WO2017137388A1 - Vorrichtung zur zentralen gasversorgung - Google Patents

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WO2017137388A1
WO2017137388A1 PCT/EP2017/052625 EP2017052625W WO2017137388A1 WO 2017137388 A1 WO2017137388 A1 WO 2017137388A1 EP 2017052625 W EP2017052625 W EP 2017052625W WO 2017137388 A1 WO2017137388 A1 WO 2017137388A1
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central gas
safety device
operating pressure
bore
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PCT/EP2017/052625
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Axel Herrmann
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Linde Aktiengesellschaft
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    • F17C2265/06—Fluid distribution
    • F17C2265/068—Distribution pipeline networks

Definitions

  • Central gas supplies are used, for example, in hospitals, laboratories or industrial plants.
  • the individual consumption points of an enterprise are supplied with gas via a pipeline network.
  • the gas is depending on
  • Bottle battery a bundle of bottles, a bundle battery or a tank system via the distribution line supplied to the sampling points.
  • Advantages of a central gas supply are, for example, space savings at the consumption points, avoiding interruption of work due to bottle replacement, lower internal transport costs, uniform emptying of all bottles, better control of the bottle inventory, smaller bottles by fewer spare bottles and reduction of the risk of accidents.
  • Pressure reducer for reducing the prevailing in the central gas storage pressure to a suitable operating pressure for the distribution line or the
  • the present invention seeks to reduce the design and cost of safety valves in the context of a central gas supply.
  • a safety device for a central gas supply comprises a safety valve and a pressure-controlled orifice provided between the safety valve and the pressure limiter connected upstream thereof which, when a maximum operating pressure is reached or exceeded, produce a pressure
  • Pipe system or the safety device flowing gas flow reduced. This can ensure that also e.g. in the event of a fault or failure of the pressure reducer, a pressure surge acting on the pipeline system downstream of the safety device can be reduced so that it can be substantially or completely collected by the safety valve and completely blown off to the atmosphere.
  • the pressure-controlled aperture from an open position to a closed position passes.
  • the gas flow rate flowing through the pipeline system is expediently not reduced, while in the closed position a presettable or variable reduction of the gas volume flow is effected.
  • the safety device comprises a housing in which the pressure-controlled orifice is arranged and to which the safety valve is attached.
  • Such housings can be provided in a sufficiently robust manner depending on the requirements.
  • the diaphragm has a closing piston with a diaphragm bore.
  • the closing piston is preferably acted upon by a compression spring, so that when falling below or not reaching the maximum allowable operating pressure, a first, larger flow cross-section, and upon reaching or exceeding the maximum allowable operating pressure, a second, smaller and by the
  • Aperture defined flow cross-section is provided.
  • Procedure allows a very rapid and reliable reduction of a flow cross-section, so that a gas flow rate can be reduced in a very effective manner when excessive pressures occur.
  • the closing piston has a base element, in which the diaphragm bore is formed, and a hollow cylindrical section adjoining thereto.
  • the base member on the input side enters the gas in the closing piston, and the
  • Diameter of the hollow cylindrical portion of the diameter of the compression spring so that when it exceeds the maximum allowable operating pressure to a
  • hollow cylindrical portion bores and / or slots can be introduced, which falls below the maximum allowable operating pressure (i.e.
  • Closing piston are closed within the housing for flowing gas.
  • the housing has a pre-pressure part and a rear pressure part, which are sealingly connected to each other by means of at least one seal.
  • Suitable gaskets are flat gaskets.
  • a support ring or an O-ring can be arranged between the pre-pressure part and the Hiterdruckteil.
  • Such a two-part deployable housing can be produced in a particularly simple manner.
  • the pre-pressure part has a bore in which the pressure-controlled diaphragm is mounted, and the rear pressure part has a further bore in which the pressure spring is arranged.
  • the two holes are expediently arranged centrally in the respective housing parts. This embodiment allows a particularly simple introduction of the interacting components diaphragm and compression spring in the housing.
  • Figure 1 is a partially schematically simplified sectional view of a
  • Figure 2 is a further sectional view of the safety device in a first, open operating position
  • FIG 3 shows a further sectional view of the safety device in a second, closed operating position.
  • a central gas supply according to the invention is designated 100 in FIG. It has a (schematically illustrated) central gas storage 10, which is connected via a (also schematically illustrated) piping system 20, 40 with a (also schematically illustrated) consumption point 50.
