DE102014006029C5

DE102014006029C5 - discharge system

Info

Publication number: DE102014006029C5
Application number: DE102014006029.2A
Authority: DE
Inventors: Frank Kattler; Christian Funk
Original assignee: Hydac Electronic GmbH
Current assignee: Hydac Electronic GmbH
Priority date: 2014-04-24
Filing date: 2014-04-24
Publication date: 2023-08-10
Anticipated expiration: 2034-04-25
Also published as: DE102014006029B3

Abstract

Austragsystem für ein erstes Medium, insbesondere Wasser (8), das zusammen mit mindestens einem zweiten Medium, insbesondere Kraftstoff (4), in einem Vorratstank (2) aufnehmbar ist, wobei das erste Medium dichtemäßig sich von dem jeweils anderen Medium separiert und an einer Entnahmestelle (10) ansammelt, wobei mittels einer Ventilsteuereinrichtung (14) gezielt das erste Medium von der-Entnahmestelle (10) aus dem Vorratstank (2) abführbar ist, wobei die Ventilsteuereinrichtung (14) zumindest zwei in Reihe hintereinander geschaltete, elektromagnetisch betätigbare Schaltventile (20, 22) aufweist, die gemeinsam betätigt eine medienführende Verbindung zwischen dem Vorratstank (2) und der Abgabeseite (18, 30) des Systems bilden, und wobei die Funktionselemente der Ventilsteuereinrichtung (14) zu einer Baueinheit zusammengefasst sind, die einen das erste (20) und das zweite Schaltventil (22) mit ihren elektromagnetischen Betätigungseinrichtungen enthaltenden Ventilblock (32) mit Anschlussstellen (16, 18) für die Verbindungen zu Tank (2) und Abgabeseite (18, 30) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromagnetische Betätigungseinrichtung beider Schaltventile (20, 22) jeweils ein Magnetgehäuse (36) aufweist, das samt zugehörigem Polstück (38) und dazu entgegengesetztem Polkern (42) in einer für jedes Schaltventil (20, 22) gleich ausgebildeten, gestuften Aufnahmebohrung (40) in dem Ventilblock (32) aufgenommen ist, dass die Schaltventile (20, 22) in zueinander um 180 Grad gewendeter Position eingebaut sind, dass bei dem ersten Schaltventil (20) der Fluidweg von einem Eingangsanschluss (16) über eine in einer Einlassbohrung (82) eines Schraubeinsatzes (18) gebildete Drosselstelle (84) und über innere Bohrungen (86) und (88) zu einem O-Ring (78) hin verläuft, dass bei bestromtem Zustand einer Spulenwicklung (48) des ersten Schaltventils (20) und einem vom O-Ring (78) abgehobenen Steuerteil (76) der weitere Fluidweg zu einem Ankerraum hin und durch einen Durchgangskanal (90) in einem Magnetanker (58) hindurch zu einem Fluiddurchgang (92) in einem Kopfteil (34) frei ist, dass bei dem zweiten Schaltventil (22) die Verbindungsleitung (24) am obenliegenden Ende eines Polkernes (42) an einer Bohrung (82) eines weiteren Schraubeinsatzes (80) vorgesehen ist, wobei keine Drosselstelle gebildet ist, und dass in entsprechender Weise wie beim ersten Schaltventil (20) der Fluidweg zu einem Ausgangsanschluss (18) bei Bestromung der weiteren Spulenwicklung (48) des zweiten Schaltventiles (22) freigegeben ist.Discharge system for a first medium, in particular water (8), which can be accommodated in a storage tank (2) together with at least one second medium, in particular fuel (4), with the first medium being separated from the other medium in terms of density and attached to one extraction point (10), the first medium being able to be removed from the extraction point (10) from the storage tank (2) in a targeted manner by means of a valve control device (14), the valve control device (14) having at least two series-connected, electromagnetically actuatable switching valves ( 20, 22) which, when actuated together, form a media-carrying connection between the storage tank (2) and the delivery side (18, 30) of the system, and wherein the functional elements of the valve control device (14) are combined to form a structural unit which has the first ( 20) and the second switching valve (22) with its valve block (32) containing electromagnetic actuating devices with connection points (16, 18) for the connections to the tank (2) and delivery side (18, 30), characterized in that the electromagnetic actuating device of both Switching valves (20, 22) each have a magnet housing (36) which, together with the associated pole piece (38) and pole core (42) opposite thereto, is mounted in a stepped receiving bore (40) in the valve block ( 32) that the switching valves (20, 22) are installed in a position turned by 180 degrees to one another, that in the first switching valve (20) the fluid path leads from an inlet connection (16) via an inlet bore (82) of a screw insert ( 18) formed throttling point (84) and runs through inner bores (86) and (88) to an O-ring (78) that when energized a coil winding (48) of the first switching valve (20) and one of the O-ring (78) lifted control part (76) the further fluid path to an armature space and through a through-channel (90) in a magnet armature (58) through to a fluid passage (92) in a head part (34) is free that at the second switching valve ( 22) the connecting line (24) is provided at the top end of a pole core (42) in a bore (82) of a further screw insert (80), with no throttle point being formed, and that in a corresponding manner to the first switching valve (20) the fluid path is released to an output connection (18) when the further coil winding (48) of the second switching valve (22) is energized.

Description

Die Erfindung betrifft ein Austragsystem für ein erstes Medium, insbesondere Wasser, das zusammen mit mindestens einem zweiten Medium, insbesondere Kraftstoff, in einem Vorratstank aufnehmbar ist, mit den Merkmalen im Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to a discharge system for a first medium, in particular water, which can be accommodated in a storage tank together with at least one second medium, in particular fuel, having the features in the preamble of claim 1.

