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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf das technische Gebiet, welches das Pumpen und die Verteilung
von brennbarem Gas (zur Verwendung im Haushalt) betrifft, und noch
spezifischer bezieht sie sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Odorierung eines normalerweise geruchlosen Gases, um im Falle
irgendwelcher undichter Stellen in von Personen bewohnten Räumen sofort
dessen Vorhandensein bemerken zu können.
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Heutzutage wird Gas unter Anwendung
verschiedener Verfahren odoriert, unter denen das sogenannte Bespülverfahren
bekannt ist. Dieses Verfahren wird durchgeführt mit Hilfe von Anlagen und Vorrichtungen,
in denen das Gas durch einen Behälter
geleitet wird, welcher eine odorierende Flüssigkeit in einer Menge enthält, die
eine weite freie Oberfläche
bildet, über
welche das durchlaufende Gas strömt.
Das über
die freie Oberfläche
strömende
Gas wird mit den von der darunter liegenden Flüssigkeit freigegebenen Dämpfen imprägniert und
wird in diesem Zustand dann an das Verteilernetz geleitet.
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Die mit der Bespültechnik arbeitenden Anlagen
und Vorrichtungen ermöglichen
nur eine eher ungenaue Kontrolle der Konzentration des Odoriermittels;
ausserdem kann in diesen die Konzentration des Odoriermittels auch
deutlich variieren, was von der Durchflussmenge des Gases abhängig ist.
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Eine andere Odoriertechnik dagegen
sieht das Einspritzen und die Dispersion der odorierenden Flüssigkeit
in kontrollierten Mengen vor, welche direkt in den zu pumpenden
Gasstrom eingespritzt wird.
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Ein Verfahren zum Durchführen dieser
Technik, im wesentlichen entsprechend dem Oberbegriff in Anspruch
1, wird direkt in der Gas-Pumpstation durchgeführt, welche bekannterweise
mit einer Leitung zur Entnahme des Gases aus einem Verteilernetz,
mit einem Zähler
und mit einer Leitung zum Liefern des Gases an einen Verbraucher
versehen ist, angeordnet in gegenseitiger Folge, und es enthält eine
Phase, in welcher die odorierende Flüssigkeit in dem durch die Auslassleitung
strömenden
Gas dispergiert wird, und zwar durch eine gesteuerte Einspritzvorrichtung
der Flüssigkeit.
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Die Einspritzvorrichtung der odorierenden Flüssigkeit
ist in diesem Falle einer elektronisch gesteuerten Pumpe zugeordnet.
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Die Kontrolle der Konzentration des
Odoriermittels ist in diesem Falle genauer im Verhältnis zu dem
Bespülsystem,
da sie bis zu einem gewissen Umfang auch mit der Durchflussmenge
des gerade durch die Auslassleitung strömenden Gases in Zusammenhang
gebracht werden kann.
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Die zur Durchführung dieser Technik verwendeten
Vorrichtungen sind jedoch konstruktionsmässig kompliziert, erfordern
ein umfangreicheres elektrisches Speisungssystem und sind empfindlich in
der Verwaltung; ausserdem ist die Genauigkeit, mit welcher die Konzentration
des Odoriermittels bestimmt wird, stark von dem momentanen Betriebsbereich
der Pumpe abhängig.
Ihre Zuverlässigkeit
ist ausserdem verhältnismässig gering.
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Alles dies führt zu verschiedenen Nachteilen, so
wie die Notwendigkeit häufiger
Wartungsarbeiten, und wirkt sich im Falle eines nicht korrekten
Betriebes negativ auf den Grad der Sicherheit im Bereich der Räume aus,
in denen die das gepumpte Gas verbrauchenden Geräte installiert sind. Was insbesondere
die Wartungsarbeiten betrifft, müssen
den offensichtlichen Nachteilen, die sich aus den Kosten und Ausfällen durch
den Stillstand der Anlagen ergeben, notwendigerweise noch die weiteren
Nachteile hinzugefügt
werden, die sich durch die Unannehmlichkeiten für das Wartungspersonal ergeben,
und zwar als Folge des unangenehmen Geruches, der von den mit der
odorierenden Flüssigkeit
in Kontakt gekommenen Teile ausgeht.
