DE19902677A1 - Liquid gas mass flow measurement - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Steuereinrichtung zur Massedurchflußerfassung von kyrogenen Medien, insbesondere Flüssiggas wie tiefkaltem verflüssigten Stickstoff, beim Abfüllen aus einem ortsfesten Vorratsbehälter (1) wie einem Kaltvergaser oder Kältetank, bei dem die aus dem Vorratsbehälter durch eine Abfüllleitung (2) abgefüllte Flüssiggasmenge durch eine Differenzdruck- oder Coriolis-Massedurchflußmessung erfaßt wird. DOLLAR A Erfindungsgemäß ist dadurch, daß beim Abfüllen des Flüssiggases aus dem Vorratsbehälter (1) in den Behälter (9) jede Flüssiggasmenge über eine Erfassung der Öffnungszeiten eines in der Abfüllleitung (2) angeordneten Magnetventils (3) gemessen und die Daten des Abfüllvorganges elektronisch ausgewertet werden, eine kostengünstige, robuste und flexible anwendbare Massedurchflußerfassung von kyrogenen Medien wie Flüssiggas beim Abfüllen aus ortsfesten Vorratsbehältern mit gleichzeitiger Erfassung und Auswertung aller relevanten Daten des Abfüllprozesses bei gleichzeitiger Prüfung der Anwender-Zugangsberechtigung und der Behälter-Zulassung gegeben.The invention relates to a method and a control device for measuring the mass flow of kyrogenic media, in particular liquid gas such as cryogenic liquefied nitrogen, when filling from a stationary storage container (1) such as a cold gasifier or cold tank, in which the quantity of liquid gas filled from the storage container through a filling line (2) is measured by a differential pressure or Coriolis mass flow measurement. DOLLAR A According to the invention is that when filling the liquid gas from the storage container (1) into the container (9) each quantity of liquid gas is measured by detecting the opening times of a solenoid valve (3) arranged in the filling line (2) and the data of the filling process is electronically evaluated an inexpensive, robust and flexible applicable mass flow measurement of kyrogenic media such as liquefied gas when filling from stationary storage containers with simultaneous recording and evaluation of all relevant data of the filling process while checking the user access authorization and the container approval.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Steuereinrichtung zur Massedurchflußerfassung von kyrogenen Medien, insbesondere Flüssiggas wie tiefkaltem verflüssigtem Stickstoff, beim Abfüllen aus einem ortsfesten Vorratsbehälter wie einem Kaltvergaser oder Kältetank, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method and a control device for Mass flow measurement of kyrogenic media, especially liquid gas such as cryogenic liquefied nitrogen, when filling from a stationary Storage container such as a cold gasifier or cold tank, according to the generic term of Claim 1.
Wie bekannten Massedurchflußmessungen bei kyrogenen Medien, wie beispielsweise bei Flüssiggas wie tiefkaltem verflüssigtem Stickstoff, erfolgen entweder mittels einer kostenaufwendigen Turbine (Tanklastwagen), einer kostenaufwendigen Waage (Kohlendioxid-Entnahme) oder eines Differenzdruck- oder Coriolis-Massedurchflußmessers bei der Flüssiggas-Abfüllung aus ortsfesten Vorratsbehältem (Kältetank, Kaltvergaser). Die Anwendung des Differenzdruckverfahrens zur Massedurchflußmessung bei Flüssiggas ist problematisch, da in der Regel ein 2-Phasengemisch auftritt und zudem die Differenzdruck-Massedurchflußmessung ungenau ist. Der Einsatz von Coriolis- Sensoren bei der Flüssiggas-Massedurchflußmessung ist mit einem Kostenmehraufwand von ca. 10 TDM/Meßeinheit verbunden.As known mass flow measurements in kyrogenic media, such as for example with liquefied petroleum gas such as cryogenic liquefied nitrogen either by means of an expensive turbine (tank truck), one costly scales (carbon dioxide removal) or a differential pressure or Coriolis mass flow meter for liquid gas filling from stationary Storage containers (cold tank, cold gasifier). The application of the Differential pressure method for mass flow measurement in liquid gas is problematic, since a 2-phase mixture usually occurs and also the Differential pressure mass flow measurement is inaccurate. The use of Coriolis Sensors in liquid gas mass flow measurement is with one Additional costs of approx. 10 TDM / measurement unit connected.
