DE3938742A1 - Redundant overfilling protection appts. for dangerous liquids=gases - contains mutually independent electrical control chains, gives manual alarm and performs automatic cut-off probe faults - Google Patents

Redundant overfilling protection appts. for dangerous liquids=gases - contains mutually independent electrical control chains, gives manual alarm and performs automatic cut-off probe faults

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DE3938742A1 DE3938742A DE3938742A DE3938742A1 DE 3938742 A1 DE3938742 A1 DE 3938742A1 DE 3938742 A DE3938742 A DE 3938742A DE 3938742 A DE3938742 A DE 3938742A DE 3938742 A1 DE3938742 A1 DE 3938742A1
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Abstract

The redundant overfilling protection arrangement contains mutually independent electrical control chains, each consisting of limit generators with capacitive or other types of alarm probe, a switching amplifier, display and independent monitor. A microprocessor interrogates all probes (8-11) before the filling process. Each probe is monitored by an associated circuit during the filling process which is interrupted if a probe failure is detected. The probes are connected to an external electrical connector via a press. tight, heat resistant flange lead-through (26). USE/ADVANTAGE - Performs actively redundant overfill protection for dangerous liquids and liquefied gases, providing manual alarm and automatic cutoff.

Description

Die Erfindung betrifft eine redundante Überfüllsicherung nach dem Oberbegriff.The invention relates to a redundant overfill protection according to the generic term.

Zweck einer Überfüllsicherung ist die Sicherung gegen das Überfüllen eines Behälters mit einer Flüssigkeit, die bei drucklosen Behältern zu Umweltschäden und bei unter Druck verflüssigten Gasen - also bei unter Druck stehenden Be­ hältern, wie dies bei Flüssiggasbehältern der Fall ist auch zu einer Explosion führen kann. Flüssiggasbehälter­ anlagen werden deshalb nach dem Fassungsvermögen der Flüs­ siggasdruckbehälter in Gruppen eingeteilt. Die TRB 810 (Entwurf 8/89 II) nennt dabei 5 Gruppen; das sogenannte "Niedersachsenpapier" des Niedersächsischen Umweltministe­ riums nennt 4 Größeneinteilungen. Einig sind sich aber beide Vorschriften darin, daß Flüssiggasbehälter bis 3 t Inhalt nicht der Störfallverordnung im Sinne des Bundes­ immissionsschutzgesetzes unterliegen. Verschärften Sicher­ heitsbestimmungen unterliegen in beiden Fällen Druckbe­ hälter mit einem Fassungsvermögen über 30 t, wofür redun­ dante Überfüllsicherungen gefordert werden.The purpose of overfill protection is to protect against this Overfilling a container with a liquid that is unpressurized containers for environmental damage and under pressure liquefied gases - i.e. with pressurized be hold, as is the case with LPG containers can also lead to an explosion. LPG tank systems are therefore based on the capacity of the rivers siggas pressure vessels divided into groups. The TRB 810 (Draft 8/89 II) names 5 groups; the so-called "Lower Saxony paper" from the Lower Saxony Environment Minister riums names 4 sizes. But agree both regulations that LPG containers up to 3 t Does not contain the Federal Accident Ordinance immission control law. Tightened sure Safety regulations are subject to printing in both cases containers with a capacity of more than 30 t, for which speak dante overfill prevention systems are required.

Bekannt ist eine CMT-Überfüllsicherung nach beigefügter Druckschrift vom Oktober 1989, die bereits auf Seite 2 auf die Forderung nach einer redundanten Niveaumessung und Füll­ begrenzung für Großanlagen hinweist und dabei das paten­ tierte (ohne Angabe einer Patent-Nr.) CMT- kapacitive Sensorsystem hervorhebt. Zu diesem System gehört ein Sensor­ flansch, woran jeweils nur ein kapazitiver Sensor befestigt ist, der durch seine Diskriminatorschaltung ein "fail-safe"- Prinzip gewährleisten soll, und damit auf eine redundante Ausführung verzichten kann. Es wird auf Seite 4 dieser Druckschrift darauf hingewiesen, daß mit dem Testvorgang alle wichtigen Teile, vom kapazitiven Spannungsumwandler bis zu den Relais in der Steuereinheit, kontrolliert werden. Auf Seite 5 wird hervorgehoben, daß eine Vielzahl von Sensoren für die Überfüllsicherung mit nur einem Steuer­ kasten zu bedienen sind. Diese vorgeschlagene Lösung erfüllt aber aus dann nachstehenden Gründen nicht die For­ derung an eine aktiv-redundante Überfüllsicherung:A CMT overfill prevention system according to the attached publication from October 1989 is known, which already indicates on page 2 the requirement for a redundant level measurement and filling limit for large systems and thereby emphasizes the patented (without specification of a patent number) CMT-capacitive sensor system . This system includes a sensor flange, to each of which only one capacitive sensor is attached, which is supposed to guarantee a "fail-safe" principle through its discriminator circuit, and can therefore dispense with a redundant design. It is pointed out on page 4 of this document that all important parts, from the capacitive voltage converter to the relays in the control unit, are checked with the test procedure. On page 5 it is emphasized that a variety of sensors for overfill protection can be operated with just one control box. However, this proposed solution does not meet the requirement for an active redundant overfill protection for the following reasons:

  • a) Nach dem Niedersachsenpapier - Abschn. 3.4.2.2 müssen für Behälter über 30 t redundante Überfallsiche­ rungen installiert werden, die sich gegenseitig nicht beeinflussen und keine gemeinsame Wirkkette bilden - vom Signalteil bis zum Stellglied -a) According to the Lower Saxony Paper - Sect. 3.4.2.2 must have redundant hold-ups for containers over 30 t be installed that are not mutually exclusive influence and do not form a common chain of effects - from the signal part to the actuator -
  • b) Nach Meyers Lexikon von 1977 käme für ein technisches System, wie unter a) bereits gefordert, auch nur eine aktive Redundanz in Frage, wobei beide unabhängig von­ einander arbeitenden Systeme bei Ausfall eines Systems wohl einen Leistungsabfall, keinesfalls aber einen voll­ ständigen Ausfall des Systems zur Folge hätte.b) According to Meyers Lexicon from 1977, a technical System, as already required under a), only one active redundancy in question, both independent of mutually operating systems in the event of a system failure a drop in performance, but never a full one permanent system failure.
  • c) Der sogen. Diskriminator ersetzt gleichfalls nicht die unter a) geforderte Redundanz, da die unterschiedlichen Spannungsimpulse - Schwellwerte - von einer Sonde aus­ gehen, bei deren Ausfall auch die übrigen Impulse aus­ fallen.c) The so-called. Likewise, discriminator does not replace that under a) required redundancy, since the different Voltage pulses - threshold values - from one probe if they fail, the remaining impulses also run out fall.
  • d) Nach Abschn. 3.4.2.2 des Niedersachsenpapiers muß die Überfüllsicherung durch Fernanzeige in die Meßwarte einen Voralarm und einen Hauptalarm melden. Der Voralarm ist jeweils soviel niedriger einzustellen, daß für das Bedienungspersonal noch soviel Zeit verbleibt, den Füll­ vorgang abzubrechen, ohne daß es zum Ansprechen der Überfüllsicherung kommt. Bei Hauptalarm muß das Not-Aus- System ansprechen. Dieser Abstand kann am Diskriminator wohl eingestellt werden; diese nachträgliche Einstellung ermöglicht bei der kapazitiven Sonde aber auch eine Ein­ stellung bis an den Hauptalarm heran. Die Praxis hat bei kapazitiven Systemen derartige Unregelmäßigkeiten gezeigt.d) According to Sect. 3.4.2.2 of the Lower Saxony paper, the Overfill protection by remote display in the control room report a pre-alarm and a main alarm. The pre-alarm is to be set so much lower that for the Operators still have so much time left to fill cancel the operation without it responding to the Overfill prevention comes. In the event of a main alarm, the emergency stop Address system. This distance can be at the discriminator to be set well; this subsequent adjustment also enables on with the capacitive probe position up to the main alarm. The practice has such irregularities in capacitive systems shown.

Eine Überfüllsicherung für Druckbehälter zur Lagerung von Flüssiggas besteht nach dem VdTÜV-Merkblatt 100 (Juli 89 - 1.2.2) aus dem Grenzwertgeber, dem Schaltverstärker und aus einer Verbindungsleitung - ggf. mit Steckverbindung - zu einem Stellglied. Die Einstellung der Überfüllsicherung muß zusätzlich durch ein Peilrohr kontrollierbar sein (3.2). An overfill protection for pressure vessels for the storage of Liquid gas exists according to VdTÜV-Merkblatt 100 (July 89 - 1.2.2) from the limit switch, the switching amplifier and off a connecting line - possibly with a plug connection an actuator. The setting of the overfill protection must can also be controlled by a dipstick (3.2).  