Bei technischen Einrichtungen, bei denen fluidische Medien als funktionswesentliche Betriebsmittel benutzt werden, ist in aller Regel die einwandfreie Beschaffenheit der betreffenden Medien Voraussetzung für den sicheren und störungsfreien Betrieb. U. a. gilt dies im Besonderen für Kraftstoffversorgungssysteme, beispielsweise für Dieselmotoren, oder für Hydrauliksysteme. Wasseranteile im Dieselöl können Beschädigungen im Einspritzsystem und Störungen beim Motorbetrieb verursachen. Bei Hydrauliksystemen können Wasserbeimengungen im Hydrauliköl zu Kavitation und/oder Korrosion führen. Daher ist es Stand der Technik, unter Ausnutzung des Dichteunterschiedes, wie er beispielsweise zwischen Kraftstoffen oder Hydrauliköl einerseits und Wasser andererseits gegeben ist, das dichtere Medium, das sich an einer Entnahmestelle angesammelt hat, abströmen zu lassen. Da bei der durch den Dichteunterschied bewirkten Medientrennung sich das angesammelte schwerere Medium, wie Wasser, am Boden des Vorratstankes ansammelt, sich die Entnahmestelle also am Tankboden befindet, ist die Funktionssieherheit des das Ausströmen ermöglichenden Austragssystems für die Betriebssicherheit des Gesamtsystems ausschlaggebend. Ein Versagen im Sinne einer Leckage würde bei der am Tankboden befindlichen Entnahmestelle zu einem unkontrollierten Auslaufen, beispielsweise bis zur Entleerung des Tanks, mit entsprechend drastischen Folgen, führen.In the case of technical equipment in which fluidic media are used as functionally essential equipment, the flawless condition of the relevant media is generally a prerequisite for safe and trouble-free operation. i.a. this applies in particular to fuel supply systems, for example diesel engines, or to hydraulic systems. Water content in diesel oil can cause damage to the injection system and malfunctions in engine operation. In hydraulic systems, water admixtures in the hydraulic oil can lead to cavitation and/or corrosion. It is therefore state of the art, utilizing the density difference, such as that which exists between fuel or hydraulic oil on the one hand and water on the other hand, to allow the denser medium that has accumulated at a withdrawal point to flow away. Since the media separation caused by the difference in density means that the accumulated heavier medium, such as water, collects at the bottom of the storage tank, i.e. the extraction point is at the bottom of the tank, the functional reliability of the discharge system that enables the outflow is decisive for the operational reliability of the entire system. A failure in the sense of a leak would lead to uncontrolled leakage at the tapping point on the tank bottom, for example until the tank is emptied, with correspondingly drastic consequences.

Die DE 38 16 303 A1 beschreibt eine Wasserabscheidungsanlage zum Abscheiden von Wasser aus Kraftstoffen, wobei Separatoren das Wasser aus dem Kraftstoff abscheiden und in einen Wassersammelbehälter ableiten. Mittels eines manuell betätigbaren Absperrventils kann das Wasser aus dem Wassersammelbehälter abgelassen werden. Das Wasser wird weder über eine Ventilsteuereinrichtung noch direkt aus einem Kraftstoffvorratstank oder einer Kraftstoffleitung abgeführt.The DE 38 16 303 A1 describes a water separation system for separating water from fuels, with separators separating the water from the fuel and draining it into a water collection tank. The water can be drained from the water collection tank by means of a manually operated shut-off valve. The water is discharged neither via a valve control device nor directly from a fuel storage tank or a fuel line.

Die DE 10 2006 059 714 A1 beschreibt ein Verfahren zur Abtrennung einer Wasserphase aus einer Ölphase eines Öl-Wasser-Gemisches mit einem Druckentwässerungssystem. Hierzu werden Phasen-Trennelemente in der Art von Strömungsprofilen in zwei Stufen - bei turbulenter Umströmung und bei laminarer Umströmung - angewandt, um Wasser aus einem strömenden Öl-Wasser-Gemisch abzuscheiden. Das Wasser wird in einem Wassersammelraum gesammelt und kann aus diesem abgelassen werden.The DE 10 2006 059 714 A1 describes a process for separating a water phase from an oil phase of an oil-water mixture using a pressure drainage system. For this purpose, phase separating elements in the form of flow profiles are used in two stages—with turbulent flow and with laminar flow—to separate water from a flowing oil-water mixture. The water is collected in a water collection space and can be drained from this.

Die US 2008/0128350 A1 beschreibt eine Wasserabscheideeinrichtung, bei der Wasser aus einem Kraftstofftank mit Hilfe von Druck an einer semipermeablen Membran von dem Kraftstoff getrennt wird.The U.S. 2008/0128350 A1 describes a water separator in which water from a fuel tank is separated from the fuel with the aid of pressure on a semi-permeable membrane.

Die US 6 207 045 B1 beschreibt eine Einrichtung zur Detektion von Wasser in Kraftstoff und zum Austrag von an einer Sammelstelle eines Wasserseparators angesammelten Wassers aus dem Separator. Hierzu weist die Einrichtung zum einen einen Sensor zur Messung der elektrischen Leitfähigkeit des in seiner Umgebung anzutreffenden Fluids auf und zum anderen ist der Sensor Teil einer Ventilsteuereinrichtung zur Ansteuerung und insbesondere zum Öffnen eines Magnetventils, das den Austrag von Wasser aus dem Separator ermöglicht.The U.S. 6,207,045 B1 describes a device for detecting water in fuel and for discharging water that has collected at a collection point of a water separator from the separator. For this purpose, the device has a sensor for measuring the electrical conductivity of the fluid in its environment and the sensor is part of a valve control device for actuating and in particular for opening a solenoid valve that allows water to be discharged from the separator.