  • the piping system in this case has a first, connected to the central gas storage section 20, and a second, with the consumption point 50th
  • Pipe system is a safety device 30 is formed.
  • a pressure reducer 22 (shown schematically) is further introduced into the first portion 20 of the piping system.
  • Consumption point 50 used, for example, is thus the safety device 30 downstream of the first portion 20 of the piping system, and
  • the safety device 30 will be explained further below.
  • the safety device has an upstream housing part or pre-compression part 30a, and a downstream-side housing or rear-pressure part 30b.
  • the housings 30a, 30b are firmly connected to one another via a flat gasket 30c.
  • a support ring 41 a and an O-ring 41 b may be provided.
  • the housing 30 a of the pre-compression part is formed with a central bore 31.
  • This central bore 31 communicates with the first portion 20 of the
  • the housing 30b of the back pressure part is provided with a central one
  • Piping system communicates.
  • the holes 31, 32 communicate with each other.
  • the bore 32 has a first, upstream portion 32a having a shoulder 32b at its downstream end. To this shoulder 32b, another section 32c connects downstream, which on the one hand with the second
  • Section 40 of the piping system communicates, and on the other hand a
  • Branch 32d defined to a safety valve 45.
  • a spring 34 is introduced, which rests with its downstream end on the shoulder 32b. At the upstream end of the spring 34 engages a pressure-controlled aperture 36 at.
  • This diaphragm 36 has a closing piston 36a with a diaphragm bore 36b. The aperture 36 is disposed in the upstream portion of the bore 31.
  • the closing piston 36a has on the input side or on its upstream side on a base portion in which the
  • Aperture bore 36b is inserted centrally. At this base portion closes downstream or on the output side of the closing piston 36 a
  • FIG. 1 first the normal operation or normal state of FIG.
  • Safety device 30 shown.
  • this gas under pressure flows from the central gas storage 10, and is reduced by means of the pressure reducer 22 to a presettable operating pressure. With this operating pressure, the gas flows through the piping system 20, 40 and the safety device 30.
  • the safety valve 45 is closed, so that the entire gas flow or gas volume flow reaches the point of consumption 50 (or multiple consumption points 50).
  • the spring 34 presses the diaphragm 36 in the upstream direction against a shoulder 42 of the housing 30a of the pre-compression part. This ensures that the gas volume flow exiting from the pressure reducer 22 can flow completely and unhindered through the safety device 30 to the point of use 50.
  • the gas volume flow is in this case through an inlet bore 44 in the
  • the resulting gas flow during this normal operation can be seen in particular in FIG.
  • the gas flow is shown here by arrows 70a to 70d.
  • the gas stream By provided in the circumferential direction of the base holes 60, the gas stream initially flows further radially outward (arrow 70 b) and on the outside of the hollow cylindrical portion along (arrow 70 c).
  • further holes or slots 62 which are provided in the hollow cylindrical portion, the gas flow flows back into the interior of the hollow cylindrical portion (arrow 70 d), and from here through the bore 32 (or the interior of the compression spring 34) further in Direction of the piping system 40th
  • the inlet hole with a diameter of 6 mm and a corresponding
  • Aperture area of about 28 mm 2 form .
  • eight radial holes 60 are formed in the base member having a diameter of, for example, 2.2 mm and a corresponding total opening area of 30.4 mm 2 .
  • a corresponding cross section of the bores 62 can then be realized in the hollow cylindrical section.
  • Pipe system comes to an unwanted pressure increase, in which the maximum operating pressure of the device for central gas supply is exceeded. This may, for example, due to a failure or failure of the
  • Base element outside passing streams 70c are interrupted or blocked due to the resting of the base member on the end face of the housing 30b.
  • the gas flow in this case does not reach the holes 62 in the
  • Aperture opening 36b defined or limited.
  • the maximum flow rate of the orifice 36 and the closing piston 36a in the closed position which is defined by the orifice bore 36b, is expediently limited to a value which is about 10 percent lower than the blow-off rate of the safety valve 45.

