DE303380C - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Lagerbehälter für feuergefährliche Flüssigkeiten. Die gasförmigen Abspaltungen dieser Flüssigkeiten haben bekanntlich die Eigenschaft, daß sie, mit Luft vermengt, leicht zündfähige Gemische ergeben. Um die Bildung solcher Gemische zu vermeiden, hat man vorgeschlagen, jene Hohlräume, die beim Überfüllen der Flüssigkeit aus dem Lagerbehälter in einen

ίο Förderbehälter oder zur Verbrauchsstelle sich bilden, mit einem flüssigen oder gasförmigen Schutzmittel anzufüllen.

Anlagen, die mit gasförmigen Schutzmitteln arbeiten, verursachen ziemlich erhebliche Betriebskosten, die einerseits durch das Verschlucken des Schutzgases durch die feuergefährliche Flüssigkeit selbst, anderseits durch Verluste infolge undichter Rohrleitungen bedingt sind.

Auch ist die Beschaffung des Schutzgases oft mit Umständen verbunden, so daß beim Fehlen des Schutzgases der Betrieb der Anlage in Frage gestellt wird.
. Bei Verwendung eines flüssigen Schutzmittels hingegen, z. B. Wasser, besteht die Gefahr, des Einfrierens.

Um diese Übelstände zu vermeiden, sind bereits Vorschläge gemacht worden, zur Aufnahme feuergefährlicher Flüssigkeit Lagerbehälter zu verwenden, die ihren Inhalt entsprechend der Menge der zu lagernden Flüssigkeit jeweilig derartig verändern können, daß die Bildung von Hohlräumen vermieden wird. Es eignet sich für die Lagerung solcher Flüssigkeiten auch eine entsprechend umgebaute Gasometerglocke, die gegen die Atmosphäre durch eine entsprechende neutrale Sperrflüssigkeit abgeschlossen ist.

Ein derartig ausgebildeter Aufnahmebehälter hätte jedoch folgende Bedingungen zu erfüllen:

1. Die zur Aufnahme der feuergefährlichen Flüssigkeit dienende Glocke müßte ihre beiden Endstellungen einnehmen können, ohne daß die Sperrflüssigkeit in ihrer relativen Lage zur Glocke geändert würde, damit eine labile Lage der Glocke nicht eintritt, wodurch die Sicherheit gegen den Austritt der feuergefährlichen Flüssigkeit aus der Glocke vermindert würde.

2. Ein unbeabsichtigter Austritt der in der Glocke enthaltenen feuergefährlichen Flüssigkeit müßte bei vollkommen betriebsfähiger Anlage unmöglich gemacht werden, ebenso aber auch ein unbeabsichtigter Eintritt von Sperrflüssigkeit in die Glocke oder ein Austritt der Sperrflüssigkeit aus dem Behälter selbst.

3. Bei Mangel an Sperrflüssigkeit müßte sich die gesamte Anlage selbsttätig außer Betrieb setzen.

Die bis jetzt bekannten Einrichtungen erfüllen diese Bedingungen nicht, weshalb ihre" praktische Verwendbarkeit in Frage gestellt ist.

Der Lagerbehälter nach vorliegender Erfindung baut sich nun auf diesen Grundsätzen auf und stellt dadurch eine wesentliche Verbesserung dar.

Ein Ausführungsbeispiel des neuen Lagerbehälters ist auf der Zeichnung veranschaulicht, und zwar stellen dar:

Fig. ι die Anlage beim Einfüllen der feuer gefährlichen Flüssigkeit, und Fig. 2 die gleiche Anlage beim Zapfen der Flüssigkeit.

Bei Benutzung einer einfachen Behälterglocke für Gas oder Luft ist die Eintauchtiefe der Glocke, d. h. die Höhe der Sperrflüssigkeit vom unteren Glockenrand, von dem jeweiligen Gasinhalt abhängig.

Dieser Umstand würde daher die Verwendung einer gewöhnlichen Glocke zur Aufnahme und Lagerung von feuergefährlichen Flüssigkeiten im ,Hinblick auf· die oben unter 1 angegebene Bedingung unmöglich machen. In diesem Falle müßte sich die Sperrflüssigkeit in der Glocke, gemessen vom unteren Glockenrand, auf eine gewisse Höhe einstellen und bei jedem beliebigen Füllungsgrad auf der gleichen Höhe erhalten bleiben.

