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Flüssigkeitsabfüllgerät Die Erfindung betrifft ein Flüssigkeitsabfüllgerät,
insbesondere für leichtflüchtige Flüssigkeiten, mit einem Innenbordauslegerabschnitt,
der zwei im wesentlichen parallel zueinander verlaufende Leitungen aufweist, von
denen die eine starr ist und der Flüssigkeitszufuhr dient und die andere dem Dampfabzug
dient, mit einem Außenbordauslegerabschnitt, der zwei im wesentlichen parallel zueinander
verlaufende Leitungen aufweist, von denen die eine starr ist und der Flüssigkeitszufuhr
dient und die andere dem Dampfabzug dient, und mit einem Anschlußkopf an den zu
füllenden Behälter, wobei das innere Ende der starren Leitung des Innenbordauslegerabschnitts
über eine von beiden Auslegerabschnitten belastete Drehverbindung mit vertikaler
Achse an ein Flüssigkeitszufuhrrohr und das innere Ende der anderen Leitung des
Innenbordauslegerabschnitts über eine Drehverbindung mit vertikaler Achse an eine
Dampfabzugsleitung angeschlossen ist, bei der das äußere Ende der starren Leitung
des Innenbordauslegerabschnitts mit dem inneren Ende der starren Leitung des Außenbordauslegerabschnitts
über eine Drehverbindung mit vertikaler Achse und eine Drehverbindung mit horizontaler
Achse und das äußere Ende der anderen Leitung des Innenbordauslegerab schnitts mit
dem inneren Ende der anderen Leitung des Außenbordauslegerabschnitts um eine vertikale
und eine horizontale Achse schwenkbar verbunden ist, und wobei das äußere Ende der
starren Leitung des Außenbordauslegerabschnitts über eine Drehverbindung mit horizontaler
Achse mit dem Anschlußkopf verbunden ist und das äußere Ende der anderen Leitung
des Außenbordauslegerabschnitts, Schwenkungen des Anschlußkopfs zulassend, an den
Anschlußkopf angesetzt ist, und wobei für die Verstellung des Außenbordauslegerabschnitts
in vertikaler Ebene ein Kraftgerät vorgesehen ist.
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Bei einem bekannten Flüssigkeitsabfüllgerät dieser Art ist das äußere
um 900 gekrümmte Ende des starren Rohrstücks des Innenbordauslegerabschnitts mit
dem inneren ebenfalls um 900 gekrümmten Ende des starren Rohrstücks des Außenbordauslegerabschnitts
über ein um 900 gekrümmtes Rohrstück verbunden. Die dem Dampfabzug dienende Leitung
besteht aus einem von der Drehverbindung am Dampfabzugsrohr bis zum Anschlußkopf
am Abfüllgefäß durchgehenden Schlauch, der an das starre Rohrstück des Innenbordauslegerabschnitts
und an einer parallel zum starren Rohrstück des Außenbordauslegerabschnitts geführten
Stange angehängt ist.
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Bei dem bekannten Flüssigkeitsabfüllgerät ist die Drehverbindung
zwischen dem inneren Ende des
starren Rohrstücks des Innenbordauslegerabschnitts
und dem Flüssigkeitszufuhrrohr mit dem gesamten von beiden Auslegerabschnitten hervorgerufenen
Drehmoment belastet und das starre Rohrstück des Innenbordauslegerabschnitts einem
hohen, insbesondere von dem Außenbordauslegerabschnitt hervorgerufenen Biegemoment
ausgesetzt. Um diese Belastungen einigermaßen gering zu halten, muß der dem Dampfabzug
dienende Schlauch relativ leicht ausgebildet werden und ebenso auch der Anschlußkopf.
