DE2506383A1

DE2506383A1 - Ueberlaufschutz und fuellstandsregelung eines behaelters

Info

Publication number: DE2506383A1
Application number: DE19752506383
Authority: DE
Inventors: Jacques Emile Siozade
Original assignee: Volucompteurs Aster Boutillon
Current assignee: Volucompteurs Aster Boutillon
Priority date: 1974-02-18
Filing date: 1975-02-14
Publication date: 1975-12-18
Also published as: ES434695A1; GB1505111A; NL7501925A; IT1031757B

Description

Unser Zeichen: V 708

Überlaufschutz und Füllstandsregelung eines Behälters

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für den Überlaufschutz und die Füllstandsregelung eines Behälters, womit es möglich ist, die Füllung des Behälters automatisch zu beenden, wenn der Flüssigkeitsspiegel in dem Behälter eine bestimmte Höhe erreicht hat.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ist insbesondere für eine Verwendung bei der Füllung von Behältern bestimmt, die brennbare Flüssigkeiten, wie z. B. Benzin, enthalten, wobei gewisse Sicherheitsvorschriften zu beachten sind.

Solche Behälter sind im allgemeinen unterirdisch gelagert und mit Abgabestutzen, z. B. eines Tankfahrzeuges, durch eine mehr oder weniger lange Leitung verbunden. Diese Entfernung des Abgabestutzens von dem Behälter gibt dem Bedienungspersonal, das sich in der Nähe des Tankwagens aufhält,

Pr/Kg

509851 /09A0

nicht die Möglichkeit, den Flüssigkeitsstand in dem Behälter zu überwachen und das Ventil des Abgabestutzens des Tankwagens zu schließen, sobald der höchste Flüssigkeitsstand in dem Behälter erreicht ist. Hierdurch kann ein Überlaufen der Füllflüssigkeit mit allen sich daraus ergebenden Konsequenzen auftreten, nämlich eine gesteigerte Brand- oder Verschmutzungsgefahr, nicht zu reden von dem Verlust an Füllflüssigkeit. Man könnte meinen, daß ein Überlaufen der Füllflüssigkeit zu vermeiden ist, wenn sich das Absperrventil in der Nähe desjenigen Ortes befindet, von dem aus man den Flüssigkeitsstand in dem Behälter genau beobachten kann. Dies ist jedoch allgemein nicht möglich, weil der Behälter nicht zugänglich ist. Aber selbst dann, wenn eine solche Überwachung möglich wäre, so müßte immer noch ein genügender SicherheitsSpielraum gelassen werden, damit die Füll-Leitungen ohne Gefahr eines Überlaufens in den Behälter entleert werden können.

Die Erfindung hat also die Aufgabe, einen Überlaufschutz zu schaffen, der es gestattet, die Füllung eines Behälters automatisch zu unterbrechen, wenn der Flüssigkeitsstand eine bestimmte Höhe erreicht hat und er dann noch die Entleerung der Füll-Leitungen zuläßt.

Gegenstand der Erfindung ist somit ein ein Überlaufen des Behälters auch bei der Entleerung der Füll-Leitungen in den Behälter verhinderndes System, das folgende kennzeichnende Merkmale hat:

509851 /09A0

Erste Mittel, welche den automatischen Schluß der Füllleitung bewirken, wenn der Füllstand in dem Behälter ein bestimmtes Niveau erreicht hat,

zweite Mittel, die in Stromrichtung vor den ersten Mitteln angeordnet sind und die Abgabemenge der Flüssigkeit in die Füll-Leitung zu regeln gestatten und

dritte Mittel, welche es ermöglichen, den Druck herabzusetzen, der in dem Teil der Füll-Leitung zwischen den ersten und zweiten Mitteln herrscht, wenn die ersten und zweiten Mittel geschlossen sind.

Andere Aufgaben und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung, welche Ausführungsbeispiele der Erfindung darstellt.

In der Zeichnung sind:

Fig. 1 eine schematische Ansicht der Verbindungen zwischen dem zu füllenden Behälter und einem Tankwagen während der Füllung,

Fig. 2 eine schematische, teilweise geschnittene Ansicht einer Verschlußklappe und des zu ihr gehörenden Schwimmers,

Fig. 3 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht einer Druckablaßvorrichtung und eines Absperrventils,

50985 1 /0940

Pig. 4 ein Schnitt durch die Anlenkung der Verschlußklappe nach Linie 4 - 4 in Fig. 2,

Fig. 5 eine Seitenansicht der Verschlußklappe und einer ihr zugeordneten Bremsvorrichtung "besonderer Art,

Fig. 6-a, 6-b, 6-c, 6-d, 6-e, 6-f Darstellungen verschiedener Stellungen der Verschlußklappe, des Schwimmers und der Bremsvorrichtung während des Füllvorganges,

Fig. 7 eine teilweise geschnittene Ansicht einer anderen Vorrichtung gemäß der Erfindung für den Überlaufschutz eines Behälters und die Entleerung der Füll-Leitung,

Fig. 8 ein Grundriß einer anderen Ausführungsform der Verschlußklappe nach Fig. 7,

Fig. 9 ein Schnitt durch die Verschlußklappe nach Linie 9 - 9 in Fig. 8,

Fig.10 eine teilweise geschnittene Ansicht noch einer anderen Vorrichtung gemäß der Erfindung für den Überlaufschutz eines Behälters und die Entleerung der Füll-Leitung,

Fig.11 ein Schnitt durch die Verschlußklappe in einer weiteren Ausführungsform gemäß der Erfindung,

Fig.12 eine Draufsicht auf die Klappe nach Fig. 11, Fig.13 bis 15 Schnitte, welche die verschiedenen

509851/0940

Stellungen zeigen, die die Hauptklappe und die Nebenklappen während eines Füllvorganges einnehmen können und

Pig. 16 und 17 Schnitte durch weitere Ausführungsformen der Verschlußklappe gemäß der Erfindung .

