用于给罐充装液化气的方法和设备的制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种充装方法和设备。
[0002]本发明更具体地涉及一种用于由液化气储器、尤其是低温液体储器充装液化气罐、尤其是低温液体罐的方法，所述储器经由充装管道与所述罐流体连接，所述方法利用压力差产生构件来选择性地将液体从储器转移到所述罐，所述压力差产生构件可切换到接通状态或切断状态，所述充装管道包括位于压力差产生构件下游的液体流量调节构件，所述流量调节构件可在液流被中断的不流通位置和液流以确定的流率转移到所述罐的至少一个流通位置之间移动，所述方法包括开始充装的步骤一一在该步骤期间，流量调节构件从不流通位置移动至流通位置一一以及对在所述流量调节构件下游的所述充装管道中的第一瞬时压力的测量的步骤。
[0003]更一般地，本发明可适用于由任何(移动式或其它类型的)低温容器充装任何其它(移动式或其它类型的)低温容器。
【背景技术】
[0004]来自用户的对更高压力的低温液体储存装置或储器的日益增长的需求已使得充装这些储器的系统配备有高压泵，即在24巴到40巴之间的压力下工作的泵。这些相同的配备有高压泵的充装系统被要求充装额定压力为2巴到15巴的低压储存装置。
[0005]因此，有必要为接收储器和/或充装设备安装安全系统，该安全系统防止罐被过充装或过压，所述过充装或过压将导致罐爆炸。由于待充装的罐的数目明显高于充装设备的数目，所以该安全系统优选应用到充装设备。
[0006]存在多种用于避免这些现象的安全系统。
[0007]因而，一种已知的方案在于为罐的充装端口配备气动阀，该气动阀在罐内压力达到确定的阈值时关闭。但是，该方案确实具有包括对该气动阀计划维护的需求和将它安装在所有需要保护的罐上的高成本的缺点。
[0008]另一已知方案在于在罐的充装端口处设置校准孔口，用以使充装流量保持在安全范围内、通常达到储存装置的已有安全构件可排放的流量。该方案也是安装在罐上并且对充装时间形成不利影响。
[0009]另一方案在罐上使用爆破片/防爆膜或安全阀。该类型设备必须谨慎确定额定值。但是，该额定值可能与罐的内部管道不相容。此外，如果(爆破片或安全阀)被启用，则必须在不会对操作人员带来危险的区域内处理排出的液体。最后，爆破片可能发生腐蚀或机械疲劳，从而需要由有资格的技术人员对它们进行更换。
[0010]另一方案在于(如果有的话，经由溢流仪表阀上的热敏电阻)在罐上设置电子过压检测系统，该电子过压检测系统作出响应以停止充装泵。但是，该方案需要各罐与各充装设备之间的特殊连接器，并且在适当的情况下依赖于操作人员一方的动作。
[0011]另一方案(参看例如W02005008121A1)在于经由安全软管测量罐处的压力，所述安全软管为了上述目的而提供以便在发生问题的情况下停止泵。但是，该方案需要罐上的附加软管连接件和适合的回路。
[0012]另一方案检测泵的任何可能的过度消耗并且在适合的情况下将它切断。但是，该方案仅可应用于变速电动泵并且可能产生非希望的中断。
[0013]另一方案在于根据所确定的压力范围在充装设备与罐之间提供特定的流体连接件。该方案尤其在物流方面施以明显的限制。
[0014]文献US6212719描述了一种用于利用设置在转移软管的两端处的两个压力传感器在供给软管破裂的情况下自动停止充装泵的系统。在检测出压力下降的情况下触发泵的停止。
【发明内容】
[0015]本发明的一个目的是减轻现有技术的上述缺点的一部分或全部。
