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Die Erfindung bezieht sich auf einen Flüssigkeitsverschluß, der aus
einem zum großen Teil mit einer Sperrflüssigkeit gefüllten Gefäß, einem mit seinem
unteren Abschnitt in die Sperrflüssigkeit eingetauchten Gaseintritts- bzw. Fallrohr
und einem oberhalb des Flüssigkeitsspiegels mündenden Gasaustrittsrohr besteht.
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Flüssigkeitsverschlüsse bzw. Siphonverschlüsse dienen zum Absperren
des Innenraumes von Gas- und Flüssigkeitsbehältern bzw. deren Inhalts gegen die
umgebende Luft bzw. die Atmosphäre. In vielen Fällen soll ein solcher Flüssigkeitsverschluß
zugleich einen Druckausgleich zwischen dem Druck im Inneren des Behälters und dem
atmosphärischen Druck dadurch zulassen, daß Gas aus dem Behälter durch den Flüssigkeitsverschluß
in die 'Atmosphäre austreten kann, so daß in dem Behälter ein unerwünschter oder
unzulässiger, zu hoher Überdruck - oderwenn der Flüssigkeitsverschluß zusammen mit
Leckanzeigegeräten zur Belüftung von Heizöltanks als Sicherung gegen überhöhten
Unterdruck benutzt wird - ein überhöhter Unterdruck vermieden wird. Dabei wird in
dem Flüssigkeitsverschluß zumeist die gleiche, gegebenenfalls eine ähnliche Flüssigkeit
verwendet, wie sie in dem Behälter enthalten ist, wie Heizöl bei Heizölbehältern.
Viele dieser Flüssigkeiten, so auch Heizöl, neigen infolge ihrer Viskosität sehr
stark zum Aufschäumen, wenn sie von einem Gas durchströmt werden. Durch das Aufschäumen
wird die Sperrflüssigkeit spezifisch leichter, wodurch sie in verstärktem Maße aus
dem Flüssigkeitsverschluß herausgerissen wird. Hierdurch kann aber der Flüssigkeitsverschluß
den an ihn gestellten Anforderungen nicht mehr genügen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Flüssigkeitsverschluß
der eingangs erläuterten Art so auszugestalten, daß er einen ausreichendenGasdurchfluß
ohne Aufschäumen und Mitreißen der Sperrflüssigkeit gestattet.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß im unteren Abschnitt des Fallrohres
mindestens ein Steigrohr angeschlossen ist, das in dem Bereich von nahe unterhalb
bis oberhalb des Flüssigkeitsspiegels mündet, und daß unterhalb der Anschlußstelle
für das unterste Steigrohr eine Öffnung für den Eintritt von Sperrflüssigkeit in
das Fallrohr vorgesehen ist. Auf diese Weise wird der Gasstrom in dem Steigrohr
oder in den Steigrohren geführt und kommt im wesentlichen mit der Sperrflüssigkeit
nur dann in Berührung, wenn das Steigrohr unterhalb des Flüssigkeitsspiegels mündet.
Das Aufschäumen und Mitreißen der Flüssigkeit wird so wirksam vermieden.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung sind bei Anordnung von mehr
als einem Steigrohr die Anschlußstellen der Steigrohre an dem Fallrohr in dessen
axialer bzw. in vertikaler Richtung verteilt und mit Abstand zueinander angeordnet.
Hierdurch wird erreicht, daß bei nur geringer zum Druckausgleich erforderlicher
Gasmenge lediglich das Steigrohr mit höchstgelegener Anschlußstelle und erst mit
steigender Druckdifferenz zwischen dem zu überwachenden Behälter und der Atmosphäre
und somit bei steigender Gasdurchflußmenge das jeweils nach seiner Anschlußstelle
in vertikaler Richtung folgende Steigrohr mit hindurchströmendem Gas beaufschlagt
wird. Während bei geringer Gasmenge ein einziges Steigrohr relativ geringer Weite
ausreicht, so müßte das Steigrohr bei größerer Gasmenge eine große Weite erhalten.