Gemäß Fig. 1 ist der Behälter 11, der unterirdisch angeordnet sein kann, durch eine Leitung 15 mit einem freiliegenden Füllstutzen 12 verbunden. Der Füllstutzen 12 befindet sich an einer Stelle, die leicht zugänglich ist und in der Nähe eines Fahrweges liegt. Beispielsweise ist der Füllstutzen 12 in der Nische 14 einer Mauer 15 untergebracht. Wenn keine Füllung des Behälters stattfindet, so ist der Füllstutzen 12 durch eine nicht dargestellte Kappe verschlossen. Während des Füllvorganges ist der Füllstutzen 12 über eine Druckablaßvorrichtung 18, ein Absperrventil 19, einen Schlauch 20 und ein Absperrventil 21 eines Tankwagens 17 mit dem Tankwagen verbunden.

Der Behälter 11 hat eine Öffnung 22, die durch eine mit Löchern versehene Platte 23 verschlossen ist. Eines der Löcher dient dem Durchtritt einer Entlüftungsleitung 24, während ein anderes Loch den Durchtritt der Leitung 13 ermöglicht. Ein drittes Loch läßt eine Leitung 25 durchtreten, die zu einer Verwendungsstelle, beispielsweise zu einer Benzin-Abgabesäule, führt. Die Platte 23 ist durch einen Schacht 26 zugänglich, der durch einen nahe dem Erdboden 28 angeordneten Deckel 27 verschlossen ist.

509851/0940

Die Leitung 13 ist im Bereich der Platte 23 mit einer Leitung 29 verbunden, die genügend lang ist, um eine Füllung des Behälters 11 von unten her zu gestatten. Zwischen der Leitung 13 und der Leitung 29 ist eine Absperrvorrichtung 30 für die Leitung 13 vorhanden, welche in Verbindung mit Fig. 2 näher beschrieben wird.

In Fig. 2, welche insbesondere einen Schnitt durch die Absperrvorrichtung 30 zeigt, haben Teile, die denjenigen der Fig. 1 gleichen, dieselben Bezugszahlen. Die Absperrvorrichtung hat ein mit zwei Öffnungen 32 und 33 versehenes Gehäuse 31· Die untere Öffnung 32 ist mit der Leitung 29 verbunden, welche in die Flüssigkeit des Behälters eintaucht.

Die obere Öffnung 33 steht mit der Füll-Leitung 13 durch eine Manschette 34 und einen Krümmer 35 in Verbindung. Die Manschette 34 geht durch eine Platte 36 hindurch und ist mit dieser fest verbunden. Die Platte 36 ist lösbar auf der Platte 23 angeordnet. Diese Anordnung ermöglicht eine leichte Montage und Demontage der Verschlußvorrichtung 30 und des in den Behälter herabreichenden Rohres 29. De£ Krümmer ist mit der Manschette 34 im Bereich der Platte 36 verbunden.

Die untere Öffnung 32 hat einen ringförmigen Sitz 37, auf den sich in der Verschlußstellung eine runde Klappe 38 auflegt. Die Klappe 38 ist über einen Arm 40 mit einer drehbaren Achse 39 (Fig. 4) verbunden. Wie aus Fig. 4 ersichtlich, ist auf der

509851 /0940

Achse 39 ein Stift 41 befestigt. Ferner trägt die Achse 39 einen Arm 43 mit einem Schwimmer 42. In einer bestimmten Winkelstellung des Schwimmers 42 kommt der Mitnehmerstift 41 an einer Nase 44 zur Anlage, die über einen Arm 46 mit einer Bremsplatte 45 verbunden ist. Der Arm 46 kann frei um die Achse 39 schwenken. Die Drehung der Achse 39 erfolgt in Lagern in dem Gehäuse 31.

Fig. 3 läßt das mit einer Druckablaßvorrichtung verbundene Absperrventil 19 erkennen. Die Druckablaßvorrichtung 18 hat einen Metallzylinder 47, der an einem Ende eine Verbindungshälfte 48 und an seinem anderen Ende eine Verbindungshälfte 49 aufweist, welche mit der entsprechenden Verbindungshälfte des Absperrventils 19 zusammenpaßt. Das Absperrventil 19 hat eine zweite Verbindungshälfte 51, die vorzugsweise zu einer z. B. halbsymmetrischen Schnellkupplung gehört, so daß das Absperrventil schnell mit der entsprechenden Verbindungshälfte des Schlauches 20 gekuppelt werden kann (Fig. l). Im Gegensatz dazu ist die Verbindungshälfte 48 von der Verbindungshälfte 51 verschieden, indem sie beispielsweise Gewinde trägt. Auf diese Weise ist es unmöglich, den Schlauch oder das Absperrventil unmittelbar mit der Leitung 13 zu verbinden.