Nach einer Mitteilung des Deutschen Verbandes Flüssiggas eV. vom 22. Aug. 1989 werden für die Masse der Flüssiggasdruck­ behälter kleiner 3 t - und üblicherweise auch noch für Be­ hälter bis 12 t (also kleiner 30 t) -, die aus Tankfahr­ zeugen befüllt werden, die wie bei den Heizöltankfahrzeugen mit dem Schaltverstärker ausgerüstet sind, kompatible Über­ füllsicherungen verlangt. Mangels vorhandener Anschlußöff­ nungen für die Einführung einer Überfüllsicherung hat man sich für die Integration der Überfüllsicherung im Gasent­ nahmeventil entschieden, welches gleichzeitig auch das Peil­ rohr zur Überprüfung des Höchstfüllstandes enthält. Eine solche Ausführung war bereits patentiert unter dem DE-P 37 22 667 und in weiteren Variationen unter der DE-OS 38 11 269 und dem DE-GM 88 06 152.3. Bei größeren Flüssiggasdruckbehältern ist dieses Peilrohr dann als Ein­ zelventil an einer gesonderten Behälteröffnung angeordnet. Bekannt ist auch eine Überfüllsicherung nach der DE-OS 39 04 824.1, wobei auf einen vorhandenen Behälteran­ schlußflansch für Inhaltsanzeiger zusätzlich untergebracht sind ein elektronischer Standaufnehmer (Grenzwertgeber) und ein Höchststandpeilrohr, womit die Forderungen des Nieder­ sachsenpapiers von 7/1989, Abschn. 3.4.2.2 und der TRB 810 Entwurf 08/89 II, Abschn. 7.2.5 und 7.2.6 erfüllt sind, jedoch nur für eine Grenzwertgebersonde. Mehrfachsonden (Grenzwertgeber) nach dem kapazitiven Prinzip an Flansch­ verbindungen zu Behältern hin und Standaufnehmer nach dem Schwingungssystem, anwendbar für Überfüllsicherungen, sind bekannt aus einem Prospekt der Firma Endress + Hauser (SCD 004/9.87-Rü). Auch verstellbare Elektrodenstäbe und Hängeelektroden in verschiedenen Längen zur Überwachung eines Niveaustandes sind bekannt aus einem Prospekt der Firma Kobold (N1 0889-94/Pallot). Diese Sonden werden heute auch schon bei Flüssiggaslagerbehältern eingebaut, haben aber den gravierenden Nachteil, daß dort das Peilrohr fehlt, welches in einer festen Sicherheitsabstandsbeziehung zu den Not-Aus-Sonden stehen soll, um die Wirksamkeit der Über­ füllsicherung kontrollieren zu können, insbesondere, wenn eine Not-Aus-Abschaltung erfolgt; denn dann darf aus dem Peilrohr noch kein flüssiges, sondern nur dampfförmiges Flüssiggas austreten. Hieraus geht hervor, wie wichtig eine feste Beziehung der Not-Aus-Sonden zur Peilrohreintritts­ öffnung ist. Bisher werden nämlich die Peilrohre an einer getrennten Behälteranschlußöffnung untergebracht, bei mehr­ facher Füllstandskontrolle auch seitlich an der Behälter­ wand herab. Eine Abstimmung zu den Not-Aus-Sonden kann hier Probleme mit sich bringen.According to a message from the German Liquid Gas Association. from Aug. 22, 1989 for the mass the liquid gas pressure containers smaller than 3 t - and usually also for Be Containers up to 12 t (less than 30 t) - those from tank driving testify to be filled, as with the heating oil tank vehicles are equipped with the switching amplifier, compatible over fill safety devices required. In the absence of a connection opening There are plans for the introduction of an overfill prevention system for the integration of the overfill protection in the gas valve Take valve decided, which also the DF contains a tube to check the maximum level. A such execution was already patented under the DE-P 37 22 667 and in further variations under the DE-OS 38 11 269 and DE-GM 88 06 152.3. For larger ones This dip tube is then a liquid gas pressure container cell valve arranged on a separate container opening. An overfill prevention system according to the DE-OS 39 04 824.1, wherein an existing container end flange for content indicator additionally housed are an electronic level sensor (limit indicator) and a peak level pipe, with which the demands of the Nieder Saxony paper from 7/1989, Sect. 3.4.2.2 and the TRB 810 Draft 08/89 II, Sections 7.2.5 and 7.2.6 are fulfilled, however only for a limit sensor. Multiple probes (Limit switch) according to the capacitive principle on flange Connections to containers and level sensors after the Vibration system, applicable for overfill prevention systems known from a brochure from Endress + Hauser (SCD 004 / 9.87-Rü). Also adjustable electrode rods and Hanging electrodes in different lengths for monitoring of a level are known from a prospectus Kobold (N1 0889-94 / Pallot). These probes are used today already installed in LPG storage tanks but the serious disadvantage that the sighting tube is missing there, which is in a fixed safety distance relationship with the Emergency stop probes are designed to test the effectiveness of the over to be able to control the filling safety device, especially if an emergency stop occurs; because then from the Dipstick not a liquid, but only a vapor  Leak gas. This shows how important one is Fixed relationship of the emergency stop probes to the dip tube entry opening is. So far, the dip tubes on one separate container connection opening housed at more Simple level control also on the side of the container wall down. A vote on the emergency stop probes can be found here Bring problems.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine echte redundante Über­ füllsicherung zu schaffen, die im Sinne einer aktiven Redundanz funktioniert, d. h., daß sowohl der Voralarm zur manuellen Abschaltung der Füllanlage als auch die Not-Aus- Abschaltung über je zwei getrennt voneinander in Eingriff stehender Grenzwertgebersonden garantiert ist,
daß als Schaltverstärker, der bei Erfüllung einer echten aktiven Redundanz eine 4fache Sicherheitsfunktion zu er­ füllen hat - nämlich für jede Sonde zuverlässig getrennt -, ein vorhandener kompatibler Schaltverstärker herangezogen werden kann,
daß der Abstand der Voralarm-Sonden von den Not-Aus-Sonden je nach Behältergröße, Behälterlänge und Füllgeschwindig­ keit der Fülleinrichtung zueinander berücksichtigt werden kann,
daß sich die Voralarm-Sonden mit den Not-Aus-Sonden in ihrer Wirkfläche nicht überschneiden können und die Wirk­ samkeit der elektronischen Abschaltung über die Grenzwert­ gebersonden, insbesondere bei einer Not-Aus-Abschaltung, durch ein Peilrohr mit Peilventil überprüfbar ist, wobei dieses Peilrohr einen konstanten Mindestabstand zu den Not-Aus-Sonden haben soll, so daß dadurch eine wirtschaft­ liche Maximalbefüllung des Behälters möglich ist, ohne daß es zu einer Not-Aus-Schaltung, bedingt durch eine falsche Peilrohreinstellung, kommen kann.The object of the invention is to provide a real redundant overfill protection that works in the sense of active redundancy, ie that both the pre-alarm for manual shutdown of the filling system and the emergency stop shutdown via two separately engaged limit sensors is guaranteed
that an existing compatible switching amplifier can be used as the switching amplifier, which has to fulfill a 4-fold safety function - namely reliably separated for each probe - if true active redundancy is fulfilled,
that the distance of the pre-alarm probes from the emergency stop probes can be taken into account depending on the container size, container length and filling speed of the filling device,
that the pre-alarm probes with the emergency stop probes cannot overlap in their effective area and the effectiveness of the electronic switch-off via the limit value, especially in the case of an emergency stop switch, can be checked by a dip tube with a directional control valve, this The dipstick should have a constant minimum distance from the emergency stop probes, so that an economical maximum filling of the container is possible without an emergency stop circuit due to an incorrect dip tube setting.