Hierbei würde infolge der Saugwirkung in dem Steigrohr ein Durchreißen des Gasstroms
verursacht werden; das eine erhebliche Differenz zwischen der Höhe des Druckes,
bei dem sich der Flüssigkeitsverschluß öffnet, und der Höhe des Druckes, bei dem
sich der Flüssigkeitsverschluß schließt, zur Folge hätte. Diese Erscheinung kann
aber nicht auftreten, wenn mehrere Steigrohre mit in vertikaler Richtung versetzten
Anschlußstellen vorgesehen sind, da diese schrittweise in und außer Funktion treten
und sich somit eine praktisch lineare Steigerung der Gasdurchflußmenge ergibt, so
daß ein derart ausgestalteter Flüssigkeitsverschluß sehr weich arbeitet und in dem
Behälter ein vorbestimmter Druck ohne merkliche Schwankungen aufrechterhalten werden
kann.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weisen die Steigrohre mit
zunehmender Entfernung ihrer Anschlußstellen von dem Flüssigkeitsspiegel einen zunehmenden
Durchmesser auf, wodurch eine progressive Steigerung der Gasdurchflußmenge möglich
ist und der gewünschte Druck in dem Behälter auch bei plötzlich auftretenden Einflüssen
sehr rasch wieder hergestellt wird bzw. aufrechterhalten bleibt.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die Steigrohre
an ihren oberen Enden einen bogenförmigen Abschnitt auf, derart, daß die obere Öffnung
des bzw. der Steigrohre nach unten weist bzw. auf den Flüssigkeitsspiegel gerichtet
ist, wodurch mit dem Gasstrom durch das Steigrohr bzw. die Steigrohre mitgerissene
Flüssigkeitstropfen ohne wesentliche Schaumbildung der Sperrflüssigkeit wieder zugeführt
werden.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt. Es
zeigt F i g. 1 einen Flüssigkeitsverschluß und F i g. 2 diesen Flüssigkeitsverschluß
als Sicherung gegen zu hohen Unterdruck bei einem Heizölbehälter. Wie in der Zeichnung
dargestellt, besteht ein Flüssigkeitsverschluß aus einem zum großen Teil mit einer
Sperrflüssigkeit 1 gefüllten Gefäß 2, einem mit seinem unteren Abschnitt in die
Sperrflüssigkeit 1 eingetauchten Gaseintritts- bzw. Fallrohr 3 und einem oberhalb
des Flüssigkeitsspiegels mündenden Gasaustrittsrohr 4 oder 4'. Im unteren Abschnitt
des Fallrohres 3 sind an mit Abstand a bzw. b übereinander angeordneten
Anschlußstellen 5, 6 und 7 in Richtung auf den Flüssigkeitsspiegel weisende und
oberhalb dessen mündende Steigrohre 8, 9 und 10 angeschlossen, die mit zunehmender
Entfernung ihrer Anschlußstelle 5, 6 oder 7 von dem Flüssigkeitsspiegel einen zunehmenden
Durchmesser aufweisen und oberhalb des Flüssigkeitsspiegels mit je einem bogenförmigen
Abschnitt 11,12 und 13 versehen sind, wodurch die Öffnungen der Steigrohre 8, 9
und 10 nach unten weisen bzw. auf den Flüssigkeitsspiegel gerichtet sind. Das untere
Ende des Fallrohres 3 ist - bis auf eine Öffnung 14 für den Eintritt der Sperrflüssigkeit
1 -geschlossen.
