專利名稱：用于生產(chǎn)氣體混合物的小型化設(shè)備的制作方法
用于生產(chǎn)氣體混合物的小型化設(shè)備本發(fā)明涉及用于利用純工業(yè)氣體或者純氣體或特種氣體的混合物充填氣瓶/罐的設(shè)備。在這些充填作業(yè)中所涉及的氣體例如是-當(dāng)“成批”充填氣瓶(一次若干氣瓶)時(shí)，取自空氣(N2、Ar、O2)、氦、氫及其混合物、濃度通常在百分?jǐn)?shù)級(jí)而含其它氣體的那些。-二氧化碳或氮氧化物，其氣瓶通過稱重充填，一次充填一個(gè)氣瓶。特種氣體的混合物是氣瓶中壓縮或液化氣體的混合物，這些混合物尤其以下列方面為特征-在各成分的濃度方面有很大準(zhǔn)確度；-大量的成分，有時(shí)數(shù)十種成分，例如在煉油廠和石油化學(xué)工業(yè)中使用的碳?xì)浠衔锘旌衔铮?當(dāng)這些成分對(duì)氣瓶壁是反應(yīng)性的，尤其是如果它們的濃度低時(shí)，難以保持各成分的濃度的穩(wěn)定性。因此這些混合物組成很準(zhǔn)確和/或含很低含量的組分，這些含量在ppm級(jí)。這些特點(diǎn)使得需要復(fù)雜的生產(chǎn)裝置，以便尤其是-清洗/清潔和鈍化待充填的氣瓶的內(nèi)部，以便得到對(duì)氣瓶壁是反應(yīng)性的成分的一直保持穩(wěn)定的濃度；-生產(chǎn)在各成分的濃度方面具有高準(zhǔn)確度的混合物；-控制混合物的組成。將這種裝置結(jié)合進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備中要求專家設(shè)計(jì)研究和合適的建筑物(例如具有受控溫度的建筑物)。在設(shè)計(jì)階段所包含的研究時(shí)間和合適的建筑物的成本大。尤其是，如果由于危險(xiǎn)的經(jīng)濟(jì)環(huán)境和知之甚少的市場(chǎng)或不穩(wěn)定的經(jīng)濟(jì)氣候而市場(chǎng)太小或有時(shí)難以證明， 則成本太高。此外，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，設(shè)備的完善化快速發(fā)展。工業(yè)世界日益從所謂的重工業(yè)轉(zhuǎn)變到生產(chǎn)消費(fèi)品和貨物的單位。這首先導(dǎo)致設(shè)備尺寸上的改變和其次導(dǎo)致對(duì)來自極度不同的地理位置的日益完善的不同生產(chǎn)機(jī)器的需求。不管設(shè)備是大還是小，簡(jiǎn)單還是復(fù)雜，當(dāng)建造這種設(shè)備時(shí)所遵循的方法常規(guī)上保持相同。很經(jīng)常采用“總承包(Cl6en main)”解決方案。這些解決方案具有的工業(yè)優(yōu)點(diǎn)是迫使一個(gè)或多個(gè)供貨商遵守預(yù)定的技術(shù)和財(cái)政指標(biāo)，并因此保證工業(yè)(終端用戶客戶)結(jié)果。因此，作為“總承包”解決方案的設(shè)備的生產(chǎn)組織如下首先，在例如發(fā)達(dá)國(guó)家的不同現(xiàn)有工廠里建造生產(chǎn)機(jī)械。將這些不同的機(jī)器由陸路或海運(yùn)發(fā)送到最終地點(diǎn)。將這些機(jī)器在最終地點(diǎn)已建設(shè)的傳統(tǒng)的或預(yù)制的建筑物內(nèi)安裝。機(jī)器在最終地點(diǎn)的建筑物內(nèi)部安裝并連接在一起(流體、電力、管道工程等)。機(jī)器在開動(dòng)之前在最終地點(diǎn)進(jìn)行試驗(yàn)。這種涉及例如位于發(fā)展中國(guó)家的遠(yuǎn)方總承包工業(yè)單位的常規(guī)方法有大量與其有關(guān)的不可控制的因素。當(dāng)最終地點(diǎn)的建筑物的建設(shè)已經(jīng)延期，而所訂購(gòu)的裝置到達(dá)，則存在該裝置保留在包裝箱中幾個(gè)月或甚至更長(zhǎng)時(shí)間的危險(xiǎn)。這導(dǎo)致機(jī)械的品質(zhì)變差和需要費(fèi)用昂貴的整修。如果機(jī)器沒有全部在約定的期限內(nèi)運(yùn)送，同樣會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)問題。在運(yùn)輸路線中途遺失的元件能阻止設(shè)備或設(shè)備的一部分整體開動(dòng)。