DE102016201878B3

DE102016201878B3 - Device for central gas supply

Info

Publication number: DE102016201878B3
Application number: DE102016201878.7A
Authority: DE
Inventors: Axel Herrmann
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 2016-02-08
Filing date: 2016-02-08
Publication date: 2017-08-03
Anticipated expiration: 2036-02-09
Also published as: WO2017137388A1

Abstract

Vorrichtung zur zentralen Gasversorgung mit
– einem zentralen Gasspeicher (10) und wenigstens einer Verbrauchsstelle (50), welche über ein Rohrleitungssystem (20, 40) mit dem zentralen Gasspeicher (10) verbunden ist,
– einem zwischen dem zentralen Gasspeicher (10) und der wenigstens einen Verbrauchsstelle (50) vorgesehenen Druckminderer (22) zur Verminderung des in dem zentralen Gasspeicher (10) herrschenden Drucks auf einen geeigneten Betriebsdruck,
– einer zwischen dem Druckminderer (22) und der wenigstens einen Verbrauchsstelle (50) vorgesehenen Sicherheitseinrichtung (30) zum Schutz der wenigstens einen Verbrauchsstelle (50) vor einem unzulässigen Druckanstieg,
– wobei die Sicherheitseinrichtung (30) ein Sicherheitsventil (45) und eine zwischen dem Sicherheitsventil (45) und dem Druckbegrenzer (22) vorgesehene druckgesteuerte Blende (36), welche dazu dient, bei Erreichen oder Überschreiten eines maximal zulässigen Betriebsdruckes in dem Rohrleitungssystem oder der Sicherheitseinrichtung (30) einen durch das Rohrleitungssystem und die Sicherheitseinrichtung (30) strömenden Gas-Volumenstrom zu vermindern, aufweist.Device for central gas supply with
A central gas reservoir (10) and at least one consumption point (50), which is connected via a pipeline system (20, 40) to the central gas reservoir (10),
A pressure reducer (22) provided between the central gas reservoir (10) and the at least one consumption point (50) for reducing the pressure prevailing in the central gas reservoir (10) to a suitable operating pressure,
A safety device (30) provided between the pressure reducer (22) and the at least one consumable point (50) for protecting the at least one consumable point (50) against an impermissible pressure rise,
- wherein the safety device (30) a safety valve (45) and between the safety valve (45) and the pressure limiter (22) provided pressure-controlled orifice (36), which serves when reaching or exceeding a maximum allowable operating pressure in the piping or the Safety device (30) to reduce a flowing through the piping system and the safety device (30) gas flow.

Description

Vorrichtungen zur zentralen Gasversorgung sind bekannt. Zentrale Gasversorgungen kommen beispielsweise bei Krankenhäusern, Laboren oder auch industriellen Anlagen zum Einsatz.Devices for central gas supply are known. Central gas supplies are used, for example, in hospitals, laboratories or industrial plants.

Bei einer zentralen Gasversorgung werden die einzelnen Verbrauchsstellen eines Betriebes über ein Rohrleitungsnetz mit Gas versorgt. Das Gas wird je nach Bedarfsmenge aus einem zentralen Gasspeicher, beispielsweise einer Flaschenbatterie, einem Flaschenbündel, einer Bündelbatterie oder einer Tankanlage über die Verteilleitung den Entnahmestellen zugeführt. Meist werden zweiseitige Flaschen- bzw. Bündelbatterien verwendet. Diese Anordnung gewährleistet eine kontinuierliche Gasversorgung. Während die Verbraucher aus einer Batteriehälfte versorgt werden, können die entleerten Flaschen bzw. Flaschenbündel gegen volle Gebinde ausgetauscht werden.In the case of a central gas supply, the individual consumption points of an enterprise are supplied with gas via a pipeline network. Depending on the requirement quantity, the gas is supplied to the removal points from a central gas storage, for example a bottle battery, a bundle of cylinders, a bundle battery or a tank system, via the distribution line. Mostly two-sided bottle or bundle batteries are used. This arrangement ensures a continuous gas supply. While the consumers are supplied from one half of the battery, the emptied bottles or bundles of bottles can be exchanged for full containers.

Vorteile einer zentralen Gasversorgung sind beispielsweise Platzersparnis an den Verbrauchsstellen, Vermeidung von Arbeitsunterbrechungen durch Flaschenwechsel, zentrale Überwachung des Gasvorrats, geringere innerbetriebliche Transportkosten, gleichmäßige Entleerung aller Flaschen, bessere Kontrolle des Flaschenbestandes, kleinerer Flaschenpark durch weniger Reserveflaschen sowie Verringerung der Unfallgefahr.Advantages of a central gas supply are, for example, space savings at the consumption points, avoiding interruption of work due to bottle replacement, lower internal transport costs, uniform emptying of all bottles, better control of the bottle inventory, smaller bottles by fewer reserve bottles and reduction of the risk of accidents.

Vorrichtungen zur zentralen Gasversorgung weisen zwischen dem zentralen Gasspeicher und den jeweiligen Verbrauchsstellen, also stromabwärtig von dem zentralen Gasspeicher bzw. stromaufwärtig von den Verbrauchsstellen, einen Druckminderer zur Verminderung des in dem zentralen Gasspeicher herrschenden Druckes auf einen geeigneten Betriebsdruck für die Verteilleitung bzw. das Rohrleitungssystem und/oder die Verbrauchsstellen auf. Ferner sind üblicherweise Sicherheitsventile vorgesehen, welche z. B. bei einer Störung oder einem Ausfall des Druckminderers gewährleisten, dass Überdruck aus dem Rohrleitungssystem an die Atmosphäre abgeleitet wird, um eine Beschädigung beispielsweise der Verbrauchsstellen durch zu große Druckstöße zu verhindern.Devices for central gas supply have between the central gas storage and the respective consumption points, ie downstream of the central gas storage or upstream of the consumption points, a pressure reducer for reducing the pressure prevailing in the central gas storage pressure to a suitable operating pressure for the distribution line or the piping system and / or the consumption points. Furthermore, safety valves are usually provided which z. B. in case of failure or failure of the pressure reducer ensure that excess pressure is discharged from the piping system to the atmosphere to prevent damage, for example, the consumption points by excessive pressure surges.

