DE3637925A1 - Verfahren zum befuellen von druckdosen mit unterschiedlichen technischen gasen - Google Patents

Verfahren zum befuellen von druckdosen mit unterschiedlichen technischen gasen

Info

Publication number
DE3637925A1
DE3637925A1 DE19863637925 DE3637925A DE3637925A1 DE 3637925 A1 DE3637925 A1 DE 3637925A1 DE 19863637925 DE19863637925 DE 19863637925 DE 3637925 A DE3637925 A DE 3637925A DE 3637925 A1 DE3637925 A1 DE 3637925A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
pressure
filling
gas
bar
gases
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19863637925
Other languages
English (en)
Inventor
Gerwin Dipl Ing Jahn
Peter-R Voelz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hahn Meitner Institut fuer Kernforschung Berlin GmbH
Hahn Meitner Institut Berlin GmbH
Original Assignee
Hahn Meitner Institut fuer Kernforschung Berlin GmbH
Hahn Meitner Institut Berlin GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hahn Meitner Institut fuer Kernforschung Berlin GmbH, Hahn Meitner Institut Berlin GmbH filed Critical Hahn Meitner Institut fuer Kernforschung Berlin GmbH
Priority to DE19863637925 priority Critical patent/DE3637925A1/de
Publication of DE3637925A1 publication Critical patent/DE3637925A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C5/00Methods or apparatus for filling containers with liquefied, solidified, or compressed gases under pressures
    • F17C5/002Automated filling apparatus
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D11/00Control of flow ratio
    • G05D11/02Controlling ratio of two or more flows of fluid or fluent material
    • G05D11/13Controlling ratio of two or more flows of fluid or fluent material characterised by the use of electric means
    • G05D11/131Controlling ratio of two or more flows of fluid or fluent material characterised by the use of electric means by measuring the values related to the quantity of the individual components
    • G05D11/133Controlling ratio of two or more flows of fluid or fluent material characterised by the use of electric means by measuring the values related to the quantity of the individual components with discontinuous action
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/01Shape
    • F17C2201/0104Shape cylindrical
    • F17C2201/0109Shape cylindrical with exteriorly curved end-piece
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0634Materials for walls or layers thereof
    • F17C2203/0636Metals
    • F17C2203/0639Steels
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2205/00Vessel construction, in particular mounting arrangements, attachments or identifications means
    • F17C2205/01Mounting arrangements
    • F17C2205/0153Details of mounting arrangements
    • F17C2205/018Supporting feet
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2205/00Vessel construction, in particular mounting arrangements, attachments or identifications means
    • F17C2205/03Fluid connections, filters, valves, closure means or other attachments
    • F17C2205/0302Fittings, valves, filters, or components in connection with the gas storage device
    • F17C2205/0323Valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/03Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the pressure level
    • F17C2223/035High pressure (>10 bar)
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/03Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the pressure level
    • F17C2223/036Very high pressure (>80 bar)
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2227/00Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/04Methods for emptying or filling
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2250/00Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/03Control means
    • F17C2250/032Control means using computers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Befüllen von Druckdosen mit unterschiedlichen technischen Gasen aus Vorräten, die unter hohem Druck in reiner Form bereit stehen.
Technische Gase werden als Reinstgase und auch als Gemische für verschiedene Anwendungen benötigt. Während diese Gase von den Anwendern früher ausschließlich in Stahlflaschen bezogen werden mußten, sind inzwischen Druckdosen im Handel, die ein Reinstgas oder ein Standardgasgemisch in kleinerer Menge, z. B. 1 oder 2 Liter, enthalten und unter äußeren Bedingungen, insbesondere bezüglich des Druckes, eingesetzt werden können, für die weniger strenge Sicherheitsvorkehrungen erforderlich sind.