用這種常規(guī)的總承包設(shè)備解決方案，若干個(gè)合伙人一般在不同的階段和在地理上相互遙遠(yuǎn)的位置處參與該項(xiàng)目。生產(chǎn)廠家委派設(shè)備專家來監(jiān)督安裝、開工和最后驗(yàn)收階段。 設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工程企業(yè)委派細(xì)部設(shè)計(jì)、安裝圖紙和試驗(yàn)的專業(yè)工程師。這造成許多聯(lián)絡(luò)問題。 當(dāng)工業(yè)終端用戶或本地公司對(duì)建設(shè)物的建造和設(shè)備安裝負(fù)責(zé)時(shí)，情況尤其是這樣。通過四處輸送設(shè)備可以降低生產(chǎn)成本并更有效地分期償還對(duì)新工業(yè)團(tuán)體的投資。 然而，目前的情況基本上限于提供運(yùn)輸不同機(jī)器，通常用于能夠通過海運(yùn)或陸路(用貨車) 四處移動(dòng)的貨物的類型的各內(nèi)部容器的選擇。由于機(jī)器必須裝載到容器中并從容器中取出和然后生產(chǎn)線必須重新組裝，所以這不會(huì)將時(shí)間和成本降低到低于某界限。因此，本發(fā)明所解決的一個(gè)技術(shù)問題是提供一種用于純氣體或特種氣體的混合物的工業(yè)生產(chǎn)的設(shè)備，該設(shè)備能簡(jiǎn)單而快速地拆卸、運(yùn)輸和重新組裝。如從下面更詳細(xì)看到的，為了達(dá)到這種靈活性本發(fā)明所提出的設(shè)備在以下方面是值得注意的-設(shè)備是“小型”設(shè)備，如能裝在很小尺寸的箱(集裝箱，conteneur)中，不過倘若處理氣體，則它需要提供第一流的溫度，準(zhǔn)確度和安全條件，-設(shè)備是可操作的，換句話說，操作者需要能夠進(jìn)入它，在其中工作，在其中四處移動(dòng)并進(jìn)行裝卸作業(yè)，這一切都在設(shè)備內(nèi)部和不過受限制以便限制氣瓶的運(yùn)動(dòng)的空間中進(jìn)行，-為此，將構(gòu)成設(shè)備的基本裝置緊固到箱的壁上，以便使操作者能在設(shè)備內(nèi)部四處走動(dòng)而實(shí)施所有必要的操作，包括四處移動(dòng)氣瓶，-設(shè)備優(yōu)選地包括通風(fēng)系統(tǒng)，該通風(fēng)系統(tǒng)一方面對(duì)箱內(nèi)部的溫度提供控制，這使得能在箱內(nèi)部進(jìn)行工作，而與外部溫度無關(guān)，并且使得能通過測(cè)量混合物的組分的壓力-溫度生成準(zhǔn)確的混合物，且通風(fēng)系統(tǒng)還允許有毒和/或易燃的氣體的任何意外泄漏在箱的內(nèi)部氣氛中稀釋，以便沒有破壞性的結(jié)果。在制成設(shè)備并緊固到箱壁上的基本裝置中尤其包括這樣的器具，該器具用于在第一次充填之前真空干燥各氣瓶，用于在氣瓶再充填之前清除氣瓶中的殘留氣體，用于生產(chǎn)混合物，用于純化氣體，以及分析器等。應(yīng)注意，現(xiàn)有技術(shù)包含專利文獻(xiàn)如專利文獻(xiàn)EP366559和W02006/123373，上述專利文獻(xiàn)說明了能通過海運(yùn)或由陸路運(yùn)輸并裝有預(yù)定在設(shè)備中使用的機(jī)械的箱；所述箱一旦在待說明的配置中相互結(jié)合，就形成實(shí)際設(shè)備。因此，作為舉例說明，W02006/123373涉及容納有預(yù)期生產(chǎn)方法所需的器具的箱的配置，它首先旨在制造隔離面板，即使它引用了另一些可能的應(yīng)用如“液態(tài)產(chǎn)品的包裝”，但它根本沒有說明氣態(tài)混合物的生產(chǎn)及其充填到氣瓶中的特殊情況。然而，并且首先是，它未說明操作者能進(jìn)入并在其中能四處走動(dòng)、生產(chǎn)產(chǎn)品、在小型空間中四處移動(dòng)氣瓶的設(shè)備，因?yàn)楹茱@然，作者預(yù)料“鄰近”設(shè)備的空箱的存在使操作者能接近“生產(chǎn)設(shè)備”并且十分合乎邏輯地這些箱的壁然后打開并連通。因此從上述說明顯然可看出，W02006/123373涉及完全不同類型的設(shè)備，且十分合乎邏輯地，W02006/123373不面臨同一組問題并因此無論如何未提出從技術(shù)上解決現(xiàn)在所提出的問題的解決方案。