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Füll-und/oder Entleerungsanlage für Tankfahrzeuge
Die Erfindung betrifft Füll-und/oder Entleerungsanlagen für Tankfahrzeuge mit einer oder mehreren Tankkammern, bestehnd aus mindestens einem Füll-und/oder Entleerungsventil und mindestens einer Betätigungseinrichtung.
Es sind Füll-und/oder Entleerungsanlagen bekannt, deren Füll-und/oder Entleerungsventile zwecks Füllung oder Entleerung der einzelnen Tankkammern einzeln mechanisch geöffnet bzw. geschlossen werden können. Zur Erleichterung der Bedienung werden seit einigen Jahren Füllund/oder Entleerungsventile in den Handel gebracht, die hydraulisch zu betätigen sind. Bei den bekannten Ausführungen werden eine Hydraulik-Handpumpe, durch deren mehrfache Betätigung der benötigte Druck aufgebracht wird und für jede Tankkammer ein zugehöriger Verteiler, der die Verbindung zwischen der Hydraulik-Handpumpe und dem jeweils zu öffnenden Füll-und/oder Entleerungsventil herstellt, verwendet.
In der Praxis erwies es sich in vielen Verwendungsfällen als notwendig, durch eine zusätzliche mechanische Verriegelung sicherzustellen, dass jeweils nur eine Tankkammer entleert wird. Der weiteren Forderung, dass die Füll-und/oder Entleerungsventile auch vom Dom aus geschlossen werden können, wurde durch Anordnung von Druckknopfventilen am Dom entsprochen, durch deren Betätigung sich die jeweils unter Druck befindlichen Leitungen in ein überlaufgefäss entleeren können.
Da auch bei der beschriebenen Hydraulikbetätigung die für das öffnen der Füll-und/oder Entleerungsventile benötigte Betätigungskraft durch den Fahrer aufgebracht werden muss und die Hydraulik ein für die meisten Tankfahrzeuge sonst nicht benötigtes Medium ist, wurde vorgeschlagen, die Füll-und/oder Entleerungsventile mit Druckluft, die zweckmässig der auch die Fahrzeugbremsanlage mit Druckluft versorgenden Druckluftbeschaffungsanlage entnommen wird, zu steuern.
Wird statt einer von einer hydraulischen Handpumpe gespeisten hydraulischen Steuerung eine derartige Druckluftsteuerung verwendet, muss dafür gesorgt werden, dass
1. bei Betätigung der am Dom angeordneten Druckknopfventile das Schliessen der Füll-und/oder Entleerungsventile ohne Erschöpfung der Druckluftanlage erfolgt,
2. bei geschlossenen Füll-und/oder Entleerungsventilen sich nicht durch die in der Praxis unvermeidbaren Undichtheiten in den Füll-und/oder Entleerungsventilen bzw. in den zu diesen führenden Steuerleitungen ein Staudruck aufbauen kann, was insbesondere dadurch begünstigt wird, dass zumindest eine Verteilungseinrichtung auf "öffnen" steht, wenn vom Dom aus geschlossen und diese nachher nicht mehr von Hand aus rückgestellt wurde,
3.
erscheint es für den praktischen Betrieb wichtig, dass bei Betätigung der am Dom angeordneten Druckknopfventile nicht erst die volle Entlüftung der Füll-und/oder Entleerungsventile abgewartet werden muss, um deren Schliessung sicherzustellen, sondern dass bei Unterschreitung eines gewissen Druckes in der Druckluftsteuerung automatisch eine weitere Entlüftung bis zum Ausgleich mit dem Atmosphärendruck stattfindet. (Bei hydraulischer Steuerung spielt der Zeitfaktor im Gegensatz zur
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Druckluftsteuerung keine Rolle, da schon ein ganz geringer Stofftransport zum völligen Zusammenbrechen des Druckes genügt.)
4.
Für manche Verwendungsfälle ist es wichtig, dass trotz eventuell vorhandener Undichtheiten der Luftdruck in den Füll-und/oder Entleerungsventilen nicht absinkt, und es zu keinem unbeabsichtigten Schliessen genannter Ventile kommt.
