CS248043B2 - Zařízení pro automatické zabránění přeplnění kapalinových nádrží - Google Patents

Abstract

Řešení se týká zařízení pro automatické zabránění přeplnění cisteren silničních vozidel pro přepravu kapalin, které reaguje pneumaticky na zvýšení hladiny kapaliny v plněné nádrži tak, že ovládá otevírání, resp. zavírání uzavíracího orgánu, zabudovaného do plnicího potrubí nádrže. Zařízení pracuje tak, že uzavírací orgán je otevírán stlačeným vzduchem a uzavírán pružinou při poklesu tlaku vzduchu v pneumatickém systému.

Description

Vynález se týká zařízení pro automatické zabránění přeplnění kapalinových nádrží, zejména cisteren silničních vozidel pro přepravu kapalin.

U kapalinových nádrží, plněných systémem potrubí napojeného na nádrž, platí běžný požadavek na zabránění jejich přeplnění. Zejména při plnění vznětlivých nebo jinak nebezpečných kapalin je tu důležité použití zařízení, které po dosažení určité hladiny kapaliny v plněné nádrži přívod do nádrže proudící kapaliny uzavře.

U velkých nádrží je mechanické spojení mezi plovákovým stavoznakem kapaliny v nádrži a uzavíracím členem plnicího potrubí nádrže těžko proveditelné. Proto byla vyvinuta zařízení, u nichž při dosažení určitého stavu hladiny kapaliny v nádrži je bud spínačem zapnut proudový obvod, který uvede v činnost elektromagnet, jímž je uzavřen uzavírací orgán plnicího potrubí, nebo je otevřen ventil tlakovzdušného systému, jímž pak proudí stlačený vzduch do pneumatického válce, přestavujícího uzavírací orgán plnicího potrubí do uzavřené polohy. V obou případech je tím přerušen přítok kapaliny do naplněné nádrže.

Nedostatek uvedených zabezpečovacích systémů je v tom, že pro uzavření uzavíracího orgánu plnicího potrubí je potřebný elektrický proud nebo stlačený vzduch. Když v elektrickém napájení nebo v tlakovzdušném systému dojde k poruše, což se může často stát, zejména u silničních vozidel, je uzavírací orgán neschopný funkce.

Záměrem vynálezu je odstranění uvedeného nedostatku známých zabezpečovacích zařízení, sloužících pro zabránění přeplnění kapalinových nádrží, a to tím způsobem, aby plnicí systém nádrže byl automaticky uzavřen i v případě poruchy. Tento úkol je možno nejúčelněji vyřešit tak, že uzavírací orgán plnicího potrubí je uzavírán působením síly pružiny.

Záměr vynálezu byl splněn vyřešením zařízení pro automatické zabránění přeplnění kapalinových nádrží, zejména cisteren silničních vozidel pro přepravu kapalin, u kterého je do systému plnicího potrubí kapalinové nádrže zabudován uzavírací orgán, držený v uzavřeném stavu pružinou, přičemž na otevírací člen uzavíracího orgánu plnicího potrubí je připojen píst pneumatického pracovního válce, napojeného na zdroj stlačeného vzduchu přes trojcestný ventil se dvěma polohami, jehož ovládací člen je nuceně spojen s plovákovým stavoznakem, sledujícím stav hladiny kapalíny v plněné nádrži.

Zařízení podle vynálezu může být rovněž použito pro dvě kapalinové nádrže, plnitelné současně potrubním systémem, opatřeným jedním uzavíracím orgánem, přičemž je toto zařízení provedeno tak, že obě kapalinové nádrže jsou vystrojeny každá jedním trojcestným ventilem se dvěma polohami, spojeným nuceně s plovákovým stavoznakem sledujícím stav hladiny v dané plněné nádrži, přičemž jsou oba trojcestné ventily spojeny vzájemné a se zdrojem tlakového vzduchu přes v obou směrech pneumaticky ovládaný trojcestný ventil se třemi polohami a s kladnou zpětnou vazbou:

Použitím zařízení podle vynálezu je vyloučen případ, že by v- důsledku v průběhu plnění nádrže, resp. nádrží, vzniklé nějaké poruchy v systému zásobování energií došlo v plněné nádrži k překročení přípustného stavu hladiny kapaliny, resp. k přetoku kapaliny z nádrže v důsledku jejího přelnění. Jelikož kromě toho v pneumatickém systému vozidla panující tlak představuje také charakteristiku provozní, spolehlivosti, není pro možnost plnění nádrže ztráta tlaku v tomto systému bezvýznamná. Výhoda zařízení podle vynálezu spočívá tudíž také v tom, že u vozidla neschopného provozu z pneumatického hlediska, je také nemožné plnění jeho cisterny kapalinou.

