DE102020002557B3

DE102020002557B3 - Tank installation for filling, storing or removing liquid for mobile liquid tanks

Info

Publication number: DE102020002557B3
Application number: DE102020002557.9A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-04-28
Filing date: 2020-04-28
Publication date: 2021-10-21
Anticipated expiration: 2040-04-29

Abstract

Tankinstallation zum Befüllen, Lagern und Entnehmen von Flüssigkeit für mobile Flüssigkeitstanks, wobei druckgesteuerte Ventile (5,9,11,13,18) derart angeordnet und untereinander verbunden am Tankgehäuse (1) installiert sind,wobei das Befüllen bzw. Entnehmen von Flüssigkeit bidirektional über nur einen Hahnanschluss (2) erfolgt, wobei die Umschaltung zwischen den Betriebsarten Befüllen und Entnehmen von Flüssigkeit druckgesteuert über ein erstes und ein zweites Rückschlagventil (5,13) erfolgt, welche mit der den Hahnanschluss aufweisenden Leitung (4) verbunden sind,wobei der Tankraum (22) beim Befüllen und/oder bei Gärung der Flüssigkeit durch ein drittes und ein viertes Rückschlagventil (9,18) welche redundant sind, automatisch vor Überdruck geschützt wird,wobei das dritte Rückschlagventil (18), bei vollem Tank öffnet und dafür sorgt, dass ein weiterer Zulauf statt in den Tankraum (22) nun in den Anschluss-Überlauf (17) umgeleitet wird, undwobei zusätzlich das vierte Rückschlagventil (9) den Druck im Tankraum (22) überwacht und einen eventuellen Überdruck durch die Rohrverbindung (8) abführt.Tank installation for filling, storing and removing liquid for mobile liquid tanks, pressure-controlled valves (5,9,11,13,18) being arranged and connected to one another on the tank housing (1), the filling and removal of liquid being bidirectional via only one tap connection (2) takes place, the switching between the operating modes of filling and withdrawing liquid takes place under pressure control via a first and a second check valve (5, 13) which are connected to the line (4) having the tap connection, whereby the tank space (22) during filling and / or fermentation of the liquid by a third and a fourth check valve (9, 18), which are redundant, is automatically protected against overpressure, the third check valve (18) opening when the tank is full and ensures that a further inlet is now diverted into the connection overflow (17) instead of into the tank space (22), and additionally the fourth non-return valve (9) monitors the pressure in the tank space (22) and discharges any excess pressure through the pipe connection (8).

Description

Stand der Technik:State of the art:

Einfache Ausführungen einer Tankinstallation für mobile Tanks wie bei Eimer oder Gießkanne bestehen aus nicht verschließbaren Öffnungen im Tankgehäuse, die zum Betanken und Entleeren dienen. Komfortable Ausführungen von Tankinstallationen besitzen verschraubbare Tanköffnungen zum Befüllen des Tanks sowie eine integrierte Tauchpumpe mit Schlauchanschluss zum Entleeren des Tanks.Simple versions of a tank installation for mobile tanks such as buckets or watering cans consist of non-closable openings in the tank housing that are used for refueling and emptying. Convenient designs of tank installations have screwable tank openings for filling the tank as well as an integrated submersible pump with hose connection for emptying the tank.

Nachteil des Stands der Technik:Disadvantage of the prior art:

Zumindest beim Betanken sind diese mobilen Tanks offen und somit hygienisch unbefriedigend.At least when refueling, these mobile tanks are open and therefore hygienically unsatisfactory.

Druckschriften zum Stand der Technik:Prior art publications:

In GB 380 054 A wird folgendes Bauteil spezifiziert: „Feeding and Emptying Device for Reservoirs, especially vor Reservoirs Containing Viscouse or Volatile Liquids“. Das Bauteil ermöglicht es, aus einem Reservoir Flüssigkeit zu entnehmen, oder dieses zu befüllen sowie die Flüssigkeit im Reservoir umzuwälzen.In GB 380 054 A the following component is specified: "Feeding and Emptying Device for Reservoirs, especially in front of Reservoirs Containing Viscouse or Volatile Liquids". The component enables liquid to be taken from a reservoir or to be filled, as well as to circulate the liquid in the reservoir.

