DE1237800B - Einseitig auf einer federnden Waegevorrichtung abgestuetzter Fluessigkeitssammelbehaelter - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

GOIg

Deutsche Kl.: 42 f-31/07

Nummer: 1 237 800

Aktenzeichen: U8876IXc/42f

Anmeldetag: 18. April 1962

Auslegetag: 30. März 1967

Die Erfindung betrifft einen einseitig auf einer federnden Wägevorrichtung abgestützten, senkrecht stehenden und geschlossenen Flüssigkeitssammelbehälter, welcher über eine Flüssigkeitsleitung mit darin angeordneten Ventilen füll- und entleerbar ist, wobei 5 während der Füllung des Behälter dieser über eine in ihn hineinragende, druckdichte Leitung mit der Außenluft verbunden ist und beim Erreichen einer gewichtsmäßig vorbestimmten Füllung infolge seiner hierdurch hervorgerufenen Neigung einen Steuerkolben in der druckdichten Leitung verschiebt, womit diese von der Außenluft abgetrennt und an eine Druckluftquelle zur Entleerung des sich hierbei wieder aufrichtenden Behälters unter gleichzeitiger Umschaltung der Ventile angeschlossen ist. Derartige Flüssigkeitssammelbehälter sollen erst nach Ansammeln einer größeren Flüssigkeitsmenge entleert werden, um beispielsweise die Weiterleitung gesammelter Flüssigkeit mit stärkerer Strömung durchführen zu können oder bei anschließendem Fördern auf höheres Niveau einen aufwendigen Dauerbetrieb von Pumpen zu vermeiden. Solche Sammelbehälter werden vornehmlich in Abwasseranlagen und zum Sammeln und Weiterleiten von nur in geringer Zulaufmenge anfallenden industriellen Abwässern benötigt.

Es ist bekannt, einen derartigen Sammelbehälter auf einem mit Ein- und Auslaßventilen versehenen Abschnitt einer Flüssigkeitsleitung anzuordnen, dabei eine nachgiebige Verbindung zwischen dem Behälter und der Flüssigkeitsleitung vorzusehen und den Behälterboden einseitig an einer Wäge- und Schaltvorrichtung derart abzustützen, daß er bei zunehmender Füllung unter Wirkung des ansteigenden Gewichtes einen verstärkten Druck auf die Wäge- und Schaltvorrichtung ausübt und hierdurch eine mechanische oder elektrische Schaltgebung auslöst. Der Behälter ist dabei mit einer Leitung versehen, die beim Füllen des Behälters mit der Außenluft verbunden ist, durch die Schaltgebung aber von der Außenluft abgetrennt und an eine Druckmittelzuführung angeschlossen wird, worauf der Behälter durch Einleitung eines Druckmittels entleert und seine Wäge- und Schaltvorrichtung unter gleichzeitiger Umschaltung der Druckmittelleitung wieder entlastet wird.

Es ist ferner bekannt, einen solchen Sammelbehälter unabhängig von der Flüssigkeitsleitung am Boden abzustützen und eine einseitig angeordnete Bodenstütze als Wäge- und Schaltvorrichtung elastisch auszubilden, damit der Behälter durch die beim Entleeren eintretende Gewichtsverminderung unter zusätzlicher Einwirkung der Rückstellkraft seiner elastischen Abstützung wieder in die Ausgangslage zu-Einseitig auf einer federnden Wägevorrichtung
abgestützter Flüssigkeitssammelbehälter

Anmelder:

Union Tank Car Company,

Chicago, JH. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. G. Weinhausen, Patentanwalt,
München 22, Widenmayerstr. 46

Als Erfinder benannt:
Frank George Weis,
Kansas City, Mo. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 18. April 1961 (103 755)

rückkehrt. Während der Füllung ist der Behälter dabei über eine druckdichte Leitung mit der Außenluft verbunden und verschiebt bei Erreichen einer bestimmten Füllung und hierdurch verursachten Neigung durch elektrische Schaltgebung einen Steuerkolben in der druckdichten Leitung, womit diese von der Außenluft abgetrennt und an eine Druckluftquelle zur Entleerung des Behälters angeschlossen wird.

