EP1269070B1 - Device and method for filling a container with liquid gas - Google Patents

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EP1269070B1
EP1269070B1 EP01955105A EP01955105A EP1269070B1 EP 1269070 B1 EP1269070 B1 EP 1269070B1 EP 01955105 A EP01955105 A EP 01955105A EP 01955105 A EP01955105 A EP 01955105A EP 1269070 B1 EP1269070 B1 EP 1269070B1
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EP
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container
gas
liquid
storage tank
liquid gas
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EP01955105A
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Claudio Marengo
Mauro Menegoli
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Messer Italia SpA
Original Assignee
Messer Italia SpA
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    • F17C5/02—Methods or apparatus for filling containers with liquefied, solidified, or compressed gases under pressures for filling with liquefied gases
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    • F17C2227/0128—Propulsion of the fluid with pumps or compressors
    • F17C2227/0135—Pumps

Definitions

  • the device according to the invention therefore has a supply line for liquid LPG which can be connected to a storage tank on the one hand and to the tank to be filled on the other hand, and which is provided with a conveying device.
  • the conveying device comprises a multi-stage pump or a plurality of pumps connected in series, which build up the pressure required for conveying the liquefied gas in several successive pressure stages.
  • the container to be filled with a gas discharge for discharging gaseous LPG is provided, which is connected at a flow connection with the supply line for liquid LPG.
  • a first pump stage of the conveyor between storage tank and the flow connection of the gas discharge prevents the influx of gas from the container into the storage tank.
  • a second pump stage of the conveyor arranged fluidically between the flow connection of the gas discharge and the container, at least partially causes the re-liquefaction of the supplied gaseous liquefied gas.
  • the method according to the invention is when filling the container with liquid LPG from a storage tank, an amount of gaseous LPG, which corresponds in volume substantially the volume of the liquid supplied from the storage tank liquid liquor, removed from the container and liquefied.
  • the liquefied gas is returned to the container.
  • the pressure built up for transporting the liquid liquid gas from the storage tank into the container is at the same time used to liquefy the gaseous liquid gas withdrawn from the container.
  • Usual operating pressures of customer containers are approx. 17 bar and thus of the same order of magnitude as filling pressures of mobile tank units, which are filled with approx. 16 to 20 bar.
  • the cooling caused by the pressure reduction during introduction of the liquefied gas from the tank unit into the container to be filled does not suffice to take place during the Be Glallvorgangs the container pressure reliably to a value below the set pressure of the safety devices to keep.
  • the liquid liquefied gas in the storage tank can also be cooled before the filling process. The power required for this purpose is relatively low, since a long compared to the duration of the filling process can be taken.
  • a flexible hose 29 is connected, which serves to establish a flow connection with the road tanker 10.
  • a second hose line 30, which is connectable to the gas supply port 27, allows a flow connection with the gas phase 13 of the liquefied gas in the tank truck 10.
  • the storage tank 15 can be filled in the usual way via a tank feed line 31, wherein the resulting gas overpressure via a gas discharge line 32 can be compensated.
  • a conveyor 38 which comprises a plurality of pump stages 39,40 in the same manner as the conveyor 21.
  • a gas supply connection 41 is arranged between the first pump stage 39 and the second pump stage 40. Facing away from the fuel tanker 10, both the conveyor 39 and the liquid gas feed line 35 open into the connecting line 37.
  • valves 42,43 can the flow paths through the liquid gas supply 34 and the conveyor 38 are opened or closed as needed.
  • the liquid gas supply line 35 is opened at the valve 42 and the liquid gas flows into the tank truck 10 a.
  • the liquid gas supply line 35 is guided into the interior of the tanker 10 in such a way that it discharges within the gas phase 13 of the liquefied gas present in the tanker 10.
  • the valve 42 is closed and the valve 43 of the discharge 28 is opened. Liquefied gas from the tanker 10 can now be pumped off by means of the conveyor 38.
  • the amount of residual gas in the container 45 can be substantially reduced.
  • the volume of this residual gas can be limited to an amount corresponding to the pressure of 9 to 10 bar.
  • a transport quantity of liquefied gas which is higher by at least 1.5% per journey can be achieved in this way.
  • the amount of residual gas in the tanker which must be compressed after delivery to the customer in a production facility, cleaned and liquefied, can be significantly reduced, resulting in a significant energy savings.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Befüllen eines Behälters mit Flüssiggas.The invention relates to a device and a method for filling a container with LPG.

Derartige Vorrichtungen sind bekannt. Üblicherweise erfolgt die Betankung des Behälters in der Weise, dass das Flüssiggas in flüssiger Form aus einem Vorratstank in den Behälter gepumpt wird. Um einen Druckausgleich zwischen Vorratstank und Behälter herbeizuführen, sind zugleich die Gasphasen des Flüssiggases im Behälter und im Vorratstank über eine separate Gasleitung miteinander strömungsverbunden. Auf diese Weise gelangt eine Gasmenge, die dem Volumen des dem Behälter zugeführten Flüssiggases entspricht, in den Vorratstank.Such devices are known. Usually, the refueling of the container takes place in such a way that the liquid gas is pumped in liquid form from a storage tank into the container. In order to bring about a pressure equalization between the storage tank and the container, the gas phases of the liquid gas in the container and in the storage tank are at the same time flow-connected to one another via a separate gas line. In this way, a quantity of gas which corresponds to the volume of the liquid gas supplied to the container reaches the storage tank.