Die US 2013/0284675 A1 offenbart ein gattungsgemäßes Austragsystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, nämlich ein Austragsystem für ein erstes Medium, das zusammen mit mindestens einem zweiten Medium in einem Vorratstank aufnehmbar ist, wobei das erste Medium dichtemäßig sich von dem jeweils anderen Medium separiert und an einer Entnahmestelle ansammelt, wobei mittels einer Ventilsteuereinrichtung gezielt das erste Medium von der Entnahmestelle aus dem Vorratstank abführbar ist, wobei die Ventilsteuereinrichtung zumindest zwei in Reihe hintereinander geschaltete, elektromagnetisch betätigbare Schaltventile aufweist, die gemeinsam betätigt eine medienführende Verbindung zwischen dem Vorratstank und der Abgabeseite des Systems bilden, und wobei die Funktionselemente der Ventilsteuereinrichtung zu einer Baueinheit zusammengefasst sind, die einen das erste und das zweite Schaltventil mit ihren elektromagnetischen Betätigungseinrichtungen enthaltenden Ventilblock mit Anschlussstellen für die Verbindungen zu Tank und Abgabeseite aufweist.The US 2013/0284675 A1 discloses a generic discharge system according to the preamble of claim 1, namely a discharge system for a first medium that can be accommodated in a storage tank together with at least one second medium, the first medium being separated from the other medium in terms of density and collecting at a removal point, wherein the first medium can be removed from the removal point from the storage tank in a targeted manner by means of a valve control device, wherein the valve control device has at least two electromagnetically actuatable switching valves connected in series, which, when actuated together, form a medium-carrying connection between the storage tank and the delivery side of the system, and wherein the functional elements of the valve control device are combined to form a structural unit which has a valve block containing the first and the second switching valve with their electromagnetic actuating devices and having connection points for the connections to the tank and delivery side.

Im Hinblick auf diese Problematik stellt sich die Erfindung die Aufgabe, ein Austragsystem der eingangs genannten Gattung zur Verfügung zu stellen, das sich durch eine hohe Betriebssicherheit auszeichnet.In view of this problem, the object of the invention is to provide a discharge system of the type mentioned at the outset, which is characterized by a high level of operational reliability.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch ein Austragsystem gelöst, das die Merkmale des Patentanspruchs 1 in seiner Gesamtheit aufweist.According to the invention, this object is achieved by a discharge system which has the features of claim 1 in their entirety.

Danach besteht eine wesentliche Besonderheit der Erfindung darin, dass die elektromagnetische Betätigungseinrichtung beider Schaltventile jeweils ein Magnetgehäuse aufweist, das samt zugehörigem Polstück und dazu entgegengesetztem Polkern in einer für jedes Schaltventil gleich ausgebildeten, gestuften Aufnahmebohrung in dem Ventilblock aufgenommen ist, dass die Schaltventile in zueinander um 180 Grad gewendeter Position eingebaut sind, dass bei dem ersten Schaltventil der Fluidweg von einem Eingangsanschluss über eine in einer Einlassbohrung eines Schraubeinsatzes gebildete Drosselstelle und über innere Bohrungen zu einem O-Ring hin verläuft, dass bei bestromtem Zustand einer Spulenwicklung des ersten Schaltventils und einem vom O-Ring abgehobenen Steuerteil der weitere Fluidweg zu einem Ankerraum hin und durch einen Durchgangskanal in einem Magnetanker hindurch zu einem Fluiddurchgang in einem Kopfteil frei ist, dass bei dem zweiten Schaltventil die Verbindungsleitung am obenliegenden Ende eines Polkernes an einer Bohrung eines weiteren Schraubeinsatzes vorgesehen ist, wobei keine Drosselstelle gebildet ist, und dass in entsprechender Weise wie beim ersten Schaltventil der Fluidweg zu einem Ausgangsanschluss bei Bestromung der weiteren Spulenwicklung des zweiten Schaltventiles freigegeben ist.According to this, an essential special feature of the invention is that the electromagnetic actuating device of both switching valves each has a magnet housing which, together with the associated pole piece and opposite pole core, is designed in the same way for each switching valve th, stepped receiving bore is accommodated in the valve block, that the switching valves are installed in a position turned by 180 degrees to one another, that in the first switching valve the fluid path runs from an input connection via a throttle point formed in an inlet bore of a screw insert and via inner bores to an O ring, so that when a coil winding of the first switching valve is energized and the control part is lifted off the O-ring, the further fluid path to an armature space and through a through-channel in a magnet armature to a fluid passage in a head part is free, that in the second switching valve the connecting line is provided at the upper end of a pole core in a bore of a further screw insert, with no throttling point being formed, and that in a corresponding manner to the first switching valve the fluid path to an output connection is released when the further coil winding of the second switching valve is energized.

Dadurch, dass die Ventilsteuereinrichtung zumindest zwei in Reihe hintereinander geschaltete, elektromagnetisch betätigbare Schaltventile aufweist, die gemeinsam betätigt eine medienführende Verbindung zwischen dem Vorratstank und der Abgabeseite des Systems bilden, stellt die Erfindung ein redundantes Sicherheitssystem dar, bei dem ein Medienausstrom aus der Entnahmestelle des Tanks nur in Abhängigkeit davon erfolgen kann, dass gleichzeitig beide, die Ventilsteuereinrichtung bildenden Schaltventile durch einen funktionsgerechten Schaltvorgang in ihre Offenstellung kommen. Andererseits führt während Betriebsphasen, in denen kein Austragvorgang erfolgen soll, das Versagen eines Schaltventils, das sich nicht in die dichte Schließstellung überführen lässt, nicht zu einem Systemversagen, weil auch bei nur einem dicht schließenden Schaltventil der ungewollte Medienaustritt vermieden ist. Due to the fact that the valve control device has at least two electromagnetically actuated switching valves connected in series and which, when actuated together, form a media-carrying connection between the storage tank and the delivery side of the system, the invention represents a redundant safety system in which a media outflow from the removal point of the tank can only take place depending on the fact that simultaneously both switching valves forming the valve control device come into their open position through a functional switching process. On the other hand, during operating phases in which no discharge process is to take place, the failure of a switching valve that cannot be brought into the tightly closed position does not lead to a system failure, because even with just one switching valve that closes tightly, the undesired escape of media is avoided.