因此，本發(fā)明的一個(gè)主題是一種利用純氣體和/或純氣體或特種氣體的混合物給氣瓶充填氣體的設(shè)備，該設(shè)備包括-用于選擇氣體和/或用于生產(chǎn)將要被引入氣瓶中的氣體混合物的裝置；-用于分析所述混合物或所述純氣體的組成的器具；該設(shè)備的特征在于使用以下措施-將設(shè)備整個(gè)地容納在可運(yùn)輸?shù)南渲校撓涞恼嫉孛娣e小于45m2，優(yōu)選地占地面積在34m2和40m2之間的范圍內(nèi)；-容納在所述箱中的裝置和器具附裝到箱的壁上并能夠連接到位于箱外部的氣體源上；這樣形成的布置結(jié)構(gòu)允許使用該設(shè)備的人員從所述箱的內(nèi)部接近該裝置和器具， 并在所述箱內(nèi)部著手充填氣瓶。此外，本發(fā)明的設(shè)備可以采用下列特征中的一個(gè)或多個(gè)-該設(shè)備包括兩個(gè)部分i)第一部分，包括-用于生產(chǎn)將要被引入氣瓶中的純氣體或特種氣體的混合物的裝置，-用于分析所述特種氣體或純氣體的混合物的組成的器具，j)另一部分(3)，包括-至少一個(gè)用于排空待充填的氣瓶中所含的殘留氣體的排空機(jī)構(gòu)，-至少一個(gè)清洗和/或鈍化待充填的氣瓶的機(jī)構(gòu)，-至少一個(gè)用于均勻化所生產(chǎn)的混合物的機(jī)構(gòu)。本質(zhì)上，設(shè)備因而可以由容納所述兩個(gè)部分的單個(gè)箱制成，或者可供選擇地由兩個(gè)端對(duì)端放置并連通的箱制成，其中每一個(gè)箱用于所涉及的兩個(gè)部分中的一個(gè)。-所述兩個(gè)部分通過活動(dòng)壁相互分隔開。-所述第一部分還包括控制內(nèi)部溫度的機(jī)構(gòu)。-所述用于生產(chǎn)混合物的裝置包括至少一個(gè)與至少一個(gè)分析器關(guān)聯(lián)的混合器。-所述用于生產(chǎn)混合物的裝置包括-稱重器具和/或壓力計(jì)器具，它們各都能準(zhǔn)確地測(cè)量將要被引入氣瓶中的氣體的量，-在待充填的氣瓶和優(yōu)選地位于箱外部的氣體源之間的連接機(jī)構(gòu)。-所述用于生產(chǎn)混合物的裝置包括至少一個(gè)能夠生產(chǎn)任何類型的壓縮或液態(tài)氣體混合物的管線組(rampe)。-位于箱中的稱重器具設(shè)置在支承件上，該支承件與箱無關(guān)，且其基部位于箱地板水平面的下方。-該設(shè)備包括至少一個(gè)用于分析混合物的組成的器具，該器具選自-至少一個(gè)用于分離混合物的不同成分的氣相色譜儀；-至少一個(gè)熱導(dǎo)檢測(cè)器(TCD)或火焰電離檢測(cè)器(FID)；
-至少一個(gè)氧分析器；-至少一個(gè)水分分析器；-至少一個(gè)用于測(cè)定混合物中某些化合物的濃度的紅外分光計(jì)。如從閱讀有關(guān)本發(fā)明優(yōu)選的尺寸已經(jīng)理解的，優(yōu)選采用ISO箱且應(yīng)記起-20 英尺 ISO 箱尺寸為 6mX 2. 4m = 14. 4m2-40 英尺 ISO 箱尺寸為 12mX 2. 4m = 28. 8m2按照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，所述設(shè)備包括單個(gè)40英尺ISO箱或者可供選擇地兩個(gè)ISO箱-一個(gè)20英尺ISO箱，用于氣瓶的內(nèi)部準(zhǔn)備，和-40英尺ISO箱，用于生產(chǎn)和分析混合物。如本說明中先前所述，設(shè)備優(yōu)選地包括通風(fēng)系統(tǒng)，該通風(fēng)系統(tǒng)一方面對(duì)箱內(nèi)部的溫度提供控制，這使得能在箱內(nèi)部進(jìn)行工作而與外部溫度無關(guān)，并且使得能通過測(cè)量混合物的組分的壓力-溫度生成準(zhǔn)確的混合物，且通風(fēng)系統(tǒng)還允許有毒和/或易燃的氣體的任何意外泄漏在箱的內(nèi)部氣氛中稀釋，從而沒有破壞性的后果。應(yīng)該理解，該系統(tǒng)尤其很好地證明對(duì)處理易燃?xì)怏w(如H2......)或有毒氣體(如