Eine unzulässige Drucküberschreitung gegenüber einem festgelegten maximalen Betriebsdruck in einem Druckregler (stromabwärtig) nachgeschalteten Rohrleitungen muss unbedingt vermieden werden. Herkömmlicherweise musste zum Nachweis für die Auslegung derartiger Sicherheitsventile von einem Worst-Case-Szenario ausgegangen werden, so dass Sicherheitsventile unverhältnismäßig groß dimensioniert werden mussten, was mit hohem Aufwand und Kosten verbunden ist. Hierbei muss gewährleistet werden, dass im Falle eines vollständigen Ausfalls des Druckminderers ein das Rohrleitungssystem stromabwärtig von dem Druckminderer beaufschlagender Bas-Volumenstrom bzw. ein hieraus resultierender Druckstoß komplett an die Atmosphäre abgegeben bzw. abgeblasen wird. Bei Vorsehen von zu klein dimensionierten Sicherheitsventilen wäre ein derartiges vollständiges Abblasen von Druckstößen nicht gewährleistet.An impermissible pressure exceeding a specified maximum operating pressure in a pressure regulator (downstream) downstream piping must be avoided. Conventionally, to prove the design of such safety valves, a worst-case scenario had to be assumed, so that safety valves had to be disproportionately dimensioned, which entailed high costs and costs. In this case, it must be ensured that, in the event of a complete failure of the pressure reducer, a base volume flow acting on the pipeline system downstream of the pressure reducer or a pressure surge resulting therefrom is completely discharged or blown off to the atmosphere. In the provision of too small dimensioned safety valves such a complete discharge of pressure surges would not be guaranteed.

Aus der DE 696 15 647 T2 ist ein Gaszuführungssystem für ein Verteilnetz bekannt. Das Verteilnetz umfasst eine Gruppe von Gasdruckminderstationen, wobei diese mindestens ein mit einer Klappe versehenes Druckminderventil, das in einer Hauptleitung angeordnet ist, ein Steuerventil und ein mit einer Klappe versehenes Sicherheitsventil, das in der Hauptleitung angeordnet ist, enthalten. Jede Druckminderstation weist außerdem ein Druckdifferenzorgan auf, welches mit dem Steuerventil und dem Sicherheitsventil zusammenwirkt, das vor dem Druckminderventil angeordnet ist, um das automatische Schließen des vom Steuerventil gesteuerten Sicherheitsventils sicherzustellen, wenn der Hinterdruck in der Hauptleitung nach der betreffenden Druckminderstation einen festgelegten Grenzwert übersteigt, und um nach Wiedereinstellung des Hinterdrucks unter diesem festgelegten Grenzwert entweder das erneute Öffnen des Sicherheitsventils, wenn das Druckminderventil der betreffenden Druckminderstation an seiner Klappe keinen Gasaustritt verursacht, oder das Halten des Verschlusses des Sicherheitsventils, wenn das Druckminderventil an seiner Klappe nicht dicht ist, automatisch zu bewirken.From the DE 696 15 647 T2 a gas supply system for a distribution network is known. The distribution network comprises a group of gas pressure reducing stations, which includes at least one shuttered pressure reducing valve disposed in a main conduit, a control valve and a hinged safety valve disposed in the main conduit. Each pressure reducing station also has a pressure differential element cooperating with the control valve and the safety valve located in front of the pressure reducing valve to ensure the automatic closing of the control valve controlled safety valve when the back pressure in the main line to the respective pressure reducing station exceeds a predetermined limit, and after re-setting the backpressure below that set limit, either reopening the safety valve when the pressure reducing valve of the respective pressure reducing station at its flap does not cause gas leakage, or holding the closure of the safety valve when the pressure reducing valve is not tight at its flap automatically cause.

Aus der DE 102 17 499 C1 ist eine Sicherheitsvorrichtung für ein Gas-Verteilungssystem in einem Flugzeug bekannt. Dieses enthält zumindest einen Druckregler zwischen einer Druckgasquelle und einem Versorgungsstrang. Zur Verbesserung der Betriebssicherheit ist vorgesehen, dass dem Druckregler eine Druckbegrenzungseinrichtung vorgeschaltet ist, welche aus zwei parallel angeordneten Strängen mit jeweils gleichsinnig in Serie angeordneten Druckbegrenzungsventilen besteht.From the DE 102 17 499 C1 For example, a safety device for a gas distribution system in an aircraft is known. This contains at least one pressure regulator between a compressed gas source and a supply line. To improve the reliability is provided that the pressure regulator is preceded by a pressure limiting device, which consists of two parallel strands with in each case in the same direction arranged in series pressure relief valves.

Die DE 10 2015 209 226 A1 offenbart ein Kraftstoffzuführsystem, das dazu konfiguriert ist, einen Druck eines Wasserstoffgases, das von einem Wasserstoffzylinder befördert wird, durch einen in Reihe angeordneten Hochdruckregulator zu reduzieren, eine Durchsatzrate des druckreduzierten Wasserstoffgases durch eine Wasserstoffdurchsatzreguliervorrichtung zu regulieren, und das Wasserstoffgas einer Brennstoffzelle zuzuführen. Der Hochdruckregulator hat einen mittleren Kanal, in dem das Wasserstoffgas nach der Druckreduzierung durch einen ersten Regulator und vor der Druckreduzierung durch einen zweiten Regulator eintritt, einen hinteren Kanal, in dem das Wasserstoffgas nach der Druckreduzierung durch den zweiten Regulator eintritt, einen Verbindungskanal, der eine Verbindung zwischen dem mittleren Kanal und dem hinteren Kanal ermöglicht, und ein Innenluftrückschlagventil, das in dem Verbindungskanal vorgesehen und dazu eingerichtet ist, eine Strömung des Wasserstoffgases in einer Richtung von dem mittleren Kanal zu dem hinteren Kanal zu ermöglichen und eine Strömung des Wasserstoffgases in der umgekehrten Richtung dazu zu blockieren.The DE 10 2015 209 226 A1 discloses a fuel supply system configured to reduce a pressure of a hydrogen gas carried by a hydrogen cylinder by a high-pressure regulator in series, to regulate a flow rate of the reduced-pressure hydrogen gas through a hydrogen flow rate regulating device, and to supply the hydrogen gas to a fuel cell. The high-pressure regulator has a central passage in which the hydrogen gas enters a downstream passage in which the hydrogen gas enters after the pressure reduction by the second regulator after the pressure reduction by a first regulator and before the pressure reduction by a second regulator A communication passage that allows communication between the center passage and the rear passage, and an inside air check valve provided in the connection passage and configured to allow a flow of the hydrogen gas in a direction from the central passage to the rear passage and a flow of the Hydrogen gas in the reverse direction to block.

