EP0532912B1 - Verfahren zur Gasentnahme aus Druckbehältern mit einem Fülldruck von über 200 bar - Google Patents

Verfahren zur Gasentnahme aus Druckbehältern mit einem Fülldruck von über 200 bar Download PDF

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EP0532912B1 EP92113844A EP92113844A EP0532912B1 EP 0532912 B1 EP0532912 B1 EP 0532912B1 EP 92113844 A EP92113844 A EP 92113844A EP 92113844 A EP92113844 A EP 92113844A EP 0532912 B1 EP0532912 B1 EP 0532912B1
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    • F17C2223/03—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the pressure level
    • F17C2223/036—Very high pressure (>80 bar)

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for reducing the pressure of gas from pressure vessels with a filling pressure of over 200 bar using a conventional pressure reducer for pressures up to 200 bar.
  • the gas withdrawal from pressure tanks with a filling pressure of up to 200 bar is made possible by means of pressure reducers, which reduce the tank pressure to a working pressure of usually less than 10 bar.
  • Filling pressure is understood to mean the pressure when the pressure container is filled to the maximum, while the container pressure means the current pressure of the pressure container during gas extraction.
  • the pressure reducers work in one or more stages. For example, you lower the pre-pressure on the tank side from 200 bar to a controllable back pressure of 2 to 20 bar on the side of the consumer or in two stages a pre-pressure of 200 bar first to 20 bar and then from 20 bar to 0.5 bar back pressure.
  • Such pressure reducers are used, for example, for gas extraction from bottles, cylinder battery or bundle battery systems which contain compressed gases, such as oxygen, nitrogen, argon etc., with a filling pressure of usually 200 bar.
  • a first pressure reducer for generating dry gas is used for gas sampling during gas analysis, with which the second pressure reducer and the rest of the system are dried. This first pressure reducer is then bypassed and the gas is passed through the second pressure reducer to the analysis unit.
  • liquid ammonia is brought from 250 bar to 9 to 12 bar and then to 1 to 2 bar by means of two pressure reducing valves before it is passed liquid and cryogenic into a container.
  • the consumer must equip himself with a system for pressure vessels with over 200 bar (e.g. 300 bar) and a second system for pressure vessels up to 200 bar (e.g. 200 or 150 bar) if they remain flexible and are not completely wants to commit to a certain filling pressure.
  • a system for pressure vessels with over 200 bar (e.g. 300 bar) and a second system for pressure vessels up to 200 bar (e.g. 200 or 150 bar) if they remain flexible and are not completely wants to commit to a certain filling pressure.
  • the consumer essentially only needs a pressure reducer which is connected upstream of his previous gas supply system.
  • This first pressure reducer reduces the pressure to or below 200 bar when using pressure vessels with a filling pressure above 200 bar during gas extraction, so that after this first reduction the pressure can be reduced to working pressure by means of a second pressure reducer.
  • the first pressure reducer is fully open and the second pressure reducer alone reduces the pressure to working pressure.
  • This second pressure reducer is usually already available in all gas supply systems. The method according to the invention therefore allows the use of gas containers with filling pressures above and below 200 bar by a single retrofitting.
  • the first pressure reducer has no effect since it is fully open and the system operates as usual.
  • the method according to the invention ensures compatibility of the system for, for example, 300 bar and 200 bar gas bottles, this compatibility being achieved with little technical and financial outlay. This also increases consumer acceptance for pressure vessels with filling pressures above 200 bar.
  • An advantageous variant of the method according to the invention consists in opening a bypass line which bypasses the first pressure reducer at a container pressure of equal to or less than 200 bar.
  • a bypass line which bypasses the first pressure reducer at a container pressure of equal to or less than 200 bar.
  • pressure vessels with a vessel pressure equal to or less than 200 bar can be emptied by bypassing the first pressure reducer.
  • the bypass line can be opened manually or automatically at tank pressures of 200 bar or below.
  • an oxygen gas bottle 1 with a filling pressure of 300 bar and a system for extracting gas from this pressure vessel according to the invention are schematically shown as pressure vessels.