CO, H2S, NO2......)等有效。另外，它的存在的目的因此是避免這種氣體在箱內(nèi)部的積累。這種積累當(dāng)然可僅由意外的泄漏所致，因?yàn)槿缫呀?jīng)了解的，在這種處理有毒和/ 或易燃?xì)怏w的設(shè)備中，還采取每個(gè)步驟以限制這種危險(xiǎn)(通向外部的通風(fēng)口、過濾器、收集閥、使用高壓裝置、使用耐腐蝕材料等，所述措施為本領(lǐng)域的技術(shù)人員眾所周知)。根據(jù)所處理的氣體，當(dāng)然可以設(shè)想許多構(gòu)型以及提取點(diǎn)的定位，尤其是這些提取點(diǎn)是否處于較低位置和/或處于較高位置，以便收集比空氣重和還有比空氣輕的氣體。例如通過位于排放到箱外部的通風(fēng)口內(nèi)的檢測(cè)器檢測(cè)到有毒或易燃?xì)怏w的存在將導(dǎo)致選定的動(dòng)作，包括空氣更新流速增加、可見的或聽得見的警報(bào)、除了強(qiáng)制通風(fēng)裝置和應(yīng)急照明等之外切斷給大多數(shù)箱裝置供電的電源。按照本發(fā)明的其中一個(gè)實(shí)施例，設(shè)備包括兩個(gè)部分i)容納用于生產(chǎn)混合物的裝置和用于分析混合物的組成的器具的第一部分，和j)可稱為“氣瓶準(zhǔn)備”部分的第二部分，該第二部分容納有用于排空待充填的氣瓶中所含的殘留氣體的裝置、用于清洗和/或鈍化待充填的氣瓶的機(jī)構(gòu)、用于均勻化所生產(chǎn)的混合物的機(jī)構(gòu)，該設(shè)備還包括通風(fēng)系統(tǒng)，該通風(fēng)系統(tǒng)包括-在“氣瓶準(zhǔn)備”第二部分中，兩個(gè)獨(dú)立的強(qiáng)制通風(fēng)鼓風(fēng)機(jī)，一個(gè)用于使整個(gè)該第二部分通風(fēng)，另一個(gè)通風(fēng)鼓風(fēng)機(jī)特別地位于處在排空階段的氣瓶的位置上方；-在“混合物生產(chǎn)”第一部分中，兩個(gè)獨(dú)立的強(qiáng)制通風(fēng)鼓風(fēng)機(jī)，一個(gè)給整個(gè)該第一部分通風(fēng)，另一個(gè)通風(fēng)鼓風(fēng)機(jī)特別地位于氣瓶處在充填或分析過程中的每個(gè)工位的上方。本發(fā)明的另一個(gè)主題是一種在實(shí)施如上所述的設(shè)備的氣瓶中制備特種氣體的混合物的方法，所述氣瓶連接到所述設(shè)備外部的至少兩個(gè)特種氣體源上。按照本發(fā)明的方法的其中一個(gè)實(shí)施例，待充填的氣瓶一次僅連接到一個(gè)氣體源上。按照本發(fā)明的方法的其中一個(gè)實(shí)施例，該方法包括以下步驟
-準(zhǔn)備待充填的氣瓶；-使用稱重器具和/或壓力計(jì)器具，通過將氣瓶連接到氣體源上來充填所述氣瓶， 所述稱重器具和/或壓力計(jì)器具各都能準(zhǔn)確地測(cè)量將要被引入所述氣瓶中的氣體的量；-分析這樣充填的氣瓶的內(nèi)容物的組成。所使用的箱可以是能夠例如通過陸路和海運(yùn)運(yùn)輸?shù)腎SO(集裝)箱。因此可以使整個(gè)設(shè)備在工廠里的制造標(biāo)準(zhǔn)化，以便優(yōu)化生產(chǎn)成本，并且如果需要可拆卸箱/設(shè)備并將它運(yùn)輸?shù)礁雍线m的位置以便回收投資。與上面所引用的現(xiàn)有技術(shù)專利文獻(xiàn)相反，容納在箱中的裝置附裝到箱的壁上。準(zhǔn)確地說，一些部件例如生產(chǎn)裝置或分析器具固定在容納有本發(fā)明的設(shè)備的箱的壁上。如上所述，一方面，這種布置結(jié)構(gòu)使用戶能從箱的內(nèi)部接近該裝置，而同時(shí)允許利用附裝在箱的壁上的管道系統(tǒng)將該裝置連接在一起和另一方面連接到位于箱外部的氣體源。這提供節(jié)約一定空間并因此能使設(shè)備更好地小型化，而且由于固定器具還保證更好的測(cè)量穩(wěn)定性。作為舉例說明，設(shè)備可以放置在尺寸為12米長(zhǎng)、3米寬和3米高的ISO箱內(nèi)，或者可供選擇地放置在兩個(gè)端對(duì)端定位的尺寸為6米長(zhǎng)的ISO箱內(nèi)。應(yīng)該注意，按照現(xiàn)有技術(shù)，在充填純氣體和充填純氣體或特種氣體的混合物兩方面，待充填的氣體的量和所需的原料量意指迄今為止總是已經(jīng)考慮到容裝充填設(shè)備的大尺寸建筑物。另一些特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)從閱讀下面參照附圖給出的說明將變得顯而易見，其中-

