DE1992820U - Regelvorrichtung fuer fluessigkeitstanks mit doppelmantel. - Google Patents

Description

Dr. Ing. E. BERKENFELD ■ Dipl.-1 ng. H, B ERKM^Ei^Pgt^t^n^liS. jj

Anlage ' Aktenzeichen

zur Eingabe vom 1 4. Juni 68 Sch .Name d. Anm. HanS

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Vorrichtung an einerfDoppelmantel aufweisenden Plüssigkeitslagertanks zum Erzeugen und Einregeln eines vorgegebenen Unterdruckbereiches im Doppelmantei, zum Messen dieses Unterdrucks und zum Messender Füllhöhe^im Tank. .

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung an einem einen Doppelmantel aufweisenden Flüssigkeitslagertank,\ mit der in dem Doppelmantel ein Unterdruck erzeugt, in einem bestimmten vorgegebenen Unterdruekbereich gehalten und gemessen-wird, und die weiter die Füllhöhe im Tank mißt und anzeigt, so daß diese abgelesen werden kann.

Flüssigkeitslagertanks,- z$B. im Erdreich liegende Lagertanks für Heizöl, -müssen, beistimmte Schutzvorrichtungen aufweisen. Oiese Schutzvorrichtungen sollen ein Austreten des flüssigen Tankinhalts aus dem Tank bei einer Beschädigung von dessen Wand in die Umgebung, z.B. das Erdreich und das Grundwasser, verhindern oder zumindest mit einem akustischen und/oder optischen Signal anzeigen, so daß Gegenmaßnahmen getroffen werden können. Schutzvorrichtungen dieser Art sind bekannt und bilden keinen Teil der Erfindung.

Bekannt ist eine Schutzvorrichtuiig^' die darin besteht, daß der FlUs-

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■sigkeitslägertank einen Doppelmantel aufweist und in diesem Doppelmantel ein vorgegebener Unterdruck;erzeugt und aufrechterhalten wird. Bei einer/.Beschädigung der Innen- oder Außenwand des Doppelmantels sinkt/dieser Unterdruck infolge des Eindringens des flüssigen Lager-"Inh'artes oder Luft in den Doppelmantel sofort ab.

Im Norrnalbetrieb wird der Unterdruck durch eine Saugpumpe erzeugt, die mit ihrer, Saugseite an de'n^Do'ppelmantel angeschlossen ist. An den Doppelmantel ist,weiterein Unterdruckmeßgerät angeschlossen, das die Saugpumpe durch'Rin- und Ausschalten steuert. Der Unterdruck wird in οjnem bestimmten 'Sollbereich gehalten. Sinkt der Unterdruck bzw.

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steigt der absolute Druck so stark an, daß er nicht mehr innerhalb des Sollbereiches liegt, schaltet das Unterdruckmeßgerät die Saugpumpe ein. Hat der Unterdruck innerhalb des Sollbereiches seinen maximalen Wert erreicht, wird die Saugpumpe abgeschaltet.

Sinkt nun der Unterdruck bei einer Beschädigung des Doppelmantels so stark ab bzw. steigt der absolute Druck so stark an, daß er auch bei Einschalten der Saugpumpe nicht auf seinen Sollwert zurückgebracht werden kann, werden Alarmgeräte eingeschaltet.

Bei vollständig dichtem Doppelmantel, bei vollständig dichten Anschlußleitungen, bei einer vollständig dichten Saugpumpe, die keine Luftdurchströmung von ihrer in die Atmosphäre mündenden Druckseite in Richtung auf ihre Saügseite zuläßt, würde ein einmal im Doppelmantel erzeugter Unterdruck ständig auf seinem Sollwert verbleiben. Die Saugpumpe würde praktisch nur für das anfängliche Leerpumpen des Doppelmantels eingeschaltet werden und dann immer ausgeschaltet bleiben. In der Praxis ist dijes nicht möglich.

Bei tragbarem konstruktiven und finanziellen Aufwand läßt sich eine Säugpumpe niemals ganz dicht herstellen. Ständig erfolgt eine kleine Luftdurehströmung von der Druck- in Richtung auf die Saugseite der Pumpe durch diese hindurch, wodurch der im Doppelmantel erzeugte Unterdruck abgebaut wird. Das Unterdruckmeßgerät spricht daher von Zeit zu Zeit an und schaltet die Saugpumpe ein.

