EP4010623B1 - Vorrichtung zur permanenten versorgung eines verbrauchers mit gas - Google Patents

Vorrichtung zur permanenten versorgung eines verbrauchers mit gas Download PDF

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EP4010623B1
EP4010623B1 EP20742705.5A EP20742705A EP4010623B1 EP 4010623 B1 EP4010623 B1 EP 4010623B1 EP 20742705 A EP20742705 A EP 20742705A EP 4010623 B1 EP4010623 B1 EP 4010623B1
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EP
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compressed gas
pressure
cylinder
gas reservoir
shut
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Rudi Schaerlaeckens
Erik VAN VOSSEN
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Messer Gaspack GmbH
Messer BV
Original Assignee
Messer Gaspack GmbH
Messer BV
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Publication date
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    • F17C2270/00—Applications
    • F17C2270/07—Applications for household use
    • F17C2270/0709—Camping gas

Definitions

  • the invention relates to a device for permanently supplying a consumer with gas, with a first extraction line connected to a first compressed gas storage device and a second extraction line connected to a second compressed gas storage device, which open into a common discharge line, and with a switching device equipped with pressure measuring devices and shut-off devices in the extraction lines, which is designed such that when a predetermined upstream pressure value at the shut-off device in the first extraction line is undershot, the shut-off device closes and the shut-off device in the second extraction line opens.
  • compressed gas cylinders are understood here to mean compressed gas storage units with a filling volume of between 10I and 200I and a filling pressure of between 150 bar and 300 bar, in which a gas, for example nitrogen, oxygen, carbon dioxide, a noble gas or a gas mixture, in particular a welding gas mixture or a gas mixture intended for food applications, is stored under pressure in the gaseous state.
  • a gas for example nitrogen, oxygen, carbon dioxide, a noble gas or a gas mixture, in particular a welding gas mixture or a gas mixture intended for food applications, is stored under pressure in the gaseous state.
  • a “compressed gas cylinder bundle”, hereinafter also referred to as a “cylinder bundle”, is understood to mean an arrangement in which a number, for example four to twelve compressed gas cylinders, each with a filling volume of between 50I and 200I and a filling pressure of between 150 bar and 300 bar, are installed in a frame made up of frame elements, usually open or partially open, which can be transported by forklift and are connected to a common extraction line.
  • Compressed gas cylinders, cylinder bundles and groups of coupled compressed gas cylinders or cylinder bundles are also referred to below under the term "compressed gas storage”.
  • Such a battery consists, for example, of two cylinder bundles or of two groups of cylinder bundles coupled together, each of which is equipped with a withdrawal line, with the withdrawal lines of the two cylinder bundles (or the two groups of cylinder bundles) opening into a common discharge line at a connection point.
  • a switching device is provided in front of or at the connection point - this is usually designed as two shut-off devices or as a three- or four-way valve - which serves to switch from one withdrawal line to the other withdrawal line.
  • the switching device is used to switch to the second withdrawal line and thus to the second cylinder bundle.
  • the residual or pre-pressure of the emptied extraction side or the desired supply pressure can be used as the determining switching parameter.
  • the switching is automated. The supply then comes from the second bottle bundle, while the first bottle bundle can be disconnected from the system and replaced with a full bottle bundle. By alternately exchanging the two bottle bundles for full bottle bundles, a permanent gas supply is possible.
  • Bottle batteries of the aforementioned type are, for example, from the EN 1 501 703 A1 or the EN 10 2006 002 271 A1 known.
  • DE 19 60 448 A describes a similar arrangement, particularly suitable for camping purposes, consisting of two gas cylinders, each equipped with pressure regulators set to different extraction pressures.
  • gas backflow prevention devices such as those used in EN 10 2007 051 927 A1 prevent gas from the higher pressure gas storage tank from penetrating into the lower pressure gas storage tank by taking the appropriate precautions as described.
  • a system for the propellant gas operation of internal combustion engines which comprises an exchangeable storage tank for liquid gas and a reserve tank permanently mounted on the motor vehicle.
  • the reserve tank ensures that the engine is supplied even when the storage tank is empty.
  • the reserve tank can be refilled from a full storage tank by establishing a flow connection between the two containers and simultaneously activating a venting device on the reserve tank until the liquid level in the reserve tank reaches a predetermined height.
  • this arrangement is not suitable for compressed gases with the operating pressures mentioned and also does not allow a consumer to be supplied permanently.
  • the invention is therefore based on the object of creating a gas supply system which allows a permanent gas supply and which overcomes the disadvantages of the prior art.
  • This task is solved in a device of the type and purpose mentioned above by the fact that the switching device is designed in such a way that when there is a pressure value on the upstream side of the shut-off device in the first extraction line that is higher than the upstream side pressure on the Shut-off device in the second extraction line, a flow connection to the second pressure gas storage device is established.
