DE2248368A1

DE2248368A1 - Zapfhahn

Info

Publication number: DE2248368A1
Application number: DE19722248368
Authority: DE
Inventors: Edward August Mayer
Original assignee: Texaco Development Corp
Current assignee: Texaco Development Corp
Priority date: 1971-10-04
Filing date: 1972-10-03
Publication date: 1973-04-12
Also published as: IT968584B; CA965754A; JPS4844621A; US3771575A; FR2155529A5; GB1343593A

Description

Die Erfindung "betrifft einen Zapfhahn, insbesondere für flüssigen Brenn- bzw. Kraftstoff mit automatischer Durchflußsteuerung. , ■

Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung besteht darin, einen Zapfhahn der vorgenannten Gattung zu schaffen, der bei Auftreten eines Überdruckes in dem zu befüllenden Behälter, insbesondere Kraftstofftank eines Fahrzeuges, zur Vermeidung einer Beschädigung des Behälters, den Förderstrom selbstätig abschaltet.

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Ehemals wurde aufgrund einer allgemeinen Übereinkunft für diesen Vorgang ein Zapfhahn.geschaffen, bei dem auf ein Vakuum-Signal hin ein Aussperrungs-Kolben, der in Wirkverbindung mit dem Handgriff stand, der das Hauptstrom-Ventil des Zapfhahnes steuerte, ansprach. Ein Saugrohr, das mit dem Zapfhahninneren in Verbindung steht, tendiert dahin, ein Vakuum zu erzeugen, das ständig über eine Druckleitung im Bereich der Mündung des Ausfließstutzens belüftet.wird.

Wenn jedoch ein plötzliches Zurückschwappen der Flüssigkeit die Belüftungsöffnung in die Flüssigkeit eintauchen läßt, wird sofort ein Vakuum-Signal aufgebaut, das den Aussperrungs-Kolben auslöst und den Befullungsvorgang beendet. Zum anderen beabsichtigt die Erfindung eine Verbindung zu einem Befüllungssystem herzustellen, das vermutlich demnächst in Anwendung kommt und bei dem der Zapfhahn in einer festen oder abdichtenden Verbindung mit dem Einfüllstutzen des zu "befullenden Behälters steht. "

Obgleich mit der vorliegenden Erfindung keine Vorhersage getroffen werden soll, in welcher Form das abgedichtete Befüllungssystem ausgebildet wird und welche Einrichtungen zur Tankbelüftung oder Verringerung des Innendruckes aufgrund des Einfüllens des Kraftstoffes mit dem erfindungsgemäßen

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Zapfhahn vorgesehen werden, ist es offensichtlich,'daß diese · Belüftung realisiert werden muß und daß im Falle einer Unterbrechung z.B. dieser Belüftung, durch Dichtsetzen des Belüftungssystem^, der Druck ansteigt..

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einem zu starken Druckanstieg in zu befüllenden Behältern durch Beendigung des EinfHeßens der Flüssigkeit in den zii befüllenden Behäl-' ter selbstätig vorzubeugen, wenn der Druckanstieg einen vorbestimmten Wert über dem normalen Luftdruck überschreitet.

Dies wird vorzugsweise durch eine Einrichtung desjenigen Aussperrungs-KoIbens erreicht, der die Flüssigkeitszufuhr in Erwiderung der Beendigung des Befüllungsvorganges absetzt, z.B. durch Erzeugung eines Unterdruck-Signales, das in Erwiderung des Ansteigens der Flüssigkeit über die Belüftungseinrichtung oder Druckleitung erzeugt wird. ·. '· .

Dadurch \?ird das System weitgehend simplifiziert, indem die zusätzlichen Funktionen ohne materielle Änderungen in der Größe des Zapfhahnes durchgeführt werden·können. In-dei? vorliegenden Erfindung wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgefbe dadurch gelöst, daß ein Steu^-r schaft verursacht wird, der die Aktionen des Aussperrungs-Kolbens beherrscht und

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der vorher nur .auf das Unterdruck-Signal reagierte, ebenso auf Drücke im Behälter, die über, einen vorbestimmten Wert hinausgehen, zu reagieren, umso gleichfalls eine Beendigung des Füllvorgnngcs zu bewirken.