[0016]为此，根据本发明的方法一一该方法在其它方面与在以上【背景技术】中给出的其一般定义一致一一的特征本质上在于，在充装开始后的确定的持续时间之后，该方法包括将充装管道中的第一瞬时压力或该第一瞬时压力的平均值与确定的高阈值进行比较，以及当充装管道中的第一瞬时压力或视情形而定第一瞬时压力的平均值超过高阈值时中断充装的步骤。
[0017]此外，本发明的一些实施例可包括以下特征中的一个或多个:
[0018]-流量调节构件包括阀，例如具有可变开度的阀，或由该阀组成，
[0019]-当充装管道与罐的内部连通时，即当充装管道允许在第一压力测量位置与罐的内部之间流动时，测量充装管道中的第一压力，
[0020]-在充装开始期间或充装开始之后，该方法包括确定充装管道中的第一基准瞬时压力(PT3ref)或基准瞬时压力的平均值(mPT3ref)，并且其中，高阈值(Pmax)由第一基准瞬时压力(PT3ref)或视情形而定基准瞬时压力的平均值(mPT3ref)与确定的压力跃变(Po)之和确定(Pmax = PT3ref+Po 或视情形而定 Pmax = mPT3ref+Po)，
[0021]-至少第一次经由在以下事件中的至少一个事件前后O秒到180秒之间的确定的时间段内对管道中的第一瞬时压力(PT3)或视情形而定该第一瞬时压力(PT3)的若干次测量的平均值(mPT3)的测量来执行充装管道中的第一基准瞬时压力(PT3ref)或视情形而定平均基准瞬时压力(mPT3ref)的确定:压力差产生构件从切断状态(AR)到接通状态(M)的切换、流体从储器向罐的转移的开始，
[0022]-在已确定第一基准瞬时压力(PT3ref)或视情形而定平均基准瞬时压力(mPT3ref)之后且在充装期间，定期测量管道中的第一瞬时压力(PT3)，并且如果在管道中测得的第一瞬时压力(PT3)或视情形而定其平均值下降至先前采用的第一基准瞬时压力(PT3ref)或视情形而定其基准平均值(mPT3ref)以下，则确定新的基准瞬时压力(PT3refb)或视情形而定新的基准平均值(mPT3b)并将其用于确定新的高阈值(Pmax =PT3refb+Po，或视情形而定 Pmax = mPT3refb+Po)，
[0023]在每次测出第一瞬时压力(PT3)下降到先前采用的当前第一基准瞬时压力(PT3ref)以下时或视情形而定在每次测出基准平均值(mPT3)下降到先前采用的当前基准平均值(mPT3ref)以下时，计算新的高阈值(Pmax)，
[0024]-确定充装管道中的第一基准瞬时压力(PT3ref)的步骤包括在压力差产生构件接通(M)之后的O秒到180秒之间的时间段内或在液流向罐开始实际转移之后的O秒到180秒之间的确定的时间段内对管道中的第一瞬时压力(PT3)的至少一次测量，第一基准瞬时压力(PT3ref)是在所述至少一次压力测量期间测得的值或该至少一次压力测量的平均值，
[0025]-中断充装的步骤包括以下中的至少一者:减少或停止充装管道中的液体的流通、停止压力差产生构件、使充装管道的至少一部分排空至与罐不同的排出区域、启用使在充装管道中流通的液体返回到储器的旁路、发出可视的和/或可听见的警报，
[0026]-压力差产生构件包括以下中的至少一者:泵、用于选择性地对储器加压的气化器，该压力差产生构件可选择性地在接通状态与切断状态之间切换，该方法包括压力差产生构件的接通，并且该压力差产生构件响应于以下情形中的至少一种情形而自动切换到其切断状态:
[0027]-在液流实际转移到罐之前的确定的时间期间，充装管道中的第一瞬时压力(PT3)的变化大于确定的变化(V) ( Δ PT3 > V),
[0028]-在压力差产生构件未处于接通状态(M)时，检测到在压力差产生构件下游的所述管道(3)中的确定的流量(Q)的变化和/或确定的第二瞬时压力(PT2)的变化，