In der Praxis erfolgt bei allen diesen bekannten Flüssiggas-Massedurchfluß messungen nur eine Messung des Flüssiggas-Massedurchflusses nicht aber die Erfassung und zweckgerichtete Auswertung der Daten des Abfüllvorganges von Flüssiggas.In practice, all of these known liquefied gas mass flows measurements only a measurement of the liquid gas mass flow rate but not that Collection and purposeful evaluation of the data of the filling process from LPG.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Steuereinrichtung zur Massedurchflußerfassung von kyrogenen Medien wie tiefkaltem verflüssigtem Stickstoff beim Abfüllen aus ortsfesten Vorratsbehältern (Kältetank; Kaltvergaser) zu schaffen, das/die eine kostengünstige, genaue und flexible Massedurchfluß messung des aus dem Vorratsbehälters abgefüllten Flüssiggases mit Erfassung der Daten des Abfüllvorganges und mit Auswertung dieser Daten einschließlich Zuordnung auf jeden Anwender, jede Kostenstelle und jeden Behälter bei gleichzeitiger Prüfung der Zugangsberechtigung jedes Anwenders und der Behälterzulassung gewährleistet.The object of the invention is therefore to provide a method and a control device Mass flow measurement of kyrogenic media such as cryogenic liquefied Nitrogen when filling from stationary storage containers (cold tank; cold gasifier) to create a low cost, accurate and flexible mass flow measurement of the liquid gas filled from the storage container with detection the data of the filling process and including the evaluation of this data Assignment to every user, every cost center and every container simultaneous check of the access authorization of each user and the Container approval guaranteed.
Gemäß einer ersten Lehre der Erfindung ist die Aufgabe dadurch gelöst, daß beim Abfüllen des Flüssiggases aus dem Vorratsbehälter in den Behälter jede Flüssiggasmenge über eine Erfassung der Öffnungszeiten eines in der Abfülleitung angeordneten Magnetventils gemessen und die Daten des Abfüllvorganges elektronisch ausgewertet werden.According to a first teaching of the invention, the object is achieved in that each when filling the liquid gas from the storage container into the container Liquefied petroleum gas quantity by recording the opening times of one in the Filling line arranged solenoid valve measured and the data of the Filling process can be evaluated electronically.
Erfindungsgemäß wird vor Beginn des Flüssiggas-Abfüllvorganges der zu befüllende Behälter mit einem - beispielsweise gemäß deutscher Patentanmeldung 198 50 913.8 ausgebildeten - Abfüllkopf versehen, der über einen flexiblen Schlauch und über eine das Magnetventil enthaltenen Abfülleitung mit dem das abzufüllende Flüssiggas enthaltenen Vorratsbehälter verbunden ist.According to the invention, before the liquid gas filling process begins filling containers with a - for example according to German Patent application 198 50 913.8 trained - provided filling head that over a flexible hose and one containing the solenoid valve Filling line with the storage container containing the liquid gas to be filled connected is.
Des weiteren werden zur Datenerfassung der Flüssiggas-Abfüllmengen eine Barcodes enthaltene Checkkarte für jeden Anwender und eine Checkkarte mit Barcodes für jede Kostenstelle erstellt und Barcode-Aufkleber auf die Außenfläche jedes zu befüllenden Behälters aufgebracht.Furthermore, one is used for data acquisition of the LPG filling quantities Barcode included check card for each user and a check card with Barcodes created for each cost center and barcode stickers on the Applied outer surface of each container to be filled.
Die auf den Checkkarten enthaltenen Barcodes verweisen auf alle für die Erfassung und Auswertung der Flüssiggas-Abfüllmengen relevanten, in der Datenbank der Software gespeicherten Daten, wie u. a.The barcodes on the check cards refer to all for the Acquisition and evaluation of the LPG filling quantities relevant in the Database of software stored data, such as u. a.
- - Name des Anwenders- Name of the user
- - Kostenstelle- Cost centre
- - Behältergröße - container size
- - Sicherheitsschulung des Anwenders- User safety training
- - Gültigkeits-Datum.- Effective date.
Vor Beginn jedes Flüssiggas-Abfüllvorganges werden mittels eines mit einem Microcontroller verbundenen Barcode-Lesegerätes (Scanner) die Barcodes des jeweiligen Anwenders, der jeweiligen Kostenstelle und des jeweils zu befüllenden Behälters in das Datenerfassungssystem der Steuereinrichtung eingelesen. Dabei wird gleichzeitig die Zugangsberechtigung des Anwenders und die gesetzlich vorgeschriebene Zulassung des zu befüllenden Behälters geprüft.Before each LPG filling process begins, one with a Microcontroller connected barcode reader (scanner) the barcodes of the the respective user, the respective cost center and the one to be filled Container read into the data acquisition system of the control device. Here the access authorization of the user and the statutory prescribed approval of the container to be filled checked.