Der Zylinder 47 hat ein Sehloch 52, das beispielsweise von einem Fenster aus durchsichtigem Material gebildet wird. Auf dem Zylinder 47 ist auf der Seite der Verbindungshälfte 48 eine Druckablaßvorrichtung 53 angeordnet, die über eine Leitung 54 mit dem

509851 /0940

Innern des Zylinders 47 in Verbindung steht. Die Druckablaßvorrichtung 53 hat einen Zylinder 55, in welchem sich ein Kolben 56 verschieben kann. Der Kolben 56 ist mit einer Stange 57 verbunden, deren dem Kolben 56 abgewandtes Ende über zwei Gelenke 59 und 60 an einem Hebel 58 angeschlossen ist. Der Hebel 58 ist um eine auf dem Zylinder 47 befestigte Achse 61 schwenkbar. Eine Feder 62 hält den Kolben 56 in der Nähe der Leitung 54·

Die Arbeitsweise der Vorrichtung gemäß der Erfindung und ihre Inbetriebsetzung werden durch die Fig. 6-a, 6-b, 6-c, 6-d, 6-e, 6-f erläutert. Bei der Füllung ist der Behälter 11 mit dem Tank 16 des Tankwagens 17 gemäß Fig. 1 verbunden. Das Absperrventil 19 und die Absperrklappe 21 sind geöffnet. Da der Flüssigkeitsstand in dem Behälter niedrig ist (Fig. 6-a), so werden von der Flüssigkeit auf den Schwimmer 42 keine Kräfte übertragen, so daß sich die Klappe 38 in ihrer öffnungsstellung befindet. Unter diesen Bedingungen fließt die Flüssigkeit aus dem Tankwagen 16, 17 ohne Behinderung in den Behälter 11.

Im Verlaufe der Füllung des Behälters steigt der Flüssigkeitsspiegel an,bis er den Schwimmer 42 anzuheben beginnt, der bei seiner Aufwärtsbewegung die Klappe 38 in Richtung auf die Schlußstellung mitnimmt (Fig. 6-b). In einer bestimmten Klappenstellung schwenkt die Klappe 38 infolge der auf sie einwirkenden Strömungskraft der aus der Leitung 13 kommenden Flüssigkeit schnell herum. Bei dieser Schwenkbewegung

50985 1 /0940

nimmt die Klappe den Schwimmer 42 mit, der dadurch. " die Flüssigkeit verläßt und in dieser Stellung durch die Klappe gehalten wird, auf welche der Druck der in der Leitung 13 und in dem Schlauch enthaltenen Flüssigkeit einwirkt (Fig. 6-c).

In der Schlußstellung nach Fig. 6-c hört die Flüssigkeit auf zu fließen und dieser Umstand ist für das Bedienungspersonal im allgemeinen hörbar. Das Bedienungspersonal schließt daraufhin mittels des Hebels 63 das Absperrventil 19 sowie das Absperrventil 21. Nun wird der Hebel 58 der Druckablaß vorrichtung 18 betätigt, wodurch in der leitung 13 ein Druckabfall eintritt. Dieser Druckabfall hat eine teilweise Öffnung der Klappe 38 zur Folge (Fig. 6-d). Dadurch wird die Entleerung der leitung 13 und des Schlauches 20 möglich, wenn das Absperrventil 19 geöffnet wird, vorausgesetzt, daß beispielsweise im Bereich des fahrzeugsseitigen Anschlusses Luft in die Leitungen eintreten kann. Die öffnung des Absperrventils 19 darf nicht zu schnell erfolgen, um eine zu'große Flußgeschwindigkeit der Flüssigkeit zu vermeiden, weil eine zu große Flußgeschwindigkeit ein erneutes Schließen der Klappe zur Folge haben könnte. Am Ende der Entleerung der Leitung und des Schlauches befindet sich die Klappe z. B. in der aus Fig. 6-e ersichtlichen Stellung.

Durch das Schauloch 52 kann man feststellen, ob die Entleerung der Leitungen erfolgt ist. Bemerkt sei, daß das Schauloch 52 mit einer Vorrichtung versehen sein kann, mittels deren erkennbar ist, ob noch ein

509851 /0940

- IO -

Flüssigkeitsstrom vorhanden ist. Eine solche Vorrichtung kann z. B. aus einer Schraube "bestehen. Eine solche läßt mit Leichtigkeit erkennen, ob die Strömung aufgehört hat, was ja in der Schlußstellung der Klappe der Fall ist. Das Aufhören des Flüssigkeitsstromes infolge eines Schließens der Klappe kann auch mit Hilfe des Mengenzählers festgestellt werden, womit Tankwagen häufig ausgerüstet sind. Wenn das Zählwerk stillsteht, so kann man daraus schließen, daß auch kein Flüssigkeitstrom mehr stattfindet.

Wenn das Bedienungspersonal vergessen hat, das Absperrventil 21 zu schließen, so fließt die Flüssigkeit aus dem Tank 16 erneut in den Behälter 11. Dann wird die Klappe jedoch endgültig durch den Schwimmer geschlossen. Das Bedienungspersonal hat dann das Absperrventil 19 sowie das Absperrventil 21 zu schließen, die Druckablaßvorrichtung von der Kupplung 12 zu trennen und die Druckablaßvorrichtung in einen anderen Behälter zu entleeren. Durch Betätigung des Hebels 63 kann daraufhin der Schlauch entleert werden, und zwar derart, daß eine teilweise Entleerung bei jeder Betätigung des Hebels 63 stattfindet.

Fernerhin sei bemerkt, daß die Druckablaßvorrichtung und das Absperrventil zweckmäßig dauernd an dem Füllstutzen oder in dessen Nähe angebracht oder am Tankwagen am Ende des Schlauches 20 vorhanden sein

50985 1 /0940

Um Leitungsschläge zu vermeiden, die "beim Schließen der Klappe 38 auftreten könnten, ist die Absperrvorrichtung 30 mit einer Bremsvorrichtung versehen, die beispielsweise aus der in Verbindung mit den Fig. 2 und 4 beschriebenen Platte 45 besteht. Durch die besondere Anordnung des Armes 43 und des Stiftes 41 auf der Achse 39 setzt sich die Platte unter Abbremsung der Klappe nur von einer Klappenstellung ab in Bewegung, die ihrer völligen Schlußstellung nahe ist (Pig. 6-b). In der Schlußstellung hat die Platte beispielsweise die aus Pig. 6-c ersichtliche Stellung.