Nach vorliegender Erfindung wird dies durch den Einbau eines entsprechend bemessenen Verdrängungskörpers h in den Raum der Glocke erreicht. Die Sperrflüssigkeit hat den Zweck, infolge ihres gegenüber der einzulagernden Flüssigkeit höheren spezifischen Gewichtes die Glocke im Behälter schwimmend zu erhalten xind den Austritt der Lagerflüssigkeit aus dem Glockeninnenraum zu verhüten. Die Gloöke mit ihrem Inhalt an feuergefährlicher Flüssigkeit stellt einen Körper vor, der in der Sperrflüssigkeit derart ausgeglichen um den Verdiängerkörper h schwimmt, daß er bis zu seiner Oberkante in die Sperrflüssigkeit eintaucht.

Befindet sich gemäß Fig. 1 eine' bewegliche

Glocke δ in einem mit der Sperrflüssigkeit c gefüllten Behälter a, in dessen Innenraum auch ein Verdrängerkörper h vorgesehen ist, so hebt sich die Glocke δ. infolge des geringeren Gewichtes der feuergefährlichen Flüssigkeit, falls das Eigengewicht der Glocke nicht zu groß ist, aus dem Spiegel der Absperrflüssig keit heraus.

Bezeichnet β die Höhe der feuergefährlichen Flüssigkeit im Innern der Glocke,

s das spezifische Gewicht dieser Flüssigkeit, G den Druck, den die Glocke auf die Flächeneinheit ausübt,

γ die Höhe des äußeren Spiegels der Absperrflüssigkeit über der inneren Trennungsfläche der beiden Flüssigkeiten, und endlich S₂ das spezifische Gewicht der Absperrflüssigkeit, so besteht für den Stand der Glocke b im Gleichgewicht die Gleichung:

G + ß- S₁ = Y-S₂. ■
Daraus folgt, daß

wird, und da G stets gleich groß bleibt, so stellt sich der äußere Spiegel der Sperrflüssigkeit um 'so tiefer ein, je weiter die Glocke herunter sinkt. Dieser äußere Spiegel der Sperrflüssigkeit sinkt jedoch nicht in demselben Maße wie die Glocke selbst, so daß bei einer bestimmten Stellung, wenn β = γ ist, die Glocke b vom Spiegel der Sperrflüssigkeit überspült wird. Es sinkt sodann die Glocke samt ihrem Inhalt in der Sperrflüssigkeit unter, bis sie auf den Boden aufstoßen würde, wenn der Verdränger h nicht vorhanden wäre.

Befindet sich nun innerhalb der Absperrflüssigkeit ein Verdrängerkörper h, so ändert dieser an den Verhältnissen nichts, vorausgesetzt, daß, wie im ersten Fall, der Ringraum zwischen der Glocke b und dem Behälter a im Verhältnis zum Gesamtquerschnitt vernachlässigt werden kann, solange die Trennungsfläche zwischen den beiden Flüssigkeiten höher liegt als die Oberkante des Verdrängerkörpers k. Sinkt jedoch bei weiterer Entnahme von feuergefährlicher Flüssigkeit die- Glocke b tiefer herunter, so daß sie von der Sperrflüssigkeit überspült wird, so wird sie sich nunmehr derart über den Körper h stülpen, daß, wie in Fig. ι gezeichnet, die Trennungsfuge zwischen beiden Flüssigkeiten in den Ringraum zwisehen Glocke b und Verdränger h gelangt, wodurch die Höhe der feuergefährlichen Flüssigkeit beim weiteren Heruntersinken der Glocke b beträchtlich zunimmt. Die Glocke wird dann nur so weit sinken können, bis . ■ .

geworden ist.

Bei der weiteren Entnahme von feuergefährlicher Flüssigkeit sinkt natürlich die Glocke weiter herunter, und da sich dadurch das Gesamtvolumen — Sperrflüssigkeit -f- feuergefährliche Flüssigkeit — entsprechend der Entnahme der feuergefährlichen Flüssigkeit ändert, so sinkt gleichmäßig mit der Glocke auch der ' äußere Spiegel der Absperrflüssigkeit herunter. Da nun stets obige Beziehung zwischen β und γ selbsttätig erhalten bleibt, so wird auch dadurch die Eintauchtiefe der Glockenunterkante in die Sperrflüssigkeit stets die gleiche bleiben.

