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Gasmeßverhüter für Tankanlagen zur Ausgabe flüssiger Treibstoffe Die
Erfindung betrifft einen Gasmeßverhüter für Tankanlagen zur Abgabe flüssiger Kraftstoffe,
bei denen in der zum Meßgerät führenden Rohrleitung ein vom Druck der Flüssigkeit
gesteuertes Differential-Absperrventil eingebaut ist.
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Die bisher bekanntgewordenen Zapfgeräte hatten den Nachteil, daß
zur Abscheidung der im Treibstoff enthaltenen Gas- und Luftblasen vor dem Messen
Gefäße großen Inhalts vorgesehen waren, in denen die hindurchströmende Flüssigkeit
- oft mittels besonderer, zusätzlich eingebauter Führungsrohre, -bleche oder Trennwände
- beruhigt wurde, so daß die Gas- oder Luftblasen aus der Flüssigkeit austraten
und dann beispielsweise im oberen Teil des Gefäßes gesammelt werden konnten, was
nicht nur eine verwickelte und teure Bauart zur Folge hatte, sondern auch einen
großen Platzbedarf der Anlage selbst verursachte.
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Ein weiterer Nachteil dieser Zapfgeräte bestand auch darin, daß für
die Gas- oder Luftblasen, die aus der Flüssigkeit ausgeschieden wurden, besondere
Sammelräume im oberen Teil der Abscheidegefäße vorgesehen werden mußte, durch die
der vorhandene Raum für diese Zapfgeräte weiter stark vergrößert wurde.
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Es ist weiterhin bekannt, an Stelle dieser Abscheidevorrichtungen
Zentrifugalabscheider zu verwenden, in denen die in Rotation versetzte Flüssigkeit
infolge der unterschiedlichen spezifischen Gewichte von den gasförmigen Bestandteilen
befreit wird. Diese Abscheider haben wiederum den Nachteil, daß außer den großen
Herstellungskosten auch noch ein großer Kraftbedarf erforderlich war, was den Betrieb
der Anlage zusätzlich verteuerte.
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Bei Zapfgeräten dieser Art ist es auch schon bekannt, die ausgesonderten
gasförmigen Bestandteile beispielsweise durch Düsen ins Freie abzuführen.
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Diese Maßnahme hatte aber wiederum den Nachteil, daß durch die ständig
offenen Düsen ein Druckverlust und dadurch eine Verminderung der Förderleistung
verursacht wurde. Um diesen Mangel abzustellen, wurde bereits vorgeschlagen, diese
Düsen mit schwimmgesteuerten Ventilen zu versehen, wodurch diese Zapfgeräte noch
komplizierter und teurer wurden. Diese Anlagen haben weiterhin den Nachteil einer
begrenzten Wirkung, da sie nur dann einwandfrei arbeiten, wenn der Anteil an Gas-
oder Luftblasen in der Flüssigkeit genügend groß ist, d. h., die im oberen Teil
der Vorrichtungen angesammelten Gas- oder Luftmengen müssen so viel Flüssigkeit
verdrängen, daß der Schwimmer tief genug absinken und somit die Belüftungsdüse weit
genug öffnen kann. Bei
kleineren Gasansammlungen öffnet das schwimmergesteuerte Ventil
die Düse überhaupt nicht oder erst nach längerer Zeit. Inzwischen reißt die durch
die Vorrichtung hindurchströmende Flüssigkeit Teile der angesammelten Gas- oder
Luftmenge mit und fördert sie in das Durchflußmeßgerät, wo die Gasbestandteile mit
vermessen werden. Dadurch entstehen Fehler, die vermieden werden müssen.
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Alle diese Nachteile und Schwierigkeiten werden mit der Erfindung
dadurch vermieden, daß ein mit der Außenluft in Verbindung stehender, mit einem
schwimmergesteuerten Ventil versehener Flüssigkeitsbehälter an das Absperrventilgehäuse
angeschlossen ist und daß in der Verbindungsleitung ein mit einer Feder belasteter
Kolbenschieber eingebaut ist, dessen Büchse durch eine axial zum Kolbenschieber
angeordnete Bohrung mit einem Blendengehäuse in Verbindung steht, in dem eine schwenkbare
Blende und eine das Blendengehäuse mit der Trennkammer verbindende Düse derart angeordnet
sind, daß die Düse, die Blendenöffnung, die Bohrung und der Kolbenschieber eine
gemeinsame Mittelachse haben.
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Diese Erfindung hat den Vorteil, daß das Absperrventil sofort geschlossen
wird, wenn die Zapfflüssigkeit Gasblasen enthält, da der den Kolbenschieber gegen
die Wirkung der Feder in seiner Offenstellung haltende Staudruck des aus der Düse
austretenden Flüssigkeitsstrahles sofort zusammenbricht, wenn der Flüssigkeitsstrahl
durch Gasblasen verwirbelt wird und die Lochblende so auslenkt, daß der Flüssigkeitsstrahl
nicht mehr auf den Kolbenschieber einwirken kann. Auf diese Weise wird eine fehlerfreie
und eichgerechte Messung der verzapften Flüssigkeit gewährleistet.