Nach erfolgter Freigabe der Abfülleinrichtung wird der Flüssiggas-Abfüllvorgang aus dem Vorratsbehälter in den zu befüllenden Behälter durch Betätigung einer Starttaste eines mit dem Microcontroller verbundenen, eine Stoptaste und weitere optische und akustische Anzeigeelemente aufweisenden Bedienteils manuell gestartet.After the filling device has been released, the liquefied gas filling process begins from the storage container into the container to be filled by actuating a Start button one connected to the microcontroller, a stop button and others manual and acoustic control elements having control panel started.
Bei Erreichen des maximalen Füllstandes im mit Flüssiggas zu befüllenden Behälter wird der Flüssiggas-Abfüllvorgang durch ein, über den Microcontroller das Schließen des in der Abfülleitung vorhandenen Magnetventils bewirkendes Signal eines auf dem zu befüllenden Behälter zweckentsprechend angeordneten Füllstandsmeßgerätes, welches beispielsweise in einem gemäß deutscher Patentanmeldung 198 50 913.8 ausgebildeten Abfüllkopf zweckentsprechend angeordnet ist, automatisch beendet.When the maximum level in the liquid gas to be filled is reached The liquid gas filling process is carried out by a container, via the microcontroller closing the existing magnetic valve in the filling line Signal of an appropriately arranged on the container to be filled Level meter, which for example in a German Patent application 198 50 913.8 trained filling head appropriately is automatically ended.
Alternativ kann der Flüssiggas-Abfüllvorgang aus dem Vorratsbehälter in den Behälter, durch Betätigung der Stoptaste des Bedienteiles oder durch das Loslassen der als Totmann-Taste ausgebildeten Starttaste des mit dem Microcontroller verbundenen Bedienteiles mit Signal- und Stoppzeitverzögerung manuell erfolgen.Alternatively, the liquefied gas filling process from the storage container into the Container, by pressing the stop button on the control panel or by Release the start button designed as a dead man button with the Microcontroller connected control unit with signal and stop time delay done manually.
Nach Beendigung des Flüssiggas-Abfüllvorganges aus dem Vorratsbehälter
erfolgt durch einen mit dem Microcontroller verbundenen handelsüblichen
Personalcomputer die Zuordnung jeder aus dem Vorratsbehälter abgefüllten
Flüssiggasmenge zu der entsprechenden Kostenstelle jedes Anwenders.
Des weiteren wird bei jedem Flüssiggas-Abfüllvorgang ein aus folgenden
Angaben
After the completion of the liquid gas filling process from the storage container, a commercially available personal computer connected to the microcontroller is used to assign each quantity of liquid gas filled from the storage container to the corresponding cost center of each user. Furthermore, each time a liquid gas filling process is carried out, the following information is displayed
- - Datum- date
- - Uhrzeit- time
- - Anwender- users
- - Kostenstelle- Cost centre
- - Behälter-Nummer- container number
- - Abfülldauer- filling time
bestehender Datensatz im Datenerfassungssystem der Steuereinrichtung der Abfülleinrichtung gespeichert.existing data record in the data acquisition system of the control device of the Filling device saved.
Beim Nachfüllen von Flüssiggas in den als Kältetank oder Kaltvergaser ausgebildeten ortsfesten Vorratsbehälter, wird die aus diesem Vorratsbehälter abgefüllte Flüssiggas-Menge bzw. deren Kosten prozentual der gespeicherten Abfülldauer auf die einzelnen Kostenstellen verteilt.When refilling liquefied gas as a cold tank or cold gasifier trained stationary storage container, which is from this storage container filled quantity of liquid gas or its cost as a percentage of the stored Filling time distributed to the individual cost centers.
Selbstverständlich ist auch eine Daten-Auswertung nach
Of course, a data evaluation is also possible
- - Anwender- users
- - Kostenstelle- Cost centre
- - Behälter-Nummer- container number
möglich.possible.
Bei Überschreitung der sich aus der Kalibrierung der Abfülleinrichtung ergebenen maximale Befüllungszeit des das Flüssiggas aufnehmenden Behälters um einen einstellbaren Sicherheitszuschlag wird der Abfüllvorgang sicherheitshalber automatisch beendet. Die Kalibrierung der Abfülleinrichtung erfolgt in der Weise, daß bei einem definierten Abfüllvolumen die maximale (bei warmer Abfülleitung) und die minimale (bei kalter Abfülleitung) Abfüllzeit gemessen wird. If the result of the calibration of the filling device is exceeded maximum filling time of the container holding the liquid gas by one The filling process is adjustable for safety reasons automatically ended. The filling device is calibrated in such a way that with a defined filling volume the maximum (with warm filling line) and the minimum (with cold filling line) filling time is measured.
