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Die Erfindung betrifft ein Tankfüllsystem für Flüssigkeitstanks mit Flüssigkeitsansaugung von einer unterhalb einer nicht selbst ansaugenden Füllpumpe gelegenen Ansaugstelle. Insbesondere ist die erfindungsgemäße Tankfüllanlage für Flüssigkeitstanks von Tankwagen vorgesehen, kann aber ebenso gut für stationäre Tanks eingesetzt werden. Ein besonderes Anwendungsgebiet der Erfindung sind Tanks für mit Feststoffen belastete Flüssigkeiten wie beispielsweise Schlämme oder Gülle.
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Aus der
EP 2 870 851 B1 ist eine Anordnung zur Befüllung eines Tanks eines Tankwagens mit Venturi-Entlüftung der Ansaugleitung zu einer Füllpumpe bekannt. Die bekannte Anordnung arbeitet jedoch mit zwei Pumpen, nämlich einer Entleerungspumpe, die über eine Abführleitung mit dem Tank verbunden ist und normalerweise zum Ausbringen von Flüssigkeit aus dem Tank dient, und einer Füllpumpe, die an einer höheren Stelle angeordnet ist und zum Füllen des Tanks dient. Die Füllpumpe ist nicht selbst ansaugend und mit einer Saugleitung zur Verbindung mit einer tiefer gelegenen Ansaugstelle verbunden. Zur Vorentlüftung der Ansaugleitung und der Füllpumpe fördert die Entleerungspumpe Restflüssigkeit durch eine Rückführleitung, in welche ein Venturi-Ejektor eingeschaltet ist, zurück in den Tank. Eine von der Füllpumpe kommende Füllleitung ist mit einem Sauganschluss des Ejektors verbunden, so dass beim Zirkulieren von Restflüssigkeit aus dem Tank mittels der Entleerungspumpe durch die Saugwirkung des Ejektors die Ansaugleitung und die Füllpumpe über die Füllleitung entlüftet werden, bis die Ansaugleitung und die Füllpumpe mit Flüssigkeit gefüllt sind und die Füllpumpe Flüssigkeit über die Füllleitung in den Tank pumpen kann.
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Die bekannte Anordnung bringt zwar den Vorteil, dass die Füllpumpe nicht in die anzusaugende Flüssigkeit eingetaucht zu werden braucht, hat aber zwei Nachteile, nämlich einerseits die Notwendigkeit von zwei Pumpen, und andererseits den Umstand, dass die von der Füllpumpe kommende Füllleitung mit der Saugseite des Ejektors verbunden ist, so dass das Füllen des Tanks über den Ejektor erfolgt. Der Ejektor bildet aber durch seine Querschnittsverengung eine starke Drossel in der Füllleitung, weshalb das Füllen des Tanks nicht optimal erfolgen kann.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die aufgezeigten Nachteile der bekannten Anordnung zu überwinden.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß ein Tankfüllsystem vorgesehen, wie es im Anspruch 1 definiert ist.
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Das erfindungsgemäße Tankfüllsystem arbeitet nur mit einer einzigen Pumpe, wie sie ohnehin als Entleerungs- bzw. Ausbringpumpe an Tankwagen wie beispielsweise Güllewagen vorhanden ist. Diese einzige Pumpe dient nicht nur als Entleerungspumpe, sondern auch als Füllpumpe. Diese einzige Pumpe zirkuliert zum Einleiten des Füllvorgangs zunächst Restflüssigkeit aus dem Tank durch eine Rückführleitung, in welcher ein Venturi-Ejektor eingebaut ist, zurück in den Tank, wobei die Ansaugleitung zunächst mit einem Saugeinlass des Venturi-Ejektors verbunden ist. Sobald die Ansaugleitung mit Flüssigkeit gefüllt ist, wird die Ansaugleitung über eine Ventilanordnung auf den Einlass der Pumpe umgeschaltet, während gleichzeitig die Verbindung des Pumpeneinlasses mit der vom Tank kommenden Abführleitung abgesperrt wird. Gleichzeitig wird die Verbindung des Pumpenauslasses mit dem Venturi-Ejektor abgesperrt und eine mit dem Pumpenauslass verbundene Füllleitung geöffnet, die direkt in den Tank führt.