  • the device according to the invention therefore has two extraction lines, to each of which a compressed gas reservoir can be connected.
  • the switching device comprises shut-off devices in both extraction lines and pressure measuring devices installed at least on the upstream side in front of the shut-off devices, as well as a control system by means of which the shut-off devices are automatically actuated depending on the pressures measured in the extraction lines. If both compressed gas containers are connected and filled, only the shut-off device in the first extraction line is opened - in a manner known per se - and gas is only extracted from the first compressed gas reservoir.
  • the shut-off device in the first extraction line closes automatically and the shut-off device in the second extraction line opens;
  • the gas supply now comes exclusively from the second compressed gas storage tank and the first compressed gas storage tank can now be separated from the first extraction line and replaced by a full compressed gas storage tank.
  • the upstream pressure at the shut-off device in the first extraction line exceeds the upstream pressure at the shut-off device in the second extraction line.
  • the term "upstream” is to be understood here as the side of the shut-off valve that is opposite the mouth of the corresponding extraction line into the common discharge line. Due to the inventive device of the switching device, a flow connection is now established from the first to the second compressed gas reservoir. This is done, for example, by the shut-off device in the first extraction line and the shut-off device in the second extraction line opening simultaneously.
  • the second compressed gas reservoir is now filled from the first compressed gas storage tank by overflow until a pressure equalization between the compressed gas storage tanks or at least a predetermined pressure value is reached in the second compressed gas storage tank.
  • the shut-off device in the second extraction line is then closed and only opened when the pressure value in the first compressed gas storage tank falls below the predetermined pressure value again during the supply to the consumer.
  • the common discharge line is preferably opened, i.e. the consumer is permanently supplied with gas.
  • the second compressed gas storage tank it is therefore not necessary to disconnect the second compressed gas storage tank from the second extraction line after use and to replace it with a full compressed gas storage tank.
  • the first compressed gas storage tank needs to be replaced; the second Compressed gas storage remains at the customer's location. This reduces the effort involved in monitoring and logistics.
  • a gas non-return valve can be provided at least in the first extraction line, which prevents an undesired transfer of gas from the filled compressed gas storage tank into the emptied compressed gas storage tank.
  • a gas non-return valve can also be installed in the second extraction line, for example in the event that the second compressed gas storage tank is only refilled up to a filling pressure that is lower than the maximum filling pressure in the first compressed gas storage tank.
  • the shut-off device in the second extraction line comprises a separate line (bypass line) that enables the second compressed gas storage tank to be filled and that is equipped with a control valve that ensures a uniform and not too violent filling process.
  • This bypass line is closed by means of a valve as soon as the filling process is finished and/or it is in turn equipped with a backflow prevention device that prevents a backflow of gas after the filling process has finished.
  • the switching device is designed such that the flow connection from the first to the second compressed gas storage device closes when the upstream pressure at the shut-off device in the second extraction line exceeds a predetermined value, which is selected such that the amount of gas present in the second compressed gas storage device is sufficient to ensure the supply to the consumer for a certain time, for example between 15 minutes and 120 minutes.
  • a predetermined value which is selected such that the amount of gas present in the second compressed gas storage device is sufficient to ensure the supply to the consumer for a certain time, for example between 15 minutes and 120 minutes.
  • the flow connection to the second compressed gas storage device should be closed at the latest when there is at least approximately a pressure equalization between the two compressed gas storage devices, measured by the upstream pressure at the shut-off device in the first extraction line and the upstream pressure at the shut-off device in the second extraction line.
  • the first compressed gas storage device prefferably be a container or a plurality of containers that are easy to transport and replace.
  • this is a compressed gas cylinder, a bundle of cylinders or a plurality of compressed gas cylinders or bundles of cylinders.
  • the volume of the second compressed gas storage tank can be chosen to be much smaller than that of the first compressed gas storage tank.
  • the second compressed gas storage tank has a maximum of one tenth, preferably a maximum of one twentieth, of the volume of the first compressed gas storage tank.
  • the second compressed gas storage tank which acts as a buffer tank, is preferably a compressed gas cylinder or a comparable pressure vessel with a volume of, for example, between 10l and 50l.
  • the second compressed gas storage tank expediently remains permanently on site, i.e. during and after replacement of the first compressed gas storage tank, and is connected to the second extraction line.
  • the device 1 comprises, as a first compressed gas storage device, a bottle bundle 2 made up of, for example, six, eight, nine, twelve, sixteen or eighteen compressed gas bottles 3, which is accommodated within a frame 4.
  • the bottles 3 are connected to a withdrawal line 8 by means of pipe or hose connections 6 via a connection distributor 7.