Erfolgt aus dem Kältevergaser oder Kältetank zur Flüssiggas-Abfüllung eine zusätzliche Entnahme eines gasförmiges Mediums wie gasförmigem Stickstoff, wird die aus dem Vorratsbehälter entnommene Gasmenge mit herkömmlichen Gasdurchflußmeßgeräten separat erfaßt, in der Regel durch eine übliche Gasuhr und bei der Auswertung nach einem Nachtanken des Vorratsbehälters manuell über den Personalcomputer in das Datenerfassungssystem der Steuereinrichtung der Abfülleinrichtung eingegeben.Takes place from the refrigeration gasifier or refrigeration tank for LPG filling additional removal of a gaseous medium such as gaseous nitrogen, the amount of gas withdrawn from the storage container with conventional Gas flow meters recorded separately, usually by a conventional gas meter and manually when refueling the reservoir via the personal computer into the data acquisition system of the control device entered the filling device.
Die derart erfaßte Gas-Abfüllmenge wird in die äquivalente Flüssiggasmenge umgerechnet und fließt als Korrekturfaktor in die Verteilungsrechnung ein.The gas filling quantity detected in this way is converted into the equivalent quantity of liquid gas converted and used as a correction factor in the distribution calculation.
Der physikalischen Gegebenheit geschuldet, daß die Flüssiggas-Durchflußmenge an jedem Magnetventil vom jeweiligen Druck in der Abfülleitung abhängig ist, erfolgt in frei wählbaren Zeitabständen eine Druckmessung in jeder Abfülleitung der Abfülleinrichtung, um notwendige Druckkorrekturen vornehmen zu können.Due to the physical fact that the liquid gas flow rate at each solenoid valve depends on the respective pressure in the filling line, a pressure measurement is carried out in each filling line at freely selectable time intervals the filling device in order to be able to make necessary pressure corrections.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Massedurchflußerfassung von Flüssiggasen und gasförmigen Medien aus ortsfesten Vorratsbehältern ist kostengünstig, robust und flexibel in der Anwendung, ermöglicht zudem die Erfassung und Auswertung aller relevanten Daten des Abfüllvorganges bei gleichzeitiger Prüfung der Anwender-Zugangsberechtigung und der gesetzlich vorgeschriebenen Behälter-Zulassung.The inventive method for mass flow measurement of Liquefied gases and gaseous media from stationary storage containers inexpensive, robust and flexible in use, also enables Acquisition and evaluation of all relevant data of the filling process simultaneous check of the user access authorization and the legal prescribed container approval.
Gemäß einer zweiten Lehre der Erfindung betrifft diese eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Massedurchflußerfassung von kyrogenen Medien, insbesondere Flüssiggas wie tiefkaltem verflüssigtem Stickstoff, beim Abfüllen aus einem ortsfesten Vorratsbehälter wie einem Kaltvergaser oder Kältetank.According to a second teaching of the invention, this relates to a control device for Control of mass flow measurement of kyrogenic media, in particular Liquefied petroleum gas such as cryogenic liquefied nitrogen, when filling from a stationary storage container such as a cold gasifier or cold tank.
Die zweite Lehre der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung im wesentlichen aus einem mit einem Personalcomputer verbundenen und mindestens eine Anschlußmöglichkeit für eine Zapfstelle aufweisenden Microcontroller besteht. The second teaching of the invention is characterized in that the Control device essentially from a with a personal computer connected and at least one connection option for a tap having microcontroller.
Zur Steuerung des Flüssiggas-Abfüllvorganges der Abfülleinrichtung enthält der aus bekannter elektronischer Mikroprozessor-Technik bestehende, frei programmierbare und in der Regel bis zu 4 Anschlußstellen für jeweils eine Zapfstelle aufweisende Microcontroller die Steuerungssoftware und findet des weiteren als Zwischenspeicher für die aus der Datenbank des mit ihm verbundenen handelsüblichen Personalcomputers stammenden Daten Verwendung.To control the liquid gas filling process of the filling device, the contains consisting of known electronic microprocessor technology, free programmable and usually up to 4 connection points for one each Microcontrollers with the tapping point find the control software further as a buffer for those from the database with him associated commercial personal data Use.