Aus der US 2012/0 006 429 A1 ist ein Sicherheitsventil bekannt. Dieses Sicherheitsventil weist einen Ventilkörper mit einem zentralen Durchgang sowie einem Innengewinde an einem Ende des Durchgangs, und ein Außengewinde, das an dem anderen Ende des Durchgangs vorsteht, auf, sowie einen federbelasteten Sitz, der einen mit Außengewinde und Innengewinde ausgestatteten proximalen Abschnitt aufweist, der mit dem Innengewinde zusammenwirkt, sowie einen distalen Abschnitt, der einen Durchmesser kleiner der Durchmesser des proximalen Abschnitts ist, aufweist, sowie eine zentrale Bohrung. Das Ventil weist ferner einen Gleitkörper auf, der in dem Durchgang vorgesehen ist, und der durch den Sitz beaufschlagt ist, wobei das Gleitelement an einem Ende einen genuteten Rand, und an einem anderen Ende einen Vorsprung aufweist, sowie zwei einander gegenüberliegende Ausgangsanschlüsse, welche sich durch den Vorsprung erstrecken. Es sind ferner erste Dichtmittel zum dichten beaufschlagen des distalen Abschnitts mit dem Gleitelement vorgesehen, sowie zweite Dichtmittel zum dichtenden Eingriff des Gleitelements bezüglich des Durchgangs. In Reaktion auf das Führen einer kompressiblen Flüssigkeit durch eine Bohrung und die Ausgangsanschlüsse in einem Hals, wobei der Druck der komprimierbaren Flüssigkeit einen vorbestimmten Druckwert übersteigt, drückt die komprimierbare Flüssigkeit in dem Hals das Gleitelement in Richtung des proximalen Abschnitts.From the US 2012/0 006 429 A1 is a safety valve known. This safety valve has a valve body having a central passage and an internal thread at one end of the passage, and an external thread projecting at the other end of the passage, and a spring-loaded seat having a male and female threaded proximal portion cooperates with the internal thread, and a distal portion which is smaller in diameter than the diameter of the proximal portion, and has a central bore. The valve further includes a sliding body provided in the passage and urged by the seat, the sliding member having a grooved edge at one end and a protrusion at another end, and two opposing output terminals which extend extend through the projection. There are further provided first sealing means for sealingly engaging the distal portion with the sliding member, and second sealing means for sealingly engaging the sliding member with respect to the passage. In response to passing a compressible fluid through a bore and the exit ports in a throat, wherein the pressure of the compressible fluid exceeds a predetermined pressure value, the compressible fluid in the neck pushes the sliding member toward the proximal portion.

Schließlich beschreibt die US 4 415 001 A ein Druckanstiegsbegrenzungsventil, das dazu ausgelegt ist, einen Druckanstieg eines Gases oder eines Fluids durch ein sich schnell öffnendes Ventil zu begrenzen, um so einen Wärmestau in dem System zu verhindern. Das Ventil weist eine Eingangsöffnung und eine Ausgangsöffnung mit einer Spule mit einem Durchgang, der zwischen den beiden Anschlüssen sich erstreckt, auf. Der Durchgang kommuniziert auch mit einem Hohlraum in einem Ventilgehäuse über eine beschränkte Öffnung, die an dem Ende auf der entgegengesetzten Seite des Auslassanschlusses vorgesehen ist. In den Einlass eingeführtes Gas wird durch eine Folge von Zuführanschlüssen in der Spule in den Durchgang geführt, wobei das Gas sowohl in Richtung des Auslassanschlusses als auch in Richtung des Hohlraums in dem Gehäuse dispergiert wird. Der Fluss in Richtung des Hohlraums bewirkt einen Druckanstieg an der Wand, welche die beschränkte Öffnung umgibt, wodurch die Spule axial in Richtung des Hohlraums gedrängt wird, wodurch eine Rückhaltefeder komprimiert wird und die Zuführanschlüsse bezüglich des Einlassanschlusses verschoben werden, wodurch der Gasfluss unterbrochen wird. Sobald das Gas durch die beschränkte Öffnung in den Hohlraum gelangt, beginnt der stromabwärtige Druck und der Hohlraumdruck sich auszugleichen, woraufhin die komprimierte Feder allmählich die Spule in ihre die volle Strömung ermöglichende Position zurückdrängt.Finally, that describes US 4,415,001 A a pressure increase limiting valve configured to limit an increase in pressure of a gas or a fluid through a rapidly opening valve so as to prevent heat accumulation in the system. The valve has an entrance port and an exit port with a spool having a passage extending between the two ports. The passage also communicates with a cavity in a valve housing via a restricted opening provided at the end on the opposite side of the outlet port. Gas introduced into the inlet is guided into the passageway through a series of supply ports in the coil, with the gas being dispersed both toward the outlet port and toward the cavity in the housing. The flow toward the cavity causes a pressure increase on the wall surrounding the restricted opening, urging the coil axially toward the cavity, thereby compressing a retaining spring and displacing the supply ports with respect to the inlet port, thereby interrupting gas flow. As the gas enters the cavity through the restricted orifice, the downstream pressure and cavity pressure begin to equalize, whereupon the compressed spring gradually forces the coil back to its full flow position.

Die vorliegende Erfindung strebt an, den konstruktiven und kostenmäßigen Aufwand für Sicherheitsventile im Rahmen einer zentralen Gasversorgung zu vermindern.The present invention seeks to reduce the design and cost of safety valves in the context of a central gas supply.

