用于給罐充裝液化氣的方法和設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種充裝方法和設(shè)備。
[0002]本發(fā)明更具體地涉及一種用于由液化氣儲(chǔ)器、尤其是低溫液體儲(chǔ)器充裝液化氣罐、尤其是低溫液體罐的方法，所述儲(chǔ)器經(jīng)由充裝管道與所述罐流體連接，所述方法利用壓力差產(chǎn)生構(gòu)件來(lái)選擇性地將液體從儲(chǔ)器轉(zhuǎn)移到所述罐，所述壓力差產(chǎn)生構(gòu)件可切換到接通狀態(tài)或切斷狀態(tài)，所述充裝管道包括位于壓力差產(chǎn)生構(gòu)件下游的液體流量調(diào)節(jié)構(gòu)件，所述流量調(diào)節(jié)構(gòu)件可在液流被中斷的不流通位置和液流以確定的流率轉(zhuǎn)移到所述罐的至少一個(gè)流通位置之間移動(dòng)，所述方法包括開(kāi)始充裝的步驟一一在該步驟期間，流量調(diào)節(jié)構(gòu)件從不流通位置移動(dòng)至流通位置一一以及對(duì)在所述流量調(diào)節(jié)構(gòu)件下游的所述充裝管道中的第一瞬時(shí)壓力的測(cè)量的步驟。
[0003]更一般地，本發(fā)明可適用于由任何(移動(dòng)式或其它類(lèi)型的)低溫容器充裝任何其它(移動(dòng)式或其它類(lèi)型的)低溫容器。
【背景技術(shù)】
[0004]來(lái)自用戶(hù)的對(duì)更高壓力的低溫液體儲(chǔ)存裝置或儲(chǔ)器的日益增長(zhǎng)的需求已使得充裝這些儲(chǔ)器的系統(tǒng)配備有高壓泵，即在24巴到40巴之間的壓力下工作的泵。這些相同的配備有高壓泵的充裝系統(tǒng)被要求充裝額定壓力為2巴到15巴的低壓儲(chǔ)存裝置。
[0005]因此，有必要為接收儲(chǔ)器和/或充裝設(shè)備安裝安全系統(tǒng)，該安全系統(tǒng)防止罐被過(guò)充裝或過(guò)壓，所述過(guò)充裝或過(guò)壓將導(dǎo)致罐爆炸。由于待充裝的罐的數(shù)目明顯高于充裝設(shè)備的數(shù)目，所以該安全系統(tǒng)優(yōu)選應(yīng)用到充裝設(shè)備。
[0006]存在多種用于避免這些現(xiàn)象的安全系統(tǒng)。
[0007]因而，一種已知的方案在于為罐的充裝端口配備氣動(dòng)閥，該氣動(dòng)閥在罐內(nèi)壓力達(dá)到確定的閾值時(shí)關(guān)閉。但是，該方案確實(shí)具有包括對(duì)該氣動(dòng)閥計(jì)劃維護(hù)的需求和將它安裝在所有需要保護(hù)的罐上的高成本的缺點(diǎn)。
[0008]另一已知方案在于在罐的充裝端口處設(shè)置校準(zhǔn)孔口，用以使充裝流量保持在安全范圍內(nèi)、通常達(dá)到儲(chǔ)存裝置的已有安全構(gòu)件可排放的流量。該方案也是安裝在罐上并且對(duì)充裝時(shí)間形成不利影響。
[0009]另一方案在罐上使用爆破片/防爆膜或安全閥。該類(lèi)型設(shè)備必須謹(jǐn)慎確定額定值。但是，該額定值可能與罐的內(nèi)部管道不相容。此外，如果(爆破片或安全閥)被啟用，則必須在不會(huì)對(duì)操作人員帶來(lái)危險(xiǎn)的區(qū)域內(nèi)處理排出的液體。最后，爆破片可能發(fā)生腐蝕或機(jī)械疲勞，從而需要由有資格的技術(shù)人員對(duì)它們進(jìn)行更換。
[0010]另一方案在于(如果有的話，經(jīng)由溢流儀表閥上的熱敏電阻)在罐上設(shè)置電子過(guò)壓檢測(cè)系統(tǒng)，該電子過(guò)壓檢測(cè)系統(tǒng)作出響應(yīng)以停止充裝泵。但是，該方案需要各罐與各充裝設(shè)備之間的特殊連接器，并且在適當(dāng)?shù)那闆r下依賴(lài)于操作人員一方的動(dòng)作。