Jeder Microcontroller ist über eine Schnittstelle (RS 485) mit einem und durch einen Konverter (RS 485/RS 232) an einem Personalcomputer verbunden/angeschlossen.Each microcontroller has an interface (RS 485) with and through a converter (RS 485 / RS 232) on a personal computer connected / connected.
Des weiteren ist der mit dem Magnetventil jeder Abfülleitung und mit der auf dem zu befüllenden Behälter und in einem - beispielsweise gemäß deutscher Patentanmeldung 198 50 913. 8 ausgebildeten Abfüllkopf - zweckmäßig angeordneten Füllstandsmeßeinrichtung verbundene Microcontroller auch mit ein, für jede Zapfstelle vorgesehenes und mit Starttaste (Totmann-Taste), Stoptaste und optischen und akustischen Anzeigeelementen ausgebildetes Bedienteil und mit ein zum Einlesen der auf der/n Checkkarte/n jedes Anwenders und jedes Behälters aufgebrachten Aufkleber-Barcodes gebräuchliches Barcode-Lesegerät (Scanner) verbunden.Furthermore, the one with the solenoid valve of each filling line and with the one on the to be filled and in one - for example according to German Patent application 198 50 913. 8 trained filling head - useful arranged microcontroller also with a provided for each tap and with start button (dead man button), stop button and optical and acoustic display elements designed control panel and with one for reading in on the check card (s) of each user and each Container-attached label barcodes commonly used barcode reader (Scanner) connected.
Der mit dem Microcontroller in vorbeschriebener Weise verbundene Personalcomputer enthält die Software zur Erstellung der Datenbanken, die Auswertesoftware und ist der Hauptspeicher für die Datensätze jedes Flüssiggas- Abfüllvorganges. Durch den Personalcomputer werden die Datensätze aus jedem Microcontroller in festgelegten Zeitabständen ausgelesen und die aktuellen Daten seiner Datenbank bei Erstellung bzw. Änderung an jedem Microcontroller gesendet.The one connected to the microcontroller in the manner described above Personal computer contains the software to create the databases Evaluation software and is the main memory for the data records of each LPG Filling process. Through the personal computer, the records from each Microcontroller read out at specified intervals and the current data his database when creating or changing any microcontroller Posted.
Bei Erfordernis können bis zu 7 Microcontroller in einem RS 485-Netzwerk zusammengeschaltet werden. If required, up to 7 microcontrollers in an RS 485 network be interconnected.
Die Steuerung ist mit ein handelsübliches Netzteil (extern: 230 VAC; intern: 24 VDC) versehen.The control is with a standard power supply (external: 230 VAC; internal: 24 VDC).
Jedes Schaltrelais für jedes Magnetventil ist im Prinzip potentialfrei. Die Spannungen (230 VAC bzw. 24 VDC) können jedoch zur Spannungsversorgung des Magnetventils darüber geschleift werden.In principle, each switching relay for each solenoid valve is potential-free. The However, voltages (230 VAC or 24 VDC) can be used to supply power of the solenoid valve are looped over it.
Selbstverständlich kann anstelle des gemäß deutscher Patentanmeldung 198 50 913.8 mit einer Füllstandsmeßeinrichtung ausgebildeten und auf dem mit Flüssiggas zu befüllenden Behälters zweckmäßig angeordneten Füllkopfes jede anderweitige, den Maximum-Füllstand in dem mit Flüssiggas zu befüllenden Behälter erfassende und bei Erreichen seines Maximum-Füllstandes ein entsprechendes Signal an den Microcontroller gebende Füllstandsmeßeinrichtung Verwendung finden.Of course, instead of according to the German patent application 198 50 913.8 trained with a level measuring device and on the Liquid gas to be filled container appropriately arranged filling head each otherwise, the maximum level in the liquid gas to be filled Container and when it reaches its maximum fill level corresponding signal to the microcontroller filling level measuring device Find use.
Der Microcontroller, der Barcode-Scanner und das Bedienteil sind für den Außenbetrieb ausgebildet.The microcontroller, the barcode scanner and the control unit are for the Trained outside.
Die erfindungsgemäße Steuereinrichtung zur Steuerung der Massedurchfluß erfassung von Flüssiggasen und gasförmigen Medien beim Abfüllen aus einem ortsfesten Kaltvergaser oder Kältetank ist kostengünstig und funktionssicher in der Anwendung und gewährleistet zudem eine vollständige Erfassung und Auswertung der relevanten Daten jedes Abfüllvorganges einschließlich Prüfung der Anwenderberechtigung und der Behälterzulassung.The control device according to the invention for controlling the mass flow Detection of liquid gases and gaseous media when filling from one Fixed cold carburettor or cold tank is inexpensive and reliable in the application and also guarantees a complete recording and Evaluation of the relevant data of each filling process including testing user authorization and container approval.
