DE2214653B1 - Pump- und Luftabscheidevorrichtung, insbesondere für Benzintanksäulen - Google Patents

Description

Vorratstank 2 verbunden. Die Pump- und Ab- einen zylindrischen Ringteil 45 des Gehäuses 20 paßt scheidevorrichtung 1 besteht aus einer Pumpe 4, die und an dessen unterem Ende die Düsennadel 73 anmit der Ansaugleitung 3 verbunden ist und die eine geordnet ist, die sich bei Senkung des Schwimmervengleichmäßige Leistung hat. Die Pumpe 4 ist mit tils in den konischen Durchlaß bewegt,
einem Luftabscheider 5 verbunden. In dem Luft- 5 Der Luftabscheider 40 ist als Zyklonenscheider in abscheider wird ständig ein kleiner Prozentsatz der der Weise ausgebildet, daß die Flüssigkeit von der Pumpflüssigkeit, regelmäßig Benzin, abgeschieden Pumpe 30 in einer Spiralbewegung durch den rohrund über ein Pumpenrücklaufventil 7 zu dem Vor- förmigen Innenraum tritt, wodurch auf Grund der raum vor der Pumpe 4 zurückgeführt. Der bei wei- Zentrifugalkräfte der weniger dichte und leichtere tem größere Teil des Benzins wird über ein Auslaß- io Teil der Flüssigkeit, der gegebenenfalls mit Luftventil 6 dem Füllschlauch zugeführt. Das von dem blasen durchsetzt ist, in das Spülrohr 43 eindringt, Luftabscheider von dem übrigen Fluß getrennte Ben- während der in dem so gebildeten Ringraum zirkuzin wird einer Luftabscheidekammer 8 zugeführt, lierende schwerere Teil der Flüssigkeit über den von der die Luft entweicht und das von der Luft ge- Durchlaß 41a in den Innenraum B tritt und von dort trennte Benzin über ein am Boden der Kammer an- 15 über das Auslaßventil 23 dem Füllschlauch zugeführt geordnetes Ventil dem Pumpenvorraum zugeführt oder über das Rückschlagventil 60 dem Pumpenvorwird. Durch die Anordnung des Pumpenrücklauf- raum zugeführt wird.

ventils 9 am Boden der Abscheidekammer 8 wird Wie aus F i g. 6 ersichtlich, besteht das Auslaßvermieden, daß aus der Abscheidekammer durch den ventil 23 aus einer Öffnung 50, die bei 51 verengt ist, Unterdruck, der vor der Pumpe herrscht. Luft wieder 20 und so einen Sitz für den Stößel 53 des Ventils 52 in den Pumpenvorraum gesaugt wird. bietet. Das Ventil 53 steht gegen den Innenraum B

Das Gehäuse 20 weist drei Innenräume A, B und C durch eine Feder 54 unter Druck. Der Ventilauslaß auf, die miteinander verbunden sind. Das Gehäuse 56 weist einen Diffusor 55 auf. Durch das Auslaßhat einen Einlaß 21, an den die Ansaugleitung 3 an- ventil 52 wird ein Rückfluß von Benzin aus der Mengeschlossen ist, und zwei Auslässe, nämlich einen 25 genmeßeinrichtung und dem Füllschlauch verhindert, Entlüftungsauslaß 22, der mit dem Innenraum C ver- wenn die Pumpe nicht arbeitet,
bunden ist, und einen Auslaß 23 in dem Innen- Das in F i g. 7 dargestellte Rückschlagventil 60 raum B, in dem das Auslaßventil sitzt. verschließt den Innenraum B gegenüber dem Pum-

Wie aus Fig. 4 ersichtlich, sitzt hinter dem Einlaß penvorraum. Das Ventil 60 steht unter dem Druck

21 ein Filter F, durch den das angesaugte Benzin in 30 einer Feder 61.

den Pumpenvorraum, der zu dem Innenraum A ge- Die Pump- und Abscheidevorrichtung gemäß der

hört, fließt. Der Filter F hat die Aufgabe, Verunreini- Erfindung arbeitet wie folgt:

gungen von dem Benzin zu trennen, die aus dem Sobald der Tankstellenwart das an dem Füll-

Tank gefördert werden. schlauch befindliche Füllventil aus der Tanksäule

Der Innenraum A ist in einem Winkel angeordnet, 35 nimmt, wird die Pumpe über einen Pumpenschalter in dessen einem Schenkel 76 die als Flügelradpumpe in Betrieb gesetzt. Die Pumpe 30 fördert unter Erausgebildete Ansaugpumpe 30 sitzt. Die Ansaug- zeugung eines Unterdrucks Benzin aus dem Vorratspumpe 30 wird in konventioneller Weise von einem tank 2 durch die Ansaugleitung 3. Das Benzin entElektromotor über einen Keilriemen, eine Riemen- hält regelmäßig etwas Luft und Dämpfe. Es gelangt scheibe 32 und die Pumpenachse 31 angetrieben. 40 durch den Einlaß 21 durch den Filter F in den Pum-