Die erforderliche relativ leichte Ausbildung des Schlauchs hat einerseits zur Folge,
daß der Schlauch leicht beschädigt werden kann und andererseits, daß ihm ein relativ
kleiner Durchmesser gegeben werden muß, so daß eine ausreichende Entlüftung des
Abfüllgefäßes in Frage gestellt ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Flüssigkeitsabfüllgerät
eingangs genannter Art zu schaffen, das wesentlich stabiler ist als das bekannte
und große Mengen entwickelter Dämpfe ohne Schwierigkeit abzuführen gestattet. Das
Flüssigkeitsabfüllgerät soll so stabil sein, daß es im rauhen Betrieb bei der Befüllung
von Eisenbahntankwagen, Lastkraftwagen mit Tankaufbau und unterirdischen Tanklagern,
beispielsweise in Tankstellen, mit praktisch beliebig großer Lebensdauer Verwendung
finden kann.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Flüssigkeitsabfüllgerät dadurch
gekennzeichnet, daß alle Leitungen starre Rohre sind, daß die in den Zu- und Rückleitungen
einander entsprechenden Drehverbindungen
koaxial liegen, und daß
zwischen den koaxialen Drehverbindungen mit vertikaler Achse und den koaxialen Drehverbindungen
mit horizontaler Achse, die sich zwischen dem Innenbordauslegerabschnitt und dem
Außenbordauslegerabschnitt befinden, ein Umlenkt block eingeschaltet ist, der über
Umlenkkanäle einerseits die der Flüssigkeitszufuhr dienenden Rohrstücke und andererseits
die dem Dampf abzug dienenden Rohrstücke miteinander verbindet.
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Bei einem erfindúngsgemäßen Flüssigkeitsabfüllgerät wird das Drehmoment
von Innenbordauslegerabschnitt und Außenbordauslegerabschnitt von den beiden koaxialen
Drehverbindungen aufgenommen, die die inneren Enden der starren Rohrstücke des lnnenbordauslegerabschnitts
mit dem Flüssigkeitszufuhrrohr bzw. mit dem Dampfabzugsrohr verbinden. Das insbesondere
von dem Außenbordauslegerabschnitt bewirkte Biegemoment auf den Innenbordauslegerabschnitt
wird so von beiden starren Rohre stücken des Innenbordauslegerabschnitts aufgenommen,
wobei besonders vorteilhaft ist, daß die beiden starren Rohrstücke des Innenbordauslegerabschnitts
in der Biegeebene übereinanderliegen. Der Querschnitt der dem Dampfabzug dienenden
Rohrstücke kann gleich dem Querschnitt der der Flüssigkeitszuführung dienenden Rohrstücke
gehalten werden, was bedeutet, daß zum Dampfabzug ein hinreichend großer Querschnitt
zur Verfügung steht. Die Möglichkeit einer Beschädigung der dem Dampfabzug dienenden
Rohrstücke ist im Vergleich zur Möglichkeit einer Beschädigung des bekannten, dem
Dampfabzug dienenden Schlauchs gering.
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Bei einem Dampfplätteisen ist an sich eine Dampfzuleitung und eine
Kondenswasserableitung über entsprechende Rohrstücke und einen zwischen diesen angeordneten
Umlenkblock bekannt. Hier besteht jedoch nicht die Aufgabe, das Dampfbügeleisen,
das dem Anschlußkopf des erfindungsgemäßen Flüssigkeitsabfüllgeräts entsprechen
würde, in der Luft zu halten, so daß auf die der Dampfzuleitung und der Kondenswasserableitung
dienenden Rohrstücke kein Biegemoment ausgeübt wird und auch die inneren Enden der
dem Innenbordauslegerabschnitt entsprechenden Rohrstücke nicht an Drehverbindungen
sitzen müssen, die ein Drehmoment aufzunehmen haben. Dementsprechend liegen bei
dem Dampfplätteisen die Rohrstücke, die dem Innenbordauslegerabschnitt entsprechen,
nebeneinander und die Rohrstücke, die dem Außenbordauslegerabschnitt entsprechen,
übereinander.