Die Entleerungsvorrichtung nach der Erfindung ist auf eine besondere Ausbildung der Lagerung des Sammelbehälters gerichtet, die es ermöglicht, den Sammelbehälter frei tragend ohne sonstige Abstützung starr auf der Flüssigkeitsleitung anzuordnen und ihn durch eine federnde Rückstellkraft der Flüssigkeitsleitung in die Ausgangslage zurückzubringen. Hierdurch können nachgiebige Zwischenglieder in der Flüssigkeitsleitung und die zusätzliche Abstützung des Behälters an einer einseitig angeordneten Wägevorrichtung entfallen. Ferner bedarf es auch keiner zusätzlichen Rückstellfedern, die bei länger anhaltender Belastung ermüden und hierdurch die Funktionssicherheit der Anlage beeinträchtigen können. Diese Aufgabe wird nun dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß der Sammelbehälter, in an sich bekannter Weise auf der Flüssigkeitsleitung von oben aufsitzend, einseitig überstehend mit einem tordierbaren, als Wägevorrichtung dienenden Abschnitt der Flüssigkeitsleitung starr verbunden ist.

Sonstige Erfindungsmerkmale, die sich aus dieser besonderen Anordnung und Ausführung des Behäl-

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ters und der Flüssigkeitsleitung für die weitere Aus- Bei der elektrischen Schaltung nach F i g. 9 ist die gestaltung der Entleerungsvorrichtung nach der Er- eine Klemme der Wicklung eines Relais 66 mit der findung ergeben, sind in den Unteransprüchen ge- einen Klemme der Wicklung eines Elektromagneten

kennzeichnet. 68 zur Betätigung des Dreiwegehahns 56 verbunden.

Die Erfindung ist an Hand der Zeichnungen mit 5 Die anderen Klemmen der Wicklungen 66 und 68 unterschiedlichen Ausbildungen der ihr zugeordneten sind bei 118 bzw. 74 geerdet, so daß die beiden

Schaltmittel näher erläutert. Es stellt dar Wicklungen parallel geschaltet sind. Der im Ruhe-

Fig. 1 die Seitenansicht eines Sammelbehälters auf zustand offene Schalter 30, der Ruhekontakt 70 des

der Stirnseite der ihm zugeordneten Flüssigkeitslei- Relais 66 und die nicht geerdeten Klemmen der Wick-

tung, ίο hingen 66 und 68 sind in Reihe geschaltet und mit

Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch den Behäl- dem einen Pol einer Energiequelle, z. B. eines Netz-

ter längs der Linie 2-2 von F i g. 3, transf ormators 64, verbunden. Der andere Pol dieser

F i g. 3 eine Ansicht des Behälters quer zur FIüs- Energiequelle ist bei 72 geerdet. Parallel zu der

sigkeitsleitung, Reihenschaltung des Schalters 30 und des Ruhekon-

Fig. 4 einen waagerechten Schnitt nach Linie 4-4 15 takts 70 liegt der im Ruhezustand offene Schalter 32,

von F i g. 3, der bei 69 mit der Energiequelle verbunden ist.

Fig. 5 eine dem Behälter zugeordnete Schaltvor- Eine andere Schaltvorrichtung für den Behälter ist

richtung im senkrechten Schnitt, in F i g. 5 dargestellt. Hier wird die pneumatische

F i g. 6 bis 8 den Behälter in schematischer An- Entleerung des Behälters 12 durch eine mechanische

sieht nach F i g. 1 in unterschiedlichen Schaltstellun- 20 Schaltgebung eingeleitet. Hierzu ist am Behälter 12

gen beim Füllungsbeginn, ferner bei Teilfüllung und eine Buchse 76 befestigt, deren Stirnseite 86 ein kreis-

bei voller Füllung, wobei ein im Behälter befindliches förmiges Loch 88 aufweist. An der senkrechten Leiste

Entlüftungsrohr und die Füllhöhen des Behälters ge- 28 ist ein Absperrschieber 92 mit Kolben 90 befestigt,

strichelt dargestellt sind, und Der Schieber 92 weist Seitenwände 94 und 96 und

F i g. 9 ein Schaltbild für eine elektrische Schalt- 25 Stirnwände 98 und 100 auf. Die Stirnwand 98 be-

