DE1053267B - Safety device for filling and emptying containers for highly volatile liquids - Google Patents

Safety device for filling and emptying containers for highly volatile liquids

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DE1053267B
DE1053267B DEG21513A DEG0021513A DE1053267B DE 1053267 B DE1053267 B DE 1053267B DE G21513 A DEG21513 A DE G21513A DE G0021513 A DEG0021513 A DE G0021513A DE 1053267 B DE1053267 B DE 1053267B
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DE
Germany
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shut
spring
liquid
bodies
spindle
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Pending
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DEG21513A
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German (de)
Inventor
Johann Schulze
Dr-Ing Hans-Martin Pape
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Gustav F Gerdts KG
Original Assignee
Gustav F Gerdts KG
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K17/00—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves
    • F16K17/20—Excess-flow valves
    • F16K17/22—Excess-flow valves actuated by the difference of pressure between two places in the flow line
    • F16K17/24—Excess-flow valves actuated by the difference of pressure between two places in the flow line acting directly on the cutting-off member
    • F16K17/28—Excess-flow valves actuated by the difference of pressure between two places in the flow line acting directly on the cutting-off member operating in one direction only
    • F16K17/30—Excess-flow valves actuated by the difference of pressure between two places in the flow line acting directly on the cutting-off member operating in one direction only spring-loaded

Description

• 1• 1

Der Füll- bzw. Entleerungsvorgang von leichtflüchtigen Flüssigkeiten, wie Leichtbenzine, oder von unter Druck stehenden Flüssiggasen, wie Propan, Butan u. dgl., oder von verflüssigten Gasen, wie Sauerstoff, Kohlensäure u. dgl., weist gegenüber jenen Vorgängen bezüglich anderer, nicht zu dieser Kategorie von Medien gehörenden Flüssigkeiten die Schwierigkeit auf, daß sich in dem Behälter, insbesondere bei diesen Vorgängen, beispielsweise Flüssiggasdämpfe entwickeln, die innerhalb des zu füllenden Behälters einen unerwünschten. Druckanstieg hervorrufen.The process of filling or emptying volatile liquids, such as light petrol, or of pressurized liquefied gases such as propane, butane and the like, or liquefied gases such as Oxygen, carbonic acid, and the like, point towards those processes in relation to others, not towards this one Category of media belonging to liquids the difficulty in being in the container, in particular During these processes, for example, liquid gas vapors develop that are within the too filling container an undesirable. Cause pressure increase.

Diese Dämpfe dürfen, um den dadurch auf die Flüssigkeit, beispielsweise auf das Flüssiggas, lastenden Innendruck zu verringern, wegen des höheren spezifischen Gewichtes oder der Feuergefährlichkeit nicht in die atmosphärische Umgebung abgeblasen,, sondern müssen in einer getrennten Leitung in den Vorratsbehälter zurückgeführt werden.These vapors may, in order to affect the liquid, for example the liquid gas, to reduce the internal pressure, because of the higher specific weight or the fire hazard not blown off into the atmospheric environment, but must be in a separate line be returned to the storage container.