Dieses Ziel wird erreicht mit einer Vorrichtung zur zentralen Gasversorgung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.This object is achieved with a device for central gas supply having the features of patent claim 1.

Erfindungsgemäß umfasst eine Sicherheitseinrichtung für eine zentrale Gasversorgung ein Sicherheitsventil und eine zwischen dem Sicherheitsventil und dem diesem vorgeschalteten Druckbegrenzer vorgesehene druckgesteuerte Blende, welche bei Erreichen oder Überschreiten eines maximalen Betriebsdruckes einen durch das Rohrleitungssystem bzw. die Sicherheitseinrichtung strömenden Gas-Volumenstrom vermindert. Hierdurch kann gewährleistet werden, dass auch z. B. bei einer Störung oder einem Ausfall des Druckminderers ein das Rohrleitungssystem stromabwärtig von der Sicherheitseinrichtung beaufschlagender Druckstoß verringert werden kann, so dass dieser im Wesentlichen oder vollständig von dem Sicherheitsventil aufgefangen und vollständig an die Atmosphäre abgeblasen werden kann.According to the invention, a safety device for a central gas supply comprises a safety valve and a pressure-controlled orifice provided between the safety valve and the pressure limiter connected upstream thereof which, when a maximum operating pressure is reached or exceeded, reduces a gas volume flow flowing through the piping system or the safety device. This can be ensured that also z. B. in case of failure or failure of the pressure reducer, the piping system downstream of the safety device acting on pressure surge can be reduced so that it can be substantially or completely collected by the safety valve and completely blown off to the atmosphere.

Sicherheitsventile können daher erfindungsgemäß gegenüber herkömmlichen Lösungen wesentlich kleiner dimensioniert werden. Durch den Einsatz einer erfindungsgemäßen Sicherheitseinrichtung können alle gesetzlichen Vorschriften und technischen Regeln eingehalten werden, wobei die erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung gegenüber herkömmlichen Lösungen wesentlich preiswerter bereitstellbar ist.Safety valves can therefore be dimensioned substantially smaller compared to conventional solutions according to the invention. Through the use of a safety device according to the invention, all legal requirements and technical rules can be met, the safety device according to the invention compared to conventional solutions is much cheaper to provide.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Es ist bevorzugt, dass bei Erreichen oder Überschreiten des maximalen Betriebsdruckes die druckgesteuerte Blende von einer offenen Stellung in eine geschlossene Stellung übergeht. Bei der offenen Stellung wird zweckmäßigerweise der das Rohrleitungssystem durchströmende Gas-Volumenstrom nicht vermindert, während in der geschlossenen Stellung eine voreinstellbare oder auch variable Verminderung des Gas-Volumenstroms bewirkt wird.It is preferred that when the maximum operating pressure is reached or exceeded, the pressure-controlled diaphragm changes from an open position to a closed position. In the open position, the gas flow rate flowing through the pipeline system is expediently not reduced, while in the closed position a presettable or variable reduction of the gas volume flow is effected.

Es ist bevorzugt, dass die Sicherheitseinrichtung ein Gehäuse aufweist, in welchem die druckgesteuerte Blende angeordnet ist, und an welchem das Sicherheitsventil angebracht ist. Derartige Gehäuse können je nach Anforderungen in ausreichend robuster Weise zur Verfügung gestellt werden. It is preferred that the safety device comprises a housing in which the pressure-controlled orifice is arranged and to which the safety valve is attached. Such housings can be provided in a sufficiently robust manner depending on the requirements.

Zweckmäßigerweise weist die Blende einen Schließkolben mit einer Blendenbohrung auf.Conveniently, the diaphragm has a closing piston with a diaphragm bore.

Hierbei wird bevorzugt der Schließkolben von einer Druckfeder beaufschlagt, so dass bei Unterschreiten bzw. nicht-Erreichen des maximal zulässigen Betriebsdruckes ein erster, größerer Strömungsquerschnitt, und bei Erreichen oder Überschreiten des maximal zulässigen Betriebsdruckes ein zweiter, kleinerer und durch die Blendenöffnung definierter Strömungsquerschnitt bereitgestellt wird. Diese Vorgehensweise ermöglicht eine sehr rasche und zuverlässige Verminderung eines Strömungsquerschnitts, so dass ein Gas-Volumenstrom in sehr effektiver Weise bei Auftreten überhöhter Drücke vermindert werden kann.Here, the closing piston is preferably acted upon by a compression spring, so that when falling below or not reaching the maximum allowable operating pressure, a first, larger flow cross-section, and when reaching or exceeding the maximum allowable operating pressure, a second, smaller and defined by the aperture flow cross-section is provided , This procedure allows a very rapid and reliable reduction of a flow cross section, so that a gas volume flow can be reduced in a very effective manner when excessive pressures occur.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist der Schließkolben ein Basiselement, in welchem die Blendenbohrung ausgebildet ist, und einen sich hieran anschließenden hohlzylinderförmigen Abschnitt auf. Hierbei ist das Basiselement auf der Eingangsseite, an der Gas in den Schließkolben eintritt, und der hohlzylinderförmige Abschnitt an der Ausgangsseite, an der Gas aus dem Schließkolben austritt, vorgesehen. Hierbei entspricht zweckmäßigerweise der Durchmesser des hohlzylinderförmigen Abschnitts dem Durchmesser der Druckfeder, so dass es bei Überschreiten des maximal zulässigen Betriebsdrucks zu einer Verschiebung des Schließkolbens kommt, wobei der hohlzylinderförmige Abschnitt die Druckfeder zusammendrückt.According to a particularly preferred embodiment, the closing piston has a base element, in which the diaphragm bore is formed, and a hollow cylindrical section adjoining thereto. Here, the base member on the input side, at which gas enters the closing piston, and the hollow cylindrical portion on the output side, at the gas exiting the closing piston, is provided. In this case, the diameter of the hollow cylindrical section expediently corresponds to the diameter of the pressure spring, so that when the maximum permissible operating pressure is exceeded, the closing piston is displaced, wherein the hollow cylindrical section compresses the compression spring.

