WO2011110354A1 - Druckgasflasche - Google Patents

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WO2011110354A1
WO2011110354A1 PCT/EP2011/001193 EP2011001193W WO2011110354A1 WO 2011110354 A1 WO2011110354 A1 WO 2011110354A1 EP 2011001193 W EP2011001193 W EP 2011001193W WO 2011110354 A1 WO2011110354 A1 WO 2011110354A1
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Rainer Müllner
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Linde Aktiengesellschaft
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    • F17C2270/00—Applications
    • F17C2270/02—Applications for medical applications

Definitions

  • the invention relates to a compressed gas cylinder having at least one valve and at least one, the valve associated pressure regulator.
  • compressed gas cylinder are to be understood below all devices that serve the storage of pressurized media or are suitable.
  • Generic compressed gas cylinders have in addition to their (bottles) valve on a pressure regulator. Usually, these pressure regulators are integrated in the cylinder valve. This system allows the bottle or internal pressure - the
  • Cylinder valve and the pressure reduction unit usually firmly connected.
  • the advantage of this system is the fact that the user of the compressed gas cylinder does not have to produce a high-pressure connection - for example, by screwing the pressure regulator to the cylinder valve. Therefore, these systems are very often used by users who do not necessarily have technical experience; Examples include medical applications in hospitals.
  • valve and pressure regulator The main drawback of the combination of valve and pressure regulator is its technical complexity, which poses an increased risk of leakage.
  • the additional components in the integrated pressure regulator such as. Pressure exits, integrated pressure gauges, flow selectors and / or residual pressure valves, and by stresses during the filling and emptying process as well as the transport there is a risk that leaks arise. Since these can lead to an emptying of the compressed gas cylinder, additional tests are required during the filling process to be able to exclude leaks. However, these tests are relatively time-consuming and therefore lead to higher product costs.
  • Object of the present invention is to provide a generic compressed gas cylinder, which avoids the aforementioned disadvantages.
  • a compressed gas cylinder is proposed, which is characterized in that the compressed gas cylinder at least one pressure sensor, which serves to measure the internal pressure, is assigned and / or the compressed gas cylinder at least one pressure sensor, which serves to measure the internal pressure has.
  • the or at least one of the pressure sensors is an electronic pressure sensor which is temperature compensated or at least one of the pressure sensors having or at least one of the pressure sensors has a resolution of 0.1 bar, preferably a bar, designed for the measurement of negative relative pressure and / or a measuring range of at least 500 bar, preferably of at least 250 bar, the compressed gas cylinder means for displaying the internal pressure and / or means for displaying the bottle contents, the compressed gas cylinder means for connecting the compressed gas cylinder with an external interface, in particular with an external evaluation - and or
  • Control unit wherein these means are designed such that they can pass on the detected by means of the or one of the pressure sensors internal pressure to the external interface, and - the compressed gas cylinder is in operative connection with a warning system or a
  • Warning system wherein the warning system is designed such that it generates an acoustic and / or visual warning signal in the event of leakage.
  • At least one pressure gauge is now provided, which is the
  • the signal of a pressure sensor is expediently evaluated electronically and processed and displayed by an appropriate software, wherein the term representation is to be understood as an audible and / or visual warning signal, the bottle internal pressure and / or the bottle contents represented and / or corresponding (safety ) Measures that are usually initiated when leakage occurs are taken.
  • the term representation is to be understood as an audible and / or visual warning signal, the bottle internal pressure and / or the bottle contents represented and / or corresponding (safety ) Measures that are usually initiated when leakage occurs are taken.
  • processed data can be displayed via a display arranged on the compressed gas cylinder and / or forwarded via an appropriate interface to an external evaluation and / or control unit.
  • Control unit for example, in the filling system, the filling of the
  • Gas cylinder serves, be provided.
  • Compressed gas cylinder which or at least one of the pressure sensors has a resolution of 0.1 bar, preferably of one bar, is designed for the measurement of negative relative pressure and / or has a measuring range of at least 500 bar,
  • Pressure sensors should always be selected so that pressure fluctuations caused by leaks can be detected.
  • a negative relative pressure can be helpful for the filling process of a compressed gas cylinder.
