DE2317084A1 - Vorrichtung zur steuerung der befuellung eines behaelters - Google Patents

Vorrichtung zur steuerung der befuellung eines behaelters

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DE2317084A1 DE19732317084 DE2317084A DE2317084A1 DE 2317084 A1 DE2317084 A1 DE 2317084A1 DE 19732317084 DE19732317084 DE 19732317084 DE 2317084 A DE2317084 A DE 2317084A DE 2317084 A1 DE2317084 A1 DE 2317084A1
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D9/00Level control, e.g. controlling quantity of material stored in vessel
    • G05D9/04Level control, e.g. controlling quantity of material stored in vessel with auxiliary non-electric power

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  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Description

  • Vorrichtung zur Steuerung der Befüllung eines Behälters Es ist bekannt, bei der Befüllung von offenen Behältern drucksensitive Niveaufühler, z. B. von der Flüssigkeit beaufschlagte Membrandosen oder um ein bestimmtes Maß in die Flüssigkeit eintauchende, unten offene Fühlrohre, zu verwenden, welche bei Erreichen des vorgesehenen Fü.llniveaus einen Schaltimpuls zur Beendigung des Füllvorganges abgeben.
  • Drucksensitive Niveaufühler eignen sich dabei besonders für den Einsatz in brennbaren Flüssigkeiten, da sie ohne elektrische Hilfsenergie arbeiten können. und demzufolge keine besonderen Maßnahmen des Explosionsschutzes erfordern. Aus diesem Grund besteht der Wunsch, derartige Niveaufühler auch bei gegen die Atmosphäre verschließbaren Behältern, wie Kesselwagen, zur Abschaltung des Befüllventils verwenden zu wollen.
  • Derartige Behälter weisen ein Lüftungsventil auf, welches beim Befüllen geöffnet wird, damit während des Befüllvorganges im Behälter ein bestimmter gleichbleibender Druck herrscht, z. B. Atmosphärendruck.
  • Insofern wäre die Verwendung drucksensitiver Niveaufühler möglich.
  • Nach dem Befüllen wie auch Entleeren wird das Lüftungsventil wieder geschlossen. Die im entleerten Behälter stets noch verbleibende Restmenge kann durch Verdampfen infolge äußerer Temperatureinwirkung im Behälter einen derartigen Uberdruck ausbilden, daß an einem drucksensitiven Niveaufühler der Füllzustand simuliert wird, wenngleich der Behälter entleert ist. Der Niveaufühler würde dadurch ein Verschlossenhalten des Befüllventils bewirken, so daß in diesem Fall ein Befüllen nicht möglich wäre. Aus diesem Grund konnten drucksensitive Niveaufühler zu dem vorgenannten Zweck bisher nicht zur Anwendung gelangen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Voraussetzungen für eine Verwendung von drucksensitiven Niveaufühlern an derartigen verschließbaren Behältern und eine Vorrichtung der im Oberbegriff genannten Art zu schaffen, bei der im verschlossenen Behälter entstehende Druckerhöhung nicht ein das Befüllen verhinderndes ungewolltes Absperren des Befüllventils bewirken.
  • Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches angegebenen Mitteln gelöst.
  • Die beiden Fühler können dabei einen gleichen Ansprechwert besitzen.
  • Eine besonders vorteilhafte Ausbildung der Fühler sieht jedoch der Anspruch 2 vor. Hierdurch wird ausgeschaltet, daß z. B. infolge fertigungsbedingter Abweichungen vom vorgesehenen Ansprechwert der Niveaufühler einen niedrigeren Ansprechwert als der Druckfühler aufweist, was zu falscher Signalgabe führen könnte.