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Abstract

Vorrichtung zur zentralen Gasversorgung mit einem zentralen Gasspeicher (10) und wenigstens einer Verbrauchsstelle (50), welche über ein Rohrleitungssystem (20, 40) mit dem zentralen Gasspeicher (10) verbunden ist, einem zwischen dem zentralen Gasspeicher (10) und der wenigstens einen Verbrauchsstelle (50) vorgesehenen Druckminderer (22) zur Verminderung des in dem zentralen Gasspeicher (10) herrschenden Drucks auf einen geeigneten Betriebsdruck, einer zwischen dem Druckminderer (22) und der wenigstens einen Verbrauchsstelle (50) vorgesehenen Sicherheitseinrichtung (30) zum Schutz der wenigstens einen Verbrauchsstelle (50) vor einem unzulässigen Druckanstieg, wobei die Sicherheitseinrichtung (30) ein Sicherheitsventil (45) und eine zwischen dem Sicherheitsventil (45) und dem Druckbegrenzer (22) vorgesehene druckgesteuerte Blende (36), welche dazu dient, bei Erreichen oder Überschreiten eines maximal zulässigen Betriebsdruckes in dem Rohrleitungssystem oder der Sicherheitseinrichtung (30) einen durch das Rohrleitungssystem und die Sicherheitseinrichtung (30) strömenden Gas-Volumenstrom zu vermindern, aufweist.

Description

Beschreibung
Vorrichtung zur zentralen Gasversorgung
Vorrichtungen zur zentralen Gasversorgung sind bekannt. Zentrale Gasversorgungen kommen beispielsweise bei Krankenhäusern, Laboren oder auch industriellen Anlagen zum Einsatz.
Bei einer zentralen Gasversorgung werden die einzelnen Verbrauchsstellen eines Betriebes über ein Rohrleitungsnetz mit Gas versorgt. Das Gas wird je nach
Bedarfsmenge aus einem zentralen Gasspeicher, beispielsweise einer
Flaschenbatterie, einem Flaschenbündel, einer Bündelbatterie oder einer Tankanlage über die Verteilleitung den Entnahmestellen zugeführt. Meist werden zweiseitige Flaschen- bzw. Bündelbatterien verwendet. Diese Anordnung gewährleistet eine kontinuierliche Gasversorgung. Während die Verbraucher aus einer Batteriehälfte versorgt werden, können die entleerten Flaschen bzw. Flaschenbündel gegen volle Gebinde ausgetauscht werden.
Vorteile einer zentralen Gasversorgung sind beispielsweise Platzersparnis an den Verbrauchsstellen, Vermeidung von Arbeitsunterbrechungen durch Flaschenwechsel, zentrale Überwachung des Gasvorrats, geringere innerbetriebliche Transportkosten, gleichmäßige Entleerung aller Flaschen, bessere Kontrolle des Flaschenbestandes, kleinerer Flaschenpark durch weniger Reserveflaschen sowie Verringerung der Unfallgefahr.
Vorrichtungen zur zentralen Gasversorgung weisen zwischen dem zentralen
Gasspeicher und den jeweiligen Verbrauchsstellen, also stromabwärtig von dem zentralen Gasspeicher bzw. stromaufwärtig von den Verbrauchsstellen, einen
Druckminderer zur Verminderung des in dem zentralen Gasspeicher herrschenden Druckes auf einen geeigneten Betriebsdruck für die Verteilleitung bzw. das
Rohrleitungssystem und/oder die Verbrauchsstellen auf. Ferner sind üblicherweise Sicherheitsventile vorgesehen, welche z. B. bei einer Störung oder einem Ausfall des Druckminderers gewährleisten, dass Überdruck aus dem Rohrleitungssystem an die Atmosphäre abgeleitet wird, um eine Beschädigung beispielsweise der
Verbrauchsstellen durch zu große Druckstöße zu verhindern. Eine unzulässige Drucküberschreitung gegenüber einem festgelegten maximalen Betriebsdruck in einem Druckregler (stromabwärtig) nachgeschalteten Rohrleitungen muss unbedingt vermieden werden. Herkömmlicherweise musste zum Nachweis für die Auslegung derartiger Sicherheitsventile von einem Worst-Case-Szenario ausgegangen werden, so dass Sicherheitsventile unverhältnismäßig groß
dimensioniert werden mussten, was mit hohem Aufwand und Kosten verbunden ist. Hierbei muss gewährleistet werden, dass im Falle eines vollständigen Ausfalls des Druckminderers ein das Rohrleitungssystem stromabwärtig von dem Druckminderer beaufschlagender Bas-Volumenstrom bzw. ein hieraus resultierender Druckstoß komplett an die Atmosphäre abgegeben bzw. abgeblasen wird. Bei Vorsehen von zu klein dimensionierten Sicherheitsventilen wäre ein derartiges vollständiges Abblasen von Druckstößen nicht gewährleistet. Die vorliegende Erfindung strebt an, den konstruktiven und kostenmäßigen Aufwand für Sicherheitsventile im Rahmen einer zentralen Gasversorgung zu vermindern.