Ein Äusführungsbeispiel der Erfindung, aus dem sich erfinderische Merkmale ergeben, ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:

Figur 1 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Zapfhahnes, wobei der Ausfließ-Stutzen in abdichtende: Verbindung mit dem Einfüll-Stutzen des zu befüllenden Behälters, teilweise in Schnittdarstellung, abgebildet ist,

Figur 2 eine Detailansicht in Schnittdarstellung des in und 3

• Figur 1 dargestellten mittleren Teiles des Zapfhahnes, zur Verdeutlichung der Lage der einzelnen Teile in Erwiderung auf das Unterdruck-Signal ₍(Fig. 2) und in Erwiderung auf einen Druckanstieg im zu befüllenden Behälter (Fig. 3) und

Figur 4 eine Schnittansicht entlang der Mnie 4-4 nach Fig.1. .

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Aus den vorliegenden Figuren, ist es ersichtlich, daß der erfindungsgemäße·Zapfhahn für einen Befüllungsvorgang verwendet wird, bei dem eine abdichtende Verbindung zwisehen dem zu befüllenden Behälter und der Flüssigkeitsauelle besteht, d.h. bei dem die Verbindung zwischen Zapfhahn und Einfüll-Stutzen des Behälters fest und teilweise abdichtend ist*-

Fig. 1 zeigt einen Einlaß-Stutz.en· 10 eines Kraftstoffbehälters (nicht dargestellt), der an seinem freien Ende mit einer Kupplung versehen ist, die eine Überwurfmutter 12 zeigt, die auf das Gewindeende 14 des Einlaß-Stutzens 10 aufgeschraubt ist. Der Ausfließ-Stutzen 16 des Zapfhähnes ist mit einem ringförmigen Kragen 18 versehen, der, wie aus der Figur ersichtlich, mit einer Dichtung versehen werden kann. Die Form bzw. Art der verwendeten Dichtung ist nicht von.ausschlaggebender Bedeutung. -

Der grundlegende Aufbau des Zapfhahnes ist z.B. in der US-PS 3 085··600 oder deren Zusatzanmeldungen offenbart, und weist ein Gehäuse 19 mit einem zentralen Kanal 20 und einem Hauptstrom-Steuerventil 22 auf, das über einen Ventilstößel .23 mittels eines Handgriffes 24· geöffnet werden kann, wobei der Handgriff 24· im Anlenkpunkt 28 an .einem Ausspeirungs-

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Kolben 26 angeordnet ist. Ein manuell betätigbares Schloß ist in üblicher V/eise zur Adjustierung des Handgriffes 24 in Betriobsstellung angeordnet. Der Aussperrungs-Kolben 26 ist in seiner Position durch eine Anzahl'von Stahlkugeln JI gehalten, die gegen eine Schulter eines fest angeordneten Lagers J2 durch einen zentral zu den Stahlkugeln 31 engeordneten Steuerschaft y\- gedrückt v/erden.

Der Steuerschaft 3^ wird in üblicher Konstruktion von einem Diaphragma 36, in Erwiderung auf ein Unterdruck-Signal, wie vorbeschrieben, nach oben verschoben. Dadurch kommt der Steuerschaft y\ aus dem Wirkungsbereich der Stahlkugeln 31 und ermöglicht ihnen nach innen zu fallen und den Sperrmechanismus des Aussperrungs-Kolbens auszulösen, so daß eine relativ starke Schraubenfeder 38, die normalerweise das Hauptstrom-Steuerventil 22 schließt, den Handgriff PA und den AussperrungB-KoIben 26, zusammen mit dem Anlenkpunkt 28 nach unten treibt und dabei das Hauptstrom-Steuerventil 22

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schließt und das Schloß 30 auslöst.-

Das Unterdruck-Signal wird durch ein ständig in Betrieb stehendes Belüftungssystem (nicht dargestellt) erzeugt, dös über die gestrichelt dargestellte Passage 40 mit dem Baum über dem Diaphragma 36 kommuniziert. Das Unterdruck-Signal erreicht,

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wie "bekannt, nicht seine nötige Größe, "bevor eine Belüftur.gs-öffnung 4-2 oder dergl., die mit dem Belüftungssystem über eine Leitung 44 in Verbindung steht, nicht durch ein Über-. schwappen der Flüssigkeit über die B elüftungsöf filling 4-2 verschlossen wird.