  • Das Füllmedium übt bei Erreichen des vorgesehenen Niveaus allein auf den Niveaufühler einen Druckimpuls aus, da der Druckfühler oberhalb des Füllniveaus liegt. Entsprechend der Erfindung wird dann die Druckmittelzufuhr zur Betätigung svorrichtung des Befüllventils unter -bunden und damit ein unzulässiges weiteres Befüllen sicher verhindert.
  • i Ein sich im Behälter, z. B. infolge Wärmeeinwirkung, ausbildender Uberdruck wirkt, im Gegensatz zum Füllmedium, stets auf beide Fühler ein. Abhängig von der Höhe des Druckes kann dabei nur der Druckfühler oder aber es können beide Fühler ansprechen. Hieraus resultiert in jedem Fall, daß das Mehrwegeventil trotz vorhandenem -ttberdruck im Kessel den Zufluß des Druckmittels zur Betätigungsvorrichtung des Befüllventils freigibt und ein Füllen ermöglicht. Die in der vorgeschlagenen Vorrichtung enthaltenen Bauelemente zeichnen sich dabei, insbesondere infolge der ihnen eigenen großen Rüttelsicherheit, durch gute Eignung für den Kesselwagenbetrieb aus.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann das Mehrwegeventil vorzugsweise entsprechend Anspruch 3 ausgebildet sein, während die Ansprüche 4 und 5 besonders vorteilhafte Arten der Betätigung des Mehrwegeventils angeben. Die bei Ansprechen beider Fühler auf das Mehrwegeventil ausgeübten Verstellimpulse heben sich dabei z. B.
  • gegenseitig auf und das Ventil nimmt demzufolge die gleiche Stellung ein wie bei Nichtansprechen der Fühler. Dies ergibt einen sehr einfachen Aufbau des Mehrwegeventils. Ferner wird das der Betätigung des Befüllventils dienende Druckmittel gleichzeitig zur Verstellung des Mehrwegeventils benutzt.
  • In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt.
  • An einem Druckbehälter 1 ist z. B. unten ein Befüllventil 2 und oben ein Lüftungsventil 3 angeschlossen. Das Befüllventil 2 ist dabei mit einer druckmittelbetriebenen Betätigung svorrichtung 4 ausgerüstet, wobei das Lüftungsventil 3 über eine Verbindungsstange 5 zwangsweise mit dem Befüllventil 2 betätigt wird. Die Betätigungsvorrichtung 4 wird zum Öffnen der Ventile 2, 3 über eine Druckleitung 6 von einer Druckmittelquelle 7 mit Druckluft beaufschlagt. In die Druckleitung 6 ist dabei erfindungsgemäß ein in drei Stellungen schaltbares Dreiwegeventil 8 eingeschaltet, welches die Zufuhr von Druckluft zur Betätigungsvorrichtung 4 steuert und neben einer druckquellen- und einer befüllventilseitigen Anschlußöffnung 9, 10 für die Druckleitung 6 eine Entlüftungsöffnung 11 aufweist. In der Mittelstellung, als Ausgangs- oder Ruhestellung, und ebenso wenn es nach rechts durchgeschaltet ist, verbindet es die beiden Anschlußöffnungen 9, 10 miteinander. Ist das Ventil hingegen nach links durchgeschaltet, sperrt es die druckquellenseitige Anschlußöffnung 9 ab und verbindet die befüllseitige Anschlußöffnung 10 mit der Entlüftungsöffnung 11. Hierzu wird das Dreiwegeventil 8 von zwei im Behälter 1 angeordneten Fühlern 12, 13 gesteuert.
  • Bei den Fühlern handelt es sich um einen vom Füllmedium beaufschlagten drucksensitiven Niveaufühler 12, in Form eines unten offenen, bei Erreichen des vorgesehenen Füllstandes um ein vorbestimmtes Maß in die Flüssigkeit eingetauchten Fühlrohres, und einen oberhalb des Füllmediums angeordneten Druckfühler 13. Ebenfalls ein unten offenes, jedoch nicht in die Flüssigkeit eintauchendes Fühlrohr. Über Impulsleitungen 14 und 15 sind die Fühler an die nicht dargestellten Stellglieder je eines Verstärkerventils 16, 17 angeschlossen. Das Verstärkerventil 17 spricht dabei an, d. h. schaltet, bei einem geringeren Druck als das Verstärkerventil 16, und beide sind in Impulsleitungen 18 bzw. 19 eingeschaltet. Letztere sind an die Druckluftquelle 7 angeschlossen und führen zu zwei gegensinnig wirkenden, nicht dargestellten Stellgliedern des Dreiwegeventils 8.