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Ein erster Zweck der vorliegenden
Erfindung ist, hohe Bedingungen der Umweltsicherheit im Bereich
der Verteilung von Erdgas für
Haushaltszwecke zu erreichen, was sich praktisch in der Wiederherstellung
der Voraussetzungen ausdrückt,
welche das Vorhandensein von Gas erfassbar machen, auch bei kleinsten
Gasverslusten. Dieser Zweck ist erreicht durch das Einhalten eines
konstanten Wertes der Konzentration des Odoriermittels für jeden
Wert der Durchflussmenge des in der Verteilerstation gepumpten Gases:
auch bei ausgesprochen bescheidenen und/oder ausgesprochen veränderbaren
Durchflussmengen. Ein zweiter Zweck der Erfindung ist, die Zuverlässigkeit
der Anlagen zu verbessern und die Wartungsarbeiten zu reduzieren,
indem deren Ausführung,
falls erforderlich, einfacher und schneller gestaltet wird.
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Ein dritter Zweck ist, eine Vorrichtung
zu haben, die einfach zu bedienen ist und eine gewisse Zuverlässigkeit
unter allen heutigen Betriebsbedingungen bietet.
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In Übereinstimmung mit der Erfindung
werden diese Zwecke erreicht durch ein Verfahren nach dem Oberbegriff
aus Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es die zyklischen Phasen
des Speisens des Einspritzvorrichtung mit einer odorierenden Flüssigkeit
umfasst, die in einem unter Druck setzbaren Behälter von einem bestimmten Volumen
enthalten ist, und zwar mit Hilfe eines Druckes, welcher auf die
odorierende Flüssigkeit
durch einen Gasstrom ausgeübt
wird, entnommen aus der Einlassleitung und eingegeben in den unter
Druck setzbaren Behälter;
Wiedereinführen
des Gasstromes in die Einlassleitung, stromaufwärts des Zählers; und Nachfüllen des
unter Druck setzbaren Behälters
der odorierenden Flüssigkeit
mit einem Flüssigkeitsvolumen,
das dem entnommenen Volumen entspricht.
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Die vorgenannten Zwecke werden alle
erreicht durch eine Vorrichtung zum Durchführen des vorgenannten Verfahrens,
welche nach dem Oberbegriff in Anspruch 4 realisiert ist und wie
folgt enthält: einen
unter Druck setzbaren Behälter
von einem bestimmten Volumen, angeschlossen an die Einspritzvorrichtung;
eine erste Leitung, welche einen stromaufwärts des Zählers aus der Einlassleitung
der Pumpstation entnommenen Gasstrom in den unter Druck setzbaren
Behälter
leitet; eine zweite Leitung, welche den unter Druck setzbaren Behälter mit
der Einlassleitung verbindet, und welche den Gasstrom stromaufwärts des
Zählers
wieder in diese eingibt.
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Das Verfahren nach der Erfindung
erlaubt die Verwirklichung von Anlagen, die in der Lage sind, allen
den vorgenannten Zwecken zu entsprechen, und zwar mit volumetrisch-physikalischen
Vorrichtungen, welche leichter herzustellen sind und eine ausgezeichnete
Zuverlässigkeit
bieten, welche, wenn mit geeigneten Verwaltungs- und Steuermitteln
kombiniert, die zum Beispiel aus einer elektronischen Mikroprozessoreinheit
bestehen können,
das Erhalten von odorierenden Anlagen von hoher Betriebspräzision und
ausgezeichneten Fähigkeiten
der Selbstregulierung erlauben.
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Die das beschriebene Verfahren durchführenden
Vorrichtun gen erfordern nur minimale Wartungsarbeiten, unterbrochen
durch lange Zeitintervalle, und welche, falls notwendig, sehr schnell
ausgeführt
sind.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung
ist auch durch die ausgesprochene Einfachheit gegeben, mit welcher
sie herkömmlichen
Bespülvorrichtungen
zugeordnet werden kann, die vorteilhafterweise zusammen mit der
Vorrichtung nach der Erfindung existieren können, wobei sie als Vorrichtungen
zum Zuführen
der odorierenden Flüssigkeit
und gleichzeitig als Hilfssysteme dienen, welche aktiviert werden
können,
falls der Betrieb der Hauptanlage unterbrochen werden sollte.
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Die technischen Eigenschaften der
Erfindung, in Übereinstimmung
mit den vorgenannten Zwecken, können
klar aus dem Inhalt der nachstehenden Ansprüche ersehen werden, und ihre
Vorteile gehen deutlicher aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung
hervor, ausgeführt
unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen, welche eine Ausführung rein
als ein nicht begrenzendes Beispiel darstellen, worin
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1 schematisch
eine Vorrichtung zur Odorierung zum Durchführen des Verfahrens nach der
Erfindung zeigt, die ebenfalls Gegenstand der Erfindung bildet und
in eine herkömmliche
Gas-Pumpstation eingesetzt werden kann.