Anhand eines in der einzigen Figur dargestellten bevorzugten Ausführungs
beispiels wird die Erfindung im folgenden näher erläutert:
Die einzige Figur enthält eine schematische Darstellung der wesentlichen
Bestandteile einer Abfülleinrichtung zur erfindungsgemäßen Massedurchfluß
erfassung von tiefkaltem verflüssigtem Stickstoff, mit einem das tiefkalte
verflüssigte Stickstoff enthaltenen, als Kältetank oder Kaltvergaser ausgebildeten,
ortsfesten Vorratsbehälter 1, der über eine ein Magnetventil 3 enthaltene
Abfülleitung 2 und über einen, mit der Abfülleitung 2 und mit einem eine nicht
dargestellte Füllstandsmeßeinrichtung enthaltenen Abfüllkopf 8 verbundenen,
längenveränderlichen flexiblen Schlauch 7 mit einem mit dem Flüssiggas zu
befüllenden Behälter 9 verbunden ist.Using a preferred embodiment shown in the single figure, the invention is explained in more detail below:
The single figure contains a schematic representation of the essential components of a filling device for mass flow detection according to the invention of cryogenic liquefied nitrogen, with a cryogenic liquefied nitrogen containing, designed as a cold tank or cold carburetor, stationary storage container 1 , which contains a solenoid valve 3 and a filling line 2 a variable-length flexible hose 7 connected to the filling line 2 and to a filling head 8 containing a filling level measuring device (not shown) is connected to a container 9 to be filled with the liquid gas.
Das Magnetventil 3 und die Füllstandsmeßeinrichtung des Abfüllkopfes 8 sind mit einem aus Mikroprozessor-Technik bestehenden, die Steuerungssoftware enthaltenen und als Zwischenspeicher für die Datensätze eingesetzten Microcontroller 4 verbunden, der seinerseits mit einem für die Erfassung, Speicherung, Auswertung und Zuordnung verwendeten, über eine nicht dargestellte Schnittstelle (RS 485) und einen nicht aufgezeigten Konverter (RS 485/RS 232) mit einem die Datensätze enthaltenen Personalcomputer 10 sowie mit einem Barcode-Lesegerät (Scanner) 6 und einem eine Starttaste (Totmann- Taste), eine Stoptaste und akustische und optische Anzeigeelemente aufweisendes Bedienteil 5 verbunden ist.The solenoid valve 3 and the fill level measuring device of the filling head 8 are connected to a microcontroller 4 consisting of microprocessor technology, which contains the control software and is used as a buffer for the data records, which in turn has a microcontroller used for the acquisition, storage, evaluation and assignment Interface shown (RS 485) and a converter (not shown) (RS 485 / RS 232) with a personal computer 10 containing the data records and with a barcode reader (scanner) 6 and a start button (dead man button), a stop button and acoustic and Operating element 5 having optical display elements is connected.
Vor Beginn des Abfüllens des tiefkalten verflüssigten Stickstoffs aus dem ortsfesten Vorratsbehälter 1 in den Behälter 9 wird für jeden Anwender eine Barcodes enthaltene Checkkarte und eine derartige Checkkarte für jede Kostenstelle erstellt sowie Barcodes-Aufkleber auf die Außenfläche des zu befüllenden Behälters 9 aufgebracht.Before the cryogenic liquefied nitrogen is filled from the stationary storage container 1 into the container 9 , a check card containing a bar code and such a check card for each cost center are created for each user, and bar code stickers are applied to the outer surface of the container 9 to be filled.
Die Barcodes enthalten alle für die Erfassung, Auswertung und Zuordnung der aus dem Vorratsbehälter 1 in den Behälter 9 zu füllenden Flüssiggasmasse erforderlichen Daten, wie u. a. Name des Anwenders, Kostenstelle, Behältergröße, Sicherheitsschulung des Anwenders, Gültigkeits-Datum.The barcodes contain all the data required for recording, evaluating and assigning the liquid gas mass to be filled from the storage container 1 into the container 9 , such as the name of the user, cost center, container size, safety training of the user and the date of validity.