Aus DE 41 38 678 A1 ist ein „Dispensersystem zur Abgabe dosierter Flüssigkeitsmengen“ bekannt.the end DE 41 38 678 A1 a "dispenser system for dispensing dosed amounts of liquid" is known.

Nachteilig am genannten Stand der Technik aus den Druckschriften ist:The disadvantage of the prior art mentioned in the publications is:

Das in GB 380 054 A spezifizierte Device benötigt zum Befüllen, Entleeren und Umwälzen der Flüssigkeit 3 Ventile (88, 91 93), wofür die hier angemeldete Erfindung lediglich zwei Ventile (5, 13) benötigt. Bei dem in GB 380 054 A spezifizierten Device handelt es sich um ein komplexes, unflexibles Bauteil, das sich für den Anbau an einen mobilen Tank nicht eignet. Im Gegensatz dazu besteht die Tankinstallation der hier vorgestellten Erfindung aus nur wenigen Norm-Fittingen, welche leicht skalierbar sind und sich jedem beliebigen Tank einfach anpassen lassen. Der Fachmann würde deshalb die Lösung der hier angemeldeten Erfindung vorziehen.This in GB 380 054 A specified device required for filling, emptying and circulating the liquid 3 Valves (88, 91 93), for which the invention registered here only has two valves ( 5 , 13th ) needed. The in GB 380 054 A specified device, it is a complex, inflexible component that is not suitable for attachment to a mobile tank. In contrast to this, the tank installation of the invention presented here consists of only a few standard fittings, which are easily scalable and can be easily adapted to any tank. The person skilled in the art would therefore prefer the solution to the invention applied for here.

In DE 41 38 678 A1 (7) wird ein Vorratsbehälter (11) gezeigt, aus dem mittels einer externen Pumpe (20), die richtungsumkehrbar ist, Flüssigkeit abgepumpt werden kann. Wird die Drehrichtung der Pumpe umgekehrt, dann soll damit Restflüssigkeit aus der Abgabeleitung (24) zurück in den Vorratsbehälter (11) gepumpt werden. Das Befüllen des Vorratsbehälters über eine unter Druck stehende Leitung (Hahnanschluss), wie in der angemeldeten Erfindung beschrieben, ist mit der Anordnung nach DE 41 38 678 A1 (7) nicht möglich bzw.vorgesehen.In DE 41 38 678 A1 ( 7th ) becomes a storage container (11) shown from the means of an external pump (20) , which is reversible, liquid can be pumped out. If the direction of rotation of the pump is reversed, then residual liquid from the discharge line (24) should be returned to the storage container (11) be pumped. The filling of the storage container via a pressurized line (tap connection), as described in the pending invention, is based on the arrangement DE 41 38 678 A1 ( 7th ) not possible or intended.

Aufgabe der Erfindung:Object of the invention:

Einen (mobilen) Flüssigkeitstank mit einer komfortablen und hygienisch sicheren Tankinstallation auszurüsten, welche zum Befüllen und Entnehmen von Flüssigkeiten dient und unerwünschten Über- oder Unterdruck im ansonsten verschlossenen Tankgehäuse ausgleicht, ohne dazu auf manuelle oder elektrische Steuerelemente samt Hilfsenergie zurückzugreifen.To equip a (mobile) liquid tank with a comfortable and hygienically safe tank installation, which is used for filling and removing liquids and compensates for undesired overpressure or underpressure in the otherwise closed tank housing without having to resort to manual or electrical control elements and auxiliary energy.

Lösung der Aufgabe:Solution to the task:

Diese Aufgabe wird durch eine Tankinstallation mit den Merkmalen des Anspruch 1 gelöst.This object is achieved by a tank installation with the features of claim 1.