Dieses Ziel wird erreicht mit einer Vorrichtung zur zentralen Gasversorgung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie eine Sicherheitseinrichtung mit den
Merkmalen des Patentanspruchs 10.
Erfindungsgemäß umfasst eine Sicherheitseinrichtung für eine zentrale Gasversorgung ein Sicherheitsventil und eine zwischen dem Sicherheitsventil und dem diesem vorgeschalteten Druckbegrenzer vorgesehene druckgesteuerte Blende, welche bei Erreichen oder Überschreiten eines maximalen Betriebsdruckes einen durch das
Rohrleitungssystem bzw. die Sicherheitseinrichtung strömenden Gas-Volumenstrom vermindert. Hierdurch kann gewährleistet werden, dass auch z.B. bei einer Störung oder einem Ausfall des Druckminderers ein das Rohrleitungssystem stromabwärtig von der Sicherheitseinrichtung beaufschlagender Druckstoß verringert werden kann, so dass dieser im Wesentlichen oder vollständig von dem Sicherheitsventil aufgefangen und vollständig an die Atmosphäre abgeblasen werden kann.
Sicherheitsventile können daher erfindungsgemäß gegenüber herkömmlichen
Lösungen wesentlich kleiner dimensioniert werden. Durch den Einsatz einer erfindungsgemäßen Sicherheitseinrichtung können alle gesetzlichen Vorschriften und technischen Regeln eingehalten werden, wobei die erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung gegenüber herkömmlichen Lösungen wesentlich preiswerter bereitstellbar ist. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Es ist bevorzugt, dass bei Erreichen oder Überschreiten des maximalen
Betriebsdruckes die druckgesteuerte Blende von einer offenen Stellung in eine geschlossene Stellung übergeht. Bei der offenen Stellung wird zweckmäßigerweise der das Rohrleitungssystem durchströmende Gas-Volumenstrom nicht vermindert, während in der geschlossenen Stellung eine voreinstellbare oder auch variable Verminderung des Gas-Volumenstroms bewirkt wird.
Es ist bevorzugt, dass die Sicherheitseinrichtung ein Gehäuse aufweist, in welchem die druckgesteuerte Blende angeordnet ist, und an welchem das Sicherheitsventil angebracht ist. Derartige Gehäuse können je nach Anforderungen in ausreichend robuster Weise zur Verfügung gestellt werden.
Zweckmäßigerweise weist die Blende einen Schließkolben mit einer Blendenbohrung auf.
Hierbei wird bevorzugt der Schließkolben von einer Druckfeder beaufschlagt, so dass bei Unterschreiten bzw. nicht-Erreichen des maximal zulässigen Betriebsdruckes ein erster, größerer Strömungsquerschnitt, und bei Erreichen oder Überschreiten des maximal zulässigen Betriebsdruckes ein zweiter, kleinerer und durch die
Blendenöffnung definierter Strömungsquerschnitt bereitgestellt wird. Diese
Vorgehensweise ermöglicht eine sehr rasche und zuverlässige Verminderung eines Strömungsquerschnitts, so dass ein Gas-Volumenstrom in sehr effektiver Weise bei Auftreten überhöhter Drücke vermindert werden kann.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist der Schließkolben ein Basiselement, in welchem die Blendenbohrung ausgebildet ist, und einen sich hieran anschließenden hohlzylinderförmigen Abschnitt auf. Hierbei ist das Basiselement auf der Eingangsseite, an der Gas in den Schließkolben eintritt, und der
hohlzylinderförmige Abschnitt an der Ausgangsseite, an der Gas aus dem Schließkolben austritt, vorgesehen. Hierbei entspricht zweckmäßigerweise der
Durchmesser des hohlzylinderförmigen Abschnitts dem Durchmesser der Druckfeder, so dass es bei Überschreiten des maximal zulässigen Betriebsdrucks zu einer
Verschiebung des Schließkolbens kommt, wobei der hohizylinderförmige Abschnitt die Druckfeder zusammendrückt.
