用于输送压缩气体的方法和装置的制作方法

专利名称：用于输送压缩气体的方法和装置的制作方法技术领域：本发明涉及一种用于将压缩的气体输送到至少两个相互分开的管道段中的方法 以及一种将压缩的气体输送到至少两个相互分开的管道段中的装置，所述装置具有至少一 个压缩机，各所述压缩机分别通过一个气体输送管道与管道段连接，其中，两个气体输送管 道分别具有一个阀。背景技术：为了检测管道、特别是管线的密封性，对各单个段进行试压/加压测试 (Abdrucken)，即用压缩的气体填充管道段并且经过一确定的时间段后确定，是压力得到保 持，还是出现了压力损失。为此迄今为止将常见的气体、特别是空气导入第一管道段中，在第一管道段中实 施密封性测试，接着将通常在高压范围中压缩的气体在高压下、即在从约100至150bar的 压力下导出到周围环境中。对于第二管道段和其他的管道段进行相同的操作。这里缺点 特别在于，为压缩空气所使用的能量消耗在密封测试结束之后未加利用地排放到周围环境 中。由DE 93 16 738U1已知一种专门的压缩设备，利用该压缩设备可以通过试压来 就其密封性对管道进行检测。在WO 2007/079514A1中，在另一种情况下，即对已经用处于压力下的气体填充的 天然气管线进行维修的情况下，建议给在事先相互分开的各管道段之间的旁通管道设置多 级的压力活塞式压缩机，因此可以将气体从一个管道段输送到另一个管道段中。发明内容与此相对，本发明的目的在于，提供一种开头所述类型的方法及装置，利用该方法 及装置使得能够对管道段、特别是管线进行能量优化的试压。根据本发明该目的如此实现，压缩气体并将其输送到第一管道段中，接着建立两 个管道段之间的连接，从而压缩的气体由于过压从第一管道段溢流到第二管道段中，随后 对来自第一管道段的气体进行压缩并将其输送到第二管道段中。因此根据按本发明的方 法，首先用压缩的气体填充第一管道段，此后检测该管道段中的密封性，不是将气体如目前 为止常见的那样导出到周围环境中，而是用于对至少一个另外的管道段进行继续检测。为 此可以首先利用输送到第一管道段中的气体的过压，当在两个管道段中基本上调整到同一 压力水平之后，才将还处于第一管道段中的气体从该管道段中抽出并在压力下将其带入第 二管道段中。由此可以相对于目前为止已知的方法实现约1 3的能量节约，同样可以实 现约一半的时间节省。在对两个管道段特别高能量效率(能效)的试压方面，有利的是首先在一低压范 围中将气体直接输送到第一管道段中，接着在一高压范围内对在所述低压范围中预压缩的 气体进行至少一次进一步的压缩，之后才将压缩的气体输入第一压力管道段中。这里优选的是，在所述低压范围中实现将气体压缩至^ar和30bar之间、特别是 压缩到基本上为Mbar，而在所述高压范围中实现将气体压缩到70和150bar之间、特别是 压缩到基本上为lOObar。当然在低压以及特别是高压范围中的压缩可以单级或多级地(即 在多个工作腔中)进行。由此确保了在低压范围中与在高压范围中相比约为1 2的高能 效的压缩，此外还达到了在高压气体管线中常见的约IOObar的压力水平。如果在气体从第一管道段自由溢流到第二管道段中之后，在第一管道段中仍被预 压缩的气体首先在高压压缩之后被输送到第二管道段中，并且在第一管道段中的气体压力 水平降低之后，为了将气体输送到第二管道段中，在高压压缩之前首先在低压范围中对气 体进行压缩，则实现特别高能效地从第一管道段中转移气体，并填充至少一个第二管道段。 基本上这种转移可以具有三个阶段，其中，首先由于不同的压力水平确保了自由溢流。接 着，即在两个管道段中的两个压力水平基本上平衡之后，可以直接进行高能效的高压压缩， 以将气体输送到第二管道段中，这是因为第一管道段中的压力水平仍然较高(例如大约为 50bar)。在无法再进行高能效的直接的高压压缩之后，即第一管道段中的压力水平明显减 小之后，才首先在低压范围中并接着在高压范围中对(从周围环境中吸入的)气体进行压 缩。开头所述类型的装置的特征在于，各气体输送管道通过具有阀的旁通管道相互连 接。