Fig. 5 zeigt eine andere Ausführungsform der Bremsvorrichtung, bei welcher am Ende eines Armes 65 eine Schale 64 vorgesehen ist. In diesem Palle sind die verschiedenen Stellungen der Arme 43 und 65 derart, daß die Schale die Flüssigkeit verläßt, wenn die Klappe sich schließt. Das Drehmoment, welches das Gewicht der mit Flüssigkeit gefüllten Schale in dieser Stellung ausübt, ist bestrebt, die Klappe 38 zu öffnen. Hierdurch wird das öffnen der Klappe erleichtert, wenn im Innern der Leitung 13 ein Druckabfall hervorgerufen wird.

Das aus der Klappe, dem Schwimmer und der Bremse bestehende System muß unter den nachfolgenden Faktoren bistabilen Gleichgewichtsbedingungen genügen: Archimedischer Druck, auf den Massen der Bestandteile beruhende Momente, hydraulische Wirkungen, die von der Flüssigkeit auf die Klappe 38 übertragen werden, und Reibungskräfte der beweglichen, in die Flüssigkeit eingetauchten Teile.

50985 1 /0940

In Verbindung mit Fig. 7 selen nunmehr andere Mittel "beschrieben, mittels derer in der Füllleitung ein Druckabfall hervorgerufen werden kann, damit ein erneutes Öffnen der Klappe möglich ist.

Der Überlaufschutz nach Fig. 7 hat ein Klappenventil 30, das in dem Behälter angeordnet ist, und ein von Hand zu bedienendes Absperrorgan 19 an einem nicht dargestellten Füllstutzen. Die Bedienungsweise ist die gleiche wie die vorher beschriebene. Die Mittel, die nach dem Schließen des Absperrorgans 19 eine Verminderung des Druckes in ^der Leitung 13 bewirken sollen, damit der Druck einen ähnlichen Wert hat wie in der in den Behälter eintauchenden leitung

29, bestehen hier jedoch aus einem Durchlaß 70 in der Klappe 31. Dieser Durchlaß 70 verbindet die Leitungen 13 und 29, so daß nach einem bestimmten Zeitablauf nach dem Schließen des Absperrorgans 19 die Drücke beiderseits der Klappe im wesentlichen gleich werden. In der Nähe dieser Druckgleichheit öffnet sich die Klappe unter der Wirkung des Drehmoments, das der außerhalb der Flüssigkeit befindliche Schwimmer 42 überträgt.

Nach dem Schließen der Klappe 31 bildet die in den Leitungen 13 und 29 enthaltene Flüssigkeit eine Flüssigkeitssäule, die durch die Klappe in zwei Teile geteilt ist. Der Druck in der Leitung 13 ist jedoch höher als derjenige in der Leitung 29, und zwar insbesondere in Anbetracht des Gewichtes der Flüssigkeitssäule oberhalb der Klappe. Der Durchlaß 70 bewirkt eine Angleichung der Drücke auf beiden Seiten der Klappe, wodurch die Klappe in der Flüssigkeitssäule Bewegungsfreiheit erhält.

509851/0940

Es versteht sich, daß die Mittel zur Herbeiführung eines Druckgleichgewichtes auf beiden Seiten der Klappe 31 zahlreiche Formen annehmen können z. B. ein Loch in dem Ventilgehäuse an der Stelle 72 der Fig. 7.

Pig. 8 zeigt eine Unteransicht einer bevorzugten Ausführungsform der Klappe 31· Statt völlig abzudichten, weist die Klappenventilanordnung einen Durchlaß auf. Dieser Durchlaß besteht beispielsweise aus einer oder mehreren Rinnen in den Berührungsflächen der Klappe 31 und/oder des Sitzes Nach den Pig. 8 und 9 ist die Rinne 76 in der Klappe angebracht. Man kann den Durchlaß aber auch durch eine rohe Ausführung der Klappe und/oder des Sitzes erhalten.

Während die vorstehend beschriebenen Vorrichtungen in den meisten Fällen einwandfrei arbeiten, ist es nicht der Pail, wenn bestimmte Normen beachtet werden müssen. So ist insbesondere manchmal eine maximale Durchlaßtoleranz der geschlossenen Klappe in der Größenordnung von 30 Litern/Std. vorgeschrieben. Die in der Füll-Leitung gegebenenfalls auftretenden Lufttaschen erhöhen die Wiederöffnungszeit der Klappe und es versteht sich, daß diese Zeit der erneuten Öffnung geringer wäre, wenn eine größere Durchlaßtoleranz besteht.

Die Entleerung der Füll-Leitung erfolgt nur, wenn die Klappe die Möglichkeit hat, sich nur halb zu öffnen, d. h. wenn der oben erwähnte dynamische Schließeffekt eintritt. In diesem Falle hält der Schwimmer die Klappe nicht auf ihrem Sitz. Das ist aber nicht so,

50985 1/0940

2 50 6 3 8

wenn die Füllung sehr langsam erfolgt. Die Klappe schließt sich nämlich kontinuierlich, so wie sie durch den Schwimmer in Richtung auf ihren Sitz mitgenommen wird. Infolgedessen ist die Wiederöffnung der Klappe zum Zwecke der Entleerung nicht möglich.