  • the frame 4 is preferably an open welded construction made of steel profiles and, in the usual way, comprises a base 9 and a transport section 10 arranged below the base, which is intended in particular for the engagement of forklift forks.
  • the withdrawal line 8 extending transversely through the frame 4 is equipped with a connection piece 11, for example a flange or a thread, at which the bottle bundle 2 can be easily separated from the rest of the device 1.
  • a shut-off valve 12 is arranged in the withdrawal line 8. In a manner not shown here, further Bottle bundles can be connected, which together with the bottle bundle 2 form the first compressed gas storage device within the meaning of the present invention.
  • the device 1 has a conventional compressed gas cylinder 14 as the second compressed gas storage device.
  • the compressed gas cylinder 14 is equipped with a withdrawal valve 15 to which a withdrawal line 16 is connected.
  • the withdrawal lines 8, 16 open into a common discharge line 17, which establishes a flow connection with a consumer 18.
  • the removal of gas from the compressed gas storage tanks 2, 14 is automatically regulated in the manner described below as a function of pressures measured at the pressure measuring devices 24, 25.
  • the pressure in the cylinder bundle 2 measured at the pressure gauge 24 falls below a predetermined value, for example a minimum pressure required to supply the consumer 18. If the pressure in the cylinder bundle 2 falls below this value, the shut-off device 22 is closed and the shut-off device 23 is opened. The consumer 18 is now supplied from the compressed gas cylinder 14.
  • the shut-off valve 12 is closed, the cylinder bundle 2 is uncoupled from the rest of the device 1 at the connection piece 11, removed and a full cylinder bundle is connected to the connection piece 11 in its place.
  • the pressure at the pressure gauge 24 is now greater than the pressure at the pressure gauge 25, which at the same time corresponds to the pressure in the compressed gas cylinder 14.
  • shut-off device 22 is now opened, the shut-off device 23 remains open (or a flow connection opens via a bypass line not shown here) and the gas flows from the exchanged cylinder bundle 2 both to the consumer 18 and into the compressed gas cylinder 14.
  • the shut-off device 23 is closed and the gas again flows exclusively from the cylinder bundle 2 to the consumer 18.
  • the consumer 18 When the device 1 is in operation, the consumer 18 is supplied almost entirely from the cylinder bundle 2; only in the comparatively short time during which the cylinder bundle 2 has to be replaced does the compressed gas cylinder 14 take over the supply, which in this respect acts as a buffer container. This can therefore have a considerably smaller filling volume than the cylinder bundle 2 and can remain on site permanently.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur permanenten Versorgung eines Verbrauchers mit Gas, mit einer an einem ersten Druckgasspeicher angeschlossenen ersten Entnahmeleitung und einer an einem zweiten Druckgasspeicher angeschlossenen zweiten Entnahmeleitung, die in einen gemeinsame Abgabeleitung einmünden, und mit einer mit Druckmesseinrichtungen und Absperrvorrichtungen in den Entnahmeleitungen ausgerüsteten Umschalteinrichtung, die so eingerichtet ist, dass bei Unterschreiten eines vorgegebenen anströmseitigen Druckwerts an der Absperrvorrichtung in der ersten Entnahmeleitung die Absperrvorrichtung schließt und die Absperrvorrichtung in der zweiten Entnahmeleitung öffnet.
  • Bekannt ist die Versorgung von Verbrauchern aus Druckgasflaschen oder Druckgasflaschenbündeln. Als "Druckgasflaschen" sollen hier Druckgasspeicher mit einem Füllvolumen zwischen 10I und 200I mit einem Fülldruck zwischen 150 bar und 300 bar verstanden werden, in denen ein Gas, beispielsweise Stickstoff, Sauerstoff, Kohlendioxid, ein Edelgas oder ein Gasgemisch, insbesondere ein Schweißgasgemisch oder ein für Lebensmittelanwendungen bestimmtes Gasgemisch, unter Druck im gasförmigen Zustand gelagert wird. Als "Druckgasflaschenbündel", im Folgenden auch als "Flaschenbündel" bezeichnet, soll eine Anordnung verstanden werden, bei der eine Anzahl, beispielsweise vier bis zwölf Druckgasflaschen mit einem Füllvolumen von jeweils zwischen 50I und 200I mit einem Fülldruck zwischen 150 bar und 300 bar in einem aus Rahmenelementen aufgebauten, meist offenen oder teilweise offenen, mittels Gabelstapler transportierbaren Rahmengestell eingebaut und an einer gemeinsamen Entnahmeleitung angeschlossen sind. Druckgasflaschen, Flaschenbündel sowie Gruppen aus miteinander gekoppelten Druckgasflaschen oder Flaschenbündeln werden im Folgenden auch unter dem Begriff "Druckgasspeicher" zusammengefasst.