Zu den Anwendungsgebieten von Standardgasgemischen gehören beispielsweise medizinische Bereiche, in denen Blutgasanalysen durchgeführt oder Kreislauf-, Lungen- und Stoffwechselfunktionen geprüft werden, weiterhin allgemeine Meß- und Betriebstechnologien, bei denen mit Schutzgasen, Füll-, Spül-, Ausheizgasen oder Prüfgasen gearbeitet wird. Diese Standardgasgemische enthalten überwiegend zwei bis drei Komponenten, z. B.:
- CO2 in O2- CO2 und N2 in He - CO2 und O2 in N2- Ar in Ne - He und N2- N2 in Ar - C2H4 in N2- He in Ne - H2 in N2- H2, CH4 und N2 jeweils mit mehr oder weniger unterschiedlichen, fest vorgegebenen Anteilen der einzelnen Komponenten für die verschiedenen Einsatzzwecke.
Von Standardgemischen abweichende Zusammensetzungen - sowohl bezüglich der Mengenverhältnisse als auch bezüglich der einzelnen Reinstgase als Komponenten - in kleinen Mengen, z. B. für Versuchs- und Forschungszwecke, sind zumeist nur zu hohen Kosten und mit langen Lieferzeiten erhältlich.
Die Erfindung will hier Abhilfe schaffen und Herstellern und Lieferanten technischer Gase sowie solchen Abnehmern, die größere Mengen beziehen und unter hohem Druck lagern können, die Möglichkeit bieten, Reinstgase und Gasgemische beliebiger Zusammensetzung in kleinen Mengen in Druckdosen kurzfristig und preisgünstig bereitzustellen. Selbstverständlich hat das Befüllen der Druckdosen unter Einhaltung der strengen Sicherheitsvorschriften zu erfolgen.
Erfindungsgemäß läßt sich dieses Ziel mit einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch erreichen, daß von den unterschiedlichen Gasarten jeweils nur eine für einen Befüllvorgang freigegeben und unter Reduzierung des Entnahmedrucks auf den Fülldruck einer zentralen Verteilung zugeleitet wird, von der aus auch Entlüftungs- und Spülvorgänge des gesamten Systems erfolgen, und daß von den angeschlossenen Druckdosen zumindest einzelne und diese zumindest teilweise mit der zugeführten Gasart befüllt werden.
Aus technischer Sicht liegt die Bedeutung der Erfindung sowohl darin, daß aufwendige Sicherheitsvorkehrungen nur am Ort der Befüllung der Druckdosen erforderlich sind, als auch insbesondere darin, daß eine bisher nicht erreichte Vielfalt bezüglich der Füllungen von Druckdosen geboten wird. Gegenüber den bisherigen Marktgepflogenheiten können an einer Vielzahl von Orten entsprechende dezentralisierte Abfüllstationen eingerichtet und die Abnehmer also schneller und preisgünstiger beliefert werden bzw. sich selbst aus größeren Vorräten jederzeit mit der gewünschten Flexibilität hinsichtlich der Zusammensetzungen von Gasgemischen oder der einzusetzenden Reinstgase versorgen.
Die Varianten der Befüllungen von Druckdosen werden lediglich durch die Anzahl der zur Entnahme bereitstehenden Reinstgas-Vorräte vorgegeben. Im Verlauf eines Befüllungsvorganges lassen sich also nicht nur die im Rahmen der bereitstehenden Vorräte möglichen Varianten von Zusammensetzungen, sondern dabei auch jedes gewünschte Mischungsverhältnis herstellen. Es ist zudem auch möglich, im Bedarfsfall nur eine einzige Druckdose oder gleichzeitig mehrere Druckdosen mit demselben Inhalt und gegebenenfalls einzelne mit abweichendem Inhalt zu befüllen.
Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung können die Gasvorräte in Hochdruckgasflaschen zur Befüllung von Druckdosen bereit gestellt werden. Dies hat zumindest für Anwendungen von nicht standardisierten Gasgemischen den Vorteil, daß strenge sicherheitstechnische Maßstäbe nur für eine zentrale Abfüllstation und nicht mehr an jedem Einsatzort gelten müssen. Auch die betriebswirtschaftlichen Vorzüge, insbesondere günstigere Einkaufs- und Lagerhaltungskonditionen, sind in diesem Zusammenhang bedeutungsvoll.