Diese Aufgabe wird erfüllt durch die kennzeichnenden Merk­ male des Patentanspruches 1, in seiner weiteren Ausbildung nach den Unteransprüchen und in einer variablen Lösung nach einem Nebenanspruch. This task is fulfilled by the characteristic note male of claim 1, in his further training according to the subclaims and in a variable solution a subsidiary claim.  

Der Vorteil dieser Erfindung liegt darin, daß ein bekannter kompatibler Schaltverstärker nach dem VdTÜV-Merkblatt 100 mit seinen Grundfunktionen durch den Zusatz eines Mikro­ prozessors unter Verwendung der Leuchtdioden- oder Display­ anzeigen für die Vorprüfung der Meßkreise verwendet werden kann, und lediglich für die Überwachungsfunktion während des Füllvorganges zusätzlich drei voneinander unabhängig wirkende Überwachungskreise - für jede Sonde getrennt - eingebaut werden müssen, die leichter in einem gemeinsamen Gehäuse unterzubringen sind als eine vergleichbare Lösung, die vier komplette Funktionseinrichtungen einschließlich der Leuchtdioden vorsieht. Von besonderem Vorteil ist die Unterbringung aller 4 Sonden auf einem Flansch der Nenn­ weite 50 mm, dessen Platzeinteilung so getroffen wurde, daß auch die Peilrohrkontrolleinrichtung mit untergebracht werden konnte, so daß dadurch schon werksseitig der mini­ malste Abstand des Peilrohreintrittes zur Wirkfläche der Not-Aus-Sonden eingestellt werden kann. Die Abstimmung der Voralarm-Sonden zu den Not-Aus-Sonden hinsichtlich unter­ schiedlicher Behälterdurchmesser, insbesondere aber vor Ort auf die unterschiedlichen Behälterlängen bei gleichem Be­ hälterdurchmesser und auf die unterschiedlichen Förder­ leistungen, die auf den Zeitpunkt des Voralarmes Einfluß haben - und damit auf eine wirtschaftliche Befüllung -, wurde durch eine Einstelleinrichtung für die Voralarm-Sonden gelöst, die eine minimalste Einstellung zu den Not-Aus- Sonden garantiert und eine Anpassung an die Füllverhält­ nisse und eine Sicherung dieser Einstellung ermöglicht.The advantage of this invention is that it is a known one compatible switching amplifier according to VdTÜV-Merkblatt 100 with its basic functions by adding a micro processor using the LED or display displays can be used for the preliminary test of the measuring circuits can, and only for the monitoring function during of the filling process three independently of each other active monitoring circuits - separate for each probe - need to be built in more easily in a common Housing is a comparable solution, including the four complete functional facilities which provides LEDs. The is particularly advantageous Housing all 4 probes on a nominal flange width 50 mm, the space allocation was made so that also the dipstick control device housed could be, so that the mini longest distance of the dip tube entry to the effective area of the Emergency stop probes can be set. The vote of Pre-alarm probes to the emergency stop probes with regard to Different container diameters, but especially on site to the different container lengths with the same loading container diameter and on the different conveyor services that influence the time of the pre-alarm have - and thus economical filling -, was through an adjustment device for the pre-alarm probes solved which is a minimal attitude to the emergency stop Guaranteed probes and an adjustment to the filling ratio nisse and a backup of this setting.