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In der 1 der
beiliegenden Zeichnung ist eine Pumpstation 1 für Erdgas
(vorwiegend für
Haushaltszwecke) gezeigt, die im wesentlichen wie folgt enthält: eine
Einlassleitung 2 zum Entnehmen des Gases aus einem Verteilernetz
für Erdgas;
einen Zähler 3 zum
Messen der Durchflussmenge des Gases; und eine Auslassleitung 4 zur
Abgabe des Gases an einen Verbraucher, angeordnet in gegenseitiger
Folge und verbunden in Schleifen mit zwei getrennten Odoriervorrichtungen
für das
Gas, die parallel arbeiten und jeweils aus einer herkömmlichen,
insgesamt mit „A"
bezeichneten Bespülanlage
bestehen – sichtbar
im mittleren Teil der Abbildung -, sowie aus einer Anlage zum Einspritzen
der odorierenden Flüssigkeit,
insgesamt mit „B"
bezeichnet und sichtbar im rechten Teil der Abbildung.
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Die Bespülanlage „A", die auf vollkommen herkömmliche
Weise strukturiert ist und arbeitet, und die betrieblich gesehen
neben der Einspritzanlage „B"
als Hilfseinrichtung vorhanden ist, also für den Notfall, enthält: einen
horizontalen, zylindrischen Behälter 17;
einen Behälter 18 zum
Nachfüllen
der odorierenden Flüssigkeit,
angeschlossen mit Hilfe einer Speisungsleitung 19 an den
zylindrischen Behälter 17,
und Rohrleitungen 20a, 20b und 7, welche
jeweils den zylindrischen Behälter 17 mit
der Auslassleitung 4 der Pumpstation 1 und der
Einspritzanlage „B"
zur Odorierung des Gases verbinden.
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Die Anlage „B", welche insbesondere
eine vorzuziehende Ausführung
der vorliegenden Erfindung darstellt, enthält den ersten Druckluftschleifenteil B1,
der zur Betätigung
einer Einspritzvorrichtung 10 dient, angeschlossen mit
Hilfe einer entsprechenden Leitung 10a an die Auslassleitung 4 und
montiert an einer Platte, sowie Verwaltungs- und Steuermittel, die
in einer Position entfernt von der Platte angeordnet und eigensicher
sind und durch eine betriebsmässig
mit dem Zähler 3 und
mit dem Druckluftschleifenteil B1 zusammengeschaltete Elektronikeinheit 9 dargestellt
werden.
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Die Anlage B enthält einen
unter Druck setzbaren Behälter 5 von
einem bestimmten Volumen, welcher an einer Seite an die Einspritzvorrichtung 10 angeschlossen
ist – die
er mit einer entsprechenden Zuführleitung 21 speist – und an
der anderen Seite an drei zusätzliche
Leitungen 11, 12 und 7.
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Eine erste Leitung 11 entnimmt
aus der Einlassleitung 2 der Pumpstation 1 stromaufwärts des Zählers 3 einen
Gasstrom 6 und leitet ihn in den unter Druck setzbaren
Behälter 5.
Eine zweite Leitung 12 verbindet den unter Druck setzbaren
Behälter 5 mit der
Einlassleitung 2, ebenfalls stromaufwärts des Zählers 3, und gibt
den Gasstrom 6 wieder in diese ein, wobei er ihn vollständig in
die Auslassleitung 4 zurückgibt. Die dritte Leitung 7 ist
eine Leitung zum Laden der odorierenden Flüssigkeit, die zum Füllen des
unter Druck setzbaren Behälters 5 dient.
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Genauer gesagt ist die erste Leitung 11 mit Druckreduziermitteln 13, 14 versehen,
welche den Druck des erhaltenen, einströmenden Gases bis auf einen
bestimmten Druckwert des ausströmenden Gases
reduzieren, welcher um eine bestimmte Differenz den Druck des Gases überschreitet,
das durch die Auslassleitung 4 strömt, und welcher, sich der Einspritzung
der odorierenden Flüssigkeit
widersetzend, durch die Einspritzvorrichtung 10 im Augenblick
des Einspritzens der Flüssigkeit überwunden werden
muss.
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Die Druckreduziermittel bestehen
aus zwei Reduzierfiltern 13, 14, die in gegenseitiger
Folge an der ersten Leitung 11 angeordnet sind. Der erste
Reduzierfilter 13 reduziert den Gasdruck von einem Druckwert
P1 von beispielsweise etwa 100 bar bis auf einen Ausgangswert P2,
der dem Druck des Gases in der Auslassleitung 4 entspricht,
erhöht
um einen Wert Δp
von etwa 3 bar. Der zweite Reduzierfilter 14 dagegen reduziert
den Druck P2 des am Einlass erhaltenen Gases auf einen Ausgangsdruck
P3, welcher dem Druck des durch die Auslassleitung 4 strömenden Gases
entspricht, erhöht
um einen Druckwert Δp1
von etwa 0.6 bar.