Im Hinblick auf die Durchführung von Befüllungsvorgängen insbesondere mit Reinstgasen hat es sich als besonders günstig herausgestellt, bei Ausführungsformen der Erfindung den Entnahmedruck, der bei handelsüblich in Hochdruckgasflaschen angelieferten Gasvorräten z. B. 150, 200 oder 300 bar beträgt, auf einen Fülldruck für die Druckdosen von 10 bar zu reduzieren. Die derzeit üblichen Druckdosen sind in der Regel auf 12 bar ausgelegt, so daß auf jeden Fall eine Sicherheitstoleranz gewährleistet ist. Der mehr in der praktischen Durchführung der Befüllungsvorgänge liegende Vorteil besteht dabei jedoch darin, daß eine einfache Umrechnung zwischen Volumen und Druck möglich ist, wenn für den Fülldruck ein runder ganzzahliger Wert gilt. Es liegt deshalb durchaus im Rahmen der Erfindung, wenn z. B. für Druckdosen mit 2 Liter Inhalt als Fülldruck 20 bar vorgesehen wird.
Für die Herstellung von Gasgemischen sollte bei Ausführungsformen der Erfindung bei ansonsten mit der oben erwähnten Ausbildungsform übereinstimmenden Randbedingungen der Fülldruck kontinuierlich zwischen 0,5 bar und 10 bar (20 bar) reduzierbar sein. Einzelheiten hierzu werden weiter unten im Zusammenhang mit der Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform der Erfindung noch näher erläutert.
Im Hinblick auf die Handhabbarkeit der Druckdosen ist es zweckmäßig, bei Ausführungsformen der Erfindung solche mit einem geometrischen Inhalt von 1 Liter zu verwenden. Diese sind handelsüblich, weisen ein vernünftiges Verhältnis zwischen Gewicht und erforderlicher Wandstärke auf, benötigen keine besonderen Armaturen und lassen insbesondere die oben erwähnte einfache Umrechnung von Druck in Volumen zu.
Bei optimalen Ausführungsformen der Erfindung lassen sich in Druckdosen Gasgemische erzeugen, indem in mehreren aufeinanderfolgenden, durch Spülvorgänge der Rohrleitungen und Armaturen des Systems voneinander getrennten Füllvorgängen jeweils die unterschiedlichen Gase dem gewünschten Mischungsverhältnis entsprechend zugeführt werden. Hierbei ist es erforderlich, zuerst diejenige Gasart freizugeben, von der der geringste Anteil in der gewünschten Zusammensetzung enthalten sein soll. Danach folgen dann jeweils die Gasarten mit dem nächst größeren Anteil. Auf diese Weise wird gewährleistet, daß von Teilfüllung zu Teilfüllung fortschreitend immer ein höherer Fülldruck - entsprechend dem größeren Anteil der jeweiligen Gasart - zur Anwendung kommen kann, also Rückmischungen vermieden werden.
Zwischen einem Entlüftungs- und einem Spülvorgang sollte bei Ausführungsformen der Erfindung jeweils eine Evakuierung des Systems durchgeführt werden, um definierte Verhältnisse bei den einzelnen Befüllungsvorgängen zu erhalten.
Der besondere Vorzug der Erfindung liegt darin, daß die zur Befüllung erforderlichen Vorgänge, d. h. die Freigabe der betreffenden Gasart, das Entlüften, Spülen und Evakuieren des Systems und dergleichen, nach vollständig vorgegebenen, frei wählbaren Programmen automatisch gesteuert ablaufen können. Dies ermöglicht einem verhältnismäßig weit bemessbaren Personenkreis die Bedienung und gewährleistet, daß die vorgeschriebenen Sicherheitsvorkehrungen und die gewünschten Qualitäten bei der Befüllung der Druckdosen eingehalten werden.
Die Zeichnung enthält schematische Darstellungen zur detaillierten Erläuterung des Wesens der Erfindung. Dabei zeigen:
Fig. 1: eine Abfüllstation zur Durchführung des Verfahrens zum Befüllen von Druckdosen aus Hochdruckstahlflaschen und
Fig. 2: ein Anlagenschema mit den gasführenden Leitungen und den dort befindlichen Sensoren und Aktoren, die über eine Prozeßsteuereinheit automatisch ablaufende Befüllvorgänge ermöglichen.