Für pneumatisch gesteuerte Füll-und/oder Entleerungsanlagen wurde schon vorgeschlagen, zwischen der Speiseleitung und den zu den Verteilungseinrichtungen führenden Leitungen ein Druckknopfventil anzuordnen, das in unbetätigtem Zustand die genannten beiden Leitungen voneinander trennt, während der Betätigung jedoch miteinander verbindet. Eine derartige Anlage entspricht der Forderung 1. Um auch den Forderungen 2 und 3 zu genügen, muss in jedem Verteiler eine Mindestdruckkontrolle eingebaut werden, was für die meisten Anwendungsfälle eine erhebliche Komplikation bzw. Verteuerung darstellt.
Erfindungsgemäss werden die aufgezeigten Mängel dadurch behoben, dass die Füll-und/oder Entleerungsventile pneumatisch gesteuert sind und zur Beeinflussung des Füll-bzw.
Entleerungsvorganges, z. B. vom Dom der Tankkammern aus, Druckknopfventile in den Druckluftkreis eingeschaltet und in diesem ein oder mehrere Drucküberwacher vorgesehen sind, deren eine Kolbenfläche zwecks Unterbrechung der Druckluftzufuhr zu den Flüssigkeitsventilen über die Druckknopfventile mit Druckluft beaufschlagt oder entlastet wird.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird über die Steuerventile eine Kolbenfläche des oder der Drucküberwacher über eine Leitung mit Druckluft beaufschlagt oder entlastet.
Vorteilhafterweise ist jedem Füll-und/oder Entleerungsventil ein 3/2-Wegeventil als Betätigungseinrichtung vorgeschaltet, das in der einen Stellung eine zu dem zugeordneten Füllund/oder Entleerungsventil führende Leitung entlüftet und in der andern Stellung über eine Leitung und den allen 3/2-Wegeventilen vorgesetzten Drucküberwacher mit einer Speiseleitung verbindet.
Die Vorteile der erfindungsgemässen Einrichtung werden an Hand der Zeichnungen, die vier Ausführungsbeispiele darstellen, näher erläutert. Es zeigen : Fig. 1 eine Füll- und/oder Entleerungsanlage, bei der der Drucküberwacher durch Druckbeaufschlagung beeinflussbar ist, Fig. 2 eine Füll-und/oder Entleerungsanlage, bei der der Drucküberwacher durch Entlüften beeinflussbar ist, Fig. 3 einen weiteren
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2im unbetätigten Zustand die Leitungen-4, 4a, 4b-- von den Steuerleitungen-6, 6a, 6b-- trennen und letztere entlüften und die im betätigten Zustand die Verbindung zwischen den Leitungen - -4, 4a, 4b-- und den Steuerleitungen --6,6a,6b-- herstellen und deren Entlüftung unterbinden.
Die über die Steuerleitungen-6, 6a, 6b-- pneumatisch gesteuerten Füll-und/oder Entleerungsventile
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eingebauten Druckfedern gesperrt. Die am Dom vorgesehenen, direkt von der Speiseleitung-2versorgten Steuerventile-10, 10a, 10b-- sind als Dreiwegeventile ausgebildet, die im unbetätigten Zustand die mit dem drucküberwacher --3-- über zwischengeschaltete Doppelrückschlagventile verbindende Leitung entlüften, im betätigten Zustand jedoch mit Speiseleitungsdruck beaufschlagen.
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--3-- besteht aUsStufenkolbens --13-- sperrt der Schaft--14--den der Druckluftversorgung dienenden Kanal - -19--. Gleichzeitig werden über die Bohrungen-20, 21 und 22-und über den Kanal--23--
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die Verteilerleitungen-4, 4a, 4b-- und damit unabhängig von der Stellung der Verteilungseinrichtungen-5, 5a, 5b-- die zu den Füll- und/oder Entleerungsventilen --7,7a,7b-- führenden Steuerleitungen-6, 6a, 6b-- entlüftet und die Füll- und/oder Entleerungsventile --7,7a,7b-geschlossen. Eventuell vorhandene Undichtheiten können wegen der bestehenden Verbindung zur Atmosphäre zu keinem Druckaufbau und damit zu keinem ungewollten öffnen der Füll-und/oder Entleerungsventile --7, 7a, 7b-- führen.
Zur Füllung oder Entleerung einer Tankkammer--8, 8a, 8b-- ist die zugeordnete
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5a, 5b-- und--4, 4a, 4b- beaufschlagt. über die anfangs betätigte Betätigungseinrichtung --5, 5a, 5b-- wird das zugeordnete Füll- und/oder Entleerungsventil --7,7a,7b-- mit Druckluft beaufschlagt und geöffnet.
