DE202010007504U1 - Pumpanordnung und Versorgungseinheit mit Pumpanordnung - Google Patents
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Abstract
einer Pumpleitung (51; 51r, l) zum Fördern eines flüssigen Mediums zwischen einem Behälter (3) und einem Entnahmeanschluss (52), einer in der Pumpleitung (51) angeordneten Pumpe (55), und
einem Zufuhranschluss (58), der über zwei Anschlussleitungen (57) mit der Pumpleitung (51) verbunden ist, wobei
die Pumpe (55) zwischen den beiden Anschlusspunkten (57a) der Anschlussleitungen (57) in der Pumpleitung (51) wirkt und das Medium wahlweise direkt oder über die Pumpe (55)
– zwischen dem Zufuhranschluss (58) und dem Behälter (3),
– zwischen dem Behälter (3) und dem Entnahmeanschluss (52), oder
– zwischen dem Zufuhranschluss (58) und dem Entnahmeanschluss (52)
förderbar ist.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Pumpanordnung für eine Versorgungseinheit. Insbesondere Tankcontainer werden zunehmend als mobile und/oder stationäre Versorgungseinheiten, z. B. für Kraftstoff oder Wasser, eingesetzt. Normale Standardcontainer sind jedoch als Versorgungseinheit nur begrenzt einsetzbar, da sie in der Regel keine eigene Fördereinrichtung aufweisen, mit denen sie gefüllt oder mit deren Hilfe aus dem Behälter des Tankcontainers das Medium, z. B. Kraftstoff oder Wasser, entnommen werden kann (Trinkwasserversorgung, Betanken von Fahrzeugen).
- Mobile Versorgungseinheiten oder mobile Tankstellen sind seit längerem insbesondere auf Baustellen im Einsatz. Solche Versorgungseinheiten sind mit einer Pumpanordnung versehen, die in der Regel jedoch nur die Entnahme aus dem Behälter zulässt, während die Behälter nur über externe Pumpeinheiten, wie sie beispielsweise an Tankfahrzeugen vorhanden sind, befüllbar sind.
- Vor allem für militärische Einsätze sind jedoch Versorgungseinheiten und entsprechende Pumpanordnungen erforderlich, mit deren Hilfe der Behälter eines Tankcontainers nicht nur entleert, sondern auch gefüllt werden kann und mit denen darüber hinaus auch aus einem externen Behälter Medien gefördert und umgeladen werden können, z. B. zwischen zwei externen Versorgungseinheiten.
- Diese Aufgabe löst die Pumpanordnung nach Anspruch 1 sowie eine Versorgungseinheit gemäß Anspruch 11.
- Dabei ist vorgesehen, dass die Pumpanordnung eine Pumpleitung aufweist, die einen Behälter, insbesondere einen Kraftstoffbehälter, mit einem Entnahmeanschluss verbindet und in der Pumpleitung eine Pumpe (z. B. eine Kraftstoffforderpumpe) wirkt. Dabei ist die Pumpleitung über zwei Anschlussleitungen mit einem Zufuhranschluss verbunden und die Pumpe selbst wirkt zwischen den beiden Anschlusspunkten der Anschlussleitungen an die Pumpleitung.
- Diese Anordnung erlaubt auf einfache Weise mehrere Förderbetriebszustände: So kann das Medium direkt – d. h. beispielsweise unter Wirkung einer externen Pumpe oder unter Schwerkraftwirkung – oder über die Pumpe selbst zwischen dem Zufuhranschluss und dem Behälter gefördert werden. Das Medium kann auch zwischen dem Behälter und dem Entnahmeanschluss, zwischen dem Zufuhranschluss und dem Entnahmeanschluss gefördert werden, und zwar jeweils über die Pumpe selbst oder direkt, unter Umgehung der Pumpe, über Schwerkraftwirkung oder eine externe Pumpe.
- Die Weiterbildungen der Ansprüche 2 bis 10 betreffen Weiterbildungen der Erfindung, die insbesondere zum Fördern von Kraftstoff geeignet sind.
- Dabei ist zum Antrieb der Pumpe ein Hydraulikkreislauf vorgesehen, der einen Hydraulikmotor antreibt, welcher wiederum mit der Pumpe selbst gekoppelt ist, und der Hydraulikkreislauf über eine Hydraulikpumpe gespeist wird. So sind insbesondere brennbare Kraftstoffe ohne Gefahr von elektrostatischen Zündrisiken sicher zu handhaben.