Die Konstruktion des Schließkolbens mit Basiselement und hohlzylinderförmigem Abschnitt ist insbesondere vorteilhaft, da in das Basiselement und in den
hohlzylinderförmigen Abschnitt Bohrungen und/oder Schlitze eingebracht werden können, welche bei Unterschreiten des maximal zulässigen Betriebsdrucks (d.h.
während des Normalbetriebs) für strömendes Gas offen, und bei Überschreiten des maximalen Betriebsdrucks und einer daraus resultierenden Verschiebung des
Schließkolbens innerhalb des Gehäuses für strömendes Gas geschlossen sind. Durch entsprechende Dimensionierung derartiger Bohrungen oder Schlitze kann
gewährleistet werden, dass deren Gesamtquerschnitt in Summe größer oder gleich dem Querschnitt einer Einlassbohrung des Schließkolbens ist, um im Normalbetrieb, d.h. bei Betriebsdrücken unterhalb des maximal zulässigen Betriebsdrucks, so dass ein ungewolltes Schließen des Schließkolbens vermieden werden kann.
Zweckmäßigerweise sind derartige Schlitze oder Bohrungen in der eingangsseitigen Stirnseite des Basiselements und/oder umfangsseitig in dem Basiselement sowie umfangsseitig in der Mantelfläche des hohlzylinderförmigen Abschnitts ausgebildet.
Es ist bevorzugt, dass das Gehäuse einen Vordruckteil und einen Hinterdruckteil aufweist, welche mittels wenigstens einer Dichtung dichtend miteinander verbunden sind. Als geeignete Dichtungen sind hierbei Flachdichtungen zu nennen. Zwischen dem Vordruckteil und dem Hiterdruckteil können auch beispielsweise ein Stützring oder ein O-Ring angeordnet sein.
Ein derartig zweiteilig bereitstellbares Gehäuse ist in besonders einfacher Weise herstellbar.
Vorteilhafterweise weist der Vordruckteil eine Bohrung auf, in der die druckgesteuerte Blende angebracht ist, und der Hinterdruckteil eine weitere Bohrung auf, in der die Druckfeder angeordnet ist. Die beiden Bohrungen sind hierbei zweckmäßigerweise zentral in den jeweiligen Gehäuseteilen angeordnet. Diese Ausgestaltung erlaubt eine besonders einfache Einbringung der miteinander wechselwirkenden Komponenten Blende und Druckfeder in das Gehäuse.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnung weiter beschrieben. In dieser zeigt
Figur 1 eine teilweise schematisch vereinfachte Schnittansicht einer
bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen zentralen Gasversorgung, insbesondere einer erfindungsgemäßen Sicherheitseinrichtung,
Figur 2 eine weitere Schnittansicht der Sicherheitseinrichtung in einer ersten, offenen Betriebsstellung, und
Figur 3 eine weitere Schnittansicht der Sicherheitseinrichtung in einer zweiten, geschlossenen Betriebsstellung.
Eine erfindungsgemäße zentrale Gasversorgung ist in Figur 1 insgesamt mit 100 bezeichnet. Sie weist einen (schematisch dargestellten) zentralen Gasspeicher 10 auf, der über ein (ebenfalls schematisch dargestelltes) Rohrleitungssystem 20, 40 mit einer (ebenfalls schematisch dargestellten) Verbrauchsstelle 50 verbunden ist.
Das Rohrleitungssystem weist hierbei einen ersten, mit dem zentralen Gasspeicher verbundenen Abschnitt 20, und einen zweiten, mit der Verbrauchsstelle 50
verbundenen Abschnitt 40 auf.
Zwischen dem ersten Abschnitt 20 und dem zweiten Abschnitt 40 des
Rohrleitungssystems ist eine Sicherheitseinrichtung 30 ausgebildet.
Zwischen dem zentralen Gasspeicher 10 und der Sicherheitseinrichtung 30 ist ferner ein Druckminderer 22 (schematisch dargestellt) in den ersten Abschnitt 20 des Rohrleitungssystems eingebracht.
Im Folgenden werden die Begriffe "stromaufwärtig" und "stromabwärtig" entsprechend der Stromrichtung des Gases von dem zentralen Gasspeicher 10 zu der
Verbrauchsstelle 50 hin verwendet, beispielsweise ist somit die Sicherheitseinrichtung 30 stromabwärtig des ersten Abschnitts 20 des Rohrleitungssystems, und
stromaufwärtig des zweiten Abschnitts 40 des Rohrleitungssystems angeordnet.
Die Sicherheitseinrichtung 30 wird im Folgenden weiter erläutert.