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Bevorzugt ist in der Durchtrittsöffnung zur Dampfabzugshülse ein
von der Druckdifferenz zwischen dem Abfüllgefäß und der Dampfabzugshülse betätigbares
Rückschlagventil und/oder ein durch Berührung mit einem Anschlag des Abfüllgefäßes
betätigbares Ventil vorgesehen. Dadurch wird beim Anschluß des Anschlußkopfes an
das Abfüllgefäß sofort ein Dampfabzug aus dem Abfüllgefäß ermöglicht.
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Zu relativ geringen Abmessungen des Umlenkblockes bei guten Durchlaßquerschnitten
gelangt man dann, wenn die in dem Umlenkblock befindlichen Umienkkanäle in ihren
Krümmungen elliptische Querschnitte aufweisen, deren kurze Achsen in den Krämmungsebenen
der Krümmungen liegen.
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Die Figuren zeigen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Es stellt
dar Fig. 1 die Draufsicht auf ein Flüssigkeitsabfüllgerät,
F i g. 2 den Aufriß des
Flüssigkeitsabfüllgerätes gemäß F i g. 1, F i g. 3 die Druckversorgung eines Kraftgerätes
für das Flüssigkeitsabfüllgerät, Fig. 4 einen Schnitt nach Linie 4-4 der Fig. 2,
Fig. 5 einen Schnitt nach Linie 5-5 der Fig. 4, F i g. 6 einen Aufriß eines Anschlußkopfes
für das Flüssigkeitsabfüllgerät, F i g. 7 eine abgeänderte Form des Anschlußkopfes.
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Das Abfüllgerät umfaßt einen Innenbordauslegerabschnitt 22, welcher
in horizontaler Ebene schwenkbar ist, und zwar um eine im wesentlichen vertikale
Achse 24; es umfaßt weiter einen Außenbordauslegerabschnitt 26, der durch eine Universalgelenkkonstruktion
mit dem Innenbordauslegerabschnitt verbunden ist; das Universalgelenk kommt durch
Drehbarkeit um eine vertikale und um eine horizontale Achse 28 bzw. 30 zustande.
Das Abfüllgerät umfaßt des-weiteren einen Anschlußkopf 32 am äußeren Ende des Außenbordauslegerabschnitts
26; dieser Anschlußkopf ist um eine annähernd horizontale Achse 34 schwenkbar. Das
Abfüllgerät ist an Steigrohre 36 und 38 angeschlossen. Diese Steigrohre haben eine
gemeinsame Achse24; sie sind durch Klemmarme 40 an einer vertikalen Montagesäule
42 befestigt. Die vertikale Montagesäule kann Teil etwa eines Ladedocks oder eines
Tankwagenbehälters sein.
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Die abzufüllende leichtflüchtige Flüssigkeit wird dem Abfüllgerät
durch das Steigrohr 38 von einem Vorratsgefäß 44 zugeführt. Das Vorratsgefäß 44
ist über eine Pumpe 45 und eine Flüssigkeitszufuhrleitung 46 mit dem Steigrohr 38
verbunden. Das Steigrohr 38 endet oben in eine Drehverbindung 48, an die andrerseits
über einen 9O0-Krümmer ein horizontales Rohr 50 angeschlossen ist. Das untere Ende
des oberen Steigrohres 36 trägt in ähnlicher Weise eine Drehverbindung 52, die auch
über einen 9O0-Krümmer mit einem horizontalen Rohr 54 verbunden ist.
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Die horizontalen Rohre 50 und 54 führen in einem gewissen gegenseitigen
Abstand parallel zueinander seitlich von der Achse 24 weg. Sie bilden den Innenbordauslegerabschnitt
22 und sind an ihren äußeren Enden jeweils wieder über 9O0-Krümmer an eine untere
Drehverbindung 58 und eine obere Drehverbindung 60 eines Drehverbindungsstücks 56
angeschlossen. Diese beiden Drehverbindungen haben eine gemeinsame vertikale Achse
28 und tragen zwischein sich einen Umlenkblock 61 mit zwei 90°-Umlenkkanälen 62
und 63.
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Die durch das untere horizontale Rohr 50 ankommende Flüssigkeit fließt
durch die Drehverbindung 58 in den Umlenkkanal 62 ein und von diesem durch eine
weitere Drehverbindung 64 in ein Rohr 66 des Außenbordauslegerabschnitts 26 weiter.