Beispielsweise ist aus der US-A-3 106 071 ein Verfahren zum Befüllen eines Behälters mit Flüssiggas bekannt, bei dem flüssiges Flüssiggas aus einem Vorratstank dem zu betankenden Behälter zugeführt wird. Gleichzeitig wird gasförmiges Flüssiggas mit einem Volumen, das im wesentlichen dem Volumen des zugeführten Flüssiggases entspricht, aus dem zu befüllenden Behälter in die Gasphase des Vorratstanks eingespeist, wo es sich zumindest teilweise verflüssigt, um anschließend als flüssiges Flüssiggas dem Behälter wieder zugeführt zu werden.For example, is from the US-A-3,106,071 a method for filling a container with liquefied gas is known in which liquid liquefied gas is supplied from a storage tank to the container to be refueled. At the same time, gaseous liquefied petroleum gas having a volume substantially corresponding to the volume of the supplied liquefied gas is fed from the container to be filled into the gas phase of the storage tank, where it at least partially liquefies to be subsequently returned to the container as liquid liquefied gas.

Nachteilig bei diesem vorbekannten Befüllungsverfahren ist, dass im Falle einer Kontaminierung des zu befüllenden Tanks auch die Gasphase des Vorratstanks kontaminiert wird. Werden weitere Behälter aus diesem Vorratstank befüllt, kann es zur Kontaminierung auch dieser Behälter kommen. Außerdem besteht während einer darauf folgenden Neubetankung des Vorratstanks auch die Gefahr der Kontaminierung des Haupttanks der Produktionsstätte des Flüssiggases.A disadvantage of this known filling method is that in the event of contamination of the tank to be filled and the gas phase of the storage tank is contaminated. If more containers are filled from this storage tank, it can also lead to contamination of these containers. In addition, during a subsequent refueling of the storage tank there is also the risk of contamination of the main tank of the production facility of the liquefied gas.

Eine derartige sogenannte Kreuzkontamination kann mit Betankungssystemen vermieden werden, die nur eine Verbindungsleitung zwischen Vorratstank und dem zu befüllenden Behälter aufweisen. Es findet dabei also kein Druckausgleich zwischen den Gasphasen von Vorratstank und Behälter mehr statt. Um einen zu starken Druckaufbau im Behälter zu vermeiden, ist es erforderlich, entweder den zu befüllenden Behälter von oben zu beladen, um eine hinreichende Wiederverflüssigung des Flüssiggases zu erreichen, oder aber die im Behälter befindliche Gasphase in die Umgebung entweichen zu lassen.Such a so-called cross contamination can be avoided with refueling systems, which have only one connection line between the storage tank and the container to be filled. There is thus no pressure equalization between the gas phases of storage tank and container more. In order to avoid an excessive pressure build-up in the container, it is necessary either to load the container to be filled from above, in order to achieve a sufficient re-liquefaction of the liquefied gas, or to allow the gas phase in the container to escape into the environment.

Beide Möglichkeiten sind nur mit einem erheblichen apparativem Aufwand zu realisieren. Beim Ablassen der Gasphase in die Umgebung kann es zudem zu erheblichen Geräuschemissionen und zu lokalen Luftverschmutzungen kommen. Zudem ist der starke Gasverlust von bis zu 5 % der Gesamtmenge wirtschaftlich kaum zu vertreten.Both options can only be realized with a considerable expenditure on equipment. When discharging the gas phase into the environment, it can also lead to significant noise emissions and local air pollution. In addition, the strong gas loss of up to 5% of the total amount is hardly economically responsible.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, eine Möglichkeit zum Befüllen von Behältern mit Flüssiggas anzugeben, bei der die Kontamination des Vorratstanks verhindert wird und die zugleich kostengünstig im Einsatz ist.Object of the present invention is therefore to provide a way to fill containers with LPG, in which the contamination of the storage tank is prevented and which is also inexpensive to use.

Gelöst ist diese Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.This object is achieved by a device having the features of patent claim 1.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist also eine an einen Vorratstank einerseits und an den zu befüllenden Behälter andererseits anschließbare Zuleitung für flüssiges Flüssiggas auf, die mit einer Fördereinrichtung versehen ist. Die Fördereinrichtung umfasst eine mehrstufige Pumpe oder mehrere in Reihe geschaltete Pumpen, die den zur Förderung des Flüssiggases erforderlichen Druck in mehreren aufeinanderfolgenden Druckstufen aufbauen. Zugleich ist der zu befüllende Behälter mit einer Gasableitung zum Abführen von gasförmigem Flüssiggas versehen, die an einem Strömungsanschluss mit der Zuleitung für flüssiges Flüssiggas verbunden ist. Eine erste Pumpenstufe der Fördereinrichtung zwischen Vorratstank und dem Strömungsanschluss der Gasableitung verhindert das Einströmen von Gas aus dem Behälter in den Vorratstank. Eine zweite Pumpenstufe der Fördereinrichtung, strömungstechnisch zwischen dem Strömungsanschluss der Gasableitung und dem Behälter angeordnet, bewirkt zumindest teilweise die Wiederverflüssigung des zugeführten gasförmigen Flüssiggases.The device according to the invention therefore has a supply line for liquid LPG which can be connected to a storage tank on the one hand and to the tank to be filled on the other hand, and which is provided with a conveying device. The conveying device comprises a multi-stage pump or a plurality of pumps connected in series, which build up the pressure required for conveying the liquefied gas in several successive pressure stages. At the same time, the container to be filled with a gas discharge for discharging gaseous LPG is provided, which is connected at a flow connection with the supply line for liquid LPG. A first pump stage of the conveyor between storage tank and the flow connection of the gas discharge prevents the influx of gas from the container into the storage tank. A second pump stage of the conveyor, arranged fluidically between the flow connection of the gas discharge and the container, at least partially causes the re-liquefaction of the supplied gaseous liquefied gas.