  • two or more pressure sensors so for example.
  • a pressure sensor for detecting the negative pressure may be designed, while the second or another pressure sensor of the detection of the overpressure is used.
  • at least one pressure sensor may be provided which can measure both positive and negative pressure.
  • Pressure sensors allow or specify in particular the following
  • the compressed gas cylinder to be filled must have a minimum residual pressure before re-filling - this is usually 3 to 10 bar.
  • This residual pressure is ensured by a so-called residual pressure valve, which closes the compressed gas cylinder automatically when the desired residual pressure is reached. Since this residual pressure valve may malfunction, each compressed gas cylinder must be checked for residual pressure before refilling.
  • Pressure sensor which allows an accurate representation of the actual pressure, the filling staff can immediately detect whether the residual pressure to be filled
  • Compressed gas cylinder is sufficiently high.
  • the compressed gas cylinders to be filled are evacuated to a pressure of approximately 100 mbar before being refilled. By means of this procedure it is ensured that any contained in the compressed gas cylinder
  • Impurities are removed. Since usually within a filling system several compressed gas cylinders are filled at the same time, the vacuum is measured only for the entire system. If one of the compressed gas cylinders to be evacuated has not been opened - that is, it has not drawn a vacuum - this can not yet be detected by the control unit of the filling system. By means of at least one integrated pressure sensor can be clearly determined even if this procedure for individual compressed gas cylinder, whether from them vacuum was drawn. By means of an external interface, via which the compressed gas cylinder is connected to the control unit of the filling system, this process step can be automated.
  • a leakage value can be determined. Should this be above a predetermined limit, this can be communicated to the user of the compressed gas cylinder.
  • a so-called. Fill mode and a so-called. Customer mode are realized. In the filling mode, the smallest pressure fluctuations are recorded and evaluated, while in the customer's mode this evaluation is omitted. 5) Due to the more accurate representation of the current internal pressure of the gas cylinder, the pressure gauge for the customer or customer can be made more accurate, meaningful and / or attractive. Thus, for example, a visual, possibly color representation of different pressure ranges can be realized and - if of
  • the compressed gas cylinder according to the invention provides a manageable and acceptable technical effort, a relatively inexpensive solution to the problems explained above.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Druckgasflasche, aufweisend wenigstens ein Ventil und wenigstens einen, dem Ventil zugeordneten Druckregler. Erfindungsgemäß ist der Druckgasflasche wenigstens ein Drucksensor, der der Messung des Innendrucks dient, zugeordnet und/oder die Druckgasflasche weist wenigstens einen Drucksensor, der der Messung des Innendrucks dient, auf. Hierbei ist der oder wenigstens einer der Drucksensoren vorzugsweise ein elektronischer Drucksensor.

Description

Beschreibung
Druckgasflasche
Die Erfindung betrifft eine Druckgasflasche, die wenigstens ein Ventil und wenigstens einen, dem Ventil zugeordneten Druckregler aufweist.
Unter dem Begriff "Druckgasflasche" seien nachfolgend alle Vorrichtungen zu verstehen, die der Speicherung von unter Druck stehenden Medien dienen bzw. dafür geeignet sind. Gattungsgemäße Druckgasflaschen weisen zusätzlich zu ihrem (Flaschen)Ventil einen Druckregler auf. Üblicherweise sind diese Druckregler im Flaschenventil integriert. Dieses System ermöglicht es, den Flaschen- bzw. Innendruck - der bei
Druckgasflaschen im Regelfall 200 bar beträgt - auf den geforderten Arbeitdfuck - dieser beträgt üblicherweise 3 bis 6 bar - zu reduzieren. Hierbei sind das
Flaschenventil und die Druckreduziereinheit im Regelfall fest miteinander verbunden. Der Vorteil dieses System ist darin zu sehen, dass der Nutzer der Druckgasflasche keine Hochdruckverbindung - bspw. durch Anschrauben des Druckreglers an das Flaschenventil - herstellen muss. Daher werden diese Systeme sehr häufig bei Anwendern eingesetzt, die nicht notwendigerweise technische Erfahrung besitzen; beispielhaft genannt seien medizinische Anwendungen in Krankenhäusern.