Das obere Rohr 54 steht über die Drehverbindung 60 in Verbindung mit dem 900-Umlenkkanal
63, der seinerseits wieder über eine Drehverbindung 70 an ein weiteres Rohr 72 des
Außenbordauslegerabschnitts 26 angeschlossen ist. Wie aus Fig.4 ersichtlich, haben
die Drehverbindungen 64 und 70 eine gemeinsame horizontale Achse 30 und ermöglichen
somit eine Verdrehung der Rohre 66 und 72 gegenüber dem Umlenkblock 61 in vertikalen
Ebenen.
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Die Umlenkkanäle 62 und 63 des Blockes 61 des Drehverbindungsstücks
56 haben eine Querschnittsform, welche den wirbelfreien Durchfluß der Flüssigkeiten
fördert. Die Querschnittsform ist, wie aus
Fig.S ersichtlich, im
wesentlichen elliptisch. Die kürzere Achse der Ellipsen liegt in der Krümmungsebene
das Umlenkkanals. Bei dieser Ausführungsform bewegt sich die Flüssigkeit an der
inneren Ecke des Umlenkkanals eher mit der gleichen Geschwindigkeit wie die an der
Außenwand der Krümmung strömende Flüssigkeit als bei den üblichen Knierohren mit
kreisförmigem Querschnitt; bei diesen muß sich nämlich die an der inneren Wand (innere
Wand oder innere Ecke und äußere Wand beziehen sich hier immer auf den Krümmungskreis)
fließende Flüssigkeit merklich verlangsamen, während die an der äußeren Wand fließende
Flüssigkeit beschleunigt werden muß. Die Verlangsamung eines Teil der Flüssigkeit
einerseits und die Beschleunigung eines anderen Teils andererseits bewirkt einen
erheblichen Druckabfall und damit Energieverlust. Bei den hier vorgesehenen Umlenkkanälen
62 und 63 mit elliptischer Querschnittsform gemäß Fig.5 ist die Beschleunigung und
Verlangsamung von Teilströmen des Flüssigkeitsstromes relativ zueinander weitgehend
vermieden.
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Die Flüssigkeit tritt in das Rohr 66 des Außenbordauslegerabschnitts
26 ein und durchfließt ein Flüssigkeitsventil 80; weiter fließt sie durch eine Drehverbindung
82, die koaxial zu der horizontalen Achse 34 liegt. Die Dampfrückflußleitung 72
verläuft parallel zu der Flüssigkeit führenden Leitung 66 und ist an eine Drehverbindung
84 angeschlossen, die ebenfalls koaxial zu der Achse 34 liegt. Die durch die Drehverbindung
82 hindurchgetretene Flüssigkeit wird durch ein Fallrohr 86 abgegeben. Dieses Fallrohr
ist ein Teil des Anschlußkopfes 32 (F i g. 6).
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Der Anschlußkopf 32 umfaßt ferner eine Dampfabzugshülse 88, welche
das Fallrohr 86 umgibt. Die Dampfabzugshülse trägt an ihrem unteren Ende einen Radialflansch
89, der an das Fallrohr angeschlossen ist und in dichter Verbindung mit der oberen
Fläche eines Anschlußflansches 91 steht; dieser Anschlußflansch 91 ist am oberen
Ende eines Domes 91 a angebracht, dessen unteres Ende mit der Öffnung eines Aufnahmebehälters
93 in Verbindung steht; zur Abdichtung zwischen dem Flansch 89 der Dampfabzugshülse
und dem Flansch 91 des Domes 91 a dienen Dichtungsringe 90; der Aufnahmebehälter
93 kann etwa ein Eisenbahntankwagen, ein sonstiger Tankwagen oder ein eingegrabener
Lagertank sein. Wenn der Aufnahmebehälter gefüllt wird, so wird Dampf aus dem Behälter
durch den Dom nach oben in die Dampfabzugshülse gedrückt und strömt durch das Dampfabzugsrohr
72, den Umlenkkanal 63, das Drehverbindungsstück 56, das Rohr 54 und das vertikale
Steigrohr 36 in. eine Dampfrückflußleitung 96 (Fig. 2), die mit dem Dampfraum über
der Flüssigkeit des Vorratsbehälters 44 in Verbindung steht.