Eine Vorrichtung, welche die vorstehend genannten Mangel beseitigt, wird nachfolgend in Verbindung mit den Fig. 10 - 17 beschrieben. Nach Fig. 10 hat der Überlaufschutz eine Klappenventilanordnung 30, die in dem Behälter angeordnet ist, und ein handbetätigtes Absperrventil 19 auf dem nicht dargestellten Füllstutzen. Wie man sieht, ist die Klappe 31 nicht starr mit dem Schwimmer verbunden, wie dies bei den vorher beschriebenen Ausführungsformen der Fall ist. Hier ist vielmehr eine biegsame Verbindung vorhanden, die einen Hebel 80 enthält, der an einer von der Leitung 29 getragenen Achse 79 angelenkt ist. Eines der Enden des Hebels 80 ist über einen biegsamen Draht 81 mit dem Schv/immer 42 verbunden, während das andere Ende des Hebels 80 über einen biegsamen Draht 82, der sich im Innern der Leitung 29 erstreckt, mit der Klappe 30 in Verbindung steht. Der Verbindungsdraht 82 ist an die Klappe 31 über eine vorgespannte Feder 83 und einen zweiten biegsamen Draht 84 angeschlossen, deren Aufgaben nachfolgend beschrieben werden.

Fig. 11 zeigt eine Ausführungsform der Klappe 31» die in ihrem Aufbau etwas verwickelter ist als die Klappe nach den Fig. 2 und 7. Die Klappe besteht

509851 /0940

hier aus einer Hauptklappe 85 und zwei Nebenklappen 89 und 90. Die Hauptklappe 85 liegt in der Schließstellung auf dem Sitz 37 auf und sie verschließt so die Eüll-Leitung. Die Hauptklappe ist an einer Achse 39 angelenkt, und zwar mit Hilfe eines Armes 86. Im übrigen hat die Hauptklappe 85 zwei öffnungen 87 und 88, welche durch die beiden Nebenklappen 89 und 90 zu verschließen sind. Die Nebenklappe 89 ist mit einer tarierten Feder 91 versehen, so daß die entsprechende Öffnung 87 bei einer geringen Belastung, beispielsweise bei einer Belastung, die einem Durchfluß von einem m /Std. entspricht, geschlossen wird. Geführt wird die Nebenklappe 89 an ihrer Bewegung durch eine Stange 92, die in einer Führung 130 gleitet. Das Ende 93 der Stange 92 ist mit einem biegsamen Draht 84 verbunden.

Die zweite Nebenklappe 90 weist eine Scheibe 94 auf, die zum Verschließen der Öffnung 88 bestimmt ist. Diese Scheibe 94 kann auf einer sich durch die Öffnung erstreckenden Stange 95 gleiten. Das Ende 96 der Stange 95, welches der Leitung 29 zugekehrt ist, steht mit einer Feder 83 in Verbindung, während das andere Ende der Stange 95 an einem Ende 99 eines Armes 100 befestigt ist. Die Scheibe 90 kann auf der Stange 95 nur ein bestimmtes Stück gleiten^ und zwar wird ihre Verschiebungsbewegung nach dem Ende 96 hin durch eine Schulter 101 und nach dem Ende 97 hin durch eine Schulter 102 begrenzt. Die Schulter 102 hat, wie nachfolgend noch erläutert werden wird, den Zweck, den Flüssigkeitsstrom durch das in der Scheibe 94 enthaltene Loch 98 zu begrenzen. Beispielsweise entspricht das Loch 98 einem kalibrierten Durchlaß von 100 Litern/Std.

50985 1 /0940

Der Arm 100 ist um die Achse 39 schwenkbar und er wird in seiner angehobenen Stellung durch eine Torsionsfeder 103 gehalten. Durch einen um den Arm 100 heruragelegten Ring 104» welcher in einen an der Hauptklappe 05 befestigten Bügel 105 eingreift, wird die Hauptklappe 85 in ihrer in Fig. 13 gezeigten Öffnungsstellung gehalten.

Wenn die Hauptklappe 85 geschlossen ist, so stehen ihre beiden Seiten durch eine Leitung 106 in Verbindung. Das Ende 107 dieser Leitung mündet frei in die Leitung 29 ein, während das andere Ende 108 der Leitung 106 mit einem tarierten Ventil 109 versehen ist, welches die Leitungsöffnung bei einer Belastung entsprechend einem sehr geringen Durchfluß der Größenordnung von 0,1 m /Std. abdeckt.

Nachfolgend wird die Arbeitsweise der in Verbindung mit den Fig. 10, 11 und 12 beschriebenen Vorrichtung anhand der Fig. 10, 11, 13, 14 und 15 beschrieben, welche verschiedene Klappenstellungen zeigen.

In der Ruhestellung ist die Hauptklappe 85 entsprechend Fig. 13 unter dem Einfluß der Rückzugsfeder 103 auf den Arm 100 geöffnet, vorausgesetzt, daß der Flüssigkeitsstand in dem Behälter sich unter einem Niveau N ο befindet. Somit kann die Füllung des Behälters vorgenommen werden. Wenn bei der Füllung der Flüssigkeitsstand N ο erreicht wird, so spannen sich die Drähte 81 und 82 und üben auf den Arm 100 über die Stange 95 und die Feder 83 einen Zug aus. Die Feder 83 hat eine Vorspannung, die größer ist

5098 5 1/0940

als die Kraft, die sie ausüben muß, um die Hauptklappe 85, den Arm 100 und die Feder 103 um die Achse 39 zu schwenken. Wenn die Hauptklappe 85 anfängt, den Strom der Füll-Flüssigkeit zu unterbrechen, so schließt sie sich sehr schnell und nimmt die Stellung nach Fig. 14 ein. Die Nebenklappe 89 ist auch geschlossen, während die Nebenklappe 90 in ihrer Öffnungsstellung verbleibt und einen beschränkten Flüssigkeitsstrom erlaubt, der jedoch ausreicht, um Leitungsschlage und Schläge der Hauptklappe 85 zu vermeiden.