  • the line leading from the gas bottle 1 to the consumer contains several pressure gauges 2, 3, 4 as well as a first pressure reducer 5, a bypass line 7, which can be opened and closed automatically with a control valve 6, and finally a second pressure reducer 8.
  • the second pressure reducer 8 corresponds to the previous system for gas extraction from pressure vessels with filling pressures up to a maximum of 200 bar.
  • this system is suitable for adding gas from an oxygen gas bottle 1 with a filling pressure of 300 bar by adding the first pressure reducer 5 with pressure gauge 2 and the bypass line 7 together with valve 6.
  • the first pressure reducer 5 lowers the pressure of the oxygen gas bottle to 200 bar when gas is withdrawn, as long as the pressure gauge 2 indicates container pressures of over 200 bar.
  • the gas then flows into the second pressure reducer, which lowers the gas pressure in two stages from 200 bar to 2 bar working pressure.
  • the oxygen can now be used, for example in laser cutting.
  • the valve 6 is automatically opened so that the gas flow can bypass the first pressure reducer 5 through the bypass line 7 and the gas pressure is reduced to working pressure only by means of the second pressure reducer 8.
  • the system according to the invention is of course also suitable for taking gas from oxygen gas bottles with a filling pressure equal to or below 200 bar.
  • the exemplary embodiment clearly shows the technical and financial advantages of the method according to the invention, by means of which the gas removal from pressure containers with filling pressures above and below 200 bar is possible with one system.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur druckreduzierten Gasentnahme aus Druckbehältern mit einem Fülldruck von über 200 bar unter Verwendung eines herkömmlichen Druckminderers für Drücke bis 200 bar.
  • Die Gasentnahme aus Druckbehältern von bis zu 200 bar Fülldruck wird mittels Druckminderer ermöglicht, die den Behälterdruck auf einen Gebrauchsdruck von meist unter 10 bar reduzieren. Unter Fülldruck wird dabei der Druck bei maximal gefülltem Druckbehälter verstanden, während der Behälterdruck den aktuellen Druck des Druckbehälters während der Gasentnahme meint.
  • Die Druckminderer arbeiten ein- oder mehrstufig. Sie senken beispielsweise einstufig den an der Behälterseite anliegenden Vordruck von 200 bar auf einen regelbaren verbraucherseitigen Hinterdruck von 2 bis 20 bar oder zweistufig einen Vordruck von 200 bar zunächst auf 20 bar und anschließend von 20 bar bis auf 0,5 bar Hinterdruck.
  • Solche Druckminderer werden beispielsweise zur Gasentnahme aus Flaschen, Flaschenbatterie- oder Bündelbatterie-Anlagen, die verdichtete Gase, wie Sauerstoff, Stickstoff, Argon etc., mit einem Fülldruck von meist 200 bar enthalten, eingesetzt.
  • In der DE-27 17 363 wird zur Gasprobenentnahme bei der Gasanalyse ein erster Druckminderer zur Erzeugung trockenen Gases verwendet, mit dem der zweite Druckminderer und der Rest der Anlage getrocknet werden. Anschließend wird dieser erste Druckminderer umgangen und das Gas durch den zweiten Druckminderer zur Analyseeinheit geleitet. In der GB-263, 775 wird flüssiges Ammoniak von 250 bar auf 9 bis 12 bar und dann auf 1 bis 2 bar mittels zweier Druckreduzierventile gebracht, bevor es flüssig und tiefkalt in einen Behälter geleitet wird.
  • Druckbehälter mit Fülldrücken von über 200 bar, also beispielsweise 300, 350 oder 400 bar, sind seit kurzem auf dem Markt erhältlich oder werden dort in naher Zukunft erscheinen.
