DE102010011051A1 - Druckgasflasche - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Druckgasflasche, aufweisend wenigstens ein Ventil und wenigstens einen, dem Ventil zugeordneten Druckregler. Erfindungsgemäß ist der Druckgasflasche wenigstens ein Drucksensor, der der Messung des Innendrucks dient, zugeordnet und/oder die Druckgasflasche weist wenigstens einen Drucksensor, der der Messung des Innendrucks dient, auf. Hierbei ist der oder wenigstens einer der Drucksensoren vorzugsweise ein elektronischer Drucksensor.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Druckgasflasche, die wenigstens ein Ventil und wenigstens einen, dem Ventil zugeordneten Druckregler aufweist.
  • Unter dem Begriff ”Druckgasflasche” seien nachfolgend alle Vorrichtungen zu verstehen, die der Speicherung von unter Druck stehenden Medien dienen bzw. dafür geeignet sind.
  • Gattungsgemäße Druckgasflaschen weisen zusätzlich zu ihrem (Flaschen)Ventil einen Druckregler auf. Üblicherweise sind diese Druckregler im Flaschenventil integriert. Dieses System ermöglicht es, den Flaschen- bzw. Innendruck – der bei Druckgasflaschen im Regelfall 200 bar beträgt – auf den geforderten Arbeitdruck – dieser beträgt üblicherweise 3 bis 6 bar – zu reduzieren. Hierbei sind das Flaschenventil und die Druckreduziereinheit im Regelfall fest miteinander verbunden. Der Vorteil dieses System ist darin zu sehen, dass der Nutzer der Druckgasflasche keine Hochdruckverbindung – bspw. durch Anschrauben des Druckreglers an das Flaschenventil – herstellen muss. Daher werden diese Systeme sehr häufig bei Anwendern eingesetzt, die nicht notwendigerweise technische Erfahrung besitzen; beispielhaft genannt seien medizinische Anwendungen in Krankenhäusern.
  • Der Hauptnachteil der Kombination aus Ventil und Druckregler ist in seiner technischen Komplexität, die ein erhöhtes Risiko für Leckagen darstellt, begründet. Durch die zusätzlichen Komponenten in dem integrierten Druckregler, wie bspw. Druckausgänge, integrierte Druckanzeigen, Flowselektoren und/oder Restdruckventile, und durch Beanspruchungen während des Befüll- und Entleervorganges sowie des Transports besteht die Gefahr, dass Undichtheiten entstehen. Da diese zu einem Entleeren der Druckgasflasche führen können, sind während des Befüllvorganges zusätzliche Tests erforderlich, um Undichtheiten ausschließen zu können. Diese Tests sind jedoch vergleichsweise zeitintensiv und führen daher zu höheren Produktkosten.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Druckgasflasche anzugeben, die die vorgenannten Nachteile vermeidet.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Druckgasflasche vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet, dass der Druckgasflasche wenigstens ein Drucksensor, der der Messung des Innendrucks dient, zugeordnet ist und/oder die Druckgasflasche wenigstens einen Drucksensor, der der Messung des Innendrucks dient, aufweist.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Druckgasflasche, die Gegenstände der abhängigen Patentansprüche darstellen, sind dadurch gekennzeichnet, dass
    • – der oder wenigstens einer der Drucksensoren ein elektronischer Drucksensor ist,
    • – der oder wenigstens einer der Drucksensoren temperaturkompensiert ist,
    • – der oder wenigstens einer der Drucksensoren eine Auflösung von 0.1 bar, vorzugsweise einem bar aufweist, für die Messung von negativem relativem Druck ausgelegt ist und/oder einen Messbereich von wenigstens 500 bar, vorzugsweise von wenigstens 250 bar aufweist,
    • – die Druckgasflasche Mittel zum Darstellen des Innendrucks und/oder Mittel zum Darstellen des Flascheninhalts aufweist,
    • – die Druckgasflasche Mittel zum Verbinden der Druckgasflasche mit einer externen Schnittstelle, insbesondere mit einer externen Auswerte- und/oder Steuereinheit aufweist, wobei diese Mittel derart ausgebildet sind, dass sie den mittels des oder eines der Drucksensoren erfassten Innendrucks an die externe Schnittstelle weitergeben können, und
    • – die Druckgasflasche mit einem Warnsystem in Wirkverbindung steht bzw. ein Warnsystem aufweist, wobei das Warnsystem derart ausgebildet ist, dass es im Falle einer Leckage ein akustisches und/oder optisches Warnsignal erzeugt.
  • Erfindungsgemäß wird nun wenigstens ein Druckmesser vorgesehen, der der Druckgasflasche derart zugeordnet bzw. an dieser derart angeordnet ist, dass er den aktuellen Innendruck zu messen vermag. Im Gegensatz zu den vorbeschriebenen Druckreglern vermögen Drucksensoren selbst geringfügige Druckschwankungen zu erfassen. Die bei heutigen Druckgasflaschen üblicherweise vorgesehenen, analogen Druckanzeigen können hingegen nur als Druckindikatoren verwendet werden.
