DE202010007504U1

DE202010007504U1 - Pumpanordnung und Versorgungseinheit mit Pumpanordnung

Info

Publication number: DE202010007504U1
Application number: DE201020007504
Authority: DE
Original assignee: WEW Westerwaelder Eisenwerk GmbH
Current assignee: Thielmann AG
Priority date: 2010-06-02
Filing date: 2010-06-02
Publication date: 2010-09-02
Anticipated expiration: 2020-06-03
Also published as: EP2576425A1; US9004100B2; EP2576425B1; AU2011260601B2; PL2576425T3; AU2011260601A1; CL2012003353A1; RU2012157305A; ES2551733T3; WO2011151073A1; ZA201208880B; US20130087227A1

Abstract

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.

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 in 1 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 aus 3.
1 zeigt eine Kraftstoffversorgungseinheit, die als Tankcontainer 1 ausgebildet ist, in dessen Rahmenwerk 2 an seinem hinteren Ende eine Pumpenanordnung 5 vorgesehen ist, die unmittelbar an einen Behälter, hier den Kraftstoffbehälter 3 angrenzt. Zur Bedienung der Pumpenanordnung 5 ist eine klappbare Arbeitsbühne 4 vorgesehen, die über eine Leiter 4a zugänglich ist. Damit kann der Tankcontainer 1 bzw. die Pumpenanordnung 5 auch dann bedient werden, wenn sich der Tankcontainer 1 auf einem (nicht dargestellten) Fahrzeug befindet.
Aufbau und Funktion der Pumpenanordnung 5 wird nun anhand der 2, 3 und 4 erläutert.
Die Pumpenanordnung 5 ist in einem Rahmen 50 angeordnet, der entnehmbar mit dem Tankcontainer 1 bzw. dem Rahmenwerk 2 gekoppelt und daran fixiert werden kann.
2 zeigt die Pumpanordnung 5 aus der Sicht eines Bedieners mit den wichtigsten Anschlüssen und Bedienelementen. Das Schaltbild in 3 zeigt Aufbau und Funktionsweise der Pumpenanordnung 5. Dabei ist vom Kraftstoffbehälter 3 abgehend eine Pumpleitung 51 vorgesehen, die über eine Pumpe 55 geführt und in einen rechten und einen linken Zweig 51r, 51l mündet. In den Zweigen 51r, l der Pumpleitung 51 sind Entnahmeanschlüsse 52r, 52l angeordnet, die über Trockenkupplungen jeweils mit unterschiedlichen Zapf-/Anschlussventilen 53a, b koppelbar sind. Ein weiterer fester Entnahmeanschluss ist mit 52m bezeichnet, der für größere Durchflussmengen geeignet ist und mit einem Flanschanschluss versehen ist. In den Zweigen 51r, l sind Durchflussmesser 54 und Durchflusssteuerventile 56 vorgesehen. Darüber hinaus kann der Durchfluss auch an den Zapf-/Entnahmeventilen 53a, b manuell gesteuert werden.
Zu beiden Seiten der Pumpe 55 sind Anschlusspunkte 57a, von denen Anschlussleitungen 57 abgehen, die zusammengeführt werden und in einem Zufuhranschluss 58 münden. Die Pumpleitung 51 endet behälterseitig in einem Behälteranschluss 59.
In der Pump- sowie in der Anschlussleitung 51, 57 sind zur Regelung der Durchflussrichtung Rückschlagventile 60 vorgesehen. Zwischen dem Zufuhranschluss 58 und den Anschlusspunkten 57a der Anschlussleitungen 57 ist ein Sieb 61 vorgesehen, um Verunreinigungen, bzw. Fremdkörper, die über den Zufuhranschluss 58 in die Anschlussleitung 57 gelangen, aufzufangen. In der Pumpleitung 51 ist zwischen dem Behälteranschluss 59 und dem einen Anschlusspunkt 57a eine Flammensicherung 62 vorgesehen, die verhindert, dass eine möglicherweise in den Pumpleitungen 51 bzw. in den Anschlussleitungen 57 entstandene Flammenfront in den Kraftstoffbehälter 3 gelangen kann.
Zwischen dem Behälteranschluss 59 und dem Kraftstoffbehälter 3 ist ein Absperrventil 31 sowie ein pneumatisch ansteuerbares Bodenventil 32 vorgesehen.
Die Pumpe 55 ist über eine Antriebswelle 70 mit einem Hydraulikmotor 71 gekoppelt, der wiederum über einen Hydraulikkreislauf 72 angetrieben wird. Der Hydraulikmotor 71 ist über Schalt- und/oder Regelelemente in seiner Geschwindigkeit und in seiner Laufrichtung steuerbar, die über eine Hydrauliksteuerung 75 bedienbar sind. Die Pumpe 55 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 Entnahmeanschlüsse 52l, 52m, 52r. Dazu wird Kraftstoff aus dem Behälter 3 über das geöffnete Absperrventil 31 und das geöffnete Bodenventil 32 durch die Pumpleitung 51 in die beiden Pumpleitungszweige 51r, l gefördert und dort über die Anschlüsse 52l, r bzw. die daran angeschlossenen Zapf-/Entnahmeventile 53a, b und/oder den Entnahmeanschluss 52m entnommen.
2. Entnahme aus einer externen Einheit, die an den Zufuhranschluss 58 angeschlossen ist. Dabei wird das Medium entweder über den Anschluss 58 und den oberen Zweig der Anschlussleitung 57 durch die Pumpe 55 in die Pumpleitung 51 gefördert und über die Entnahmeanschlüsse 52l, m, r entnommen oder direkt, ohne Einsatz der Pumpe 55, über den unteren Zweig der Anschlussleitung 57 in die Pumpleitung 51 und in gleicher Weise über die Entnahmeanschlüsse 52l, m, r entnommen.
3. Befüllen des Behälters 3 kann über den Zufuhranschluss 58 unter Nutzung der Pumpe 55 und dem unteren Zweig der Anschlussleitung 57 erfolgen oder direkt ohne Einsatz der Pumpe 55, über den oberen Zweig der Anschlussleitung 57, 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 Entnahmeanschluss 52m gekoppelt wird. Dabei kann der Transfer über die Pumpe 55 und die obere Anschlussleitung 57 bzw. ohne Nutzung der Pumpe 55 über den unteren Zweig der Anschlussleitungen 57 in die Pumpleitung 51 und den Entnahmeanschluss 52m erfolgen.