Um diesen Abbau des im Doppelmantel erzeugten Unterdrucks in Folge der durch die Saugpumpe hindurch erfolgenden Durchströmung zu vermeiden, wird gemäß dem Stand der Technik ein Rückschlagventil vor die Säugpumpe gelegt, das einen Strömungsdurchtritt nur in Richtung von der Saug- zur Druckseite zuläßt. Dieses-Rückschlagventil ist nur ein Behelf, da auch es in der Sperrichtung nicht vollständig dicht ist und da jedes zusätzliche Bauteil immer einen Nachteil darstellt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese aus der Saugpumpe und dem ünterdruckmeßgerat bestehende. Vorrichtung zum Erzeugen und Halten des Unterdrucks in einem vorgegebenen Bereich so auszubilden, daß die .lurch die Undichtigkeit der Saugpumpe in der Sperrichtung hervorgerufenen Nachteile ohne höheren konstruktiven Aufwand wegfallen.

Gleichzeitig soll die Erlndung eine vereinfachte Anzeige der Füllhöhe im Flüssigkeitslagertank ermöglichen. ..

Zur Anzeige der Füllhöhe in einem Flüssigkeitslagertank sind zahlreiche Einrichtungen bekannt. Bei einer bekannten Einrichtung führt ein Meßrohr vom Tankdeckel bis zum Tankboden. An das obere Ende dieses Meßrohres ist eine Druckpumpe und ein Druckmeßgerät angeschlossen. Die Dnckpumpe hat die Form einer handbetätigten Kolbenpumpe, während das Druckmeßgerät nicht in Druckeinheiten sondern unmittelbar in der Füllhöhe des Tanks geeicht ist. Das Meßrohr bildet mit der Flüssigkeitssäule im Tank eine kommunizierende Röhre. Im Normalfall steht die Flüssigkeit im Meßrohr und im Tank gleich hoch. Pumpt man mit der Kolbenpumpe Luft in das Meßrohr ein, wird die Flüssigkeit durch die eingepumpte Luft aus dem Meßrohr heraus in den Tank hinein-■ gedruckt, bis das Meßrohr vollständig mit Luft gefüllt ist und weiter nachgepumpte Luft aus dem unteren Ende des Meßrohres hinaustritt und im Tank nach oben perlt. .jDer zum Herausdrücken der Flüssigkeit aus dem Meßrohr erforderliche, Luftdruck ist der Füllhöhe des Tanks unmittelbar proportional, da bei stärker gefülltem Tank eine größere FiUssigkeitsmenge aus dem Meßrohr herausgedrückt werden muß.

Wenn also das Meßrohr vollständig mit Luft gefüllt ist, entspricht der dann im Meßrohr herrschende Luftdruck unmittelbar der Füllhöhe des Tantcs. Dieser Luftdruck bzw. die Füllhöhe lassen sich an dem Druckrneßgerät ablesen.

Das Einpumpen der Luft in das Meßrohr mit der handbetätigten Kolbenpumpe ist lästig. Weiter ist dieses Meßverfahren aufwendig, da zusätzlich zu dem eigentlichen Anzeigegerät, dem Druckmeßgerät, eine besondere Druckpumpe erforderlich ist.

Gemäß der Erfindung werden die beiden eingangs beschriebenen Vorrichtungen, einmal zum Erzeugen und Einregeln des Unterdrucks im Doppelmantel, und zum anderen zum Messen der Füllhöhe des Tanks, erstmalig funktionell und konstruktiv miteinander vereinigt. Durch den Wegfall von Teilen ergeben sich konstruktive Vorteile. Durch die Vereinfachung der Arbeitsweise ergeben sich Vorteile in der PunktIion und in der Bedienung.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß der auf der Druckseite der an dem* Doppelmantel angeschlossenen Saugpumpe erzeugte Überdruck nicht wie bisher, nutzlos in die Atmosphäre abgeblasen wird, sondern in das Meßrohr eingegeben wird, um dort den zum Messen der Füllhöhe erforderlichen Luftdruck zu erzielen.

Konstruktiv läßt sich dieser Grundgedanke der Erfindung überraschend einfach dadurch verwirklichen, daß man die Druckseite der Saugpumpe über eine Leitung mit dem oberen Ende des Meßrohres verbindet. Dabei ist*zu beachten und als besonderer Vorteil zu werten, daß das bisher erforderliche in Reihe mit der Saugpumpe liegende Rückschlagventil wegfällt. Ebenso wird auch die handbetätigte Kolbenpumpe Überflüssig, da die Saugpumpe deren Funktlion übernimmt.