  • In vorteilhafter Weise ist der oder wenigstens einer der Drucksensoren temperaturkompensiert ausgebildet. Da der Innendruck der Druckgasflasche abhängig von der Umgebungstemperatur ist, kann es zu temperaturbedingten Druckschwankungen kommen. Derartige Druckschwankungen sollten jedoch zweckmäßigerweise herausgefiltert werden, um Fehlinformationen bezüglich Undichtheiten zu vermeiden.
  • Das Signal eines Drucksensors wird zweckmäßigerweise elektronisch ausgewertet und über eine entsprechende Software verarbeitet und dargestellt, wobei der Begriff Darstellung so zu verstehen ist, dass ein akustisches und/oder optisches Warnsignal generiert, der Flascheninnendruck und/oder der Flascheninhalt dargestellt und/oder entsprechende (Sicherheits)Maßnahmen, die üblicherweise beim Eintreten einer Leckage in die Wege geleitet werden, ergriffen werden. Die entsprechend verarbeiteten Daten können über ein an der Druckgasflasche angeordnetes Display angezeigt und/oder über eine entsprechende Schnittstelle an eine externe Auswerte- und/oder Steuereinheit weitergeleitet werden. Die externe Auswerte- und/oder Steuereinheit kann beispielsweise in der Füllanlage, die der Befüllung der Druckgasflasche dient, vorgesehen sein.
  • Um vergleichsweise exakte Druckmessungen realisieren zu können, ist es von Vorteil, wenn gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Druckgasflasche, der oder wenigstens einer der Drucksensoren eine Auflösung von 0.1 bar, vorzugsweise von einem bar aufweist, für die Messung von negativem relativem Druck ausgelegt ist und/oder einen Messbereich von wenigstens 500 bar, vorzugsweise von wenigstens 250 bar aufweist. Die Auflösung des oder der Drucksensoren sollte in jedem Falle so gewählt werden, dass durch Leckagen verursachte Druckschwankungen erfasst werden können.
  • Insbesondere die Messung eines negativen relativen Drucks (Vakuum) kann für den Befüllvorgang einer Druckgasflasche hilfreich sein. Weist die Druckgasflasche zwei oder mehr Drucksensoren auf, so kann bspw. ein Drucksensor für die Erfassung des Unterdrucks ausgelegt sein, während der zweite oder ein anderer Drucksensor der Erfassung des Überdrucks dient. Alternativ hierzu kann wenigstens ein Drucksensor vorgesehen sein, der sowohl positiven als auch negativen Druck messen kann.
  • Die erfindungsgemäße Druckgasflasche bzw. das Vorsehen wenigstens eines Drucksensors ermöglichen bzw. präzisieren insbesondere die nachfolgend aufgeführten Messvorgänge:
    • 1) Um sicherzustellen, dass beim Kunden bzw. Abnehmer einer Druckgasflasche keine Verunreinigungen in die Druckgasflasche gelangt sind, muss die zu befüllende Druckgasflasche vor einer erneuten Befüllung einen minimalen Restdruck – dieser beträgt üblicherweise 3 bis 10 bar – aufweisen. Dieser Restdruck wird durch ein sog. Restdruckventil, das die Druckgasflasche automatisch bei Erreichen des gewünschten Restdrucks verschließt, sichergestellt. Da dieses Restdruckventil eine Fehlfunktion aufweisen kann, muss jede Druckgasflasche vor der erneuten Befüllung auf ihren Restdruck kontrolliert werden.
  • Bisher sind hierzu manuelle Tests erforderlich, bei denen das Füllpersonal beispielsweise mittels spezieller Werkzeuge über den Befüllanschluss ermittelt, ob ein ausreichend hoher Restdruck anliegt. Durch das Vorsehen wenigstens eines Drucksensors, der eine exakte Darstellung des wirklichen Drucks ermöglicht, kann das Füllpersonal unmittelbar erkennen, ob der Restdruck der zu befüllenden Druckgasflasche ausreichend hoch ist.
    • 2) Im Regelfall werden die zu befüllenden Druckgasflaschen vor ihrer erneuten Befüllung auf einen Druck von ca. 100 mbar evakuiert. Mittels dieser Verfahrensweise wird sichergestellt, dass etwaige, in der Druckgasflasche enthaltenen Verunreinigungen entfernt werden. Da innerhalb einer Befüllanlage üblicherweise mehrere Druckgasflaschen zeitgleich befüllt werden, wird das Vakuum nur für das Gesamtsystem gemessen. Sollte eine der zu evakuierenden Druckgasflaschen nicht geöffnet worden sein – also kein Vakuum gezogen haben –, kann dies bisher von der Steuereinheit der Befüllanlage nicht erkannt werden.