Die Entnahmeanschlüsse 52l und r sind über Schlauchtrommeln 80 mit den Zweigen 51l, r der Pumpleitung 51 gekoppelt. Die Schlauchtrommeln 80 sind jeweils mit einem Hydraulikmotor 81 versehen, der ebenfalls mit dem Hydraulikkreislauf 72 (Verbindung in 3 nicht dargestellt) verbunden ist und auch über den Hydraulikmotor 71 zum Auf- oder Abwickeln angetrieben werden kann.
4 zeigt den prinzipiellen Aufbau der Hydrauliksteuerung 75. Dabei ist der Hydraulikmotor 71 über die Leitungen des Hydraulikkreislaufs 72 (strichpunktiert dargestellt) mit einem Hydraulikölbehälter 76 und einer Hydraulikpumpe 77 gekoppelt, der über einen Antriebsmotor 85 (z. B. einem Verbrennungsmotor) angetrieben wird.
Dabei regelt ein Hydraulikstellelement 91 Verteilung und Durchfluss in Richtung Hydraulikmotor 71 sowie in Richtung Antriebsmotoren 81. Die Antriebsmotoren 81 für die Schlauchtrommeln 80 werden über hydraulische Schalter 93 gesteuert, so dass die Schlauchtrommeln 80 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 Hydraulikmotors 71 und der daran über die Antriebswelle 70 gekoppelten Pumpe 55.
Zur weiteren Absicherung ist eine Pneumatiksteuerung 100 vorgesehen, die über einen Kompressor 101 und einen Vorratstank 102 gespeist wird (gestrichelte Leitungen) und über eine Steuer-Anzeige 103 bedienbar ist. Der Kompressor 101 kann ebenfalls über den Antriebsmotor 80 angetrieben werden und zwar direkt über eine Anschlusswelle oder aber auch indirekt über den Hydraulikkreislauf 72.
Dabei ist eine pneumatische Signalleitung 104a vorgesehen, die mit einem Füllstandssensor 104 verbunden ist, der im Kraftstoffbehälter 3 angeordnet ist und bei Erreichen eines bestimmten Füllstandes im Behälter 3 ein pneumatisches Signal an die Steuerung/Anzeige 102 abgibt, welche daraufhin über eine pneumatische Stellleitung 105a und ein Stellventil 105 an ein erstes pneumatisch betätigbares Schaltelement 95 abgibt, welches den Hydraulikmotor 71 und damit die Pumpe 55 abschaltet, so dass ein Überfüllen des Behälters 3 nicht stattfinden kann.
Ein zweites pneumatisch betätigbares Schaltelement 96 ist ebenfalls mit der Pneumatikleitung 106a gekoppelt und schaltet bei einem Druckabfall im Pneumatiksystem ebenfalls den Hydraulikmotor 71 und damit die Pumpe 55 ab.
Zusätzlich oder alternativ ist ein pneumatisches Stellelement 97 vorgesehen, welches zur Betätigung des Bodenventils 32 vorgesehen ist und das ebenfalls bei Druckabfall in der Pneumatikleitung 106a über die Steuerung/Anzeige 103 aktiviert wird und das Bodenventil 32 schließt. So kann bei einem Druckabfall im Pneumatiksystem kein Medium/Kraftstoff aus dem Behälter 3 entweichen, auch nicht unter Schwerkraftwirkung.
Die Steuerung/Anzeige 102 ist mit Anzeigelampen versehen, die den jeweiligen Betriebszustand des Pneumatiksystems und teilweise auch der Pumpanordnung 5 anzeigen und verfügt über einen Notschalter, der im Betrieb den Hydraulikmotor 71 und damit die Pumpe 55 stilllegt und über das Pneumatikelement 97 das Bodenventil 32 des Behälters verschließt. Der Notausschalter ist auch mit dem Antriebsmotor 85 gekoppelt, der dann ebenfalls ausgeschaltet wird.
Weitere Varianten und Abwandlungen der Erfindung ergeben sich für den Fachmann im Rahmen der Ansprüche.

Claims

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).