Ausführungsbeispiele dieser Erfindung sind auf den beige­ fügten Zeichnungen näher dargestellt. Es zeigtEmbodiments of this invention are on the beige added drawings shown in more detail. It shows

Fig. 1 einen Schaltverstärkerkasten 1 mit einer Leuchtdioden­ anzeige und zugehörenden Funktionshinweisschildern 36 eines kompatiblen Schaltverstärkers mit einem einge­ fügten Mikroprozessor 3 und den gleichfalls zusätzlich eingefügten Überwachungskreisen 13, 14, 15 zu dem bereits im kompatiblen Schaltverstärker vorhandenen Überwachungskreis 12, wobei der besseren Übersicht halber für die beiden Voralarm-Sonden 8 = V1 und 10 = V2 die Signalanzeigeleuchten 4 und 5 und für die Not-Aus-Sonden 9 = NA1 und 11 = NA2 die Signalan­ zeigeleuchten 6 und 7 vorgesehen sind, wobei die Frei­ gabe der Schaltkreise nach fehlerfreiem Prüflauf in grüner Farbe aufleuchtet und beim Auftreten eines Fehlers die Signale in roter Farbe erfolgen. Mit dem Einschalten der Stellglieder am Schalter 18 und der Fülleinrichtung am Schalter 19 werden die Signalanzei­ gen 4, 5, 6 und 7 von der Leuchtdiodenanzeige 2 ge­ trennt und übernehmen eine Funktionsüberwachung für jede der 4 Sonden unabhängig von den anderen Schalt­ kreisen. Die Anzeige für die Befüllungsfreigabe, also zur Betätigung der Schalter 18 und 19, erfolgt durch ein Freigabesignal an der Kontrolleuchte 16, die An­ zeige für das Erreichen der Füllgrenze - Tank voll - erfolgt an der Signalanzeige 17 als Signal für das manuelle Ausschalten zunächst der Fülleinrichtung über Schalter 19 und dann der Stellglieder über Schalter 18. Wird dieser Hinweis zum Abschalten, der durch ein Blinkzeichen und durch ein akustisches Zeichen erfolgt, übersehen, dann folgt eine automa­ tische Not-Aus-Abschaltung über die Sonden 9 und 11 - zur doppelten Sicherheit also in redundanter Anord­ nung, und es leuchtet dann auf in Form eines roten Blinklichtes die Signalanzeige 20 Fig. 1 shows a switching amplifier box 1 with a light-emitting diode and associated function information signs 36 of a compatible switching amplifier with an inserted microprocessor 3 and the also added monitoring circuits 13 , 14 , 15 to the monitoring circuit 12 already present in the compatible switching amplifier, the better overview for the two pre-alarm probes 8 = V1 and 10 = V2 the signal indicator lights 4 and 5 and for the emergency stop probes 9 = NA1 and 11 = NA2 the signal indicator lights 6 and 7 are provided, with the release of the circuits after an error-free test run lights up in green and the signals occur in red when an error occurs. With the activation of the actuators at the switch 18 and the filling device at the switch 19 , the signal indicators 4 , 5 , 6 and 7 are separated from the light-emitting diode indicator 2 and take over function monitoring for each of the 4 probes independently of the other circuits. The display for the filling approval, i.e. for actuating the switches 18 and 19 , is carried out by a release signal on the control lamp 16 , the display for reaching the filling limit - tank full - takes place on the signal display 17 as a signal for manually switching off the filling device via switch 19 and then the actuators via switch 18 . If this information about switching off, which is given by a flashing signal and an acoustic signal, is overlooked, then an automatic emergency stop switch-off follows via probes 9 and 11 - for double safety, therefore in a redundant arrangement, and it lights up in the form of a red flashing light the signal display 20