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Nach F i g. 2 dient der Flüssigkeitsverschluß als Sicherung gegen
zu hohen Unterdruck bei einem durch Unterdruck gegen Leckverluste gesicherten Heizölbehälter
15. Dabei ist das Gaseintritts- bzw. Fallrohr 3 zur atmosphärischen Luft offen,
während das Gasaustrittsrohr 4 etwa bis zur Sohle des Heizölbehälters 15 geführt
ist, in dem über dem Flüssigkeitsspiegel des Heizöls 16 ein so großer Unterdruck
besteht, daß bei einer Undichtigkeit das Heizöl nicht ausfließen kann.
Da
es für die Funktionsweise des Flüssigkeitsverschlusses lediglich erforderlich ist,
daß der über dem Flüssigkeitsspiegel befindliche Raum über ein Gasaustrittsrohr
mit einem Raum in Verbindung steht, dessen Druck geringer ist als in demjenigen
Raum, mit dem das Fallrohr 3 verbunden ist, kann das Gasaustrittsrohr auch in Form
eines von oben in das Gefäß 2 einmündenden Rohres 4' ausgebildet sein. Die Anordnung
des von unten in das Gefäß 2 bzw. durch die Sperrflüssigkeit 1 geführten Gasauslaßrohres
4 gestattet es, dieses Rohr gleichzeitig als Rücklauf für die von einerBrennerpumpe
gefördertenHeizölmenge in den Heizölbehälter zu verwenden, wobei der Flüssigkeitsverschluß
in den Heizölbehälter eingebaut sein kann.
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Die Arbeitsweise des Flüssigkeitsverschlusses als Unterdrucksicherung
ist folgende: Tritt in dem Heizölbehälter infolge Entleerens ein höherer Unterdruck
auf als er für die Sicherung des Heizöles gegen ein Herausfließen beiUndichtigkeiten
desHeizölbehälters erforderlich ist, so erfolgt ab einem bestimmten eingestellten
Wert ein Druckausgleich über den Flüssigkeitsverschluß. Dabei wird der im Heizölbehälter
15 an seiner Sohle herrschende Unterdruck über das Gasaustrittsrohr 4 auf den Flüssigkeitsspiegel
der Sperrflüssigkeit 1 übertragen. Ab einer bestimmten Druckdifferenz zwischen der
Sohle des Heizölbehälters und der Atmosphäre beginnt der Flüssigkeitsspiegel in
dem Fallrohr 3 so lange zu sinken, bis er die Anschlußstelle 5 erreicht, wodurch
atmosphärische Luft über das Fallrohr 3, die Anschlußstelle 5, das Steigrohr 8 und
das Gasaustrittsrohr 4 in den Heizölbehälter15 einströmt. Die hierbei aus dem Steigrohr8
verdrängte Flüssigkeit wird der im Behälter 2 vorhandenen Sperrflüssigkeit über
den bogenförmigen Abschnitt 11 wieder zugeführt. Durch das Einströmen von atmosphärischer
Luft in den Heizölbehälter sinkt wieder die Druckdifferenz zwischen dem Heizölbehälter
und der Atmosphäre, so daß über die Öffnung 14 am unteren Ende des Fallrohres 3
Sperrflüssigkeit wieder in das Fallrohr und das Steigrohr 8 eintritt. Nimmt jedoch
beispielsweise wegen zu plötzlicher Entnahme von Heizöl trotz der Verbindung des
Heizölbehälters über das Steigrohr 8 mit der Atmosphäre die Druckdifferenz zwischen
Heizölbehälter und der Atmosphäre weiter zu, so sinkt der Flüssigkeitsspiegel in
dem Fallrohr 3 bis zur Anschlußstelle 6, wodurch das nächstfolgende Steigrohr 9
eine zusätzliche Verbindung zwischen dem mit der Atmosphäre in Verbindung stehenden
Fallrohr 3 und dem mit dem Heizölbehälter in Verbindung stehenden Gasaustrittsrohres
4 herstellt. Bei noch weiter steigender Druckdifferenz zwischen Atmosphäre und dem
Heizölbehälter sinkt schließlich der Flüssigkeitsspiegel in dem Fallrohr 3 bis zur
Anschlußstelle 7, wodurch der Querschnitt der Verbindung zwischen der Atmosphäre
und dem Heizölbehälter um den Querschnitt des nächstfolgenden Steigrohres 10 vergrößert
wird. Die- über das Fallrohr 3 und die nacheinander in Funktion tretenden Steigrohre
8 bis 10 eintretende Luft gelangt über das Gasaustrittsrohr an die Sohle des Heizölbehälters
und steigt von dort durch das Heizöl in den Raum 17 auf. Hierdurch wird die Bildung
eines zu großen Unterdruckes verhindert, der die Gefahr eines Einbeulens des Heizölbehälters
heraufbeschwört. Durch das Zusammenwirken eines Leckanzeigegerätes mit dem Flüssigkeitsverschluß
wird also der durch die Füllhöhe im Flüssigkeitsverschluß vorbestimmte Unterdruck
an der Sohle des Behälters eingehalten.