Vorteile der Erfindung:Advantages of the invention:

Ein mit der erfindungsgemäßen Ausführung der Tankinstallation ausgestatteter (mobiler) Tank benötigt nur einen einzigen Hahnanschluss, über den der Tank gefüllt und am Zielort durch Starten der Pumpe wieder entleert wird. Die Bedienung eines sonst üblichen 2(3)-Wegehahns, oder Wechseln des Anschlusses zur Umstellung von Befüllen auf Entleeren oder umgekehrt, entfällt. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist die 2-fache Überdruckbehandlung. Beim Befüllen des Tanks reagiert die erste Stufe der Überdruckbehandlung auf den Gegendruck aus der Tankdurchführung. Überschreitet dieser bei voll werdendem Tank eine vordefinierte Grenze, so wird der Zufluss nicht mehr in den Tank, sondern in die Überlaufleitung umgeleitet. Vorteil dieser Lösung ist, dass der Überdruck nicht erst innerhalb des Tanks erkannt wird und die entsprechende Flüssigkeitsmenge wieder aus dem Tank abgeleitet werden muss, sondern dass bereits im Vorfeld darauf reagiert wird. Die 2. Stufe der Überdruckbehandlung reagiert auf den Druck im Tank. Beim Befüllen des Tanks wird in der 2. Stufe überschüssige Luft aus dem Tank abgeleitet. Ist der Tank voll, so leitet die 2. Stufe der Überdruckbehandlung - falls notwendig - überschüssige Flüssigkeit (Gärung) in die Überlaufleitung und wirkt somit als Ergänzung (Redundanz) zu Stufe 1 des Überdruckschutzes. Dadurch, dass die Tankinstallation den Druck im Tankgehäuse auf wenige mbar (hPa) oberhalb des hydrostatischen Drucks der Flüssigkeit im Tank begrenzt, ist es möglich, für das Tankgehäuse dünnwandige oder auch faltbare Materialien zu verwenden. Die druckgesteuerten Ventile sorgen außerdem dafür, dass der Tank innerhalb eines vordefinierten Innendruckbereichs gegenüber der Umgebung luftdicht verschlossen ist, so dass eine Verunreinigung der Flüssigkeit im Tank effizient verhindert wird.A (mobile) tank equipped with the embodiment of the tank installation according to the invention only requires a single tap connection via which the tank is filled and emptied again at the destination by starting the pump. The operation of an otherwise usual 2 ( 3 ) -Way valve, or changing the connection to switch from filling to emptying or vice versa, is not necessary. Another advantage of the invention is the double overpressure treatment. When the tank is filled, the first stage of the overpressure treatment reacts to the counter pressure from the tank bushing. If this exceeds a predefined limit when the tank is full, the inflow is no longer diverted into the tank, but into the overflow line. The advantage of this solution is that the overpressure is not only detected inside the tank and the corresponding amount of liquid has to be diverted from the tank, but that it is reacted to in advance. the 2 . The overpressure treatment stage responds to the pressure in the tank. When filling the tank, the 2 . Stage excess air is discharged from the tank. If the tank is full, it will lead 2 . Stage of the overpressure treatment - if necessary - excess liquid (fermentation) in the overflow line and thus acts as a supplement (redundancy) to the stage 1 of overpressure protection. Because the tank installation limits the pressure in the tank housing to a few mbar (hPa) above the hydrostatic pressure of the liquid in the tank, it is possible to use thin-walled or foldable materials for the tank housing. The pressure-controlled valves also ensure that the tank is hermetically sealed from the environment within a predefined internal pressure range, so that contamination of the liquid in the tank is efficiently prevented.

Bis auf den Betrieb der Pumpe benötigt die erfindungsgemäße Ausführung der Tankinstallation weder eine manuelle Bedienung, noch eine elektrische Steuerung samt Energieversorgung für ihren Betrieb.Except for the operation of the pump, the embodiment of the tank installation according to the invention requires neither manual operation nor an electrical control system including energy supply for its operation.