Erfindungsgemäß ist die Gasphase des Behälters also nicht mit der Gasphase des Vorratstanks strömungsverbunden. Eine Kontamination der Gasphase des Vorratstanks durch die Gasphase des Behälters kann nicht stattfinden. Eine Kontrollanalyse, die bei Vorrichtungen nach dem Stande der Technik routinemäßig vor einer Befüllung des Vorratstanks durchgeführt werden musste, ist somit entbehrlich. Der Druckausgleich im Behälter erfolgt durch eine zumindest teilweise Wiederverflüssigung der aus dem Behälter strömenden Gasphase.According to the invention, the gas phase of the container is thus not fluidly connected to the gas phase of the storage tank. Contamination of the gas phase of the storage tank by the gas phase of the container can not take place. A control analysis routinely performed on prior art devices prior to filling the storage tank had, is thus unnecessary. The pressure equalization in the container takes place by an at least partial re-liquefaction of the gas phase flowing out of the container.

Eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, zwischen dem Vorratstank und dem Strömungsanschluss und/oder zwischen dem Strömungsanschluss und dem Behälter mehrere Pumpstufen vorzusehen. Hierdurch kann die Leistung der Fördereinrichtung erhöht werden.A development of the device according to the invention provides to provide a plurality of pump stages between the storage tank and the flow connection and / or between the flow connection and the container. As a result, the performance of the conveyor can be increased.

Während der Befüllung des Behälters besteht die Gefahr, dass der Druck im Behälter auf einen Wert ansteigt, bei dem Sicherheitsdruckbegrenzer ansprechen und somit eine Störung der Anlage verursachen. Aus diesem Grund ist es zweckmäßig, die Gasphase des Behälters vor oder während der Befüllung zu kühlen, um eine entsprechende Drucksenkung herbeizuführen. Dies erfolgt zweckmäßigerweise durch eine Kühleinrichtung, die mit der Gasableitung, mittels der gasförmiges Flüssiggas dem Behälter entnommen wird, strömungsverbunden ist.During filling of the container, there is a risk that the pressure in the container will rise to a value at which safety pressure limiters respond and thus cause a malfunction of the system. For this reason, it is expedient to cool the gas phase of the container before or during the filling, in order to bring about a corresponding reduction in pressure. This is expediently carried out by a cooling device, which is connected in flow communication with the gas discharge, by means of which the gaseous liquid gas is taken from the container.

Vorteilhafterweise handelt es sich bei dem zu befüllenden Behälter und/oder beim Vorratstank um eine mobile Tankeinheit, etwa einen Straßentankwagen, dem Tankaufleger eines Straßenfahrzeugs oder einen Eisenbahnkesselwagen. Insbesondere bei der Belieferung mehrere Kunden mit einer Tankeinheit erübrigt sich eine Überprüfung auf eine etwaige Kontamination, die ansonsten nach jedem Tankvorgang notwendig wäre. Hierdurch lässt sich auch der Einsatz von Fahrzeugen rechtfertigen, die nicht ausschließlich dem Transport von Nahrungsmitteln oder pharmazeutischen Produkten vorbehalten sind.Advantageously, the container to be filled and / or the storage tank is a mobile tank unit, such as a road tanker, the tank trailer of a road vehicle or a rail tank car. In particular, when supplying multiple customers with a tank unit is a check on any contamination that would otherwise be necessary after each refueling unnecessary. This can also justify the use of vehicles that are not exclusively reserved for the transport of food or pharmaceutical products.

Bevorzugt kommt als Flüssiggas in der erfindungsgemäßen Vorrichtung Kohlendioxid zum Einsatz.Carbon dioxide is preferably used as the liquid gas in the device according to the invention.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Fördereinrichtung als mobile Einheit ausgebildet, die problemlos auch an bestehende Vorratstanks oder Behälter anschließbar ist.In a further advantageous embodiment of the invention, the conveyor is designed as a mobile unit that can be easily connected to existing storage tanks or containers.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7.The object according to the invention is furthermore achieved by a method having the features of patent claim 7.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird beim Befüllen des Behälters mit flüssigen Flüssiggas aus einem Vorratstank eine Menge an gasförmigem Flüssiggas, die in ihrem Volumen im wesentlichen dem Volumen des aus dem Vorratstank zugeführten flüssigen Flüssiggases entspricht, aus dem Behälter entnommen und verflüssigt. Das verflüssigte Gas wird dem Behälter wieder zugeführt. Dabei wird der zum Transport des flüssigen Flüssiggases aus dem Vorratstank in den Behälter aufgebaute Druck zugleich dazu eingesetzt, um das aus dem Behälter entnommene gasförmige Flüssiggas wieder zu verflüssigen.In the method according to the invention is when filling the container with liquid LPG from a storage tank, an amount of gaseous LPG, which corresponds in volume substantially the volume of the liquid supplied from the storage tank liquid liquor, removed from the container and liquefied. The liquefied gas is returned to the container. In this case, the pressure built up for transporting the liquid liquid gas from the storage tank into the container is at the same time used to liquefy the gaseous liquid gas withdrawn from the container.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gelingt es somit, den Druckanstieg im Behälter zu begrenzen. Gleichzeitig wird eine Kontamination der Umgebungsluft mit Gas aus dem Behälter vermieden. Eventuell im Behälter vorhandene Verschmutzungen werden dem Behälter wieder zugeführt und gelangen nicht in den Vorratstank.With the method according to the invention it is thus possible to limit the pressure increase in the container. At the same time, contamination of the ambient air with gas from the container is avoided. Possibly present in the container contaminants are returned to the container and do not get into the storage tank.