Die Flüssigkeit fährt also fort, durch die Öffnung 88 zu fließen und den Behälter zu füllen. Dabei steigt der Flüssigkeitsstand weiter an und mit ihm der Schwimmer 42, welcher die Stange 95 mitnimmt. Die Scheibe 94 verschließt nun die Öffnung 88 (Fig. 11) bei einem Flüssigkeitsstand N 1. Es verbleibt dann nur noch ein Flüssigkeitsstrom, und zwar einerseits der restliche Strom von 100 Litern/Std. durch das Loch 98 und andererseits ein Strom von ungefähr 30 Litern/Std., welcher in verschiedener Weise, die in Verbindung mit den Fig. 7 bis 9 beschrieben wurde, an der Klappe 85 bzw. an den Nebenklappen 89 und 90 zustande kommen kann.

Der Schluß der Öffnung 88 beendet den dortigen Durchfluß und ist hörbar, so daß das Bedienungspersonal nunmehr das Ventil 19 schließen kann. Wenn das Bedienungspersonal das Ventil 19 nicht schließt, so steigt der Flüssigkeitsstand weiter an und er erreicht ein Niveau N 2, bei welchem die Schulter

509851/09A0

den restlichen Durchlaß von .100 Litern/Std. an der Scheibe 94 abdeckt (Fig. 15). Schließt das Bedienungspersonal dann das Ventil 19, so wird die Flüssigkeitssäule durch den maximalen Strom von 30 Litern/Std. wie oben angegeben aufrechterhalten. Die Nebenklappe 89 öffnet sich und ermöglicht die Entleerung der Füll-Leitung.

Wenn durch eine falsche Bedienung das Ventil 19 erneut geöffnet wird, so schließt sich das Ventil und es ist eine neue Entleerung notwendig, welche eine Erhöhung des Flüssigkeitsstandes über N 2 zur Folge hat. Wenn mehrere Entleerungen stattfinden, so erreicht die Flüssigkeit einen maximalen Stand N 3, bei welchem der Draht 84 gespannt ist und das Ventil auf seinem Sitz hält (Fig. 15, gestrichelte Drahtstellung). Die Länge des Drahtes 84 ist beispielsweise so gewählt, daß wenigstens zwei Entleerungen der Füllleitungen zwischen den Flüssigkeitsständen N 2 und N möglich sind.

Bemerkt sei, daß die Entleerung der Füll-Leitung in jedem Augenblick nach dem Schließen des Ventiles 94 erfolgen kann. In der Praxis wird das Bedienungspersonal das Ventil 19 sehr kurze Zeit nach der Feststellung schließen, daß der Flüssigkeitsstrom infolge des Schlusses des Ventiles 94 (Flüssigkeitsstand N l) aufgehört hat. Der restliche Durchlaß von 130 Litern/Std, gestattet eine schnelle Aufrechterhaltung der Wassersäule, selbst wenn die Füll-Leitung eine Lufttasche einschließt.

Wenn das Bedienungspersonal das Absperrventil 19 nicht schließt, so deckt die Schulter 102 das Loch 98

509851/0940

der Scherbe 94 ab. Die Verschiebung der Schulter 102 entspricht beispielsweise einer Vergrößerung der Plüssigkeitsmenge um 130 Liter, angenommen eine Fülldauer von einer Stunde. Darüberhinaus ist der Durchlaß von 30 Litern/Std. vermindert, so daß die Dauer der Aufrechterhaltung der Flüssigkeitssäule, besondern im Falle einer Lufttasehe,länger ist. Bemerkt sei, daß der verbleibende Durchlaß von 30 Litern/Std. eine maximale Toleranz ist, die aus Gründen der Sicherheit des ÜberlaufSchutzes eingehalten werden muß.

Es sei nunmehr die Aufgabe der Leitung 106 und des Ventiles 109 beschrieben. Diese Organe haben die Aufgabe, einen Lufteintritt von der Seite der Füllleitung zu ermöglichen, um bei der Entleerung einen ständigen Flüssigkeitsstrom durch die Öffnung 87 zu gestatten. Auf diese Weise verhindert man wiederholte Schließungen und Öffnungen oder ein Schlagen der Nebenklappe 89. Das Ventil 109 ist während des Füllvorganges wegen der auf beide Seiten des Ventiles 109 einwirkenden Kräfte geschlossen. Dagegen öffnet sich dieses Ventil bei der Entleerung, da die Last der Säule O ist, während die Luft der Leitung 69 unter dem Atmosphärendruck steht.

Bemerkt sei, daß die Nebenklappe 89 und das Ventil so tariert sein müssen, daß sie bei einer minimalen

•z

Füllmenge von einem m /Std. geschlossen sind.

Die Fig. 16 ist ein Schnitt durch eine andere Ausführungsform der Vorrichtung zur Verhinderung von

50 98 5 1 /0940

Leitungsschlagen. Hier ist die Scheibe 94 in Portfall gekommen und mit ihr auch die öffnung 88. Bestehen geblieben sind allein die Schulter 102 und das Loch 98, das sich in der Hauptklappe 85 unterhalb der Schulter 102 befindet.

In der Leitung 29 ist ein hydraulischer Dämpfer starr befestigt. Dieser Dämpfer besteht aus zwei mit einer Flüssigkeit gefüllten elastischen Kammern 111, 112, die untereinander durch einen engen Kanal 113 in Verbindung stehen. In der Ruhestellung bei geöffneter Hauptklappe 85 steht der Kopf 114 der oberen Kammer etwas vor, so daß die Hauptklappe 85 die obere Kammer zusammendrücken muß, um mit dem Sitz der Klappe in Berührung zu kommen. Der durch den hydraulischen Dämpfer entgegengesetzte V/iderstand ergibt ein langsames und schrittweises Schließen der Hauptklappe bei der Annäherung an die volle Schlußstellung.