圖1是本發(fā)明的設(shè)備如何組織的一個(gè)示例的示意圖；-圖2是包含在本發(fā)明的設(shè)備中用于生產(chǎn)特種氣體的混合物的裝置的示意圖。圖1示出本發(fā)明用于生產(chǎn)特種氣體的混合物的設(shè)備1，該設(shè)備1包括兩個(gè)部分2和 3。這兩個(gè)部分2和3被活動(dòng)壁20分開。例如，活動(dòng)壁20是滑動(dòng)門。圖1示出單個(gè)箱被分成兩個(gè)通過活動(dòng)壁連接的部分的實(shí)施例的情況，但本發(fā)明同等地能想到其中兩個(gè)部分由兩個(gè)連接在一起的ISO箱組成的實(shí)施例。第一“混合物生產(chǎn)”部分2具有由溫度控制機(jī)構(gòu)控制的內(nèi)部溫度。例如，這種機(jī)構(gòu)是加熱或空調(diào)系統(tǒng)。所述部分2裝有用來生產(chǎn)混合物的裝置4和用來分析位于區(qū)域5的混合物的組成的器具。用于生產(chǎn)所述混合物的裝置4的一個(gè)示例在圖2中示出。例如使用測(cè)壓法精確測(cè)量待混合的各氣體的量?jī)?yōu)選地使用用于在溫度受控制的空間充填的裝置和氣瓶實(shí)施。該受控溫度的方面是工業(yè)規(guī)模獲得可評(píng)估的可靠性和準(zhǔn)確度的必要特征。溫度控制為使用氣壓法生產(chǎn)準(zhǔn)確混合物所必需?！皻馄繙?zhǔn)備”部分3包括至少一個(gè)排空待充填的氣瓶中殘留氣體的機(jī)構(gòu)6、至少一個(gè)清洗和/或鈍化待充填的氣瓶的機(jī)構(gòu)8、和至少一個(gè)均勻化所生產(chǎn)的混合物的機(jī)構(gòu)9。設(shè)備1整體容納在可運(yùn)輸?shù)南?0中，該箱的占地面積小于45m2，占地面積優(yōu)選地在34m2和 40m2之間的范圍內(nèi)。箱10的高度例如在2. 5米和3. 5米之間，且高度優(yōu)選地是3米。在實(shí)踐中，工作人員通過門11進(jìn)入箱并著手充填氣瓶7，所述氣瓶起初位于部分3 中并打算進(jìn)行氣瓶7的準(zhǔn)備工作(清洗、鈍化、排空)。所述混合物的充填在部分2中使用混合物生產(chǎn)裝置4執(zhí)行，該部分2的溫度是受控的。
如有必要，首先對(duì)將要被充填以特種氣體的混合物的氣瓶7進(jìn)行準(zhǔn)備工作，例如通過使用清洗和/或鈍化機(jī)構(gòu)8清洗，和/或如果該氣瓶已經(jīng)使用過則通過用排空機(jī)構(gòu)6 排空氣瓶中的殘留氣體。如果所述氣瓶已經(jīng)使用過，則因此它或許被殘留氣體污染。鈍化機(jī)構(gòu)8是例如氣瓶7被引入其中幾小時(shí)的爐。一旦氣瓶7準(zhǔn)備好，用戶就取出該氣瓶然后將它滾動(dòng)或可供選擇地運(yùn)送到設(shè)備的溫度受控的部分2。然后用戶能繼續(xù)將特種氣體的混合物充填到這樣準(zhǔn)備好的氣瓶7中。當(dāng)若干氣瓶準(zhǔn)備好時(shí)，用戶能一次運(yùn)輸若干氣瓶以便優(yōu)化他的工作時(shí)間和生產(chǎn)率并將所述氣瓶堆放在專用位置11處。在圖2中示意性地示出混合物生產(chǎn)裝置4。將要被充填的氣瓶各自都通過連接機(jī)構(gòu)14連接到同一個(gè)充填管線組12上。該充填管線組12連接到控制面板13例如CLP上。該充填管線組12連接到自動(dòng)閥22上，所述自動(dòng)閥22連接到測(cè)量?jī)x器上，例如連接到通過稱重系統(tǒng)17表示的重量測(cè)量裝置上，以便當(dāng)達(dá)到待引入氣瓶的氣體的重量時(shí)，閥自動(dòng)關(guān)閉。充填管線組12還連接到特種氣體源的網(wǎng)絡(luò)15上，該網(wǎng)絡(luò)15位于本發(fā)明的設(shè)備位于其中的箱10的外部，如圖1中所示。按照本發(fā)明的在安全方面特別有好處的其中一個(gè)實(shí)施例，當(dāng)氣瓶處于被充填的過程中時(shí)，該氣瓶一次僅連接到一個(gè)單一氣體源上。這是因?yàn)闉榱吮苊獗ǎ瑑?yōu)選地當(dāng)氣瓶處于充填過程中時(shí)，易燃?xì)怏w源不與氧化氣體源同時(shí)連接到所述氣瓶上。充填管線組12能用混合物的任何族充填氣瓶的事實(shí)可能需要清洗所述充填管線組12，尤其是清洗連接體積。