Die Sicherheitseinrichtung weist ein stromaufwärtiges Gehäuseteil oder Vordruckteil 30a, und ein stromabwärtig angeordnetes Gehäuse oder Hinterdruckteil 30b auf. Die Gehäuse 30a, 30b sind über eine Flachdichtung 30c fest miteinander verbunden. Als weitere Dichtungen zwischen dem Gehäuse 30a des Vordruckteils und dem Gehäuse 30b des Hinterdruckteils können ein Stützring 41 a und ein O-Ring 41 b vorgesehen sein.
Das Gehäuse 30a des Vordruckteils ist mit einer zentralen Bohrung 31 ausgebildet.
Diese zentrale Bohrung 31 kommuniziert mit dem ersten Abschnitt 20 des
Rohrleitungssystems. Das Gehäuse 30b des Hinterdruckteils ist mit einer zentralen
Bohrung 32 ausgebildet, welche mit dem zweiten Abschnitt 40 des
Rohrleitungssystems kommuniziert. Die Bohrungen 31 , 32 kommunizieren miteinander.
Die Bohrung 32 weist einen ersten, stromaufwärtigen Abschnitt 32a auf, der an seinem stromabwärtigen Ende eine Schulter 32b aufweist. An diese Schulter 32b schließt sich stromabwärtig ein weiterer Abschnitt 32c an, welcher einerseits mit dem zweiten
Abschnitt 40 des Rohrleitungssystems kommuniziert, und andererseits eine
Abzweigung 32d zu einem Sicherheitsventil 45 definiert.
In den Abschnitt 32a ist eine Feder 34 eingebracht, welche mit ihrem stromabwärtigen Ende auf der Schulter 32b aufliegt. An das stromaufwärtige Ende der Feder 34 greift eine druckgesteuerte Blende 36 an. Diese Blende 36 weist einen Schließkolben 36a mit einer Blendenbohrung 36b auf. Die Blende 36 ist in dem stromaufwärtigen Bereich der Bohrung 31 angeordnet. Der Schließkolben 36a weist eingangsseitig bzw. auf seiner stromaufwärtigen Seite einen Basisabschnitt auf, in welchem die
Blendenbohrung 36b mittig eingebracht ist. An diesen Basisabschnitt schließt sich stromabwärtig bzw. auf der Ausgangsseite des Schließkolbens 36a ein
hohlzylinderförmiger Bereich an. In das Basiselement sowie den hohlzylinderförmigen Abschnitt sind Bohrungen bzw. Schlitze eingebracht, durch welche im offenen Zustand Gas strömen kann, und welche im geschlossenen Zustand für einen Gasstrom geschlossen sind. In Figur 1 ist zunächst der Normalbetrieb bzw. Normalzustand der
Sicherheitseinrichtung 30 dargestellt. In diesem strömt unter Druck stehendes Gas aus dem zentralen Gasspeicher 10, und wird mittels des Druckminderers 22 auf einen voreinstellbaren Betriebsdruck vermindert. Mit diesem Betriebsdruck strömt das Gas durch das Rohrleitungssystem 20, 40 und die Sicherheitseinrichtung 30. Hierbei ist das Sicherheitsventil 45 geschlossen, so dass der gesamte Gasstrom bzw. Gas- Volumenstrom die Verbrauchsstelle 50 (bzw. mehrere Verbrauchsstellen 50) erreicht. Hierbei drückt die Feder 34 die Blende 36 in stromaufwärtiger Richtung gegen eine Schulter 42 des Gehäuses 30a des Vordruckteils. Hierdurch wird gewährleistet, dass der aus dem Druckminderer 22 austretende Gas-Volumenstrom vollständig und ungehindert durch die Sicherheitseinrichtung 30 zu der Verbrauchsstelle 50 strömen kann. Der Gasvolumenstrom ist hierbei durch eine Einlassbohrung 44 in dem
Basiselement des Schließkolbens 36a definiert. Es erfolgt innerhalb der
Sicherheitseinrichtung 30 keinerlei Verminderung des dem Gasstrom in dem
Rohrleitungssystem 20, 40 zur Verfügung stehenden Leitungsquerschnitts und somit des Gas-Durchflusses. Der sich ergebende Gasstrom während dieses Normalbetriebs ist insbesondere in Figur 2 erkennbar. Der Gasstrom ist hier mittels Pfeilen 70a bis 70d dargestellt. Man erkennt zunächst den Eintritt des Gasstroms in die Einlassbohrung 44 (Pfeil 70a). Durch in Umfangsrichtung des Basisteils vorgesehene Bohrungen 60 fließt der Gasstrom zunächst weiter radial nach außen (Pfeil 70b) und an der Außenseite des hohlzylinderförmigen Abschnitts entlang (Pfeil 70c). Durch weitere Bohrungen bzw. Schlitze 62, die in dem hohlzylinderförmigen Abschnitt vorgesehen sind, fließt der Gasstrom wieder zurück in das Innere des hohlzylinderförmigen Abschnitts (Pfeil 70d), und von hier durch die Bohrung 32 (bzw. das Innere der Druckfeder 34) weiter in Richtung des Rohrleitungssystems 40.