Dadurch, dass die Funktionselemente der Ventilsteuereinrichtung zu einer Baueinheit zusammengefasst sind, die einen das erste und das zweite Schaltventil mit ihren elektromagnetischen Betätigungseinrichtungen enthaltenden Ventilblock mit Anschlussstellen für die Verbindungen zu Tank- und Abgabeseite aufweist, bildet das Austragsystem einen kompakten, raumsparenden Baukörper, der auch in Gerätschaften ohne Schwierigkeiten einbaubar ist, bei denen ein begrenzter Einbauraum zur Verfügung steht, wie dies häufig bei mobilen Anwendungen der Fall ist.Due to the fact that the functional elements of the valve control device are combined into one structural unit, which has a valve block containing the first and the second switching valve with their electromagnetic actuating devices and with connection points for the connections to the tank and discharge side, the discharge system forms a compact, space-saving structure that also can be installed without difficulty in equipment where installation space is limited, as is often the case with mobile applications.

Es ist ferner vorgesehen, dass das Austragsystem mit einer Ventilsteuereinrichtung versehen ist, mittels deren das erste Medium, insbesondere Wasser, das durch Schwerkrafteinfluss separiert und angesammelt ist, gezielt aus dem Vorratstankabführbar ist. Mittels einer Ventilsteuereinrichtung lassen sich nicht nur jeweilige Austragvorgänge bedarfsgesteuert durchführen, beispielsweise entsprechend planmäßigen Betriebsintervallen oder einer ein Volumen an angesammelten Medium erkennenden Sensorik, sondern es lässt sich durch eine Funktionsüberwachung der Ventilsteuereinrichtung auch eine verbesserte Betriebssicherheit des Systems gewährleisten.It is also provided that the discharge system is provided with a valve control device, by means of which the first medium, in particular water, which is separated and accumulated due to the influence of gravity, can be discharged from the storage tank in a targeted manner. By means of a valve control device, not only can the respective discharge processes be carried out in a demand-controlled manner, for example according to scheduled operating intervals or a sensor system recognizing a volume of accumulated medium, but improved operational reliability of the system can also be ensured by monitoring the function of the valve control device.

Bei besonders vorteilhaften Ausführungsbeispielen, bei denen an einer die Schaltventile in Hintereinanderschaltung verbindenden Leitung ein Drucksensor angeschlossen ist, ergibt sich der besondere, zusätzliche Vorteil, dass eine Überwachung der Funktionssicherheit des erfindungsgemäßen Austragsystems auf besonders einfache und sichere Weise möglich ist, wenn, wie dies bei den in Frage kommenden Einsatzfällen üblicherweise der Fall ist, das dem Austragsystem zugeordnete Fluidsystem mit einem vorgegebenen Tankdruck arbeitet. Bei solchen Fluidsystemen, wie Kraftstoffversorgungssystemen, liegt der Trankdruck gewöhnlich im Bereich von 6 bis 8 bar. Bei einem Versagen des in der Medienverbindung dem Vorratstank nächstliegenden ersten Schaltventiles in der Weise, dass dieses nicht funktionsgerecht schließt, das zweite Schaltventil jedoch funktionsgerecht in der dichten Schließstellung ist, signalisiert der Drucksensor diesen Störfall durch eine dem Tankdruck entsprechende Druckanzeige. Wenn umgekehrt das erste Schaltventil funktionsgerecht schließt und das zweite Schaltventil nicht funktionsgerecht die dichte Schließstellung einnimmt, signalisiert der Drucksensor diesen Störfall durch Anzeige eines Druckabfalles vom Tankdruck zum Druck der Abgabeseite des Systems hin.In particularly advantageous exemplary embodiments, in which a pressure sensor is connected to a line connecting the switching valves in series, there is the special additional advantage that the functional reliability of the discharge system according to the invention can be monitored in a particularly simple and reliable manner if, as is the case with is usually the case in the applications in question that the fluid system assigned to the discharge system works with a predetermined tank pressure. In fluid systems such as fuel supply systems, the tank pressure is usually in the range of 6 to 8 bar. If the first switching valve closest to the storage tank in the media connection fails in such a way that it does not close properly, but the second switching valve is functionally in the tightly closed position, the pressure sensor signals this malfunction by displaying a pressure corresponding to the tank pressure. Conversely, if the first switching valve closes properly and the second switching valve does not properly assume the tightly closed position, the pressure sensor signals this malfunction by displaying a pressure drop from the tank pressure to the pressure on the delivery side of the system.

Wenn das Austragsystem für das Kraftstoffversorgungssystem eines Verbrennungsmotors vorgesehen ist, ist die Anordnung mit Vorteil so getroffen, dass die Ventilsteuereinrichtung eine medienführende Verbindung zur Abgasanlage des betreffenden Verbrennungsmotors herstellt. Dadurch entfällt der Aufwand für die Entsorgung des ausgetragenen Fluids, wie Wasser, das bei derartigen Systemen normalerweise mit Verschmutzungen belastet ist, beispielsweise durch Anteile von Kohlenwasserstoffverbindungen, und dadurch als schadstoffbelastet behandlungsbedürftig ist. Bei Einleiten in einen Abgasstrom, in dem Einrichtungen zur katalytischen Abgasreinigung vorhanden sind, lassen sich Entsorgungsprobleme vermeiden.If the discharge system is provided for the fuel supply system of an internal combustion engine, the arrangement is advantageously such that the valve control device establishes a medium-carrying connection to the exhaust system of the internal combustion engine in question. As a result, there is no need to dispose of the discharged fluid, such as water, which in systems of this type is normally contaminated, for example by shares of hydrocarbon compounds, and as a result has to be treated as contaminated. Disposal problems can be avoided when it is introduced into an exhaust gas flow in which devices for catalytic exhaust gas purification are present.