Die Konstruktion des Schließkolbens mit Basiselement und hohlzylinderförmigem Abschnitt ist insbesondere vorteilhaft, da in das Basiselement und in den hohlzylinderförmigen Abschnitt Bohrungen und/oder Schlitze eingebracht werden können, welche bei Unterschreiten des maximal zulässigen Betriebsdrucks (d. h. während des Normalbetriebs) für strömendes Gas offen, und bei Überschreiten des maximalen Betriebsdrucks und einer daraus resultierenden Verschiebung des Schließkolbens innerhalb des Gehäuses für strömendes Gas geschlossen sind. Durch entsprechende Dimensionierung derartiger Bohrungen oder Schlitze kann gewährleistet werden, dass deren Gesamtquerschnitt in Summe größer oder gleich dem Querschnitt einer Einlassbohrung des Schließkolbens ist, um im Normalbetrieb, d. h. bei Betriebsdrücken unterhalb des maximal zulässigen Betriebsdrucks, so dass ein ungewolltes Schließen des Schließkolbens vermieden werden kann. Zweckmäßigerweise sind derartige Schlitze oder Bohrungen in der eingangsseitigen Stirnseite des Basiselements und/oder umfangsseitig in dem Basiselement sowie umfangsseitig in der Mantelfläche des hohlzylinderförmigen Abschnitts ausgebildet.The construction of the closing piston with base member and hollow cylindrical portion is particularly advantageous because in the base member and in the hollow cylindrical portion bores and / or slots can be introduced, which falls below the maximum allowable operating pressure (ie during normal operation) open for flowing gas, and are closed when the maximum operating pressure and a resulting displacement of the closing piston within the housing for flowing gas. By appropriate dimensioning of such holes or slots can be ensured that the total cross-section in total is greater than or equal to the cross section of an inlet bore of the closing piston to in normal operation, d. H. at operating pressures below the maximum allowable operating pressure, so that accidental closing of the closing piston can be avoided. Appropriately, such slots or holes in the input-side end face of the base member and / or circumferentially formed in the base member and the circumference in the lateral surface of the hollow cylindrical portion.

Es ist bevorzugt, dass das Gehäuse einen Vordruckteil und einen Hinterdruckteil aufweist, welche mittels wenigstens einer Dichtung dichtend miteinander verbunden sind. Als geeignete Dichtungen sind hierbei Flachdichtungen zu nennen. Zwischen dem Vordruckteil und dem Hiterdruckteil können auch beispielsweise ein Stützring oder ein O-Ring angeordnet sein.It is preferred that the housing has a pre-pressure part and a rear pressure part, which are sealingly connected to each other by means of at least one seal. Suitable gaskets here are flat gaskets. For example, a support ring or an O-ring can be arranged between the pre-pressure part and the Hiterdruckteil.

Ein derartig zweiteilig bereitstellbares Gehäuse ist in besonders einfacher Weise herstellbar.Such a two-part deployable housing can be produced in a particularly simple manner.

Vorteilhafterweise weist der Vordruckteil eine Bohrung auf, in der die druckgesteuerte Blende angebracht ist, und der Hinterdruckteil eine weitere Bohrung auf, in der die Druckfeder angeordnet ist. Die beiden Bohrungen sind hierbei zweckmäßigerweise zentral in den jeweiligen Gehäuseteilen angeordnet. Diese Ausgestaltung erlaubt eine besonders einfache Einbringung der miteinander wechselwirkenden Komponenten Blende und Druckfeder in das Gehäuse.Advantageously, the pre-pressure part has a bore in which the pressure-controlled diaphragm is mounted, and the rear pressure part has a further bore in which the pressure spring is arranged. The two holes are expediently arranged centrally in the respective housing parts. This embodiment allows a particularly simple introduction of the interacting components diaphragm and compression spring in the housing.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnung weiter beschrieben. In dieser zeigtA preferred embodiment of the invention will now be described with reference to the accompanying drawings. In this shows

1 eine teilweise schematisch vereinfachte Schnittansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen zentralen Gasversorgung, insbesondere einer erfindungsgemäßen Sicherheitseinrichtung, 1 a partially schematically simplified sectional view of a preferred embodiment of a central gas supply according to the invention, in particular a safety device according to the invention,

2 eine weitere Schnittansicht der Sicherheitseinrichtung in einer ersten, offenen Betriebsstellung, und 2 a further sectional view of the safety device in a first, open operating position, and

3 eine weitere Schnittansicht der Sicherheitseinrichtung in einer zweiten, geschlossenen Betriebsstellung. 3 a further sectional view of the safety device in a second, closed operating position.

Eine erfindungsgemäße zentrale Gasversorgung ist in 1 insgesamt mit 100 bezeichnet. Sie weist einen (schematisch dargestellten) zentralen Gasspeicher 10 auf, der über ein (ebenfalls schematisch dargestelltes) Rohrleitungssystem 20, 40 mit einer (ebenfalls schematisch dargestellten) Verbrauchsstelle 50 verbunden ist.A central gas supply according to the invention is in 1 in total with 100 designated. It has a (schematically shown) central gas storage 10 on, via a (also schematically illustrated) piping system 20 . 40 with a (also schematically illustrated) consumption point 50 connected is.

Das Rohrleitungssystem weist hierbei einen ersten, mit dem zentralen Gasspeicher verbundenen Abschnitt 20, und einen zweiten, mit der Verbrauchsstelle 50 verbundenen Abschnitt 40 auf.The piping system in this case has a first, connected to the central gas storage section 20 , and a second, with the consumption point 50 connected section 40 on.

Zwischen dem ersten Abschnitt 20 und dem zweiten Abschnitt 40 des Rohrleitungssystems ist eine Sicherheitseinrichtung 30 ausgebildet. Between the first section 20 and the second section 40 the piping system is a safety device 30 educated.

Zwischen dem zentralen Gasspeicher 10 und der Sicherheitseinrichtung 30 ist ferner ein Druckminderer 22 (schematisch dargestellt) in den ersten Abschnitt 20 des Rohrleitungssystems eingebracht.Between the central gas storage 10 and the safety device 30 is also a pressure reducer 22 (shown schematically) in the first section 20 introduced the piping system.