Auch nach Wegfall der Betätigungskraft behält der Stufenkolben --13-- seine Lage bei, da die Stellkraft des die schaftseitige Ringfläche beaufschlagenden Leitungsdruckes die der Druckkontrollfeder - -16-- überwiegt. über die zwischen der Speiseleitung --2-- und den Leitungen-4, 4a, 4b--
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- -3-- nachgeordneten Steuerungssystem ersetzt.
Zwecks Beendigung des Füll-und/oder Entleerungsvorganges ist die betreffende Betätigungseinrichtung --5,5a,5b-- in ihre Ausgangslage rückzustellen.
Soll jedoch vom Dom aus das jeweils geöffnete Füll- und/oder Entleerungsventil --7,7a,7b-geschlossen werden, ist eines der Steuerventile-10, 10a, 10b-- zu betätigen, wodurch über die zwischengeschalteten Doppelrückschlagventile, die Leitung --11-- und die Bohrung --18-- die grosse Kolbenfläche--15--des Stufenkolbens--13--beaufschlagt und der Stufenkolben--13-in seine Ausgangslage rückverschoben wird.
Auch wenn die ursprünglich betätigte Betätigungseinrichtung--5, 5a, 5b-- nach erfolgter Schliessung der Füll- und/oder Entleerungsventile --7,7a,7b-- vom Dom aus nicht rückgestellt wird, kann sich wegen der Entlüftung der Leitungen--4, 4a, 4b-- über die Bohrungen-20, 21 und 22-kein Staudruck in den Steuerleitungen-6, 6a, 6b-- bilden, der ein ungewolltes öffnen der Füllund/oder Entleerungsventile --7,7a,7b-- hervorrufen könnte.
Sollte der Speiseleitungsdruck während eines Füll-oder Entleerungsvorganges wesentlich unter seinen Nennwert absinken, wodurch die Stellung des jeweils betätigten Füll-und/oder
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eines der Steuerventile-10, 10a, 10b--, um die Entlüftung der Leitungen-4, 4a, 4b-- einzuleiten und derart die endgültige Umschaltung des Stufenkolbens --13-- in seine Ausgangsstellung auszulösen.
Fig. 2 zeigt eine ähnliche Füll-und/oder Entleerungsanlage wie Fig. 1. Entsprechende Teile sind deswegen mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Auch kann daher auf eine gesamte Beschreibung dieser Anlage verzichtet werden.
Der Überwacher-3-ist, im Gegensatz zu dem in Fig. 1 beschriebenen, mit einer parallel zur Druckkontrollfeder --16-- angeordneten Rückführfeder --25-- ausgerüstet, die sich in der gezeichneten Ausgangsstellung des Stufenkolbens --13-- einerseits am Gehäuseboden --17-- und anderseits derart an einem Anschlag --26-- in der zur Führung des Stufenkolbens-13dienenden Gehäusebohrung --27-- abstützt, dass sie bei Betätigung des Überwachers-3-nach einem bestimmten Leerweg von der grossen Kolbenfläche --15-- des Stufenkolbens --13-mitgenommen, d. h. von ihrem Anschlag --26-- abgehoben wird.
Ausserdem ist im Schaft --14-- eine zusätzliche, in die Bohrung --21-- mündende kleinquerschnittige Bohrung--28--vorgesehen.
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Die als Zweiwegeventile ausgebildeten Steuerventile-29, 29a, 29b-- sind bei der Füllund/oder Entleerungsanlage nach Fig. 2 über den Kanal --30-- mit dem durch die schaftseitige Ringfläche des Stufenkolbens --13-- begrenzten, unter Leitungsdruck stehenden Druckkontrollraum
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--31-- verbunden und sperren in unbetätigtem Zustand die zu ihnen führende Leitung-32gegenüber der Atmosphäre, gestatten im betätigten Zustand jedoch ein Ausströmen der in der Leitung --32-- befindlichen Druckluft ins Freie.
In der gezeichneten, der unbetätigten Stellung des Überwachers --3-- entsprechenden Lage des
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--14-- den- -19--. Gleichzeitig werden über die Bohrungen-20, 21 und 22-und über den Kanal-23die Leitungen --4,4a,4b-- entlüftet, so dass die Füll- und/oder Entleerungsventile --7,7a,7b--, wie bereits im Zusammenhang mit Fig. 1 näher beschrieben, geschlossen bleiben und auch eventuelle Undichtheiten zu keinem ungewollten Öffnen derselben führen können.