Taucht nun die Glocke infolge ihres Gewichtes nicht ganz in die Sperrflüssigkeit ein, so wird die innere Trennungsfläche zwischen den Flüssigkeiten nicht im gleichen Maß sinken wie die Glocke b. Aus diesen Betrachtungen ' geht hervor, daß ein entsprechend hoher Verdrängerkörper h die Sicherheit bieten wird, daß die Glocke b niemals in der Sperrflüssigkeit einsinken, sondern infolge des innewohnenden Auftriebes immer schwebend

bzw. schwimmend erhalten wird, selbst dann, wenn sie von dieser überspült wird.

Verbindet man nun das Saugrohr der Abfüllpumps durch ein Kurzschlußrohr mit dem Behälter a, und zwar etwa an der Stelle A, so kann man niemals aus der Glocke b mehr feuergefährliche Flüssigkeit entnehmen, als bis der Spiegel der Sperrflüssigkeit bis an diese Stelle ^herabgesunken ist, d.h. eine weitere ίο Entnahme von feuergefährlicher Flüssigkeit, bei der auch Absperrflüssigkeit in die Saugleitung gesaugt wird, ist dadurch ausgeschlossen.

Es ist somit das Fördern von feuergefährlicher Flüssigkeit unmöglich gemacht:
i. sobald die tiefste Stellung der Glocke b, d. h. der kleinste Inhalt der Glocke erreicht ist,

2. sobald aus irgendeinem Grunde die Menge der Sperrflüssigkeit vermindert wird und unter die Stelle A sinkt.

Es kann jedoch auch das Einfüllen von feuergefährlichen Flüssigkeiten nicht erfolgen, wenn die Glocke b ihre höchste Stellung erreicht hat.

Das Überfüllen des Aufnahmebehälters b wird nämlich dadurch verhindert, daß beim höchsten Stand der Glocke b Sperrflüssigkeit in eine · an den Behälter α angeschlossene Leitung y gedrückt und durch diese, neugeschaffene Flüssigkeitssäule der frei ablaufenden feuergefährlichen Flüssigkeit das Gleichgewicht gehalten wird.

Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Ausführungsform eines derartigen Lagerbehälters ist frei von Ventilen, Hähnen, Kolben u. dgl. und überwacht sich im Gegensatz zu den bereits bekannten derartigen Einrichtungen vollkommen selbsttätig durch Vermittlung der bewegten oder stehenden Flüssigkeitssäulen, wodurch die größtmögliche Betriebssicherheit erzielt ist.

In dem durch einen Deckel k abgeschlossenen Behälter α ist der glockenförmige Behälter b angeordnet, in den der für die Behälterform passende domförmige Einsatz h (Verdrängerkörper) hineinragt.

Das am höchsten Punkt des Einsatzes h in das Innere des Behälters b bei d₁ einmündende Förderrohr d ist bei d₂ in zwei Äste d_s und <2₄ gegabelt, die. zum Entleeren und Einfüllen der feuergefährlichen Flüssigkeit sowie auch als Sicherheitsanlage gegen Überfüllen dienen.

An den Leitungsast d₈ ist die Pumpe β angeschlossen, welche die Flüssigkeit aus der Glocke b entnimmt. Die mit einem Schlauchansatz d_h versehene Leitung d± führt über einen Siphon d_e und dient zum Einfüllen der feuergefährlichen Flüssigkeit in die Glocke b.

Eine Leitung n, die am höchsten Punkt

des Gefäßdeckels k abzweigt, dient zur Entlüftung des Hohlraumes m bei den Bewegungen der Glocke b und trägt an ihrem oberen Ende eine Explosionssicherung n₂. Sie nimmt auch gleichzeitig die Seilführung χ für den Inhaltsanzeiger U₁ auf. Der Siphon d_e der Füllleitung d_i besitzt ebenfalls eine Entlüftungsleitung d₇, die auch mit einer Explosionssicherung d_s an ihrem freien Ende versehen ist.

Die Saugwirkung der Pumpe e kann durch Herbeiführen von künstlichen Undichtigkeiten vernichtet werden. Die eine Möglichkeit hierzu ist durch eine Leitung y gegeben. Diese führt aus dem Saugraum der· Pumpe e in den Raum der Sperrflüssigkeit des Gefäßes a. In diese Leitung y ist eine über die Förderhöhe der Pumpe führende Schleife y_x eingeschaltet, die an höchster Stelle mit einem Schauglas y₂ versehen ist.