  • Wenn vor Füllbeginn im Behälter 1 ein Uberdruck herrscht, geben die beiden Fühler 12, 13 diesen an die beiden Verstärkerventile 16, 17 weiter, worauf letztere, sofern ihr Ansprechwert erreicht ist, auf Durchgang schalten. Über die Impulsleitungen 18, 19 kann daher die Druckluft aus der Quelle 7 das Dr eiwegcventil 8 von beiden Impuls seiten beaufschlagen. Das Dreiwegeventil verharrt dadurch in der Mittelstellung und der Durchgang zur Betätigungsvorrichtung 4 des Bodenventils 2 ist frei für das Druckmittel. Das Bodenventil 2 und mit ihm das Lüftungsventil 3 werden somit geöffnet.
  • Über das geöffnete Lüftungsventil 3 kann sich dann der Überdruck aus dem Behälter 1 abbauen, was wie folgt geschieht.
  • Sobald der Überdruck unter den Ansprechdruck des mit dem Niveaufühler 12 verbundenen Verstärkerventils 16 abgesunken ist, schaltet dieses in seine Ruhestellung zurück, so daß die Impulsleitung 19 abgesperrt und ihr sich zwischen dem Dreiwegeventil 8 und dem Verstärkerventil 16 erstreckender Teil entlüftet wird. Danach gelangt nur noch über die Impulsleitung 18 ein Verstellimpuls zum Dreiwegeventil 8. Dieses wird dadurch nach rechts durchgeschaltet und die Leitung 6 zur Betätigungsvorrichtung bleibt weiterhin geöffnet, so daß die Ventile 2, 3 in Offenstellung verharren. Beim weiteren Abfallen des Behälterinnendruckes zum Atmosphärendruck hin wird dann auch der Ansprechdruck des mit dem Druckfühler 13 verbundenen Verstärkerventils 17 unterschritten, worauf auch das zurückschaltet und die Impulsleitung 18 absperrt und sie dreiwegeventilseitig entlüftet. Damit gelangt kein Verstellimpuls mehr zum Dreiwegeventil 8, das nunmehr wieder seine Mittelstellung einnimmt und die Leitung 6 weiterhin offenbeläßt. Entsprechend sind auch das Boden- 2 und das Lüftungsventil 3 geöffnet und ein Befüllen ist möglich.
  • Wenn der Flüssigkeitsspiegel im Behälter 1 das vorgesehene Niveau 20 erreicht hat, ist der Niveaufühler 12 um ein vorbestimmtes Maß in die Füllflüssigkeit eingetaucht und übt damit auf das Verstärkerventil 16 den nötigen Schaltdruck aus, so daß dieses auf Durchgang schaltet und die Impulsleitung 19 zum Dreiwegeventil 8 freigibt. Darauf wird das Dreiwegeventil 8 nach links durchgeschaltet und unterbricht die Druckmittelzufuhr zur Betätigungsvorrichtung 4. Gleichzeitig wird der die Teile 4 und 8 verbindende Teil der Leitung 6 über die Öffnung 11 des Dreiwegeventils 8 entlüftet, so daß das Befüll- und das Lüftungsventil 2, 3 des Behälters 1 schließen. Der Befüllvorgang ist beendet.
  • Ebensogut wie bei Atmosphärendruck erlaubt die erfindungsgemäße Steuervorrichtung also auch bei Überdruck im Behälter 1 ein Öffnen der Ventile 2 und 3 zum Befüllen.
  • Die in der Zeichnung dargestellte rein pneumatische Lösung eignet sich besonders für brennbare Füllmedien. Im Rahmen der Erfindung ist aber z. B. auch die Verwendung von Druckmeß-Fühlerdosen, welche einen elektrischen Stellimpuls liefern, und eines durch Elektromagneten betätigten Dreiwegeventils 8 denkbar, wobei die Elektromagneten durch die Druckmeßdosen direkt gesteuert sein können.