Es erweist sich als zweckmäßig, den Gesamtquerschnitt der Bohrungen 60 in dem Basiselement sowie den Gesamtquerschnitt der Bohrungen 62 in dem
hohlzylinderförmigen Abschnitt größer oder gleich dem Querschnitt der Einlassbohrung 44 auszubilden, so dass ein ungewolltes Schließen des Schließkolbens bei einem Normalbetrieb der Anlage vermieden werden kann. Es ist beispielsweise möglich, die Einlassbohrung mit einem Durchmesser von 6 mm und einer entsprechenden
Öffnungsfläche von etwa 28 mm2 auszubilden. In diesem Falle können beispielsweise acht radiale Bohrungen 60 in dem Basiselement mit einem Durchmesser von beispielsweise 2,2 mm und einer entsprechenden Gesamtöffnungsfläche von 30,4 mm2 ausgebildet werden. Ein entsprechender Querschnitt der Bohrungen 62 ist dann in dem hohlzylinderförmigen Abschnitt zu realisieren.
Es sei nun davon ausgegangen, dass es in dem ersten Abschnitt 20 des
Rohrleitungssystems zu einem ungewollten Druckanstieg kommt, bei dem der maximale Betriebsdruck der Vorrichtung zur zentralen Gasversorgung überschritten wird. Dies kann beispielsweise aufgrund einer Störung oder eines Ausfalls des
Druckminderers 22 verursacht sein. Zur weiteren Erläuterung dieses Zustandes wird insbesondere auch auf die Figur 3 verwiesen.
In diesem Fall kommt es in dem ersten Abschnitt 20 des Rohrleitungssystems zwischen dem Druckminderer 22 und der Sicherheitseinrichtung 30 zu einem plötzlichen Druckanstieg, einem sogenannten Druckstoß. Dieser Druckstoß führt dazu, dass die Blende 36 gegen die Federkraft der Feder 34 in stromabwärtiger Richtung verschoben wird, so dass eine Schulter 36c des Schließkolbens 36a an dem
stromaufwärtigen Ende des Gehäuses 30b des Hinterdruckteils zur Anlage kommt. Hierdurch wird die dem Gas-Volumenstrom zur Verfügung stehende
Querschnittsfläche auf den Durchmesser der Blendenbohrung 36b reduziert. Der Strömungsverlauf ist in Figur 3 dargestellt. Man erkennt, dass die durch die radialen Bohrungen 60 in dem Basiselement verlaufenden Ströme 70b sowie an dem
Basiselement außen vorbeiströmenden Ströme 70c aufgrund des Aufliegens des Basiselements an der Stirnseite des Gehäuses 30b unterbrochen bzw. blockiert sind. Insbesondere erreicht der Gasstrom hierbei nicht die Bohrungen 62 in dem
hohlzylinderförmigen Abschnitt. Der verbleibende Gasstrom ist somit durch die
Blendenöffnung 36b definiert bzw. begrenzt.
Somit kann nur ein verminderter Gas-Volumenstrom in das Gehäuse 30b des
Hinterdruckteils gelangen. Dieser verminderte Gas-Volumenstrom kann vollständig über das Sicherheitsventil 45 in die Atmosphäre abgeblasen werden. Da der hierbei auftretende Gas-Volumenstrom im Vergleich zu dem Normalbetrieb sehr klein ist, ist ein entsprechend klein dimensioniertes Sicherheitsventil 45 ausreichend. Mit anderen Worten ist das Sicherheitsventil 45 in der Lage, einen für das Abblasen des
verminderten Gas-Volumenstroms ausreichenden Strömungsquerschnitt freizugeben. Auf größer dimensionierte Sicherheitsventile mit entsprechend größerem
Strömungsquerschnitt bzw. entsprechend größerer Abblaseleistung kann verzichtet werden. Der maximale Durchsatz der Blende 36 bzw.des Schließkolbens 36a in der geschlossenen Stellung, welche durch die Blendenbohrung 36b definiert ist, wird zweckmäßigerweise auf einen Wert begrenzt, der um etwa 10 Prozent niedriger liegt als die Abblasleistung des Sicherheitsventils 45.