  • Bei Druckgasspeichern der genannten Art besteht das Problem, dass die zur Verfügung stehende Gasmenge begrenzt ist mit der Folge, dass eine Bedienperson insbesondere bei Druckgasspeichern, aus denen bereits Gas entnommen wurde, vor Beginn einer Tätigkeit stets zu prüfen hat, ob die zur Verfügung stehende Gasmenge für die beabsichtigte Aufgabe ausreicht. Gegebenenfalls muss ein Druckgasbehälter, der noch eine beträchtliche Restfüllung aufweist, gegen einen vollen Druckgasbehälter ausgetauscht werden, was Kosten verursacht.
  • Um diesen Nachteil zu überwinden und eine permanente Gasversorgung sicherstellen zu können, ist es bekannt, mehrere Druckgasflaschen oder Flaschenbündel zu "Flaschenbatterien" bzw. "Flaschenbündelbatterien" zusammenzustellen. Eine derartige Batterie besteht beispielsweise aus zwei Flaschenbündeln oder aus zwei Gruppen von miteinander gekoppelten Flaschenbündeln, die jeweils mit einer Entnahmeleitung ausgerüstet sind, wobei die Entnahmeleitungen der beiden Flaschenbündel (oder der beiden Flaschenbündelgruppen) an einer Verbindungsstelle in eine gemeinsame Abgabeleitung einmünden. Vor bzw. an der Verbindungsstelle ist eine Umschalteinrichtung vorgesehen - diese ist im Regelfall als zwei Absperrvorrichtungen oder als Drei- oder Vierwegeventil ausbildet -, die der Umschaltung von einer Entnahmeleitung auf die andere Entnahmeleitung dient. Ist also beispielsweise das Flaschenbündel, das an die erste Entnahmeleitung angeschlossen sind, soweit entleert, dass eine weitere Entnahme des darin gespeicherten Gases nicht mehr möglich oder sinnvoll ist, wird mittels der Umschalteinrichtung auf die zweite Entnahmeleitung und damit auf das zweite Flaschenbündel umgeschaltet. Als bestimmender Umschaltparameter kann der Rest- bzw. Vordruck der entleerten Entnahmeseite oder der gewünschte Versorgungsdruck herangezogen werden. Erfindungsgemäß erfolgt die Umschaltung automatisiert. Die Versorgung erfolgt anschließend aus dem zweiten Flaschenbündel, während das erste Flaschenbündel vom System abgekoppelt und gegen ein volles Flaschenbündel ausgetauscht werden kann. Durch wechselweises Austauschen der beiden Flaschenbündel gegen jeweils volle Flaschenbündel ist so eine permanente Gasversorgung möglich.
  • Flaschenbatterien der vorgenannten Art sind beispielsweise aus der DE 1 501 703 A1 oder der DE 10 2006 002 271 A1 bekannt. In der DE 19 60 448 A wird eine ähnliche, insbesondere für Campingzwecke geeignete Anordnung aus zwei Gasflaschen beschrieben, die jeweils mit Druckreglern ausgerüstet sind, die auf verschiedene Entnahmedrücke eingestellt sind.
  • Die Technik der Flaschenbatterien hat im Laufe der Zeit eine stete Verbesserung erfahren. So kann beispielsweise mittels sogenannter Gasrücktrittssicherungen, wie sie etwa in der DE 10 2007 051 927 A1 beschrieben sind, verhindert werden, das Gas aus dem Druckgasspeicher mit höherem Druck in den Druckgasspeicher mit niedrigerem Druck eindringen kann.
  • Aus der DE 885 627 C ist eine Anlage für den Treibgasbetrieb von Verbrennungskraftmaschinen bekannt, die einen austauschbaren Vorratsbehälter für Flüssiggas und einen fest am Kraftfahrzeug montierten Reservebehälter umfasst. Durch den Reservebehälter wird die Versorgung der Kraftmaschine auch bei entleertem Vorratsbehälter sichergestellt. Weiterhin kann der Reservebehälter aus einem vollen Vorratsbehälter wieder befüllt werden, indem eine Strömungsverbindung zwischen beiden Behältern hergestellt und gleichzeitig eine Entlüftungseinrichtung am Reservebehälter betätigt wird, bis der Flüssigkeitspegel im Reservebehälter eine vorgegebene Höhe erreicht. Diese Anordnung ist jedoch nicht für komprimierte Gase mit dem genannten Betriebsdrücken geeignet und lässt zudem keine permanente Versorgung eines Verbrauchers zu.