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Die vertikale Bewegung des Außenbordauslegerabschnitts 26 wird durch
einen pneumatischen Zylinder 100 bewirkt (Fig.1 und 2). Der pneumatische Zylinder
100 ist gelenkig auf Lagerböcken 102 und 103 zwischen dem Flüssigkeit führenden
Rohr 66 und dem Dampfabzugsrohr 72 gelagert. Eine Kolbenstange 104 des Kraftgerätzylinders
100 ist durch einen Gabelkopf 106 und einen Gabelstift 108 an einem Vorsprung 110
angelenkt, der ein Teil des Umlenkblockes 61 des Drehverbindungsstücks 56 ist.
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Druckluft wird in den Zylinder 100 durch ein handbetätigtes Steuerungsventil
112 (F i g. 1, 2 und 3) ein-
geführt; das Steuerungsventil 112 ist starr an dem Rohr
66 befestigt, und zwar an einem mit diesem verschweißten Bügel 114. Das Steuerungsventil
besitzt eine Druckluftzuflußleitung 116 und eine nach der Atmosphäre offene Druckluftabflußleitung
118.
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Weiter umfaßt das Steuerungsventil einen verschiebbaren Ventilkolben
120, der einen Handgriff 122 trägt und durch diesen in Längsrichtung des Ventilgehäuses
verschiebbar und auf drei verschiedene Stellungen einstellbar ist. In F i g. 3 befindet
sich der Ventilkolben 120 in einer Stellung, in der der Druckluftstrom von der Druckluftzuflußleitung
116 nach dem Kraftgerätzylinder 100 und der Luftstrom von dem Kraftgerätzylinder
100 nach der Abflußleitung 118 unterbrochen sind. Der Ventilkolben 120 kann aus
dieser Stellung heraus verschoben werden in eine zweite Stellung, in der Luft durch
einen Kanal 124 in einen Druckluftschlauch 125 und von diesem in den einen Zylinderraum
des Kraftgerätzylinders 100 fließt, um den Kolben und die mit ihm verbundene Kolbenstange
104 in den Zylinder hineinschieben. In derselben zweiten Stellung des Ventilkolbens
kann aus dem anderen Zylinderraum des Kraftgerätzylinders durch einen weiteren Schlauch
126 und einen weiteren Kanal 127 Luft nach der Abflußleitung 118 gelangen. Wird
die Kolbenstange in das Innere des Kraftgerätzylinders hineingeschoben, so bedeutet
dies, daß der Außenbordauslegerabschnitt um die Achse 30 nach unten geschwenkt wird.
Wird der Ventilkolben in entgegengesetzter Richtung in eine dritte Stellung verschoben,
so verbinden sich kreuzende Kanäle 128 und 129 dieses Ventilkolbens die Luftzufuhrleitung
116 mit dem Druckschlauch 126 und den Druckschlauch 125 mit der Luftabflußleitung
118. Die Kolbenstange 104 wird dann aus dem Kraftgerätzylinder herausgeschoben,
und der Außenbordauslegerabschnitt wird angehoben.
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Wenn die Bedienungsperson das Fallrohr 86 über die Öffnung92 des
Tanks 93 gebracht hat, betätigt sie das Steuerungsventil 112 in der Weise, daß das
Kraftgerät eine langsame Absenkung des Außenbordauslegerabschnitts durchführt und
führt dadurch das Fallrohr in den Tank ein. Beim Aufliegen dichtet der Flansch 89
der Dampfabzugshülse den Flansch 91 des Tanks ab. Wenn das Fallrohr in diese Stellung
gelangt ist, öffnet die Bedienungsperson das Flüssigkeitsventil 80, und die Flüssigkeit
kann nunmehr von dem Vorratsbehälter 414 über die Pumpe und die verschiedenen Rohre
des Auslegers und das Fallrohr in den Tank hineinströmen.
