DE2940755C2 - Vorrichtung zum Entleeren von Behältern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entleeren von mit Gas gefüllten v.nd ein Lösungsmittel für das Gas aufweisenden Behältern, mit wei Entnahmeleitungen, die jeweils an einen Behälter bzw. an eine Behältergruppe angeschlossen sind und in denen jeweils ein Absperrventil und ein automatischer Druckregler angeordnet sind.

Es ist bekannt. Gas in Behältern in einem Lösungsmittel gelöst unter Druck zu speichern, dies zu transportieren und Gas am Verbrauchsort unter Entspannung und damit frei von Lösungsmittel zu entnehmen. Dabei können die Behälter mit Hilfe von einem oder mehreren parallel geschalteten Druckminderern so lange entleert werden, bis die aus den Flaschen freiwerdende Gasmenge nicht mehr ausreicht, um einen Verbraucher zu versorgen. Außer der vom Behälterenddruck und der Temperatur im Behälterinneren abhängigen Menge an Sättigungsgas kann bei den bekannten Verfahren eine weitere Menge Gas ungenutzt in den Behältern verbleiben.

Beispielsweise kann der Gasinhalt von Azetylenflaschen nur dann vollständig, d. h., bis auf die Sättigungsmenge genutzt werden, wenn die pro Zeiteinheit entnommene Gasmenge sehr niedrig gewählt wird und das Ggs auf einen sehr niedrigen Druck (Hinterdruck) entspannt wird. Sobald aber eine der genannten Bedingungen nicht erfüllt ist, die Flaschen also einer hohen oder unregelmäßigen Belastung ausgesetzt sind oder mit einem hohen Hinterdruck gearbeitet wird, bleibt neben dem Sättigungsgas noch nutzbares Gas in den Flaschen zurück. Ein Grund hierfür ist z. B., daß die bei der Entnahme aus den Flaschen benötigte Austreibungs-, Adsorptions- und/oder Verdampfungswärme nicht ausreichend schnell in die Flaschen eingebracht werden kann.

Ein weiterer Grund für die unzureichende Entleerung von Behältern ist, daß der Druckverlust im Druckminderer bei sinkendem Vordruck (Druck des Gases vor dem Druckminderer) extrem ansteigt, so daß eine sehr große Druckdifferenz zwischen Vor- und Hinterdruck verbleibt Bei vorgegebenem Hinterdruck bedeutet dies einen hohen Vordruck und somit einen hohen Behällcrenddruck.

Durch die GB-PS 1 48 201 ist eine Vorrichtung bckannt, bei dem einem Behälter bevorzugt Gas entnommen wird, bis diesem Behälter Gas nicht mehr mit dem erforderlichen Druck entnommen werden kann. In diesem Fall wird Gas aus einem weiteren Behälter entnommen und in die Abgabeleitung eingespeist Wenn der Behäiter, dem bevorzugt Gas entnommen wurde, entleert ist, wird dieser möglicherweise gegen einen gefüllten Behälter ausgetauscht Bei einer derartigen Vorrichtung besteht die Gefahr, daß durch Unterlassen der Umstellung der Ventile 5 und 6 der neue Behälter 1 wiederum vollständig entleert wird, ohne daß der Behälter 2, wie eigentlich beabsichtigt, seinerseits erst entleert wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur weitgehenden Entleerung von Behältern, in denen Gas unter Druck in einem Lösungsmittel gelöst gespeichert ist, zu entwickeln, durch die die Behälter auf einfache und sichere Weise in der richtigen Reihenfolge entleert werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in jeder der iteiden Entnahmeleitungen zwischen der Absperrarmatur und dem Druckregler ein Hahn angeordnet ist und jeweils zwischen der Absperrarmatur und dem Hahn eine Verbindungsleitung mit je einem weiteren Hahn abzweigt, die in die jeweils andere Entnahmeleitung vor dem jeweiligen Druckregler — in Strömungsrichtung der Gase gesehen — mündet.

Diese Vorrichtung ermöglicht eine stetige Gasentnahme, wobei die einmal eingestellten Sollwerte nicht geändert werden müssen, da das Gas aus den teilweise entleerten Behältern durch geeignete Schaltung der Hähne über eine der beiden Verbindungsleitungen stets in die Entnahmeleitung eingespeisf werden kann, in der der Druck des entspannten Gases nach einem vorgegebenen ersten Sollwert geregelt wird, der einem höheren Druckniveau entspricht, als ein zweiter Sollwert nach dem in der anderen Entnahmeleitung geregelt wird.