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Weil die Steigrohre 8, 9 und 10 schrittweise in und außer Funktion
treten, wobei der Flüssigkeitsverschluß sehr leicht auf eine Veränderung der Druckdifferenz
anspricht, ergibt sich ein sehr weiches stoßfreies Arbeiten des Flüssigkeitsverschlusses
bei rascher Wirkung zufolge der progressiven Steigerung der verfügbaren Gasdurchtrittsquerschnitte.
Da das durch das Fallrohr 3 einströmende Gas nicht wie bisher üblich durch die freie
Sperrflüssigkeit hindurchperlt, sondern in den Steigrohren geführt ist, ist die
Berührung zwischen Gas und Sperrflüssigkeit und damit ein Aufschäumen dieser Flüssigkeit
weitgehend ausgeschlossen. Von dem Gas mitgerissene Flüssigkeitströpfchen werden
durch die bogenförmigen Abschnitte 11,12 und 13 auf Grund ihrer kinetischen Energie
auf den Flüssigkeitsspiegel geschleudert und nicht mit dem Gas in das Gasaustrittsrohr
4 mitgerissen.
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Wenn der Flüssigkeitsverschluß einen Behälter gegen zu hohen überdruck
sichern soll, muß das Fallrohr 3 mit dem Behälter und das Gasaustrittsrohr 4 mit
der Atmosphäre verbunden werden, damit der für die Funktionsweise notwendige Druckabfall
zwischen Fallrohr 3 und Gasaustrittsrohr 4 wieder eingehalten ist. Im übrigen arbeitet
dann der Flüssigkeitsverschluß in der gleichen Weise wie für Unterdruckbetrieb,
da der Flüssigkeitsverschluß auf eine bestimmte durch die Füllhöhe gegebene Druckdifferenz
anspricht, unabhängig davon, ob die Druckdifferenz aus der Verbindung eines Unterdruckbehälters
gegen die Atmosphäre oder durch die Verbindung eines Überdruckbehälters mit der
Atmosphäre resultiert.
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Sowohl für den überdruck- als auch für den Unterdruckbetrieb werden
die Steigrohre im Querschnitt und in der Anzahl so bemessen, daß eine vorbestimmte
Strömungsgeschwindigkeit des durchströmenden Gases und damit eine vorgegebene Drucktoleranz
in dem durch den Flüssigkeitsverschluß verschlossenen Behälter nicht überschritten
wird.
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Schließlich können in dem Fallrohr Steuereinrichtungen, wie Sonden,
Schwimmer u. dgl. vorgesehen sein, durch die ein vorbestimmter überdruck oder Unterdruck
in dem zu überwachenden Behälter mittels einer Pumpe oder auf ähnliche Weise gesteuert
bzw. eingestellt und aufrechterhalten werden kann. Dazu kann das Fallrohr außerhalb
des Gefäßes angeordnet sein, um die Anbringung und Überwachung solcher Steuereinrichtungen
zu erleichtern.