Bei vorteilhaften Ausführungsbeispielen ist zwischen Vorratstank und der Abgabeseite des Systems zumindest eine Drosselstelle vorgesehen. Dadurch lässt sich der Austragvorgang in besonders sicherer Weise mit einem gezielten, abfließenden Volumenstrom durchführen. Eine entsprechende Drosselstelle kann am Eingang des am Vorratstank geschlossenen, ersten Schaltventils in Form einer dem Ventil zugehörigen Komponente ausgebildet sein.In advantageous exemplary embodiments, at least one throttle point is provided between the storage tank and the delivery side of the system. As a result, the discharge process can be carried out in a particularly reliable manner with a targeted, outflowing Carry out volume flow. A corresponding throttle point can be formed at the inlet of the first switching valve, which is closed on the storage tank, in the form of a component belonging to the valve.

Bei besonders vorteilhaften Ausführungsbeispielen kann in der medienführenden Verbindung ein eine Volumenausdehnung ermöglichendes, nachgiebiges Element, vorzugsweise in Form einer Membran, vorgesehen sein. Dadurch ist das Austragsystem durch einen zur Verfügung gestellten Volumenausgleich mit einem Gefrierschutz versehen, so dass das Austragsystem auch bei kalten Umgebungsbedingungen betriebssicher einsetzbar ist. Vorzugsweise ist das eine Volumenausdehnung ermöglichende Element an der die Schaltventile in Hintereinanderschaltung verbindenden Leitung angeschlossen.In particularly advantageous exemplary embodiments, a flexible element, preferably in the form of a membrane, which enables volume expansion, can be provided in the media-carrying connection. As a result, the discharge system is provided with anti-freezing protection by means of volume compensation, so that the discharge system can also be used reliably in cold ambient conditions. The element enabling a volume expansion is preferably connected to the line connecting the switching valves in series connection.

Als in einen derartigen Ventilblock einbaubare Schaltventile können mit Vorteil 2/2-Wegeventile vorgesehen sein, die in die sperrende Schaltstellung, vorzugsweise mittels einer Federanordnung, vorgespannt sind.The on-off valves that can be installed in such a valve block can advantageously be 2/2-way valves which are preloaded into the blocking switching position, preferably by means of a spring arrangement.

Nachstehend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles im Einzelnen erläutert. Es zeigen:

1 in Symboldarstellung die Fluidschaltung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Austragsystems in Verbindung mit einem schematisch vereinfacht angedeuteten Kraftstofftank;
2 einen Querschnitt des Ventilblockes des Ausführungsbeispiels;
3 einen gegenüber 2 in größerem Maßstab gezeichneten Teilquerschnitt des in 2 linksseitig gelegenen Teiles des Ventilblockes; und
4 einen gegenüber 2 kleinerer Maßstab gezeichneten Längsschnitt des Ventilblockes.

The invention is explained in detail below using an exemplary embodiment shown in the drawing. Show it:

1 a symbolic representation of the fluid circuit of an exemplary embodiment of the discharge system according to the invention in connection with a fuel tank indicated in a schematically simplified manner;
2 a cross section of the valve block of the embodiment;
3 one opposite 2 Partial cross-section drawn on a larger scale in 2 left-hand part of the valve block; and
4 one opposite 2 longitudinal section of the valve block drawn on a smaller scale.

Die 1 zeigt das Ausführungsbeispiel in Verbindung mit einem Vorratstank 2, der als Bestandteil eines nicht dargestellten Kraftstoffversorgungssystem für einen (ebenfalls nicht dargestellten) Dieselmotor einen Vorrat an Dieselöl 4 aufnimmt. Wie in 1 lediglich schematisiert mit einer Trennlinie 6 angedeutet ist, hat sich aus dem mit Wasseranteilen belasteten Dieselöl 4 am Boden des Tanks 2 durch Schwerkrafteinfluss vom Dieselöl 4 separiert ein Volumen an Wasser 8 angesammelt,, das mittels des erfindungsgemäßen Austragsystems betriebssicher ausgetragen werden soll. Eine am Tankboden vorgesehen Entnahmestelle, die in 1 mit 10 bezeichnet ist, ist über eine Leitung 12 mit dem Eingangsanschluss 16 einer Ventilsteuereinrichtung 14 verbunden. Die Ventilsteuereinrichtung 14 weist zwischen ihrem Eingangsanschluss 16 und einem Ausgangsanschluss 18 ein erstes Schaltventil 20 und ein zweites Schaltventil 22 auf, die über eine Verbindungsleitung 14 in Hintereinanderschaltung miteinander verbunden sind. An einer Abgriffstelle 26 ist die Verbindungsleitung 24 mit einem Drucksensor 28 verbunden. Der die Abgabeseite des Systems bildende Ausgangsanschluss 18 ist über eine Abströmleitung 30 mit der Abgasanlage des dem Tank 2 zugehörigen (nicht gezeigten) Verbrennungsmotors in Verbindung. Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann das erste Ventil 20 auch direkt in dem Tank 2 an einer entsprechend gestalteten Entnahmestelle 10 sitzen.The 1 shows the exemplary embodiment in connection with a storage tank 2, which receives a supply of diesel oil 4 as part of a fuel supply system (not shown) for a diesel engine (also not shown). As in 1 is indicated only schematically with a dividing line 6, a volume of water 8 has collected from the diesel oil 4, which is contaminated with water, at the bottom of the tank 2, separated from the diesel oil 4 by the influence of gravity, which is to be reliably discharged by means of the discharge system according to the invention. A tapping point provided at the bottom of the tank, which is 1 denoted by 10 is connected via a line 12 to the input port 16 of a valve control device 14 . Between its input port 16 and an output port 18, the valve control device 14 has a first switching valve 20 and a second switching valve 22, which are connected to one another via a connecting line 14 in series connection. The connecting line 24 is connected to a pressure sensor 28 at a tapping point 26 . The outlet connection 18 forming the discharge side of the system is connected via a discharge line 30 to the exhaust system of the internal combustion engine (not shown) associated with the tank 2 . In a preferred embodiment, the first valve 20 can also be located directly in the tank 2 at an appropriately designed extraction point 10 .