Die Befüllstation gemäß Fig. 1 besteht im wesentlichen aus einem tischhohen schrankartigen Gehäuse 10, das die erforderlichen Gasanschlüsse, Armaturen, elektrische Anschluß- und Steuerleitungen und ein Bedienpult enthält. Auf der Eingangsseite ist der Anschluß von mehreren Hochdruckstahlflaschen 15 a, . . . 15 n, für technische Reinstgase, und auf der Ausgangsseite der Anschluß von mehreren Druckdosen 22 a, . . . 22 n vorgesehen. Die Anzahl n der Stahlflaschen 15 liegt z. B. zwischen n = 2 und n = 10, vorzugsweise ist n = 5. Für die Anzahl n der Druckdosen 22, die keineswegs mit der Anzahl n der Stahlflaschen 15 übereinstimmen muß, kommen je nach Bedarf Ausführungen mit n zwischen z. B. 5 und 20, z. B. n = 5, n = 10 und n = 20 in Betracht.
Derartige Befüllstationen können sich bei Herstellern technischer Gase und bei deren Zweigniederlassungen und Auslieferern, insbesondere aber auch bei Abnehmern befinden, die technische Gase in Hochdruckstahlflaschen beziehen und jeweils in Druckdosen abgefüllt als Reinstgase, Standardgasgemische und vor allen Dingen als individuell hinsichtlich der Komponenten und/oder der Mischungsverhältnisse zusammengesetzte Gasgemische abgeben bzw. benötigen.
Das Anlagenschema gemäß Fig. 2 wird nachfolgend an einem Beispiel einer Befüllung von Druckdosen mit 30% He, Rest Ne erläutert:
Zunächst muß sich die Bedienungsperson vergewissern, daß die benötigten Gasvorräte in Hochdruckstahlflaschen 15 a, 15 b, . . . vorhanden, die Druckminderer 14 a, 14 b, . . . auf 10,5 bar und die Dosierventile 13 a, 13 b, . . . auf die zulässige Strömungsgeschwindigkeit eingestellt sind. Rückschlagventile 12 a, . .@V. 12 n sind vorgesehen, um Rückdiffusionen anderer Gase in die einzelnen Gasvorräte zu verhindern. Die Magnetventile 11 a, . . . 11 n sind alle noch geschlossen.
Nun sind die Druckdosen 22 a, . . . 22 n, die befüllt werden sollen, in eine Halterung auf der Pultfläche des Gehäuses 10 einzulegen und an die betreffenden Magnetventile 21 a, . . . 21 n anzuschließen.
Über die Tastatur 1 eines Rechners/Prozessors wird nun von Hand eingegeben, welches Reinstgas in welcher Menge in welche Druckdose 22 gefüllt werden soll. Im vorliegenden Beispiel - 30% He, Rest Ne - bestimmt die automatische Steuerung, daß zuerst He, später Ne an die Reihe kommt.
Die einzelnen automatisch ablaufenden Vorgänge für die gewünschte Befüllung beginnen mit einer
Entlüftung des Systems
  • - Das Magnetventil 4 und die Magnetventile 21 a, . . . der angeschlossenen Druckdosen 22 a, . . . öffnen;
  • - Wenn der Druckgeber 2 einen Druck von mehr als 1 bar meldet, öffnet das Ventil 3 und entspannt das System. Nachdem der Druck auf 1 bar abgesunken ist, meldet dies der Druckgeber 2 und das Ventil 3 schließt.
  • - Der Membrankompressor 5 läuft an und evakuiert die Fülleitungen des Systems sowie die angeschlossenen Druckdosen 22 a, . . .;
  • - Sind ca. 2 mbar erreicht, meldet dies der Druckgeber 2 und veranlaßt, daß der Membrankompressor 5 abgeschaltet und gleichzeitig das Magnetventil 4 schließt.