Zusätzlich zu dem vprbeschriebenen, an sich "bekannten St euerungssystem_weist die..vorliegende Erfindung., ein unteres. ■ Diaphragma 46 auf, "das ebenfalls am Steuerschaft 34·,. aber normalerweise in einem Abstand vom oberen Diaphragma 36, befestigt wird, wobei der Raum 4-8 zwischen den Diaphragmen 4-6,36 mit der Außenatmosphäre über die Leitung 50 in Verbindung steht. Ebenso wird der Raum 4-8 zwischen den Diaphragmen 36 »4-6 zum größten Teil von einer Zwischenscheibe 52 eingenommen, die eine Auflage für den größeren Teil des oberen Diaphragmas 36 bildet. Eine relativ schwache Schraubenfeder 54- wirkt auf die beiden Diaphragmen und drückt diese nach' unten, in Arbeitsstellung. Es soll bemerkt werden, daß im Gegensatz zum Raum 4-8 zwischen dem Diaphragmen 36, 4-6, der mit der Außenatmosphäre über die Leitung 50 in Verbindung steht, der Raum unterhalb des Diaphragmas 46 durch Abdichtungen 63 abgeschlossen ist \md. über eine Leitung 56 mit dem Rohr 58 verbunden ist, ähnlich wie.die Leitung 4-4-, das' in den Ausfließ-Stützen 16 ragt und (innerhalb des zu füllenden Behälters) an der Öffnung 60 belüftet ist, wobei die öffnung __Q_

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in einen oberen Bereich des Ausfließ;-St.iit55ens angeordnet ist der normalerweise nicht durch ein Zurückschwappen der Flüssigkeit beeinflußt wird.

Demgemäß reagiert das Diaphragma 46 auf einen Überdruck in dem zu füllenden Behälter (namentlich im Einfüll-Stutzen 10), der auf die untere Oberfläche des Diaphrag mas und gegen den Atmosphärendruck auf der oberen Oberfläche des Diaphragmas im Raum 48 wirkt.

Bei normaler Befüllung,· insbesondere zum Ende des Befüllungs vorganges, bei normaler Belüftung und ohne Druckenstieg im Einfüll-Stutzen 10, erfolgt bei einem letzten Ansteigen der Flüssigkeit über die Belüftungsöffnung 42 ein Unterdrucksignal in den Raum über dem oberen Diaphragma 3G₁ das das Diaphragma in die Position anhebt, die in Fig. 2 dargestellt ist, wobei gleichfalls der Steuerschaft 36 nach oben gezogen wird und den Stahlkugeln 30 ermöglicht! nach innen zu fallen. Dadurch wird der Aussperrungn-Kolben 26 entriegelt und verfährt, aufgrund der Schraubenfeder 38 über den Ventilschaft 23 und der Handgriff 24, nach Unten. Das Diaphragma 46, über den Steuerschaft 34- rait dem Diaphragma 36 verbunden, wird dabei gleichfalls nach oben bewegt, jedoch nicht durch irgendeine eigene Aktion.