Der andere Schenkel des Innenraums A ist rohr- penvorraum auf der Ansaugseite der Pumpe 30. Der

förmig ausgebildet und stellt einen Teil des Luft- Unterdruck beträgt an dieser Stelle gewöhnlich 25

abscheiders 40 dar. In dem rohrförmigen Schenkel bis 30 cm Quecksilbersäule. Das Benzin tritt von der

ist zentrisch ein Spülrohr 41 angeordnet, das frei Pumpe 30 unter Druck in den Luftabscheider 40.

tragend an der inneren Gehäusewandung 42 um einen 45 Durch die Ausbildung des rohrförmigen Schenkels

verengten Durchlaß 43 gelagert ist. Der Durchlaß 43 des Innenraumes A wird das Benzin in eine spiral-

durch die Gehäusewandung 42 führt von dem Spül- förmige Flußbewegung versetzt. Das Benzin tritt in

rohr 41 in den Innenraum C. den Luftabscheider mit einer Geschwindigkeit ein,

Der Luftabscheider 40 und damit der Innen- die durch zwei Komponenten, nämlich die Axialkom-

raum A ist ferner mit dem Innenraum B verbunden. 50 ponente V₁₁ und die Tangentialkomponente V_t, be-

der sich unterhalb des Spülrohres 41 nach unten er- stimmt wird.

streckt. Von dem Innenraum B führt einerseits der Die durchschnittliche Axialgeschwindigkeit kann

Auslaß 23 zu dem Füllschlauch. Andererseits ist der durch folgende Gleichung berechnet werden:
Innenraum B durch einen Auslaß 24, der sich durch

eine Wandung 44 des Gehäuses 20 erstreckt, über 55 V= QIA

ein Pumpenrückschlagventil 60 mit der Saugseite der __

Pumpe 30 verbunden. ^V" ⁼ ^⁴ 2'

Der Innenraum C ist von dem Durchlaß 43 aus

nach unten erweitert und bildet eine Luftabscheide- wobei Q die Menge in Kubikdezimeter pro Sekunde, kammer, die einen Luftauslaß 22 aufweist. Am Bo- 60 A₁ der Querschnitt des Einlasses, A₂ der Querschnitt den des Innenraumes C befindet sich das Pumpen- des Luftabscheiders 40 ist und die tangentiale Gerücklaufventil 71, das als Schwimmerventil ausgebil- schwindigkeit durch folgende Gleichung ausgedrückt det ist. Die Ventilöffnung 70 a/70 b des Pumpenrück- wird:

lauf ventils 71 ist konisch ausgebildet und besteht aus γ __ Λ[γ"ϊ^γϊ.

einem Schwimmer, der von einer Führungsstange 75, 65 ' > «
die mit der oberen Gehäusewandung verbunden ist,

geführt wird. Unterhalb des Schwimmers befindet Der Winkel der Spirale ist der Winkel zwischen der

sich ein Kolben 72, der mit seinem Umfang 74 in tangentialen Geschwindigkeit und der axialen Ge-

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schwindigkeit des Benzins. Der Spiralwinkel O am Stampfblasen von dem Hauptfluß des Benzins auszu-

Eingang kann bestimmt werden durch die folgende scheiden, sofern der Blasenanteil weniger als 12%

Gleichung: des Hauptflusses ausmacht. Wird dagegen der Durch-

/ Va \ laß 43 so vergrößert, daß 8% des Benzmflusses durch

0 = Sm^-1I--j. 5 jj_as Spülrohr 41 dem Hauptfluß entnommen werden,

\ ' so ist der Luftabscheider in der Lage, Benzin von

Es hat sich herausgestellt, daß der Luftabscheider 18 % Luft- und Dampfblaseninhalt zu trennen,

nur innerhalb eines geringen Winkelbereiches der Das durch den Auslaß 43 austretende Benzin sam-

Spirale mit größter Wirksamkeit arbeitet. Ist der melt sich in dem Innenraum C, in dem die Luftblasen

