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Die Erfindung betrifft eine Probenahmeeinrichtung für unter Druck stehende Gase, insbesondere für Erdgas als Kraftstoff, mit einem druckfesten Gasbehälter, der mit einem Absperrventil versehen ist, mit einem Anschlussstutzen, der mit dem Absperrventil lösbar verbunden ist und der eine erste Durchtrittsöffnung aufweist, die mit einem Eingangsbereich des Absperrventils in Verbindung steht, mit einer Leitung, die an die erste Durchtrittsöffnung angeschlossen ist, wobei die Leitung an ihrem Ende ein Kupplungsteilstück aufweist, welches mit einer Füllkupplung einer Zapfstelle verbindbar ist und mit einem Entspannungsleitung die mit einer Absperrarmatur versehen ist.
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An Tankstellen ist Erdgas inzwischen ein gängiger Kraftstoff (Compressed Natural Gas (CNG)). Erdgas als Kraftstoff unterliegt den Anforderungen der 10. Verordnung zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (10. BImSchV). Wie bei den Flüssigkraftstoffen ist eine regelmäßige behördliche Qualitätsüberwachung der Kraftstoffe im Rahmen eines EU-weiten Systems (Fuel Quality Monetoring Systems (FQMS)) vorgesehen. Die Qualitätsvorgaben an den Kraftstoff Erdgas sind in der DIN 51624 geregelt. Die repräsentative Probenahme von CNG an einer Tanksäule auf einer Tankstelle ist in der allgemeinen Verwaltungsvorschrift zur Durchführung der 10. BimSchV geregelt.
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Eine Probenahmeeinrichtung ist in dem DVGW-Arbeitsblatt G 264 beschrieben. Die dort beschriebene Probenahmeeinrichtung weist einen Gasbehälter in Form einer Druckgasflasche mit einem Absperrventil auf Das Absperrventil ist mit einer Leitung verbunden, die in einem Kupplungsteil in Form eines Tanknippels endet. Der Tanknippel ist nach Normen für die Erdgasbetankung (NTV) standardisiert und dient dazu, die Druckgasflasche mit einer Füllkupplung einer Tanksäule zu verbinden. Von der Leitung geht eine Entspannungsleitung mit einer Absperrarmatur ab.
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Die Druckgasflasche ist mit einem Inertgas unter geringem Überdruck gefüllt oder evakuiert. In der Regel wird vor der Probennahme die Leitung der Probenahmeeinrichtung mit dem Absperrventil der Druckgasflasche verbunden. Zum Befüllen einer gereinigten Druckgasflasche wird der Tanknippel mit der Zapfkupplung der Tanksäule verbunden. Das Flaschenventil wird geöffnet und der Befüllvorgang gestartet.
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Vor dem Befüllen der Druckgasflasche mit Erdgas muss der Zutrittbereich des Absperrventils der Druckgasflasche gespült werden, da sich in diesem Bereich Umgebungsluft, befindet. Es hat sich gezeigt, dass sich diese Luft nur sehr schwer durch einen Spülvorgang mit wiederholtem Be- und Entspannen der Erdgasatmosphäre in dem Leitungsweg vor dem geschlossen Absperrventil entfernen lässt. Beim Bespannen wird die Luft im Zutrittsbereich des Absperrventils komprimiert. Eine Verdünnung der Luft erfolgt lediglich durch den langsamen Prozess der Diffusion und der damit einhergehender Durchmischung von Luft und Erdgas. Beim anschließenden Entspannen der Leitung über die Entspannungsleitung wird im Wesentlichen nur das Erdgas entspannt, welches nur in dem Maß der zuvor erfolgten Durchmischung die eigentlich auszuspülenden Luftbestandteile enthält.
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Bei den notwendigen Spülvorgängen, die für eine repräsentative Probenahme erforderlich sind, werden erhebliche Mengen an Erdgas freigesetzt, was in doppelter Hinsicht problematisch ist. Zum einen ist Erdgas ein brennbares Gas, so dass bei der Freisetzung in die Umgebung Ex-Schutzmaßnahmen erforderlich sind. Zum anderen ist das im Erdgas enthaltene Methan ein klimaschädliches Gas, welches um ein Vielfaches schädlicher ist als Kohlendioxid.
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Ferner sind die aus der Praxis bekannten Probenahmeeinrichtungen unpraktikabel und teilweise so platzaufwendig, dass zum Transport ein Kraftfahrzeug erforderlich ist.
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Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine praktikable Probenahmeeinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der beim Spülvorgang vor der Probenahme die freigesetzte Menge an Gas gering ist.