Die 2 bis 4 zeigen nähere Einzelheiten der Ventilsteuereinrichtung 14. Diese bildet, wie 2 und 4 zeigen, eine Baueinheit aus einem die Schaltventile 20 und 22 aufnehmenden Ventilblock 32 und einem ein Abschlussteil des Ventilblockes 32 bildenden Kopfteil 34. Im Ventilblock 32 sind beide Schaltventile 20, 22 im Abstand nebeneinander angeordnet, wobei die auf die Verfahrrichtung der beweglichen Ventilteile bezogenen Längsachsen zueinander parallel verlaufen.Eingangsanschluss 16 und Ausgangsanschluss 18 münden nebeneinander an der gleichen Seite des Ventilblockes 32. Beide Schaltventile 20, 22 sind gleichartig als elektromagnetisch betätigbare 2/2-Wegeventile ausgebildet. Die elektromagnetische Betätigungseinrichtung beider Schaltventile 20, 22, die in an sich bekannter Weise ausgebildet ist, weist jeweils ein Magnetgehäuse 36 auf, das samt zugehörigem Polstück 38 und dazu entgegengesetztem Polkern 42 in einer für jedes Schaltventil 20, 22 gleich ausgebildeten, gestuften Aufnahmebohrung 40 im Ventilblock 32 aufgenommen ist.The 2 until 4 show more details of the valve control device 14. This forms how 2 and 4 show a structural unit made up of a valve block 32 accommodating the switching valves 20 and 22 and a head part 34 forming a closing part of the valve block 32. In the valve block 32, the two switching valves 20, 22 are arranged at a distance next to one another, with the longitudinal axes relating to the direction of travel of the movable valve parts being in relation to one another run parallel.Inlet connection 16 and outlet connection 18 open side by side on the same side of the valve block 32. Both switching valves 20, 22 are designed in the same way as electromagnetically actuated 2/2-way valves. The electromagnetic actuating device of both switching valves 20, 22, which is designed in a manner known per se, has a magnet housing 36 which, together with the associated pole piece 38 and opposite pole core 42, is mounted in a stepped receiving bore 40 in the same design for each switching valve 20, 22 Valve block 32 is added.

Wie 2 zeigt, sind die Schaltventile 20, 22 in zueinander um 180° Grad gewendeter Position eingebaut. Bei dem linksseitig gelegenen Schaltventil 20, siehe 3, erfolgt die Abdichtung gegenüber dem Ventilblock 32 und dem abschließenden Kopfteil 34 in üblicher Weise. Ein O-Ring 46, der sich zwischen Polstück 38 und Kopfteil 34 befindet, ermöglicht die Fixierung der Spule im Einbauraum und dient als Toleranzausgleich. Am gegenüberliegenden unteren Bereich ist der Polkern 42 durch einen Dichtring 44 gegenüber der gestuften Aufnahmebohrung 40 abgedichtet. Im Magnetgehäuse 36 umgibt eine Spulenwicklung 48 ein Polrohr 50 (3) das einen Teil des Polkernes 42 sowie einen Abschlusszapfen 52 übergreift, der vom Kopfteil 34 vorspringt. Der Abschlusszapfen 52 ist gegenüber dem Polrohr 50 durch einen Dichtring 54 abgedichtet. Ein Dichtring 56 dichtet den Polkern 42 gegenüber dem Polrohr 50 ab. In dem zwischen Polkern 42 und Abschlusszapfen 52 gebildeten Ankerraum ist ein Magnetanker 58 angeordnet, von dem sich bei jedem Schaltventil 20, 22 jeweils ein stangenartiges Ventil-Betätigungsteil 60 koaxial zur Ventilachse erstreckt und in einem Durchgang 62 im Polkern 42 verschiebbar geführt ist. Zur Bildung von sogenannten „drückenden“ Magnetsystemen ist der Magnetanker 58 jeweils mittels einer Feder 64, die auf das freie Ende des Betätigungsteiles 60 einwirkt, für eine Bewegung zu einer Endlage vorgespannt, bei der er beim ersten Schaltventil 20 am Abschlusszapfen 52 ansteht.How 2 shows, the switching valves 20, 22 are installed in a mutually rotated 180 ° position. At the switching valve 20 on the left side, see 3 , the sealing with respect to the valve block 32 and the final head part 34 takes place in the usual manner. An O-ring 46, which is located between the pole piece 38 and the head part 34, enables the coil to be fixed in the installation space and serves to compensate for tolerances. At the opposite lower region, the pole core 42 is sealed off from the stepped receiving bore 40 by a sealing ring 44 . In the magnet housing 36, a coil winding 48 surrounds a pole tube 50 ( 3 ) which engages over part of the pole core 42 and a terminal pin 52 which projects from the head part 34. The terminal pin 52 is sealed off from the pole tube 50 by a sealing ring 54 . A sealing ring 56 seals the pole core 42 from the pole tube 50 . In the armature space formed between pole core 42 and terminating pin 52 is a Arranged magnet armature 58, from which in each switching valve 20, 22 in each case a rod-like valve actuating part 60 extends coaxially to the valve axis and is slidably guided in a passage 62 in the pole core 42. In order to form so-called “pressing” magnet systems, the magnet armature 58 is preloaded by a spring 64, which acts on the free end of the actuating part 60, for a movement to an end position in which it is in contact with the first switching valve 20 at the end pin 52.