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Das erfindungsgemäße Tankfüllsystem hat also den Vorteil, dass eine einzige Pumpe genügt, die zum Ausbringen von Flüssigkeit aus dem Tank als Entleerungspumpe und zum Füllen des Tanks als Füllpumpe dient, und dass der Füllvorgang, sobald die Ansaugleitung entlüftet und mit Flüssigkeit gefüllt ist, nicht über den Venturi-Ejektor, sondern über eine direkt in den Tank führende Füllleitung erfolgt, wodurch die durch den Venturi-Ejektor gebildete Drossel umgangen wird und der Vorgang wesentlich effektiver über die ungedrosselte Füllleitung erfolgt. Dadurch läuft der Füllvorgang schneller ab und wegen geringerer Belastung der Pumpe im Füllbetrieb auch energiesparender.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen nachstehend mehr im einzelnen beschrieben, in denen zeigt:
- 1 eine perspektivische Darstellung des Tankfüllsystems schräg von vorn,
- 2 eine Draufsicht auf ein Tankfüllsystem nach der Erfindung mit einem „gläsern“ dargestellten Tank,
- 3 eine Seitenansicht des Tankfüllsystems nach der Erfindung, und
- 4 eine Stirnansicht des Tankfüllsystems nach der Erfindung.
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Die Zeichnungen zeigen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung jeweils in schematisierter körperlicher Darstellung, wobei der Tank jeweils „gläsern“ dargestellt ist, so dass nur sein Umriss erkennbar ist, er aber durchsichtig ist und den Blick auf darunter oder dahinter liegende Komponenten nicht verdeckt. Der Tank mit dem Tankfüllsystem nach der Erfindung ist dabei isoliert dargestellt, also ohne einen Tankwagen, auf welchem die Anordnung aufgebaut sein kann.
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1 zeigt den Tank 1 mit dem Tankfüllsystem in perspektivischer Darstellung schräg von vorn. Das Tankfüllsystem umfasst eine Pumpe 2, die als nicht selbst ansaugende Pumpe ausgebildet ist, und die einen Pumpeneinlass 21 und einen Pumpenauslass 22 aufweist.
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Mit dem Pumpeneinlass 21 ist einerseits ein von einem Tankauslass 11 kommendes Auslassrohr 3 und ein Ansaugrohr 4 verbunden. Das Ansaugrohr 4 führt zunächst nach oben zu einer oberhalb der Pumpe 2 gelegenen Position und verläuft dann in einem Bogen 41 wieder abwärts zu einer Anschlusskupplung 42 für eine Saugleitung (nicht dargestellt).
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Der Pumpenauslass 22 verzweigt sich in ein in den Tank 1 führendes Rückführungsrohr 5, in welches ein Venturi-Ejektor 6 eingebaut ist, und in ein Füllrohr 7, das direkt in den Tank 1 führt.
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Vom Pumpenauslass 22 zweigt außerdem ein Entleerung- oder Ausbringrohr ab, das aus Gründen der Vereinfachung (da es hier allein um das Füllsystem und dessen Funktion geht) nicht dargestellt ist, und das dazu dient, Flüssigkeit aus dem Tank mittels der dann als Entleerungspumpe dienenden Pumpe 2 zu entleeren oder auszubringen. Dieses nicht dargestellte Entleerung- oder Ausbringrohr ist mittels eines ebenfalls nicht dargestellten Schiebers absperrbar.
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Vom Ansaugrohr 4 zweigt unterhalb des Bogens 41 ein Zweigrohr 8 ab, das zu einem Sauganschluss 61 des Venturi-Ejektors 6 führt.
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Die Draufsicht der Anordnung nach 2, in welcher der nur im Umriss dargestellte Tank 1 „gläsern“, also durchsichtig und die darunter liegenden Komponenten des Tankfüllsystems nicht verdeckend dargestellt ist, sowie die Seitenansicht nach 3 und die Stirnansicht nach 4 lassen in der Gesamtschau die Anordnungen und Verläufe der eben beschriebenen Rohre im Verhältnis zur Pumpe 2 und dem Tank 1 klar erkennen.
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Der Betrieb des erfindungsgemäßen Tankfüllsystems wird durch die im folgenden beschriebenen Schieber gesteuert, deren Anordnung im einzelnen ebenfalls aus der Gesamtschau der Zeichnungsfiguren 1 bis 4 erkennbar ist.