  • Die bekannten Anlagen haben sich bewährt, haben allerdings einen beträchtlichen Platzbedarf, der nicht bei allen Kunden zur Verfügung steht und sind zudem mit nicht unerheblichen Investitionskosten verbunden. Zudem muss der Füllstand an beiden Seiten regelmäßig kontrolliert, und es muss regelmäßig für einen Austausch von Flaschen oder Bündeln gesorgt werden.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Anlage zur Gasversorgung zu schaffen, die eine permanente Gasversorgung erlaubt und die die Nachteile des Standes der Technik überwindet.
  • Gelöst ist diese Aufgabe bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art und Zweckbestimmung dadurch, dass die Umschalteinrichtung so eingerichtet ist, dass dann, wenn anströmseitig an der Absperrvorrichtung in der ersten Entnahmeleitung ein Druckwert vorliegt, der über dem anströmseitigen Druck an der Absperrvorrichtung in der zweiten Entnahmeleitung liegt, eine Strömungsverbindung zum zweiten Druckgasspeicher hergestellt wird.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist also zwei Entnahmeleitungen auf, an die jeweils ein Druckgasspeicher anschließbar ist. Die Umschalteinrichtung umfasst in beiden Entnahmeleitungen Absperrvorrichtungen und zumindest anströmseitig vor den Absperrvorrichtungen eingebaute Druckmesseinrichtungen, ferner eine Steuerung, mittels der die Absperrvorrichtungen automatisch in Abhängigkeit von den in den Entnahmeleitungen gemessenen Drücken betätigt werden. Sind beide Druckgasbehälter angeschlossen und gefüllt, ist - in an sich bekannter Weise - nur die Absperrvorrichtung in der ersten Entnahmeleitung geöffnet und die Entnahme von Gas erfolgt nur aus dem ersten Druckgasspeicher. Sobald ein vorgegebener Druckwert im ersten Druckgasspeicher unterschritten wird, beispielsweise dann, wenn nur noch ein geringer Restdruck im ersten Druckgasspeicher vorliegt, oder der Druck im ersten Druckgasspeicher einen vorgegebenen Versorgungsdruck für den Verbraucher unterschreitet, schließt die Absperrvorrichtung in der ersten Entnahmeleitung automatisch und die Absperrvorrichtung in der zweiten Entnahmeleitung öffnet; die Gasversorgung erfolgt nun also ausschließlich aus dem zweiten Druckgasspeicher und der erste Druckgasspeicher kann nun von der ersten Entnahmeleitung abgetrennt und durch einen vollen Druckgasspeicher ausgetauscht werden.
  • Nach dem Anschluss des vollen Druckgasspeichers an die ersten Entnahmeleitung übersteigt der anströmseitige Druck an der Absperrvorrichtung in der ersten Entnahmeleitung den anströmseitigen Druck an der Absperrvorrichtung in der zweiten Entnahmeleitung. Als "anströmseitig" soll hier die Seite am Absperrventil verstanden werden, die der Mündung der entsprechenden Entnahmeleitung in die gemeinsame Abgabeleitung entgegengesetzt ist. Aufgrund der erfindungsgemäßen Einrichtung der Umschalteinrichtung wird nun eine Strömungsverbindung vom ersten zum zweiten Druckgasspeicher hergestellt. Dies erfolgt beispielsweise dadurch, dass die Absperrvorrichtung in der ersten Entnahmeleitung und die Absperrvorrichtung in der zweiten Entnahmeleitung gleichzeitig öffnen. Der zweite Druckgasspeicher wird nun aus dem ersten Druckgasspeicher durch Überströmen gefüllt, bis ein Druckausgleich zwischen den Druckgasspeichern oder zumindest ein vorgegebener Druckwert im zweiten Druckgasspeicher erreicht ist. Die Absperrvorrichtung in der zweiten Entnahmeleitung wird anschließend geschlossen und erst geöffnet, wenn der Druckwert im ersten Druckgasspeicher im Zuge der Versorgung des Verbrauchers den vorgegebenen Druckwert erneut unterschreitet.
  • Während der Wiederbefüllung des zweiten Druckgasspeichers aus dem ersten Druckgasspeicher ist die gemeinsame Abgabeleitung bevorzugt geöffnet, d.h. es erfolgt eine permanente Versorgung des Verbrauchers mit Gas.
  • Es ist erfindungsgemäß somit nicht erforderlich, den zweiten Druckgasspeicher nach einer Benutzung von der zweiten Entnahmeleitung zu trennen und durch einen vollen Druckgasspeicher zu ersetzen. Zur permanenten Versorgung des Verbrauchers muss nur der erste Druckgasspeicher ausgetauscht werden; der zweite Druckgasspeicher verbleibt am Ort des Kunden. Dies verringert den Aufwand bei der Überwachung und in der Logistik.