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Fig. 3 zeigt die Position der Teile- unter den- Einfluß eines Überdruckes in dem zu füllenden Behälter. Dieser Di¹UCk, über die Öffnung 60 und Rohr 58 übermittelt·, läßt den Druck unter dem unteren Diaphragma 4-6 ansteigen, und drückt das Diaphragma 4-6 gegen den im Raum 48 normalerweise .befindlichen Atmosphärendruck nach oben«

Aufgrund-der gemeinsamen- Verbindung der beiden-Diaphr-agmen-- . 46, 36 am gleichen Steterschaft 36, wird der zentrale Abschnitt des Diaphragmas 36 ebenfalls, wie dargestellt, mit angehoben. Aufgrund der Zwischenscheibe 52 kann aber nur der zentrale Abschnitt des Diaphragmas diese Bewegung ausführen. Dieses ist von einiger Bedeutung im Hinblick darauf, daß eine Erhöhung des Druckes, der über das Rohr 58 übertragen wird, ebenso im gewissen Haß den Druck im Rohr 44- mit beeinflußt. Daraus folgt, daß bei Ansteigen des Druckes unterhalb des Diaphragmas 46, ein. ähnlicher Druckanstieg (trotz unterschiedlicher zusätzlicher Belüftungswirkung) über dem Diaphragma 36 zu verzeichnen ist, so daß ohne die Zwischenscheibe 52 die auf das Diaphragma'36 ausgeübte Kraft der Wirkung des unteren Diaphragmas 46 entgegenwirken würde»

Da jedoch gemäß der vorliegenden Erfindung nur der zentrale Abschnitt des Diaphragmas 36 nach oben bewegt zu werden

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braucht (da der größere Teil des Di pphrogirms 4-6 ungeschützt dem Druckanstieg ausgesetzt ist), resultiert dnrmiF. gleichfalls eine Aufwärtsbewegung des Steuerscbnftep 34, der i.m wesentlichen diese Bewegung bezüglich cTom Aussperrungs-Kolben und der verbleibenden Elemente der, Zspfhehnon vorher ausführt. · ■

Des bedeutet, daß die vorliegende Erfindung einen gemeinsamen Überdruck und Unterdrück erwidernden Aussperrungs-Kolben-Mechanismus zur Steuerung des Zapfhahnes in Erwiderung auf ein Unterdruck-Signal wie gewöhnlich, und. ein Überdruck-Signal, das aufgrund einer Fehlleistung des Füllungssystems her resultiert, aufweist.

Fig. 4 zeigt im wesentlichen die radialverlaufenden Kanäle 62 in der oberen Oberfläche der .Zwischenscheibe 52, um jede Tendenz des oberen Diaphragmas 36 zu unterbinden, an der Zwischenscheibe festzukleben. Zum anderen reicht die normale' Oberflächenrauhigkeit aufgrund der Maschinenbearbeitung aus, diese Aufgabe zu erfüllen.

Ebenso wichtig ist es,zu bemerken, daß die kreisförmige Zwischenscheibe 52, die wichtige Funktion dahingehend ausübt, daß sie der praktischen Verschiedenheit entgegenwirkt,

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die zwischen den "beiden Druekphänomenen auftritt. Mit anderen Worten gesagt, da die typischen Kraftstoffbehälter von Fahrzeugen nur einem !deinen Überdruck standhalten, muß die Erfindung in einem sehr engen Druckbereich ansprechen, der nicht größer als 50,8 - -101,6 mm Hg (2 - 4 " Hg) ist.

uns typischeTJnterdruck-Signal, das bei Dichtsetzen der Belüf fctingsSff nung—42—auf-tr-itt ,--wei-s^-einen-Wert. von-z- .B. 203,2 mm Hg (8 " Hg) auf. Demgemäß ist-es vorteilhaft, eine größere effektiv wirksame Fläche beim Diaphragma 46, im Gegensatz zur effektiv wirksamen Fläche des Diaphragmas 36 j zu haben, Und zwar zu Zeiten, in denen der Zapfhahn in Erwiderung auf ein Drucksignal arbeitet. Gleichermaßen soll festgestellt werden, daß zu diesem Zeitpunkt die aufwärts gerichtete Kraft, erzeugt durch einen Überdruck auf die untere Oberfläche des Diaphragas 4-6 nur den zentralen Ab- . schnitt des Diaphragmas 36 innerhalb der inneren Kante der· Zwischenscheibe 52 nach oben zu bewegen braucht.