[0011]另一方案(參看例如W02005008121A1)在于經(jīng)由安全軟管測(cè)量罐處的壓力，所述安全軟管為了上述目的而提供以便在發(fā)生問(wèn)題的情況下停止泵。但是，該方案需要罐上的附加軟管連接件和適合的回路。
[0012]另一方案檢測(cè)泵的任何可能的過(guò)度消耗并且在適合的情況下將它切斷。但是，該方案僅可應(yīng)用于變速電動(dòng)泵并且可能產(chǎn)生非希望的中斷。
[0013]另一方案在于根據(jù)所確定的壓力范圍在充裝設(shè)備與罐之間提供特定的流體連接件。該方案尤其在物流方面施以明顯的限制。
[0014]文獻(xiàn)US6212719描述了一種用于利用設(shè)置在轉(zhuǎn)移軟管的兩端處的兩個(gè)壓力傳感器在供給軟管破裂的情況下自動(dòng)停止充裝泵的系統(tǒng)。在檢測(cè)出壓力下降的情況下觸發(fā)泵的停止。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]本發(fā)明的一個(gè)目的是減輕現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)的一部分或全部。
[0016]為此，根據(jù)本發(fā)明的方法一一該方法在其它方面與在以上【背景技術(shù)】中給出的其一般定義一致一一的特征本質(zhì)上在于，在充裝開(kāi)始后的確定的持續(xù)時(shí)間之后，該方法包括將充裝管道中的第一瞬時(shí)壓力或該第一瞬時(shí)壓力的平均值與確定的高閾值進(jìn)行比較，以及當(dāng)充裝管道中的第一瞬時(shí)壓力或視情形而定第一瞬時(shí)壓力的平均值超過(guò)高閾值時(shí)中斷充裝的步驟。
[0017]此外，本發(fā)明的一些實(shí)施例可包括以下特征中的一個(gè)或多個(gè):
[0018]-流量調(diào)節(jié)構(gòu)件包括閥，例如具有可變開(kāi)度的閥，或由該閥組成，
[0019]-當(dāng)充裝管道與罐的內(nèi)部連通時(shí)，即當(dāng)充裝管道允許在第一壓力測(cè)量位置與罐的內(nèi)部之間流動(dòng)時(shí)，測(cè)量充裝管道中的第一壓力，
[0020]-在充裝開(kāi)始期間或充裝開(kāi)始之后，該方法包括確定充裝管道中的第一基準(zhǔn)瞬時(shí)壓力(PT3ref)或基準(zhǔn)瞬時(shí)壓力的平均值(mPT3ref)，并且其中，高閾值(Pmax)由第一基準(zhǔn)瞬時(shí)壓力(PT3ref)或視情形而定基準(zhǔn)瞬時(shí)壓力的平均值(mPT3ref)與確定的壓力躍變(Po)之和確定(Pmax = PT3ref+Po 或視情形而定 Pmax = mPT3ref+Po)，
[0021]-至少第一次經(jīng)由在以下事件中的至少一個(gè)事件前后O秒到180秒之間的確定的時(shí)間段內(nèi)對(duì)管道中的第一瞬時(shí)壓力(PT3)或視情形而定該第一瞬時(shí)壓力(PT3)的若干次測(cè)量的平均值(mPT3)的測(cè)量來(lái)執(zhí)行充裝管道中的第一基準(zhǔn)瞬時(shí)壓力(PT3ref)或視情形而定平均基準(zhǔn)瞬時(shí)壓力(mPT3ref)的確定:壓力差產(chǎn)生構(gòu)件從切斷狀態(tài)(AR)到接通狀態(tài)(M)的切換、流體從儲(chǔ)器向罐的轉(zhuǎn)移的開(kāi)始，
[0022]-在已確定第一基準(zhǔn)瞬時(shí)壓力(PT3ref)或視情形而定平均基準(zhǔn)瞬時(shí)壓力(mPT3ref)之后且在充裝期間，定期測(cè)量管道中的第一瞬時(shí)壓力(PT3)，并且如果在管道中測(cè)得的第一瞬時(shí)壓力(PT3)或視情形而定其平均值下降至先前采用的第一基準(zhǔn)瞬時(shí)壓力(PT3ref)或視情形而定其基準(zhǔn)平均值(mPT3ref)以下，則確定新的基準(zhǔn)瞬時(shí)壓力(PT3refb)或視情形而定新的基準(zhǔn)平均值(mPT3b)并將其用于確定新的高閾值(Pmax =PT3refb+Po，或視情形而定 Pmax = mPT3refb+Po)，