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Das Ventil 80 wird von Hand geöffnet und geschlossen, und zwar durch
einen Handgriff 132 (Fig. 1 und 2). Der Handgriff 132 ist mit dem Ventilkörper des
Ventils 80 verbunden und außerdem über einen Lenker 135 mit einem zweiten Ventilbetätigungshandgriff
134, der am äußeren Ende des Rohres 66 an einer Rohrschelle 135 gelagert ist.
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Das Ventil kann entweder durch den Handgriff 132 oder den Handgriff
134 betätigt werden.
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Wenn eine leichtflüchtige Flüssigkeit, wie z. B.
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Benzin, in den Aufnahmebehälter 93 durch das Fallrohr 86 eintritt,
so verdrängt sie eine volumengleiche Dampfmenge aus dem Aufnahmebehälter; außerdem
wird zusätzlicher Dampf erzeugt infolge der heftigen Durchwirbelung der Flüssigkeit
beim Eintritt in den Aufnahmebehälter. Dieser Dampf wird durch die Dampfabzugshülse
und die Rohre 72 und 54 in den Vorratsbehälter zurückgeführt.
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Der gesamte Benzindampf aus dem Tank 93 strömt in die Dampfabzugshülse
88 durch ein Tellerventil 140 (F i g. 6) ein. Das Tellerventil setzt sich zusammen
aus einem Hohlzylinder 142 mit Durchgang 143. Das obere Ende des Durchganges 143
ist durch einen Ventilteller 144 abgeschlossen, der durch eine Feder 146 gegen den
oberen Rand des Hohlzylinders 142 gedrückt wird. Die Feder 146 ist ziemlich schwach,
so daß innerhalb des Aufnahmebehälters 93 ein Dampfdruck von 0,14 bis 0,35 atü genügt,
um den Ventilteller 144 anzuheben und den Dampfdurchgang nach der Dampfabzugshülse
88 und über die Rohrleitungen des Auslegers nach dem Vorratstank 44 zu gestatten.
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Der Anschlußkopf 32 a gemäß Fig.7 umfaßt ein Ventil 150, welches
sich automatisch dann öffnet, wenn der Flansch 89 der Dampfabzugshülse in Berührung
mit dem Tankflansch 91 gebracht wird. Die Öffnung dieses Ventils hängt also nicht
mehr von der Existenz einer Druckdifferenz zwischen dem Innenraum und dem Außenraum
des Abfüllbehälters 93 ab. Das berührungsgesteuerte Ventil 150 umfaßt einen federbelasteten
Bolzen 152 innerhalb eines rohrförmigen Gehäuses 154. Der federbelastete Bolzen
trägt einen Ventilteller 156, der die Dampfabzugshülse verschließt, wenn er auf
dem oberen Rand des rohrförmigen Gehäuses 154 aufsitzt. Sobald der Flansch 89 in
Berührung mit dem Flansch 91 tritt, berührt ein Anschlag 158, der an der Seiten
wand des Domes des Abfüllgefäßes 93 angebracht ist, den -federbelasteten Bolzen
152, verschiebt diesen nach aufwärts und hebt den Ventilteller 156 von seinem Sitz
ab. Diese Bewegung ist nicht von Druckverhältnissen abhängig, sondern tritt immer
dann ein, wenn die Dampfabzugshülse auf den Abfülltank gesetzt wird. Das Ventil
150 ist dann offen und läßt immer dann in dem Abfüllbehälter entwickelten Dampf
abziehen, wenn der Anschlußkopf 32 a auf dem Flansch 91 des Tanks sitzt. Sowohl
das druckbetätigte Ventil 140 als auch das berührungsbetätigte Ventil 150 der hier
beschriebenen Ausführungsform werden durch Schraubenfedern verschlossen, wenn der
Anschlußkopf aus der Füllstellung gebracht wird.