Ist ein Behälter nahezu vollständig entleert, so wird die zugehörige Entnahmeleitung abgesperrt und ein gefüllter Behälter angeschlossen. Um ein sicheres und einfaches Umschalten aller Hähne zu bewirken, sind vorteilhafterweise alle Hähne mit einer Umschaltvorrichtung verbunden. Iti einer anderen zweckmäßigen Ausgestaltung wird die Umschaltvorrichtung von einem pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch arbeitenden

so Stellantrieb geschaltet. Der Stellantrieb kann hierbei mittels Druckluft in Abhängigkeit der Vordrücke in den Entnahmeleitungen gesteuert werden.

Die weitere Entnahmeleitung kann so über einen Injektor in die Entnahmeleitung münden, daß der Gasstrom aus den gefüllten Behältern Gas aus den teilweise entleerten Behältern ansaugt und steh anschließend mit diesem mischt. Auf diese Weise kann weiteres Gas aus einem Behälter abgezogen und dieser somit besser geleert werden.

Mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung wird unterhalb eines Behälterdrucks, bei dem das Gas den Behältern nicht mehr in der erforderlichen Menge und/ oder mit dem erforderlichen Druck entnommen werden kann. Gas aus weiteren Behältern entnommen, entspannt und dem entspannten Gas aus den teilweise entleerten Behältern in einer den Fehlbetrag ausgleichenden Menge zugemischt.

Bei diesem Vorgehen wird ein Behälter (oder auch

mehrere, an eine gemeinsame Entnahmeleitung ange^ schlossene Behälter) zunächst weitgehend entleert Unterhalb des oben beschriebenen Behälterdrucks ist kein Auswechseln der Behälter gegen gefüllte Behälter erforderlich. Nach dem erfindiuigsgemäßen Verfahren kann auch das Gas, das unterhalb des besagten Behälterdruckes aus den weitgehend entleerten Behältern austreten kann, das zur vollständigen Deckung des Bedarfes aber nicht ausreicht, genutzt werden. Dazu sind weitere, mit dem gleichen Gas gefüllte Behälter notwendig, aus denen Gas entnommen, in einem Druckminderer entspannt und dem Verbraucher zugeleitet wird. Das aus dem weitgehend entleerten Behälter austretende, entspannte Gas wird mit dem aus den gefüllten Behältern austretenden Gas erst zusammengeführt, nachdem dieses auf Hinterdruck entspannt worden ist Die Menge des den gefüllten Behältern entnommenen und dem Gas des weitgehend entleerten Behälters zuzumischenden Gases deckt hierbei genau den Fehlbetrag, der dem weitgehend entleerten Behälter nicht mehr entnommen werden kann.

Auf diese Weise ist es möglich, Behälter nahezu vollständig bis auf das in Abhängigkeit der Temperatur zurückbleibende Sättigungsgas zu entleeren. In dem Behälter verbleibt ein Restdruck, der nur geringfügig höher ist als der eingestellte Druck des zum Verbraucher führenden Leitungsnetzes. Mit Vorteil kann der Verbraucher den Behälterinhalt besser nutzen. Er verfügt somit über eine größere Gasreserve, wobei zusätzlich Transportkosten eingespart werden können.

Der Fehlbetrag kann automatisch ermittelt werden. Für den Verbraucher ist daher eine Überwachung der Entleerungsphase, in der Gas sowohl aus dem gefüllten Behälter als auch aus den weitgehend entleerten Behältern entnommen wird, nicht erforderlich.

Wird Gas unter automatisch geregelten Bedingungen von Vor- auf Hinterdruck entspannt so wird der Hinterdruck fortlaufend erfaßt und durch Vergleich dieses Wertes mit einem vorgegebenen Sollwert im Sinn einer Angleichung an den Sollwert beeinflußt

Bei einer derartigen Regelung wird der Druck des entspannten Gases aus den teilweise entleerten Behältern nach dem ersten Sollwert und der Druck des entspannten Gases ajs den weiteren Behältern nach dem zweiten Sol'rwert geregelt, wobei der erste Sollwert einem höheren Druckniveau entspricht als der zweite Sollwert.