按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，這種充填管線組12可以是單一充填管線組。同一充填管線組12能夠用混合物例如易燃?xì)怏w/惰性氣體、氧化氣體/惰性氣體、氧化劑/燃料的混合物充填氣瓶。也可以將防止在裝置中產(chǎn)生不相容的氣體的混合物的安全系統(tǒng)(未示出)加到箱10中。構(gòu)成混合物的特種氣體的量使用測(cè)量和檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)如壓力計(jì)16和稱重系統(tǒng)17測(cè)量和檢驗(yàn)。根據(jù)生產(chǎn)期望的混合物所需的準(zhǔn)確度，裝置4包括壓力計(jì)16和稱重系統(tǒng)17，或者僅包括這二者中的一個(gè)。所述混合物生產(chǎn)裝置4位于箱10的溫度受控的部分2中，因此穩(wěn)定的溫度使得能可靠地測(cè)量壓力。為了避免例如由于在箱10的地板上的振動(dòng)而干擾測(cè)量，這里把稱重系統(tǒng)17設(shè)置在獨(dú)立于所述箱10的支承件18上。支承件18的基部定位于箱10地板水平面的下方。例如，系統(tǒng)17的支承件18的該基部擱置在焊接到箱10的底盤上，而與承載箱10的地板的底盤無關(guān)，以便盡可能地限制例如由四處移動(dòng)的人或氣瓶所引起的任何振動(dòng)。一旦混合物產(chǎn)生，則使用位于箱10的區(qū)域5中的分析器具進(jìn)行分析，分析器具例如是-氣相色譜儀，該氣相色譜儀用于分離混合物中的不同成分?；旌衔镏懈鞒煞值臐舛冉柚跈z測(cè)器測(cè)量，所述檢測(cè)器根據(jù)成分的類型及其濃度而變動(dòng)。在烴類化合物的情況下，最常用的檢測(cè)器是熱導(dǎo)檢測(cè)器(TCD)或火焰電離檢測(cè)器(FID)；-氧分析器；-水分分析器；-用于確定混合物中某些化合物的紅外分光計(jì)。值得注意的是，本發(fā)明的設(shè)備中的部件布局是這樣，即使得用戶盡可能少地四處走動(dòng)。因此氣瓶不必移動(dòng)很多。另外，生產(chǎn)裝置4和分析器具之間的空間足夠大以使用戶能四處走動(dòng)，但又足夠小以便設(shè)備盡可能地小型化，因此限制氣瓶的運(yùn)動(dòng)。此外，這種設(shè)備僅要求很少人員來操縱它。與目前現(xiàn)有實(shí)際大小的設(shè)備相比，在本發(fā)明的設(shè)備1上工作的個(gè)人數(shù)量很少，并且在混合物充填過程期間運(yùn)輸氣瓶所需的距離減
至最小。當(dāng)分析完成時(shí)，把裝有特種氣體的混合物的氣瓶運(yùn)輸?shù)较?0的部分3中稱為均化機(jī)構(gòu)9處。所述機(jī)構(gòu)9例如是氣瓶輥。當(dāng)例如氣瓶處于垂直位置充填并且當(dāng)最后引入的成分具有比以前成分低的密度時(shí)，在充填氣瓶結(jié)束時(shí)氣體混合物可能不具有遍及整個(gè)氣瓶均勻的組成。均化該混合物的一種方法是把氣瓶放置在水平位置并使它繞其軸線以每分鐘若干轉(zhuǎn)的速度轉(zhuǎn)動(dòng)最少10分種左右。機(jī)構(gòu)6、8和9是自動(dòng)化的。當(dāng)該操作完成時(shí)，用戶將充裝有所期望氣體混合物的氣瓶從箱10中取出并將它放置在貯存地點(diǎn)19處，從那里將一批氣瓶運(yùn)送給客戶。貯存地點(diǎn)19例如位于箱10的外部。本發(fā)明的設(shè)備1的一個(gè)實(shí)施例可以限制為每天僅制造幾個(gè)混合物氣瓶，例如，每8 小時(shí)工作日8個(gè)氣瓶或者相當(dāng)于每年2000個(gè)氣瓶，考慮到混合物平均包含3種化合物。因此，這種類型的設(shè)備能夠供應(yīng)與若干煉油廠和/或石油化學(xué)工業(yè)和/或汽車廠的需求相對(duì)應(yīng)的市場(chǎng)。如上所述，圖1示出設(shè)備包括兩個(gè)部分的情況i)第一部分2，該第一部分容裝有用來生產(chǎn)混合物的裝置和用來分析混合物的組成的器具，和j)第二部分3，該第二部分容裝有可稱為“氣瓶準(zhǔn)備”裝置的裝置，該裝置尤其是包括排空待充填的氣瓶中所含殘留氣體的機(jī)構(gòu)，清洗和/或鈍化待充填的氣瓶的機(jī)構(gòu)，均化所生產(chǎn)的混合物的機(jī)構(gòu)，并且按照本發(fā)明的其中一個(gè)實(shí)施例，設(shè)備還包括通風(fēng)系統(tǒng)，該通風(fēng)系統(tǒng)包括-在“氣瓶準(zhǔn)備”部分3中，兩個(gè)獨(dú)立的強(qiáng)制通風(fēng)鼓風(fēng)機(jī)，一個(gè)用于使整個(gè)該第二部分3通風(fēng)，而另一個(gè)通風(fēng)鼓風(fēng)機(jī)特別地位于處于排空階段的氣瓶的地點(diǎn)上方。