V dalším textu bude zařízení podle vynálezu blíže popsáno s odvoláním na přiložená vyobrazení, znázorňující:

obr. 1 — schematické znázornění zařízení pro automatické zabránění přeplnění kapalinové nádrže, zabudovaného na cisterně silničního vozidla pro přepravu kapalin; obr. 2 — schematické znázornění zařízení pro automatické zabránění přeplnění dvojdílné cisterny silničního vozidla pro přepravu kapalin.

Podle znázornění na obr. 1 je kapalinová nádrž 1 plněna plnicím potrubím 2. Předpokladem plnění nádrže 1 je, že je v provozu čerpadlo 3, poháněné od motoru vozidla. V potrubí 2 mezi čerpadlem 3 a nádrží 1 je zabudováno uzavírací šoupátko 4, držené v uzavřeném stavu pružinou 5. Na dřík šoupátka 4 je kromě toho napojen píst 7 pneumatického pracovního válce 6. Pneumatický pracovní válec 6 je potrubím 8 spojen se střední přípojkou 10 dvoupolohového trojcestného ventilu 9, zabudovaného nahoře na nádrži 1. Přípojka 11 trojcestného ventilu 9 je přes otočný ventil 12 napojena na nádrž 13 stlačeného vzduchu. Přípojka 14 trojcestného ventilu 9 je vyústěna do atmosféry.

Pro regulaci cesty proudění stlačeného vzduchu jsou v trojcestném ventilu 9 zabudovány dva stavební prvky — pružinou 18 zatížený uzavírací orgán 15 a šoupátko 17. Šoupátko 17 je spojeno s ramenem plovákového stavoznaku 18, uloženého kloubově v nádrži 1. Při prázdné nádrži 1 se plovák 18 opírá o doraz 19.

Pro- zajištění plnicího čerpadla 3 je na plnicí potrubí 2 napojeno obchozí potrubí 20, v němž je průtok regulován ventilem 21 pro omezení tlaku. Nádrž 1 je možno vyprázdnit otevřením vypouštěcího šoupátka 22.

Popsané zařízení podle vynálezu pracuje takto:

Pokud není nádrž 1 naplněna kapalinou, dosedá plovák 18 na doraz 19, přičemž na něj napojené šoupátko 17 uzavírá výstupní přípojku 14 trojcestného ventilu 9 a zvednutím uzavíracího orgánu 15 uvolňuje cestu proudění mezi přípojkami 11, 10. V klidovém stavu je otočný ventil 12 uzavřen, takže z nádrže 13 nemůže k trojcestnému ventilu 9 a tudíž ani do pneumatického pracovního válce 6 uzavíracího šoupátka 4 proudit žádný stlačený vzduch. Tím je uzavírací šoupátko 4 drženo pružinou 5 v uzavřené poloze.

Aby bylo možno nádrž 1 plnit kapalinou, je nutno otevření otočného ventilu 12 zavést stlačený vzduch z nádrže 13 přes trojcestný ventil 9 do pneumatického pracovního válce 6, který po překonání síly pružiny 5 otevře uzavírací šoupátko 4. Po spuštění plnicího čerpadla 3 je pak možno započít s plněním nádrže 1 kapalinou.