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Nach Wegfall der auf den Schaft --14-- ausgeübten Betätigungskraft wird der Stufenkolben - durch die Rückführfeder --25-- und die Druckkontrollfeder --16-- entgegen der Stellkraft des die schaftseitige Ringfläche des Stufenkolbens--13--belastenden Leitungsdruckes in Richtung auf dessen Ausgangsstellung rückverschoben, bis die Rückführfeder --25-- am Anschlag --26-- zur Anlage gelangt.
In dieser Stellung besteht nur eine kleinquerschnittige Verbindung der Speiseleitung --2-- über den Kanal--19--, die kleinquerschnittige Bohrung--28--, die Bohrungen--21 und 22-- und den Kanal-23-zu den Leitungen-4, 4a, 4b-- bzw. über den Kanal-30-zu den Steuerventilen-29, 29a, 29b--. über die Bohrung --28-- können Druckluftverluste in dem dem überwacher--3-- nachgeordneten Steuerungssystem ersetzt werden.
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Entleerungsventiles--7, 7a, 7b--In letzterem Falle wird, in Anbetracht des nur über die kleinquerschnittige Bohrung--28-möglichen Nachströmens von Druckluft der Druck in dem unter Leitungsdruck stehenden Raum
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raschStufenkolben --13-- in seine Ausgangslage rückverschiebt, in der die Leitungen --4,4a,4b-- über die Bohrungen-20, 21 und 22--entlüftet werden.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten überwacher können die Bohrung --28-- und die Rückführfeder --25-- entfallen, wenn, wie in manchen Fällen möglich, auf die Erfüllung der einleitend angeführten Forderung verzichtet wird.
In Fig. 3 ist eine andere Ausführung des Überwachers-3-für die Füll-und/oder Entleerungsanlage nach Fig. 2 dargestellt.
Diese Ausführungsform des Überwachers weist ein Gehäuse --33-- mit einer abgesetzten Bohrung --34-- auf. In dem engeren Bohrungsabschnitt ist ein Ventilkörper-35-dicht gelagert, der mit seiner Kegelfläche --36-- gemeinsam mit dem dem grossen Bohrungsabschnitt zugewandten
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--37-- des--35-- bedient werden kann.
In der grossen Bohrung ist ein Überwachungskolben--38--dicht gelagert, der durch eine Druckkontrollfeder-16--, die sich auf den die grosse Bohrung des Gehäuses
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dem ausserhalb des Nebenventilsitzes --39-- gelegenen, durch den Überwachungskolben --38-begrenzten, über den Kanal --23-- mit den Leitungen-4, 4a, 4b-- verbundenen
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In Fig. 3 ist der überwacher --3-- in der unbetätigten Ausgangsstellung dargestellt, in der die Leitungen-4, 4a, 4b- über den Kanal --23--, die Bohrung-42-, das geöffnete Entlüftungsventil-41, 43- und die Bohrung --18-- entlüftet sind, so dass es, wie oben beschrieben, zu keinem ungewollten öffnen der Füll- und/oder Entleerungsventile --7,7a,7b-kommen kann.
Zwecks Öffnung eines Füll- und/oder Entleerungsventiles --7,7a,7b-- ist, wie oben beschrieben, vorerst die jeweilige Betätigungseinrichtung --5,5a,5b-- zu betätigen und hernach der Ventilkörper --35-- des Überwachers --3-- gegen die Kraft der den überwachungskolben
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-38-- belastenden Druckkontrollfeder --16-- niederzudrücken.Füll- und/oder Entleerungsventil --7,7a,7b-- mit Druckluft, die über die Speiseleitung --2-- und den Kanal--19-- zuströmt.
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entgegengesetzten Seite unter Atmosphärendruck steht, in seine Ausgangslage rückverschoben und das Hauptventil-36, 37- geschlossen.
Der Überwachungskolben --38-- bleibt, da der diesen belastende Leitungsdruck die Kraft der Druckkontrollfeder --16-- überwiegt, in seiner dem Ventilkörper --35-- abgewandten Endlage stehen. Das Entlüftungsventil-41, 43- bleibt geschlossen ; das Nebenventil --39,40-- ist geöffnet; über die kleinquerschnittige Bohrung-28kann eventueller Druckluftverlust in dem dem Überwacher --3-- nachgeschalteten Steuerungssystem ersetzt werden.
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Lage versetzt wird unter gleichzeitigem öffnen des Entlüftungsventiles --41,43-- den überwachungskolben --38-- in seine ventilkegelseitige, das nebenventil --39,40-- schliess@ude Endlage zu verschieben.