Pig. 17 zeigt noch eine andere Ausführungsform der Klappe gemäß der Erfindung. Diejenigen Elemente der Ausführung nach Fig. 17, welche die gleichen Punktionen haben wie diejenigen, welche mit Bezug auf die Fig. 10 bis 16 beschrieben wurden, tragen auch die gleichen Bezugszahlen. Aus diesen gleichen Bezugszahlen kann man ersehen, daß die Nebenklappen und 102 der Fig. 16 kombiniert wurden, während der hydraulische Dämpfer 110 auf der Hauptklappe 85 angeordnet wurde. Der Kopf 114 des hydraulischen Dämpfers 110, der mit einem Anschlag 115 in Berührung tritt, ist in der Leitung 29 angeordnet. Gemäß der Darstellung der Fig. 17 befindet sich der obere Teil dieses Anschlages in der Ebene des Sitzes der Haupt-

509851/09A0

klappe. Aus dieser Anordnung ergibt sich, daß die Hauptklappe 85 für die Unterbringung der Kammer 111 bzw. eines Teils derselben einen genügenden Hohlraum haben muß.

Die durch die Nebenklappen 89 (Entleerung) und 102 (restlicher Durchlaß von 100 Litern/Std.) der Ausführung nach Fig. 16 erfüllten Funktionen werden durch die folgenden in völliger Schlußstellung gezeigten Elemente erhalten, wenn der Flüssigkeitsspiegel das Niveau N 3 erreicht hat. Die Entleerung erfolgt durch ein tariertes Ventil 116 mit Hilfe einer Feder 117, die bestrebt ist, das Ventil 116 nach oben zu drücken, so daß die Flüssigkeit durch eine öffnung 118 hindurchtreten kann. Die Bewegung des Ventiles ist nach oben durch einen Anschlag 119 und nach unten durch seinen Sitz 120 begrenzt. Abwärts bewegt wird das Ventil 116 durch eine Stange 121 mit einem Anschlag 122, welcher mit einem Anschlag 123 des Ventiles 116 zusammenarbeitet. Durch eine Feder wird die Stange 121 nach oben gedrückt. Die Feder 124 ist in einer Führungskammer 125 untergebracht, und sie stützt sich auf einen Anschlag 126 ab. Das untere Ende 127 der Stange 121 ist mit einem Draht 82 verbunden, während das obere Stangenende 128 einen Stößel 129 aufweist, welcher eine Kugel anheben kann, die sich in einer Kammer 131 des Ventiles 116 befindet. Wenn die Kugel durch den Stößel 129 angehoben wird, so entsteht ein Durchlaß von 100 Litern/Std., der zu dem auf 30 Liter/Std, beschränkten Durchlaß hinzukommt.

Die Vorrichtung nach Fig. 17 arbeitet folgendermäßen:

509851/0940

2 5 O B 3 8

Wenn die Hauptklappe geöffnet ist, so ist der Draht 82 nicht gespannt. Die Stange 121 steht unter dem Druck der Feder 124 und stößt gegen das obere Ende der Kammer 125· In dieser Stellung ist das Ventil 116 frei und die Kugel 130 ist abgehoben. Das Ende 114 des Dämpfers 110 steht über den Bereich der Hauptklappe vor.

Wenn die Hauptklappe 85 sich schließt (Niveau N 0) stößt das Ende 114 des Dämpfers auf den Anschlag 115, wodurch die Schließbewegung der Hauptklappe 85 gebremst wird. Dadurch werden Leitungsschlage und Schlagbewegungen der Hauptklappe vermieden. Bei einem vollständigen Schließen der Hauptklappe 85 (Niveau N 1) schließt sich das Ventil 116 dynamisch.für einen geringen Durchlaß und es öffnet sich dann für die Entleerung durch die Aufrechterhaltung der !Flüssigkeitssäule durch die beiden kalibrierten Durchlässe 100 Liter/Std. und 30 Liter/St.

Auf dem Niveau N 2 verlagert der Schwimmer die Stange 121, so daß die Kugel 130 die Öffnung des Durchlasses von 100 Litern/Std. abdeckt.

Auf dem Niveau N 3 blockiert die Stange 121 das Ventil 116 auf dem Sitz 120, wodurch jede Entleerung verhindert ist. Bemerkt sei, daß bei dieser Vorrichtung das Niveau N 1 praktisch mit dem Niveau N 0 zusammenfällt.

F- r;

Claims

708 75ÜR383

Patentansprüche

Überlaufschutz und Füllstandsregelung eines Behälters sowie Vorrichtung zur Entleerung der Füll-Leitung, gekennzeichnet durch erste Mittel zur selbsttätigen Schließung der Füll-Leitung, wenn der Flüssigkeitsstand in dem Behälter ein erstes Niveau erreicht hat, zweite Mittel auf der Füll-Leitung zur handbetätigten Absperrung der Füll-Leitung und dritte Mittel, welche bei in der Absperrstellung befindlichen ersten und zweiten Mitte den in dem Füll-Leitungsteil zwischen den ersten und zweiten Mitteln herrschenden Druck gegenüber dem Behälterdruck vermindern.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Mittel ein Klappenventil mit einem in dem Behälter angeordneten Schwimmer aufweisen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Klappenventil Mittel aufweist, die nur am Ende der Schließbewegung des Klappenventiles eine schrittweise Unterbrechung des Flüssigkeitsstromes bewirken.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmer mit der Klappe des Ventiles über eine Drehachse in Verbindung