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Weiterhin hat der Gasmeßverhüter nach der Erfindung den Vorteil eines
sehr geringen Platzbedarfs, da große dem Messer vorgeschaltete Gefäße mit
Trennwänden
und Führungsrohren zur Beruhigung der Flüssigkeit überflüssig sind. Desgleichen
sind Sammelräume für die abgeschiedenen Gas- und Luftblasen entbehrlich.
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Gegenüber den bekannten Zentrifugalabscheidern hat die Erfindung
den Vorteil geringer Herstellungskosten. Im Betrieb arbeitet der Gasmeßverhüter
praktisch wartungsfrei und ohne jeden zusätzlichen Kraftaufwand.
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Schließlich ergibt sich auch noch der Vorteil, daß das Gerät nach
der Erfindung auch dann einwandfrei und zuverlässig arbeitet, wenn nur ein kleiner
Anteil an Gas- und Luftblasen in der Flüssigkeit vorhanden ist. Dabei sinkt der
Druck in der Förderleitung nicht ab, da nur eine einzige kleine Düse vorhanden ist.
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Der Gegenstand der Erfindung wird durch die Zeichnungen an Hand eines
Ausführungsbeispiels näher erläutert, und zwar zeigt Fig. 1 den Gegenstand der Erfindung
in einem senkrechten Querschnitt, Fig. 2 einen Ausschnitt des Gegenstandes der F
i g. 1 in schematischer Darstellung beim Durchfluß einer blasenfreien Zapfflüssigkeit
und F i g. 3 den Gegenstand der F i g. 2 beim Durchfluß einer mit Gas- oder Luftblasen
durchsetzten Zapfflüssigkeit.
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Wie die Zeichnungen erkennen lassen, ist mit 1 die Trennkammer für
gasförmige und flüssige Bestandteile bezeichnet, in die das von der Pumpe kommende
Druckrohr 2 hineinragt. Über der Öffnung des Druckrohres 2 ist ein Prallblech 3
angeordnet, das die ausströmende Flüssigkeit nach unten umlenkt. Im unteren Teil
der Trennkammer 1 ist eine Rohrleitung 17 angeschlossen, an die eine Absperrventilkammer
25 angeflanscht ist. Diese Absperrventilkammer wird durch eine Zwischenwand 24 in
zwei Räume unterteilt.
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Der untere Raum weist einen Anschlußstutzen 18 auf, an den das in
der Zeichnung nicht dargestellte Meßgerät angeschlossen wird.
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In der Zwischenwand 24 ist die Ventilstange 14 geführt, die eine
axiale Bohrung 16 aufweist. Die Ventilstange 14 trägt an ihrem unteren Ende einen
Ventilteller 15 und an ihrem oberen Ende einen Ventilkolben 28, der mit einer Manschette
gegen das Gehäuse 25 abgedichtet ist. Über eine Verbindungsleitung 19 ist das Absperrventilgehäuse
25 an einen Flüssigkeitsbehälter 11 angeschlossen, der über ein Belüftungsrohr 12
mit der Außenluft in Verbindung steht und an seiner tiefsten Stelle ein schwimmergesteuertes
Ventil 13 aufweist.
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Das schwimmergesteuerte Ventil 13 öffnet eine nicht dargestellte
Rücklaufleitung, welche mit dem Vorratsbehälter bzw. mit dem Sauganschluß der Förderpumpe
verbunden ist, sobald der Flüssigkeitsstand im Behälter 11 ein bestimmtes Niveau
überschreitet.
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Der Flüssigkeitsbehälter 11 ist außerdem durch eine Druckausgleichleitung
22 mit dem Raum zwischen dem Ventilkolbe 28 und der Zwischenwand 24 im Absperrventilgehäuse
25 verbunden.
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In die Verbindungsleitung 19 ist ein von einer Feder 10 belasteter
Kolbenschieber 7 eingebaut, der eine Ringnut 23 aufweist, die die Bohrungen 20 und
21 in der Kolbenbüchse 6 miteinander verbindet. Koaxial zum Kolbenschieber ist im
unteren Boden der Kolbenbüchse 6 eine Bohrung 8 vorgesehen, die die Kolbenbüchse
mit dem Blendengehäuse 26 verbindet.
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In diesem Blendengehäuse 26 ist eine mit einer Öffnung 9 versehene
Blende 5 verschwenkbar angeordnet. Am unteren Ende des Blendengehäuses 26 mündet
die Düse 4, die in die Trennkammer 1 eingebaut ist, in das Blendengehäuse 26.
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Die Düse 4, die Öffnung9 in der Blende 5, die Bohrung 8 in der Kolbenbüchse
6 und der Kolbenschieber 7 sind genau axial zueinander angeordnet.