  • Zumindest in der ersten Entnahmeleitung kann ein Gasrücktrittventil vorgesehen sein, das einen unerwünschten Übertritt von Gas aus dem gefüllten Druckgasspeicher in den geleerten Druckgasspeicher verhindert. In der zweiten Entnahmeleitung kann ebenfalls ein Gasrücktrittventil eingebaut sein, beispielsweise für den Fall, dass der zweite Druckgasspeicher nur bis zu einem Fülldruck wiederaufgefüllt wird, der niedriger als der maximale Fülldruck im ersten Druckgasspeicher ist. In diesem Fall umfasst die Absperrvorrichtung in der zweiten Entnahmeleitung eine separate Leitung (Bypassleitung), die die Befüllung des zweiten Druckgasspeichers ermöglicht und die mit einem Regelventil ausgerüstet ist, das einen gleichmäßigen und nicht zu heftig erfolgenden Füllvorgang sicherstellt. Diese Bypassleitung wird mittels eines Ventils geschlossen, sobald der Füllvorgang beendet ist und/oder sie ist ihrerseits mit einer Rückströmsicherung ausgerüstet, die einen Rückfluss von Gas nach Beendigung des Füllvorgangs verhindert.
  • Bevorzugt ist die Umschalteinrichtung so eingerichtet, dass die Strömungsverbindung vom ersten zum zweiten Druckgasspeicher schließt, wenn der anströmseitige Druck an der Absperrvorrichtung in der zweiten Entnahmeleitung einen vorgegebenen Wert übersteigt, der so gewählt ist, dass die im zweiten Druckgasspeicher vorhandene Gasmenge ausreicht, um die Versorgung des Verbrauchers für eine gewisse Zeit, beispielsweise zwischen 15 min und 120 min, sicherzustellen. Spätestens sollte die Strömungsverbindung zum zweiten Druckgasspeicher jedoch dann geschlossen werden, wenn zumindest annähernd ein Druckausgleich zwischen den beiden Druckgasspeichern, gemessen an dem anströmseitigen Druck an der Absperrvorrichtung in der ersten Entnahmeleitung und dem anströmseitigen Druck an der Absperrvorrichtung in der zweiten Entnahmeleitung, vorliegt.
  • Zweckmäßigerweise ist als erster Druckgasspeicher ein Behältnis oder eine Mehrzahl von Behältnissen vorgesehen, die leicht zu transportieren sind und leicht auszutauschen sind. Beispielsweise handelt es sich dabei eine Druckgasflasche, ein Flaschenbündel oder eine Mehrzahl an Druckgasflaschen oder Flaschenbündeln. Da zum Austausch des ersten Druckgasspeichers nur eine vergleichsweise kurze Zeitdauer erforderlich ist, kann das Volumen des zweiten Druckgasspeichers sehr viel kleiner als das des ersten Druckgasspeichers gewählt werden. Beispielsweise besitzt der zweite Druckgasspeicher nur höchstens ein Zehntel, bevorzugt höchstens ein Zwanzigstel des Volumens des ersten Druckgasspeichers. Dadurch hält sich der Druckverlust nach dem Austausch des ersten Druckgasspeichers aufgrund der Wiederbefüllung des zweiten Druckgasspeichers aus dem ausgetauschten ersten Druckgasspeicher in engen Grenzen.
  • Bei dem als Pufferbehälter fungierenden zweiten Druckgasspeicher handelt es sich bevorzugt um eine Druckgasflasche oder um einen vergleichbaren Druckbehälter mit einem Volumen von beispielsweise zwischen 10l und 50l. Der zweite Druckgasspeicher verbleibt zweckmäßigerweise ständig, d.h. während und nach einem Austausch des ersten Druckgasspeichers vor Ort und mit der zweiten Entnahmeleitung verbunden.
  • Anhand der Zeichnung soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert werden. Die einzige Zeichnung (Fig. 1) zeigt schematisch den Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
  • Die Vorrichtung 1 umfasst als ersten Druckgasspeicher ein Flaschenbündel 2 aus beispielsweise sechs, acht, neun, zwölf, sechzehn oder achtzehn Druckgasflaschen 3, das innerhalb eines Gestells 4 aufgenommen ist. Die Flaschen 3 sind mittels Rohr- oder Schlauchverbindungen 6 über einen Anschlussverteiler 7 an eine Entnahmeleitung 8 angeschlossen. Das Gestell 4 ist vorzugsweise eine offene Schweißkonstruktion aus Stahlprofilen und umfasst in an sich üblicher Weise einen Boden 9 und einen unterhalb des Bodens angeordneten Transportabschnitt 10, der insbesondere für das Eingreifen von Staplergabeln bestimmt ist. Die sich quer durch das Gestell 4 erstreckende Entnahmeleitung 8 ist mit einem Anschlussstutzen 11 ausgerüstet, beispielsweise ein Flansch oder ein Gewinde, an dem das Flaschenbündel 2 in einfacher Weise von der übrigen Vorrichtung 1 abgetrennt werden kann. In der Entnahmeleitung 8 ist eine Sperrarmatur 12 angeordnet. In hier nicht gezeigter Weise können im Übrigen an der Entnahmeleitung 8 noch weitere Flaschenbündel angeschlossen sein, die zusammen mit dem Flaschenbündel 2 den ersten Druckgasspeicher im Sinne der vorliegenden Erfindung bilden.