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Diese Aufgabe wird durch eine Probenahmeeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß weist der Anschlussstutzen eine zweite Durchtrittsöffnung auf, an die die Entspannungsleitung angeschlossen ist. Mit Hilfe der zweiten Durchtrittsöffnung, kann der Eingangsbereich des Absperrventils des Gasbehälters nunmehr kontinuierlich gespült werden, indem Gas über die erste Leitung dem Eingangsbereich des Absperrventils zugeführt und das entstehende Gas/Luftgemisch über die Entspannungsleitung entspannt und in die Umgebung oder einen Speicherbehälter abgeführt werden kann. Die Luftreste im Zutrittsbereich des Absperrventils können auf diese Weise weitaus effektiver ausgespült werden als durch abwechselndes Be- und Entspannen einer Leitung. Daher wird bei dem Spülvorgang vor der Probenahme nur relativ wenig Gas freigesetzt. Insbesondere bei gefährlichen, brennbaren und/oder klimaschädlichen Gasen stellt dies einen beachtlichen Vorteil gegenüber dem Stand der Technik dar.
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Vorzugsweise wird die erste Durchtrittsöffnung von einem Röhrchen ausgebildet, welches konzentrisch von der zweiten Durchtrittsöffnung umgeben ist.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ragt das Röhrchen über das Ende der zweiten Durchtrittsöffnung hinaus, wodurch sich beim Spülen ein guter Durchspüleffekt einstellt.
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Nach der Erfindung kann die Entspannungsleitung eine einstellbare Drossel aufweisen, so dass der Durchfluss in der Entspannungsleitung verringert werden kann.
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Nach einen weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung kann die Leitung ein Manometer zur Messung des Druckes aufweisen.
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Eine wesentliche Weiterbildung der Probenahmeeinrichtung nach der Erfindung besteht darin, dass der Anschlussstutzen, das Kupplungsteilstück, die Absperrarmatur für die Leitung, wahlweise das Monometer, die Absperrarmatur für die Entspannungsleitung und wahlweise die einstellbare Drossel in vorgegebenen Abständen zueinander derart auf einer Montageplattform montiert sind, dass zur Inbetriebnahme der Probenahmeeinrichtung die vorgenannten Bauteile mittels der Leitung und der Entspannungsleitung lösbar und druckdicht verbindbar sind. Aufgrund der Montage der Bauteile auf der Montageplattform werden feste Abstände definiert, so dass eine gasdichte Verbindung gewährleistet wird.
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Vorzugsweise ist die Montageplattform als Wand eines Koffers ausgebildet, so dass ein einfacher und platzsparender Transport der Probenahmeeinrichtung ermöglicht wird.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Probenahmeeinrichtung im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert.
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Die Zeichnung zeigt in:
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1 eine schematische Darstellung einer Probenahmeeinrichtung;
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2 eine schematische Darstellung eines Anschlussstutzens.
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Bei der in 1 schematisch dargestellten Probenahmeeinrichtung handelt es sich um eine Probenahmeeinrichtung für Erdgas, welches als Kraftstoff (CNG) an Tankstellen an Zapfstellen bzw. Tanksäulen bereitgestellt wird. Die Probenahme an Erdgastankstellen dient der Überwachung der Kraftstoffqualität. Die Probenahmeeinrichtung weist einen als Druckgasflasche ausgebildeten druckfesten Gasbehälter 1 mit einem Absperrventil 2 auf, welches mit einem Anschlussstutzen 3, der in 2 dargestellt ist, lösbar verbunden ist.
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Das Absperrventil der Druckgasflasche 1 weist einen nicht dargestellten Eingangsbereich auf, durch den Gas ein- und austreten kann, wenn das Absperrventil 2 geöffnet ist. In der geschlossenen Stellung des Absperrventils 2 ist dessen Eingangsbereich der Umgebungsluft ausgesetzt.
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2 ist zu entnehmen, dass der Anschlussstutzen 3 eine erste Durchtrittsöffnung 4 aufweist, welche mit dem Eingangsbereich des Absperrventils 2 in Verbindung steht. Die erste Durchtrittsöffnung 4 wird von einem Röhrchen 5 gebildet, welches im Anschlussstutzen konzentrisch von einer zweiten Durchtrittsöffnung 6 umgeben ist.
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Das Röhrchen 5 ragt in Strömungsrichtung des in die Druckgasflasche 1 strömenden Erdgases einige Millimeter über das Ende der zweiten Durchtrittsöffnung 6 in den Eingangsbereich des Absperrventils 2 hinein.
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1 ist zu entnehmen, dass an die erste Durchtrittsöffnung 4 eine Leitung 7 angeschlossen, die an ihrem anderen Ende ein Kupplungsteilstück 8 aufweist, welches mit einer nicht dargestellten Füllkupplung einer Zapfstelle zwecks Probenahme verbindbar ist. Die Leitung 7 weist eine Absperrarmatur 9' in Form eines Kugelhahnes und ein Manometer 10 zur Anzeige des Drucks auf.