通过分别在压缩机和至少两个管道段之间设置一个具有阀的气体输送管道以及设置连 接各气体输送管道的具有阀的旁通管道，可以选择性地、即根据阀的设置，首先将气体输送 到第一管道段中，接着可以打开各阀，从而可以实现从第一管道段到第二管道段中的自由 溢流，最后可以经由另一个气体输送管道将从第一管道段中抽吸出来的空气带入第二管道 段中。由此在对管道段进行高能效的试压方面得到了和在前面所述的方法中相同的优点， 因此为了避免重复可以参考前面的说明。此外，在对至少两个管道段进行高能效的试压方面有利的是，设置至少一个低压 压缩级和高压压缩级，它们通过具有阀的压缩管道相互连接。低压级和高压级本身也可以 构造成多级的。由此，只要在第一管道段中还存在足够的预压缩的气体，则仅使用高压压缩 级，并且在第一管道段中的压力水平下降以后，转换到低压及高压压缩。此时可以从周围环 境或从第一管道段抽吸气体。为了能够首先将在低压范围中预压缩的气体输送到第一管道段中，为了可以有选 择地阻止将在低压级中压缩的气体直接供应到第一气体输送管道中，以及为了因此将预压 缩的气体输送到高压级中，有利的是，在低压压缩级和压缩机管道阀之间分支出具有阀的 低压连接管道，该低压连接管道与第一气体输送管道连接。如果高压压缩级在出口侧通过具有阀的高压连接管道与第二气体输送管道连接， 则可以防止在气体从第一管道段溢流到第二管道段时溢流的气体(部分地)进入高压压缩 级的出口区域中。在低压压缩级和高压压缩级的结构简单的驱动装置方面有利的是，低压压缩级和 高压压缩级具有共同的驱动单元，各压缩级分别通过一可切换的耦联件与该驱动单元连 接。由此借助于可切换的耦联件可以有选择地激活低压级以及高压级。当然也可以为低压 压缩级和高压压缩级设置两个专门的驱动单元。优选设置螺旋式压缩机作为低压压缩级，而设置一级或多级的往复活塞式压缩机作为高压压缩级。当然也可以使用其他的压缩机类型作为低压压缩级和高压压缩级。因此 可以例如使用具有多个缸的活塞式压缩机以及其他的具有多个工作腔的鼓风机、螺旋式压 缩机、涡轮压缩机或真空压缩机以及类似装置。下面借助于附图中示出的优选实施例详细说明本发明，但本发明在任何情况下都 不限于这些实施例。具体地在附图中图1示意性地示出压缩系统的线路图，该压缩系统具有两个管道段和两个具有一 个共同的驱动单元的压缩级，其中压缩系统的各阀这样连接，使得从低压级将气体输送到第一管道段中；图Ia示出与图1相似的线路图，但其中设有用于两个压缩级两个专门的驱动单 元；图2示意性示出对应于图1的线路图，但其中在将压缩的气体导入第一管道段之 前进行低压压缩和高压压缩；图加示出对应于图2的线路图，但带有用于各压缩级的专门的驱动单元；图3示意性示出对应于图1和2的线路图，但其中气体仅是从第一管道段自由溢 流到第二管道段中；图3a示出对应于图3的线路图，但带有用于各压缩级的专门的驱动单元；图4示意性示出对应于图1至3的线路图，其中，在第一管道段中预压缩的气体进 入高压压缩级并在高压缩后导入第二管道段；图如示出对应于图4的线路图，但带有用于各压缩级的专门的驱动单元；图5示出根据图1至4的线路图，其中，输入第二管道段中的气体首先在低压级中 压缩，并接着随后在高压级中压缩；以及图fe示出对应于图5的线路图，但设有用于各压缩级的专门的驱动单元。 具体实施例方式图1和图Ia中示出了具有低压级2和高压级3的压缩机1。压缩机1通过第一气 体输送管道4与第一管道段6连接并且通过第二气体输送管道5与第二管道段7连接。在 气体输送管道4、5中分别设有截止阀8或9，从而可以有选择地控制通过两个气体输送管道 4、5的进气流和排气流。两个气体输送管道4、5通过旁通管道10相互连接，该旁通管道同 样具有截止阀，即旁通阀11。两个压缩级，即低压压缩级2和高压压缩级3通过压缩管道12相互连接，压缩管 道中同样设有截止阀，即压缩阀13。在所示的实施例中设置螺旋式压缩机2作为低压压缩 级2，而设置往复活塞式压缩机作为高压压缩级3，它们在图1中所示的实施例中具有一共 同的驱动单元14。