Když hladina plněné kapaliny v nádrži 1 dosáhne k plováku 18 a začne jej zvedat, šoupátko 17 začne klesat a nechá uzavírací orgán 15 dosednout do jeho sedla, čímž je přerušeno spojení mezi nádrží 13 stlačeného vzduchu a pneumatickým pracovním válcem 6 uzavíracího šoupátka 4. Při dalším stoupání hladiny kapaliny v nádrži 1 uvolní šoupátko 17 spojení mezi přípojkami 10, 14 trojcestného ventilu 9, takže stlačený vzduch z pneumatického pracovního válce 6 může přípojkou 14 uniknout do atmosféry. Tím může pružina 5 uzavřít šoupátko 4 a nádrž 1 nemůže být dále plněna kapalinou. Až do odstavení plnicího čerpadla 3 z provozu proudí jím čerpaná kapalina ventilem 21 pro omezení tlaku do obtokového potrubí 20 a vrací se na sací stranu plnicího čerpadla 3. Po odstavení čerpadla 3 z provozu se uzavřením otočného ventilu 12 zařízení odpojí od nádrže 13 stlačeného vzduchu.

Při vyprazdňování nádrže 1 otevřením šoupátka 22 klesá současně s poklesem hladiny kapaliny v nádrži 1 plovák 18 až do jeho dosednutí na doraz 19. Tím je trojcestný ventil 9 přepnut tak, že zařízení pro zabránění přeplnění nádrže je znovu připraveno k ovládání, potřebnému pro jeho uvedení v činnost při plnění nádrže 1 kapalinou.

Některá silniční vozidla jsou osazena dvěma oddělenými cisternami nebo je jejich cisterna rozdělena přepážkou na dvě komory. I když podle současně platných předpisů není současné plnění obou cisteren přípustné, je třeba se účelným zabezpečením vozidla postarat i o možnost současného plnění obou cisteren. Pro tento případ určené zařízení podle vynálezu je znázorněno na obr. 2. Pro zjednodušení vyobrazení je zobrazena cisterna, rozdělená přepážkou na dvě komory.

Podle znázornění na obr. 2 je cisterna 30 rozdělena přepážkou na dvě komory 31, 32, které jsou plněny plnicím čerpadlem 34 přes plnicí potrubí 33. Do plnicího potrubí 33 je zabudováno již popsané uzavírací šoupátko 4a, držené v uzavřené poloze pružinou a otevírané pneumaticky. Komory 31, 32 jsou vyprazdňovány současně vypouštěcím šoupátkem 35.

Obě komory 31, 32 cisterny 30 jsou osazeny ventily 9a, 9b, ovládanými plovákovými stavoznaky. Přípojky 10a, 10b ventilů 9a, 9b jsou potrubím spojeny vzájemně a s pneumatickým pracovním válcem Ba uzavíracího šoupátka 4a. Přípojkami lla, 11b jsou ventily Sa, 9b napojeny přes třípolohový trojcestný ventil 3B s kladnou zpětnou vazbou a přes otočný ventil 12a na nádrž 13a stlačeného vzduchu. Trojcestný ventil 36 ve střední poloze svého ventilového prvku 37 uvolňuje cestu proudění stlačeného vzduchu jak směrem k ventilu 9a, tak i směrem k ventilu 9b. Když na jedné straně ventilového prvku 37 tlak klesne, přesune se ventilový prvek 37 ve smyslu kladné zpětné vazby ve směru k prostoru s nižším tlakem a na této straně přeruší cestu proudění stlačeného vzduchu.

Plnění komor 31, 32 cisterny 30 probíhá takto:

Aby bylo možno komory 31, 32 naplnit kapalinou, je nutno otevřít uzavírací šoupátko 4a. To se provede otevřením otočného ventilu 12a, jímž pak proudí stlačený vzduch z nádrže 13a a dále přes trojcestný ventil 36 do ventilů 9a, 9b. Při prázdné nebo ne zcela naplněné komoře 31, resp. 32 cisterny 30 jsou přípojky 10a ventilu 9a, 10b ventilu 9b drženy plovákem otevřené, takže v pneumatickém pracovním válci 6a může stlačený vzduch působit na píst proti síle pružiny a tudíž otevřít uzavírací šoupátko 4a. S ohledem na to, že v tomto stavu je na obou stranách ventilového prvku 37 stejný tlak, je ventilový prvek 37 nastaven do střední polohy.