Die Tankinstallation stellt eine weitere nützliche Funktion bereit, die in Anspruch 7 angezeigt ist. Wird der Hahnanschluss mit einem Adapter verschlossen, kann durch Inbetriebnahme der Pumpe eine Umwälzung der im Tank befindlichen Flüssigkeit aktiviert werden, um so etwaiges Absetzen von Schwebstoffen zu verhindern.The tank installation provides a further useful function, which is indicated in claim 7. If the tap connection is closed with an adapter, a circulation of the liquid in the tank can be activated by starting up the pump in order to prevent any sedimentation of suspended matter.

Beschreibung der Erfindung:Description of the invention:

Die erfindungsgemäße Ausführungsform wird in zwei Beispielen dargestellt und nachfolgend näher beschrieben.The embodiment according to the invention is illustrated in two examples and described in more detail below.

Es zeigen:

1 die gesamte Tankinstallation, wenn sie vertikal auf der Seitenfläche des Tankgehäuses 1 montiert ist, und
2 wenn die Tankinstallation auf der Oberseite des Tankgehäuses 1 montiert ist.

Show it:

1 the entire tank installation when it is vertical on the side surface of the tank housing 1 is mounted, and
2 when the tank installation on top of the tank housing 1 is mounted.

Beide Ausführungen sind vom Aufbau und der Funktion identisch, so dass nachfolgende Beschreibung für beide Ausführungen gilt.Both versions are identical in structure and function, so that the following description applies to both versions.

Zum Befüllen des Tanks wird der Hahnanschluss 2 mit einem Schlauch an das Leitungsnetz angeschlossen und der Zulauf geöffnet. Die Flüssigkeit fließt durch einen optionalen Filter 3 und durchläuft das T-Fitting 4 Richtung Rückschlagventil 5, da der Weg Richtung Rückschlagventil 13 gesperrt ist. Ist der Druck in der zulaufenden Flüssigkeit höher als der Öffnungsdruck von dem Rückschlagventil 5, so öffnet dieses und die Flüssigkeit kann über das T-Fitting 6 und die Tankdurchführung 7 in den Tankraum 22 fließen. Dabei muss die Flüssigkeit außer den Druckverlusten in der Leitung noch zusätzlich den Druck aufbringen, um die von der Flüssigkeit verdrängte Luft aus dem Tankraum 22 über die Tankdurchführung 19, das T-Fitting 10, das Rückschlagventil 9 sowie der Rohrverbindung 8 zum Anschluss 17 und damit nach außen zu leiten. Das Rückschlagventil 18 muss einen Öffnungsdruck aufweisen, der etwas höher ist als der zuvor beschriebene Druck im T-Fitting 6, damit die Flüssigkeit über die Tankdurchführung 7 in den Tankraum 22 läuft bis dieser gefüllt ist. Der Tank ist vollständig gefüllt, sobald die Luft aus dem Tankraum 22 entwichen ist bzw. der Flüssigkeitspegel die Tankdurchführung 7 übersteigt, was sich durch einen Anstieg des Flüssigkeitsdrucks im T-Fitting 6 bemerkbar macht. Spätestens jetzt sollte der Zulauf geschlossen werden, da durch den Anstieg des Flüssigkeitsdrucks das Rückschlagventil 18 öffnet und die Flüssigkeit jetzt in den Überlauf 17 umleitet und somit den Flüssigkeitsdruck im T-Fitting 6 und damit im Tankraum 22 begrenzt. Zusätzlich wird der Druck im Tankraum 22, über die Tankdurchführung 19, das T-Fitting 10, das Rückschlagventil 9 und die zum Überlauf 17 führende Rohrverbindung 8 begrenzt (Redundanz).The tap connection is used to fill the tank 2 connected to the pipe network with a hose and the inlet opened. The liquid flows through an optional filter 3 and goes through the T-fitting 4th Direction of the check valve 5 , as the way towards the check valve 13th Is blocked. If the pressure in the incoming liquid is higher than the opening pressure of the check valve 5 , this opens and the liquid can pass through the T-fitting 6th and the tank bushing 7th in the tank room 22nd flow. In addition to the pressure losses in the line, the liquid must also apply the pressure to remove the air displaced by the liquid from the tank space 22nd via the tank feed-through 19th , the T-fitting 10 , the check valve 9 as well as the pipe connection 8th for connection 17th and thus to lead to the outside world. The check valve 18th must have an opening pressure that is slightly higher than the previously described pressure in the T-fitting 6th so that the liquid flows through the tank bushing 7th in the tank room 22nd runs until it is filled. The tank is completely filled as soon as the air is out of the tank space 22nd has escaped or the liquid level has escaped the tank bushing 7th exceeds what is shown by an increase in fluid pressure in the T-fitting 6th makes noticeable. The inlet should now be closed at the latest, as the non-return valve is due to the rise in the liquid pressure 18th opens and the liquid now goes into the overflow 17th diverts and thus the fluid pressure in the T-fitting 6th and thus in the tank room 22nd limited. In addition, the pressure in the tank room 22nd , via the tank feed-through 19th , the T-fitting 10 , the check valve 9 and the overflow 17th leading pipe connection 8th limited (redundancy).