为了能选择性地将低压级2或高压级3连接到驱动单元14上，分别设有 可切换的耦联件15或16。在图1中示出的工作位置中，耦联件15处于耦联的状态中，从 而通过驱动单元14驱动低压级2 ；相反耦联件16在脱耦的位置中，因此高压压缩级3不工 作。代替一个带有可切换的耦联件15、16的共同的驱动单元14，也可以设置用于低压5压缩级2和高压压缩级3的(两个)专门的驱动单元14’，14”(参见图la)；在图Ia中所 示的工作位置中，对应于图1，驱动单元14’处于工作中，与之相反驱动单元14”不工作。此外在压缩管道12中设有止回阀17，该止回阀只允许朝第一管道段6或高压压缩 级3的方向的通流。此外在止回阀17和压缩管道阀13之间从压缩管道12上分支出低压 连接管道19，该低压连接管道通入第一气体输送管道4中。低压连接管道19也具有截止阀 20。高压压缩级3在出口侧通过高压连接管道21与第二气体输送管道5连接。高压 连接管道21中也设有截止阀22。在图1和Ia所示的工作位置中，设置为低压压缩级2的螺旋式压缩机通过驱动 单元14或14’驱动，从而吸入环境空气并通过打开的阀20、8将在低压范围中(即最高约 15bar)压缩的空气直接输送到第一管道段6中。当第一管道段中存在利用低压压缩级2可实现的压力水平之后，对截止阀20、13、 22和11进行切换，从而通过压缩连接管道12将预压缩的空气导入设置为高压级3的往复 活塞式压缩机中，在该压缩机中实现约IOObar的高压压缩(参见图2、2a)。因此将截止阀13、22、11和8切换至其打开位置，相反，和第二气体输送管道5中 的截止阀9 一样，截止阀20关闭。因此设置为低压级2的螺旋式压缩机从周围环境中吸入 空气，将空气在螺旋式压缩机中预压缩，接着在高压级3的往复活塞式压缩机中进行高压 压缩；接着将压缩空气输送到第一管道段6中。一旦完成对第一管道段6的试压，即第一管道段6的密封性测试结束，使高度压缩 的空气从第一管道段6转移到第二管道段7中(参见图3、3a)。在低压级2中的螺旋式压 缩机和高压级3中的往复活塞式压缩机在这里与驱动单元14脱离耦联或者驱动单元14、 14，、14” 停止。为了将高度压缩的空气直接从第一管道段6转移出来，将气体输送管道4、5中的 阀8、9和旁通管道10中的阀11置于其打开位置；低压连接管道19中的阀20以及高压连 接管道21中的阀22相反位于其关闭位置。因此高度压缩的空气从具有明显较高的压力水 平的管道段6溢流到第二管道段7中，直至两个管道段6、7基本上调整到相同的压力水平， 例如约50bar。如图4和如中所示，当在管道段6、7中调整到相同的压力水平后，使旁通管道10 中的截止阀11关闭，使低压连接管道19中的阀20、压缩管道12中的阀13和高压连接管 道21中的截止阀22打开，从而在第一管道段6中仍在例如约50bar下预压缩的气体在连 接到驱动单元14上的或其驱动单元14”被激活的高压压缩级3中被高压压缩，然后通过气 体输送管道5将其输送到第二管道段7中。因此在该工作步骤中可以取消通过低压压缩级2进行的气体的预压缩，并且为了 能量优化将仍位于第一管道段6中的气体继续使用以对第二管道段7进行压力测试。在第一管道段6中的压力水平降低至仅借助于通过高压压缩级3中的往复活塞式 压缩机的压缩不再能实现有效的高压压缩，最终通过低压压缩级2吸入环境空气，该预压 缩的空气接着在高压压缩级3中高度压缩，并通过高压连接管道21、空气输送管道5将高度 压缩的压缩空气在从大约100至150bar的压力下导入第二管道段7中，以对该管道段进行 试压。此外如图5和fe中所示，气体输送管道4中的阀8和低压连接管道19中的阀20关6闭，而设置在低压压缩级2中的螺旋式压缩机和高压压缩级3中的往复活塞式压缩机同样 耦联到驱动单元14上(或者两个驱动单元14’、14”工作；见图5a)。 由此能够以高能效的方式实现对多个管道段6、7的试压。当然导入第二管道段7 中的压缩空气同样可以按前面描述的方法和方式用于另一管道段的试压。