Eine zweite künstliche Undichtigkeit tritt über die Fülleitung d_it Siphon d₆, Entlüftungsleitung d₇ und Explosionssicherung d_s auf, falls der Flüssigkeitsspiegel in der Glocke b einen zu tiefen Stand einnimmt. Am Ende des Druckstutzens e_x der Pumpe e erfolgt die Entnahme der Flüssigkeit.

Die Glocke b besitzt in ihrem Mantel geeignete Führungen b_v um ein Festklemmen an den Wandungen des Gefäßes α oder des Verdrängers h zu verhindern und Reibungsverluste nach Möglichkeit zu verhüten.

Die Sperrflüssigkeit c, in welche die Glocke b eintaucht, besitzt ein höheres spezifisches Gewicht als die Lagerflüssigkeit; es erhält sich demgemäß die Glocke b in allen Lagen freischwimmend im Gefäß a.

Bei regelrechter Füllung arbeitet die Anlage in folgender Weise:

Beim Zapfen (Fig. 2) bewegt man die Pumpe e, welche die Lagerflüssigkeit aus der Glocke b durch die Saugleitung d₃ anhebt und durch den Druckstutzen e_x zum Abfluß bringt. Hierbei sinkt die Glocke b nach Maßgabe der entnommenen Flüssigkeitsmenge, die in gleichem Maß durch den allmählich in den Hohlraum"' der Glocke eintauchenden domförmigen Einsatz h ersetzt wird. Dieses Spiel setzt sich so lange fort, bis die Glocke b in ihre tiefste Stellung gekommen ist, wo der Flüssigkeitsverschluß der Leitung y an der Stelle A aufhört.

Zwecks Füllens (Fig. 1) der Glocke b schließt man das Transportfaß X₁ mittels eines Schlauches ν an den Schlauchansatz d_b der Fülleitung ^₄' und mittels eines zweiten Schlauches w an den Druckstutzen β_χ der Pumpe e an.

Bewegt man nunmehr die Pumpe, so preßt diese die in den Rohren d₃ und y_x befindliche Flüssigkeit bzw. das Flüssigkeitsgemisch in das Transportfaß X₁, so daß der darin entstehende Überdruck den Inhalt des Fasses in den Füllschlauch ν preßt. Hierauf löst man die Verbindung des Schlauches w beim

Stutzen e_x der Pumpe β, wie dies in Fig. ι ; mit gestrichelten Linien angegeben ist.

Durch die beim Pumpen erzeugte Druckwelle ist ein Heberfaden hergestellt worden, der nun das Transportfaß X₁ selbsttätig entleert, wobei auch durch die bei e_x gelöste ■ Verbindung Luft in das Transportfaß nach Maßgabe seiner Entleerung nachströmt. Die beim Füllen etwa mitgerissene Luft sche'.det

ίο sich im Siphon d₆ ab und entweicht durch die Rohrleitung ά_η ins Freie.

Die Füllungsgrenzen der Glocke b sind j durch einen oberen und einen unteren An- j schlag genau begrenzt, und es ist die regel- j

rechte Wirkung der Anlage von dem Vorhandensein einer bestimmten Menge von Sperrflüssigkeit in Abhängigkeit gebracht.

Um zu vermeiden, daß mehr gefüllt wird, als die Glocke zu fassen vermag, ist die Menge der Sperrflüssigkeit so bemessen, daß sie nach Füllung der nunmehr in ihre höchste Stellung gekommenen Glocke b in den Rohren y und η noch so weit steigt, daß sie der Flüssigkeit im Transportfaß das Gleichgewicht hält. Alsdann hört das Überfließen von Flüssigkeit aus dem Transportfaß in die Glocke von selbst auf.

Die selbsttätige Verhinderung weiterer Absaugung von Lagerflüssigkeit bei völlig abgesenkter Glocke oder bei unzureichender Menge von Sperrflüssigkeit wird durch die Verbin- j dungsleitung y,. y_x bewirkt. |

Bei regelrechter Füllung liegt der Spiegel der Sperrflüssigkeit im Ringraum zwischen der Glocke und dem Außenmantel des Gehäuses α etwas oberhalb der Einmündung A des Rohres y.

Bei einem gewissen niedersten Stand der Glocke b sinkt die Lagerflüssigkeit in den Rohien d₃ und d_i so weit, daß die Pumpe e über d₇, d_e, A₁ Luft ansaugt. Es ist die Höhe der Flüssigkeitssäule in d_t gleich d₃. Wird nun in d₃ durch die Tätigkeit der Pumps die Flüssigkeit steigen und in c?₄ fallen, und zwar so weit, daß in d₃ über d_i Luft eintritt, so ist der Pumpprozeß unmöglich gemacht.