Vor Beginn jedes Flüssiggas-Abfüllvorganges werden des weiteren die Barcodes des jeweiligen Anwenders, der jeweiligen Kostenstelle und des jeweils zu befüllenden Behälters 9 mittels des mit dem Microcontroller 4 verbundenen Barcode-Lesegerätes (Scanner) 6 in das Datenerfassungssystem der Steuereinrichtung der Abfülleinrichtung eingelesen. Dabei wird gleichzeitig die Zugangsberechtigung des Anwenders und die ordnungsgemäße Zulassung des zu befüllenden Behälters 9 geprüft. Before each liquefied gas filling process begins, the bar codes of the respective user, the respective cost center and the container 9 to be filled in each case are read into the data acquisition system of the control device of the filling device by means of the bar code reading device (scanner) 6 connected to the microcontroller 4 . At the same time, the access authorization of the user and the proper approval of the container 9 to be filled are checked.
Nach Freigabe der Abfülleinrichtung wird der Abfüllvorgang durch Betätigung der Startaste des mit dem Microcontroller 4 verbundenen Bedienteils 5 manuell gestartet.After the filling device has been released, the filling process is started manually by pressing the start button of the control unit 5 connected to the microcontroller 4 .
Bei Erreichen des maximalen Füllstandes im Behälter 9 wird der Abfüllvorgang dadurch automatisch beendet, daß von einer Füllstandsmeßeinrichtung, beispielsweise eines Schwimmschalters, des auf dem zu befüllenden Behälter 9 zweckdienlich angeordneten und entsprechend der deutschen Patentanmeldung 198 50 913.8 ausgebildeten Abfüllkopfes 8, ein entsprechendes Signal an den Microcontroller 4 abgegeben wird, der wiederum über ein nicht dargestelltes Schaltrelais das Schließen des in der Abfülleitung 2 zweckmäßig angeordneten Magnetventils 3 bewirkt.When the maximum fill level in the container 9 is reached, the filling process is ended automatically by a filling level measuring device, for example a float switch, of the filling head 8 which is expediently arranged on the container 9 to be filled and is designed in accordance with German patent application 198 50 913.8 and sends a corresponding signal to the Microcontroller 4 is emitted, which in turn causes the closing of the solenoid valve 3 expediently arranged in the filling line 2 via a switching relay ( not shown ) .
Anstelle der durch die im Abfüllkopf 8 enthaltenen Füllstandsmeßeinrichtung erfolgenden automatischen Beendigung des Flüssiggas-Abfüllvorganges, kann der Flüssiggas-Abfüllvorgang auch durch Betätigung der Stoptaste des Bedienteiles 5 oder durch Loslassen der als Totmann-Taste ausgebildeten Starttaste des Bedienteils 5 mit Signal- und Stoppzeit-Verzögerung manuell erfolgen.Instead of the automatic termination of the liquid gas filling process by the filling level measuring device 8 contained in the filling head 8 , the liquid gas filling process can also be carried out by actuating the stop button of the operating part 5 or by releasing the start button of the operating part 5 designed as a dead man button with signal and stop time delay done manually.
Nach der automatischen oder manuellen Beendigung des Flüssiggas- Abfüllvorganges erfolgt durch den mit dem Microcontroller 4 verbundenen Personalcomputer 10 die Zuordnung der einzelnen Flüssiggas-Abfüllmengen auf die einzelnen Kostenstellen jedes Anwenders.After the automatic or manual completion of the liquid gas filling process, the personal computer 10 connected to the microcontroller 4 assigns the individual liquid gas filling quantities to the individual cost centers of each user.
Des weiteren wird bei jedem Flüssiggas-Abfüllvorgang das Datum, die Uhrzeit, der Anwender, die Kostenstelle, die Behälter-Nummer und die Abfülldauer im Datenerfassungssystem des mit dem Microcontroller 4 verbundenen Personalcomputers 10 der Steuereinrichtung der Abfüllanlage gespeichert. Beim anschließenden Nachfüllen des ortsfesten Vorratsbehälters 1 mit Flüssiggas wird jede abgefüllte Flüssiggasmenge bzw. deren Kosten prozentual der gespeicherten Abfülldauer auf die einzelnen Kostenstellen des Anwenders verteilt. Dabei kann auch eine Daten-Auswertung nach dem jeweiligen Anwender, der jeweiligen Kostenstelle und der jeweiligen Behälter-Nummer erfolgen. Um eine Überfüllung des Behälters 9 mit Flüssiggas bei technischem Defekt der im Abfüllkopf 8 enthaltenen Füllstandsmeßeinrichtung auszuschließen, wird bei Überschreitung der durch eine Kalibrierung der Abfülleinrichtung ermittelten maximalen Befüllzeit des Behälters 9 um einen einstellbaren Sicherheitszuschlag der Abfüllvorgang durch Schließen des in der Abfülleitung 2 angeordneten Magnetventils 3 automatisch beendet. Die Kalibrierung der Abfülleinrichtung erfolgt in der Weise, daß bei einem definierten Abfüllvolumen die Abfüllzeit (bei warmer Abfülleitung) und die minimale Abfüllzeit (bei kalter Abfülleitung) gemessen wird.Furthermore, the date, the time, the user, the cost center, the container number and the filling time are stored in the data acquisition system of the personal computer 10 connected to the microcontroller 4 of the control device of the filling system for each liquid gas filling process. During the subsequent refilling of the stationary storage container 1 with liquid gas, each filled quantity of liquid gas or its cost as a percentage of the stored filling time is distributed to the individual cost centers of the user. Data can also be evaluated according to the respective user, the respective cost center and the respective container number. In order to prevent the container 9 from being overfilled with liquefied gas in the event of a technical defect in the filling level measuring device contained in the filling head 8 , if the maximum filling time of the container 9 determined by calibration of the filling device is exceeded by an adjustable safety margin, the filling process is carried out by closing the solenoid valve 3 arranged in the filling line 2 automatically ended. The filling device is calibrated in such a way that the filling time (with a warm filling line) and the minimum filling time (with a cold filling line) are measured for a defined filling volume.