截止阀8、9、11、 13,20,22的打开和关闭可以手动实现或自动控制和调节。本发明的实质仅在于，通过前述 的方法以及前述的装置相对于已知的系统能够以高能效的方式对至少两个管道段、特别是 管线进行试压。权利要求1.用于将压缩的气体输送到至少两个相互分开的管道段(6、7)中的方法，其特征在 于，对气体进行压缩，并将气体输送到第一管道段(6)中，接着在两个管道段(6、7)之间建 立连接，从而压缩的气体由于过压从第一管道段(6)中溢流到第二管道段(7)中，此后对来 自第一管道段(6)的气体进行压缩，并将其输送到第二管道段(7)中。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，首先在一低压范围中将气体直接输送到 第一管道段(6)中，接着在一高压范围中对在低压范围中预压缩的气体进行至少一次进一 步的压缩，然后将压缩的气体输送到第一管道段(6)中。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述低压范围中实现将气体压缩到5 和30bar之间，特别是压缩到基本上为Mbar，而在所述高压范围中实现将气体压缩到70和 150bar之间，特别是压缩到基本上为IOObar。4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，在气体从第一管道段(6)自由溢流到 第二管道段(7)中之后，将在第一管道段(6)中仍预压缩的气体首先在高压压缩之后输送 到第二管道段(7)中，在第一管道段(6)中的气体的压力水平下降之后，为了将气体输送到 第二管道段(7)中，至少在高压压缩之前首先在所述低压范围中对气体进行压缩。5.用于将压缩的气体输送到至少两个相互分开的管道段(6、7)中的装置，所述装置具 有至少一个压缩机(1)，所述压缩机分别通过一个气体输送管道(4、幻与管道段(6、7)连 接，其中两个气体输送管道(4、幻分别具有一个阀(8、9)，其特征在于，气体输送管道(4、5) 通过具有阀(11)的旁通管道(10)相互连接。6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，设有至少一个低压压缩级( 和高压压缩 级(3)，所述低压压缩级和高压压缩级通过具有阀(1 的压缩管道(1 相互连接。7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，在低压压缩级(2)和压缩管道阀(13)之 间分支出具有阀00)的低压连接管道(19)，所述低压连接管道与第一气体输送管道(4)连 接。8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，高压压缩级C3)在出口侧通过具有阀 (22)的高压连接管道与第二气体输送管道( 连接。9.根据权利要求6至8中任一项所述的装置，其特征在于，低压压缩级(2)和高压压缩 级(3)具有共同的驱动单元(14)，低压压缩级( 和高压压缩级C3)分别通过一个可切换 的耦联件(15、16)与所述驱动单元连接。10.根据权利要求6至9中任一项所述的装置，其特征在于，设置螺旋式压缩机作为低 压压缩级O)，而设置往复活塞式压缩机作为高压压缩级(3)。全文摘要本发明涉及一种用于将压缩的气体输入至少两个相互分开的管道段(6、7)中的方法，其特征在于，将气体进行压缩并且输入第一管道段(6)中，随后建立两个管道段(6、7)之间的连接，从而使压缩的气体从第一管道段(6)中由于过压流入第二管道段(7)中，因此将来自第一管道段(6)的气体进行压缩并且输入第二管道段(7)中。文档编号F04B41/06GK102046971SQ200980119466 公开日2011年5月4日 申请日期2009年5月25日 优先权日2008年5月28日发明者E·胡塔, T·霍因梅塞 申请人:雷欧勃尔斯多夫机械制造有限责任两合公司