- Über entsprechende hydraulische Schalt- und/oder Regelelemente kann der die Pumpe antreibende Hydraulikmotor und damit auch die Pumpe bidirektional mit einstellbarer Förderleistung angetrieben werden ohne die Laufrichtung der Hydraulikpumpe verändern zu müssen.
- Um ein ungewolltes Überfüllen des Behälters vorzusehen, ist ein Überfüllindikator angegeben, welcher über einen Pneumatiksteuerkreislauf mit einem pneumatisch betätigbaren ersten Schltelement gekoppelt ist, das in den Hydraulikkreislauf so eingreift, dass auf ein pneumatisches Schaltsignal des Überfüllindikators hin der Betrieb des Hydraulikmotors und damit der Pumpe unterbrochen wird, ohne dass der Betrieb der Hydraulikpumpe für andere Funktionen unterbrochen werden müsste. In einer weiteren Ausführung ist ein zweites pneumatisch betätigbares Schaltelement vorgesehen, welches auf einen Druckabfall im Pneumatikkreislauf reagiert und den Betrieb der Hydraulikpumpe und der Pumpe unterbricht.
- Zusätzlich oder alternativ kann ein weiteres drittes pneumatisch betätigbares Schaltelement vorgesehen sein, welches bei so einem Druckabfall ein pneumatisch betätigbares Stellventil verschließt, welches direkt die Kraftstoffförderung in oder aus dem Behälter unterbricht.
- Der Entnahmeanschluss ist in einer Ausführung an einer Schlauchtrommelanordnung vorgesehen, die mit der Pumpleitung verbunden ist, um auch von der Pumpanordnung bzw. von einer Versorgungseinheit entfernte Objekte mit dem Medium (z. B. Kraftstoff oder Wasser) zu versehen.
- Dabei ist es auch möglich, die Schlauchtrommelanordnung über Hydraulikmotoren anzutreiben, die über den Hydraulikkreislauf mit der Hydraulikpumpe gekoppelt sind.
- Damit ist auch der Schlauchtrommelantrieb zum Auf- und/oder Abwickeln bei der Förderung brennbarer Medien unkritisch.
- Durchflussmesseinrichtungen und/oder Durchflusseinstelleinrichtungen in der Pumpleitung bzw. zwischen der Pumpleitung und der Schlauchtrommelanordnung verbessern die Abgabekontrolle bei der Medienentnahme.
- Zum Antrieb der Hydraulikpumpe und eines den Pneumatiksteuerkreislauf speisenden Kompressors ist ein Antriebsmotor vorgesehen, der bei entsprechender Abschirmung als Verbrennungsmotor ausgeführt sein kann.
- Eine Versorgungseinheit für Kraftstoff, insbesondere eine Tankcontainereinheit mit einer entsprechenden Pumpanordnung und einem Behälter erlaubt eine universell einsetzbare Lager- und Transporteinheit. So eine Tankcontainereinheit kann sowohl in gefülltem als auch in teilgefülltern oder leerem Zustand universell umgeschlagen transportiert, gelagert und weitgehend autark betrieben werden kann.
- Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in den Zeichnungen angegeben.
- Dabei zeigt:
-
1 eine perspektivische Teilansicht des hinteren Endes einer als Tankcontainer ausgebildeten Versorgungseinheit für Kraftstoff mit einer als ”Black Box” dargestellten Pumpanordnung, -
2 eine Ansicht auf die Bedienfront der in1 angedeuteten Pumpanordnung, -
3 ein schematisches Diagramm einer erfindungsgemäßen Pumpanordnung, die mit einem Behälter verbunden ist, und -
4 schematische Darstellung des Hydraulikkreislaufs und der Pneumatiksteuerung der Pumpanordnung aus3 . -
1 zeigt eine Kraftstoffversorgungseinheit, die als Tankcontainer1 ausgebildet ist, in dessen Rahmenwerk2 an seinem hinteren Ende eine Pumpenanordnung5 vorgesehen ist, die unmittelbar an einen Behälter, hier den Kraftstoffbehälter3 angrenzt. Zur Bedienung der Pumpenanordnung5 ist eine klappbare Arbeitsbühne4 vorgesehen, die über eine Leiter4a zugänglich ist. Damit kann der Tankcontainer1 bzw. die Pumpenanordnung5 auch dann bedient werden, wenn sich der Tankcontainer1 auf einem (nicht dargestellten) Fahrzeug befindet. - Aufbau und Funktion der Pumpenanordnung