[0023]在每次測(cè)出第一瞬時(shí)壓力(PT3)下降到先前采用的當(dāng)前第一基準(zhǔn)瞬時(shí)壓力(PT3ref)以下時(shí)或視情形而定在每次測(cè)出基準(zhǔn)平均值(mPT3)下降到先前采用的當(dāng)前基準(zhǔn)平均值(mPT3ref)以下時(shí)，計(jì)算新的高閾值(Pmax)，
[0024]-確定充裝管道中的第一基準(zhǔn)瞬時(shí)壓力(PT3ref)的步驟包括在壓力差產(chǎn)生構(gòu)件接通(M)之后的O秒到180秒之間的時(shí)間段內(nèi)或在液流向罐開(kāi)始實(shí)際轉(zhuǎn)移之后的O秒到180秒之間的確定的時(shí)間段內(nèi)對(duì)管道中的第一瞬時(shí)壓力(PT3)的至少一次測(cè)量，第一基準(zhǔn)瞬時(shí)壓力(PT3ref)是在所述至少一次壓力測(cè)量期間測(cè)得的值或該至少一次壓力測(cè)量的平均值，
[0025]-中斷充裝的步驟包括以下中的至少一者:減少或停止充裝管道中的液體的流通、停止壓力差產(chǎn)生構(gòu)件、使充裝管道的至少一部分排空至與罐不同的排出區(qū)域、啟用使在充裝管道中流通的液體返回到儲(chǔ)器的旁路、發(fā)出可視的和/或可聽(tīng)見(jiàn)的警報(bào)，
[0026]-壓力差產(chǎn)生構(gòu)件包括以下中的至少一者:泵、用于選擇性地對(duì)儲(chǔ)器加壓的氣化器，該壓力差產(chǎn)生構(gòu)件可選擇性地在接通狀態(tài)與切斷狀態(tài)之間切換，該方法包括壓力差產(chǎn)生構(gòu)件的接通，并且該壓力差產(chǎn)生構(gòu)件響應(yīng)于以下情形中的至少一種情形而自動(dòng)切換到其切斷狀態(tài):
[0027]-在液流實(shí)際轉(zhuǎn)移到罐之前的確定的時(shí)間期間，充裝管道中的第一瞬時(shí)壓力(PT3)的變化大于確定的變化(V) ( Δ PT3 > V),
[0028]-在壓力差產(chǎn)生構(gòu)件未處于接通狀態(tài)(M)時(shí)，檢測(cè)到在壓力差產(chǎn)生構(gòu)件下游的所述管道(3)中的確定的流量(Q)的變化和/或確定的第二瞬時(shí)壓力(PT2)的變化，
[0029]-在壓力差產(chǎn)生構(gòu)件接通后的確定的時(shí)間之后，管道中的第一瞬時(shí)壓力(PT3)的變化和/或流量(Q)的變化保持在確定的水平以下，
[0030]-在壓力差產(chǎn)生構(gòu)件接通后或流體開(kāi)始向罐轉(zhuǎn)移后的確定的時(shí)間之后或甚至在確定量的流體已轉(zhuǎn)移到罐之后，管道中的第一瞬時(shí)壓力(PT3)保持在確定的高水平以上，
[0031]-在壓力差產(chǎn)生構(gòu)件接通后或流體向罐開(kāi)始轉(zhuǎn)移后的確定的時(shí)間之后，或甚至在確定量的流體已轉(zhuǎn)移到罐之后，在流量調(diào)節(jié)構(gòu)件上游的壓力差產(chǎn)生構(gòu)件的出口處測(cè)得的第二瞬時(shí)壓力(PT2)與在流量調(diào)節(jié)構(gòu)件下游的管道中測(cè)得的第一瞬時(shí)壓力(PT3)之間的差值(PT2-PT3)小于優(yōu)選在0.5巴到2巴之間的最小差值，
[0032]-測(cè)出第一壓力(PT3)的每秒至少I(mǎi)巴的下降，這尤其對(duì)應(yīng)于充裝管道的破裂。