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In dem Mantel des Blendengehäuses 26 sind Öffnungen 27 vorgesehen,
durch die das Blendengehäuse 26 mit dem Flüssigkeitsbehälter 11 in Verbindung steht.
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Die Wirkungsweise des Gerätes ist folgende: Die Förderpumpe fördert
durch das Rohr 2 Flüssigkeit in die Trennkammer 1. Die einströmende Flüssigkeit
strömt gegen das Prallblech 3, wird dadurch nach unten umgelenkt und füllt nach
und nach die Trennkammer. Unter dem Einfluß des Pumpendruckes wird ein Teil der
Flüssigkeit durch die Düse 4 hindurchgepreßt und verläßt diese in einem scharf gebündelten
Strahl. Diese Bündelung ist nur dann vorhanden, wenn die Flüssigkeit keine Gas-
oder Luftblasen enthält. Der gebündelte Strahl geht durch die Öffnung 9 der Blende
5 hindurch und tritt durch die Bohrung 8 in die Kolbenbüchse 6 des Kolbenschiebers
7 ein. In der Kolbenbüchse 6 entsteht vor der Stirnfläche des Kolbens ein Staudruck,
unter dessen Einfluß der Kolben 7 gegen die vorgespannte Feder 10 verschoben wird.
Beim Verschieben des Kolbens 7 wird mittels der am Kolben angebrachten Ringnut 23
eine Verbindung zwischen den Bohrungen 20 und 21 der Kolbenbüchse hergestellt.
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Gleichzeitig gelangt Flüssigkeit durch die Rohrleitung 17 zum Absperrventil
15 und durch die Bohrung 16 in der Ventilstange 14 vor den Ventilkolben 28 und in
die Verbindungsleitung 19. Solange der Kolbenschieber 7 noch nicht unter der Einwirkung
des Staudruckes in die Stellung verschoben worden ist, in welcher eine Verbindung
der Bohrungen 20 und 21 hergestellt ist, herrscht in der Rohrleitung 17 vor dem
Ventilteller 15 und in der Verbindungsleitung 19 vor dem Ventilkolben 28 der volle
Pumpendruck. Da die Fläche des Ventilkolbens 28 größer ist als die Fläche des Ventiltellers
15 und da die Flüssigkeit vor dem Ventilkolben 28 noch nicht durch die Verbindungsleitung
19 abfließen kann, bleibt das Absperrventil geschlossen, und durch die Anschlußleitung
18 gelangt keine Flüssigkeit zum Meßgerät.
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Erst nachdem durch die Verschiebung des Kolbenschiebers 7 unter dem
Einfluß des Staudruckes über die Ringnut 23 eine Verbindung der Bohrungen 20 und
21 hergestellt worden ist, kann die Flüssigkeit vor dem Ventilkolben 28 in den drucklosen
Flüssigkeitsbehälter 11 durch die Verbindungsleitung 19, die Bohrung 20, die Ringnut
23 und die Bohrung 21 abfließen. Dadurch vermindert sich der Druck vor dem Ventilkolben28,
und das Ventil 15 wird unter der Wirkung des Überdruckes in der Rohrleitung 17 von
seinem Sitz abgehoben. Die Durchflußmessung kann nunmehr beginnen.
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Ist die zu messende Flüssigkeit mit Gas- oder Luftblasen durchsetzt,
so tritt aus der Düse 4 kein gebündelter Strahl aus; vielmehr wird durch die sich
entspannenden Gas- oder Luftblasen der Flüssigkeitsstrahl beim Austritt aus der
Düse 4 heftig verwirbelt und prallt auf die bewegliche Blende 5 auf.
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Die Blende 5 wird durch den Druck aus ihrer Normallage verschwenkt,
wodurch die Öffnung 9 in
der Blende 5 aus der Achse der Düse 4 und
der Bohrung 8 in der Kolbenbüchse 6 ausgelenkt wird. Es gelangt somit keine Flüssigkeit
mehr durch die Bohrung 8 hindurch vor den Kolbenschieber7, so daß dort der Staudruck
zusammenbricht.
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Der Kolbenschieber 7 bewegt sich unter Wirkung der vorgespannten
Feder 10 in die Schließstellung, und die Verbindung zwischen den Bohrungen 20 und
21 wird unterbrochen (Fig. 3). Nunmehr kann aus der Verbindungsleitung 19 keine
Flüssigkeit mehr austreten, und der volle Pumpendruck steht vor dem Ventilkolben
28. Dadurch wird das Absperrventil geschlossen, die Messung bleibt so lange unterbrochen,
wie Gas- oder Luftblasen in der zu messenden Flüssigkeit enthalten sind. Erst nachdem
die Ursache des Eintretens von Gas- oder Luftblasen in den Flüssigkeitsstrom beseitigt
worden ist, kann die Anlage wieder in Betrieb genommen werden.