Die irn Tank stehende Flüssigkeit übernimmt die Funktion des bisher erforderlichen Rückschlagventiles. Die Flüssigkeit stellt eine ideale Abdichtung dar, da die Li^ft zum Abbau des Vakuums im Doppelmantel in ihr vom Luftraum des TJanks von oben nach unten bis zum unteren Ende des Meßrohres strömen müßte, was unmöglich ist.

Die erfindungsgemäße Verbindung der Druckseite der Saugpumpe mit dem Meßrohr ermöglicht weiter eine ideale Doppelausnutzung des an das Meßrohr angeschlossenen Druckmeßgerätes. Dieses Druckrneßgerat 1st in bekannter Weise in Einheiten der Füllhöhe des Tanks geeicht und erlaubt das unmittelbare Ablesen der Füllhöhe bzw. des Tankinhaltes. Mit anderen Worten, das Druckmeßgerat zeigt Überdruckwerte an. Erf indungsgernäß ist es so ausgebildet, daß es zusätzlich Unterdruckwerte anzeigt. Mit anderen Worten, die Skala verläuft vom Nullpunkt aus in beiden Richtungen.

Di'e* auch bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorhandenen Undichtigkeiten in der an den Doppelmantel angeschlossenen Saugpumpe haben zur Folge, daß der im Doppeimante.l herrschende Unterdruck die Luft aus dem Meßrohr und der Leitung ansaugt, so daß auch dort nach einer gewissen Zeit der gleiche Unterdruck herrscht. Das Druckrneßgerat zeigt diesen Unterdruck an. Damit läßt sich die Arbeitsweise der Säugpumpe, die Arbeitsweise des die -Säugpumpe steuernden Unterdruckmeßgerätes bzw. die--gesamte Funktion der Unterdruck-Schutzeinrichtungen überwachen. Im Normalfall zeigt das erfindungsgemäß ausgebildete

Druckmeßgerät-, den im Doppelmantel herrschenden Unterdruck an. Mit einem einzigen Bück auf das Druckmeßgerät läßt sich somit die gesarate -Anlage überprüfen.

Gemäß der obigen Darstellung zeigt das Druckmeßgerät im Normalfall Unterdruckwerte an. Uberdruckwerte entsprechend der Füllhöhe des Tanks wird es nur dann anzeigen, wenn die Saugpumpe bei einem Absinken des Unterdrucks im Doppelmantel angeschaltet wird. Weg^en der idealen^Abdichtung durch die im Tank stehende Flüssigkeitssäule erfolgt dies äußerst selten.

Die Erfindung sieht daher einen von Hand betätigbaren elektrischen Einschalter für die Saugpumpe vor. Bei Drücken dieses Einschalters wird die Saugpumpe augenblicklich in Betrieb gesetzt. Der Zeiger auf dem Üruckmeßgerät läuft in Richtung auf positive Werte bzw. Überdruckwerte und erreicht seine Endlage, sobald die Flüssigkeit ganz aus dem Meßrohr herausgedrückt ist. Diese Endlage entspricht der Füllhöhe im Tank, Bei dieser ,Endlage wird der mit der Hand gedrückte Einschalter losgelassen.·

Mit diesem Drücken des Einschalters wird gleichzeitig die Saugpumpe überprüft. Es läßt sich feststellen, wie schnell sie anläuft und in welcher Zeit sie die Leitung und das Meßrohr mit Überdruck gefüllt hat. .

Nach dem öffnen des Einschalters stellt sich wieder der Normalzustand ein. Der im Meßrohr und in der Leitung herrschende Überdruck baut sich über die Undichtigkeiten in der Saugpumpe ab. Damit der im Doppelmantel herrschende Unterdruck durch dieses Zuströmen von Luft nicht sofort soweit absinkt, daß die Saugpumpe durch das Unterdruckmeßgerät eingeschaltet werden muß, sieht die Erfindung vor, daß das Volumen des Doppelmantels auf der Saugseite der Saugpumpe groß gegenüber dem Volumen der Leitung und des Meßrohres auf der Druckseite der Saugpumpe ist. Die aus der Leitung und dem Meßrohr in den Doppämantel einströmende Luftmenge ist daher so gering, daß sie auf die Höhe des Unterdrucks praktisch keinen Einfluß hat.

Die Erfindung sieht weiter vor, daß das Meßrohr herausnehmbar im Tank· deckel befestigt und über einen flexiblen Schlauch mit der Leitung ve]

Duriden ist. Zusätzlich sieht die Erfindung vor, daß das Meßrohr eine Strichskala aufweist.