Es ist - bereits ein Ventil für Flüssiggase, wie Propan, Butan u. dgl., bekannt, mit dem sowohl die Füll- und Entleerungsleitung als audi gleichzeitig die Dampfausgleichsleitung abgesperrt werden kann, wenn der Vorratsbehälter z. B. an den Tankwagen angeschlossen wird. Gleichzeitig sind Vorkehrungen, getroffen, daß das Ventil dann selbständig schließt, wenn der Flüssigkeitsstand im Vorratsbehälter einen vorbestimmten Höchst- oder einen vorbestimmten Niedrigststand erreicht hat.It is - already a valve for liquefied gases, such as propane, butane and the like. Known with which both the Filling and emptying lines as the steam equalization line can also be shut off at the same time, when the reservoir z. B. is connected to the tank truck. At the same time, precautions are made that the valve then closes automatically when the liquid level in the reservoir a has reached a predetermined maximum or a predetermined minimum.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Sicherheitsvorrichtung zum Füllen und Entleeren von Flüssigkeitsbehältern mit einer Flüssigkeits- und einer Dampfausgleichsleitung zu schaffen, die einerseits bei unzulässig hoher Durchflußgeschwindigkeit eines Durchflußm.ediums, beispielsweise infolge Leitungsbruch, selbsttätig schließt und die andererseits auch willkürlich betätigt werden kann.The invention is now based on the object of a safety device for filling and emptying to create liquid containers with a liquid and a vapor equalization line, the one hand at an impermissibly high flow rate of a Durchflußm.ediums, for example as a result of a line break, closes automatically and which, on the other hand, are also activated arbitrarily can.

Erfindungsgemäß geschieht dies dadurch, daß die Absperrkörper zum Absperren der beiden Leitungen, die von außen willkürlich betätigt werden können, entgegen einer in. öffnungsrichtung wirkenden Federoder Gewichtsbelastung bei übermäßig hoher Durchflußgeschwindigkeit von der Strömung in Schließlage gedrückt werden und in einem Gehäuse untergebracht und so gekuppelt sind, daß der eine zusammen mit dem anderen schließt. Dadurch wird gewährleistet, daß ein sofortiges Schließen beider Absperrkörper dann erfolgt, wenn beispielsweise ein Schlauch reißt, und es wird verhindert, daß der Druck in einem der Behälter übermäßig ansteigt, wie es geschehen könnte, wenn bei einem Schlauchriß nur eine Leitung abgesperrt würde.According to the invention, this is done in that the shut-off body to shut off the two lines, which can be activated arbitrarily from the outside, against a spring or acting in the opening direction Weight load at excessively high flow velocity from the flow in the closed position are pressed and housed in a housing and coupled so that the one together with the other closes. This ensures that both shut-off bodies close immediately then occurs if, for example, a hose ruptures, and it is prevented that the pressure in one of the Container rises excessively, as could happen if only one pipe ruptured would be cordoned off.

An Hand eines Ausführungsbeispieles sowie den Sicherheitsvorrichtung zum Füllen
und Entleeren von Behältern
für leichtflüchtige FlüssigkeitenUsing an exemplary embodiment and the safety device for filling
and emptying of containers
for volatile liquids

Anmelder:Applicant:

Gustav F. Gerdts K. G.f
.o Bremenr Hemmstr. 130Gustav F. Gerdts KG f
.o Bremen r Hemmstr. 130

Johann Schulze f, Osterholz-Scharmbeck,
und Dr.-Ing. Hans-Martin Pape, Bremen-Horn,
sind als Erfinder genannt wordenJohann Schulze f, Osterholz-Scharmbeck,
and Dr.-Ing. Hans-Martin Pape, Bremen-Horn,
have been named as inventors

Ansprüchen wird die Erfindung noch näher erläutert, und zwar stellt dar:Claims the invention is explained in more detail, namely shows:

Fig. 1 einen. Schnitt der Sicherheitsvorrichtung, wobei die vollausgezogenen Linien die Absperrkörper und deren, Betätigungseinrichtung in Schließstellung und die gestrichelten Linien diese in OfFenstellung zeigen,Fig. 1 a. Section of the safety device, with the full lines representing the shut-off device and their, actuating device in the closed position and the dashed lines these in the open position demonstrate,

Fig. 2 eine Draufsicht der Sicherheitsvorrichtung zur Klarstellung der getrennt gehaltenen,, für das schwerere und leichtere Medium vorgesehenen Leitungen. Fig. 2 is a plan view of the safety device to clarify the separately held ,, for the heavier and lighter medium provided lines.