In Fig. 4 ist eine Füll- und/oder Entleerungsanlage dargestellt, bei der die Betätigungseinrichtung mit dem Überwacher --3-- kombiniert ist, wobei die eigentliche Überwachungseinrichtung weitestgehend mit dem in Fig. 3 beschriebenen Überwacher--3--übereinstimmt.
Der mit der Betätigungseinrichtung kombinierte Überwacher --4-- besitzt ein Gehäuse --45-- mit einem Kanal-19-für die Druckluftversorgung aus der Speiseleitung --2-- und mit Kanälen-46, 46n-, die über die Steuerleitungen-6, 6n- zu den Füll-und/oder Entleerungsventilen-7, 7n- führen und über die die Tankkammern-8, 8n-- gefüllt oder entleert werden können. In dem Gehäuse --45-- ist eine abgesetzte Bohrung--47--vorgesehen ; im
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bildet.
Auf seiner dem Gehäuseboden--17--zugewandten Seite hat der überwachungskolben --38-- einen Entlüftungssitz --41-, der über die Bohrung --42-- mit dem ausserhalb des
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--38-- begrenzten,Entlüftungsventil--41, 43-- bildet. Der einerseits vom Überwachungskolben--38--und anderseits vom Gehäuseboden --17-- begrenzte Teil der Gehäusebohrung ist über die Bohrung--IS-- entlüftet. Der Gehäuseboden --17-- besitzt darüber hinaus eine zentrale Bohrung--30--, an die über die Leitung --32-- die Steuerventile --29,29n-- angeschlossen sind.
Bei unbetätigtem Ventilkörper -35-- sind sowohl das Hauptventil--36, 37- als auch das Nebenventil-39, 40-- über den Überwachungskolben-38-durch die Druckkontrollfeder - -16-- geschlossen ; hingegen ist das Entlüftungsventil-41, 43- geöffnet. Der über den Bedienungsknopf --50-- betätigbare, als Betätigungseinrichtung wirkende, Drehschieber--48, 49entlüftet in seiner Ausgangsstellung alle angeschlossenen Steuerleitungen-6, 6n-, so dass es zu keinem ungewollten öffnen der angeschlossenen Füll- und/oder Entleerungsventile --7,7n-kommen kann.
Soll eines der Füll-und/oder Entleerungsventile--7, 7n-- geöffnet werden, ist der Bedienungsknopf--50--des Drehschiebers--48--in diejenige Stellung zu verdrehen, in der der zur betreffenden Steuerleitung --6,6n-- weiterführende Kanal --46,46n-- mit dem Kanal --23-- im Drehschieber --48-- zur Deckung kommt.
Hernach ist, wie im Zusammenhang mit Fig. 3 näher beschrieben wurde, der Ventilkörper - niederzudrücken, wodurch das jeweils über den die Funktion der Betätigungseinrichtung ausübenden Drehschieber --48-- angeschlossene Füll- und/oder Entleerungsventil --7,7n-- über einen grossen Querschnitt beaufschlagt und geöffnet wird. Nach Wegfall der auf den Ventilkörper
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wird unter gleichzeitigem öffnen des Entlüftungsventiles --41,43-- den Überwachungskolben --38-- in seine ventilkelgelseitige, das Nebenventil--39, 40-- schliessende Endlage zu verschieben.
In dieser der Fig. 4 entsprechenden Stellung sind alle Steuerleitungen-6, 6n- entlüftet, so dass,
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49-n"aus"-Stellungen angeordnet werden müssen, da beim Weiterdrehen des Bedienungsknopfes-50nicht nur die bisher mit Druckluft beaufschlagte Steuerleitung--6, 6n-- über die Bohrung - -51, 51n-- entlüftet wird, sondern, wenn eine neue Verbindung zwischen dem Druckkontrollraum --31-- und einer Steuerleitung-6, 6n- durch Überdeckung eines Kanals-46, 46n- mit einem
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den oben beschriebenen Konsequenzen zurückgeschoben wird.
Der mit der Betätigungseinrichtung kombinierte überwacher --44-- kann für eine beliebige Anzahl von Tankkammern, die unabhängig voneinander gefüllt oder entleert werden können sollen, gebaut werden. Die Einschränkung auf zwei Tankkammern ist genauso wie die Einschränkung auf drei Tankkammern bei den Fig. 1 bis 3 nur aus Gründen der übersichtlichkeit der Darstellung erfolgt.