In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird der Druck zum Fördern des Flüssiggases aus dem Vorratstank in den Behälter in mehreren Druckstufen erhöht und das aus dem Behälter entnommene gasförmige Flüssiggas zwischen zwei der Druckstufen zugeführt. Auf diese Weise wird sowohl das Einströmen von gasförmigem Flüssiggas aus dem Behälter in den Vorratstank einfach und wirkungsvoll unterbunden als auch eine effektive Verflüssigung des dem Behälter entnommenen Gases erzielt.In a particularly advantageous development of the invention, the pressure for conveying the liquefied gas from the storage tank into the tank is increased in several pressure stages and the gaseous liquefied gas withdrawn from the tank is fed between two of the pressure stages. In this way, both the influx of gaseous liquefied gas from the container into the storage tank is simply and effectively prevented and an effective liquefaction of the gas taken from the container is achieved.

Übliche Betriebsdrücke von Kundenbehältern liegen bei ca. 17 bar und damit in der gleichen Größenordnung wie Fülldrücke von mobilen Tankeinheiten, die mit etwa 16 bis 20 bar befüllt werden. In diesen Fällen genügt die durch die Druckreduzierung beim Einleiten des Flüssiggases aus der Tankeinheit in den zu befüllenden Behälter bewirkte Kühlung nicht, um während des Befüllvorgangs den Behälterdruck zuverlässig auf einen Wert unterhalb des Ansprechdrucks der Sicherheitseinrichtungen zu halten. Um eine auf diese Weise herbeigeführte Betriebsstörung zu vermeiden, ist es vorteilhaft, die dem Behälter entnommene oder die im Behälter vorliegende Gasphase zu kühlen. Alternativ oder ergänzend kann auch das flüssige Flüssiggas im Vorratstank vor dem Befüllvorgang gekühlt werden. Die hierzu erforderliche Leistungsaufnahme ist relativ gering, da ein im Vergleich zur Dauer des Befüllvorgangs langer Zeitraum in Anspruch genommen werden kann.Usual operating pressures of customer containers are approx. 17 bar and thus of the same order of magnitude as filling pressures of mobile tank units, which are filled with approx. 16 to 20 bar. In these cases, the cooling caused by the pressure reduction during introduction of the liquefied gas from the tank unit into the container to be filled does not suffice to take place during the Befüllvorgangs the container pressure reliably to a value below the set pressure of the safety devices to keep. In order to avoid a malfunction caused in this way, it is advantageous to cool the gas phase taken from the container or present in the container. Alternatively or additionally, the liquid liquefied gas in the storage tank can also be cooled before the filling process. The power required for this purpose is relatively low, since a long compared to the duration of the filling process can be taken.

Im Laufe mehrerer Befüllvorgänge kann es zur Anreicherung von Fremdbestandteilen im Behälter kommen. Um dies zu vermeiden, ist es zweckmäßig, vor oder während des Befüllvorgangs einen Teil der Menge des im Behälter vorliegenden gasförmigen Flüssiggases abzublasen, und nur den verbleibenden Teil zur Rückführung einzusetzen.In the course of several filling operations, it may lead to the accumulation of foreign components in the container. To avoid this, it is expedient to blow off a part of the amount of gaseous liquefied gas present in the container before or during the filling process, and to use only the remaining part for recycling.

Anhand der Zeichnung soll nachfolgend ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert werden.Reference to the drawing, an embodiment of the invention will be explained in more detail below.

Die einzige Figur zeigt in einem Strömungsschaltbild eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Beladen und eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Entladen eines Flüssiggas-Tankwagens.The single FIGURE shows a flow diagram of a device according to the invention for loading and a device according to the invention for unloading a liquid gas tank truck.

In dem als Auflieger eines Straßentankwagens ausgebildeten Tankwagen 10 liegt das Flüssiggas, etwa Kohlendioxid, stets sowohl in einer flüssigen Phase 12 als auch in einer gasförmigen Phase 13 vor. Der Tankwagen 10 wird aus einem ortsfesten Vorratstank 15, etwa dem Vorratstank einer Produktionsstätte oder eines regionalen Tanklagers, befüllt, in dem das Flüssiggas ebenfalls in einer flüssigen Phase 16 und eine gasförmige Phase 17 vorliegt.In the tanker 10 designed as a semi-trailer of a road tanker, the liquefied gas, such as carbon dioxide, is always present both in a liquid phase 12 and in a gaseous phase 13. The tank truck 10 is filled from a stationary storage tank 15, such as the storage tank of a production facility or a regional tank farm, in which the liquefied gas is also present in a liquid phase 16 and a gaseous phase 17.