Die Einzelheiten des Ausführungsbeispieles und der Unteransprüche sind nur im Rahmen der vorstehend genannten Erfindung geschützt.The details of the exemplary embodiment and the subclaims are only within the scope of the above mentioned invention protected.

In den Fig. 1 und 2 stellt 1 die untere Kesselwandung dar, an der das Gehäuse 2 angeordnet ist, das mit seinem oberen Teil in den. Behälter hineinreicht. Das Gehäuse 2, das die Betätigungseinrichtung 4 mit seinen Hebeln 5, 6 aufnimmt, besitzt die Anschlüsse 7, 8 der Zu- bzw. Abflußrohre für das Flüssiggas bzw. dampfförmige Medium. An dem Gehäuse 2 ist außerdem ein Sioherheits-Absperrventil 9 gemäß den Beförderungsvorschriften für die Beförderung von leicht brennbaren Flüssigkeiten und Gasen angeflanscht.In Figs. 1 and 2, 1 represents the lower boiler wall on which the housing 2 is arranged, which with its upper part in the. Container reaches into it. The housing 2, which receives the actuating device 4 with its levers 5, 6 , has the connections 7, 8 of the inlet and outlet pipes for the liquid gas or vaporous medium. A safety shut-off valve 9 is also flanged to the housing 2 in accordance with the transport regulations for the transport of highly flammable liquids and gases.

Das aus mehreren Teilen bestehende, in den Behälter hineinragende Oberteil ist so gestaltet, daß das Teil 10 beispielsweise verschraubbar mit dem Teil 11 verbunden ist, und daß mittels der Schraubverbindung 12 die Federkraft der Feder 13 in Anpassung an die Federkräfte der Federn 18 und 21 entsprechend der zu begrenzenden Geschwindigkeit einstellbar ist.The upper part, which consists of several parts and protrudes into the container, is designed so that the part 10 is, for example, screwably connected to the part 11 , and that by means of the screw connection 12 the spring force of the spring 13 is adapted to the spring forces of the springs 18 and 21 accordingly the speed to be limited is adjustable.

Innerhalb des oberen Gehäuseteiles 10, 11 sind die Elemente untergebracht, die der Durchfluß regelung dienen, und zwar sind dies die beiden durch federndeInside the upper housing part 10, 11 , the elements are housed that are used to regulate the flow, namely these are the two by resilient

809 770/274809 770/274

Claims (1)