  • Da zur Gasentnahme aus diesen neuen Druckbehältern auch neue Gasarmaturen, insbesondere Druckminderer, notwendig sind, stoßen diese Druckbehälter beim Verbraucher auf noch geringe Akzeptanz. Bekannt sind bisher einstufige Druckminderer, die den Vordruck von 300 bar auf einen Hinterdruck von unter 10 bar reduzieren. Nachteilig für den Verbraucher wirken sich hierbei die Neuanschaffungskosten, sowie die mangelnde Kompatibilität des Systems für Druckbehälter mit einem Fülldruck oberhalb und unterhalb 200 bar aus. Zudem arbeiten derartige einstufige Druckminderer aufgrund ihrer Kennlinien über solch große Druckbereiche mit oftmals nicht genügend großer Genauigkeit.
  • Der Verbraucher muß sich bei diesem Stand der Technik mit einem System für Druckbehälter mit über 200 bar (z.B. 300 bar) und einem zweiten System für Druckbehälter bis zu 200 bar (z.B. 200 oder 150 bar) ausrüsten, wenn er flexibel bleiben und sich nicht völlig auf Druckbehälter eines bestimmten Fülldruckes festlegen will.
  • Aufgabe vorliegender Erfindung ist es deshalb, für bestehende Anlagen zur Gaseversorgung ein Verfahren zur Gasentnahme zu entwickeln, mit dem der Verbraucher auf wirtschaftliche Art und technisch einfache Weise in die Lage gebracht wird, Druckbehälter mit Fülldrücken über 200 bar in seine Gasanlagen zu integrieren.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1 und 3 gelöst.
  • Zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vom Verbraucher im wesentlichen lediglich ein Druckminderer benötigt, der seinem bisherigen Gaseversorgungssystem vorgeschaltet wird. Dieser erste Druckminderer reduziert bei Verwendung von Druckbehältern mit einem Fülldruck oberhalb 200 bar bei der Gasentnahme den Druck bis auf oder bis unter 200 bar, so daß nach dieser ersten Reduktion wie bisher mittels eines zweiten Druckminderers der Druck auf Gebrauchsdruck reduziert werden kann.
  • Sinkt der Behälterdruck im Laufe der Gasentnahme auf einen Druck von gleich oder weniger 200 bar, ist der erste Druckminderer voll geöffnet und der zweite Druckminderer sorgt allein für die Druckabsenkung auf Gebrauchsdruck. Dieser zweite Druckminderer ist in der Regel bei allen Gaseversorgungsanlagen bereits vorhanden. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt demnach durch ein einmaliges Nachrüsten den Gebrauch von Gasbehältern mit Fülldrücken ober- und unterhalb 200 bar.
  • Werden nämlich Druckbehälter mit einem Fülldruck von maximal 200 bar in der erfindungsgemäß veränderten Gasanlage eingesetzt, bleibt der erste Druckminderer wirkungslos, da er voll geöffnet ist, und das System arbeitet wie bisher üblich.
  • Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist eine Kompatibilität des Systems für beispielsweise 300 bar und 200 bar Gasflaschen sichergestellt, wobei diese Kompatibilität mit geringem technischen und finanziellen Aufwand erzielt wird. Dadurch wird gleichzeitig die Akzeptanz des Verbrauchers für Druckbehälter mit Fülldrücken oberhalb 200 bar erhöht.
  • Eine vorteilhafte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, bei einem Behälterdruck von gleich oder weniger als 200 bar eine den ersten Druckminderer umgehende Bypassleitung zu öffnen. Druckbehälter mit einem Behälterdruck von gleich oder weniger als 200 bar können in diesem Fall unter Umgehung des ersten Druckminderers entleert werden. Die Bypassleitung kann manuell oder automatisch bei Behälterdrücken von 200 bar oder darunter geöffnet werden.
  • Damit entfällt der Widerstand des ersten Druckminderers und die Druckbehälter, insbesondere Flaschenbatterien und Bündelbatterien, entleeren sich erfahrungsgemäß besser.
  • Im folgenden soll ein Ausführungsbeispiel das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutern.
  • In der Zeichnung ist als Druckbehälter eine Sauerstoff-Gasflasche 1 mit einem Fülldruck von 300 bar sowie ein System zur erfindungsgemäßen Gasentnahme aus diesem Druckbehälter schematisch dargestellt.