Spiralwinkel zu klein, wird zuviel Kraft zur Beschleu- io entweichen und die Luft durch den Auslaß 22 aus-

nigung des Benzins benötigt. Ist der Spiralwinkel zu treten kann. Sobald sich genügend Benzin in dem

groß, so wird die Trennung von Luft von dem Ben- Innenraum C gesammelt hat, öffnet sich das Pumpen-

zin nicht vollständig bewirkt. Es ist ferner zu be- rücklaufventil 71, wodurch das Benzin am unteren

achten, daß der Eintritt in den Luftabscheider tan- Ende des Innenraumes C in den Pumpenvorraum ab-

gential oder axial sein mag, solange eine spiralför- 15 gesaugt wird,

mige Flußbewegung des Benzins ermöglicht wird. Das von Luftblasen getrennte Benzin fließt von

Wie oben bereits angedeutet, ist der Spiralwinkel dem Innenraum A in den Innenraum B und von dort von großer Bedeutung für die Wirksamkeit des Luft- entweder durch das Auslaßventil 23 zum Füllabscheiders. Es hat sich herausgestellt, daß der Luft- schlauch oder durch das Rückschlagventil 24 in den abscheider vorzugsweise mit einem Spiralwinkel im 20 Pumpenvorraum.

Bereich zwischen 10 und 30° am besten arbeitet. Da- Das Auslaßventil 23 ist so ausgebildet, daß der

bei ist zweckmäßig, eine Axialgeschwindigkeit des Druck der Feder 54 (s. Fig. 6) den Durchlaß von

Benzins von 1 bis 2 m pro Sekunde vorzusehen. Luft verhindert, wenn bei leerem Vorratsstand die

In dem Spülrohr 41 sammeln sich durch die Zen- Pumpe nur noch Luft fördert. Dadurch wird erreicht,

trifugalkraft der Spiralbewegung des Benzins die 25 daß sämtliche Luft durch den Durchlaß 43 in den

leichteren, mit Luftblasen oder Gasblasen versetzten Innenraum zieht und über den Auslaß 22 nach außen

Teile des Benzins und fließen von dort durch die entweicht. Die Durchlaßöffnung 43 ist deshalb so

Öffnung 43 in den Innenraum C. Es hat sich heraus- auszulegen, daß sie die gesamte bei leerem Tank von

gestellt, daß 3 bis 8% des von der Pumpe geforder- der Pumpe geförderte Luftmenge aufnehmen kann,

ten Benzins ausreichen, um sämtliche Luft- und 30 ohne daß das Auslaßventil 23 geöffnet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1 2 Patentansprüche- großer Luftabscheider unterhalb und von der An- p ' saugpumpe völlig getrennt angeordnet ist.

1. Pump- und Luftabscheidevorrichtung, ins- Bei den bekannten Vorrichtungen ist es ferner übbesondere für Benzintanksäulen, bestehend aus lieh, das Pumpenrücklaufventil einfach zwischen der einer Ansaugpumpe, einem Luftabscheider und 5 Pumpe und dem Luftabscheider anzuordnen. Dies einem Pumpenrücklaufventil, dadurch ge- hat den Nachteil, daß die Öffnung des Rücklaufkennzeichnet, daß das Pumpenrücklaufven- ventils zu dem unter Unterdruck stehenden Pumpentil (71) unter dem Luftabscheider (40) angeord- Vorraum das Ansaugen von Luft aus dem Luftnet ist. abscheider verursachte, die zu Störungen der Pum-

2. Pump- und Luftabscheidevorrichtung nach io penleistung führten.

Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ansaugpumpe (30), der Luftabscheider (40), das Pump- und Luftabscheidevorrichtung zu finden, Pumpenrücklaufventil (71) und die Verbindungs- durch die eine Pumpe und ein Luftabscheider auf leitungen in einem gemeinsamen Gehäuse (20) verhältnismäßig kleinem Raum so angeordnet werangeordnet sind, das drei miteinander verbun- 15 den, daß die Leistung des Luftabscheiders hinsichtdene Innenräume (A, B und C) aufweist, wobei lieh seiner Wirksamkeit mit großen Luftabscheideder Innenraum (A) in einem Winkel verläuft, in kammern bekannter Art verglichen werden kann und dessen einem Schenkel (76) die als Flügelrad- ein Ansaugen von Luft aus dem Luftabscheider pumpe ausgebildete Ansaugpumpe (30) und in durch das Pumpenrücklaufventil vermieden wird,
dessen anderem, rohrförmigem Schenkel der Luft- 20 Die Lösung der Aufgabe wird in einer Vorrichabscheider (40) angeordnet ist, der Innenraum (B) tung gesehen, die aus einer Ansaugpumpe, einem von dem Luftabscheider (40) nach unten ver- Luftabscheider und einem Pumpenrücklaufventil beläuft, in dessen unterem Ende ein zum Füll- steht, bei der das Pumpenrücklaufventil unterhalb schlauch führendes Auslaßventil (23) und ein des Luftabscheiders angeordnet ist.
zum Pumpenvorraum führendes Rückschlagven- 35 Die Vorrichtung ist vorzugsweise so ausgebildet, til (60) angeordnet sind, und der Innenraum (C) daß die Ansaugpumpe, der Luftabscheider, das Pummit dem Luftabscheider (40) über einen Durch- penrücklaufventil und die Verbindungsleitungen in laß (43) und mit dem Pumpenvorraum durch einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind, das das Pumpenrücklaufventil (71), das als Schwim- drei miteinander verbundene Innenräume aufweist, merventil ausgebildet ist, verbunden ist. 3° wobei der eine Innenraum in einem Winkel verläuft,