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Ein Dreiwege-Schaltventil 15 verbindet
die erste Leitung 11 und die zweite Leitung 12 mit
einer Einlassleitung 22 des unter Druck setzbaren Behälters 5.
Das Schaltventil 15 fängt
das aus den Druckreduziermitteln 13, 14 austretende
Gas ab und erlaubt in einem seiner Betriebszustände, wie deutlicher aus der
nachstehenden Betriebsbeschreibung hervorgeht, den unter Druck setzbaren
Behälter 5, der
unter normalen Be triebsbedingungen die odorierende Flüssigkeit
enthält,
unter Druck zu setzen. Diese Funktion wird während der Nachfüllphase
des unter Druck setzbaren Behälters 5 ausgesetzt.
In dieser Phase strömt
das in dem unter Druck setzbaren Behälter 5 vorhandene
Gas durch die Leitung 22, das Ventil 15 und die
Leitung 12 stromaufwärts
des Zählers 3 heraus.
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Die Leitung 7 zum Laden
der odorierenden Flüssigkeit
ist mit einem Ventil 16 versehen, ebenfalls durch die Elektronikeinheit 9 gesteuert,
dessen Öffnen
es erlaubt, durch natürliche
Schwerkraft und dank des Prinzips der in Verbindung stehenden Gefässe, odorierende
Flüssigkeit
zwischen dem horizontalen Behälter 17 der
Bespülanlage A und
dem unter Druck setzbaren Behälter 5 der
Einspritzanlage B zu zuzuführen. Das Schliessen des Ventils 16 erlaubt
es dagegen, den unter Druck setzbaren Behälter 5 unter Druck
zu setzen und die darin enthaltene odorierende Flüssigkeit
in die Auslassleitung 4 der Pumpstation 1 zu (ihren.
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Was die Verwaltungs- und Steuermittel
betrifft, so zeigt die 1,
dass die Elektronikeinheit 9 mit dem Zähler 3 auf solche
Weise verbunden ist, dass sie ein Eingangssignal s1 empfängt, welches der
Durchflussmenge des im Moment durch den Zähler 3 selbst strömenden Gases
entspricht, und am Ausgang Regelsignale s2, s3 aussendet,
welche vorteilhafterweise das Steuern der Ventile 15 und 16 erlauben,
welche wiederum jeweils den Behälter 5 unter
Druck setzen und drucklos machen, und zwar mit Hilfe des Gasstromes 6 und
der entsprechenden Zusammenschaltung der Leitungen 11, 12 und 22.
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Im praktischen Betrieb der Einspritzanlage B verarbeitet
die Elektronikeinheit 9 das korrekte elektrische Signal
so, dass es an die Einspritzvorrichtung 10 gesandt werden
kann, um das Konzentrationsverhältnis
der odorierenden Flüssigkeit
konstant zu halten, auch bei Veränderungen
in dem digitalen Eingangssignal s1 von dem Zähler 3,
welcher Moment für
Moment die volumetrische Durchflussmenge der durchströmenden Gases
misst.
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Die Einheit 9 versieht auch
die verschiedenen Anlagenteile mit den geeigneten Spannungen und
Stromstärken,
enthält
Trennbarrieren für
die Eigensicherheit und sichert, im Falle von Funktionsstörungen oder
Ausfall des elektrischen Stroms, die Programmierdaten mit Hilfe
einer Pufferbatterie; schliesslich löst sie ein Relais aus, um eine
mögliche Notvorrichtung
zu aktivieren, welche in dem hier beschriebenen Beispiel einer nicht
begrenzenden Ausführung
vorzugsweise aus der Bespülanlage A bestehen
kann.
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Der Betrieb der Verteilerstation 1 wird
nur begrenzt auf die Einspritzanlage B beschrieben. Die Beschreibung
des Betriebes der Bespülanlage A wird
unterlassen, da diese den Fachleuten auf diesem Gebiet ausreichend
bekannt ist. In Bezug auf das Zusammenwirken letzterer Vorrichtung
mit der Einspritzanlage B genügt es zu bemerken – unter
Bezugnahme auf die Abbildung -, dass mit Hilfe eines Druckluftventils 23,
angeordnet an der Leitung 20b, welche den zylindrischen
Behälter 17 mit
der Auslassleitung 4 der Verteilerstation 1 verbindet,
die Elektronikeinheit 9 im Falle eines anomalen Betriebes
der Einspritzanlage B oder eines Stromausfalls den Betrieb
der Bespülanlage A aktivieren
oder entaktivieren kann.