Es folgt ein
Erster Spülvorgang
  • - Dazu öffnet das Magnetventil 11 a, an das entsprechend dem vorliegenden Beispiel der He-Vorrat in der Hochdruckflasche 15 a angeschlossen sein soll;
  • - Das He strömt nun mit der vorgegebenen Geschwindigkeit in Richtung der eingezeichneten Pfeile in das System, bis in die Druckdose(n) 22 a, . . .;
  • - ist 1 bar erreicht, meldet dies der Druckgeber 2 und veranlaßt, daß das Magnetventil 11 a schließt;
  • - sodann öffnet das Magnetventil 4 und der Membrankompressor 5 läuft an;
  • - sind ca. 2 mbar erreicht, werden infolge der Signalisierung durch den Druckgeber 2 der Membrankompressor 5 abgeschaltet und das Magnetventil 4 geschlossen.
Es können sich
Weitere Spülvorgänge
anschließen, die genau wie der erste ablaufen. Ein
Erster Befüllungsvorgang
mit 30% He, das zuvor als Spülgas diente, beginnt damit, daß zunächst geprüft wird, ob das Magnetventil 4 geschlossen und der Membrankompressor 5 abgeschaltet sind;
  • - sodann wird der Druckgeber 2 vom Programm auf 3 bar - entsprechend 30% He in 1 Liter-Druckdosen - eingestellt und danach
  • - das Magnetventil 11 a geöffnet.
  • - Sind die eingestellten 3 bar erreicht, schließen infolge der Signalisierung vom Druckgeber 2 die Magnetventile 11 a und 21 a, . . . .
Bei der nun folgenden
Entlüftung des Systems
  • - bleiben die Magnetventile 21 a, . . . im Gegensatz zum ersten Entlüftungsvorgang natürlich geschlossen, um die bereits erfolgte He-Befüllung der Druckdosen 22 a, . . . zu erhalten.
  • - Es wird nun das Magnetventil 3 geöffnet und das System entspannt. Nachdem der Druck auf 1 bar abgesunken ist, meldet dies der Druckgeber 2 und das Ventil 3 schließt.
  • - Nun wird das Magnetventil 4 geöffnet,
  • - der Membrankompressor 5 läuft an und
  • - schaltet ab, wenn 2 mbar vom Druckgeber 2 signalisiert werden.
Es folgt sodann mit der zweiten Gas-Komponente - Ne - ein
Erster Spülvorgang
  • - Dazu öffnet das Magnetventil 11 b, an das entsprechend dem vorliegenden Beispiel der Ne-Vorrat in einer Hochdruckflasche 15 b angeschlossen sein soll;
  • - Das Ne strömt nun mit der vorgegebenen Geschwindigkeit in Richtung der eingezeichneten Pfeile in das System, im Gegensatz zu den Spülvorgängen vor dem ersten Befüllungsvorgang mit He jetzt jedoch mit Ne nur bis an die zunächst weiterhin verschlossen bleibenden Magnetventile 21 a, . . .;
  • - ist 1 bar erreicht, meldet dies der Druckgeber 2 und veranlaßt, daß das Magnetventil 11 b schließt,
  • - sodann öffnet das Magnetventil 4 und der Membrankompressor 5 läuft an;
  • - wenn ca. 2 mbar erreicht sind, meldet dies der Druckgeber 2, und der Membrankompressor 5 wird abgeschaltet und das Magnetventil 4 geschlossen.
Es können sich auch hier
Weitere Spülvorgänge
anschließen, die genau wie der erste mit Ne als der zweiten Komponente ablaufen. Als
Zweiter Befüllungsvorgang
sind nun der Rest, also 70% Ne, den Druckdosen 22 a, . . . zuzuführen. Nachdem geprüft ist, daß das Magnetventil 4 geschlossen und der Membrankompressor 5 abgeschaltet sind,
  • - wird der Druckgeber 2 vom Programm auf 10 bar - entsprechend 70% Ne zu 30% He in 1 Liter-Druckdosen - eingestellt;
  • - außerdem tritt nunmehr erstmals der Druckgeber 6 in Funktion. Dieser wird vom Programm auf 3,5 bar eingestellt, d. h. auf 0,5 bar mehr, als in den Druckdosen 22 a, . . . nach der ersten Befüllung mit He herrscht.
  • - Jetzt öffnet das Magnetventil 11 b und Ne strömt in das System.
