DE2535682A1 - Automatische sicherungseinrichtung gegen ueberfuellen einer tankanlage mit einer fluessigkeit - Google Patents

Description

• Automatische Sicherungseinrichtung gegen Ueberfüllen einer Tankanlage mit einer Flüssigkeit Die Erfindung betrifft eine automatische Sicherungseinrichtung gegen Ueberfüllen einer Tankanlage mit einer Flüssigkeit, welche Einrichtung eine in die Tankanlage sich hineinerstreckende Flüssigkeitssonde mit einem elektrischen Signalgeber aufweist, durch den bei Anwesenheit der zu überwachenden Flüssigkeit ein elektrischer Stromkreis zur Betätigung eines Absperrorgans und/oder Warnsignals beeinflussbar ist.
• Sicherungseinrichtungen dieser Art sind in verschiedenen Ausführungen bekannt und werden überall dort benötigt, wo die ständige Kontrolle des Niveaus im zu füllenden Tank wegen der Lage eines schwer zugänglichen Tanks nicht möglich ist, bzw. wo es aus Gründen des Umweltschutzes zur Pflicht gemacht wird, Oelunfälle auf jeden Fall zu verhindern.
• Bei den bekannten auf lichtelektrischer Basis arbeitenden Einrichtungen ist in der zum Tank führenden Abfülleitung ein Absperrorgan vorgesehen, welches unter dem Einfluss einer Feder bestrebt ist, selbsttätig seine Schliesslage einzunehmen und welches durch Schliessen eines elektrischen Stromkreises in Steuerabhängigkeit von dem auf lichtelektrischer Basis arbeitenden Geber in der Flüssigkeitssonde in die Offenstellung gelangt.
• Die bekannten Sicherungseinrichtungen dieser Art haben sich bewahrt, jedoch bestehen noch verschiedene Fehlermöglichkeiten durch falschen Einbau der Flüssigkeitssonde in die Tankanlage. In Jedem prismatischen und möglicherweise auch in zylindrischen Tanks sind innenseitig Verstrebungen in Form von Quertragern vorhanden, und wenn die Flüssigkeitssonde zwischen zwei Querträgern eingebaut wird, entsteht beim Füllen des Tanks zwischen diesen Querträgern ein Luftkissen, so dass die Flüssigkeitssonde nicht anspricht, was zu einer Ueberfüllung des Tanks führt. Das gleiche geschieht beispielsweise, wenn die Flüssigkeitssonde in ein Wasserentnahmerohr oder in ein Messstabrohr eingebaut wird, da sich in diesem Rohr ebenfalls ein Luftkissen bildet. Aber auch an der Flüssigkeitssonde selbst kann ein Luftkissen entstehen, da der lichtdurchlässige Teil der Flüssigkeitssonde mit der darin eingebauten Lichtquelle und dem photo elektrischen Wandler von einem Schaum-und Spritzschutz mit am unteren Ende befindlichen Eintrittsöffnungen für die Flüssigkeit und am oberen Ende befindlichen Luftaustrittsöffnungen umschlossen ist und diese Luftaustrittsöffnungen gelegentlich verschmutzen können, so dass bei Verhindpninp dem Luftaustrittes ein Luftkissen sich innerhalb dieses Schaum- und Spritzschutzes bildet, was dann ein Ueberfüllen des Tanks zur Folge hat.
• Schliesslich kann auch noch im Falle einer mit vielen Krümmungen nach aussen geführten und dementsprechend einen grossen Strömungswiderstand aufweisenden Entlüftungsleitung des Tanks die Gefahr entstehen, dass der Tank zum Bersten kommt, wenn bei zu grosser Füllgeschwindigkeit im Tank ein zu grosser Ueberdruck entsteht.
• Auch in dem in einem Abschnitt des Tanks entstehenden Luftkissen herrscht ein gegenüber der äusseren Atmosphäre erhöhter Druck, weshalb man zur Lösung des Problems, ein Ueberfüllen des Tanks zu verhindern, bereits vorgeschlagen hat, unmittelbar an die zur Befestigung der Flüssigkeitssonde in der Tankwandung dienende Verschraubung einen Druckschalter anzuordnen, von dem ein Kanal durch die Verschraubung zum Tankinnenraum führt, so dass der Druckschalter mit dem dort herrschenden Druck beaufschlagt wird. Wenn ausserdem die Flüssigkeitssonde elektrisch über diesen Druckschalter geschlauft ist, wird bei Ueberdruck im Tank die Sondenleitung unterbrochen und somit durch Schliessen des Absperrorgans ein Ueberfüllen verhindert.
• Die Massnahme nach diesem Vorschlag ist jedoch wirkungslos, wenn sich ein Luftkissen und damit ein erhöhter Druck nicht innerhalb eines Abschnittes eines Tanks sondern innerhalb des Schaum- und Spritzschutzes der Flüssigkeitssonde selbst bildet. Ausserdem müsste hier auch an die Gewissenhaftigkeit der mit Herstellung und Montage solcher Anlagen betrauten Personen appelliert werden, einen zusätzlichen Differenzdruckschalter zu kaufen und anzubringen. Fahrlässige Unterlassung würde aber gerade dort begangen, wo auch Fehler bezüglich des fachgerechten Einbaues der Flüssigkeitssonde gemacht werden. Um allen Anforderungen Rechnung zu tragen und die vorgenannten Nachteile zu vermeiden, wird eine Sicherheitseinrichtung der eingangs genannten Art vorgeschlagen, die erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet ist, dass innerhalb der Flüssigkeitssonde ein in Abhängigkeit von Druckänderungen im Tankinnenraum arbeitender elektrischer Schalter angeordnet ist, durch den der elektrische Stromkreis ebenfalls beeinflussbar ist. Zweckmässig ist der in Abhängigkeit von Druckänderungen im Tankinnenraum arbeitende elektrische Schalter mit dem elektrischen Signalgeber in Reihe geschaltet.
• Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnunt zeigt in teilweisem Vertikalschnitt eine in eine Tanköffnung eingebaute Flüssigkeitssonde.
• Die Flüssigkeitssonde 1 gemäss der Zeichnung ist mittels einer Verschraubung 2 in der Oeffnung eines Tanks 3 befestigt.
• Am unteren Ende eines Schaftes 4 ist ein lichtdurchlässiger Körper 5 befestigt, in dessen innerem Hohlraum zuunterst eine Lampe 6 und darüber ein photoelektrischer Wandler 7, z.B. ein Photowiderstand, angeordnet sind. Im Abstand oberhalb des Photowiderstandes befindet sich im Hohlraum des Körpers 5 ein Differenzdruckschalter 8, von dem eine Luftleitung 9 nach unten zu einer Oeffnung 10 im lichtdurchlässigen Körper 5 führt, so dass der Differenzdruckschalter vom Druck innerhalb des Tanks beaufschlagt wird. Dieser Druck herrscht in einem Druckraum unterhalb einer Membrane 11, während von einem oberhalb dieser Membrane befindlichen Druckraum eine Luftleitung 12 nach oben zu einer Oeffnung 13 ausserhalb des Tanks führt, so dass dieser Druckraum vom Atmosphärendruck beaufschlagt wird. Der photoelektrische Wandler 7 und der Differenzdruckschalter 8 sind elektrisch hintereinander geschaltet. Eine elektrische Leitung 14 ist an das Gehäuse des Differenzdruckschalters 8 angeschlossen. Der Strom fliesst vom Gehäuse über die Membrane 11 zu einem Kontaktstift 15 und von dort über eine Fortsetzung der Leitung 14 zum photoelektrischen Wandler 7. Eine weitere elektrische Leitung 16 führt direkt zum photoelektrischen Wandler 7 sowie ferner zur Lampe 6, von der eine weitere elektrische Leitung 17 unmittelbar zur Stromquelle zurückführt.
• Der lichtdurchlässige Körper 5 der Flüssigkeitssonde ist von einem gehäuseartigen Schaum- und Spritzschutz 18 mit am unteren Ende befindlichen Eintrittsöffnungen 19 für die Flüssigkeit und am oberen Ende befindlichen Luftaustrittsöffnungen 20 umschlossen. Der zur Ueberwachung des Niveaus der Flüssigkeit dienende Teil der Flüssigkeitssonde arbeitet nach dem Prinzip der Lichtreflexion, wobei das von der Lampe 6 ausgehende Licht an den am unteren Ende des lichtdurchlässigen Körpers 5 befindlichen schrägen und total reflektierenden Begrenzungsflächen umgelenkt und auf den photo elektrischen Wandler 7 geworfen wird, solange keine Flüssigkeit den Körper 5 berührt. Sobald das Niveau der Flüssigkeit im Tank durch die Oeffnungen 19 im Schaum- und Spritzschutz 18 nach oben steigend bis zum lichtdurchlässigen Körper 5 gelangt, verlieren die benetzten Begrenzungsflächen ihre total reflektierende Eigenschaft, so dass der grösste Teil des Lichtes aus dem Körper 5 austritt und somit der photoelektrische Wandler 7 einen verminderten Lichtstrom erhält. Diese Aenderung des Lichtstromes bewirkt eine Aenderung des Widerstandswertes des Photowiderstandes 7, was schliesslich zum Abfallen eines nicht dargestellten Relais und Schliessen des ebenfalls nicht dargestellten Absperrorgans in der Füllleitung führt.
• Wenn nun, wie eingangs geschildert, innerhalb des Tanks an der Einbaustelle der Flüssigkeitssonde oder innerhalb vom Schaum- und Spritzschutz der Flüssigkeitssonde selbst ein Luftkissen entsteht und aus diesem oder irgend einem anderen Grund der Druck innerhalb des Tanks über einen vorbestimmten Wert ansteigt, wird die Membrane 11 des Differenzdruckschalters 8 vom Kontaktstift 15 weggedrückt und der Stromkreis unterbrochen, was zum Schliessen des Absperrorgans führt. Mit dem in die Flüssigkeitssonde eingebauten Differenzdruckschalter sind somit alle eingangs genannten Fehlermöglichkeiten beim Einbau der Sonde in den Tank eliminiert, und die meistens doch unterlassene Montage eines Differenzdruckschalters zusätzlich zur Flüssigkeitssonde erübrigt sich damit.
• Der elektrische Signalgeber der Flüssigkeitssonde muss nicht ein, wie im Ausführungsbeispiel geschildert, optischelektrisch arbeitender sein, sondern kann auch kapazitiv oder induktiv oder auf andere Weise mit Abgabe eines elektrischen Signals arbeiten.
• Ferner kann auch bei dem in Abhängigkeit von Druckänderungen im Tankinnenraum arbeitenden Schalter, der von dem Druckraum mit der zum Tankinnenraum offenen Luftleitung durch eine Membrane getrennteweitere Druckraum eine geschlossene Kammer bilden, so dass der Schalter mit einem konstanten Referendrek statt mit Atmosphärendruck arbeitet.