Bei einer zur Flüssiggas Abfüllung erfolgenden zusätzlichen Entnahme von gasförmigen Stickstoff, wird der aus dem Vorratsbehälter 1 entnommene gasförmige Stickstoff durch eine Gasmengenmessung mittels einer gebräuchlichen Gasuhr erfaßt und bei der Auswertung nach dem Nachtanken des Vorratsbehälters 1 manuell über den Personalcomputer 10 in das Datenerfassungssystem der Steuereinrichtung der Abfülleinrichtung eingegeben, anschließend in die äquivalente Flüssiggasmenge umgerechnet und fließt dann als Korrekturfaktor in die Verteilungsrechnung ein.In the case of an additional removal of gaseous nitrogen for filling with liquefied petroleum gas, the gaseous nitrogen removed from the storage container 1 is detected by a gas quantity measurement using a conventional gas meter and, during the evaluation after refueling the storage container 1, manually via the personal computer 10 into the data acquisition system of the control device of the Filling device entered, then converted into the equivalent amount of liquid gas and then flows into the distribution calculation as a correction factor.
Um gleichbleibende Druckverhältnisse in der Abfülleitung 2 zu gewährleisten, werden zur Ermittlung der erforderlichen Druckkorrekturwerte, Druckmessungen in frei wählbaren Zeitabständen in der Abfülleitung 2 durchgeführt.In order to ensure constant pressure conditions in the filling line 2 , pressure measurements are carried out at freely selectable intervals in the filling line 2 in order to determine the required pressure correction values.
Bei Erfordernis können bis zu sieben Microcontroller 4 in einem RS 485-Netzwerk zusammen geschaltet werden. Die Steuereinrichtung der Abfülleinrichtung ist an ein handelsübliches Netzteil (extern: 230 VAC; intern: 24 VDC) angeschlossen. Jedes Schaltrelais für das Magnetventil 3 ist im Prinzip potentialfrei. Jedoch können die Spannungen (230 VAC bzw. 24 VDC) zur Spannungsversorgung des Magnetventils 3 darüber geschleift werden.If required, up to seven microcontrollers 4 can be connected together in an RS 485 network. The control device of the filling device is connected to a standard power supply (external: 230 VAC; internal: 24 VDC). In principle, each switching relay for solenoid valve 3 is potential-free. However, the voltages (230 VAC or 24 VDC) for the voltage supply of the solenoid valve 3 can be looped over it.
Der Microcontroller 4, das Bedienteil 5 und der Barcode-Scanner 6 sind für den Außenbetrieb ausgebildet. The microcontroller 4 , the control unit 5 and the barcode scanner 6 are designed for outdoor use.
11
Vorratsbehälter (TK/TV)
Storage container (TK / TV)
22nd
Abfülleitung
Filling line
33rd
Magnetventil
magnetic valve
44th
Microcontroller
Microcontroller
55
Bedienteil
Control panel
66
Barcode-Lesegerät (Scanner)
Barcode reader (scanner)
77
flexibler Schlauch
flexible hose
88th
Abfüllkopf (Füllstandsmeßeinrichtung)
Filling head (level measuring device)
99
Behälter
container
1010th
Personalcomputer
Personal computer
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| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: AIR LIQUIDE DEUTSCHLAND GMBH, 47805 KREFELD, DE |
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