  • - Sind 3,5 bar am Druckgeber 6 erreicht, signalisiert dieser, daß die Magnetventile 21 a, . . . geöffnet werden können und die zweite Komponente, das Ne, mit etwas Überdruck in die Druckdosen 22 a, . . . gelangen kann, die das gewünschte Gasgemisch enthalten sollen.
  • - Sind im System 10 bar erreicht, signalisiert dies der Druckgeber 2 an den Rechner/Prozessor, der sodann dafür sorgt, daß
  • - die Magnetventile 21 a, . . . und das Magnetventil 11 b schließen.
Es folgt eine
Abschluss-Entlüftung
des Befüllungssystems; hierzu wird
  • - das Magnetventil 3 solange geöffnet, bis am Druckgeber 2 ein Druck von 1 bar erreicht wird.
    Die Druckdosen 22 a, . . . sind handelsüblich mit Aufstoßventilen ausgerüstet, welche beim Einlegen der Dosen oder beim Anschluß eines Handventils öffnen, beim Entfernen schließen. Die Druckdosen 21 a, . . . können also jetzt entnommen werden, unabhängig davon, ob ein Handventil angebracht war oder nicht.
Die Maßnahmen, die hier für ein spezielles Beispiel geschildert sind, erfolgen im Prinzip mit den für den jeweiligen Bedarfsfall entsprechenden Abwandlungen, auf die der Anwender keinen Einfluß mehr nehmen kann, sobald er die gewünschte Befüllung gewählt hat.
In der Anlage ist weiterhin ein Sicherheitsventil 7 vorgesehen, das auf 12 bar, dem für die Druckdosen zulässigen Druck, eingestellt ist. Es liegt parallel zum Zweig mit dem Druckgeber 2, dem Magnetventil 4 und dem Membrankompressor 5. Schließlich ist noch hinter dem Magnetventil 3 ein Rückschlagventil 8 vorgesehen, welches Rückdiffusionen und Verunreinigungen des Systems von der Abgasleitung her verhindert. Ein Sicherheitsschlüssel 9 oder eine entsprechende Maßnahme dient zur Verhinderung unbefugter Benutzung.
Eine Druckdose mit einem geometrischen Inhalt von 1 Liter enthält bei einem Fülldruck von 10 bar also eine Gasmenge von 10 Liter bei 1 bar. Derartige Mengen von Reinstgasen oder Gasgemischen individueller Zusammensetzungen werden insbesondere für Forschungszwecke oder für spezielle Anwendungen z. B. bei der Halbleiterherstellung als Dotierungsgas und dgl. benötigt. Mit einer Mischpräzision von ±0,5%, die sich mühelos erreichen läßt, einer Reinheit bis 4.8, entsprechend 99,998%, je nach Ausgangsqualität von besser als 5.0, entsprechend 99,999%, sowie aufgrund der absolut ölfrei arbeitenden Anlagenteile eröffnet die Erfindung eine beachtliche Verbesserung der Versorgung von Endabnehmern sowie zweifellos auch neue Abnehmerkreise, die durch die bisher vom Markt gebotenen Möglichkeiten vom Einsatz insbesondere individuell zubereiteter Gasgemische kleiner Mengen abgehalten wurden.
Die umzufüllenden bzw. zu mischenden Gase können von einer Druckgasflaschenbatterie z. B. mit Flaschen F 10, F 50 über Kupfer- oder Edelstahlrohre zugeführt werden. Als Gasvorräte kommen zum Beispiel He, Ar, Ne, N2 und H2 in Betracht. Andere, auch besonders toxische Gase sind ebenfalls einsetzbar. Fehlbedienungen lassen sich in jedem Falle ausschließen. Dazu ist z. B. vorzusehen, daß:
  • - sich der Membrankompressor 5 nur starten läßt, wenn die Magnetventile 11 a, . . . und das Entlüftungs- Magnetventil 3 geschlossen sind;
  • - sich der Membrankompressor 5 nicht starten und das Magnetventil 4 nicht öffnen läßt, falls am Druckgeber 2 ein Systemdruck höher als 1,2 bar absolut anliegt (Pumpenschutz);
  • - der Membrankompressor 5 z. B. maximal 5 Minuten läuft; das Magnetventil 4 schließt dann automatisch, und der Membrankompressor 5 schaltet ab (Pumpenschutz);
  • - das Entlüftungs-Magnetventil 3 nicht betätigt werden kann, wenn Magnetventile 11 a, . . . in den Gaszuführungsleitungen geöffnet sind.