Um Flüssigkeit aus dem Tankgehäuse 1 über den Hahnanschluss 2 zu entnehmen, wird die Tauchpumpe 20 über die Kabeldurchführung 16 mit Strom versorgt. Die Leitungen zur Tauchpumpe 20 durchqueren die Tankdurchführung 15. Über den Pumpenanschluss 14 und das Rückschlagventil 13 wird die Flüssigkeit aus dem Tankraum 22 in das T-Fitting 4 gepumpt. Damit die Flüssigkeit wie gewünscht zum Hahnanschluss 2 und nicht wieder über das Rückschlagventil 5 zurück in den Tank fließt, muss der Öffnungsdruck vom Rückschlagventil 5 höher sein, als der am Hahnanschluss 2 benötigte Druck, andererseits aber auch niedriger, wie der minimale Druck des Leitungsnetzes beim Befüllen des Tanks. Liefert z.B. die Tauchpumpe 20 einen Druck von 100 kPa (1 bar), so bietet sich an, für das Rückschlagventil 5 einen Öffnungsdruck von 50 kPa (0,5 bar) zu verwenden. Am Hahnanschluss 2 steht dadurch eine Förderhöhe von bis zu 5 m zur Verfügung. Um den Tankraum 22 über den Hahnanschluss 2 zu befüllen, muss das Leitungsnetz einen Druck größer 50 kPa (0,5 bar) aufweisen, was in der Praxis kein Problem sein dürfte.To get liquid out of the tank housing 1 via the tap connection 2 can be seen, the submersible pump 20th via the cable entry 16 powered. The lines to the submersible pump 20th cross the tank opening 15th . Via the pump connection 14th and the check valve 13th the liquid is removed from the tank space 22nd into the T-fitting 4th pumped. So that the liquid as required to the tap connection 2 and not again via the check valve 5 flows back into the tank, the opening pressure from the check valve must 5 higher than the one at the tap connection 2 required pressure, but also lower, such as the minimum pressure of the pipe network when filling the tank. For example, supplies the submersible pump 20th a pressure of 100 kPa ( 1 bar) for the check valve 5 to use an opening pressure of 50 kPa (0.5 bar). At the tap connection 2 there is a delivery head of up to 5 m available. Around the tank room 22nd via the tap connection 2 To fill, the pipe network must have a pressure greater than 50 kPa (0.5 bar), which should not be a problem in practice.

Wird der Hahnanschluss 2 mit einem Adapter verschlossen, so wird die von der Tauchpumpe 20 geförderte Flüssigkeit über das Rückschlagventil 5 zurück in den Tank gepumpt und so eine Umwälzung der Tankflüssigkeit aktiviert.Will the tap connector 2 closed with an adapter, so that of the submersible pump 20th pumped liquid via the non-return valve 5 pumped back into the tank, thus activating a circulation of the tank liquid.