Fig. 2 einen kompletten Mehrfachgrenzwertgeber 22 auf einem Flansch 23, aufgeschraubt auf einen Gegenflansch 24, über einer Behälteröffnung 25 oder auf einem Behälter­ deckel angeordnet, was insbesondere bei nachträglichen Einbauten der Fall sein wird, um Schweißarbeiten am Behälter zu vermeiden. Bei älteren Behältern sind nämlich zusätzliche Flanschöffnungen nicht vorhanden. An einem Sondenbefestigungsstab 38 sind die beiden Not-Aus-Sonden 9 = NA1 und 11 = NA2 befestigt in einem festen Abstand zum Flansch, der sich aus dem Behälterdurchmesser und einem bei größeren Behältern noch vorhandenen Domschacht ergibt. Dieser Abstand wird außen am Flansch sichtbar eingeschlagen, weshalb für die Not-Aus-Sonde bewußt auf eine Einstellbar­ keit für verschiedene Behälterdurchmesser verzichtet wurde. Eine Möglichkeit würde sich natürlich auch hier bieten; dann müßte aber auch der Abstand "a" für das Peilrohr automatisch mit verändert werden, denn dieser Abstand kontrolliert die Funktion der Überfüll­ sicherung. Erreicht der Flüssiggasspiegel die Voralarm- Sonden 8 und 10, die zur Sicherheit in redundanter, also in doppelter Ausführung vorhanden sind und auch während des Füllvorganges in Funktion sein müssen, um die Forderung der aktiven Redundanz zu erfüllen, so leuchtet die Signalanzeige 17 auf, gibt gleichzeitig akustischen Alarm zum Zeichen des Abschaltens der Füllanlage. Der Abstand "b" zu den Not-Aus-Sonden 9 und 11 ergibt sich aus der Behältergröße, aus der unterschiedlichen Behälterlänge bei gleichem Behälter­ durchmesser und aus der Fülleistung des Kompressors oder der Pumpe und muß dem Bedienungspersonal genü­ gend Zeit geben, den Befüllungsvorgang manuell zu be­ enden. Aus diesem Grunde ist es angebracht und vor­ teilhaft, wenn der Abstand "b" zwischen den beiden Sonden einstellbar ist. Diese Einstellmöglichkeit ist gegeben durch eine Einstellspindel 31, die über eine Höhe nach dem Maß "c" veränderbar ist und an der Arretierschraube 39 feststellbar ist. Um dieses Ver­ stellmaß "c" voll auszunutzen, wäre es möglich, zwi­ schen die beiden Flansche 23 und 24 einen Paßflansch einzufügen, der mit einem Abstandsmaß gekennzeichnet ist, und eine Angleichung an einen weiteren Behälter­ durchmesser oder eine unterschiedliche Domschachthöhe ermöglicht. Die feste Anordnung des Peilrohres 28 im Abstand "a" zu den Not-Aus-Sonden 9 und 11 kann so gering als möglich gehalten werden, muß aber in der Nähe des zulässigen Füllgrades, und zwar für den unterirdischen Behälter bei 90%, für den oberirdi­ schen Behälter bei 85% des Behältervolumens liegen. Zur wirtschaftlichen Ausnutzung des Füllvolumens wird man die Abstände "a" und "b" in der Praxis so gering als möglich halten. Die elektrische Verbindung der 4 Sonden erfolgt über eine oder auch mehrere elektri­ sche Durchführungen 26, die druckfest, dicht und brand­ sicher sein muß, mittels Kabelleiterverbindung 34 zum Schaltverstärker, wobei die Kabelverbindung explosionssicher in einem Kabelverbinder 27 herge­ stellt wird. Für die Masseverbindung genügt eine ge­ meinsame Leitungsverbindung zum Massepunkt 21. Erfor­ derlichenfalls - was praktisch aber nicht gemacht wird - könnte auch die Masseleitung 4fach verlegt werden. Um beim Einstellen der Voralarmsonden 8 und 10 an der Höhenverstellspindel 31 zu verhindern, daß durch Drehen die Kabelverbindungen mit verdreht wer­ den, ist eine Verdrehungssicherung 30 vorgesehen, die sich in einer Längsschlitzöffnung des Mantelrohres führt, und durch diesen Schlitz gleichzeitig eine obere Belüftung bzw. Druckausgleich im Mantelrohr 32 ergibt. Die Verdrehungssicherung kann aber auch am Flansch selbst erfolgen; dann muß aber im oberen Man­ telrohr eine zusätzliche Belüftungsöffnung vorgesehen werden. Das Mantelrohr 32 soll die Sonden und das Peilrohr vor Beschädigung bei der Lagerung und dem Transport bewahren, es schützt die Sonden aber auch vor einer Spritzberührung durch das flüssige Gas während des Füllvorganges. Aus diesem Grunde ist der flüssige Gas­ eintritt auch an der Unterseite des Mantelrohres durch ein Sieb 33 vorgesehen, welches den wallenden Flüssiggasspiegel glättet. Fig. 2 shows a complete multiple limit switch 22 on a flange 23 , screwed onto a counter flange 24 , arranged over a container opening 25 or on a container cover, which will be the case in particular for subsequent installations in order to avoid welding work on the container. In older containers there are no additional flange openings. On a probe mounting rod 38, the two emergency stop probes are fastened 9 = NA1 = NA2 and 11 at a fixed distance to the flange that results from the container diameter and a still present in larger containers manhole. This distance is visibly struck on the outside of the flange, which is why the emergency stop probe was deliberately not able to be adjusted for different container diameters. Of course, there would also be a possibility here; then the distance "a" for the dipstick would also have to be changed automatically, because this distance controls the function of the overfill protection. If the liquid gas level reaches the pre-alarm probes 8 and 10 , which for safety are available in redundant, that is to say in duplicate, and must also function during the filling process in order to meet the requirement of active redundancy, the signal indicator 17 lights up and gives at the same time an acoustic alarm to indicate that the filling system is switched off. The distance "b" to the emergency stop probes 9 and 11 results from the container size, from the different container length for the same container diameter and from the filling capacity of the compressor or the pump and must give the operating personnel enough time to fill the process manually to end. For this reason it is appropriate and before geous if the distance "b" between the two probes is adjustable. This setting possibility is given by an adjusting spindle 31 , which can be changed over a height according to dimension "c" and can be fixed on the locking screw 39 . In order to take full advantage of this adjustment dimension "c", it would be possible to insert a fitting flange between the two flanges 23 and 24 , which is marked with a spacing dimension, and enables adjustment to another container diameter or a different dome shaft height. The fixed arrangement of the dipstick 28 at a distance "a" to the emergency stop probes 9 and 11 can be kept as low as possible, but must be close to the permissible filling level, namely for the underground container at 90% for the Above ground containers are 85% of the container volume. In order to make economical use of the filling volume, the distances "a" and "b" will be kept as small as possible in practice. The electrical connection of the 4 probes takes place via one or more electrical feedthroughs 26 , which must be pressure-tight, leakproof and fire-proof, by means of cable conductor connection 34 to the switching amplifier, the cable connection being explosion-proof in a cable connector 27 . For the ground connection, a common line connection to ground point 21 is sufficient. If necessary - which is not done practically - the ground line could also be laid 4-fold. In order to prevent the cable connections from being twisted when turning the pre-alarm probes 8 and 10 on the height adjustment spindle 31 , an anti-twist device 30 is provided which leads into a longitudinal slot opening in the casing tube, and through this slot an upper ventilation or Pressure equalization in the casing tube 32 results. The rotation lock can also be done on the flange itself; then an additional ventilation opening must be provided in the upper tube. The jacket tube 32 is intended to protect the probes and the sighting tube from damage during storage and transportation, but it also protects the probes from splashing by the liquid gas during the filling process. For this reason, the liquid gas enters the underside of the casing tube through a sieve 33 , which smoothes the flowing liquid gas level.