vorrichtung. grenzt die Verschiebung des Kolbens 90 nach außen,

Die gesamte Vorrichtung 10 weist einen geschlos- und die Stirnwand 100 ist dem Behälter 12 zugesenen Sammelbehälter 12 mit abgerundeter Decke 14, kehrt. Der Kolben 90 ist an diesem Ende mit einer zylindrischer Wand 16 und nach der Seite und unten Stange 102 versehen, die das Loch 88 durchragt und kegelförmig zulaufendem Unterteil 18 auf. Der Behäl- 30 innerhalb der Buchse 76 einen Kopf 104 trägt. Letzter^ sitzt auf einer Rohrleitung 20. Sein Unterteil terer hat ein vorbestimmtes Spiel in der Buchse 76. 18 ist durch eine Schweißnaht21 (Fig. 3) fest mit Der Kolben90 ist mit zwei Querbohrungen 106 und einem tordierbaren, d. h. als Drehstabfeder ausgebil- 108 versehen. Die Bohrung 106 verbindet das Entdeten Abschnitt22 der Rohrleitung 20 verbunden. lüftungsrohr 44 mit dem Stutzen 58 (Fig. 9), wenn Dabei ist der Behälter 12 frei tragend und unsymme- 35 der Kolben 90 an der Stirnwand 98 anliegt. In dietrisch auf der Rohrleitung 20 angeordnet, so daß er sem Fall ist die Bohrung 108 durch die Wände 94 ihren Abschnitt 22 infolge seines Gewichts zu drehen und 96 beiderseits geschlossen. Legt sich der Kolben versucht. 90 gegen die Stirnwand 100 an, so verbindet die Boh-

Zwei etwa trapezförmige Stützen 24 und 26 sind rung 108 das Entlüftungsrohr 44 mit dem Stutzen 60.

an den Enden des Abschnitts 22 der Rohrleitung 20 40 In diesem Fall ist die Bohrung 106 beiderseits ver-

zu beiden Seiten des Behälters 12 befestigt und an schlossen. Die Bohrung 108 steht über eine engere

einem Fundament abgestützt. Die Stützen 24 und 26 Bohrung 110 mit der Stirnseite 112 des Kolbens 90

erstrecken sich etwa horizontal nach derjenigen Seite, in Verbindung.

auf der sich das größere Volumen des Behälters 12 Im Betrieb befindet sich die Vorrichtung 10 an

befindet. An der Stütze 24 ist eine senkrechte Leiste 45 einer geeigneten Stelle, um Abwasser oder andere

28 befestigt, die an einem oberen Ansatz 34 zwei bei Flüssigkeit aufzunehmen. Das Rückschlagventil 54 ist

senkrechter Stellung des Behälters offene, abgefederte zwischen dem Flüssigkeitszulauf und dem Behälter

Schalter 30 und 32 trägt. 12 so angeordnet, daß die Flüssigkeit nur in Richtung

Der Behälter 12 weist im Bereich der Schalter des Behälters 12 fließen kann. Sie strömt durch die gleichfalls einen äußeren Ansatz 36 mit Anschlägen 5° Leitung 20 und durch das Loch 42 in den Behälter 12. 38 und 40 auf, welche die Schalter 30 und 32 be- Der Innenraum des Behälters 12 steht über das Enttätigen, wenn sich der Abstand zwischen den An- lüftungsrohr 44 und den Hahn 56 mit der Außenluft sätzen 34 und 36 vermindert. in Verbindung. Infolgedessen kann die Flüssigkeit in

Die Rohrleitung 20 steht durch ein Loch 42 mit den Behälter 12 einströmen und frei emporsteigen,

dem Behälter 12 in Verbindung. Ein Entlüftungsrohr 55 ohne daß der Luftdruck im Behälter 12 zunimmt.

44 tritt bei 46 in die Rohrleitung 20 ein, erstreckt Wenn sich im Behälter 12 Flüssigkeit ansammelt,

sich axial darin und ragt durch das Loch 42 beruh- so liegt ihr größeres Volumen und Gewicht unsymme-

rungsfrei in den Behälter 12. Der im Behälter 12 be- irisch auf einer Seite des tordierbaren Abschnitts 22

findliche Teil 48 des Entlüfrungsrohrs mündet bei 50 der Rohrleitung 20. Bei zunehmender Füllung erfährt

kurz unter der Behälterdecke 14. 60 der Abschnitt 22 eine Torsion, wobei sich der Be-