Der Hauptnachteil der Kombination aus Ventil und Druckregler ist in seiner technischen Komplexität, die ein erhöhtes Risiko für Leckagen darstellt, begründet. Durch die zusätzlichen Komponenten in dem integrierten Druckregler, wie bspw. Druckausgänge, integrierte Druckanzeigen, Flowselektoren und/oder Restdruckventile, und durch Beanspruchungen während des Befüll- und Entleervorganges sowie des Transports besteht die Gefahr, dass Undichtheiten entstehen. Da diese zu einem Entleeren der Druckgasflasche führen können, sind während des Befüllvorganges zusätzliche Tests erforderlich, um Undichtheiten ausschließen zu können. Diese Tests sind jedoch vergleichsweise zeitintensiv und führen daher zu höheren Produktkosten.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Druckgasflasche anzugeben, die die vorgenannten Nachteile vermeidet. Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Druckgasflasche vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet, dass der Druckgasflasche wenigstens ein Drucksensor, der der Messung des Innendrucks dient, zugeordnet ist und/oder die Druckgasflasche wenigstens einen Drucksensor, der der Messung des Innendrucks dient, aufweist.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Druckgasflasche, die Gegenstände der abhängigen Patentansprüche darstellen, sind dadurch
gekennzeichnet, dass der oder wenigstens einer der Drucksensoren ein elektronischer Drucksensor ist, der oder wenigstens einer der Drucksensoren temperaturkompensiert ist, der oder wenigstens einer der Drucksensoren eine Auflösung von 0.1 bar, vorzugsweise einem bar aufweist, für die Messung von negativem relativem Druck ausgelegt ist und/oder einen Messbereich von wenigstens 500 bar, vorzugsweise von wenigstens 250 bar aufweist, die Druckgasflasche Mittel zum Darstellen des Innendrucks und/oder Mittel zum Darstellen des Flascheninhalts aufweist, die Druckgasflasche Mittel zum Verbinden der Druckgasflasche mit einer externen Schnittstelle, insbesondere mit einer externen Auswerte- und/oder
Steuereinheit aufweist, wobei diese Mittel derart ausgebildet sind, dass sie den mittels des oder eines der Drucksensoren erfassten Innendrucks an die externe Schnittstelle weitergeben können, und - die Druckgasflasche mit einem Warnsystem in Wirkverbindung steht bzw. ein
Warnsystem aufweist, wobei das Warnsystem derart ausgebildet ist, dass es im Falle einer Leckage ein akustisches und/oder optisches Warnsignal erzeugt.
Erfindungsgemäß wird nun wenigstens ein Druckmesser vorgesehen, der der
Druckgasflasche derart zugeordnet bzw. an dieser derart angeordnet ist, dass er den aktuellen Innendruck zu messen vermag. Im Gegensatz zu den vorbeschriebenen Druckreglern vermögen Drucksensoren selbst geringfügige Druckschwankungen zu erfassen. Die bei heutigen Druckgasflaschen üblicherweise vorgesehenen, analogen Druckanzeigen können hingegen nur als Druckindikatoren verwendet werden.
In vorteilhafter Weise ist der oder wenigstens einer der Drucksensoren
temperaturkompensiert ausgebildet. Da der Innendruck der Druckgasflasche abhängig von der Umgebungstemperatur ist, kann es zu temperaturbedingten
Druckschwankungen kommen. Derartige Druckschwankungen sollten jedoch zweckmäßigerweise herausgefiltert werden, um Fehlinformationen bezüglich
Undichtheiten zu vermeiden.
