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Einrichtung zum Regeln des Druckes am Schlauchende zum Betanken von
Flugzeugen, Straßentankanlagen u. dgl. Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum
Regeln des Druckes am Schlauchende zum Betanken von Flugzeugen, Straßentankanlagen
u. dgl. zum Betanken mehrerer voneinander unabhängiger Systeme mittels einer Pumpe
und einer am Ende je eines Schlauches angeordneten Abgabesperrvorrichtung sowie
einer ihr zugeordneten Steuerabsperrvorrichtung, die in Abhängigkeit vom Druck in
der Einschnürung eines Venturi roteres beeinflußt wird, das zwischen der Abgabesperrvorrichtung
und der Steuerabsperrvorrichtung vor dem Schlaucheintrittsstutzen angeordnet ist.
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Bei der Betankung mehrerer voneinander unabhängiger Systeme mittels
einer Pumpe ist davon auszugehen, daß jeweils an der Abgabesperrvorrichtung ein
konstanter Staudruck vorhanden sein soll, für welchen die Rohrleitungen und der
Tank ausgelegt sind. Dieser konstante Staudruck bestimmt die Geschwindigkeit des
Auffüllens der einzelnen Tanks. Hierbei ist dieser Staudruck für diese Tanks und
die zugehörigen Leitungen ein Höchstdruck, während er für die Betankungsleitung
ein Mindestdruck ist, der die Zeit festlegt, mit der das Flugzeug aufgetankt werden
kann.
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Bei der Betankung eines Flugzeuges, das z. B. vier Tanks hat, die
gleichzeitig betankt werden sollen, besteht die Möglichkeit, daß alle vier Tanks
zunächst leer sind. Die Pumpe hat daher die maximale Menge, die das Flugzeug aufnehmen
kann, zu fördern. Es kann aber auch ein Tank des Flugzeuges bereits gefüllt sein,
so daß sich infolge der verminderten Fördermenge eine Erhöhung des Pumpendruckes
ergibt, die aber unzulässig ist.
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Entsprechende Verhältnisse liegen vor, wenn beispielsweise zwei Flugzeuge
oder zwei voneinander unabhängige Tanksysteme aufgetankt werden sollen, von denen
das eine beispielsweise mit 10001/min und das andere - bei dem gleichen Staudruck
an der Abgabeabsperrvorrichtung - mit 1001/min aufgetankt wird.
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Zur Lösung der sich hieraus ergebenden Aufgabe sind bekannte Überdruckventile
nicht geeignet, die lediglich von dem Druck in der Förderleitung in der Weise gesteuert
werden, daß eine Ableitung bei Erreichung eines bestimmten Förderdruckes geöffnet
wird.
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Der Druck kann bei einer Betankungsanlage an der Abgabeabsperrvorrichtung,
also am Ende des Schlauches, unabhängig von der jeweiligen Abgabemenge dadurch konstant
gehalten werden, daß in der Förderleitung eine Steuerabsperrvorrichtung vorgesehen
ist, die in Abhängigkeit vom Druck in der Einschnürung eines Venturirohres beeinflußt
wird, das zwischen der Abgabeabsperrvorrichtung und der Steuerabsperrvorrichtung
vor dem Schlaucheintrittsstutzen angeordnet ist. Hierbei ist es möglich, das Venturirohr
derart auszubilden und anzuordnen, daß der sich bei einer Strömung ergebende Druckabfall
in der Einschnürung des Venturirohres gleich dem Druckabfall ist, der sich bei dieser
Strömung längs des nachgeschalteten Schlauches bis zu der Abgabeabsperrvorrichtung
ergibt. Besondere Schwierigkeiten entstehen dann, wenn - wie es häufig der Fall
ist - mehrere voneinander unabhängige Systeme mittels einer Pumpe bedient werden
sollen. Wenn dann die Steuerabsperrvorrichtung in Abhängigkeit von dem Druck in
der Einschnürung des Venturirohres eine Umleitung steuert, die zum Ablauf oder der
Saugseite der Pumpe führt, ergibt sich der Mangel, daß eine Abgabe mit genügendem
Druck über die andere Absperrvorrichtung nicht mehr möglich ist. Es müssen also
hierbei zusätzliche Mittel vorgesehen werden, um in einem solchen Falle eine Abgabe
von Flüssigkeit mit dem erforderlichen Druck über die geöffneten Abgabeabsperrvorrichtungen
sicherzustellen.
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Erfindungsgemäß ist die Steuerabsperrvorrichtung mit zwei unter der
Belastung eines federnden Mittels stehenden, fest miteinander verbundenen Absperrkörpern
versehen, nämlich einem Drosselkörper, der bei Erhöhung des Druckes in der Einschnürung
des Venturirohres den Querschnitt der Förderleitung verringert, und einen Absperrkörper
für die Umgehungsleitung, die zum Ablauf oder zu der Saugseite der Pumpe führt.