Claims (5)

  1. Patentansprüche
    (i) Vorrichtung zur Steuerung der Befüllung eines gegen die Atmosphäre verschließbaren Behälters, insbesondere Kesselwagens, mit einem drucksensitiven, bei Erreichen des vorgesehenen Füllniveaus im Behälter ansprechenden Niveaufühler und einem druckmittelbetätigten Befüllventil sowie einem gleichzeitig betätigten Lüftungsventil, wobei die Druckmittelzufuhr zur Betätigungsvorrichtung des Befüllventils in Abhängigkeit des Ansprechzustandes des Niveaufühlers gesteuert wird, d a d u r ch gekennzeichnet, daß im Behälter (1) oberhalb des Füllniveaus (20) ein Druckfühler (13) angeordnet ist und daß in die Druckmittelzufuhr (6) zur Betätigungsvorrichtung (4) des Befüllventils (2) ein Mehrwegeventil (8) geschaltet ist, dessen Verstellung von dem Niveau- sowie dem Druckfühler (12, 13) gesteuert wird, derart daß bei gleichzeitigem Ansprechen wie Nichtansprechen beider Fühler (12, 13) sowie bei gegebenenfalls Ansprechen nur des Druckfühlers (13) die Druckmittelzufuhr (6) freigegeben ist, während bei Ansprechen nur des Niveaufühlers (12) die Druckmittelzufuhr unterbunden und eine Druckmittelentlastung der Betätigungsvorrichtung (4) des Befüllventils (2) gegeben ist.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Druckfühler (13) resp. das Verstärkerventil (17) einen niedrigeren Ansprechwert aufweist als der Niveaufühler (12) resp. das Verstärkerventil (16).
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadur ch g ekennzei chnet, daß das Mehrwegeventil (8)in drei Stellungen schaltbar ist und neben einer druckquellen- und einer beiüllvcntilseitigen Anschlußöffnung (9, 10) für die Leitung (6) eine Entlüftungsöffnung (11) aufweist, wobei in zwei Schaltstellungen die beiden Anschlußöffnungen (9, 10) miteinander verbunden sind, während in der dritten Schaltstellung die druckquellenseitige Anschlußöffnung (9) abgesperrt und die befüllventilseitige Anschlußöffnung (10) mit der Entlüftungsöffnung (11) verbunden ist.
  4. 4. Vor richtung nach Anspruch 1 bis 3 da dur ch g e kennzei ch -net, daß der Niveaufühler (12) und der Druckfühler (13) einander entgegengerichtete Stellbewegungen des Mehrwegeventils (8) bewirken.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch g ekennzeichnet, daß die Impulse der beiden Fühler (12,13) auf je ein Verstärkerventil (16, 17) einwirken, welch letztere den Zufluß (18, 19) des der Betätigung des Befüllventils (2) dienenden Druckmittels zu Verstelleinrichtungen des Mehrwegeventils (8) steuern.
DE19732317084 1973-04-05 Vorrichtung zur Steuerung der Befüllung eines Behälters Expired DE2317084C3 (de)

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DE2317084A1 true DE2317084A1 (de) 1974-10-24
DE2317084B2 DE2317084B2 (de) 1975-06-12
DE2317084C3 DE2317084C3 (de) 1976-01-29

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1503263A2 (de) * 2003-07-31 2005-02-02 Endress + Hauser GmbH + Co. KG Verfahren zur Regelung des Kopfdrucks in einem mit Flüssigkeit gefüllten Behälter

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1503263A2 (de) * 2003-07-31 2005-02-02 Endress + Hauser GmbH + Co. KG Verfahren zur Regelung des Kopfdrucks in einem mit Flüssigkeit gefüllten Behälter
EP1503263A3 (de) * 2003-07-31 2005-12-28 Endress + Hauser GmbH + Co. KG Verfahren zur Regelung des Kopfdrucks in einem mit Flüssigkeit gefüllten Behälter

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DE2317084B2 (de) 1975-06-12

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