Der Vorratstank 15 weist eine Ausleitung 20 auf, mittels der Flüssiggas in flüssiger Form aus dem Vorratstank entnehmbar ist. An die Ausleitung 20 ist eine Fördereinrichtung 21 angeschlossen, die eine erste Pumpenstufe 22 und eine zweite Pumpenstufe 23 aufweist, mittels derer der Förderdruck der Fördereinrichtung sukzessive auf einen vorherbestimmten Förderdruck erhöht werden kann. Zwischen der ersten Pumpenstufe 22 und der zweiten Pumpenstufe 23 ist ein Gaszuleitungsanschluss 27 angeordnet, der in der unten näher beschriebenen Weise zum Zuführen von gasförmigem Flüssiggas aus dem Tankwagen 10 dient. Im Ausführungsbeispiel sind nur zwei Pumpenstufen 22,23 gezeigt. Es ist jedoch auch möglich, je nach der Anforderung an die Förderleistung der Fördereinrichtung 21, weitere Pumpenstufen an der Zuleitung 20 vorzusehen, und zwar sowohl - in Strömungsrichtung gesehen - vor als auch hinter dem Gaszuleitungsanschluss 27. Die Fördereinrichtung 21 ist lösbar mit der Ausleitung 20 verbunden und kann beispielsweise auch in entsprechender Weise an eine Ausleitung 28 des Tankwagens 10 angeschlossen werden.The storage tank 15 has a discharge 20, by means of the liquid gas in liquid form can be removed from the storage tank. To the discharge 20, a conveyor 21 is connected, which has a first pump stage 22 and a second pump stage 23, by means of which the delivery pressure of the conveyor successively increased to a predetermined delivery pressure can be. Between the first pump stage 22 and the second pump stage 23, a gas supply port 27 is arranged, which serves in the manner described in more detail below for supplying gaseous liquefied gas from the tank truck 10. In the exemplary embodiment, only two pump stages 22,23 are shown. However, it is also possible, depending on the requirement for the delivery rate of the conveyor 21, to provide additional pump stages on the supply line 20, both in front of and behind the gas supply connection 27 in the flow direction. The delivery device 21 is detachable with the discharge line 20 connected and can for example also be connected in a corresponding manner to a discharge 28 of the tanker truck 10.

In Strömungsrichtung an dem der Ausleitung 20 abgewandten Ende der Fördereinrichtung ist eine flexible Schlauchleitung 29 anschließbar, die zur Herstellung einer Strömungsverbindung mit dem Straßentankwagen 10 dient. Eine zweite Schlauchleitung 30, die mit dem Gaszuleitungsanschluss 27 verbindbar ist, ermöglicht eine Strömungsverbindung mit der Gasphase 13 des im Tankwagen 10 befindlichen Flüssiggases.In the direction of flow at the end remote from the discharge 20 end of the conveyor a flexible hose 29 is connected, which serves to establish a flow connection with the road tanker 10. A second hose line 30, which is connectable to the gas supply port 27, allows a flow connection with the gas phase 13 of the liquefied gas in the tank truck 10.

Der Vorratstank 15 kann in üblicher Weise über eine Tankzuleitung 31 befüllt werden, wobei der dabei entstehende Gasüberdruck über eine Gasableitung 32 ausgeglichen werden kann.The storage tank 15 can be filled in the usual way via a tank feed line 31, wherein the resulting gas overpressure via a gas discharge line 32 can be compensated.

Die Füllarmaturen des Tankwagens 10 bestehen in einer Flüssiggaszuleitung 35 zum Zuführen von flüssigem Flüssiggas, die in eine Anschlussleitung 37 mündet, einer Ableitung 28 zum Entnehmen von flüssigem Flüssiggas und einer Gasableitung 36.The filling fittings of the tanker 10 consist in a liquid gas supply line 35 for supplying liquid LPG, which opens into a connecting line 37, a discharge line 28 for removing liquid LPG and a gas discharge 36th

An der Ausleitung 28 ist eine Fördereinrichtung 38 vorgesehen, die in gleicher Weise wie die Fördereinrichtung 21 mehrere Pumpenstufen 39,40 umfasst. Auch hier ist zwischen der ersten Pumpenstufe 39 und der zweiten Pumpenstufe 40 ein Gaszuleitungsanschluss 41 angeordnet. Strömungsabgewandt vom Tankwagen 10 münden sowohl die Fördereinrichtung 39 als auch die Flüssiggaszuleitung 35 in die Anschlussleitung 37. Durch Ventile 42,43 können die Strömungswege durch die Flüssiggaszuleitung 34 und die Fördereinrichtung 38 je nach Bedarf geöffnet oder geschlossen werden. Beim Befüllen des Tankwagens 10 wird die Flüssiggaszuleitung 35 am Ventil 42 geöffnet und das Flüssiggas strömt in den Tankwagen 10 ein. Die Flüssiggaszuleitung 35 ist derart in das Innere des Tankwagens 10 hineingeführt, dass sie innerhalb der Gasphase 13 des im Tankwagen 10 vorliegenden Flüssiggases ausmündet. Beim Entladen des Tankwagens 10 wird das Ventil 42 geschlossen und das Ventil 43 der Ausleitung 28 geöffnet. Flüssiggas aus dem Tankwagen 10 kann nun mittels der Fördereinrichtung 38 abgepumpt werden.At the outlet 28, a conveyor 38 is provided, which comprises a plurality of pump stages 39,40 in the same manner as the conveyor 21. Here, too, a gas supply connection 41 is arranged between the first pump stage 39 and the second pump stage 40. Facing away from the fuel tanker 10, both the conveyor 39 and the liquid gas feed line 35 open into the connecting line 37. By valves 42,43 can the flow paths through the liquid gas supply 34 and the conveyor 38 are opened or closed as needed. When filling the tanker 10, the liquid gas supply line 35 is opened at the valve 42 and the liquid gas flows into the tank truck 10 a. The liquid gas supply line 35 is guided into the interior of the tanker 10 in such a way that it discharges within the gas phase 13 of the liquefied gas present in the tanker 10. When unloading the tanker truck 10, the valve 42 is closed and the valve 43 of the discharge 28 is opened. Liquefied gas from the tanker 10 can now be pumped off by means of the conveyor 38.