  • Mittels wenigstens eines integrierten Drucksensors kann auch bei dieser Verfahrensweise für einzelne Druckgasflasche eindeutig festgestellt werden, ob aus ihnen Vakuum gezogen wurde. Mittels einer externen Schnittstelle, über die die Druckgasflasche mit der Steuereinheit der Befüllanlage verbunden ist, kann dieser Prozessschritt automatisiert werden.
    • 3) Bisher wird der eigentliche Befüllvorgang einer Druckgasflasche in einer Vielzahl von Fallen über das sog. ”Handauflegen” überprüft. Da sich die Druckgasflaschen während des Befüllens erwärmen, können über das Handauflegen die entstehende Erwärmung und damit das Befüllen der Druckgasflaschen überprüft werden. Diese manuelle Überprüfung kann nunmehr unterbleiben, da mittels des Drucksensors unzweifelhaft festgestellt werden kann, ob die zu befüllende Druckgasflasche auch wirklich befüllt wird. Über eine externe Schnittstelle kann bei Erreichen eines voreingestellten Druckwertes der Befüllvorgang unter- oder abgebrochen werden.
    • 4) Durch Messungen von Druckschwankungen einer befüllten Druckgasflasche kann mittels entsprechender Berechnungen, die insbesondere von den Parametern Temperaturschwankungen, Flascheninhalt und Zeit bestimmt werden, ein Leckagewert bestimmt werden. Sollte dieser oberhalb eines vorgegebenen Grenzwertes liegen, kann dies dem Benutzer der Druckgasflasche mitgeteilt werden. Gängige Leckagemessungen mittels Lecksprays oder ähnlichen Hilfsmitteln werden somit obsolet.
  • Um zu verhindern, dass im Falle einer gewünschten Entnahme beim Kunden bzw. Abnehmer ebenfalls eine Alarmierung beim Überschreiten eines Leckagegrenzwertes erfolgt, werden vorzugsweise ein sog. Füllmode sowie ein sog. Kundenmode realisiert. Hierbei werden im Füllmode kleinste Druckschwankungen erfasst und ausgewertet, während im Kundenmode diese Auswertung unterbleibt.
    • 5) Aufgrund der exakteren Darstellung des aktuellen Innendrucks der Druckgasflasche kann die Druckanzeige für den Kunden bzw. Abnehmer genauer, aussagekräftiger und/oder attraktiver gestaltet werden. So kann bspw. eine visuelle, ggf. farbliche Darstellung unterschiedlicher Druckbereiche realisiert werden und – falls vom Abnehmer gewünscht – eine Alarmierung bei Unterschreiten eines einstellbaren Druckwertes erfolgen.
  • Die erfindungsgemäße Druckgasflasche schafft bei überschaubarem und akzeptablem technischem Aufwand eine vergleichsweise kostengünstige Lösung für die eingangs erläuterten Probleme.

Claims (7)

  1. Druckgasflasche, aufweisend wenigstens ein Ventil und wenigstens einen, dem Ventil zugeordneten Druckregler, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckgasflasche wenigstens ein Drucksensor, der der Messung des Innendrucks dient, zugeordnet ist und/oder die Druckgasflasche wenigstens einen Drucksensor, der der Messung des Innendrucks dient, aufweist.
  2. Druckgasflasche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der oder wenigstens einer der Drucksensoren ein elektronischer Drucksensor ist.
  3. Druckgasflasche nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der oder wenigstens einer der Drucksensoren temperaturkompensiert ist.
  4. Druckgasflasche nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass – der oder wenigstens einer der Drucksensoren eine Auflösung von 0.1 bar, vorzugsweise von einem bar aufweist und/oder – für die Messung von negativem relativem Druck ausgelegt ist und/oder – einen Messbereich von wenigstens 500 bar, vorzugsweise von wenigstens 250 bar aufweist.
  5. Druckgasflasche nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckgasflasche Mittel zum Darstellen des Innendrucks und/oder Mittel zum Darstellen des Flascheninhalts aufweist.
  6. Druckgasflasche nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckgasflasche Mittel zum Verbinden der Druckgasflasche mit einer externen Schnittstelle, insbesondere mit einer externen Auswerte und/oder Steuereinheit aufweist, wobei diese Mittel derart ausgebildet sind, dass sie den mittels des oder eines der Drucksensoren erfassten Innendrucks an die externe Schnittstelle weitergeben.
  7. Druckgasflasche nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckgasflasche mit einem Warnsystem in Wirkverbindung steht und/oder ein Warnsystem aufweist, wobei das Warnsystem derart ausgebildet ist, dass es im Falle einer Leckage ein akustisches und/oder optisches Warnsignal erzeugt.
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