509851/0940

steht, wobei die relativen Winkelstellungen der Klappe und des Schwimmers derart sind, daß die Klappe sich schließt, wenn die Flüssigkeit in dem Behälter das erste Niveau erreicht.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmer und die Klappe durch ein biegsames Glied derart miteinander verbunden sind, daß die Klappe, welche normalerweise in ihrer Öffnungsstellung gehalten wird, in ihr© Schließstellung mitgenommen wird, wenn der Flüssigkeitsstand in dem Behälter das erste Niveau erreicht.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur schrittweisen Unterbrechung des Flüssigkeitsstromes eine in der Flüssigkeit des Behälters befindliche Platte aufweist, welche an der Schwenkachse der Klappe angelenkt und mit der Klappe so gekuppelt ist, daß sie sich bei der Schließbewegung der Klappe in der Flüssigkeit verlagert.
7. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur schrittweisen Unterbrechung des Flüssigkeitsstromes eine mit der Klappe verbundene Schale aufweist, die mit der Klappe so gekuppelt ist, daß die Schale bei geschlossener Klappe sich außerhalb der Flüssigkeit befindet.

509851/0 940
8. Vorrichtung nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur schrittweisen Unterbrechung des ITüssigkeitsstromes einen hydraulischen Dämpfer aufweist, der unmittelbar mit der Klappe zusammenarbeitet.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die dritten Mittel einen hydraulischen Kolben aufweisen, der mit dem zwischen den ersten und zweiten Mitteln befindlichen Füll-Leitungsabschnitt in Verbindung steht, wobei dieser Kolben bei seiner Betätigung das für die Flüssigkeit verfügbare Volumen in dem genannten Füll-Leitungsabschnitt vergrößern kann.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die dritten Mittel eine Leitung aufweisen, welche den Füll-Leitungsteil stromabwärts der ersten Mittel mit dem Füll-Leitungsteil zwischen den ersten und zweiten Mitteln verbindet.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitung aus wenigstens einem in der Klappe angeordneten Loch besteht,
12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitung aus wenigstens einer Rinne besteht, die sich in der Klappenoberfläche befindet, welche mit dem Sitz der Klappe in Berührung kommt.

509851/0940
13. Vorrichtung nach. Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitung aus wenigstens einer Rinne besteht, die in der Ventilsitzflache angeordnet ist, auf der die Klappe in ihrer Schlußstellung aufliegt.
14. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitung in dem Ventilkörper angeordnet ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur schrittweisen Unterbrechung des Flüssigkeitsstromes eine erste Öffnung in der Ventilklappe und eine erste tarierte mit dieser Öffnung zusammenarbeitende Nebenklappe aufweisen, wobei die erste Nebenklappe die Öffnung freigibt, jedoch von dem Schwimmer nach dem Schluß der Hauptklappe in die Schließstellung mitgenommen wird und dabei die genannte Öffnung abdeckt, wenn der Flüssigkeitsstand ein zweites über dem ersten Niveau befindliches Niveau erreicht.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der ersten Nebenklappe zusammenarbeitende Öffnung einen Flüssigkeitsdurchgang zuläßt, der kleiner ist als derjenige bei geöffneter Hauptklappe.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Nebenklappe mit einem Restdurchlaß versehen ist.

S09851 /0940
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, um den Restdurchlaß zu verschließen, wenn der Flüssigkeitsstand in dem Behälter ein drittes über dem zweiten Niveau befindliches Niveau erreicht.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Schließung des restlichen Durchlasses aus einer mit dem Schwimmer verbundenen Klappe bestehen.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckklappe des restlichen Durchlasses mit der ersten Nebenklappe kombiniert ist und eine Führungsstange enthält, die durch eine Öffnung in der ersten Nebenklappe gleitet, wobei das der Klappe entgegengesetzte Ende der Stange mit dem Schwimmer verbunden ist.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Hilfsklappe der Hauptklappe so zugeordnet ist, daß der Schwimmer auf dem ersten Niveau zuerst die Hauptklappe in ihre Schlußstellung mitnimmt und dann auf dem zweiten Niveau die erste Hilfsklappe schließt.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Mittel Entleerungsmittel enthalten, die eine zweite Öffnung in der Hauptklappe und eine zweite mit der Öffnung zusammenarbeitende tarierte Hilfsklappe aufweisen, wobei die zweite Hilfsklappe

509851 /0940

die Öffnung abdeckt, wenn die Hauptklappe sich schließt, jedoch die Öffnung freigibt, · wenn die Drücke beiderseits der Hauptklappe im Gleichgewicht stehen.
23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Entleerungsmittel außerdem eine Leitung aufweisen, welche die Räume beiderseits der Hauptklappe verbindet, wenn die Hauptklappe geschlossen ist, und daß die Mündung dieser Leitung in den Füll-Leitungsteil zwischen den ersten und zweiten Mitteln ein Ventil aufweist, das so tariert ist, daß es die Mündung außerhalb der Püllperioden freigibt.
24. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Mittel Sntleerungsmittel mit einer in der Hauptklappe angeordneten Öffnung und ein mit dieser Öffnung zusammenarbeitendes und so tariertes Entleerungsventil aufweisen, daß es die Öffnung in der Ruhestellung freigibt, wobei das Entleerungsventil eine Öffnung und eine im Innern des Entleerungsventiles gleitende Stange aufweist, welche die Bewegung des Entleerungsventiles in der Ruhestellung freigibt und wobei das dem Ventil abgekehrte Ende der Stange mit dem Schwimmer in Verbindung steht, während das andere Ende so ausgebildet ist, daß es die Öffnung des Entleerungsventiles teilweise abdeckt, wenn das Entleerungsventil die Öffnung der Hauptklappe abdeckt, und daß schließlich die Stange so ausgebildet ist, daß sie bei ihrer Bewegung die Entleerungsklappe mitnimmt, um die EntleerungsÖffnung endgültig abzudecken.

509S51/0940

Leerseite