Durch dieses Merkmal erhält man eine zusätzliche Meßmöglichkeit für die Füllhöhe im Tank. Das Meßrohr läßt sich aus dem Tankdeckel herausziehen und wie ein üblicher Peilstab verwenden. An der Strichskala läßt sich die F.Lüssigkeitshöhe im Tank ablesen.

Diese .-.blesemöglichkeit stellt insbesondere ein einfaches Mittel zum iiichen des Uberdruckbereiches des Druckmeßgerätes auf die Füllhöhe im Tank dar.

Bei ganz hoher Einstellung des Sollunterdrucks könnte der Fall eintreten, daß die Saugpumpe heh auf ihrer Saugseite Flüssigkeit aus dem Tank durch und in das Meßrohr, den Schlauch, die Leitung ansaugen und in den Doppelmantel drücken würde. Um diese Möglichkeit auszuschließen, sieht die Erfindung'Vor, daß die Länge des Meßrohres und des Schlauches oberh€.b der hochstzulässigen Füllhöhe im Tank in Abhängigkeit von dem höchsten Sollunterdruck so groß ist, daß Flüssigkeit maximal bis in das Meßrohr und in den Schlauch aber nicht in die zur Saugpumpe führende Leitung gesaugt werden kann.

Am Beispiel der in der Zeichnung gezeigten Ausführungsform wird die · erfindungsgemäße Vorrichtung nun weiter beschrieben.

Die einzige Figur zeigt den etwa zu zwei Drittel seiner Höhe mit Flüssigkeit gefüllten Tank, der von einem Doppelrnantel 10 umschlossen wird. In den Doppelmantel 10 ragt von oben der Dom 12 hinein, der von dem Tankdeckel 14 verschlossen wird. In den Tankdeckel 14 mündet der Be- und Entlüftungsstutzen 16. Vom Tankdeckel 14 bis dicht Über den'Boden des Tanks verläuft das Meßrohr 18. Dieses Meßrohr trägt eine Strichskala. Mit Hilfe einer Manschette 20 ist es luftdicht und trotzdem leicht herausnehmbar im Tankdeckel 14 befestigt. Di*e Säugpumpe 22 ist über eine Leitung 24 mit dem Luftraum innerhalb des Doppelmantels 10 verbunden. Eine Leitung 26 verbindet die Druckseite der Saugpumpe 22 mit dem Druckmeßgerät 28. Ein Schlauch JO führt von der Leitung 26 zum Meßrohr 18, Über eine weitere Leitung 32 ist das Unterdruckmeßgerät 34 an den Luftraum im Doppelmantel 10 angeschlossen. Sin mit der Hand zu bedienender Einschalter 36, der elektrisch

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mit den Kontakten des Unterdi'uckmeßgerätes 3*\ parallel liegt, ist an ;ien Motor der Saugpumpe 22 angesachlossen.

Für die folgende Schilderung der Betriebsweise sei angenommen, daß der gesamte Tank einschließlich der erfindungsgemaßen Vorrichtung gerade installiert worden und der Tank gleichzeitig gefüllt worden sei. Im Doppelmantel 10 herrscht Atmosphärendruck. Das Unterdruckmeßgerät 3^ wird ansprechen und die Saugpumpe 22 einschalten. Die von der Saugpumpe 22 abgepumpte und in die Leitung 26 hineingedrfockte Luft strömt in dem Meßrohr 18 nach unten, verläßt dieses, perlt in dem

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Γαηκ nach oben und verläßt diesel} schließlich durch den Be- und Eidtiüftungsstutzen 16. Sobald der Unterdruck seinen maximalen Endwert erreicht hat, schaltet das Unterdrucktneßgerat ;>4 die Saugpumpe 22 ab. Bei dem eben beschriebenen Lauf der Saugpumpe 22 herrscht in der Leitung 26 ein Überdruck, den das Druckmeßgerät 28 anzeigt. Nach Abschalten der!Saugpumpe 22 baut sich dieser in der Leitung 26, im Schlauch J50 und in dem Meßrohr 18 herrschende Überdruck über die Undichtigkeiten in der Saugpumpe 22 ab, bis in ihnen der gleiche Unterdruck wie im Doppelmantel 10 herrscht. Wegen des geringen Volumens* des Luftraums in der Leitung 26, dem Schlauch JO und dem Meßrohr 1b hat die in den Doppelmantel 10 aus diesen Elementen eingeströmte Luft den dort herrschenden Unterdruck kaum verändert. Aus der Atmosphäre kann keine Luft nachströmen, da die im Tank und im Meßrohr 18 in gleicher Höhe stehenden Plüssigkeitssäulen eine ideale Abdichtung darstellen. Während dieses Druckausgleichs ist der Zeiger des DruoKmeßgerätes 26 aus seiner positiven Endlage über den Nullpunkt in eine negative Endlage gewandet, in dser er verharrt und die dem Unterdruck im Doppelmantei 10 entspricht. Dieser Unterdruck läßt sich damit durch einen einzigen Blick auf das Druckmeßgerät 28 ermitteln.