Auf diese Weise wird erreicht, daß jedes Abgabesystem völlig unabhängig in Abhängigkeit
von dem Druck in der Einschnürung des dazugehörigen Venturirohres steuerbar ist.
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Durch die Drosselung des Querschnittes der Förder Leitung wird erreicht,
daß immer ein Druck aufrechterhalten wird, der ausreicht, um irgendwelche anderen
Abgabesysteme auch dann mit Flüssigkeit unter genügendem
Druck
zu versorgen, wenn die eine Abgabeabsperrvorrichtung völlig geschlossen ist. Die
Öffnung der Umgehungsleitung stellt andererseits sicher, daß diese Drosselung nur
in dem erforderlichen Ausmaß vorgenommen wird. Vor allem aber ergibt sich eine äußerst
einfache Regelung, bei der nur eine Abgabeabsperrvorrichtung vorgesehen ist, die
für alle Abgabesysteme gleich ausgebildet sein kann und die ohne zusätzliche Anordnung
irgendeiner Verteilervorrichtung sicherstellt, daß die einzelnen Abgabesysteme durch
eine Pumpe völlig unabhängig voneinander bedient werden können.
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Es ist möglich, auf die beiden miteinander verbun denen Absperrkörper
der Abgabeabsperrv orrichtung unmittelbar den Druck in der Einschnürung des dazugehörigen
Venturirohres einwirken zu lassen. Hierbei wirkt die durch den Venturidruck sich
ergebende Kraft auf die beiden Absperrkörper, so daß dieser Kraft auch ständig eine
Feder entgegenwirken muß. Um diesen Kräften entgegenzuwirken, ist es häufig notwendig,
als federndes Mittel unter Druck gesetzte Luft anzuwenden.
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Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung ist die Steuerabsperrvorrichtung
mittels einer Servokraft, insbesondere des Förderdruckes der Pumpe, bewegbar, die
in Abhängigkeit von dem Druck in der Einschnürung des Venturirohres gesteuert wird.
Hierbei ist es möglich, auf die Absperrvorrichtung gar keinen Druck einwirken zu
lassen, so daß die Feder, die der in Abhängigkeit von dem Venturidruck gesteuerten
Servokraft entgegenwirkt, verhältnismäßig schwach sein kann.
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Es empfiehlt sich weiter, daß der Querschnitt der Abflußleitung einstellbar
ist, um zu ermöglichen, daß die jeweiligen Drücke der Anlage angepaßt werden können.
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Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind an Hand der Zeichnung
erläutert Es zeigt Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch die wesentlichen
Teile einer derartigen Anlage, Fig. 2 einen Teilschnitt nach Linie II-II der Fig.
1. Bei dem Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, daß eine nicht dargestellte Pumpe
über eine Förderleitung 1, die sich in Zweigleitungen 2 und 3 unterteilt, zwei voneinander
unabhängige Systeme bedient. Die Absperrsteuervorrichtungen zum Bedienen dieser
Systeme kann mit der Pumpe einem Fahrzeug angeordnet sein, oder die Pumpe ist allein.
Diese stationäre Pumpanlage ist über Schläuche mit dem Fahrzeug und seinen Absperrsteuervorrichtungen
verbunden. Die beiden Absperrsteuervorrichtungen 4 und 5 sind an die Leitungen 2
und 3 angeschlossen. Sie arbeiten je mit einem Vorsteuerventil 6 und iiiit einem
Venturirohr 7 zusammen. Die Absperrsteuervorrichtungen 4, 5, die Vorsteuerventile
6 und die Venturirohre 7 sind gleich ausgebildet, so daß es ausreicht, wenn eine
dieser Vorrichtungen beschrieben wird. Jedes der Venturirohre 7 ist unmittelbar
vor den Schlauchanschlüssen 8 angeordnet. Die sich anschließenden Schläuche 9 führen
zu nicht gezeigten Zapfventilen. Die Venturirohre 7 sind derart ausgebildet, daß
der Druckabfall in ihrer Einschnürung 10 gleich dem Druckabfall ist, der sich bei
dieser Strömung in dem Schlauch 9 ergibt.
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In dem Gehäuse 11 der Absperrsteuervorrichtungen 4, 5 sind Absperrkörper
12 und 13 angeordnet. Der Absperrkörper 12 wird im folgenden als Drosselkörper bezeichnet
und ist als nach unten zu offener K=olben ausgebildet, der in einer Büchse 14, die
in dem Gehäuse 11 befestigt ist, verschiebbar ist. Zwischen dem Eintrittsstutzen
15 und dem Austrittsstutzen 16 ist das Gehäuse 11 derart ausgebildet, daß der Durchlaufquerschnitt
17 für die Förderleitung von dem Drosselkörper 12 abgesperrt werden kann. Oberhalb
des Kolbens 12 ist mittels eines Deckels 18 ein Arbeitsraum 19 geschaffen, der über
eine Leitung 20 auf im folgenden näher beschriebene Weise mit Druckmitteln beaufschlagt
bzw. mit dem freien Ablauf oder der Saugseite der Pumpe verbunden werden kann.