Elemente beeinflußbare Absperrkörper 14, 15. Der eine, mit 14 bezeichnete, schließt die Durchflußöffnung 16, durch die das Flüssiggas über den Anschluß 7 in den bzw. von dem Behälter ein- bzw. abströmt, dann, wenn der durch die Feder 18 gegen, die Federn 13, 21 im Gleichgewicht gehaltene Absperrkörper 14 durch erhöhte Durchflußgeschwindigkeit aus dem Gleichgewicht gebracht wird. Der Absperrkörper 15 schließt dank der durch den Abschluß des Absperrkörpers 14 bedingten Abnahme der Kraft der Feder 21 durch die Kraft der Feder 13 und verhindert durch das Aufsitzen desselben auf dem Absperrsitz 20 das Zu- bzw. Abströmen des dampfförmigen Mediums. Die beiden Absperrkörper 14, 15 bewegen sich mit bzw. an der Spindel 22 axial zur Spindelachse. Die Bohrung 23 des Gehäuseoberteils 10 führt die Spindel 22 zentrisch. Dadurch wird erreicht, daß die Absperrkörper 14, 15 ebenfalls zentrisch auf der Spindel 22 gleiten bzw. mit dieser geführt werden, so daß ein gleichmäßiges Schließen sowie Abdichten der Durchflußöffnungen, 16, 20 erfolgt. Der Absperrkörper 14 ist vorzugsweise über ein Zwischenglied mittels Gewinde 24 mit der Spindel 22, erforderlichenfalls unter Zwischenschaltung bekannter Abdichtungsmittel, gas- und flüssigkeitsdicht verbunden, Auf der Spindel 22, die das eine Widerlager 29 der Feder 21 trägt, ist derart axial veränderbar der Absperrkörper 14 angeordnet, daß vorzugsweise durch Drehen des Absperrkörpers 14, das beispielsweise mittels eines entsprechenden Werkzeuges von, unten,, das in im Boden des Absperrkörpers 14 angeordnete Bohrungen 30 eingreift, vorgenommen wird, eine Veränderung der Federspannung der Feder 21 erfolgt, so' daß dieselbe auf eine bestimmte Durchflußgeschwindigkeit des Flüssiggases in Anpassung an die Federn 13 und 18 einstellbar ist. Die Spindel 22 ist selbst nicht drehbar angeordnet, sondern ist durch die Anordnung von Führungsnuten 25, in die Nocken, Führungsstifte 26 od. dgl. eingreifen, die sich beispielsweise an einem mit dem Oberteil 10 nur kraftschlüssig verbundenen Abdichtungselement 27 befinden, nur axial bewegbar. Der Absperrkörper 15 ist im Gegensatz zum Absperrkörper 14 gleitend aber praktisch gasdicht auf der Spindel 22 angeordnet. Der Raum, der von dem Gehäuseoberteil 10 und dem Absperrkörper 15 gebildet ist, wird durch das Rohr 28 mit dem Dampfraum des Behälters verbunden. In dem Gehäuse 2, an dem auf der einen Seite der Anschluß 7 des Zu- bzw. Abflußrohres für das Flüssiggas vorgesehen ist, befindet sich auf der anderen Seite eine flüssigkeitsdichte Durchführung für die Aufnahme des Zwischenhebels 6 der Betätigungseinrichtung 4. Vorzugsweise ist die flüssigkeitsdichte Durchführungseinrichtung, die mit dem einen. Ende an der Wandung 34 des Gehäuses 2 und mit dem anderen Ende an einer den Zwischenhebel 6 abdichtenden Scheibe 35 befestigt ist, als Faltenbalg 36 angeordnet. Zum Ausgleich der Federkräfte des Faltenbalges 36 kann eine Ausgleichsfeder 17 vorgesehen werden. Auf der Hülse 33 ist vorzugsweise die Feder 19 angebracht, die mit dazu dient, den Absperrkörper 14 in Öffnungsstellung zu bringen. Um einen Druckausgleich zwischen dem Behälter 1 und dem unteren Gehäuseteil 2 zu schaffen, sind Bohrungen 37, 38, 39 oder ein unter Federspannung stehendes Kugelventil 40, dessen Schließ- und Öffnungskräfte 41 auf einen bestimmten Druck abge- stimmt sind, vorzugsweise im. Zwischenglied des Absperrkörpers 14 angeordnet. Beim Transport des gefüllten Kesselwagens wird der Absperrkörper 15 durch die Feder 13 und den Druclc des dampfförmigen Mediums auf den. Absperrsitz 20 gedrückt. Ferner schließt der Absperrkörper 14 mittels Federkraft 21 und dem Druck des Flüssiggases die Durchflußöffnung 16 ab. Der als Betätigungsorgan ausgebildete Handhebel 42 rastet mittels eines Noclcens 43 in eine mit Nuten 44, 45 versehene federnde Rastschelle 46 ein und wird mit einem Bolzen 47 gesichelt. Bei diesem Einrastvorgang in die Transportstellung sind die Federkräfte der Feder 18 ausgeschaltet. Soll der Kesselwagen gefüllt werden, wird der Sicherungsbolzen 47 aus dem Betätigungshebel 42 entfernt und der Hebel in. BetriebsstellungII gebracht, wobei der Absperrkörper 