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An die zweite Durchtrittsöffnung 6 ist eine Entspannungsleitung 11 angeschlossen, welche mit Hilfe einer Absperrarmatur 9 entspannt werden kann und die in der Umgebung oder einem Speicherbehälter endet. In die Entspannungsleitung 11 ist eine einstellbare Drossel 13 zur Einstellung des Durchflusses eingebunden, Die Leitung 7 und die Entspannungsleitung 11 sind vorzugsweise als druckfeste flexible Schläuche ausgebildet. Das Kupplungsteilstück 8, der Anschlussstutzen 3 und die Absperrarmaturen 9, 9' sind in vorgegebenen Abständen zueinander auf einer nicht dargestellten Montageplattform derart montiert, dass die vorgenannten Bauteile mittels der Leitung 7 und der Entspannungsleitung 11 zwecks Inbetriebnahme der Probenahmeeinrichtung lösbar druckdicht bzw. gasdicht mit dem Anschlussstutzen 3 und dem Druckbehälter 1 verbindbar sind. Die Entspannungsleitung 11 ist vorzugsweise so positioniert, dass deren Austrittsöffnung 12 senkrecht nach oben weist. Auf der nicht dargestellten Montageplattform ist zusätzlich das Manometer 10 derart angeordnet, dass es mit der Leitung 7 lösbar und druckdicht verbindbar ist. Ferner ist auf der Montageplattform eine einstellbare Drossel 13 zur Montage in die Entspannungsleitung 11 montiert. Aufgrund der Montage der vorgenannten Bauteile auf der Montageplattform werden feste Abstände zwischen den Bauteilen gewährleistet, so dass gasdichte Verbindungen sichergestellt sind.
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Die Montageplattform ist als Wand eines Koffers ausgebildet. Wenn der Koffer verschlossen wird, ist ein einfacher und platzsparender Transport der Probenahmeeinrichtung möglich. Alle Bauteile der Probenahmeeinrichtung, mit Ausnahme des Druckbehälters, sind in dem Koffer enthalten, so dass der Koffer insbesondere verschickt werden kann.
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Zur Entnahme einer Gasprobe wird wie folgt vorgegangen:
Das Kupplungsteilstück 8 wird mit einem nicht dargestellten Füllkupplungsstück der Tankanlage verbunden. Vor dem Befüllen des Gasbehälters 1, insbesondere einer Druckgasflasche mit Erdgas wird der Zutrittsbereich des Absperrventils 2 der Druckgasflasche gespült, da sich in diesem Bereich Umgebungsluft befindet. Erdgas wird über die erste Leitung 7 zugeführt und das entstehende Erdgas/Luftgemisch über die Entspannungsleitung 11 entspannt und in die Umgebung oder einen Speicherbehälter abgeführt. Mit Hilfe der Entspannungsleitung 11 kann der Eingangsbereich des Absperrventils der Druckgasflasche vor die Probenahme kontinuierlich gespült werden.
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Da das Röhrchen 5, welches die erste Durchtrittsöffnung 4 in dem Anschlussstutzen 3 bildet, geringfügig über das Ende der zweiten Durchtrittsöffnung 6 heraus ragt, stellt sich beim Spülen ein guter Durchspüleffekt ein. Die Luftreste im Anschlusssystem der Druckgasflasche werden effektiv ausgespült. Aufgrund des kontinuierlichen Spülvorgangs, bei dem zeitgleich über die Leitung 7 Erdgas zugeführt und über die Entspannungsleitung 11 abgeführt wird, wird nur relativ wenig Erdgas in die Umgebung freigesetzt. Dies ist aus Klimaschutzgründen besonders vorteilhaft. Daneben ist die erfindungsgemäße Probenahmeeinrichtung praktikabel und platzsparend. Nach Beendigung des Spülvorgangs wird das Absperrventil 2 der Druckgasflasche geöffnet und der Tankvorgang bzw. Befüllvorgang der Druckgasflasche wird gestartet.
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Im Rahmen der Erfindung sind ohne weiteres Abwandlungsmöglichkeiten gegeben. So können die erste und die zweite Durchtrittsöffnung 4, 6 im Anschlussstutzen als zwei getrennte Bohrungen realisiert werden. Der Gasbehälter kann statt als Druckgasflasche als Probezylinder ausgeführt wird. Die Montageplattform kann als Gestell ausgebildet werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- DIN 51624 [0002]
- DVGW-Arbeitsblatt G 264 [0003]