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Zurückkehrend zu der Beschreibung
der Einspritzanlage B muss vorausgesetzt werden, dass die genannte
Anlage das Gas mit Hilfe einer zyklischen Folge von Phasen odoriert,
welche im wesentlichen umfassen: Speisen der Einspritzvorrichtung 10 mit der
in dem unter Druck setzbaren Behälter 5 enthaltenen
odorierenden Flüssigkeit,
und zwar mit Hilfe eines Druckes, der auf die odorierende Flüssigkeit durch
den Gasstrom 6 ausgeübt
wird, welcher aus der Einlassleitung 2 entnommen und in
den unter Druck setzbaren Behälter 5 geleitet
ist; erneutes Eingeben des Gasstromes 6 zurück in die
Einlassleitung 2 stromaufwärts des Zählers 3; und Nachfüllen des unter
Druck setzbaren Behälters 5 mit
odorierender Flüssigkeit
mit einem Flüssigkeitsvolumen,
das dem abgeleiteten Volumen entspricht, und zwar durch direktes
Entnehmen aus dem Behälter 17 der
Bespülanlage A,
welche in diesem Kontext als Vorratsbehälter der odorierenden Flüssigkeit
dient.
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Während
dieses Vorgangs wird der unter Druck setzbare Behälter 5 zyklisch
und wechselweise mit odorierender Flüssigkeit gefüllt und
dann entleert durch den Gasstrom 6, welcher die notwendige Energie
um Unterstützen
des Einspritzverfahrens liefert.
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Genauer gesagt, wird durch die Aktivierung der
Einspritzvorrichtung 10 die odorierende Flüssigkeit
in die Auslassleitung 4 der Verteilerstation 1 gespritzt,
und ihr Volumen wird durch eine gleiche Menge von Erdgas ersetzt,
welches ihren Platz im Inneren des unter Druck setzbaren Behälters 5 einnimmt. Sobald
die nötige
Menge an Flüssigkeit
je nach der augenblicklichen Durchflussmenge des in der Auslassleitung 4 strömenden Gases
eingespritzt worden ist, wird die Einspritzphase unterbrochen, die
Schaltventile 15 und 16 werden geöffnet und
folglich wird der in dem unter Druck setzbaren Behälter 5 vorhandene Überdruck Δa1 von 0.6
bar in die Auslassleitung 4 abgelassen: stromabwärts eines
Druckregelgerätes 24,
mit welchem die Auslassleitung 4 versehen ist, aber stromaufwärts des
Zählers 3,
wobei stets eine reguläre
und korrekte Berechnung beibehalten wird.
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Da der unter Druck setzbare Behälter 5 der Einspritzanlage B und
der horizontale Behälter 17 der
Bespülanlage
den gleichen Druck haben, und da zwischen den beiden Behältern 5 und 17 eine
bestimmte Differenz der Ebene H vorgesehen ist, fliesst an
diesem Punkt die odorierende Flüssigkeit
durch das Ventil 16 aus und füllt allmählich den unter Druck setzbaren
Behälter 5 der
Einspritzanlage B. Das darin enthaltene Gas wird dann aus
dem unter Druck setzbaren Behälter 5 heraus
gedrückt
und strömt durch
die Leitung 12 in die Auslassleitung 4.
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In der Füllphase des unter Druck setzbaren Behälters 5 wird
ein entsprechendes Volumen an Flüssigkeit
aus dem Behälter 17 der
Bespülanlage A entnommen,
welcher mit einem identischen Volumen an Gas aufgefüllt wird,
entnommen aus der Auslassleitung 4 stromaufwärts ihrer
Zusammenschaltung mit der Einspritzanlage B.
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Sobald das bestimmte Volumen an Flüssigkeit
geladen ist, werden die beiden Schaltventile 15 und 16 zurück in ihre
Ruhestellung gebracht, der unter Druck setzbare Behälter 5 wird
erneut unter Druck gesetzt und die Einspritzanlage B beginnt
wieder mit dem Einspritzen der berechneten Mengen.
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Die Erfindung erreicht vollkommen
ihre Zwecke und ist auf eine verhältnismässig einfache und wirtschaftliche
Weise zur industriellen Anwendung geeignet. Die so ausgelegte Erfindung
kann auch zahlreichen Änderungen
und Varianten unterliegen, ohne dabei aus dem Zweckbereich der nachstehenden
Ansprüche
herauszugehen.