作為舉例說明和為了對(duì)本發(fā)明提供更好的感覺，這里給出流量的實(shí)踐示例，其中-對(duì)于整個(gè)“氣瓶準(zhǔn)備”部分3的通風(fēng)，在正常工作時(shí)空氣流量為150Nm3/h，相當(dāng)于每小時(shí)更新5次，而如果檢測(cè)出有毒或易燃?xì)怏w泄漏則流量為800Nm3/h。-對(duì)于正在排空的氣瓶上方的通風(fēng)，在正常工作條件下對(duì)每個(gè)氣瓶施加通風(fēng)流量為100Nm3/h，而如果檢測(cè)出有毒或易燃?xì)怏w泄漏則總流量為1200Nm3/h。-在“混合物生產(chǎn)”部分2中，有兩個(gè)獨(dú)立的強(qiáng)制通風(fēng)鼓風(fēng)機(jī)，一個(gè)用于給整個(gè)該第一部分2通風(fēng)，另一個(gè)通風(fēng)鼓風(fēng)機(jī)特別地位于氣瓶處于充填或分析階段的每個(gè)工位的上方。作為舉例說明和為了對(duì)本發(fā)明提供更好的感覺，這里給出流量的實(shí)際示例，其中-對(duì)于整個(gè)“混合物生產(chǎn)”部分2的通風(fēng)，在正常工作時(shí)空氣流量為300Nm3/h，相當(dāng)于每小時(shí)更新5次，而如果檢測(cè)出有毒或易燃?xì)怏w泄漏則流量為1200Nm3/h。
-對(duì)于正在被排空或分析的氣瓶上方的通風(fēng)，在正常工作條件下對(duì)每個(gè)氣瓶施加通風(fēng)流量為100Nm3/h，而如果檢測(cè)出有毒或可易燃?xì)怏w泄漏則總流量為1600Nm3/h。用于生產(chǎn)這些混合物的原料(可能是易燃的和/或有毒的氣體)位于從外部連接到設(shè)備1的裝置4、13、12的源中。這節(jié)約了 ISO箱10中的空間，并使得更容易管理萬一易燃?xì)怏w從氣瓶中泄漏而引起著火和爆炸的危險(xiǎn)。該設(shè)備1能夠生產(chǎn)下列關(guān)鍵用戶所需的特種氣體混合物例如煉油廠、石油化學(xué)工廠、汽車工業(yè)和研究實(shí)驗(yàn)室。所述本發(fā)明的所述設(shè)備1也能有利地用作對(duì)有限數(shù)量的氣瓶進(jìn)行試驗(yàn)的設(shè)備，如果這些試驗(yàn)證明是決定性的，則可以作出決定安裝更大尺寸的設(shè)備以便增加產(chǎn)量。作為示例，這里是能通過本發(fā)明的設(shè)備生產(chǎn)的特種氣體的混合物的一些非詳盡的清單。用于分析器具的混合物的示例
權(quán)利要求
1.一種利用純氣體和/或純氣體或特種氣體的混合物給氣瓶(7)充填氣體的設(shè)備 (1)，包括:-用于選擇氣體和/或用于生產(chǎn)將要被引入氣瓶(7)中的氣體混合物的裝置G)， -用于分析所述混合物或所述純氣體的組成的器具； 所述設(shè)備的特征在于采用下列措施-所述設(shè)備整個(gè)地容納在可運(yùn)輸?shù)南?10)中，所述箱(10)的占地面積小于45m2，優(yōu)選地占地面積在34m2和40m2之間的范圍內(nèi)；-容納在所述箱中的裝置和器具附裝到所述箱的壁上并能夠連接到位于所述箱外部的氣體源上；這樣形成的布置結(jié)構(gòu)允許使用所述設(shè)備的人員從所述箱的內(nèi)部接近該裝置和器具并開始在所述箱內(nèi)部充填所述氣瓶。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備(1)，包括兩個(gè)部分 i)第一部分0)，包括-用于生產(chǎn)將要被引入氣瓶(7)中的純氣體或特種氣體的混合物的裝置G)， -用于分析所述特種氣體或純氣體的混合物的組成的器具， j)另一部分(3)，包括:-至少一個(gè)用于排空待充填的氣瓶(7)中所含的殘留氣體的排空機(jī)構(gòu)(6)， -至少一個(gè)清洗和/或鈍化待充填的氣瓶(7)的機(jī)構(gòu)(8)， -至少一個(gè)用于均化所生產(chǎn)的混合物的機(jī)構(gòu)(9)，所述設(shè)備(1)整個(gè)地容納在可運(yùn)輸?shù)南?10)中，所述箱的占地面積小于45m2，優(yōu)選地其占地面積在34m2和40m2之間的范圍內(nèi)。