Claims (6)

1. Patentansprüche

   ( 1.)Automatische Sicherungseinrichtung gegen Ueberfüllen eine ankanlage mit einer Flüssigkeit, mit einer in die Tankanlage sich hinein erstreckenden Flüssigkeitssonde, mit einem elektrischen Signalgeber, durch den bei Anwesenheit der zu überwachenden Flüssigkeit ein elektrischer Stromkreis zur Betätigung eines Absperrorgans und/oder Warnsignals beeinflussbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Flüssigkeitssonde (1) ein in Abhängigkeit von Druckänderungen im Tankinnenraum arbeitender elektrischer Schalter (8) angeordnet ist, durch den der elektrische Stromkreis ebenfalls beeinflussbar ist.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der in Abhängigkeit von Druckänderungen im Tankinnenraum arbeitende Schalter (8) mit dem elektrischen Signalgeber (7) in Reihe geschaltet ist.
3. 3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass der in Abhängigkeit von Druckänderungen im Tankinnenraum arbeitende Schalter ein Differenzdruckschalter (8) mit zwei durch eine elektrisch leitende Membrane(11) getrennten Druckräumen und einem durch den einen Druckraum bis zur Membrane sich erstreckenden Kontaktstift (15) ist, über den der elektrische Stromkreis geschlossen und unterbrochen wird.
4. 4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass von dem einen Druckraum des Differenzdruckschalters (8) eine Luftleitung (9) in den Tankinnenraum führt, und von dem anderen Druckraum eine weitere Luftleitung (12) durch die Flüssigkeitssonde nach oben zur Atmosphäre führt.
5. 5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass von dem einen Druckraum des Differenzdruckschalters (8) eine Luftleitung in den Tankinnenraum führt und der andere Druckraum eine geschlossene Kammer bildet.
6. 6. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Signalgeber einen von einer Lichtquelle (6) Lichtstrom empfangenden photoelektrischen Widerstand (7) aufweist, durch den bei Erreichen der Flüssigkeit auf einem zur Störung der Lichtübertragung führenden Niveau der elektrische Stromkreis beeinflusst wird. Leerseite