Fig. 3 einen Schaltverstärkerkasten 37 mit viermal gleichar­ tig angeordneten kompatiblen Schaltverstärkern mit eigener Leuchtdiodenanzeige 2 und eigenen Signalan­ zeigen 16 für die Füllfreigabe, 17 für die Anzeige "Tank voll" und einer Not-Aus-Anzeige 20. Der Vorteil liegt hier lediglich darin, daß alle 4 Schaltver­ stärker in einem gemeinsamen Kasten 37 untergebracht sind und jede Sonde einzeln auch ihre Vorprüfungsan­ zeige aufweist. Lediglich die Funktionshinweis­ schilder 36 gelten gemeinsam für alle Leuchtdiodenanzeigen. Das Ein- und Ausschalten der Gesamtanlage erfolgt in beiden Fällen am Gesamtfunk­ tionsschalter 35, der vorzugsweise als Schlüssel­ schalter ausgebildet ist. Fig. 3 shows a switching amplifier box 37 with four times the same arranged compatible switching amplifiers with its own light-emitting diode display 2 and its own signal display 16 for filling approval, 17 for the display "tank full" and an emergency stop display 20 . The advantage here lies only in the fact that all 4 Schaltver are housed more in a common box 37 and each probe also individually shows its Vorprüfungsan show. Only the functional information signs 36 apply jointly to all light-emitting diode displays. Switching the entire system on and off takes place in both cases at the overall function switch 35 , which is preferably designed as a key switch.

Die Funktionsbeschreibung erfolgte ausreichend in der Fi­ gurenbeschreibung. Da die kompatiblen Schaltverstärker nach dem VdTÜV-Merkblatt 100 auf 24 Volt Gleichstrom ausgelegt sind, enthält jeder zusammengefaßte Schaltverstärker, der in der Regel bei Großanlagen mit 220 Volt Wechselstrom be­ trieben wird, einen Transformator und Gleichrichter. Die Stromzufuhr erfolgt über den Stromeingangsanschluß 40, die Verbindungskabelausgänge über die Anschlüsse bei den Schaltern 18 und 19 für die Stellglieder in der Fülleitung, in der Pendelleitung und am Tankfahrzeug oder Kesselwagen. Am Anschluß 41 werden die akustischen Signaleinrichtungen angeschlossen. Eine wichtige Forderung, daß sich die einzelnen Steuerkreise gegenseitig nicht beeinflussen, wird erfüllt.The functional description was sufficient in the figure description. Since the compatible switching amplifiers are designed for 24 V DC according to VdTÜV-Merkblatt 100, each combined switching amplifier, which is usually operated in large systems with 220 V AC, contains a transformer and rectifier. The current is supplied via the current input connection 40 , the connecting cable outputs via the connections at the switches 18 and 19 for the actuators in the filling line, in the pendulum line and on the tanker or tank wagon. The acoustic signaling devices are connected to connection 41 . An important requirement that the individual control circuits do not influence each other is fulfilled.

