the ceiling 15 of the tank, the excess sealing liquid 4 from the fourth outlet 11 can be drained into the tank by gravity, for example, together with the gas condensate, thanks to the use of a pipe with a gradient of 1%. Fig. 5 shows a solution for connecting the device 1, where the excess sealing liquid 4 can flow directly into the tank. Thanks to the adjustable overpressure overflow, the safety pressure value (at which pressure value the gas will be released into the atmosphere) can be changed during service. The safety pressure values can be in the range of, for example, 4 to 8 mbar. These values can also be changed according to the customer's requirements by changing the design parameters of the device 1, especially the chamber 3 for the sealing liquid 4 and the liquid seal 10. After the pressure has dropped to the standard value, or when the pressure has increased to the standard value, it is possible to use the inlet 5 for filling the sealing liquid 4, add the necessary amount of sealing liquid 4.

- 7 CZ 37460 U1- 7 CZ 37460 U1

Jinými slovy v případě, kdy v plynové komoře 2 nastává přetlak vůči atmosférickému tlaku, dochází k postupnému přetlačení těsnicí kapaliny 4 do komory 3 pro těsnicí kapalinu 4 a to až do dosažení konce spodní hrany oddělovací přepážky 7, např. viz obr. 3. Poté dochází již k požadovanému odvodu plynu do komory 3 pro těsnicí kapalinu 4 a dále kjeho odvodu odvětrávací trubicí 6 do volného prostředí. Při tomto procesu může být přebytečná těsnicí kapalina 4 z komory 3 pro těsnicí kapalinu 4 odváděna dle nastavení výšky přetlakového přepadu (třetího vývodu 12) do kapalinové ucpávky 10 a dále může být odváděna společně s kondenzátem z plynu ze zařízení 1.In other words, in the case when there is an overpressure in the gas chamber 2 compared to the atmospheric pressure, the sealing liquid 4 is gradually overpressured into the chamber 3 for the sealing liquid 4 until the end of the lower edge of the separating partition 7 is reached, e.g. see Fig. 3. Then there is already the required discharge of gas into the chamber 3 for the sealing liquid 4 and then its discharge through the ventilation tube 6 into the free environment. During this process, the excess sealing liquid 4 from the chamber 3 for the sealing liquid 4 can be drained according to the setting of the overpressure overflow height (third outlet 12) to the liquid seal 10, and can then be drained together with the condensate from the gas from the device 1.

Případ, kdy dojde k poklesu tlaku (podtlaku) plynu pod přijatelné hodnoty, je znázorněn na obr. 4. Atmosférický vzduch zde tlačí na sloupec těsnicí kapaliny 4 ve druhém vývodu 9 tak, že dojde ke snížení hladiny těsnicí kapaliny 4 pod spodní konec oddělovací přepážky 7. Přes hranu oddělovací přepážky 7 tak začne být nasáván atmosférický vzduch přes sloupec těsnicí kapaliny 4 v prvním vývodu 8, čímž dochází k nárůstu tlaku v nádrži. Zároveň v prvním vývodu 8 může dojít k přepadu přebytečné těsnicí kapaliny 4 přes podtlakový přepad (horní konec prvního vývodu 8) a těsnicí kapalina 4 může přepadávat na dno potrubí či rovnou do nádrže. Těsnicí kapalina 4 (i přebytečná těsnicí kapalina 4 ze čtvrtého vývodu 11) může být odváděna stejným způsobem, který je popsán výše u odvodu přebytečné těsnicí kapaliny 4 při přetlaku. Ve třetím vývodu 12 může dojít ke snížení hladiny těsnicí kapaliny 4, ale stále nad úroveň propojení čtvrtého vývodu 11 a třetího vývodu 12, aby kapalinová ucpávka 10 stále zabraňovala úniku plynu do atmosféry. Hodnotu jisticího tlaku lze měnit na základě požadavků zákazníka změnou konstrukčních parametrů obzvláště komory 3 pro těsnicí kapalinu 4 a kapalinové ucpávky 10. Jisticí hodnota tlaku, například u fermentační nádrže, může být 2 mbar. Po nárůstu tlaku na standardní požadovanou hodnotu se může pomocí přívodu 5 pro dopouštění těsnicí kapaliny 4 doplnit požadované množství těsnicí kapaliny 4.The case when the gas pressure (vacuum) drops below acceptable values is shown in Fig. 4. Atmospheric air here presses on the column of the sealing liquid 4 in the second outlet 9 so that the level of the sealing liquid 4 is lowered below the lower end of the separating partition 7. Over the edge of the separating partition 7, atmospheric air begins to be sucked in through the column of the sealing liquid 4 in the first outlet 8, resulting in an increase in pressure in the tank. At the same time, in the first outlet 8, the excess sealing liquid 4 can overflow through the vacuum overflow (the upper end of the first outlet 8) and the sealing liquid 4 can overflow to the bottom of the pipeline or directly into the tank. The sealing liquid 4 (even the excess sealing liquid 4 from the fourth outlet 11) can be removed in the same way as described above for the removal of excess sealing liquid 4 at overpressure. In the third outlet 12, the level of the sealing liquid 4 can be reduced, but still above the level of the connection of the fourth outlet 11 and the third outlet 12, so that the liquid seal 10 still prevents gas leakage into the atmosphere. The safety pressure value can be changed based on the customer's requirements by changing the design parameters, especially of the chamber 3 for the sealing liquid 4 and the liquid seal 10. The safety pressure value, for example for the fermentation tank, can be 2 mbar. After the pressure rises to the standard required value, the required amount of sealing liquid 4 can be added using the inlet 5 for filling in the sealing liquid 4.