Bei der umgekehrten Einbauposition des zweiten Schaltventils 22 liegt der Magnetanker 58, wie 2 zeigt, in der durch die Feder 64 bewirkten Endlage an einem Einsatzkörper 66 an, der sich in der Aufnahmebohrung 40 vordem Ausgangsanschluss 18 befindet und zu diesem hin einen Durchgang 68 aufweist. Der Einsatzkörper 66 ist gegenüber der Aufnahmebohrung 40 über einen Dichtring 70 und gegenüber dem Polrohr 50 durch einen Dichtring 72 abgedichtet. Wiederum, wie beim ersten Schaltventil 20, ist das Polstück 38 des zweiten Schaltventiles über ein Dichtmittel in üblicher Weise zum Ventilblock 32 abgedichtet. Der O-Ring 46 an dieser Stelle dient wiederum dem Toleranzausgleich. Die jeweils gleiche Steuerfunktion beider Schaltventile 20, 22 wird unter Bezug auf das in 3 gezeigte erste Schaltventil 20 erläutert. Wie ersichtlich weist der Durchgang 62 im Polkern 42 einen erweiterten Abschnitt 74 auf, der eine Art Ventilgehäuse bildet. Innerhalb dieses Abschnittes 74 bildet das Betätigungsteil 60 ein Steuerteil 76, das gegenüber dem am Magnetanker 58 befestigten Schaftteil im Durchmesser vergrößert ist und an dem dem Anker 58 zugewandten Rand eine Art gewölbten Ventilteller für eine abdichtende Anlage an einem O-Ring 68 bildet, an dem das Steuerteil 76 bei unbestromter Spulenwicklung 48 unter Einwirkung der Feder 64 anliegt. Letztere stützt sich einerseits am Ende des erweiterten Steuerteiles 76 des Betätigungsteiles 60 und andererseits an einem Schraubeinsatz 80 am Ende des Polkernes 42 ab. Bei dem „drückenden“ Magnetsystem am ersten Ventil 20 wirken die Feder 64 und der Druck schließend. Der Magnet wirkt dabei drückend gegen F_Feder und F_Druck Beide Schaltventile 20, 22 sind über eine Anschlusssteckereinrichtung 98 (4) gemeinsam bestrombar.In the reverse installation position of the second switching valve 22 is the magnet armature 58, as 2 shows, in the end position brought about by the spring 64 on an insert body 66 which is located in the receiving bore 40 in front of the outlet connection 18 and has a passage 68 towards it. The insert body 66 is sealed off from the receiving bore 40 by a sealing ring 70 and from the pole tube 50 by a sealing ring 72 . Again, as with the first switching valve 20, the pole piece 38 of the second switching valve is sealed to the valve block 32 by a sealant in the usual manner. The O-ring 46 at this point is again used to compensate for tolerances. The same control function of both switching valves 20, 22 is explained with reference to 3 shown first switching valve 20 explained. As can be seen, the passage 62 in the pole core 42 has an expanded section 74 which forms a type of valve housing. Within this section 74, the actuating part 60 forms a control part 76, which is larger in diameter than the shaft part attached to the magnet armature 58 and, on the edge facing the armature 58, forms a kind of curved valve disk for sealing contact with an O-ring 68 on which the control part 76 rests under the action of the spring 64 when the coil winding 48 is not energized. The latter is supported on the one hand on the end of the extended control part 76 of the actuating part 60 and on the other hand on a screw insert 80 at the end of the pole core 42 . With the “pressing” magnet system on the first valve 20, the spring 64 and the pressure have a closing effect. The magnet has a pressing effect against F _spring and F _pressure . Both switching valves 20, 22 are connected via a connecting plug device 98 ( 4 ) can be energized together.

Wie in 3 mit gestrichelter Linie 81 angedeutet, verläuft bei dem ersten Schaltventil 20 (3) der Fluidweg vom Eingangsanschluss 16 über eine in einer Einlassbohrung 82 des Schraubeinsatzes 80 gebildete Drosselstelle 84 und über innere Bohrungen 86 und 88 zum O-Ring 78 hin. Bei bestromtem Zustand der Spulenwicklung 48 und vom O-Ring 78 abgehobenem Steuerteil 76 ist der weitere Fluidweg zum Ankerraum hin und durch einen Durchgangskanal 90 im Magnetanker 58 hindurch zu einem Fluiddurchgang 92 im Kopfteil 34 frei. Der Fluiddurchgang 92 bildet Teil der im Kopfteil 34 ausgebildeten und in 2 und 3 nicht dargestellten Verbindungsleitung 24 (siehe 1) von deren Abgriffstelle 26 ein Abzweig zum Drucksensor 28 gebildet ist. Bei dem zweiten Schaltventil 22 ist die Verbindungsleitung 24 am in 2 obenliegenden Ende des Polkernes 42 an der Bohrung 82 des Schraubeinsatzes 80 vorgesehen, wobei keine Drosselstelle gebildet ist. In entsprechender Weise wie beim ersten Schaltventil 20 ist der Fluidweg zum Ausgangsanschluss 18 bei Bestromung der Spulenwicklung 48 frei gegeben.As in 3 indicated with a dashed line 81, runs in the first switching valve 20 ( 3 ) the fluid path from the input port 16 via a throttle point 84 formed in an inlet bore 82 of the screw insert 80 and via inner bores 86 and 88 to the O-ring 78 . When the coil winding 48 is energized and the control part 76 is lifted off the O-ring 78, the further fluid path to the armature space and through a through-channel 90 in the magnet armature 58 to a fluid passage 92 in the head part 34 is free. The fluid passageway 92 forms part of the fluid passages formed in the head portion 34 and in 2 and 3 not shown connecting line 24 (see 1 ) from whose tapping point 26 a branch to the pressure sensor 28 is formed. In the second switching valve 22, the connecting line 24 is at the in 2 upper end of the pole core 42 is provided at the bore 82 of the screw insert 80, with no throttle point being formed. In a manner corresponding to that in the case of the first switching valve 20, the fluid path to the outlet connection 18 is released when the coil winding 48 is energized.

