WO2021028146A1 - Vorrichtung zur permanenten versorgung eines verbrauchers mit gas - Google Patents

Vorrichtung zur permanenten versorgung eines verbrauchers mit gas Download PDF

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Rudi Schaerlaeckens
Erik VAN VOSSEN
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Messer Gaspack Gmbh
Messer B.V.
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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 the permanent supply of a consumer with gas, with a first extraction line connected to a first compressed gas reservoir and a second extraction line connected to a second compressed gas reservoir, which open into a common delivery line, and with one equipped with pressure measuring devices and shut-off devices in the extraction lines Switching device which is set up so that when the pressure value at the shut-off device in the first extraction line falls below a predetermined inflow-side pressure value, the shut-off device closes and the shut-off device in the second extraction line opens.
  • a “compressed gas cylinder bundle”, hereinafter also referred to as a “cylinder bundle”, is to be understood as an arrangement in which a number, for example four to twelve, compressed gas cylinders with a filling volume of between 50I and 200I with a filling pressure between 150 bar and 300 bar in one built up from frame elements, mostly open or partially open, transportable by a forklift frame are installed and connected to a common extraction line.
  • Pressurized gas cylinders, cylinder bundles and groups of coupled pressurized gas cylinders or cylinder bundles are also summarized below under the term "pressurized gas storage”.
  • pressurized gas accumulators of the type mentioned the problem arises that the amount of gas available is limited, with the result that an operator is in front of it, particularly in the case of pressurized gas accumulators from which gas has already been taken At the beginning of an activity, it is always necessary to check whether the amount of gas available is sufficient for the intended task. If necessary, a pressurized gas container that still has a considerable amount of residual filling must be exchanged for a full pressurized gas container, which incurs costs.
  • Such a battery consists, for example, of two bundles of bottles or two groups of bundles of bottles that are coupled to one another, each of which is equipped with an extraction line, the extraction lines of the two bundles of bottles (or of the two groups of bundles of bottles) opening into a common delivery line at a connection point.
  • a switching device is provided upstream or at the connection point - this is usually designed as two shut-off devices or as a three- or four-way valve - which is used to switch from one extraction line to the other extraction line.
  • the switching device switches to the second extraction line and thus to the second bundle of cylinders.
  • the residual or pre-pressure of the emptied discharge side or the desired supply pressure can be used as the determining switchover parameter.
  • the switchover can be done manually or automatically.
  • the supply then takes place from the second bundle of bottles, while the first bundle of bottles can be decoupled from the system and exchanged for a full bundle of bottles.
  • a permanent gas supply is possible by alternately exchanging the two bundles of cylinders for full bundles of cylinders.
  • Bottle batteries of the aforementioned type are known, for example, from DE 1 501 703 A1 or DE 102006002271 A1.
  • DE 1960448 A describes a similar arrangement of two gas cylinders, particularly suitable for camping purposes, each equipped with pressure regulators that are set to different withdrawal pressures.
  • the technology of bottle batteries has seen constant improvement over time.
  • non-return gas valves as described for example in DE 102007051 927 A1, it is possible to prevent gas from penetrating from the pressurized gas store at a higher pressure into the pressurized gas store at a lower pressure.
  • 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.
  • the switchover device is set up 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, which is above the upstream pressure at the shut-off device in the second extraction line is, a flow connection to the second pressurized gas storage is established.
  • the device according to the invention thus has two extraction lines to each of which a pressurized 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 by means of which the shut-off devices are automatically actuated depending on the pressures measured in the extraction lines. If both pressurized gas containers are connected and filled, only the shut-off device in the first extraction line is open - in a manner known per se - and gas is extracted only from the first pressurized gas reservoir.
  • the shut-off device in the first extraction line preferably closes automatically and the shut-off device in the second extraction line opens; the gas supply now takes place exclusively from the second pressurized gas store and the first pressurized gas store can now be separated from the first extraction line and exchanged for a full pressurized gas store.
  • 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 “inflow side” is to be understood here as the side on the shut-off valve which is opposite the opening of the corresponding extraction line into the common discharge line. Due to the device according to the invention of the switching device, a flow connection is now established from the first to the second pressurized gas reservoir. This takes place, for example, in that the shut-off device in the first extraction line and the shut-off device in the second extraction line open simultaneously.
  • the second pressurized gas store is now filled from the first pressurized gas store by overflowing it until a pressure equalization between the pressurized gas stores or at least a predetermined pressure value is reached in the second pressurized gas store.
  • the shut-off device in the second extraction line is then closed and only opened when the pressure value in the first compressed gas reservoir falls below the specified pressure value again in the course of supplying the consumer.
  • the common delivery line is preferably open, i.e. there is a permanent supply of gas to the consumer.
  • the second compressed gas reservoir it is therefore not necessary to separate the second compressed gas reservoir from the second extraction line after use and to replace it with a full compressed gas reservoir. Only the first pressurized gas reservoir needs to be replaced for permanent supply to the consumer; the second Pressurized 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 which prevents an undesired passage of gas from the filled compressed gas reservoir into the emptied compressed gas reservoir.
  • a gas return valve can also be installed in the second extraction line, for example in the event that the second compressed gas reservoir is only refilled to a filling pressure which is lower than the maximum filling pressure in the first compressed gas reservoir.
  • the shut-off device in the second extraction line comprises a separate line (bypass line), which enables the filling of the second pressurized gas reservoir and which is equipped with a control valve that ensures an even and not too violent filling process.
  • This bypass line is closed by means of a valve as soon as the filling process has ended and / or it is in turn equipped with a non-return valve that prevents gas from flowing back after the filling process has ended.
  • the switching device is preferably set up in such a way that the flow connection from the first to the second pressurized gas storage tank closes when the upstream pressure at the shut-off device in the second extraction line exceeds a predetermined value that is selected so that the amount of gas present in the second pressurized gas storage tank is sufficient to Ensure supply of the consumer for a certain time, for example between 15 min and 120 min.
  • the flow connection to the second pressurized gas reservoir should be closed when there is at least approximately a pressure equalization between the two pressurized gas reservoirs, 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.
  • a container or a plurality of containers is expediently provided as the first pressurized gas reservoir, which containers are easy to transport and easy to replace.
  • this is a pressurized gas cylinder, a bundle of cylinders or a plurality of pressurized gas cylinders or bundles of cylinders.
  • the volume of the second compressed gas reservoir can be selected to be much smaller than that of the first compressed gas reservoir.
  • the second pressurized gas reservoir has at most one tenth, preferably at most one twentieth, of the volume of the first pressurized gas reservoir.
  • the second pressurized gas reservoir functioning as a buffer tank is preferably a pressurized gas cylinder or a comparable pressure vessel with a volume of, for example, between 101 and 501.
  • the second pressurized gas store expediently remains permanently, that is, during and after an exchange of the first pressurized gas store on site and with the second extraction line connected.
  • FIG. 1 shows schematically the structure of a device according to the invention.
  • the device 1 comprises, as a first pressurized gas storage device, a cylinder bundle 2 of, for example, six, eight, nine, twelve, sixteen or eighteen pressurized gas cylinders 3, which is accommodated within a frame 4.
  • the bottles 3 are connected to a removal 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 comprises in a conventional manner a floor 9 and a transport section 10 arranged below the floor, which is intended in particular for the engagement of forklift forks.
  • the removal line 8 extending transversely through the frame 4 is equipped with a connecting piece 11, for example a flange or a thread, on which the bundle of bottles 2 can be separated from the rest of the device 1 in a simple manner.
  • a locking valve 12 is arranged in the extraction line 8. In a manner not shown here, more can also be added to the extraction line 8 Be connected to the cylinder bundle, which together with the cylinder bundle 2 form the first pressurized 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 pressurized gas cylinder 14 is equipped with a withdrawal valve 15 to which a withdrawal line 16 is connected.
  • the extraction lines 8, 16 open into a common discharge line 17, which establishes a flow connection with a consumer 18.
  • the device 1 has a switchover device 20 which, in addition to a control unit 19, which, moreover, can also be implemented in a remote control center, has several shut-off devices 21, 22, 23 and pressure measuring devices 24, 25, such as manometers, in the delivery line 17 (Shut-off device 21), in the extraction line 8 (shut-off device 22 and pressure measuring device 24) and in the extraction line 16 (shut-off device 23 and pressure measuring device 25).
  • the switching device 20 can include further devices, not shown here, such as sensors, transmitters, etc., with which further physical or chemical parameters, such as the ambient temperature, are taken into account in the control unit 19, or wireless information transmission to or from the control unit 19 can be produced.
  • the withdrawal of gas from the compressed gas reservoirs 2, 14 is automatically regulated in the manner described below as a function of pressures that are measured at the pressure measuring devices 24, 25.
  • the shut-off device 22 is opened and the shut-off device 23 is closed.
  • the consumer 18 is supplied with gas from the cylinder bundle 2, a pressure holding device 26 ensuring that a predetermined pressure is maintained in the delivery line 17.
  • the pressure measured at the pressure measuring device 24 in the cylinder bundle 2 falls below a predetermined value, for example a minimum pressure required to supply the consumer 18. If the pressure in the bundle of bottles 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.
  • shut-off valve 12 is closed, the bundle of cylinders 2 at the connecting piece 11 is decoupled from the rest of the device 1, and instead a full bundle of bottles is connected to the connecting piece 11.
  • the pressure on the pressure measuring device 24 is now greater than the pressure on the pressure measuring device 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 pressurized gas cylinder 14.