In dieser Verfahrensvariante wird automatisch dem weilgehend entleerten Behälter vorrangig Gas entnommen. So lange diesem Behälter Gas in einer Menge entnommen werden kann, die ausreicht, einen dem ersten Sollwert entsprechenden Hinterdruck aufrecht zu erhalten, wird den vollen Behältern kein Gas entnommen. Sobald der Hinterdruck, d. h. der Druck, mit dem Gas in das Leitungsnetz des Verbrauchers eingespeist wird, unter den dem ersten Sollwert entsprechenden Druck sinkt, ist der Druckminderer, in dem das Gas des teilweise entleerten Behälters entspannt wird, ständig voll geöffnet. Sinkt der Hinterdruck weiter und unterschreitet das dem zweiten Sollwert entsprechende Druckniveau, so wird den weiteren Behältern Gas entnommen, entspannt und dem Gas aus dem teilweise entleerten Behälter in einer Menge zugemischt, die ausreicht, einen dem Druckniveau des zweiten Sollwert entsprechenden Hinterdruck aufrecht zu erhalten. Der gesamte Bedarf wird gedeckt aus der Summe der Teilströme, wobei der Strom aus dem weitgehend entleerten Behälter langsam gepen Null geht und der Strom aus dem gefüllten Behälter den Gesamtbetrag aufbringen muß. Der verbleibende Restdruck des Gases irr. Behälter nach der nahezu vollständigen Entnahme kann hierbei kleiner sein als das dem ersten Sollwert entsprechende Druckniveau.

Bei der Einstellung der beiden Sollwerte ist es von Bedeutung, den Abstand der jeweiligen Druckniveaus so zu wählen, daß nicht nur die statischen Drücke, sondern auch die bei der Entnahme sich einstellenden dyna- !0 mischen Drücke der beiden Gasströme stets voneinander verschieden sind. Auf diese Weise wird eine gegenseitige Beeinflussung der als Regelorgane dienenden Druckminderer vermieden.

Im folgenden soll anhand schematischer Skizzen ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben werden. Es zeigt

F i g. 1 ein Schaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig.2 eine automatisch geregelte UmschalteinrichtURg.

In Fig. 1 sind zwei aus mehreren Flaschen 1,7 bestehende Flaschenbatterien dargestellt. Im Ausführungsbeispiel soll in den mit einer porösen Masse gefüllten Flaschen Azetylen unter einem Druck von ca. 18 bar gespeichert sein. Zunächst sollen die Flaschen 1 entleert werden. Hierzu dient eine Entnahmeleitung 2, an die alle Raschen 1 angeschlossen sind. In der Entnahmeleitung sind in Strömungsrichtung des Azetylens der Reihe nach ein Manometer 3, eine Absperrarmatur 4, ein Hahn 13, eine automatische Schnellschlußeinrichtung 5 sowie ein automatisch geregelter Druckminderer 6 angeordnet. In der gleichen Reihenfolge sind in einer Entnahmelsitung 8, an die alle Flaschen 7 angeschlossen sind, ein Manometer 9, eine Absperrarmatur 10, ein Hahn 16, eine Schnellschlußeinrichtung 11 sowie ein automatisch geregelter Druckminderer 12 angeordnet. Zwischen der Absperrarmatur 14 und dem Hahn 13 zwe'gt von der Entnahmeleitung 2 eine Verbindungsleitung 17 mit einem Hahn 14 ab und mündet zwischen Hahn 16 und Schf^cllschlußeinrichtung 11 in die Entnahmeleitung 8. Symmetrisch dazu ist die Entnahmelcitung 8 über eine Verbind'jr.gsleitung 18 mit einem Hahn 15 mit der Entnahmeleitung 2 verbunden, wobei die Verbindungsleitung 18 zwischen Hahn 13 und Schnellschiußeinrichtung 5 bzw. zwischen Hahn 16 und Absperrarmatur 10 in die jeweilige Entnahmeleitung mündet. Bei Punkt 23 mündet die Entnahmeleitung 8 in die Entnahmeleitung 2, so daß das Azetylen über eine Leitung mit einer Flammensperre 21 und eine weitere Absperrarmatur 22 dem Verbraucher zugeführt werden kann.

Sollen zunächst die gefüllten Flaschen 1 entleert werden, sind die Absperrarmatur 4 und die Hähne 14 und 15 geöffnet, während die Absperrarmatur 10 und die Hähne 13 und 16 geschlossen sind. Azetylen strömt über Entnahmeleitung 2, Verbindungsleitung 17 und den Druckregler 12 zum Verbraucher. Aus den Flaschen 1 kann solange Azetylen entnommen werden, wie der Verbraucher mit ei.ier ausreichenden Menge und mit genügendem Druck versorgt werden kann. Sobald der Druck in der Entnahmeleitung 2 unter einen bestimmten Wert, z. B. 2 bis 3 bar fällt, bei dem Azetylen den Flaschen nicht mehr in der erforderlichen Menge und/ oder mit dem erforderlichen Druck entnommen werden kann.rvird eine — in üiösem Ausführungsbeispiel manueile — Umschaltvorrichtung 19 betätigt, die die Hähne 13 und 16 öffnet und die Hähne 14 und 15 schließt. Gleichzeitig wird auch die Absperrarmatur 10 geöffnet. Azetylen aus den Flaschen 1 strömt nun über die Ent-