Beiderseits des tordierbaren Abschnitts 22 sind in hälter 12 nach der Seite des größeren Gewichtes neigt, der Rohrleitung 20 Rückschlagventile 52 und 54 ange- Der Abschnitt 22 besteht zu diesem Zweck aus federnordnet. Das Entlüftungsrohr 44 führt gemäß Fig. 9 dem Stahl und kann daher eine elastische Torsionsaußerhalb des Behälters 12 zu einem Dreiwegehahn verformung aufnehmen. Er ist zwischen den Stützen 56, von dem es entweder über einen Stutzen 58 mit 65 24 und 26 angeordnet, die den übrigen Teil der Leider Außenluft oder über eine Leitung 60 mit einer tung 20 festhalten und am Boden abstützen.
Druckluftquelle 62 in Verbindung gebracht werden Beim Neigen des Behälters 12 nähert sich sein Ankann, satz 36 den Schaltern 30 und 32. Diese sind so an-

geordnet, daß der Anschlag 38 den Schalter 30 berührt, bevor der Anschlag 40 den Schalter 32 berührt. Bei ausreichender Neigung des Behälters 12 schließt der Anschlag 38 den Schalter 30 gegen die Kraft seiner Feder 114. Wie Fig. 9 veranschaulicht, wird hierdurch jedoch noch kein elektrischer Stromkreis geschlossen, so daß weiterhin Flüssigkeit in den Behälter 12 strömen kann. Hat die Flüssigkeit jedoch eine vorbestimmte Höhe erreicht, die einer nahezu vollständigen Füllung des Behälters entspricht, jedoch noch unterhalb der Mündung 50 des Steigrohres 48 liegt, so wird der Behälter 12 so weit verschwenkt, daß der Anschlag 40 den Schalter 32 gegen die Kraft seiner Feder 116 schließt. Dadurch wird, wie aus F i g. 9 erkennbar ist, ein Stromkreis geschlossen, der das Relais 66 und den Elektromagneten 68 zum Anzug bringt. Das Relais 66 schließt seinen Selbsthaltekontakt 70, wodurch der Stromkreis über Schalter 30 geschlossen wird.

Der Elektromagnet 68 betätigt den Dreiwegehahn 56, so daß die Verbindung des Innenraumes des Behälters 12 mit der Außenluft gesperrt und das Entlüftungsrohr 44 mit der Druckluftquelle 62 verbunden wird. Die Druckluft drückt die im Behälter 12 befindliche Flüssigkeit durch das Rückschlagventil 52 in eine Abflußleitung. Wenn der Luftdruck genügend groß ist, kann die Abflußleitung höher als die Wägevorrichtung liegen, ohne daß dies die Entleerung des Behälters 12 stört.

Nimmt das Gewicht der im Behälter 12 befindliehen Flüssigkeit beim Entleeren ab, so richtet sich der Behälter 12 durch die Rückstellkraft des elastischen Abschnitts 22 wieder auf. Hierbei wird zuerst der Anschlag 40 vom Schalter 32 gehoben, wodurch sich dieser unter der Wirkung der Feder 116 öffnet. Die Wicklungen 66 und 68 bleiben aber weiter über den Schalter 30 und den Kontakt 70 unter Strom. Der Dreiwegehahn 56 bleibt daher unverstellt, so daß der Behälter 12 weiterhin noch entleert wird. Erst bei Rückkehr des Behälters 12 in seine Ausgangslage kommt auch der Anschlag 38 vom Schalter 30 frei, wodurch dieser sich öffnet. Nun wird der Speisestromkreis für die Wicklungen 66 und 68 unterbrochen, wodurch der Ruhekontakt 70 abfällt und der Dreiwegehahn 56 in seine Ausgangsstellung zurückkehrt, so daß die Druckluft 62 abgeschaltet und das Entlüftungsrohr 44 mit der Außenluft verbunden wird. Damit ist der Behälter 12 wieder bereit, neue Flüssigkeit durch die Leitung 20 aufzunehmen und zu sammeln, bis die Entleerung von neuem beginnt. Das ganze Arbeitsspiel läuft selbsttätig ab.

Ist im Bereich der Entleerungsvorrichtung elektrische Energie nicht ohne weiteres verfügbar, so kann die periodische Entleerung auf andere Weise, z. B. in der in F i g. 5 dargestellten Weise, erfolgen. Wenn sich hier der Behälter 12 in seiner Ruhestellung befindet, also leer ist, liegt der Kopf 104 gegen die Kolbenstange 102 am Behälter 12 an. Damit drückt der Behälter 12 den Kolben 90 in die dargestellte Lage. In dieser Stellung steht das Entlüftungsrohr 44 über die Bohrung 106 mit der Außenluft in Verbindung.