5 wird nun anhand der2 ,3 und4 erläutert. - Die Pumpenanordnung
5 ist in einem Rahmen50 angeordnet, der entnehmbar mit dem Tankcontainer1 bzw. dem Rahmenwerk2 gekoppelt und daran fixiert werden kann. -
2 zeigt die Pumpanordnung5 aus der Sicht eines Bedieners mit den wichtigsten Anschlüssen und Bedienelementen. Das Schaltbild in3 zeigt Aufbau und Funktionsweise der Pumpenanordnung5 . Dabei ist vom Kraftstoffbehälter3 abgehend eine Pumpleitung51 vorgesehen, die über eine Pumpe55 geführt und in einen rechten und einen linken Zweig51r ,51l mündet. In den Zweigen51r , l der Pumpleitung51 sind Entnahmeanschlüsse52r ,52l angeordnet, die über Trockenkupplungen jeweils mit unterschiedlichen Zapf-/Anschlussventilen53a , b koppelbar sind. Ein weiterer fester Entnahmeanschluss ist mit52m bezeichnet, der für größere Durchflussmengen geeignet ist und mit einem Flanschanschluss versehen ist. In den Zweigen51r , l sind Durchflussmesser54 und Durchflusssteuerventile56 vorgesehen. Darüber hinaus kann der Durchfluss auch an den Zapf-/Entnahmeventilen53a , b manuell gesteuert werden. - Zu beiden Seiten der Pumpe
55 sind Anschlusspunkte57a , von denen Anschlussleitungen57 abgehen, die zusammengeführt werden und in einem Zufuhranschluss58 münden. Die Pumpleitung51 endet behälterseitig in einem Behälteranschluss59 . - In der Pump- sowie in der Anschlussleitung
51 ,57 sind zur Regelung der Durchflussrichtung Rückschlagventile60 vorgesehen. Zwischen dem Zufuhranschluss58 und den Anschlusspunkten57a der Anschlussleitungen57 ist ein Sieb61 vorgesehen, um Verunreinigungen, bzw. Fremdkörper, die über den Zufuhranschluss58 in die Anschlussleitung57 gelangen, aufzufangen. In der Pumpleitung51 ist zwischen dem Behälteranschluss59 und dem einen Anschlusspunkt57a eine Flammensicherung62 vorgesehen, die verhindert, dass eine möglicherweise in den Pumpleitungen51 bzw. in den Anschlussleitungen57 entstandene Flammenfront in den Kraftstoffbehälter3 gelangen kann. - Zwischen dem Behälteranschluss
59 und dem Kraftstoffbehälter3 ist ein Absperrventil31 sowie ein pneumatisch ansteuerbares Bodenventil32 vorgesehen. - Die Pumpe
55 ist über eine Antriebswelle70 mit einem Hydraulikmotor71 gekoppelt, der wiederum über einen Hydraulikkreislauf72 angetrieben wird. Der Hydraulikmotor71 ist über Schalt- und/oder Regelelemente in seiner Geschwindigkeit und in seiner Laufrichtung steuerbar, die über eine Hydrauliksteuerung75 bedienbar sind. Die Pumpe55 kann damit einstellbare Durchflussmengen in beide Richtungen fördern. - Damit sind grundsätzlich folgende Betriebsarten möglich.
- 1. Entnahme aus dem Behälter
3 über einen oder mehrere der Entnahmeanschlüsse52l ,52m ,52r . Dazu wird Kraftstoff aus dem Behälter3 über das geöffnete Absperrventil31 und das geöffnete Bodenventil32 durch die Pumpleitung51 in die beiden Pumpleitungszweige51r , l gefördert und dort über die Anschlüsse52l , r bzw. die daran angeschlossenen Zapf-/Entnahmeventile53a , b und/oder den Entnahmeanschluss52m entnommen. - 2. Entnahme aus einer externen Einheit, die an den Zufuhranschluss
58 angeschlossen ist. Dabei wird das Medium entweder über den Anschluss58 und den oberen Zweig der Anschlussleitung57 durch die Pumpe55 in die Pumpleitung51 gefördert und über die Entnahmeanschlüsse52l , m, r entnommen oder direkt, ohne Einsatz der Pumpe55 , über den unteren Zweig der Anschlussleitung57 in die Pumpleitung51 und in gleicher Weise über die Entnahmeanschlüsse52l , m, r entnommen. - 3. Befüllen
des Behälters
3 kann über den Zufuhranschluss58 unter Nutzung der Pumpe55 und dem unteren Zweig der Anschlussleitung57 erfolgen oder direkt ohne Einsatz der Pumpe55 , über den oberen Zweig der Anschlussleitung57 , z. B. über Schwerkraft oder eine externe Pumpe. - 4. Transfer zwischen externen Einheiten erfolgt, indem eine