Ist die entleerte Glocke in ihrer tiefsten Stellung angelangt, so wird beim Arbeiten der Pumpe durch deren Saugwirkung der Flüssigkeitsspiegel der Sperrflüssigkeit im Gefäß α so weit abgesenkt, daß die Mündung des Rohres y frei liegt. In diesem Augenblick ■ ist durch das Rohr y eine künstliche Undichtigkeit auf der Saugseite der Pumpe hergestellt. Die Pumpe saugt jetzt Luft aus dem Hohlraum und ihre Pumpwirkung hört { sofort auf. Überdies liegt bei abgesenkter j Glocke b die Manteldecke, der Glocke b auf ] dem Stutzen d_x der Saugleitung d, so daß diese {

auch mechanisch abgeschlossen ist. j

In gleicher Weise wird durch Freigabe der j Mündung des Rohres y die Saugwirkung der Pumpe und damit die Förderung von Flüssigkeit aus dem Behälter b sogleich selbsttätig aufgehoben, wenn etwa infolge Undichtigkeit des Gefäßes α oder aus einer sonstigen Ursache die zur Sicherung des Flüssigkeitsabschlusses erforderliche Menge an Sperrflüssigkeit unter das regelrechte Maß sinken würde.

Im Ruhezustand befindet sich über der Erde in den Leitungen der Anlage keine feuergefährliche Flüssigkeit, eine ■ Sicherung, die bei Anlagen " zum Einlagern von feuergefährlichen Flüssigkeiten unbedingt nötig ist..

Durch die Sperrflüssigkeitssäule in der Glocke b ist deren Abschluß bei jedem Füllungsverhältnis der Glocke gewährleistet. Es ist nun durch die einfache Wahl der Sicherheitsleitungen möglich, die gesamte Anlage außer Betrieb zu setzen, wenn die Menge der Sperrflüssigkeit durch irgendeinen Umstand abnimmt. Die Anlage ist überhaupt nicht arbeitsfähig, falls Sperrflüssigkeit fehlt.

Der Raum kann auch mit einem neutralen Gas, ζ. B. Kohlensäure oder Stickstoff, angefüllt werden und die Glocke b gegebenenfalls durch den Überdruck der Gase gesenkt werden, wodurch die Tätigkeit der Pumpe e entfällt.

Claims (3)

Patent-Ansprüche:

1. Lagerbehälter für feuergefährliche Flüssigkeiten, bestehend aus einer beweglichen, durch eine Sperrflüssigkeit abgeschlossenen Behälterglocke, in die ein am unteren Rand des Lagerbehälters befestigter Verdrängerkörper hineinragt, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängerkörper (A) derart bemessen ist, daß bei verschiedenen Eintauchtiefen der beweglichen Behälterglocke (b) der Höhenstand der Sperrflüssigkeit (c) zwischen Behälterglocke (b) und Verdrängerkörper (h), vom unteren Rand der Behälterglocke (δ) nach oben gemessen, innerhalb geringer Grenzen-nahezu konstant bleibt und die Saugwirkung der zum Abzapfen der feuergefährlichen Flüssigkeit verwendeten Pumpe (e) sowohl bei Mangel an Sperrflüssigkeit (c) als auch bei niedrigstem, dem kleinsten Volumen von Lager- n₀ flüssigkeit entsprechenden Stand der Behälterglocke (b) durch Undichtigkeiten in der Saugleitung aufgehoben wird.

2. Lagerbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von dem die n₅ Sperrflüssigkeit enthaltenden Behälter (a) aus, ungefähr in der Höhe der Saugöffnung der Zapfleitung, ein Rohr (y) zur Saugseite der Pumpe (e) geführt ist, das, falls genügend Sperrflüssigkeit vorhanden ist, von dieser abgeschlossen wird.

3. Lagerbehälter nach Anspruch 1, ge-

kennzeichnet durch einen an die Sauglcitung {d₂, d₃) der Pumpe (e) angeschlossenen, mit der Atmosphäre in Verbindung stehenden, mit eingeschaltetem Siphonverschluß (d₆) versehenen Leitungsast (d_i: ά_Ί), durch den das Zapfen der Lagerflüssigkeit im Augenblick des tiefsten Standes der Behälterglocke (δ) infolge Ansaugens von Luft durch die Pumpe (e) unmöglich gemacht wird.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.