Füllt sich der Behälter 12, so neigt er sich in der oben beschriebenen Weise. Die Buchse 76 macht diese Bewegung mit, aber der Kolben 90 wird erst verschoben, wenn der Behälter 12 so weit verschwenkt worden ist, daß die Wand 86 der Buchse 76 den Stangenkopf 104 mitnimmt. Bei weiterer Füllung des Behälters 12 gelangt schließlich der Kolben 90 in diejenige Stellung, in welcher seine Stirnwand 120 die Stirnwand 100 des Gehäuses berührt. Dadurch wird das Entlüftungsrohr 44 über die Bohrung 108 mit der Druckluftquelle 62 verbunden und der Behälter 12 in der beschriebenen Weise entleert. Da die Wand 86 vom Behälter 12 entfernt ist und der Stangenkopf 104 sich innerhalb der Buchse 76 frei verschieben kann, bewirkt die Rückkehr des Behälters 12 in seine Ausgangslage bei der Entleerung erst dann eine Verschiebung des Kolbens 90, wenn der Stangenkopf 104 vom Behälter 12 berührt wird. Dieses Spiel kann so eingestellt werden, daß der Kolben 90 erst wieder in die Ausgangslage zurückkehrt, wenn der Behälter 12 vollständig entleert ist.

Die Verstellung des Kolbens 90 kurz vor der vollständigen Füllung des Behälters 12 kann dazu führen, daß die Verbindung mit der Außenluft bereits unterbrochen ist, so daß nicht mehr genügend Flüssigkeit in den Behälter 12 eintreten kann, um eine vollständige Verschiebung des Kolbens 90 zu erzielen. Um dies zu verhindern, ist die Bohrung 110 vorgesehen. Der Luftdruck, der in der Bohrung 108 herrscht, kann infolgedessen gegen die Stirnwand 98 drücken und den Kolben 90 in seine Endstellung bringen, in welcher das Ende 120 die Stirnwand 100 berührt. Dadurch wird der Kolben 90 kraftschlüssig verschoben und die Entlüftung vollständig abgeschaltet, während gleichzeitig die Druckluft vollständig eingeschaltet wird.

Auch hier wiederholt sich das Spiel selbsttätig in gleicher Weise wie bei der elektrischen Schaltgebung. Die Anwendung der Entleerungsvorrichtung nach der Erfindung ist nicht auf Abwasserbeseitigungsanlagen beschränkt.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Einseitig auf einer federnden Wägevorrichtung abgestützter, senkrecht stehender und geschlossener Flüssigkeitssammelbehälter, welcher über eine Flüssigkeitsleitung mit darin angeordneten Ventilen füll- und entleerbar ist, wobei während der Füllung des Behälters dieser über eine in ihn hineinragende, druckdichte Leitung mit der Außenluft verbunden ist und beim Erreichen einer gewichtsmäßig vorbestimmten Füllung infolge seiner hierdurch hervorgerufenen Neigung einen Steuerkolben in der druckdichten Leitung verschiebt, womit diese von der Außenluft abgetrennt und an eine Druckluftquelle zur Entleerung des sich hierbei wieder aufrichtenden Behälters unter gleichzeitiger Umschaltung der Ventile angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (12), in an sich bekannter Weise auf der Flüssigkeitsleitung (20, 22) von oben aufsitzend, einseitig überstehend mit einem tordierbaren, als Wägevorrichtung dienenden Abschnitt (22) der Flüssigkeitsleitung starr verbunden ist.

2. Einseitig auf einer Wägevorrichtung abgestützter Flüssigkeitssammelbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (90) direkt durch die Neigung des Behälters verschiebbar ist.

3. Einseitig auf einer Wägevorrichtung abgestützter Flüssigkeitssammelbehälter nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die druckdichte Leitung (44,48) durch den tor-

dierbaren Abschnitt der Flüssigkeitsleitung von unten über den Anschluß (42) des Behälters auf der Flüssigkeitsleitung in den Behälter eingeführt ist und im oberen Teil des Behälters ausmündet.

4. Einseitig auf einer Wägevorrichtung abgestützter Flüssigkeitssammelbehälter nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben aus einem Drehschieber (56) besteht und in bekannter Weise durch bei der Neigung des Behälters betätigte, elektrische Kontakte (30, 32) verstellbar ist.

5. Einseitig auf einer Wägevorrichtung abgestützter Flüssigkeitssammelbehälter nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (90) zwei Durchlässe (106,108) zur abwechselnden Verbindung der druckdichten Leitung (44, 48) mit der Außenluft und der Druckluftquelle (62) aufweist.

In Betracht gezogene Druckschriften:

USA.-Patentschriften Nr. 2 779 562, 2 899 908.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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