[0029]-在压力差产生构件接通后的确定的时间之后，管道中的第一瞬时压力(PT3)的变化和/或流量(Q)的变化保持在确定的水平以下，
[0030]-在压力差产生构件接通后或流体开始向罐转移后的确定的时间之后或甚至在确定量的流体已转移到罐之后，管道中的第一瞬时压力(PT3)保持在确定的高水平以上，
[0031]-在压力差产生构件接通后或流体向罐开始转移后的确定的时间之后，或甚至在确定量的流体已转移到罐之后，在流量调节构件上游的压力差产生构件的出口处测得的第二瞬时压力(PT2)与在流量调节构件下游的管道中测得的第一瞬时压力(PT3)之间的差值(PT2-PT3)小于优选在0.5巴到2巴之间的最小差值，
[0032]-测出第一压力(PT3)的每秒至少I巴的下降，这尤其对应于充装管道的破裂。
[0033]-该方法包括压力差产生构件的接通(M)，当充装管道中的第一瞬时压力(PT3)或视情形而定平均瞬时压力(mPT3)超过高阈值(Pmax)时，仅在尤其被设计成允许稳定液体向罐转移时所处的状态的定时步骤(A)结束时执行中断(AR)充装的步骤，定时步骤(A)开始于压力差产生构件的接通或调节构件向流通位置的转变，并具有确定的有限持续时间，
[0034]-在液流开始转移到罐之后的确定的持续时间期间或之前，在充装管道中测得的第一瞬时压力(PT3)高出所述高阈值(Pmax)的任何可能的变化或这些测量值的平均值高出所述高阈值的变化不触发充装的停止，
[0035]-在压力差产生构件已接通(M)后并且流量调节构件已从其不流通位置移动到其流通位置之后，如果检测出充装管道中的第一瞬时压力(PT3)以每秒至少I巴的速率下降，则自动切断压力差产生构件的运行，
[0036]-在充装开始时，该方法包括测量充装管道中的第一瞬时压力的所谓的“基准”值(PT3ref)或瞬时压力的基准平均值(mPT3ref)，并且当基准瞬时压力(PT3ref)或基准平均瞬时压力(mPT3ref)高于预定的低值且低于预定的高值时，高阈值(Pmax)小于或等于第一基准瞬时压力(PT3ref)或视情形而定平均基准瞬时压力(mPT3ref)的值的2倍且优选小于其 1.5 倍(Pmax 2PT3ref,且优选 Pmax 1.5PT3ref,或视情形而定，Pmax 2mPT3ref且优选Pmax ( 1.5mPT3ref)，所述预定的低值优选在3巴到5巴之间，所述预定的高值优选在19巴到25巴之间，
[0037]-压力差产生构件包括以下中的至少一者:泵、加热器、气化器，
[0038]-充装的开始对应于以下中的至少一者:压力差产生构件的接通、流体从储器(2)向罐的实际转移的开始，
[0039]-充装管道从上游到下游依次包括压力差产生构件、第二压力传感器、调节充装管道中的液体的流量的调节构件、和第一压力传感器，
[0040]-充装管道还包括位于第一和第二压力传感器之间的流体流量测量构件，
[0041 ]-所述定时步骤的持续时间在5秒到145秒之间且优选在10秒到120秒之间，且更加优选地在30秒到90秒之间，
[0042]-压力差产生构件的接通包括检查通过压力差产生构件传送的流量以使压力差产生构件下游的充装管道中的瞬时液体流量保持在确定的最小流量以上，
[0043]-至少在充装期间，充装管道中的第一瞬时压力(PT3)保持在确定的最小压力阈值(PT3min)以上，
[0044]-该方法包括，在开始充装的步骤期间或之前，通过测量充装管道处的第一压力(PT3 = PT4)来确定罐内压力(PT4)的步骤和将在压力差产生构件下游的充装管道中的压力调节至罐内压力(PT4)的确定值的I倍到4倍之间且优选1.5倍到3倍之间的确定值的步骤，