Das Signal eines Drucksensors wird zweckmäßigerweise elektronisch ausgewertet und über eine entsprechende Software verarbeitet und dargestellt, wobei der Begriff Darstellung so zu verstehen ist, dass ein akustisches und/oder optisches Warnsignal generiert, der Flascheninnendruck und/oder der Flascheninhalt dargestellt und/oder entsprechende (Sicherheits)Maßnahmen, die üblicherweise beim Eintreten einer Leckage in die Wege geleitet werden, ergriffen werden. Die entsprechend
verarbeiteten Daten können über ein an der Druckgasflasche angeordnetes Display angezeigt und/oder über eine entsprechende Schnittstelle an eine externe Auswerte- und/oder Steuereinheit weitergeleitet werden. Die externe Auswerte- und/oder
Steuereinheit kann beispielsweise in der Füllanlage, die der Befüllung der
Druckgasflasche dient, vorgesehen sein. Um vergleichsweise exakte Druckmessungen realisieren zu können, ist es von Vorteil, wenn gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen
Druckgasflasche, der oder wenigstens einer der Drucksensoren eine Auflösung von 0.1 bar, vorzugsweise von einem bar aufweist, für die Messung von negativem relativem Druck ausgelegt ist und/oder einen Messbereich von wenigstens 500 bar,
vorzugsweise von wenigstens 250 bar aufweist. Die Auflösung des oder der
Drucksensoren sollte in jedem Falle so gewählt werden, dass durch Leckagen verursachte Druckschwankungen erfasst werden können.
Insbesondere die Messung eines negativen relativen Drucks (Vakuum) kann für den Befüllvorgang einer Druckgasflasche hilfreich sein. Weist die Druckgasflasche zwei oder mehr Drucksensoren auf, so kann bspw. ein Drucksensor für die Erfassung des Unterdrucks ausgelegt sein, während der zweite oder ein anderer Drucksensor der Erfassung des Überdrucks dient. Alternativ hierzu kann wenigstens ein Drucksensor vorgesehen sein, der sowohl positiven als auch negativen Druck messen kann.
Die erfindungsgemäße Druckgasflasche bzw. das Vorsehen wenigstens eines
Drucksensors ermöglichen bzw. präzisieren insbesondere die nachfolgend
aufgeführten Messvorgänge: 1) Um sicherzustellen, dass beim Kunden bzw. Abnehmer einer Druckgasflasche keine Verunreinigungen in die Druckgasflasche gelangt sind, muss die zu befüllende Druckgasflasche vor einer erneuten Befüllung einen minimalen Restdruck - dieser beträgt üblicherweise 3 bis 10 bar - aufweisen. Dieser Restdruck wird durch ein sog. Restdruckventil, das die Druckgasflasche automatisch bei Erreichen des gewünschten Restdrucks verschließt, sichergestellt. Da dieses Restdruckventil eine Fehlfunktion aufweisen kann, muss jede Druckgasflasche vor der erneuten Befüllung auf ihren Restdruck kontrolliert werden.
Bisher sind hierzu manuelle Tests erforderlich, bei denen das Füllpersonal
beispielsweise mittels spezieller Werkzeuge über den Befüllanschluss ermittelt, ob ein ausreichend hoher Restdruck anliegt. Durch das Vorsehen wenigstens eines
Drucksensors, der eine exakte Darstellung des wirklichen Drucks ermöglicht, kann das Füllpersonal unmittelbar erkennen, ob der Restdruck der zu befüllenden
Druckgasflasche ausreichend hoch ist.
2) Im Regelfall werden die zu befüllenden Druckgasflaschen vor ihrer erneuten Befüllung auf einen Druck von ca. 100 mbar evakuiert. Mittels dieser Verfahrensweise wird sichergestellt, dass etwaige, in der Druckgasflasche enthaltenen
Verunreinigungen entfernt werden. Da innerhalb einer Befüllanlage üblicherweise mehrere Druckgasflaschen zeitgleich befüllt werden, wird das Vakuum nur für das Gesamtsystem gemessen. Sollte eine der zu evakuierenden Druckgasflaschen nicht geöffnet worden sein - also kein Vakuum gezogen haben - kann dies bisher von der Steuereinheit der Befüllanlage nicht erkannt werden. Mittels wenigstens eines integrierten Drucksensors kann auch bei dieser Verfahrensweise für einzelne Druckgasflasche eindeutig festgestellt werden, ob aus ihnen Vakuum gezogen wurde. Mittels einer externen Schnittstelle, über die die Druckgasflasche mit der Steuereinheit der Befüllanlage verbunden ist, kann dieser Prozessschritt automatisiert werden.