14 durch die Federkräfte der Federn 17, 18, 19 nach erfolgtem Druckausgleich angehoben wird und in dieser Lage verbleibt. Zu gleicher Zeit bringt die Federkraft der Feder 21 den Absperrkörper 15 gegen die Kraft der Feder 13 in die Mittelstellung, wo er im Gleichgewicht gehalten wird. Reißt nun beispielsweise die Leitung, in der das Flüssiggas strömt, wird durch den Flüssiggasdruck, der sich bereits im Kessel befindet,. und durch die Feder 21 der Abperrkörper 14 auf seinen Sitz 16 gedrückt, und zwar gegen den Feder druck der außenliegenden Feder 18. Dadurch, daß der Absperrkörper 14 schließt,, tritt eine Entlastung der Feder 21 ein, so daß mittels der Federkraft 13 und dem Gasdruck ebenfalls ein Schnellschluß des Absperrkörpers 15 erfolgt. Wird in. dan Falle, daß beispielsweise die Gefahr eines Brandes aufkommt, durch eine Betätigung von Hand der Handhebel 42 von Stellung II in die Transportlage I gebracht, so wird durch diese Bewegung die Federkraft der außenliegenden Feder 18 aufgehoben, was auch nach jeder Füll- oder Entleerungsbedienung erfolgt, so daß die auf die Absperrkörper 14, 15 wirkenden Federkräfte 21, 13 sowie die Drücke des Flüssiggases und die des dampfförmigen Mediums die Absperrkörper 14, 15 in die Transportlage, d. h. in die Schließstellung bringen. Analog zu dem Katastrophenfall, bei dem, der Flüssiggasschlauch oder das Verbindungsrohr durch äußere Einwirkungen zerstört wird und ein Schnellschluß beider Absperrkörper 14, 15 erfolgt, besteht gemäß der Erfindung auch die Möglichkeit eines sofortigen Schließens beider Absperrkörper 14, 15 nacheinander, wenn der das dampfförmige Medium ableitende Schlauch undicht ist oder sogar reißt. Durch eine dadurch entstehende erhöhte Gasgeschwindigkeit wird der Absperrkörper 15 auf den Sitz 20 gedrückt und durch die dadurch etwas erhöhte Kraft der Feder 21 der Absperrkörper 14 entgegen der außenliegenden Federkraft 18 in Schließstellung gebracht. Patentansprüche:Elements 14, 15 that can be influenced. the springs 13, 21 held in equilibrium shut-off body 14 is brought out of equilibrium by increased flow rate. The shut-off body 15 closes thanks to the decrease in the force of the spring 21 caused by the closure of the shut-off body 14 due to the force of the spring 13 and prevents the vaporous medium from flowing in and out by sitting on the shut-off seat 20. The two shut-off bodies 14, 15 move with or on the spindle 22 axially to the spindle axis. The bore 23 of the upper housing part 10 guides the spindle 22 centrally. This ensures that the shut-off bodies 14, 15 also slide centrally on the spindle 22 or are guided with it, so that the flow openings 16, 20 are closed and sealed evenly. The shut-off body 14 is preferably connected to the spindle 22 via an intermediate member by means of thread 24, if necessary with the interposition of known sealing means, in a gas- and liquid-tight manner arranged that preferably by turning the shut-off body 14, which is carried out, for example, by means of a corresponding tool from, below, that engages in holes 30 arranged in the bottom of the shut-off body 14, a change in the spring tension of the spring 21 takes place, so 'that the same on a certain flow rate of the liquid gas in adaptation to the springs 13 and 18 is adjustable. The spindle 22 itself is not arranged to be rotatable, but is only axially movable due to the arrangement of guide grooves 25 in which cams, guide pins 26 or the like engage, which are located, for example, on a sealing element 27 that is only frictionally connected to the upper part 10. The shut-off body 15, in contrast to the shut-off body 14, is arranged on the spindle 22 in a sliding manner but practically gas-tight. The space which is formed by the upper housing part 10 and the shut-off body 15 is connected by the pipe 28 to the vapor space of the container. In the housing 2, on which the connection 7 of the inlet and outlet pipe for the liquid gas is provided on the other side, there is a liquid-tight bushing for receiving the intermediate lever 6 of the actuating device 4. The liquid-tight bushing device is preferably that with the one. The end is