3.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備(1)，其特征在于，所述兩個(gè)部分(2，3)通過活動(dòng)壁00)相互隔開。
4.如權(quán)利要求2或3所述的設(shè)備，其特征在于，所述第一部分⑵還包括控制內(nèi)部溫度的機(jī)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述用于生產(chǎn)混合物的裝置包括與至少一個(gè)分析器相關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)混合器。
6.如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述用于生產(chǎn)混合物的裝置包括-稱重器具(17)和/或壓力計(jì)器具(16)，所述稱重器具和/或壓力計(jì)器具各都能夠準(zhǔn)確地測(cè)量待被引入所述氣瓶中的氣體量，-在待充填的氣瓶和位于例如所述箱外部的氣體源之間的連接機(jī)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于，所述用于生產(chǎn)混合物的裝置包括至少一個(gè)能生產(chǎn)任何類型的壓縮或液態(tài)氣體混合物的管線組(12)。
8.如權(quán)利要求6或7所述的設(shè)備，其特征在于，位于所述箱(10)中的所述稱重器具 (17)設(shè)置在獨(dú)立于所述箱的支承件上，所述支承件的基部位于所述箱地板水平面的下方。
9.如權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括至少一個(gè)用于分析混合物的組成的器具，所述器具選自-至少一個(gè)用于分離混合物的不同成分的氣相色譜儀；-至少一個(gè)熱導(dǎo)檢測(cè)器(TCD)或火焰電離檢測(cè)器(FID)； -至少一個(gè)氧分析器； -至少一個(gè)水分分析器；-至少一個(gè)用于確定混合物中某些化合物的濃度的紅外分光計(jì)。
10.一種實(shí)施如權(quán)利要求2-10中任一項(xiàng)所述的設(shè)備在氣瓶中制備特種氣體的混合物的方法，所述氣瓶連接到至少兩個(gè)在所述設(shè)備外部的特種氣體的源上。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，待充填的氣瓶一次僅連接到一個(gè)氣體源上。
12.如權(quán)利要求10或11所述的方法，包括以下步驟 -準(zhǔn)備待充填的氣瓶；-使用稱重器具和/或壓力計(jì)器具，通過將所述氣瓶連接到氣體源上來充填所述氣瓶， 所述稱重器具和/或壓力計(jì)器具各都能夠準(zhǔn)確地測(cè)量將要被引入所述氣瓶中的氣體的量； -分析這樣充填的氣瓶的內(nèi)容物的組成。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于用純氣體和/或純氣體或特種氣體的混合物充填氣瓶(7)的設(shè)備，所述設(shè)備包括用于選擇氣體和/或用于制造待送到氣瓶(7)中的氣體混合物的裝置(4)；用于分析所述混合物或所述純氣體的組成的器具，其特征在于，實(shí)施下列措施將設(shè)備整體容納在占地面積小于45m2的可運(yùn)輸?shù)南?10)中，所述占地面積優(yōu)選地在34m2和40m2之間；容納在所述箱中的裝置附裝到箱的壁上并能連接到箱外部的氣體源上；這樣獲得的布置結(jié)構(gòu)使用戶能從所述箱內(nèi)部接近所述裝置和器具并在所述箱內(nèi)部充填氣瓶。
文檔編號(hào)F17C7/00GK102159869SQ200980136106
公開日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2009年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月16日
發(fā)明者H·希勒, H·杜蘭德, J·巴貝, J-P·巴比爾, S·里希特 申請(qǐng)人:喬治洛德方法研究和開發(fā)液化空氣有限公司