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Claims

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1) Automatischer Zapfbahn, insbesondere für flüssigen Brenn- bzw. Kraftstoff, mit einem Ausf ließ stutzen iir.d einem normalerweise durch Federkraft verschlossenen Steuerventil, das mittels eines mit einem.Handgriff verbundenen Aussperrungs-Kolbens geöffnet wird, wobei der Aussperrungs-Kolben entriegelt wird, um das Steuerventil in Erwiderung auf ein Unterdruck-Signal, das vom Ansteigen der Flüssigkeit über die Ausfließöffnung des Zapfhahnes hinaus resultiert, auszulösen, dadurch gekennzeichnet , daß eine Einrichtung (3²O zum Entriegeln des Aussperrungs-Kolbens in Erwiderung auf ein vorbestimmtes Ansteigen des Druckes im Bereich der Ausfließöffnung des Zapfhahnes, der über dem Atmosphürenclruck liegt, vorgesehen ist und daß diese Einrichtung ein Diaphragma (46) aufweist, das in Erwiderung des vorgenannten Druckanstieges den Aussperrungs-Kolben entriegelt. ·

2) Automatischer Zapfhahn, insbesondere für flüssigen Brennbzw. Kraftstoff, mit einem Ausfließstutir.en und einem normalerweise durch Federkraft verschlossenem Steuerventil, das mittels eines auf einem Handgriff angeordneten Aussperrungs-Kolbens geöffnet wird, mit einer Einrichtung

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Verriegeln des Aussperrungs-Kolbens in Arbeitsstellung ■ des Zapfhahnes, die in Erwiderung auf ein Unterdruck-Signsl, das aus dec Ansteigen der Flüssigkeit über die Ausfließöffnung des Zapfhahnes hinaus resultiert und daraufhin den Füllvorgang beendet, das Steuerventil durch Entriegeln der Einrichtung auslöst, dadurch gekennzeichnet , daß ein aufgrund eines vorbestimmten Druckanstieges im Bereich des Ausfließstutzens des Zapf- ■ hahnes beaufschlagtes Diaphragma (^zl-6) vorgesehen ist und daß das Diaphragma (4-6) in Wirkverbindung zur Verriegelungs-Einrichtung steht, um in Erwiderung zur Beaufschlagung ■des Diaphragmas den Aussperrungs-Kolben zu entriegeln.

3) Automatischer Zapfhahn nach Anspruch 2, d a d u r c h$ ■gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Entriegelung des AuRsperrungs-Kolbens, zur Auslösung d^s Steiierventils in Erwiderung auf ein Unter druck-Signal, ein zweites Diaphragma (36) aufweist und daß das zweite Diaphragma (36) ebenfalls in Wirkverbindung mit der Verriegelungs-Einrichtung steht.

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4) Automatischer Zapfhahn nach-Anspruch ^dadurch

gekennzeichnet , daß die Ver- und Entriegelungs Einr-ichtung für dem Aussperrungs-Kolben eine V/irli\rerbindung

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mit ^eri "beiden Diaphragmen (46,36) aufweist, bei der, das erste Diaphragma (46) einen Impiils erhält, der aus eir^m vorbestimmten Difforenzdruck zwischen Οοτι Unterdruek-Signsl und dem Atnosphärendruck resultiert und bei der das zweite Diaphragma (36) einen Impuls erhalt, der aus einem vorbestimmten Druckanstieg über den Atmosphärendruck hinaus-im Bereich- des Ausfließstutzens des Zapfhehnes resultiert und.dpß die Beaufschlagung der beiden Diaphragmen (46,36) bezüglich der Steuerung der Entriegelungs-Einrichtung in die gleiche Richtung erfolgt.

5) Automatischer Zapfhahn nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden Diaphragmen (46,36) bezüglich der gemeinsamen Entriegelungs-Einrichtung im wesentlichen in die gleiche Richtung beaufschlagt sind.

6) Automatischer Zapfhahn nach Anspruch 5, da durch gekennzeichnet , daß ein Teil des zuerst genannten Diaphragmas normalerweise auf einer ZwiBchenscheibo 52 anliegt, um einen Teil dieses Diaphragmas vom Gegenwii rkungs-Effekt des anderen Diaphragmas abzuwenden.

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