externe Einheit mit dem Zufuhranschluss
58 und eine weitere externe Einheit mit dem Entnahmeanschluss52m gekoppelt wird. Dabei kann der Transfer über die Pumpe55 und die obere Anschlussleitung57 bzw. ohne Nutzung der Pumpe55 über den unteren Zweig der Anschlussleitungen57 in die Pumpleitung51 und den Entnahmeanschluss52m erfolgen. - Die Entnahmeanschlüsse
52l und r sind über Schlauchtrommeln80 mit den Zweigen51l , r der Pumpleitung51 gekoppelt. Die Schlauchtrommeln80 sind jeweils mit einem Hydraulikmotor81 versehen, der ebenfalls mit dem Hydraulikkreislauf72 (Verbindung in3 nicht dargestellt) verbunden ist und auch über den Hydraulikmotor71 zum Auf- oder Abwickeln angetrieben werden kann. -
4 zeigt den prinzipiellen Aufbau der Hydrauliksteuerung75 . Dabei ist der Hydraulikmotor71 über die Leitungen des Hydraulikkreislaufs72 (strichpunktiert dargestellt) mit einem Hydraulikölbehälter76 und einer Hydraulikpumpe77 gekoppelt, der über einen Antriebsmotor85 (z. B. einem Verbrennungsmotor) angetrieben wird. - Dabei regelt ein Hydraulikstellelement
91 Verteilung und Durchfluss in Richtung Hydraulikmotor71 sowie in Richtung Antriebsmotoren81 . Die Antriebsmotoren81 für die Schlauchtrommeln80 werden über hydraulische Schalter93 gesteuert, so dass die Schlauchtrommeln80 manuell abgerollt und hydraulisch aufgerollt werden können. In anderen Ausführungen kann auch das Abrollen. hydraulisch unterstützt werden. - Ein weiteres Hydraulikstellelement
92 regelt die Laufrichtung und/oder die Laufgeschwindigkeit des Hydraulikmotors71 und der daran über die Antriebswelle70 gekoppelten Pumpe55 . - Zur weiteren Absicherung ist eine Pneumatiksteuerung
100 vorgesehen, die über einen Kompressor101 und einen Vorratstank102 gespeist wird (gestrichelte Leitungen) und über eine Steuer-Anzeige103 bedienbar ist. Der Kompressor101 kann ebenfalls über den Antriebsmotor80 angetrieben werden und zwar direkt über eine Anschlusswelle oder aber auch indirekt über den Hydraulikkreislauf72 . - Dabei ist eine pneumatische Signalleitung
104a vorgesehen, die mit einem Füllstandssensor104 verbunden ist, der im Kraftstoffbehälter3 angeordnet ist und bei Erreichen eines bestimmten Füllstandes im Behälter3 ein pneumatisches Signal an die Steuerung/Anzeige102 abgibt, welche daraufhin über eine pneumatische Stellleitung105a und ein Stellventil105 an ein erstes pneumatisch betätigbares Schaltelement95 abgibt, welches den Hydraulikmotor71 und damit die Pumpe55 abschaltet, so dass ein Überfüllen des Behälters3 nicht stattfinden kann. - Ein zweites pneumatisch betätigbares Schaltelement
96 ist ebenfalls mit der Pneumatikleitung106a gekoppelt und schaltet bei einem Druckabfall im Pneumatiksystem ebenfalls den Hydraulikmotor71 und damit die Pumpe55 ab. - Zusätzlich oder alternativ ist ein pneumatisches Stellelement
97 vorgesehen, welches zur Betätigung des Bodenventils32 vorgesehen ist und das ebenfalls bei Druckabfall in der Pneumatikleitung106a über die Steuerung/Anzeige103 aktiviert wird und das Bodenventil32 schließt. So kann bei einem Druckabfall im Pneumatiksystem kein Medium/Kraftstoff aus dem Behälter3 entweichen, auch nicht unter Schwerkraftwirkung. - Die Steuerung/Anzeige
102 ist mit Anzeigelampen versehen, die den jeweiligen Betriebszustand des Pneumatiksystems und teilweise auch der Pumpanordnung5 anzeigen und verfügt über einen Notschalter, der im Betrieb den Hydraulikmotor71 und damit die Pumpe55 stilllegt und über das Pneumatikelement97 das Bodenventil32 des Behälters verschließt. Der Notausschalter ist auch mit dem Antriebsmotor85 gekoppelt, der dann ebenfalls ausgeschaltet wird. - Weitere Varianten und Abwandlungen der Erfindung ergeben sich für den Fachmann im Rahmen der Ansprüche.