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Abstract

Eine Vorrichtung zur permanenten Versorgung von Verbrauchern mit Gas ist mit einer an einem ersten, austauschbaren Druckgasspeicher angeschlossenen ersten Entnahmeleitung und einer an einem zweiten, bevorzugt ortsfesten Druckgasspeicher angeschlossenen zweiten Entnahmeleitung ausgerüstet, wobei die beiden Entnahmeleitungen in einer gemeinsamen Versorgungsleitung einmünden. Um eine Versorgung des Kunden auch während eines Austausches des ersten Druckgasspeichers zu gewährleisten ist eine automatische Umschalteinrichtung so eingerichtet, dass bei Unterschreiten eines vorgegebenen anströmseitigen Druckwerts an einer Absperrvorrichtung in der ersten Entnahmeleitung diese Absperrvorrichtung schließt und eine Absperrvorrichtung in der zweiten Entnahmeleitung öffnet. Erfindungsgemäß ist die Umschalteinrichtung zudem so eingerichtet, dass nach dem Austausch des ersten Druckgasspeichers eine automatische Befüllung des zweiten Druckgasspeichers aus dem ersten Druckgasspeicher erfolgt.

Description

Vorrichtung zur permanenten Versorgung eines Verbrauchers mit Gas
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 101 und 2001 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 sicher stellen 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. Die Umschaltung kann dabei manuell oder automatisiert erfolgen. 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 102006002271 A1 bekannt. In der DE 1960448 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 102007051 927 A1 beschrieben sind, verhindert werden, das Gas aus dem Druckgasspeicher mit höherem Druck in den Druckgasspeicher mit niedrigerem Druck eindringen kann.
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 bevorzugt 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 Strömungs verbindung 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 101 und 501. 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 gezeigterweitere 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 Druckhaiteeinrichtung 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. Druckhaiteeinrichtung

Claims

Patentansprüche
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.
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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