  • Als zweiten Druckgasspeicher weist die Vorrichtung 1 im Ausführungsbeispiel eine übliche Druckgasflasche 14 auf. Die Druckgasflasche 14 ist mit einem Entnahmeventil 15 ausgerüstet, an der eine Entnahmeleitung 16 angeschlossen ist. Die Entnahmeleitungen 8, 16 münden in eine gemeinsame Abgabeleitung 17 ein, die eine Strömungsverbindung mit einem Verbraucher 18 herstellt.
  • Weiterhin weist die Vorrichtung 1 eine Umschalteinrichtung 20 auf, die neben einer Steuereinheit 19, die im Übrigen auch in einer räumlich entfernten Leitstelle realisiert sein kann, mehrere Absperrvorrichtungen 21, 22, 23 und Druckmessgeräte 24, 25, wie beispielsweise Manometer, in der Abgabeleitung 17 (Absperrvorrichtung 21), in der Entnahmeleitung 8 (Absperrvorrichtung 22 und Druckmessgerät 24) und in der Entnahmeleitung 16 (Absperrvorrichtung 23 und Druckmessgerät 25) umfasst. Weiterhin kann die Umschalteinrichtung 20 in hier nicht gezeigter weitere Einrichtungen, wie beispielsweise Sensoren, Transmitter, etc. umfassen, mit denen in der Steuereinheit 19 weitere physikalische oder chemische Parameter, wie beispielsweise die Umgebungstemperatur, berücksichtigt bzw. eine drahtlose Informationsübertragung zur oder von der Steuereinheit 19 hergestellt werden kann.
  • Mittels der Umschalteinrichtung 20 wird die Entnahme von Gas aus den Druckgasspeichern 2, 14 in der im Folgenden beschriebenen Weise in Abhängigkeit von Drücken automatisch geregelt, die an den Druckmessgeräten 24, 25 gemessen werden.
  • Zu Beginn seien Flaschenbündel 2 und Druckgasflasche 14 gefüllt und die Sperrarmatur 12 und das Entnahmeventil 15 geöffnet. In einem ersten Betriebszustand ist die Absperrvorrichtung 22 geöffnet und die Absperrvorrichtung 23 geschlossen. Durch Öffnen der Absperrvorrichtung 21 erfolgt nun eine Versorgung des Verbrauchers 18 mit Gas aus dem Flaschenbündel 2, wobei eine Druckhalteeinrichtung 26 die Aufrechterhaltung eines vorgegebenen Drucks in der Abgabeleitung 17 sicherstellt.
  • Im Verlauf der Gasentnahme sinkt der am Druckmessgerät 24 gemessene Druck im Flaschenbündel 2 unterhalb eines vorgegebenen Wertes, beispielsweise eines zur Versorgung des Verbrauchers 18 erforderlichen Mindestdrucks. Unterschreitet der Druck im Flaschenbündel 2 diesen Wert, wird die Absperrvorrichtung 22 geschlossen und die Absperrvorrichtung 23 geöffnet. Die Versorgung der Verbrauchers 18 erfolgt nun aus der Druckgasflasche 14.
  • Währenddessen wird das Sperrventil 12 geschlossen, das Flaschenbündel 2 am Anschlussstutzen 11 von der übrigen Vorrichtung 1 abgekoppelt, entfernt und an seiner statt ein volles Flaschenbündel an den Anschlussstutzen 11 angeschlossen. Nach Öffnen des Sperrventils 12 des ausgetauschten Flaschenbündels ist der Druck am Druckmessgerät 24 nun größer als der Druck am Druckmessgerät 25, der zugleich dem Druck in der Druckgasflasche 14 entspricht.
  • Die Absperrvorrichtung 22 wird nun geöffnet, die Absperrvorrichtung 23 bleibt offen (oder es öffnet sich eine Strömungsverbindung über eine hier nicht gezeigte Bypassleitung) und das Gas strömt aus dem ausgetauschten Flaschenbündel 2 sowohl zum Verbraucher 18 als auch in die Druckgasflasche 14.