Im Folgenden werden die Begriffe ”stromaufwärtig” und ”stromabwärtig” entsprechend der Stromrichtung des Gases von dem zentralen Gasspeicher 10 zu der Verbrauchsstelle 50 hin verwendet, beispielsweise ist somit die Sicherheitseinrichtung 30 stromabwärtig des ersten Abschnitts 20 des Rohrleitungssystems, und stromaufwärtig des zweiten Abschnitts 40 des Rohrleitungssystems angeordnet.Hereinafter, the terms "upstream" and "downstream" corresponding to the flow direction of the gas from the central gas storage 10 to the point of consumption 50 used, for example, is thus the safety device 30 downstream of the first section 20 of the piping system, and upstream of the second section 40 arranged the piping system.

Die Sicherheitseinrichtung 30 wird im Folgenden weiter erläutert.The safety device 30 will be explained further below.

Die Sicherheitseinrichtung weist ein stromaufwärtiges Gehäuseteil oder Vordruckteil 30a, und ein stromabwärtig angeordnetes Gehäuse oder Hinterdruckteil 30b auf. Die Gehäuse 30a, 30b sind über eine Flachdichtung 30c fest miteinander verbunden. Als weitere Dichtungen zwischen dem Gehäuse 30a des Vordruckteils und dem Gehäuse 30b des Hinterdruckteils können ein Stützring 41a und ein O-Ring 41b vorgesehen sein.The safety device has an upstream housing part or pre-compression part 30a , and a downstream housing or rear pressure part 30b on. The housing 30a . 30b are over a flat gasket 30c firmly connected. As more seals between the housing 30a the pre-compression part and the housing 30b of the rear pressure part can be a support ring 41a and an O-ring 41b be provided.

Das Gehäuse 30a des Vordruckteils ist mit einer zentralen Bohrung 31 ausgebildet. Diese zentrale Bohrung 31 kommuniziert mit dem ersten Abschnitt 20 des Rohrleitungssystems. Das Gehäuse 30b des Hinterdruckteils ist mit einer zentralen Bohrung 32 ausgebildet, welche mit dem zweiten Abschnitt 40 des Rohrleitungssystems kommuniziert. Die Bohrungen 31, 32 kommunizieren miteinander. Die Bohrung 32 weist einen ersten, stromaufwärtigen Abschnitt 32a auf, der an seinem stromabwärtigen Ende eine Schulter 32b aufweist. An diese Schulter 32b schließt sich stromabwärtig ein weiterer Abschnitt 32c an, welcher einerseits mit dem zweiten Abschnitt 40 des Rohrleitungssystems kommuniziert, und andererseits eine Abzweigung 32d zu einem Sicherheitsventil 45 definiert.The housing 30a of the form part is with a central bore 31 educated. This central hole 31 communicates with the first section 20 of the piping system. The housing 30b The back pressure part is with a central bore 32 formed, which with the second section 40 of the piping system communicates. The holes 31 . 32 communicate with each other. The hole 32 has a first, upstream section 32a with a shoulder at the downstream end 32b having. At this shoulder 32b closes downstream another section 32c on, on the one hand with the second section 40 the piping system communicates, and on the other hand, a branch 32d to a safety valve 45 Are defined.

In den Abschnitt 32a ist eine Feder 34 eingebracht, welche mit ihrem stromabwärtigen Ende auf der Schulter 32b aufliegt. An das stromaufwärtige Ende der Feder 34 greift eine druckgesteuerte Blende 36 an. Diese Blende 36 weist einen Schließkolben 36a mit einer Blendenbohrung 36b auf. Die Blende 36 ist in dem stromaufwärtigen Bereich der Bohrung 31 angeordnet. Der Schließkolben 36a weist eingangsseitig bzw. auf seiner stromaufwärtigen Seite einen Basisabschnitt auf, in welchem die Blendenbohrung 36b mittig eingebracht ist. An diesen Basisabschnitt schließt sich stromabwärtig bzw. auf der Ausgangsseite des Schließkolbens 36a ein hohlzylinderförmiger Bereich an. In das Basiselement sowie den hohlzylinderförmigen Abschnitt sind Bohrungen bzw. Schlitze eingebracht, durch welche im offenen Zustand Gas strömen kann, und welche im geschlossenen Zustand für einen Gasstrom geschlossen sind.In the section 32a is a spring 34 introduced, which with its downstream end on the shoulder 32b rests. To the upstream end of the spring 34 engages a pressure-controlled aperture 36 at. This aperture 36 has a closing piston 36a with a blind hole 36b on. The aperture 36 is in the upstream area of the hole 31 arranged. The closing piston 36a has on the input side or on its upstream side on a base portion in which the aperture bore 36b is introduced centrally. At this base portion closes downstream or on the output side of the closing piston 36a a hollow cylindrical area. In the base member and the hollow cylindrical portion bores or slots are introduced through which gas can flow in the open state, and which are closed in the closed state for a gas flow.

In 1 ist zunächst der Normalbetrieb bzw. Normalzustand der Sicherheitseinrichtung 30 dargestellt. In diesem strömt unter Druck stehendes Gas aus dem zentralen Gasspeicher 10, und wird mittels des Druckminderers 22 auf einen voreinstellbaren Betriebsdruck vermindert. Mit diesem Betriebsdruck strömt das Gas durch das Rohrleitungssystem 20, 40 und die Sicherheitseinrichtung 30. Hierbei ist das Sicherheitsventil 45 geschlossen, so dass der gesamte Gasstrom bzw. Gas-Volumenstrom die Verbrauchsstelle 50 (bzw. mehrere Verbrauchsstellen 50) erreicht.In 1 is initially the normal operation or normal state of the safety device 30 shown. In this pressurized gas flows out of the central gas storage 10 , and by means of the pressure reducer 22 reduced to a presettable operating pressure. With this operating pressure, the gas flows through the piping system 20 . 40 and the safety device 30 , Here is the safety valve 45 closed, so that the entire gas flow or gas flow rate the consumption point 50 (or several consumption points 50 ) reached.