Am dem Tankwagen 10 strömungstechnisch gesehen entgegengesetzten Ende der Anschlussleitung 37 ist diese mit einem Anschlusskopf 44 versehen, die zum Anschließen beispielsweise der flexiblen Schlauchleitung 29 dient. Die flexible Schlauchleitung 29 kann einerseits zum Befüllen des Tankwagens 10 mit der Fördereinrichtung 21 am Vorratstank 15 angeschlossen werden, andererseits zum Befüllen eines Behälters 45 an diesem angeschlossen werden, wie unten näher beschrieben wird.At the tanker 10 fluidly opposite end of the connecting line 37, this is provided with a connection head 44, which serves for connecting, for example, the flexible hose 29. The flexible hose 29 can be connected on the one hand for filling the tanker 10 with the conveyor 21 on the storage tank 15, on the other hand connected to the filling of a container 45 at this, as will be described in more detail below.

Die Gasableitung 36 des Tankwagens 10 ist gleichfalls an ihrem dem Tankwagen 10 strömungstechnisch abgewandten Ende mit einem Anschlusskopf 46 ausgestatten, an dem die flexible Schlauchleitung 30 zwecks Herstellung einer Strömungsverbindung mit dem Gaszuleitungsanschluss 27 lösbar angeschlossen werden kann. Diese Strömungsverbindung dient in der unten näher beschriebenen Weise zum Wiederverflüssigung von aus dem Tankwagen 10 entnommenen Gas.The gas discharge line 36 of the tanker truck 10 is likewise equipped at its end facing away from the tanker 10 with a connection head 46, to which the flexible hose line 30 can be detachably connected for the purpose of establishing a flow connection with the gas supply connection 27. This flow connection is used in the manner described in more detail below for the re-liquefaction of withdrawn from the tanker 10 gas.

Beim Befüllen des Tankwagens 10 aus dem Vorratstank 15 wird Flüssiggas mittels der Fördereinrichtung 21 durch die Schlauchleitung 29 und die Anschlussleitung 37 in den Tankwagen 10 eingefüllt. Zugleich wird Gas aus der Gasphase 13 des im Tankwagen 10 befindlichen Flüssiggases über die Gasableitung 36 aus dem Tankwagen abgeleitet. Das abgeleitete Gas gelangt über die Schlauchleitung 30 in den Gaszuleitungsanschluss 27 und von dort zur Pumpenstufe 23 der Fördereinrichtung 21. Durch die Druckänderung in der Pumpenstufe 23 wird das dem Tankwagen 10 entnommene Gas verflüssigt und in flüssiger Form, zusammen mit dem aus dem Vorratstank 15 entnommenen Flüssiggas, dem Tankwagen 10 zugeführt. Nach Abschluss des Befüllvorgangs wird das Ventil 42 geschlossen.When filling the tanker 10 from the storage tank 15 liquefied gas is introduced by means of the conveyor 21 through the hose 29 and the connecting line 37 in the tanker 10. At the same time gas from the gas phase 13 of the liquefied gas in the tank truck 10 is discharged via the gas discharge line 36 from the tanker. The discharged gas passes via the hose 30 into the gas supply port 27 and from there to the pump stage 23 of the conveyor 21. Due to the pressure change in the pump stage 23, the gas taken from the tank truck 10 is liquefied and in liquid form, together with the liquid gas taken from the storage tank 15, supplied to the tank truck 10. After completion of the filling operation, the valve 42 is closed.

Während des Befüllvorgangs stellt sich nach einer gewissen Zeitdauer, typischerweise nach einigen Minuten, selbsttätig ein im wesentlichen konstanter Druck sowohl im Tankwagen 10 als auch an den Pumpenstufen 22,23 ein. Eine gesonderte Druckregelung im Tankwagen 10 ist nicht erforderlich.During the filling process, after a certain period of time, typically after a few minutes, a substantially constant pressure automatically sets in both in the tank truck 10 and at the pump stages 22, 23. A separate pressure control in the tanker 10 is not required.