Jinými slovy v případě, kdy v plynové komoře 2 nastává podtlak vůči atmosférickému tlaku, dochází k postupnému přetlačení těsnicí kapaliny 4 z komory 3 pro těsnicí kapalinu 4 do plynové komory 2. K procesu přetlačení dochází až do dosažení konce hrany oddělovací přepážky 7 - např. viz obr. 4. Poté v zařízení 1 dochází již k požadovanému nasátí vzduchu z komory 3 pro těsnicí kapalinu 4 do plynové komory 2 a tím ke zvýšení tlaku v plynovém systému nádrže na úroveň atmosférického tlaku. Tímto procesem zařízení 1 zabrání nežádoucímu poklesu tlaku v plynovém systému fermentační nádrže. Při tomto procesu je přebytečná těsnicí kapalina 4 z plynové komory 2 odváděna přes podtlakový přepad (neboli prvním vývodem 8) společně se vznikajícím kondenzátem z plynu ze zařízení 1.In other words, when there is a negative pressure in the gas chamber 2 compared to the atmospheric pressure, the sealing liquid 4 is gradually overpressurized from the chamber 3 for the sealing liquid 4 into the gas chamber 2. The overpressurization process occurs until the end of the edge of the separating partition 7 is reached - e.g. see Fig. 4. Then, in device 1, the required air intake from the chamber 3 for the sealing liquid 4 into the gas chamber 2 takes place, thereby increasing the pressure in the gas system of the tank to the level of atmospheric pressure. Through this process, device 1 prevents an unwanted pressure drop in the gas system of the fermentation tank. During this process, the excess sealing liquid 4 from the gas chamber 2 is discharged through the vacuum overflow (or the first outlet 8) together with the resulting condensate from the gas from the device 1.

Claims

1. Device (1) for pressure protection in a gas tank comprising a gas chamber (2), a chamber (3) for sealing liquid and a vent tube (6), wherein the chamber (3) for sealing liquid includes an inlet (5) for supplying sealing liquid (4), wherein the vent tube (6) includes an opening for communication with the atmosphere, wherein the vent tube (6) is connected to the gas chamber (2) through the chamber (3) for the sealing liquid (4), the chamber (3) for the sealing liquid the liquid (4) includes a sealing liquid (4), characterized in that the device (1) for pressure protection further includes a liquid seal (10) to prevent the passage of gas and the chamber (3) for the sealing liquid (4) includes two outlets directed upwards , while the outlets are separated by a partition (7) and below the level of the partition (7) are interconnected at their lower ends, with the upper end of the first outlet (8) opening into the gas chamber (2) and the upper end of the second outlet (9) into the ventilation tube (6), while in the first outlet (8) there is a vacuum overflow for draining the sealing liquid (4) into the gas tank under vacuum, while in the second outlet (9) there is an overpressure overflow for draining the sealing liquid (4) through a liquid seal (10) into the gas tank under overpressure, wherein the liquid seal (10) includes a sealing liquid (4).

2. Device (1) for pressure protection according to claim 1, characterized in that it includes a third outlet (12) for draining the sealing liquid (4) in case of overpressure, the third outlet (12) connecting the second outlet (9) with a liquid seal ( 10) and the overpressure overflow is part of the second outlet (9).

3. Device (1) for pressure protection according to claim 2, characterized in that the overpressure overflow is defined by the upper end of the third outlet (12), while the upper end of the third outlet (12) has an adjustable height.

4. Device (1) for pressure protection according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the gas chamber (2) includes a gas supply (13) for the entry of gas from the gas tank into the gas chamber (2) and an outlet (14) of gas for the gas outlet from the gas chamber (2).

5. Device (1) for pressure protection according to claim 4, characterized in that the gas inlet (13) and gas outlet (14) include a flanged connection for connecting the device to a gas pipe and/or to a gas tank.

6. A tank including a space (16) for gas, characterized in that it includes a device (1) for pressure protection according to any one of claims 1 to 5 and includes a connection opening for the passage of gas between the tank and the gas chamber (2), wherein the device ( 1) for pressure protection is attached to the connection hole of the tank, while the space (16) for the gas of the tank is connected to the gas chamber (2) through the connection hole.

7. Tank according to claim 6, characterized in that the sealing liquid (4) has a freezing point greater than or equal to -1 °C.

8. Tank according to any one of claims 6 or 7, characterized in that the level of the sealing liquid (4) in the first outlet (8) and the second outlet (9) is above the level of the partition (7) dividing the first outlet (8) and the second outlet (9).

9. A tank according to any one of claims 6 to 8, characterized in that it includes a system for automatically replenishing the sealing liquid (4) connected to an inlet (5) for supplying the sealing liquid (4).