attached to the wall 34 of the housing 2 and the other end to a disk 35 sealing the intermediate lever 6, arranged as a bellows 36. A compensating spring 17 can be provided to compensate for the spring forces of the bellows 36. The spring 19, which is also used to bring the shut-off body 14 into the open position, is preferably attached to the sleeve 33. In order to create a pressure equalization between the container 1 and the lower housing part 2, bores 37, 38, 39 or a spring-loaded ball valve 40, the closing and opening forces 41 of which are adjusted to a certain pressure, are preferably in. Intermediate member of the shut-off body 14 is arranged. When transporting the filled tank car, the shut-off body 15 is pushed by the spring 13 and the pressure of the vaporous medium on the. Shut-off seat 20 pressed. Furthermore, the shut-off body 14 closes the flow opening 16 by means of spring force 21 and the pressure of the liquid gas. The hand lever 42, which is designed as an actuating element, engages by means of a Noclcens 43 in a resilient locking clip 46 provided with grooves 44, 45 and is sickled with a bolt 47. During this locking process into the transport position, the spring forces of the spring 18 are switched off. If the tank car is to be filled, the securing bolt 47 is removed from the actuating lever 42 and the lever is brought into operating position II, the shut-off body 14 being lifted by the spring forces of the springs 17, 18, 19 after pressure equalization and remaining in this position. At the same time, the spring force of the spring 21 brings the shut-off body 15 against the force of the spring 13 into the central position, where it is kept in equilibrium. If, for example, the line in which the liquid gas flows tears, the liquid gas pressure already in the boiler will cause it. and pressed by the spring 21 of the shut-off body 14 on its seat 16, against the spring pressure of the external spring 18. Because the shut-off body 14 closes, a relief of the spring 21 occurs, so that by means of the spring force 13 and the Gas pressure, a quick-action closure of the shut-off body 15 also takes place. If, in the event that, for example, there is a risk of fire, the hand lever 42 is moved from position II to transport position I by actuation by hand, then the spring force of the external spring 18 is canceled by this movement, which also occurs after each filling. or emptying operation takes place so that the spring forces 21, 13 acting on the shut-off bodies 14, 15 as well as the pressures of the liquid gas and those of the vaporous medium move the shut-off bodies 14, 15 into the transport position, i.e. H. bring it into the closed position. Analogous to the disaster in which the liquefied gas hose or the connecting pipe is destroyed by external influences and both shut-off bodies 14, 15 are quickly closed, the invention also provides the possibility of immediate closing of both shut-off bodies 14, 15 one after the other if the vaporous medium occurs the drain hose is leaking or even tearing. The shut-off body 15 is pressed onto the seat 20 by a resulting increased gas velocity and the shut-off body 14 is brought into the closed position counter to the external spring force 18 by the somewhat increased force of the spring 21. Patent claims: 1. Sicherheitsvorrichtung zum Füllen und Entleeren, von Flüssigkeitsbehältern, mit einer Flüssigkeits- und einer Dampfausgleichsleitung, dadurch gekennzeichnet, daß die Absperrkörper zum Absperren der beiden Leitungen, die von außen willkürlich betätigt werden, können, entgegen einer in Öffnungsrichtung wirkenden Feder- oder Gewichtsbelastung bei übermäßig hoher Durchflußgeschwindigkeit von der Strömung in Schließlage1. Safety device for filling and emptying of liquid containers, with a liquid and a steam equalization line, characterized in that the shut-off bodies for shutting off of the two lines that are arbitrarily activated from the outside, contrary to an in Opening direction acting spring or weight load at excessively high flow rate of the flow in the closed position
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