[0033]-該方法包括壓力差產(chǎn)生構(gòu)件的接通(M)，當(dāng)充裝管道中的第一瞬時(shí)壓力(PT3)或視情形而定平均瞬時(shí)壓力(mPT3)超過(guò)高閾值(Pmax)時(shí)，僅在尤其被設(shè)計(jì)成允許穩(wěn)定液體向罐轉(zhuǎn)移時(shí)所處的狀態(tài)的定時(shí)步驟(A)結(jié)束時(shí)執(zhí)行中斷(AR)充裝的步驟，定時(shí)步驟(A)開(kāi)始于壓力差產(chǎn)生構(gòu)件的接通或調(diào)節(jié)構(gòu)件向流通位置的轉(zhuǎn)變，并具有確定的有限持續(xù)時(shí)間，
[0034]-在液流開(kāi)始轉(zhuǎn)移到罐之后的確定的持續(xù)時(shí)間期間或之前，在充裝管道中測(cè)得的第一瞬時(shí)壓力(PT3)高出所述高閾值(Pmax)的任何可能的變化或這些測(cè)量值的平均值高出所述高閾值的變化不觸發(fā)充裝的停止，
[0035]-在壓力差產(chǎn)生構(gòu)件已接通(M)后并且流量調(diào)節(jié)構(gòu)件已從其不流通位置移動(dòng)到其流通位置之后，如果檢測(cè)出充裝管道中的第一瞬時(shí)壓力(PT3)以每秒至少I(mǎi)巴的速率下降，則自動(dòng)切斷壓力差產(chǎn)生構(gòu)件的運(yùn)行，
[0036]-在充裝開(kāi)始時(shí)，該方法包括測(cè)量充裝管道中的第一瞬時(shí)壓力的所謂的“基準(zhǔn)”值(PT3ref)或瞬時(shí)壓力的基準(zhǔn)平均值(mPT3ref)，并且當(dāng)基準(zhǔn)瞬時(shí)壓力(PT3ref)或基準(zhǔn)平均瞬時(shí)壓力(mPT3ref)高于預(yù)定的低值且低于預(yù)定的高值時(shí)，高閾值(Pmax)小于或等于第一基準(zhǔn)瞬時(shí)壓力(PT3ref)或視情形而定平均基準(zhǔn)瞬時(shí)壓力(mPT3ref)的值的2倍且優(yōu)選小于其 1.5 倍(Pmax 2PT3ref,且優(yōu)選 Pmax 1.5PT3ref,或視情形而定，Pmax 2mPT3ref且優(yōu)選Pmax ( 1.5mPT3ref)，所述預(yù)定的低值優(yōu)選在3巴到5巴之間，所述預(yù)定的高值優(yōu)選在19巴到25巴之間，
[0037]-壓力差產(chǎn)生構(gòu)件包括以下中的至少一者:泵、加熱器、氣化器，
[0038]-充裝的開(kāi)始對(duì)應(yīng)于以下中的至少一者:壓力差產(chǎn)生構(gòu)件的接通、流體從儲(chǔ)器(2)向罐的實(shí)際轉(zhuǎn)移的開(kāi)始，
[0039]-充裝管道從上游到下游依次包括壓力差產(chǎn)生構(gòu)件、第二壓力傳感器、調(diào)節(jié)充裝管道中的液體的流量的調(diào)節(jié)構(gòu)件、和第一壓力傳感器，
[0040]-充裝管道還包括位于第一和第二壓力傳感器之間的流體流量測(cè)量構(gòu)件，
[0041 ]-所述定時(shí)步驟的持續(xù)時(shí)間在5秒到145秒之間且優(yōu)選在10秒到120秒之間，且更加優(yōu)選地在30秒到90秒之間，
[0042]-壓力差產(chǎn)生構(gòu)件的接通包括檢查通過(guò)壓力差產(chǎn)生構(gòu)件傳送的流量以使壓力差產(chǎn)生構(gòu)件下游的充裝管道中的瞬時(shí)液體流量保持在確定的最小流量以上，
[0043]-至少在充裝期間，充裝管道中的第一瞬時(shí)壓力(PT3)保持在確定的最小壓力閾值(PT3min)以上，
[0044]-該方法包括，在開(kāi)始充裝的步驟期間或之前，通過(guò)測(cè)量充裝管道處的第一壓力(PT3 = PT4)來(lái)確定罐內(nèi)壓力(PT4)的步驟和將在壓力差產(chǎn)生構(gòu)件下游的充裝管道中的壓力調(diào)節(jié)至罐內(nèi)壓力(PT4)的確定值的I倍到4倍之間且優(yōu)選1.5倍到3倍之間的確定值的步驟，