3. Pump- und Luftabscheidevorrichtung nach in dessen einem Schenkel die als Flügelradpumpe Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, ausgebildete Ansaugpumpe und in dessen anderem, daß der Luftabscheider (40) als Zyklonenscheider rohrförmigem Schenkel der Luftabscheider angeordausgebildet ist, der aus dem rohrförmigen Sehen- net ist, während ein weiterer Innenraum von dem kel des Innenraumes (A) und einem zentrisch 35 Luftabscheider nach unten verläuft, an dessen undarin an der Gehäusewand (42) frei tragend um terem Ende ein zum Füllschlauch führendes Auslaßden Durchlaß (43) gelagerten Spülrohr (41) be- ventil und ein zum Pumpenvorraum führendes Rücksteht, schlagventil angeordnet sind, und ferner ein weiterer

4. Pump- und Luftabscheidevorrichtung nach Innenraum gebildet ist, der einerseits über einen Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der 4° Durchlaß mit dem Luftabscheider und andererseits Durchlaß (43) gegenüber dem Durchmesser des mit dem Pumpenvorraum durch das Pumpenrück-Spülrohres (41) verengt ist. laufventil, das als Schwimmerventil ausgebildet ist,

verbunden ist.

Der Luftabscheider ist vorzugsweise als Zyklonen-

Die Erfindung betrifft eine Pump- und Luft- 45 scheider ausgebildet, der aus dem rohrförmigen abscheidevorrichtung, insbesondere für Benzintank- Schenkel des einen Innenraumes und einem zentrisch säulen, die aus einer mit dem Vorratstank verbünde- darin an der Gehäusewand frei tragend umdenDurchnen Ansaugpumpe, einem Luftabscheider und einem laß gelagerten Spülrohr besteht, der zu dem als Ab-Pumpenrücklaufventil versehen ist, durch das nach scheidekammer ausgebildeten Innenraum führt,
der Trennung von Luft und Dämpfen das abgeschie- 5° Vorzugsweise ist dieser Durchlaß gegenüber dem dene Benzin dem Pumpenvorraum wieder zugeführt Durchmesser des Spülrohres verengt,
wird. Zur Erläuterung der Erfindung wird auf das in den

Es ist bekannt, in Benzintanksäulen hinter der An- Zeichnungen dargestellte Ausführungsbeispiel versaugpumpe, die das Benzin aus einem tiefliegenden wiesen. Es zeigt

Vorratsbehälter fördert, einen Luftabscheider anzu- 55 Fig. 1 eine schematische Darstellung der Pumpordnen, um zu vermeiden, daß durch die hinter der und Abscheidevorrichtung gemäß der Erfindung,
Pumpe liegende Mengenmeßeinrichtung Benzin zu- Fig. 2 einen Teilschnitt durch die Pump- und Absammen mit Luftblasen gemessen wird, die auf dem Scheidevorrichtung,

Wege vom Vorratstank zur Ansaugpumpe durch den Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie 3-3 von

Unterdruck in die Leitung hineingesaugt worden sein 60 Fig. 2,

können. Derartige Luftabscheider müssen regelmäßig F i g. 4 einen Schnitt durch den Gehäuseeingang,

mit einer verhältnismäßig großen Kammer ausgelegt F i g. 5 einen Schnitt nach der Linie 5-5 von

werden, da erfahrungsgemäß Luftblasen nur langsam F i g. 2,

sich von Benzin trennen. Große Abscheidekammern Fi g. 6 einen Schnitt durch das Auslaßventil,

lassen sich jedoch in Benzintanksäulen wegen des be- 65 Fig. 7 einen Schnitt durch das Rückschlagventil, schränkten Raumes nur schlecht unterbringen. Die Pump- und Abscheidevorrichtung 1, die in

Aus der USA.-Patentschrift 2 351331 ist eine F i g. 1 schematisch dargestellt ist, ist über eine An-Benzintanksäule bekannt, bei der ein verhältnismäßig saugleitung 3 mit dem im Erdboden angeordneten