3) Bisher wird der eigentliche Befüllvorgang einer Druckgasflasche in einer Vielzahl von Fällen über das sog. "Handauflegen" überprüft. Da sich die Druckgasflaschen während des Befüllens erwärmen, können über das Handauflegen die entstehende Erwärmung und damit das Befüllen der Druckgasflaschen überprüft werden. Diese manuelle Überprüfung kann nunmehr unterbleiben, da mittels des Drucksensors unzweifelhaft festgestellt werden kann, ob die zu befüllende Druckgasflasche auch wirklich befüllt wird. Über eine externe Schnittstelle kann bei Erreichen eines voreingestellten Druckwertes der Befüllvorgang unter- oder abgebrochen werden.
4) Durch Messungen von Druckschwankungen einer befüllten Druckgasflasche kann mittels entsprechender Berechnungen, die insbesondere von den Parametern
Temperaturschwankungen, Flascheninhalt und Zeit bestimmt werden, ein Leckagewert bestimmt werden. Sollte dieser oberhalb eines vorgegebenen Grenzwertes liegen, kann dies dem Benutzer der Druckgasflasche mitgeteilt werden. Gängige
Leckagemessungen mittels Lecksprays oder ähnlichen Hilfsmitteln werden somit obsolet.
Um zu verhindern, dass im Falle einer gewünschten Entnahme beim Kunden bzw. Abnehmer ebenfalls eine Alarmierung beim Überschreiten eines Leckagegrenzwertes erfolgt, werden vorzugsweise ein sog. Füllmode sowie ein sog. Kundenmode realisiert. Hierbei werden im Füllmode kleinste Druckschwankungen erfasst und ausgewertet, während im Kundenmode diese Auswertung unterbleibt. 5) Aufgrund der exakteren Darstellung des aktuellen Innendrucks der Druckgasflasche kann die Druckanzeige für den Kunden bzw. Abnehmer genauer, aussagekräftiger und/oder attraktiver gestaltet werden. So kann bspw. eine visuelle, ggf. farbliche Darstellung unterschiedlicher Druckbereiche realisiert werden und - falls vom
Abnehmer gewünscht - eine Alarmierung bei Unterschreiten eines einstellbaren Druckwertes erfolgen. Die erfindungsgemäße Druckgasflasche schafft bei überschaubarem und akzeptablem technischem Aufwand eine vergleichsweise kostengünstige Lösung für die eingangs erläuterten Probleme.

Claims

Patentansprüche
1. Druckgasflasche, aufweisend wenigstens ein Ventil und wenigstens einen, dem Ventil zugeordneten Druckregler, dadurch gekennzeichnet, dass der
Druckgasflasche wenigstens ein Drucksensor, der der Messung des Innendrucks dient, zugeordnet ist und/oder die Druckgasflasche wenigstens einen Drucksensor, der der Messung des Innendrucks dient, aufweist.
2. Druckgasflasche nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der oder
wenigstens einer der Drucksensoren ein elektronischer Drucksensor ist.
3. Druckgasflasche nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der oder wenigstens einer der Drucksensoren temperaturkompensiert ist.
4. Druckgasflasche nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass
- der oder wenigstens einer der Drucksensoren eine Auflösung von 0.1 bar, vorzugsweise von einem bar aufweist und/oder
- für die Messung von negativem relativem Druck ausgelegt ist und/oder
- einen Messbereich von wenigstens 500 bar, vorzugsweise von wenigstens 250 bar aufweist.
5. Druckgasflasche nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckgasflasche Mittel zum Darstellen des Innendrucks und/oder Mittel zum Darstellen des Flascheninhalts aufweist.
6. Druckgasflasche nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckgasflasche Mittel zum Verbinden der
Druckgasflasche mit einer externen Schnittstelle, insbesondere mit einer externen Auswerte- und/oder Steuereinheit aufweist, wobei diese Mittel derart ausgebildet sind, dass sie den mittels des oder eines der Drucksensoren erfassten
Innendrucks an die externe Schnittstelle weitergeben. Druckgasflasche nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckgasflasche mit einem Wamsystem in
Wirkverbindung steht und/oder ein Wamsystem aufweist, wobei das Warnsystem derart ausgebildet ist, dass es im Falle einer Leckage ein akustisches und/oder optisches Warnsignal erzeugt.
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