Hierbei drückt die Feder 34 die Blende 36 in stromaufwärtiger Richtung gegen eine Schulter 42 des Gehäuses 30a des Vordruckteils. Hierdurch wird gewährleistet, dass der aus dem Druckminderer 22 austretende Gas-Volumenstrom vollständig und ungehindert durch die Sicherheitseinrichtung 30 zu der Verbrauchsstelle 50 strömen kann. Der Gasvolumenstrom ist hierbei durch eine Einlassbohrung 44 in dem Basiselement des Schließkolbens 36a definiert. Es erfolgt innerhalb der Sicherheitseinrichtung 30 keinerlei Verminderung des dem Gasstrom in dem Rohrleitungssystem 20, 40 zur Verfügung stehenden Leitungsquerschnitts und somit des Gas-Durchflusses. Der sich ergebende Gasstrom während dieses Normalbetriebs ist insbesondere in 2 erkennbar. Der Gasstrom ist hier mittels Pfeilen 70a bis 70d dargestellt. Man erkennt zunächst den Eintritt des Gasstroms in die Einlassbohrung 44 (Pfeil 70a). Durch in Umfangsrichtung des Basisteils vorgesehene Bohrungen 60 fließt der Gasstrom zunächst weiter radial nach außen (Pfeil 70b) und an der Außenseite des hohlzylinderförmigen Abschnitts entlang (Pfeil 70c). Durch weitere Bohrungen bzw. Schlitze 62, die in dem hohlzylinderförmigen Abschnitt vorgesehen sind, fließt der Gasstrom wieder zurück in das Innere des hohlzylinderförmigen Abschnitts (Pfeil 70d), und von hier durch die Bohrung 32 (bzw. das Innere der Druckfeder 34) weiter in Richtung des Rohrleitungssystems 40.This presses the spring 34 the aperture 36 in the upstream direction against a shoulder 42 of the housing 30a of the form part. This ensures that the pressure from the reducer 22 escaping gas volume flow completely and unhindered by the safety device 30 to the point of consumption 50 can flow. The gas volume flow is in this case through an inlet bore 44 in the base element of the closing piston 36a Are defined. It takes place within the safety device 30 no reduction of the gas flow in the piping system 20 . 40 available line cross section and thus the gas flow. The resulting gas flow during this normal operation is particularly in 2 recognizable. The gas flow is here by means of arrows 70a to 70d shown. One first recognizes the entry of the gas flow into the inlet bore 44 (Arrow 70a ). By provided in the circumferential direction of the base holes 60 At first, the gas flow continues to flow radially outward (arrow 70b ) and on the outside of the hollow cylindrical portion along (arrow 70c ). Through further holes or slots 62 , which are provided in the hollow cylindrical portion, the gas flow flows back into the interior of the hollow cylindrical portion (arrow 70d ), and from here through the hole 32 (or the interior of the compression spring 34 ) continue in the direction of the piping system 40 ,

Es erweist sich als zweckmäßig, den Gesamtquerschnitt der Bohrungen 60 in dem Basiselement sowie den Gesamtquerschnitt der Bohrungen 62 in dem hohlzylinderförmigen Abschnitt größer oder gleich dem Querschnitt der Einlassbohrung 44 auszubilden, so dass ein ungewolltes Schließen des Schließkolbens bei einem Normalbetrieb der Anlage vermieden werden kann. Es ist beispielsweise möglich, die Einlassbohrung mit einem Durchmesser von 6 mm und einer entsprechenden Öffnungsfläche von etwa 28 mm² auszubilden. In diesem Falle können beispielsweise acht radiale Bohrungen 60 in dem Basiselement mit einem Durchmesser von beispielsweise 2,2 mm und einer entsprechenden Gesamtöffnungsfläche von 30,4 mm² ausgebildet werden. Ein entsprechender Querschnitt der Bohrungen 62 ist dann in dem hohlzylinderförmigen Abschnitt zu realisieren.It proves to be useful, the total cross section of the holes 60 in the base element and the total cross section of the holes 62 in the hollow cylindrical portion is greater than or equal to the cross section of the inlet bore 44 form, so that an unwanted closing of the closing piston can be avoided in a normal operation of the system. It is for example possible to form the inlet bore with a diameter of 6 mm and a corresponding opening area of about 28 mm ² . In this case, for example, eight radial holes 60 are formed in the base member with a diameter of, for example, 2.2 mm and a corresponding total opening area of 30.4 mm ² . A corresponding cross-section of the holes 62 is then realized in the hollow cylindrical portion.

Es sei nun davon ausgegangen, dass es in dem ersten Abschnitt 20 des Rohrleitungssystems zu einem ungewollten Druckanstieg kommt, bei dem der maximale Betriebsdruck der Vorrichtung zur zentralen Gasversorgung überschritten wird. Dies kann beispielsweise aufgrund einer Störung oder eines Ausfalls des Druckminderers 22 verursacht sein. Zur weiteren Erläuterung dieses Zustandes wird insbesondere auch auf die 3 verwiesen.It is now assumed that in the first section 20 the piping system to an unwanted increase in pressure, in which the maximum operating pressure of the device for central gas supply is exceeded. This may be due, for example, to a malfunction or failure of the pressure reducer 22 be caused. For further explanation of this condition will be particularly to the 3 directed.