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Der Absperrkörper 13 steuert die Verbindung von dem Durchlaufquerschnitt
17 des Gehäuses 11 zu einer Umgehungsleitung 20a, die zur Saugseite der Pumpe bzw.
dein freien Ablauf führt. Sie ist über einen Anschluß 21 an das Gehäuse 11 angeschlossen.
Der Absperrkörper 13 ist als Ventilteller ausgebildet, der mit einem Ventilkörper
22 zusammenarbeitet, der in dem Gehäuse 11 befestigt ist. Dieser Ventilkörper weist
außerdem eine Buchse 23 auf, die auf die in Fig. 2 gezeigte Weise mit Fenstern 24
versehen ist. Diese Fenster 24 verbreitern sich keilförmig von oben nach unten.
In entsprechender Weise ist der Ventilteller 13 mit einem hülsenförmigen Schieber
25 versehen, in dem Fenser 26 vorgesehen sind. Auch diese Fenster 26 können sich
keilförmig von oben nach unten verbreitern.
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Der Drosselkörper 12 und der Absperrkörper 13 sind durch eine Spindel
27 miteinander verbunden. Der Absperrkörper 13 ist auf einer Eindrehung des
unteren Endes der Spindel 27 befestigt, der Drosselkörper 12 legt sich gegen eine
Schulter 28 der Spindel und ist mittels einer Mutter 75 befestigt. Die Spindel 27
ist verschiebbar und drehbar in einer Büchse 29 angeordnet, die mit Hilfe von Rippen
30 an dem Ventilsitzkörper 22 befestigt ist. Auf diese Büchse 29 stützt sich außerdem
unter Zwischenschaltung einer rohrförmigen Muffe 31 ein Federteller 32 ab, auf den
sich das eine Ende eines Satzes von Federn 33 legt. Das andere Ende dieser Federn
stützt sich von innen her-gegen den Boden des kolbenförmigen Drosselkörpers 12 ab.
Die Abdichtung dieses kolbenförmigen Drosselkörpers 12 wird mit einem zweiseitig
wirkenden Dichtungsring 34 bewirkt.
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Das obere Ende der Spindel 27 weist einen Vierkant 35 auf,
der in eine entsprechende Vierkantnut eines Einsatzes 36 taucht, der von oben her
in eine Erweiterung 37 des Deckels 18 eingesetzt ist. Die Abdichtung erfolgt mittels
eines Dichtungsringes 38 und einer Schraube 39. Der Einsatz 36 weist nach außen
hin einen Vierkant40 auf. Es ist auf diese Weise möglich, durch Betätigen des Vierkantes
40 die Radialstellung des Absperrkörpers 13 mit Bezug auf die Fenster 24 der Hülse
23 zu verändern. Auf diese Weise kann der freie Querschnitt über die Fenster 24,
26 nach Belieben eingestellt werden.
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In dem Gehäuse 11 sind in dem Bereich der Büchse 23 Öffnungen 41,
42 vorgesehen, die durch Gläser 43, 44'abgedeckt sind. Sie dienen als Schauöffnungen,
um dem Bedienungspersonal eine Überwachung der Axial-und Radialstellung des Umgehungsabsperrkörpers
13 zu ermöglichen.
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Die beiden miteinander verbundenen Körper 12, 13 werden entgegen der
Wirkung des Federpaketes 33 durch eine Servokraft betätigt. Sie wird von dem unter
Druck stehenden Fördermittel geliefert, das die obenerwähnte Pumpe unter Druck gesetzt
hat. Zu diesem Zweck ist die Förderleitung3 mittels eines Anschlusses 45 angezapft,
der über Leitungen 46, 47 zu dem Gehäuse 48 des Vorsteuerventils 6 führt. Dieses
Vorsteuerventil weist einen in seinem Gehäuse verschiebbar angeordneten Vorsteuerventilkolben
49 auf,
der sich mit seinem Ventilkegel auf einen Sitz 50 legt,
der die Verbindung des Anschlusses 51, an den die Leitung 47 angeschlossen ist,
mit einem Anschluß 52 absperrt, an den die Leitung 20 angeschlossen ist. Der Raum
53, der durch den sich auf seinen Sitz 50 legenden Ventilkegel von dein Anschluß
51 getrennt ist, steht über eine Sickeröffnung 54 mit einem Anschluß 55 in Verbindung,
der wiederum über eine Leitung 56 an den Ablaufbehälter oder die Saugseite der Pumpe
angeschlossen ist.