  • Sobald die Druckgasflasche 14 gefüllt ist, d.h. sobald ein vorgegebener Druckwert erreicht und/oder die an den Druckmessgeräten 24, 25 gemessenen Druckwerte im Wesentlichen gleich sind, wird die Absperrvorrichtung 23 geschlossen, und das Gas strömt erneut ausschließlich vom Flaschenbündel 2 zum Verbraucher 18.
  • Im Betrieb der Vorrichtung 1 erfolgt die Versorgung des Verbrauchers 18 fast vollständig aus dem Flaschenbündel 2; lediglich in der vergleichsweise kurzen Zeit, während der das Flaschenbündel 2 ausgetauscht werden muss, übernimmt die Druckgasflasche 14 die Versorgung, die insoweit als Pufferbehälter fungiert. Diese kann daher ein erheblich geringeres Füllvolumen besitzen als das Flaschenbündel 2 und dauerhaft vor Ort verbleiben.
    • Bezugszeichenliste
    • 1.
    Vorrichtung
    2.
    Flaschenbündel
    3.
    Druckgasflasche
    4.
    Gestell
    5.
    -
    6.
    Verbindungen
    7.
    Anschlussverteiler
    8.
    Entnahmeleitung
    9.
    Boden
    10.
    Transportabschnitt
    11.
    Anschlussstutzen
    12.
    Sperrarmatur
    13.
    -
    14.
    Druckgasflasche
    15.
    Entnahmeventil
    16.
    Entnahmeleitung
    17.
    Abgabeleitung
    18.
    Verbraucher
    19.
    Steuereinheit
    20.
    Umschalteinrichtung
    21.
    Absperrvorrichtung
    22.
    Absperrvorrichtung
    23.
    Absperrvorrichtung
    24.
    Druckmessgerät
    25.
    Druckmessgerät
    26.
    Druckhalteeinrichtung

Claims (6)

  1. Vorrichtung zur permanenten Versorgung eines Verbrauchers mit Gas, mit einer an einem ersten Druckgasspeicher (2) angeschlossenen ersten Entnahmeleitung (8) und einer an einem zweiten Druckgasspeicher (14) angeschlossenen zweiten Entnahmeleitung (16), die in einen gemeinsame Abgabeleitung (17) einmünden, und mit einer mit Druckmesseinrichtungen (24, 25) und Absperrvorrichtungen (22, 23) in den Entnahmeleitungen (8, 16) ausgerüsteten Umschalteinrichtung (20), die so eingerichtet ist, dass bei Unterschreiten eines vorgegebenen anströmseitigen Druckwerts an der Absperrvorrichtung (22) in der ersten Entnahmeleitung (8) die Absperrvorrichtung (22) schließt und die Absperrvorrichtung (23) in der zweiten Entnahmeleitung (16) öffnet,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Umschalteinrichtung (20) so eingerichtet ist, dass dann, wenn anströmseitig an der Absperrvorrichtung (22) in der ersten Entnahmeleitung (8) ein Druckwert vorliegt, der über dem anströmseitigen Druck an der Absperrvorrichtung (23) in der zweiten Entnahmeleitung (16) liegt, eine Strömungsverbindung zwischen dem ersten Druckgasspeicher (2) und dem zweiten Druckgasspeicher (14) hergestellt wird, wobei die Umschalteinrichtung (20) eine Steuerung (19) umfasst, mittels der die Absperreinrichtungen (22, 23) automatisch in Abhängigkeit von den in den Entnahmeleitungen (8, 16) gemessenen Drücken betätigt werden.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umschalteinrichtung (20) so eingerichtet ist, dass die Strömungsverbindung zum zweiten Druckgasspeicher (14) schließt, wenn der anströmseitige Druck an der Absperrvorrichtung (23) in der zweiten Entnahmeleitung (16) einen vorgegebenen Wert übersteigt.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsverbindung zum zweiten Druckgasspeicher (14) schließt, wenn zumindest annähernd ein Druckausgleich zwischen dem anströmseitigen Druck an der Absperrvorrichtung (22) in der ersten Entnahmeleitung (8) und dem anströmseitigen Druck an der Absperrvorrichtung (23) in der zweiten Entnahmeleitung (16) vorliegt.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als erster Druckgasspeicher (2) eine Druckgasflasche, ein Flaschenbündel oder eine Mehrzahl an Druckgasflaschen oder Flaschenbündeln vorgesehen ist.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllvolumen des zweiten Druckgasspeichers (14) höchstens ein Zehntel, bevorzugt höchstens ein Zwanzigstel des Füllvolumens des ersten Druckgasspeichers (2) beträgt.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als zweiter Druckgasspeicher (14) eine Druckgasflasche vorgesehen ist.
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