In prinzipiell gleicher Weise erfolgt die Befüllung eines Behälters 45 aus dem Tankwagen 10, wie dies in der Abbildung mit gestrichelten Linien angedeutet ist. Hierzu wird die flexible Schlauchleitung 29 an eine Flüssiggaszuleitung 48 des Behälters 45 angeschlossen. Gleichzeitig wird der Gaszuleitungsanschluss 41 mittels der flexiblen Schlauchleitung 30 mit einer Gasableitung 49 des Behälters 45 verbunden und so eine Strömungsverbindung der Gasphase des im Behälter 45 befindlichen Flüssiggases mit dem Gaszuleitungsanschluss 41 hergestellt. Die Gasableitung 36 des Tankwagens 10 ist gesperrt.In principle, the same way, the filling of a container 45 is carried out of the tank truck 10, as indicated in the figure with dashed lines. For this purpose, the flexible hose 29 is connected to a liquid gas inlet 48 of the container 45. At the same time, the gas supply port 41 is connected by means of the flexible hose 30 with a gas discharge 49 of the container 45, thus establishing a flow connection of the gas phase of the liquid gas in the container 45 to the gas supply port 41. The gas discharge line 36 of the tanker 10 is locked.

Vor dem eigentlichen Befüllvorgang einen Teil, etwa 25%, der im zu befüllenden Behälter 45 bestehenden Gasphase an einem Abgasventil 50 abzublasen. Das Abblasen erfolgt in bekannter Weise mittels eines hier nicht gezeigten Ventils, das mit der Gasphase im Behälter 45 strömungsverbunden ist. Dies ist insbesondere sinnvoll, um im Behälter 45 eine allmähliche, im Lauf mehrere Befüllvorgänge entstehende Anreicherung von Fremdstoffen, beispielsweise inerte oder flüchtige Komponenten, zu vermeiden. Eine entsprechende Entgasung wird im übrigen für Behälter, die im Bereich der Lebensmitteltechnik eingesetzt werden, von der ISBT (international Society of Beverage Technologists) empfohlen.Before the actual filling process, a part, about 25%, of the gas phase to be filled in the container 45 to be filled at an exhaust valve 50. Blowing off in a known manner by means of a valve, not shown here, which is fluidly connected to the gas phase in the container 45. This is particularly useful in order to avoid a gradual accumulation of foreign substances, for example inert or volatile components, occurring in the container 45 in the course of several filling operations. In addition, appropriate degassing is recommended for containers used in the food industry by the ISBT (International Society of Beverage Technologists).

Mittels der Pumpstufen 39,40 der Fördereinrichtung 38 wird Flüssiggas in den Behälter 45 gepumpt. Das eingepumpte Flüssiggas verdrängt das im Behälter 45 vorliegende Gas, das über die Schlauchleitung 30 dem Gaszuleitungsanschluss 41 zugeführt und in der Pumpstufe 40 verflüssigt wird. Das auf diese Weise verflüssigte Gas wird in flüssiger Form zusammen mit dem aus dem Tankwagen 10 entnommenen Flüssiggas wieder dem Behälter 45 zugeführt. Bei Bedarf kann das der Pumpstufe 40 zugeführte Gas mittels einer im Gaszuleitungsanschluss 41 integrierten Kühleinrichtung 47 vorgekühlt werden. Bei der Kühlenrichtung 47 handelt es sich beispielsweise um einen Wärmetauscher, der aus der gleichen Quelle mit Energie versorgt wird, wie die Pumpstufen 39, 40. Die in der Kühleinrichtung 47 vollzogene Vorkühlung, die freilich nicht notwendig, jedoch zweckmäßig für das erfindungsgemäße Verfahren ist, verringert den Gasdruck und trägt damit zur Vermeidung einer, den maximal erlaubten Betriebsdruck übersteigenden, Druckerhöhung im Behälter 45 bei.By means of the pumping stages 39, 40 of the conveying device 38, liquid gas is pumped into the container 45. The pumped liquid gas displaces the gas present in the container 45, which is supplied via the hose 30 to the gas supply port 41 and liquefied in the pumping stage 40. The gas liquefied in this way becomes in liquid form together with that from the Tank truck 10 removed liquefied gas fed back to the container 45. If necessary, the gas supplied to the pumping stage 40 can be pre-cooled by means of a cooling device 47 integrated in the gas supply connection 41. The cooling direction 47 is, for example, a heat exchanger which is supplied with energy from the same source as the pumping stages 39, 40. The pre-cooling carried out in the cooling device 47, which is of course not necessary but is expedient for the method according to the invention, reduces the gas pressure and thus contributes to the avoidance of, the maximum allowable operating pressure exceeding, increase in pressure in the container 45 at.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung lässt sich die Restgasmenge im Behälter 45 wesentlich verringern. Beispielsweise kann das Volumen dieses Restgases auf eine dem Druck von 9 bis 10 bar entsprechende Menge beschränkt werden. Gegenüber konventionellen Befülleinrichtungen ist auf dieses Weise eine um wenigstens 1,5% pro Fahrt höhere Transportmenge an Flüssiggas zu erzielen. Zugleich kann die Restgasmenge im Tankwagen, die nach Belieferung der Kunden in einer Produktionsstätte komprimiert, gereinigt und verflüssigt werden muss, deutlich reduziert werden, wodurch sich eine deutliche Energieeinsparung ergibt. Zudem ist es nicht mehr erforderlich, das Restgas im Tankwagen 10 vor der Beladung eines Behälters 45 einer Kontrollanalyse zu unterziehen.With the device according to the invention, the amount of residual gas in the container 45 can be substantially reduced. For example, the volume of this residual gas can be limited to an amount corresponding to the pressure of 9 to 10 bar. Compared to conventional filling devices, a transport quantity of liquefied gas which is higher by at least 1.5% per journey can be achieved in this way. At the same time, the amount of residual gas in the tanker, which must be compressed after delivery to the customer in a production facility, cleaned and liquefied, can be significantly reduced, resulting in a significant energy savings. In addition, it is no longer necessary to subject the residual gas in the tank truck 10 before loading a container 45 to a control analysis.