Claims

Patentansprüche
Vorrichtung zur zentralen Gasversorgung mit
- einem zentralen Gasspeicher (10) und wenigstens einer Verbrauchsstelle (50), welche über ein Rohrleitungssystem (20, 40) mit dem zentralen Gasspeicher (10) verbunden ist,
- einem zwischen dem zentralen Gasspeicher (10) und der wenigstens einen Verbrauchsstelle (50) vorgesehenen Druckminderer (22) zur Verminderung des in dem zentralen Gasspeicher (10) herrschenden Drucks auf einen Betriebsdruck,
- einer zwischen dem Druckminderer (22) und der wenigstens einen
Verbrauchsstelle (50) vorgesehenen Sicherheitseinrichtung (30) zum Schutz der wenigstens einen Verbrauchsstelle (50) vor einem unzulässigen Druckanstieg,
- wobei die Sicherheitseinrichtung (30) ein Sicherheitsventil (45) und eine zwischen dem Sicherheitsventil (45) und dem Druckbegrenzer (22) vorgesehene druckgesteuerte Blende (36), welche dazu dient, bei Erreichen oder Überschreiten eines maximal zulässigen Betriebsdruckes in dem Rohrleitungssystem oder der Sicherheitseinrichtung (30) einen durch das Rohrleitungssystem und die
Sicherheitseinrichtung (30) strömenden Gas-Volumenstrom zu vermindern, aufweist. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , bei der bei Erreichen oder Überschreiten des
maximalen Betriebsdruckes die druckgesteuerte Blende (36) von einer offenen Stellung in eine geschlossene Stellung übergeht.
3. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die
Sicherheitseinrichtung (30) ein Gehäuse (30a, 30b) aufweist, in welchem die druckgesteuerte Blende (34) angeordnet ist, und an welchem das Sicherheitsventil (32) angebracht ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die druckgesteuerte Blende (36) einen Schließkolben (36a) mit einer Blendenbohrung (36b) aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der der Schließkolben (36a) derart von einer Druckfeder (34) beaufschlagt wird, dass bei Unterschreiten des maximal zulässigen Betriebsdrucks ein erster, größerer Strömungsquerschnitt, und bei Erreichen oder Überschreiten des maximal zulässigen Betriebsdrucks ein zweiter, kleinerer und durch die Blendenbohrung (36b) definierter Strömungsquerschnitt bereitgestellt wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, bei der der Schließkolben (36a) ein Basiselement, in welchem die Blendenbohrung (36b) ausgebildet ist, und einen sich hieran anschließenden hohlzylinderförmigen Abschnitt aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der in dem Basiselement und in dem
hohlzylinderförmigen Abschnitt Bohrungen und/oder Schlitze (60, 62) vorgesehen sind, welche bei Unterschreiten des maximal zulässigen Betriebsdrucks für strömendes Gas offen, und bei Überschreiten des maximal zulässigen
Betriebsdrucks und einer daraus resultierenden Verschiebung des Schließkolbens (36a) innerhalb des Gehäuses (30a, 30b) für strömendes Gas geschlossen sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, bei der das Gehäuse einen Vordruckteil (30a) und einen Hinterdruckteil (30b) aufweist, welche mittels wenigstens einer Dichtung (30c) dichtend miteinander verbunden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der der Vordruckteil (30a) mit einer Bohrung (31 ), in der die druckgesteuerte Blende (36) angeordnet ist, und der Hinterdruckteil (30b) mit einer Bohrung (32), in der die Druckfeder (34) angeordnet ist,
ausgebildet ist.
10. Sicherheitseinrichtung (30) für eine zentrale Gasversorgung mit einem
Sicherheitsventil (32) und einer druckgesteuerten Blende (36), welche derart eingerichtet ist, um bei Erreichen oder Überschreiten eines maximal zulässigen Betriebsdruckes einen durch die Sicherheitseinrichtung strömenden Gas- Volumenstrom zu vermindern.
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