Plnění komor 31, 32 cisterny 30 kapalinou začíná zapnutím čerpadla 34. Když se v jedné z komor 31, 32 cisterny 30 hladina plněné kapaliny blíží k přípustnému maximálnímu stavu, je příslušný ventil 9a, resp. 9b zvednutím plováku přepnut a již popsaným způsobem proběhne uvolnění tlaku v pneumatickém pracovním válci 6a uzavíracího šoupátka 4a. S ohledem na to, že ventil 9b, resp. 9a, sloužící pro zabránění přeplnění druhé komory 32, resp. 31, nemusel ještě přepnout, mohl by do pneumatického pracovního válce 6a uzavíracího šoupátka 4a proudit tlakový vzduch z této větve. Pro zabránění tomu je do systému zabudován trojcestný ventil 36.

Když tedy například ventil 9a již přepnul a došlo by tudíž k vyprázdnění pneumatického pracovního válce 6a, přičemž ale ventil 9b není ještě přepnut, dojde k následující situaci: U ventilu 9a je cesta proudění stlačeného vzduchu ve směru přípojky lla uzavřena, takže tímto směrem nemůže již 2 nádrže 13a proudit žádný stlačený vzduch.

Ventil 9b však ještě nepřepnul, takže v přípojce 11b je ještě volná cesta pro proudění stlačeného vzduchu. Tímto ventilem 9b bude tudíž proudit stlačený vzduch nepřerušené dále a do pneumatického pracovního válce 6a uzavíracího šoupátka 4a by mohl být dále zaváděn tlakový vzduch, přičemž však je tento zásobovací systém plynule odvzdušňován ventilem 9a.

Jelikož na straně ventilového prvku 37 trojcestného ventilu 36, přilehlé k ventilu 9a, neproudí žádný stlačený vzduch, avšak na protilehlé straně, přilehlé k ventilu 9b, stlačený vzduch proudí, je tlak na této straně malý. Ventilový prvek 37 se tudíž přesune a uzavře cestu stlačeného vzduchu i k ventilu 9b. Tím je s konečnou platností zastaven přívod stlačeného vzduchu do pneumatického pracovního válce 6a uzavíracího šoupátka 4a. Uzavírací šoupátko 4a je tudíž silou pružiny uzavřeno a plnění obou komor 31, 32 cisterny 30 přerušeno. Plnicí postup se pak zakončí odstavením čerpadla 34 z provozu a uzavřením otočného ventilu 12a.

Z popsaných příkladů provedení zařízení je zřejmé, že zařízení podle vynálezu zcela bezpečně zabrání přeplnění nádrže kapalinou a že kromě toho při výpadku zdroje stlačeného vzduchu je plnění nádrže kapalinou již předem zabráněno, resp., když již započalo, je přerušeno.

Claims (2)

1. PREDMET

   1. Zařízení pro automatické zabránění přeplnění kapalinových nádrží, zejména cisteren silničních vozidel pro přepravu kapalin, vyznačující se tím, že do systému plnicího potrubí (2) kapalinové nádrže (lj je zabudován uzavírací orgán (4), držený v uzavřeném stavu pružinou (5J, přičemž na otevírací člen uzavíracího orgánu (4) je připojen píst (7) pneumatického pracovního válce (6), napojeného na zdroj (13) stlačeného vzduchu přes trojcestný ventil (9) se dvěma polohami, jehož ovládací člen (17) je nuceně spojen s plovákovým stavoznaVYNÁLEZU kem (18 J, sledujícím stav hladiny kapaliny v plněné kapalinové nádrži (1J.
2. 2. Zařízení podle bodu 1, vyznačující se tím, že kapalinové nádrže (31, 32) jsou vystrojeny každá jedním trojcestným ventilem (9a, 9b) se dvěma polohami, spojeným nuceně s plovákovým stavoznakem, sledujícím stav hladiny kapaliny v dané plněné nádrži (31, resp. 32), přičemž jsou oba trojcestné ventily (9a, 9b J spojeny vzájemně a se zdrojem stlačeného vzduchu (13a J přes v obou směrech pneumaticky ovládaný trojcestný ventil (36) se třemi polohami a s kladnou zpětnou vazbou.