  • Die von der Gasflasche 1 zum Verbraucher führende Leitung enthält mehrere Manometer 2, 3, 4 sowie einen ersten Druckminderer 5, eine Bypassleitung 7, die mit einem Regelventil 6 automatisch geöffnet und geschlossen werden kann, und schließlich einen zweiten Druckminderer 8.
  • Durch Öffnen des Ventils 9 wird die Gasentnahme für den Verbraucher ermöglicht. In der Regel entsprechen der zweite Druckminderer 8, die Manometer 3 und 4 und das Ventil 9 dem bisherigen System zur Gasentnahme aus Druckbehältern mit Fülldrücken bis maximal 200 bar. Dieses System wird in diesem Ausführungsbeispiel durch Hinzufügen des ersten Druckminderers 5 mit Manometer 2 und der Bypassleitung 7 samt Ventil 6 zur Gasentnahme aus einer Sauerstoff-Gasflasche 1 mit einem Fülldruck von 300 bar geeignet.
  • Erfindungsgemäß senkt der erste Druckminderer 5 den Druck der Sauerstoff-Gasflasche bei einer Gasentnahme auf 200 bar, solange das Manometer 2 Behälterdrücke von über 200 bar anzeigt. Das Gas strömt anschließend in den zweiten Druckminderer, der den Gasdruck zweistufig von 200 bar bis auf 2 bar Arbeitsdruck herabsenkt.
  • Der Sauerstoff kann jetzt, beispielsweise beim Laserschneiden, eingesetzt werden.
  • Zeigt das Manometer 2 einen Behälterdruck von 200 bar an, wird automatisch das Ventil 6 geöffnet, so daß der Gasstrom unter Umgehung des ersten Druckminderers 5 durch die Bypassleitung 7 strömen kann und der Gasdruck lediglich mittels des zweiten Druckminderers 8 auf Arbeitsdruck reduziert wird.
  • In der zuletzt geschilderten Arbeitsweise eignet sich das erfindungsgemäße System selbstverständlich auch zur Gasentnahme aus Sauerstoff-Gasflaschen mit einem Fülldruck gleich oder unterhalb 200 bar.
  • Das Ausführungsbeispiel zeigt deutlich die technischen und finanziellen Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens, durch das die Gasentnahme aus Druckbehältern mit Fülldrücken ober- und unterhalb 200 bar mit einem System möglich wird.

Claims (4)

  1. Verfahren zur druckreduzierten Gasentnahme aus Druckbehältern (1) mit einem Fülldruck von über 200 bar unter Verwendung eines herkömmlichen Druckminderers (8) für Drücke bis 200 bar, wobei der Gasdruck mittels eines vorgeschalteten ersten Druckminderers (5) für Drücke oberhalb 200 bar bis auf oder bis unter 200 bar reduziert oder gehalten wird und anschließend mittels eines zweiten Druckminderers (8) für Drücke bis 200 bar auf Gebrauchsdruck reduziert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Behälterdruck von gleich oder weniger als 200 bar eine den ersten Druckminderer (5) umgehende Bypassleitung (7) geöffnet wird.
  3. Vorrichtung mit einem herkömmlichen Druckminderer (8) für Drücke bis 200 bar zur druckreduzierten Gasentnahme aus Druckbehältern (1) mit einem Fülldruck von über 200 bar, wobei ein erster Druckminderer (5) für Drücke oberhalb 200 bar, der über eine Leitung mit dem Druckbehälter (1) verbunden ist, einem zweiten Druckminderer (8) für Drücke bis 200 bar vorgeschaltet ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum ersten Druckminderer (5) eine ein Ventil (6) enthaltende Bypassleitung (7) parallel geschaltet ist.
EP92113844A 1991-08-21 1992-08-13 Verfahren zur Gasentnahme aus Druckbehältern mit einem Fülldruck von über 200 bar Expired - Lifetime EP0532912B2 (de)

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ES2082300T3 (es) 1996-03-16
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ATE133242T1 (de) 1996-02-15
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