5.

nahmeleitung 2 und den Hahn 13 durch den Druckregler 6. Zusätzlich kann nun auch Azetylen aus den gefüllten Flaschen 7 über die Abspeirarmatur 10, den Hahn 16 j _t

und durch den Druckregler 12 zum Verbraucher strömen. Dazu muß aber der Druckregler 12 geöffnet sein, s Der Druckregler, in dem Ga« von hohem Flaschendruck (Vordruck) auf einen konstanten niedrigen Druck (Hinterdruck) entspannt wird, öffnet nur, wenn der Hinterdruck unter einen bestimmten, am Druckregler einstellbaren Wert sinkt. Dieser Wort soll im Ausführungsbeispiel 07 bar betragen. Der Druckregler 6 arbeitet analog, er öffnet jedoch bei einem geringfügig höheren Druckniveau, beispielsweise bei 0,8 bar.

Solange der in der Verbraucherleitung herrschende .■;>

Druck einen höheren Wert als 0,7 Bar hat, fließt Azety- is ^

len ausschließlich über Druckregler 6 zum Verbraucher, $

da dieser Druckregler bereils öffnet, wenn der Hinter- $

druck unter 0,8 bar gesunken ist. Sinkt der Druck in der ή

Verbraucherleiturtg jedoch unter 0,7 bar, so öffnet auch j

der Druckregler 12 und ergänzt den Fehlbetrag, der von den Falschen 1 nicht, mehr geliefert werden kann. Azetylen aus den Flaschen 1 fließt somit vorrangig zum Verbraucher. Sinkt der am Manometer 3 ablesbare Druck des den Flaschen 1 entnommenen Azetylens unter einen bestimmten Wert, z. B. 0.9 bar, wird Hahn 4 geschlossen und die leeren Flaschen 1 gegen gefüllte Flaschen ausgetauscht. In dieser Zeit erfolgt die Versorgung des Verbrauchers ausschließlich dui-ch Azetylen aus den Flaschen 7. Ist der Druck der Flaschen 7 auf einen Wert von ca. 2 bis 3 bar gesunken, werden die Hähne 13, 14, 15

und 16 erneut mit Hilfe der llmschaltvorrichtung umge- '

schaltet und die Absperrarm.atur 4 geöffnet. Das bedeu- ;

tet. daß Azetylen aus den teilweise entleerten Flaschen 7 i

vorrangig über den Druckregler 6 zum Verbraucher fließt, während die nunmeh:: gefüllten Flaschen 1 nur den Fehlbetrag über Verbindungsleitung 17 und Druckregler 12 ergänzen.

In F i g. 2 ist eine pneumatisch betätigte Umschalteinrichtung dargestellt, in der ein Stellmotor 28 ein Zwei/ Vierwegeventil 24 umschaltet, wenn der Druck der in der Entnahmeleitung für die weitgehend entleerten Flaschen unter einen bestimmten Druck, beispielsweise 2 bis 3 bar, abgefallen ist. Über Leitungen 25 und 26 wird die Druckluft auf eine der beiden Seiten eines Pneumatikzylinders 20 geleitet, über den die Umschaltvorrichtung 19 betätigt wird.

Ist der Druck in der Entniihmeleitung für die weitgehend entleerten Flaschen auf einen Wert gesunken, der einen Austausch dieser Flaschen gegen gefüllte Flaschen erfordert, kann dieser Zustand über eine akustisehe oder optische Warnanlage 27 angezeigt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Entleeren von mit Gas gefüllten und ein Lösungsmittel für das Gas aufweisenden Behältern, mit zwei Entnahmeleitungen, die jeweils an einen Behälter bzw. an eine Behältergruppe angeschlossen sind und in denen jeweils ein Absperrventil und ein automatischer Druckregler angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder der beiden Entnahmeleitungen (2,8) zwischen der Absperrarmatur (4,10) und dem Druckregler (6, 12) ein Hahn (13,16) angeordnet ist und jeweils zwischen der Absperrarmatur (4,10) und dem Hahn (13, 16) eine Verbindungsleitung (17, 18) mit je einem weiteren Hahn (14, 15) abzweigt, die in die jeweils andere Entnahmeleitung (8, 2) vor dem jeweiligen Druckregler (12, 6) — in Strömungsrichtung der Gase geseben — mündet

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Hähne (13 bis 16) mit einer Umschaltvorrichtung (19) verbunden sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltvorrichtung (19) mit einem pneumatisch, hydrauliscir oder elektrisch arbeitenden Stellantrieb (20) verbunden ist.