Ein z. B. auf dem Pult des Gehäuses 10 angebrachtes Anlagenschema mit optischen Kontrolleuchten kann den jeweiligen Funktionszustand darstellen und somit zusätzlich ermöglichen, in erkennbaren Gefahrensituationen von Hand, insbesondere durch Notabschaltung, einzugreifen.

Claims (8)

1. Verfahren zum Befüllen von Druckdosen mit unterschiedlichen technischen Gasen aus Vorräten, die unter hohem Druck in reiner Form zur Entnahme bereit stehen, dadurch gekennzeichnet, daß von den unterschiedlichen Gasarten jeweils nur eine für einen Befüllvorgang freigegeben und unter Reduzierung des Entnahmedrucks auf den Fülldruck einer zentralen Verteilung zugeleitet wird, von der aus auch Entlüftungs- und Spülvorgänge des gesamten Systems erfolgen, und daß von den angeschlossenen Druckdosen zumindest einzelne und diese zumindest teilweise mit der zugeführten Gasart befüllt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasvorräte in Hochdruckgasflaschen zur Befüllung von Druckdosen bereit gestellt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Entnahmedruck, der bei handelsüblich angelieferten Gasvorräten 150/200/300 bar beträgt, auf einen Fülldruck von 10 bar reduziert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Entnahmedruck, der bei handelsüblich angelieferten Gasvorräten 150/200/300 bar beträgt, auf einen kontinuierlich zwischen 0,5 bar und 10 bar einstellbaren Fülldruck reduziert wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Druckdosen mit einem geometrischen Inhalt von 1 Liter verwendet werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in Druckdosen Gasgemische erzeugt werden, indem in mehreren aufeinanderfolgenden, durch Spülvorgänge der Rohrleitungen und Armaturen des Systems voneinander getrennten Füllvorgängen die unterschiedlichen Gase dem gewünschten Mischungsverhältnis entsprechend zugeführt werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem Entlüftungs- und einem Spülvorgang eine Evakuierung des Systems durchgeführt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Befüllung erforderlichen einzelnen Vorgänge, d. h. die Freigabe der betreffenden Gasart, das Entlüften, Spülen und Evakuieren des Systems und dergleichen, nach vollständig vorgegebenen, frei wählbaren Programmen automatisch gesteuert ablaufen.
DE19863637925 1986-11-05 1986-11-05 Verfahren zum befuellen von druckdosen mit unterschiedlichen technischen gasen Withdrawn DE3637925A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19863637925 DE3637925A1 (de) 1986-11-05 1986-11-05 Verfahren zum befuellen von druckdosen mit unterschiedlichen technischen gasen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19863637925 DE3637925A1 (de) 1986-11-05 1986-11-05 Verfahren zum befuellen von druckdosen mit unterschiedlichen technischen gasen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3637925A1 true DE3637925A1 (de) 1987-07-09

Family

ID=6313366

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19863637925 Withdrawn DE3637925A1 (de) 1986-11-05 1986-11-05 Verfahren zum befuellen von druckdosen mit unterschiedlichen technischen gasen

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE3637925A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1055862A1 (de) * 1999-05-26 2000-11-29 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Gasfüllanlage für Behälter
DE102012008274A1 (de) * 2011-11-28 2013-05-29 Dräger Safety AG & Co. KGaA Gasbeaufschlagungs-Vorrichtung für Gasmessgeräte, Verfahren zum Prüfen von Gas-Messgeräten sowie Kalibrierungsmessgerät zum Prüfen und Kalibrieren von Gasmessgeräten
CN105392870A (zh) * 2013-05-17 2016-03-09 恩特格里斯公司 高压bf3/h2混合物的制备