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Zum Füllen des Tanks 1 wird eine Saugleitung an die Anschlusskupplung 42 des Ansaugrohrs 4 angekuppelt und mit ihrem freien Ende in die anzusaugende Flüssigkeit eingetaucht, die sich beispielsweise in einer Grube befinden kann. Ein Schieber 91, der im Einlassbereich des Saugrohrs 4, nämlich an der Anschlusskupplung 42 für eine Saugleitung angeordnet ist, wird geöffnet. Der Übersichtlichkeit halber ist die Bezugslinie für den Schieber 91 und sind auch die Bezugslinien für die im folgenden genannten Schieber an die jeweilige Schieber-Betätigungsvorrichtung geführt.
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Da zu Beginn des Füllvorgangs erst das Ansaugrohr 4 entlüftet und mit Flüssigkeit gefüllt werden muss, bevor die Pumpe 2 in der Lage ist, aus einer mit dem Ansaugrohr 4 verbundenen Saugleitung Flüssigkeit zu pumpen, wird ein zwischen dem Pumpeneinlass 21 und dem Abzweig des Zweigrohrs 8 angeordneter Schieber 92 geschlossen.
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Gleichzeitig wird ein Schieber 93 im Auslassrohr 3 zwischen dem Tankauslass 11 und dem Pumpeneinlass 21 geöffnet. Ein Schieber 94, der in dem vom Pumpenauslass 22 direkt in den Tank führenden Füllrohr 7 angeordnet ist, ist geschlossen. Ein Schieber 95, der im Rückführungsrohr 5 zwischen dem Pumpenauslass 22 und dem Venturi-Ejektor 6 angeordnet ist, wird geöffnet, ebenso ein Schieber 96 in der Zweigleitung 8 vor dem Sauganschluss 61 des Venturi-Ejektors 6. Der nicht dargestellte Schieber in dem nicht dargestellten, ebenfalls vom Pumpenauslass 22 abzweigenden Entleerungs- oder Ausbringrohr ist geschlossen.
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In dem eben beschriebenen Schieberstellungszustand kann Restflüssigkeit aus dem Tank in den Pumpeneinlass 21 fließen und wird von der Pumpe 2 durch den Pumpenauslass in das Rückführungsrohr 5 und durch den in dieses eingebauten Venturi-Ejektor 6 in den Tank 1 zurückgeführt. Durch die im Venturi-Ejektor stark beschleunigte Flüssigkeit im Rückführungsrohr 5 wird am Sauganschluss 61 ein Sog erzeugt, durch welchen über die Zweigleitung 8 die Saugleitung und das Ansaugrohr 4 sowie auch die Zweigleitung 8 entlüftet und mit anzusaugender Flüssigkeit gefüllt werden, bis die Saugleitung, das Ansaugrohr 4 und die Zweigleitung 8 vollständig entlüftet und mit Flüssigkeit gefüllt sind.
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Ist dieser Zustand erreicht, werden gleichzeitig der Schieber 93 im Auslassrohr 3, der Schieber 95 im Rückführungsrohr 5, und der Schieber 96 im Zweigrohr 8 geschlossen und der Schieber 92 im Ansaugrohr sowie der Schieber 94 im Füllrohr 7 geöffnet. In diesem Schieberstellungszustand erfolgt nun keine Rezirkulation von Restflüssigkeit aus dem Tank 1 durch die Pumpe 2, das Rückführungsrohr 5 und den Venturi-Ejektor 6 mehr, und statt dessen wird angesaugte Flüssigkeit aus dem Ansaugrohr 4 von der Pumpe 2 nun durch das Füllrohr 7 direkt in den Tank gefördert.
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Da das Ansaugrohr 4 von der Anschlusskupplung 42 für die Saugleitung zunächst nach oben und dann von einer deutlich oberhalb der Pumpe 2 gelegenen Höhenposition über den Bogen 41 wieder abwärts zum Pumpeneinlass 2 verläuft, wird die Anordnung bei entlüftetem und flüssigkeitsgefülltem Ansaugrohr 4 quasi selbstansaugend. Das Pumpen der Flüssigkeit erfolgt dann durch das Füllrohr 7 direkt in den Tank. Da im Gegensatz zu der Rückführleitung 5, die durch den eingebauten Venturi-Ejektor 6 eine Drosselstelle enthält, die den Massendurchsatz begrenzt, das Füllrohr 7 keinerlei Drosselstelle enthält, erfolgt nach Initiierung des Füllvorgangs durch Entlüften und Füllen des Saugrohrs 4 und des Zweigrohrs 8 mit Flüssigkeit das Füllen des Tanks 1 durch das Füllrohr 7 mit erhöhtem Massendurchsatz und verringerter Energieaufnahme durch die Pumpe 2.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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