Will man nun zu einem belle bigen Zeitpunkt die Füllhöhe im Tank feststellen, wird der Einschalter j56 gedrückt. Die Saugpumpe 22 springt an und drückt Luft in das Meßrohr 18. Der Zeiger des Druokmeßgerätes 28 wandert von seiner negativen Endlage in eine positive Endlage, die der Füllhöhe im Tank entspricht. Sobald der Zeiger konstant in dieser Endlage verharrt, kann der Einschalter ~j>b wieder losgelassen werden. Die Füllhöhe wird auf dem Druckmeßgerät 28 abgelesen.

Durch dieses Drücken des Einschalters J>6 wird gleichzeitig überprüft, ob die Saugpumpe 22 sofort anspringt und in welcher Zeit sie den Druck in der Leitung 26, im Schlauch J>0 und im Meßrohr 18 erzeugt, der zum Herausdrücken der Flüssigkeit aus dem Meßrohr 18 erforderlich ist.

Zum Überprüfen der auf dem Druckmeßgerät 28 angezeigten Füllhöhe oder KUiri Eichen dieses Gerätes wird das Meßrohr 18 aus dem Tank herausge-

fiurmnen. Auf der■ .Strichskala des Meßrohrs läßt sich ablesen, wie hoch die Flüssigkeit gestanden hat bzw. wie tief das MeSrohr in cüeFiüssigkeit eingetaucht war..

-ansprüche

y/fs,

W/r

Claims (5)

EAJ4926M9.6.68 /\\ Dr. Ing. E. BERKENFELD ■ Dipl.-lng. H, BERKENFELD, Patentanwälte, Köln iIf Anlago Aktenzeichen zur Eingabe vom 1 4 . Juni 1 968 Sch♦ Name d. Anm. -—-te ansprüche *

1. Vorrichtung an einen Doppelmantel aufweisenden Flüssigkeitslagertanks zum Erzeugen und Einregeln eines vorgegebenen Unterdruckbereiches im Doppelmantel, und zum Messen der Füllhöhe im Tank mit einer mit ihrer Saugseite an den Doppelmantel angeschlossenen Saugpumpe, mit einem an den Doppelmantel angeschlossenen und die Saugpumpe steuernden Unterdruckmeßgerat, mit einem vom Tankdeckel bis zum Tankboden führenden MßBrohv, und mit einer Druckpumpe und einem Druckmeßgerät, die beide ,an das obere Ende des Meßrohres angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckseite der Saugpumpe (k2) über eine Leitung (26) mit dem oberen Ende des Meßrohres (18) verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckmeßgerät (28) Überdruck- und Unterdruckwerte anzeigt.

J. Vorrichtung nach Anspruch T-2, gekennzeichnet durch einen von Hand betätigbaren elektrischen Einschalter (36) für die Saugpumpe (22).

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen des Doppelmantels (10) auf der Saugseite der Saugpumpe (22) groß gegenüber dem Volumen der Leitung (26) und des Meßrohres '(18) auf der Druckseite der Saugpumpe (22) ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet,

iaß das Meßrohr (18) im Tankdeckel (14) herausnehmbar befestigt und über einen flexiblen Schlauch (30) mit der Leitung (26) verbunden ist.

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υ. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet;, daß das Meßrohr (18) eine Strichskala aufweist.

y, Vorrichtung nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Meßrohres (18) und des Schlauches (30) oberhalb der höchstzulässigen Füllhöhe im Tank in Abhängigkeit von dem höchsten Soilunterdruck so groß ist, daß Flüssigkeit maximal bis in das Meßrohr (1ο) und in den Schlauch (30) aber nicht in die zur Saugpumpe (c.2) führende Leitung (26) gesaugt werden kann. t