Claims (11)
- Pumpanordnung (
5 ) für eine Versorgungseinheit, insbesondere ein Tankcontainer (1 ), mit: einer Pumpleitung (51 ;51r , l) zum Fördern eines flüssigen Mediums zwischen einem Behälter (3 ) und einem Entnahmeanschluss (52 ), einer in der Pumpleitung (51 ) angeordneten Pumpe (55 ), und einem Zufuhranschluss (58 ), der über zwei Anschlussleitungen (57 ) mit der Pumpleitung (51 ) verbunden ist, wobei die Pumpe (55 ) zwischen den beiden Anschlusspunkten (57a ) der Anschlussleitungen (57 ) in der Pumpleitung (51 ) wirkt und das Medium wahlweise direkt oder über die Pumpe (55 ) – zwischen dem Zufuhranschluss (58 ) und dem Behälter (3 ), – zwischen dem Behälter (3 ) und dem Entnahmeanschluss (52 ), oder – zwischen dem Zufuhranschluss (58 ) und dem Entnahmeanschluss (52 ) förderbar ist. - Pumpanordnung (
5 ) nach Anspruch 1, bei welcher die Pumpe (55 ) über einen Hydraulikmotor (71 ) angetrieben wird, der zum Antrieb über einen Hydraulikkreislauf (72 ) mit einer Hydraulikpumpe (77 ) gekoppelt ist. - Pumpanordnung (
5 ) nach Anspruch 2, bei welcher der Hydraulikkreislauf (72 ) mit einem hydraulischen Schalt- und/oder Regelelement (92 ) versehen ist, so dass der Hydraulikmotor (71 ) und damit auch die Pumpe (55 ) bidirektional und mit einstellbarem Durchfluss betreibbar sind. - Pumpanordnung (
5 ) nach Anspruch 2 oder 3, bei welcher der Hydraulikkreislauf (72 ) ein pneumatisch betätigbares erstes Schaltelement (95 ) aufweist, welches über eine Pneumatiksteuerung (100 ,103 ) mit einem Überfüllindikator (104 ) am Behälter (3 ) gekoppelt ist, so dass bei Erreichen eines bestimmten Füllstandes im Behälter (3 ) der Überfüllindikator (104 ) anspricht und ein pneumatisches Schaltsignal an das Schaltelement (95 ) abgibt, welches auf dieses Signal hin den Betrieb des Hydraulikmotors (71 ) und damit der Pumpe (55 ) unterbricht. - Pumpanordnung (
5 ) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei der Hydraulikkreislauf (72 ) ein pneumatisch betätigbares zweites Schaltelement (96 ) aufweist, welches bei einem Druckabfall in der Pneumatiksteuerung (100 ) den Betrieb der Hydraulikpumpe (71 ) und damit der Pumpe (55 ) unterbricht. - Pumpanordnung (
5 ) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei der Hydraulikkreislauf (72 ) ein pneumatisch betätigbares Schaltelement (97 ) aufweist, welches bei einem Druckabfall in einer Pneumatiksteuerung (100 ) ein in der Pumpleitung (51 ) zwischen Behälter (3 ) und Pumpe (55 ) angeordnetes, pneumatisch betätigbares Stellventil (32 ) verschließt, so dass die Medienförderung unterbrochen wird. - Pumpanordnung (
5 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem der Entnahmeanschluss (52r , l) über eine Schlauchtrommelanordnung (80 ) mit der Pumpleitung (51r , l) verbunden ist. - Pumpanordnung (
5 ) nach Anspruch 7, bei welcher die Schlauchtrommelanordnung (80 ) über einen Hydraulikmotor (81 ) antreibbar ist, welcher über den Hydraulikkreislauf (72 ) mit der Hydraulikpumpe (77 ) gekoppelt ist, so dass die Schlauchtrommelanordnung (80 ) hydraulisch gesteuert auf- und abwickelbar ist. - Pumpanordnung (
5 ) nach Anspruch 7 oder 8, bei welcher zwischen der Pumpleitung (51 ) und der Schlauchtrommelanordnung (80 ) eine Durchflussmesseinrichtung (54 ) und/oder eine Durchflusseinstelleinrichtung (56 ) angeordnet sind. - Pumpanordnung (
5 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei welcher zum Antrieb der Hydraulikpumpe (71 ) und eines eine Pneumatiksteuerung (100 ) speisenden Kompressors (101 ) ein Antriebsmotor, insbesondere ein Verbrennungsmotor vorgesehen ist. - Versorgungseinheit (
1 ) für Kraftstoff, insbesondere eine Tankcontainereinheit, mit einer Pumpanordnung (5 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und einem Kraftstoffbehälter (3 ).
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