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Der Vorsteuerventilkolben 49 ist an einem Kolben 57 befestigt. der
ebenfalls verschiebbar in dem Gehäuse 48 des Vorsteuerventils 6 angeordnet ist.
Der Arbeitsraum 58 dieses Kolbens ist über Bohrungen 59 mit einem Anschluß 60 verbunden,
der über eine Leitung 61 mit der I;inschnürung 10 des Venturirohres verbunden ist.
Andererseits steht der Kolben 57, dessen Querschnitt beträchtlich größer ist als
der des Vorsteuerventilkolbens 49, unter Federbelastung. Diese Federbelastung geschieht
durch eine nicht einstellbare Feder 62, die sich einerseits gegen den Kolben 57
und andererseits gegen eine Schulter 63 abstützt, die in einem Deckel 64 des Ventilgehäuses
48 vorgesehen ist. Die Federbelastung wird außerdem durch eine in ihrer Spannung
einstellbare Feder 65 abgegeben, die sich einerseits gegen den Kolben 57 und andererseits
gegen einen Ventilteller 66 legt. der in Form einer Schraul)-nititter ausgebildet
ist. die in ein Innengewinde 67 des Deckels 64 eingeschraubt ist und mittels eines
Handrades 68 drehbar ist.
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Irgendwelche Sickermengen an Kraftstoffflüssigkeit, die an dein Kolben
57 vorbeitreten können, werden im Anschluß 69 gesammelt und fließen über eine Leitung
70 zu der Leitung 56 und von dort in den Ablaufbehälter oder den Sauganschluß der
Pumpe. Der Deckel 64 «eist eine durch eine Scheibe 73 abgeschlossene Schatiöftnung
74 auf, um die Stellung der Mutter 66 und damit die Vorspannung der Feder 65 kontrollieren
zti können. Das Hinterrad 68 ist durch eine plombierte Kappe 72 abgedeckt, uni eine
unbefugte Verstellung der Spannung der Feder 65 zti verhindern.
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Die beiden Körper 12, 13 der Al)sperrsteuervorrichtung werden durch
den als Servokraft wirkenden Förderdruck der Kraftstoffflüssigkeit entgegen der
Wirkung cles Federpaketes 33 bewegt, und zwar in Aitliängigkeit von dein Druck in
der Eitiscliniirung 10 des Venturirohres 7. Statt dessen könnte auch der Druck in
der hin,chnürung des Venturirohres 7 unmittelbar zur Betätiguii- der beiden miteinander
verbundenen Körper 12, 13 1)eiititzt werden. Da, federnde Mittel zur Belasttnig
dieser Beiden Absperrkörper iniißte jedoch in diesem Fall verliälini,mälüg groß
und kräftig sein, sei daß es sich bei einer derartigen Ausführung im allgemeinen
empfehlen dürfte, das federnde Mittel durch ein unter Druck gesetztes Gas und insbesondere
durch Druckluft zu bilden.
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Sobald der Druck ini Venturirohr eine gewisse I-Iöhe überschreitet,
wird der Vorsteuerventilkolben 49 des Vorsteuerventils 6 entgegen der Wirkung der
Federn 62. 65 mehr oder welliger geöffnet. Dadurch gelangt Kraftstoffflüssigkeit,
die unter dein Förderdruck der Itunipe stellt, über die Leitungen 47, 20 ztl dem
-@rlic#itsraum 19, ,o daß litilinichr der Drosselkörper 12 den Durchflußcluerschnitt
17 cler Forderleituli"l# mehr oder weniger absperrt, während gleichzeitig durch
den @l>sl)errhörper 13 die Verbindung zu der L'nigehungsleitung 20a geöffliet wird.
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Der hierbei frei gemachte Querschnitt wird einerseits durch den Hub
bestimmt, um <ien sich der Teller des Absperrkörpers 13 von- seinem Sitz entfernt
hat, und andererseits durch die Radialstellung der Fenster 26 in bezug auf die Fenster
24. Es ist so möglich, auch bei vollständigem Absperren des am Ende des Schlauches
angeordneten lapfventils 9 einen derartigen Druck in der Förderleitung 1 aufrechtzuerhalten,
daß die übrigen an diese Förderleitung abgeschlossenen Systeme mit Kraftstoffflüssigkeit
bedient werden können. Nachdem die beiden Körper 12, 13 wieder in die gezeigte Ausgangsstellung
zurückbewegt worden sind, wird durch die Sickeröffnung 54 erreicht, daß sich kein
Druck in dem Raum 53 aufbauen kann, selbst wenn der Vorsteuerventilkolben 49 nicht
ganz dicht sein sollte.