In diesem Fall kommt es in dem ersten Abschnitt 20 des Rohrleitungssystems zwischen dem Druckminderer 22 und der Sicherheitseinrichtung 30 zu einem plötzlichen Druckanstieg, einem sogenannten Druckstoß. Dieser Druckstoß führt dazu, dass die Blende 36 gegen die Federkraft der Feder 34 in stromabwärtiger Richtung verschoben wird, so dass eine Schulter 36c des Schließkolbens 36a an dem stromaufwärtigen Ende des Gehäuses 30b des Hinterdruckteils zur Anlage kommt. Hierdurch wird die dem Gas-Volumenstrom zur Verfügung stehende Querschnittsfläche auf den Durchmesser der Blendenbohrung 36b reduziert. Der Strömungsverlauf ist in 3 dargestellt. Man erkennt, dass die durch die radialen Bohrungen 60 in dem Basiselement verlaufenden Ströme 70b sowie an dem Basiselement außen vorbeiströmenden Ströme 70c aufgrund des Aufliegens des Basiselements an der Stirnseite des Gehäuses 30b unterbrochen bzw. blockiert sind. Insbesondere erreicht der Gasstrom hierbei nicht die Bohrungen 62 in dem hohlzylinderförmigen Abschnitt. Der verbleibende Gasstrom ist somit durch die Blendenöffnung 36b definiert bzw. begrenzt.In this case, it comes in the first section 20 of the piping system between the pressure reducer 22 and the safety device 30 to a sudden increase in pressure, a so-called pressure surge. This pressure surge causes the aperture 36 against the spring force of the spring 34 is moved in the downstream direction, leaving a shoulder 36c of the closing piston 36a at the upstream end of the housing 30b the back pressure part comes to rest. As a result, the gas volume flow available cross-sectional area on the diameter of the aperture bore 36b reduced. The flow is in 3 shown. It can be seen that through the radial holes 60 flows in the base element 70b as well as on the base element outside flowing past streams 70c due to the resting of the base member on the front side of the housing 30b are interrupted or blocked. In particular, the gas flow does not reach the holes 62 in the hollow cylindrical portion. The remaining gas flow is thus through the aperture 36b defined or limited.

Somit kann nur ein verminderter Gas-Volumenstrom in das Gehäuse 30b des Hinterdruckteils gelangen. Dieser verminderte Gas-Volumenstrom kann vollständig über das Sicherheitsventil 45 in die Atmosphäre abgeblasen werden. Da der hierbei auftretende Gas-Volumenstrom im Vergleich zu dem Normalbetrieb sehr klein ist, ist ein entsprechend klein dimensioniertes Sicherheitsventil 45 ausreichend. Mit anderen Worten ist das Sicherheitsventil 45 in der Lage, einen für das Abblasen des verminderten Gas-Volumenstroms ausreichenden Strömungsquerschnitt freizugeben.Thus, only a reduced gas flow rate in the housing 30b get the back pressure part. This reduced gas flow rate can be fully controlled via the safety valve 45 be blown off into the atmosphere. Since the occurring gas volume flow is very small compared to the normal operation, a correspondingly small dimensioned safety valve 45 sufficient. In other words, the safety valve 45 able to release a flow cross-section sufficient for blowing off the reduced gas volume flow.

Auf größer dimensionierte Sicherheitsventile mit entsprechend größerem Strömungsquerschnitt bzw. entsprechend größerer Abblaseleistung kann verzichtet werden. Der maximale Durchsatz der Blende 36 bzw. des Schließkolbens 36a in der geschlossenen Stellung, welche durch die Blendenbohrung 36b definiert ist, wird zweckmäßigerweise auf einen Wert begrenzt, der um etwa 10 Prozent niedriger liegt als die Abblasleistung des Sicherheitsventils 45.On larger sized safety valves with correspondingly larger flow cross-section and correspondingly larger Abblaseleistung can be omitted. The maximum throughput of the aperture 36 or of the closing piston 36a in the closed position, which through the aperture hole 36b is defined, is suitably limited to a value that is about 10 percent lower than the blow-off of the safety valve 45 ,

Claims

Device for central gas supply with - a central gas storage ( 10 ) and at least one consumption point ( 50 ), which via a pipeline system ( 20 . 40 ) with the central gas storage ( 10 ), - one between the central gas storage ( 10 ) and the at least one consumption point ( 50 ) provided pressure reducer ( 22 ) for reducing the in the central gas storage ( 10 ) prevailing pressure to an operating pressure, - one between the pressure reducer ( 22 ) and the at least one consumption point ( 50 ) safety device ( 30 ) for the protection of the at least one point of consumption ( 50 ) against an impermissible pressure increase, - the safety device ( 30 ) a safety valve ( 45 ) and one between the safety valve ( 45 ) and the pressure limiter ( 22 ) provided pressure-controlled aperture ( 36 ), which serves when reaching or exceeding a maximum allowable operating pressure in the piping system or the safety device ( 30 ) one through the piping system and the safety device ( 30 ) to reduce flowing gas flow.

Apparatus according to claim 1, wherein upon reaching or exceeding the maximum operating pressure, the pressure-controlled diaphragm ( 36 ) transitions from an open position to a closed position.

Device according to one of the preceding claims, in which the safety device ( 30 ) a housing ( 30a . 30b ), in which the pressure-controlled diaphragm ( 34 ) is arranged, and at which the safety valve ( 32 ) is attached.

Device according to one of the preceding claims, in which the pressure-controlled diaphragm ( 36 ) a closing piston ( 36a ) with a blind bore ( 36b ) having.

Apparatus according to claim 4, wherein the closing piston ( 36a ) of a compression spring ( 34 ) is acted upon, that falls below the maximum allowable operating pressure, a first, larger flow cross-section, and when reaching or exceeding the maximum allowable operating pressure, a second, smaller and through the orifice bore ( 36b ) defined flow cross section is provided.

Device according to one of claims 4 or 5, wherein the closing piston ( 36a ) a base element, in which the aperture bore ( 36b ), and has a subsequent thereto hollow cylindrical portion.

Device according to claim 6, in which holes and / or slots (in the base element and in the hollow cylindrical section) 60 . 62 ) are provided, which open when falling below the maximum allowable operating pressure for flowing gas, and when the maximum allowable operating pressure and a resulting displacement of the closing piston ( 36a ) within the housing ( 30a . 30b ) are closed for flowing gas.

Device according to one of claims 3 to 7, wherein the housing a pre-printing part ( 30a ) and a back pressure part ( 30b ), which by means of at least one seal ( 30c ) are sealingly connected.

Apparatus according to claim 8, wherein the pre-printing part ( 30a ) with a bore ( 31 ), in which the pressure-controlled diaphragm ( 36 ) is arranged, and the rear pressure part ( 30b ) with a bore ( 32 ), in which the compression spring ( 34 ) is arranged is formed.