Wie die 4 zeigt, ist an der von der Abgriffstelle 26 der Verbindungsleitung 24 zum Drucksensör 28 führenden Abzweigleitung 94 eine Gefrierschutzeinrichtung ausgebildet. Diese weist für einen Volumenausgleich eine Gummimembran 96 auf, die als nachgiebiges Element eine Vergrößerung anschließender Volumina ermöglicht, um Ausdehnungen des Fluids unter Gefrierbedingungen zu ermöglichen.As the 4 shows, an antifreeze device is formed on the branch line 94 leading from the tap point 26 of the connecting line 24 to the pressure sensor 28 . This has a rubber membrane 96 for volume compensation, which as a flexible element allows an increase in subsequent volumes in order to allow expansion of the fluid under freezing conditions.

Wie bereits erwähnt, ist bei der Erfindung durch Hintereinanderschaltung von Ventilen 20 und 22, die für einen Austragvorgang gemeinsam zu betätigen sind, ein redundantes Sicherheitssystem realisiert, das Sicherheit gegen Systemversagen bietet. Zudem ermöglicht der Drucksensor 28 eine Funktionsüberwachung, durch die ein Störfall bereits erkennbar ist, falls nur eines der Ventile 20 oder 22 versagt, so dass ein Störfall bereits erkennbar ist, bevor ein Versagen des Systems eintritt. Die Einleitung eines Austragvorgangs durch Bestromen der Wicklung 48 beider Schaltventile 20, 22 kann bedarfsweise durch eine Bedienperson oder selbsttägig mittels einer Sensorik veranlasst werden, die dem Stand der Technik entsprechend ausgebildet sein kann und die Ansammlung eines entsprechenden, angesammelten Volumens an auszutragendem Fluid erkennt. Die Drosselstelle 84 ist derart bemessen, dass der Austrag mit einem gezielten Volurrienstrom erfolgt.As already mentioned, in the case of the invention, by connecting valves 20 and 22 in series, which are to be actuated jointly for a discharge process, a redundant safety system is implemented which offers safety against system failure. In addition, the pressure sensor 28 enables function monitoring, by means of which a fault can already be detected if only one of the valves 20 or 22 fails, so that a fault can already be detected before the system fails. The initiation of a discharge process by energizing the winding 48 of both switching valves 20, 22 can, if necessary, be initiated by an operator or automatically by means of a sensor system that can be designed according to the prior art and detects the accumulation of a corresponding, accumulated volume of fluid to be discharged. The throttle point 84 is dimensioned in such a way that the discharge takes place with a targeted volumetric flow.

Claims

Discharge system for a first medium, in particular water (8), which can be accommodated in a storage tank (2) together with at least one second medium, in particular fuel (4), with the first medium being separated from the other medium in terms of density and attached to one extraction point (10), the first medium being able to be removed from the extraction point (10) from the storage tank (2) in a targeted manner by means of a valve control device (14), the valve control device (14) having at least two series-connected, electromagnetically actuatable switching valves ( 20, 22) which, when actuated together, establish a media-carrying connection between the storage tank (2) and the delivery side (18, 30) of the system, and wherein the functional elements of the valve control device (14) are combined to form a structural unit which contains a valve block (32) containing the first (20) and the second switching valve (22) with their electromagnetic actuating devices with connection points (16, 18) for the connections to the tank (2) and delivery side (18, 30), characterized in that the electromagnetic actuating device of both switching valves (20, 22) each has a magnet housing (36) which together with the associated pole piece (38) and pole core (42) opposite thereto in a stepped receiving bore (40) in the valve block (32) of identical design for each switching valve (20, 22), so that the switching valves (20, 22) rotate 180 degrees in relation to one another turned position, that in the first switching valve (20) the fluid path from an inlet connection (16) via a throttle point (84) formed in an inlet bore (82) of a screw insert (18) and via inner bores (86) and (88) to an O-ring (78), that when a coil winding (48) of the first switching valve (20) is energized and a control part (76) lifted from the O-ring (78), the further fluid path leads to an armature space and through a Through channel (90) in a magnet armature (58) through to a fluid passage (92) in a head part (34) is free, that in the second switching valve (22) the connecting line (24) at the upper end of a pole core (42) at a bore (82) of a further screw insert (80) is provided, with no throttle point being formed, and that in a corresponding manner to the first switching valve (20) the fluid path to an outlet connection (18) when current is supplied to the further coil winding (48) of the second switching valve ( 22) is released.

discharge system claim 1 , characterized in that a pressure sensor (28) is connected to a line (24) connecting the switching valves (20, 22) in series.

discharge system claim 1 or 2 , characterized in that a medium-carrying connection to the exhaust system (30) of an internal combustion engine can be produced via the valve control device (14).

Discharge system according to one of the preceding claims, characterized in that at least one throttle point (84) is provided between the storage tank (2) and the discharge side (18, 30) of the system.

Discharge system according to one of the preceding claims, characterized in that a throttle point (84) is provided at the inlet (16) of the first switching valve (20) connected to the storage tank (2).

Discharge system according to one of the preceding claims, characterized in that a flexible element, preferably in the form of a membrane (96), which enables volume expansion, is provided in the media-carrying connection of the valve control device (14).

Discharge system according to one of the preceding claims, characterized in that the element (96) enabling a volume expansion is connected to the line (24) connecting the switching valves (20, 22) in series.

Discharge system according to one of the preceding claims, characterized in that 2/2-way valves (20, 22) are provided as switching valves, which are prestressed in the blocking switching position.