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1055862A1 (de) * 1999-05-26 2000-11-29 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Gasfüllanlage für Behälter
FR2794216A1 (fr) * 1999-05-26 2000-12-01 Air Liquide Installation de remplissage d'un volume de conditionnement avec du gaz
US6182713B1 (en) 1999-05-26 2001-02-06 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Installation for filling a container with gas
DE102012008274A1 (de) * 2011-11-28 2013-05-29 Dräger Safety AG & Co. KGaA Gasbeaufschlagungs-Vorrichtung für Gasmessgeräte, Verfahren zum Prüfen von Gas-Messgeräten sowie Kalibrierungsmessgerät zum Prüfen und Kalibrieren von Gasmessgeräten
CN105392870A (zh) * 2013-05-17 2016-03-09 恩特格里斯公司 高压bf3/h2混合物的制备
EP2997112A4 (de) * 2013-05-17 2017-01-25 Entegris, Inc. Herstellung von hochdruck-bf3/h2-mischungen
US9996090B2 (en) 2013-05-17 2018-06-12 Entegris, Inc. Preparation of high pressure BF3/H2 mixtures
CN105392870B (zh) * 2013-05-17 2019-01-08 恩特格里斯公司 高压bf3/h2混合物的制备

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3227242C2 (de)
DE2553165C3 (de) Gasmischvorrichtung für die Atemschutz-, Tauch-, Medizin- und Labortechnik k
DE2455751B2 (de) Verfahren zum Mischen von Druckgasen und ein Gasmischgerät dazu
DE19726281A1 (de) Fluidpumpe
DE102010008166A1 (de) Verfahren sowie Füllsystem zum volumen- und/oder mengengesteuerten Füllen von Behältern mit einem zumindest aus zwei Komponenten bestehenden Füllgut
DE3637925A1 (de) Verfahren zum befuellen von druckdosen mit unterschiedlichen technischen gasen
WO2006131312A1 (de) Verfahren zur bestimmung der gesamtleckrate von mit druck zu beaufschlagenden systemen sowie kontrollarmatur zur durchführung dieses verfahrens
EP0929320B1 (de) Dosiervorrichtung zur zugabe von entkeimungs- oder desinfektionsmittel in eine wassergespeiste versorgungseinrichtung sowie deren verwendung
DE2828153A1 (de) Kernreaktor mit einem fluessigen kuehlmittel
EP0964739A1 (de) Verfahren zum anreichern einer flüssigkeit mit einem gas, vorzugsweise zum anreichern von wasser mit sauerstoff, und vorrichtungen zur durchführung des verfahrens
DE19842413C1 (de) Gasversorgung mit Gasen aus Gasbehältern
EP1803495B1 (de) Verfahren zur Herstellung eines unter Druck stehenden Gasgemisches
EP0977497A2 (de) Verfahren zum anfahren einer flüssigkeits-dosieranlage mit in-line-eigenschaften, insbesondere bei der herstellung von softdrinks
DE19818306A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Druckwechselspülung
DE2215058A1 (de) Dental-Einheit
DE1259775B (de) Vorrichtung zum dosierenden Einfuehren staubfoermiger oder feinkoerniger Stoffe in eine unter dem Druck eines Traegergases stehende Foerderleitung
DE102016003875A1 (de) Volumetrischer und gravimetrischer Füllstand zur Herstellung von Gasgemischen
WO1998035759A1 (de) Einrichtung zum zumischen von additiven und damit durchgeführtes verfahren zum reinigen und/oder desinfizieren
EP3177864A1 (de) Ventilsystem für gasflaschenbündel
DE4432344C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Inertisieren von Reaktoren
EP3195925B1 (de) Gasverdünnungssystem
EP3678984A1 (de) Verfahren sowie füllorgan zum befüllen eines behälters
DE2135751B2 (de) Verfahren zu integralen Dichtigkeitsbestimmung
DE3516618C1 (de) Vorrichtung zum Entgasen des in einer Wasserentkeimungsanlage eines zahnaertzlichen Behandlungsgeraetes entkeimten Wassers
WO2023194498A1 (de) Vorrichtung und verfahren zum versetzen einer flüssigkeit mit einem additiv

Legal Events

Date Code Title Description
OAV Applicant agreed to the publication of the unexamined application as to paragraph 31 lit. 2 z1
8139 Disposal/non-payment of the annual fee