Ein Unterdruck im Tankraum 22 entsteht hauptsächlich, wenn Flüssigkeit über die Tauchpumpe 20 aus dem Tankraum 22 entnommen wird. Um den Unterdruck im Tankraum 22 zu begrenzen, ist eine automatische Belüftung, bestehend aus den Komponenten; Belüftungsfilter 12, Rückschlagventil 11, T-Fitting 10 und Tankdurchführung 19 verbaut. Das Rückschlagventil 11 bleibt so lange geschlossen, bis ein Unterdruck im Tankraum 22 entsteht, der höher ist als der Öffnungsdruck von Rückschlagventil 11.A negative pressure in the tank room 22nd arises mainly when liquid over the submersible pump 20th from the tank room 22nd is removed. About the negative pressure in the tank room 22nd to limit is automatic ventilation, consisting of the components; Ventilation filter 12th , Check valve 11 , T-fitting 10 and tank feedthrough 19th installed. The check valve 11 remains closed until there is a negative pressure in the tank space 22nd arises, which is higher than the opening pressure of the check valve 11 .

BezugszeichenlisteList of reference symbols

(1)(1): TankgehäuseTank housing
(2)(2): HahnanschlussTap connection
(3)(3): Filterfilter
(4)(4): T-FittingT-fitting
(5)(5): Rückschlagventilcheck valve
(6)(6): T-FittingT-fitting
(7)(7): TankdurchführungTank feedthrough
(8)(8th): RohrverbindungPipe connection
(9)(9): Rückschlagventilcheck valve
(10)(10): T-FittingT-fitting
(11)(11): Rückschlagventilcheck valve
(12)(12): BelüftungsfilterVentilation filter
(13)(13): Rückschlagventilcheck valve
(14)(14): PumpenanschlussPump connection
(15)(15): TankdurchführungTank feedthrough
(16)(16): KabeldurchführungCable entry
(17)(17): Anschluss ÜberlaufConnection overflow
(18)(18): Rückschlagventilcheck valve
(19)(19): TankdurchführungTank feedthrough
(20)(20): TauchpumpeSubmersible pump
(21)(21): FüllstandssensorLevel sensor
(22)(22): TankraumTank room

Claims

Tank installation for filling, storing and removing liquid for mobile liquid tanks, pressure-controlled valves (5,9,11,13,18) being arranged and connected to one another on the tank housing (1), wherein the filling and removal of liquid takes place bidirectionally via only one tap connection (2), the switching between the operating modes filling and withdrawal of liquid takes place under pressure control via a first and a second check valve (5, 13), which are connected to the tap connection Line (4) are connected, the tank space (22) being automatically protected from overpressure during filling and / or fermentation of the liquid by a third and a fourth check valve (9, 18) which are redundant, wherein the third check valve (18) opens when the tank is full and ensures that a further inflow is now diverted into the connection overflow (17) instead of into the tank space (22), and the fourth check valve (9) also monitors the pressure in the tank space (22) and discharges any excess pressure through the pipe connection (8).

Tank installation according to Claim 1 , characterized in that by closing the tap connection (2) by means of a suitable adapter and putting the submersible pump (20) into operation, a circulation, ie mixing, of a liquid contained in the tank space (22) is brought about.

Tank installation according to Claim 1 or 2 , characterized in that when there is a negative pressure in the tank space (22) this is automatically ventilated via a ventilation filter (12) and a check valve (11).

Tank installation according to Claim 1 until 3 , characterized in that liquid is removed from the tank space (22) by means of an electrically operated submersible pump (20) or an external pump and conveyed to the tap connection (2) via the pump connection (14).

Tank installation according to one of the preceding claims, characterized in that in the static state all tank openings are automatically closed by non-return valves (5,9,11,13,18).

Tank installation according to one of the preceding claims, characterized in that thin-walled or also foldable materials are used for the tank housing (1).