EP0532912B2 - 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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    • 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)

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for reduced pressure Gas withdrawal from pressure vessels with a filling pressure of more than 200 bar Use of a conventional pressure reducer for pressures up to 200 bar.
  • Gas is extracted from pressure vessels with a filling pressure of up to 200 bar
  • Pressure reducer enables the tank pressure to a working pressure of usually reduce below 10 bar. Under filling pressure, the pressure is at maximum filled pressure tank understood, while the tank pressure the current Pressure of the pressure vessel during gas extraction means.
  • the pressure reducers work in one or more stages. For example, you lower the pre-pressure of 200 bar on one side of the tank adjustable back pressure from 2 to 20 bar or two-stage a pre-pressure of 200 bar first to 20 bar and then from 20 bar down to 0.5 bar back pressure.
  • Such pressure reducers are used, for example, for gas extraction from bottles, Bottle battery or bundle battery systems that like compressed gases Oxygen, nitrogen, argon etc., with a filling pressure of mostly 200 bar included, used.
  • DE-27 17 363 uses gas sampling for gas analysis first pressure reducer used to generate dry gas, with which the second pressure reducer and the rest of the system are dried. Subsequently this first pressure reducer is bypassed and the gas through the second pressure reducer to the analysis unit.
  • first pressure reducer used to generate dry gas
  • this first pressure reducer is bypassed and the gas through the second pressure reducer to the analysis unit.
  • liquid ammonia from 250 bar to 9 to 12 bar and then to 1 to 2 bar two pressure reducing valves before it is liquid and cryogenic in one Container is passed.
  • the pressure-reduced gas withdrawal from pressure vessels is included a filling pressure of up to 5500 psi ( ⁇ 380 bar).
  • a conventional pressure reducer for maximum pressures up to 3000 psi ( ⁇ 207 bar) in Connection with an upstream pressure reducer for pre-pressures, for example 5500 psi ( ⁇ 380 bar) the upstream pressure reducer is operated in such a way that the upstream pressure reducer only at a tank pressure of 1500 psi ( ⁇ 103 bar) the pressure reduction essentially ended.
  • the object of the present invention is therefore for existing systems for gas supply a process for Gas sampling to develop with the consumer economical and technically simple way brought in, pressure vessels with filling pressures above 200 bar to integrate his gas systems.
  • the first pressure reducer is fully open and the second The pressure reducer alone ensures the pressure is reduced to working pressure.
  • This second pressure reducer is usually already in all gas supply systems available. The method according to the invention accordingly allows a one-time retrofitting the use of gas containers with filling pressures above and below 200 bar.
  • the method according to the invention makes it compatible of the system for, for example, 300 bar and 200 bar Gas cylinders ensured this compatibility with low technical and financial expenditure is achieved. This also increases consumer acceptance for Pressure vessel with filling pressures above 200 bar increased.
  • An advantageous variant of the method according to the invention is at a tank pressure equal to or less than 200 bar a bypassing the first pressure reducer Open the bypass line.
  • Pressure vessel with one Tank pressures equal to or less than 200 bar can be in in this case, bypassing the first pressure reducer be emptied.
  • the bypass line can be manual or automatically at container pressures of 200 bar or below be opened.
  • the line leading from gas bottle 1 to the consumer contains several pressure gauges 2, 3, 4 and a first one Pressure reducer 5, a bypass line 7 with a Control valve 6 can be opened and closed automatically can, and finally a second pressure reducer 8.
  • valve 9 By opening the valve 9, the gas extraction for the Enables consumers.
  • This system is in this embodiment by adding the first Pressure reducer 5 with pressure gauge 2 and the bypass line 7 together with valve 6 for gas extraction from an oxygen gas bottle 1 with a filling pressure of 300 bar.
  • the first pressure reducer 5 lowers the pressure the oxygen gas bottle when gas is withdrawn to 200 bar, as long as the manometer has 2 tank pressures of over 200 bar displays.
  • the gas then flows into the second Pressure reducer, the gas pressure in two stages from 200 bar to lowered to 2 bar working pressure.
  • the oxygen can now, for example Laser cutting can be used.
  • valve 6 is automatically opened so that the gas flow bypassing the first pressure reducer 5 by Bypass line 7 can flow and the gas pressure only by means of the second pressure reducer 8 to working pressure is reduced.
  • the embodiment clearly shows the technical and financial advantages of the method according to the invention, through which the gas withdrawal from pressure tanks with filling pressures above and below 200 bar with one system.

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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.
Aus der US-A-4 791 957 ist die druckreduzierte Gasentnahme aus Druckbehältern mit einem Fülldruck von bis zu 5500 psi (≈ 380 bar) bekannt. Unter Verwendung eines herkömmlichen Druckminderes für maximale Vordrücke bis 3000 psi (≈ 207 bar) in Verbindung mit einem vorgeschalteten Druckminderer für Vordrücke von beispielsweise 5500 psi (≈ 380 bar) wird der vorgeschaltete Druckminderer in der Art betrieben, daß erst bei einem Behälterdruck von 1500 psi (≈ 103 bar) der vorgeschaltete Druckminderer die Druckreduzierung im wesentlichen beendet.
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 bis 4 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 und
    wobei, wenn der Behälterdruck im Laufe der Gasentnahme auf einen Druck von gleich und weniger 200 bar sinkt, der erste Druckminderer (5) voll geöffnet ist und der zweite Druckminderer (8) allein für die Druckabsenkung auf Gebrauchsdruck sorgt.
  2. 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 und
    wobei bei einem Behälterdruck von gleich und 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 und
    wobei die Vorrichtung so ausgebildet ist, daß, wenn der Behälterdruck im Laufe der Gasentnahme auf einen Druck von gleich und weniger 200 bar sinkt, der erste Druckminderer (5) voll geöffnet ist und der zweite Druckminderer (8) allein für die Druckabsenkung auf Gebrauchsdruck sorgt.
  4. 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,
    wobei zum ersten Druckminderer (5) eine Bypassleitung (7) parallel geschaltet ist,
    die ein die Bypassleitung (7) bei einem Behälterdruck von 200 bar öffnendes Ventil (6) enthält.
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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DE4127697 1991-08-21

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DE59205085D1 (de) 1996-02-29
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