Da auch nach dem Befüllen eines ersten Behälters die hohe Qualität des Flüssiggases gewährleistet ist, kann auch der Einsatz von nicht speziell dem ausschließlichen Transport von Nahrungsmitteln und medizinischen Gütern vorbehaltenen Tankfahrzeugen gerechtfertigt werden.Since even after the filling of a first container, the high quality of the liquefied gas is ensured, the use of tankers not specifically reserved for the exclusive transport of food and medical supplies can be justified.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

10.10th
Tankwagentanker
1111
--
12.12th
flüssige Phaseliquid phase
13.13th
Gasphasegas phase
1414
--
15.15th
Vorratstankstorage tank
16.16th
flüssige Phaseliquid phase
17.17th
Gasphasegas phase
18.18th
--
19.19th
--
20.20th
AusleitungRecovery
21.21st
FördereinrichtungConveyor
22.22nd
erste Pumpstufefirst pumping stage
23.23rd
zweite Pumpstufesecond pumping stage
2424
--
25.25th
--
26.26th
--
27.27th
GaszuleitungsanschlussGas supply connection
28.28th
Ausleitung TankwagenDischarge tanker
29.29th
flexible Schlauchleitungflexible hose line
30.30th
flexible Schlauchleitungflexible hose line
31.31st
Tankzuleitung VorratstankTank supply storage tank
32.32nd
Gasableitung VorratstankGas drainage storage tank
33.33rd
--
34.34th
--
35.35th
Flüssiggaszuleitung TankwagenLiquefied petroleum gas tanker
36.36th
Gasableitung TankwagenGas discharge tanker
37.37th
Anschlussleitung TankwagenConnection cable tanker
38.38th
FördereinrichtungConveyor
39.39th
erste Pumpstufefirst pumping stage
40.40th
zweite Pumpstufesecond pumping stage
41.41st
GaszuleitungsanschlussGas supply connection
42.42nd
VentilValve
43.43rd
VentilValve
44.44th
Anschlusskopfconnecting head
45.45th
Behältercontainer
46.46th
Anschlusskopfconnecting head
47.47th
Kühleinrichtungcooling device
48.48th
Flüssiggaszuleitung BehälterLPG supply tank
49.49th
Gasableitung BehälterGas drainage tank
50.50th
Abgasventilexhaust valve

Claims (11)

  1. Apparatus for filling a container (10, 45) with liquid gas, with a liquid-gas supply line connectable to a storage tank (15, 10) on the one hand, and to the container (10, 45), on the other hand, and provided with a conveying device (21, 38), and with a gas discharge line (36, 49), connectable to the container (10, 45), for the discharge of gas out of the container, characterized in that the conveying device (21, 38) comprises a multi-stage pump, and in that the gas discharge line (36, 49) is flow-connected to the liquid-gas supply line at a flow connection (27, 41) arranged between two pump stages (22, 23; 39, 40).
  2. Apparatus according to Claim 1, characterized in that a plurality of pump stages (22, 23; 39, 40) are provided in each case between the storage tank (10, 15) and the flow connection (27, 41) and/or between the flow connection (27, 41) and the container (15, 45).
  3. Apparatus according to one of the preceding claims, characterized in that the gas discharge line (36, 49) is flow-connected to a cooling device (47) for cooling the discharged gas.
  4. Apparatus according to one of the preceding claims, characterized in that a mobile tank unit, for example a road tanker, a tanker trailer or a railway tank wagon, is provided as a storage tank (10, 15) and/or as a container (15, 45).
  5. Apparatus according to one of the preceding claims, characterized in that carbon dioxide is used as liquid gas.
  6. Apparatus according to one of the preceding claims, characterized in that the conveying device (21, 38) is designed as a mobile unit.
  7. Method for filling a container (10, 45) with liquid gas, in which liquid gas in liquid form is supplied to the container (15, 45) from a storage tank (10, 15), and liquid gas in gaseous form with a volume corresponding substantially to the volume of the supplied liquid gas in liquid form is extracted from the container (15, 45), at least partially liquefied, and the liquid gas thus liquefied is supplied to the container (10, 45) again, a conveying pressure being built up for transporting the liquid gas in liquid form out of the storage tank (10, 15) into the container (10, 45), which conveying pressure is used at the same time for liquefying the liquid gas in gaseous form which is extracted from the container (10, 45).
  8. Method according to Claim 7, characterized in that the conveying pressure is increased in a plurality of pressure stages, and in that the liquid gas extracted from the container (10, 45) is supplied between two pressure stages.
  9. Method according to Claim 7 or 8, characterized in that the liquid gas in gaseous form extracted from the container (10, 45) and/or present in the container (10, 45) is at least partially cooled.
  10. Method according to one of Claims 7 to 9, characterized in that the liquid gas present in the storage tank (10, 15) is cooled before the filling operation.
  11. Method according to one of Claims 7 to 10, characterized in that part of the liquid gas in gaseous form is blown off from the container (10, 45) before and/or during the filling operation.
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