BezugszeichenReference numerals

 1 kombinierter redundanter Schaltverstärker
 2 Leuchtdioden- oder Displayanzeige
 3 Mikroprozessor
 4 Signalanzeige Voralarm 1
 5 Signalanzeige Not-Aus 1
 6 Signalanzeige Voralarm 2
 7 Signalanzeige Not-Aus 2
 8 Voralarmsonde zu V1
 9 Not-Aus-Sonde zu NA1
10 Voralarmsonde zu V2
11 Not-Aus-Sonde zu NA2
12 Überwachungskreis zu V1
13 Überwachungskreis zu NA1
14 Überwachungskreis zu V2
15 Überwachungskreis zu NA2
16 Signalanzeige Füllfreigabe
17 Signalanzeige Tank voll als Blinkanzeige
18 Schalter für Stellglieder
19 Schalter für Fülleinrichtungen
20 Not-Aus-Signalanzeige als Blinklicht
21 Masse-Anschluß für alle Null-Leiter
22 Mehrfachgrenzwertgeber
23 Flansch
24 Gegenflansch
25 Behälteröffnung oder Behälterdeckel
26 elektrische Durchführung
27 EX-geschützter Kabelverbinder
28 Peilrohr
29 Peilventil
30 Verdrehungssicherung
31 Höhenverstellspindel
32 Mantelrohr
33 Siebboden
34 Kabelleiterverbindung
35 Gesamtfunktionsschalter
36 Funktionshinweisschilder
37 Schaltverstärkerkasten
38 Sonderbefestigungsstab
39 Arretierschraube
40 Stromeingangsanschluß
41 Anschluß für die akustischen Signaleinrichtungen 1 combined redundant switching amplifier
2 LEDs or display
3 microprocessor
4 Pre-alarm signal display 1
5 Emergency stop signal display 1
6 Pre-alarm signal display 2
7 Emergency stop signal display 2
8 pre-alarm probe for V1
9 Emergency stop probe for NA1
10 pre-alarm probe for V2
11 Emergency stop probe for NA2
12 Monitoring circuit for V1
13 Monitoring circuit for NA1
14 Monitoring circuit for V2
15 Monitoring circuit for NA2
16 Signal display for filling approval
17 Tank full signal display as flashing display
18 switches for actuators
19 switches for filling devices
20 Emergency stop signal indicator as flashing light
21 Earth connection for all neutral conductors
22 Multiple limit transmitters
23 flange
24 counter flange
25 Container opening or container lid
26 electrical feedthrough
27 EX-protected cable connector
28 dip tube
29 directional control valve
30 anti-twist device
31 height adjustment spindle
32 casing tube
33 sieve plate
34 cable conductor connection
35 Overall function switch
36 Functional signs
37 switching amplifier box
38 special fastening rod
39 locking screw
40 power input connector
41 Connection for the acoustic signal devices

Claims (4)

1. Redundante Überfüllsicherung zur Begrenzung der Füllmengen von flüssigen Medien in offenen Behältern oder unter Druck stehender verflüssigter Gase in Druckbehältern mit jeweils doppelt voneinander unabhängig funktionierender elektrischer Steuerkette, bestehend aus Grenzwertgeber mit kapazitiver -, Kaltleiter-, Ultraschall- oder einer anderen Sonde als Standaufnehmer nach TRbF zur Voralarm- und Haupt­ alarm- (Not-Aus) Meldung, einem Schaltverstärker für die Steuersignale, mit einer Leuchtdioden- oder Display-Anzeige für die Überprüfung des Steuersystems vor dem Füllvorgang und einer von der elektrischen Anzeige unabhängigen Kon­ trollmeßeinrichtung, dadurch gekennzeichnet,
daß ein kompatibler Schaltverstärker mit einer Prüf­ lauf-Leuchtdioden- oder Displayanzeige (2) für einen Grenz­ wertgeber mit einer Sonde
  • - unter Einfügung eines Mikroprozessors (3) zur Abfrage mehrerer Sonden und Steuerkreise durch potentialfreie Schrittschaltung vor dem Füllbeginn
  • - durch Hinzufügen von - im vorliegenden Falle 4 - Signal­ anzeigen (4, 5, 6, 7), also jeweils eine für die Voralarm­ sonden (8, 10) und die Hauptalarm- (Not-Aus) Sonden (9, 11) für den Testvorgang der Funktionsteile und Ablauf inner­ halb der Steuerkette
    daß jedoch während des Füllvorganges jede der 4 Sonden einen eigenen potentialfreien Überwachungskreis (12, 13, 14, 15) zu den Anzeigen (4, 5, 6, 7) außerhalb der Prüflaufanzeige (2) aufweist zur Unterbrechung des Füll­ vorganges und Anzeige im Falle einer Störung während des Füllvorganges
    daß aus der Leuchtdioden- oder Displayanzeige für beide Voralarmsonden potentialfrei gemeinsam benutzt werden die Signalanzeigen
  • - Füllfreigabe (16) zur automatischen oder manuellen Einschaltung der Stell­ glieder in den Fülleitungen und Pendelleitungen über einen Schalter (18) und manueller Einschaltung der Fördereinrichtung über einen Schalter (19)
  • - Tank voll (17) mit Voralarmgebung Blinkanzeige (17) zur manuellen Aus­ schaltung des Füllvorganges über Schalter (19) und Schließen der Stellglieder ggf. mit Verzögerungsrelais über Schalter (19)
    daß zusätzlich eingefügt wird eine Signalanzeige (20) für die automatisch erfolgte "Not-Aus"-Schaltung für alle Stellglieder und Fördereinrichtungen, ausgelöst durch die Sonden (9) oder (11)
    daß dieser kombinierte, redundante Schaltverstärker (1) elektrisch verbunden ist mit einem Mehrfachgrenzwert­ geber (22), bestehend aus
  • - einem Flansch (23), der als solcher auf einem separaten Gegenflansch (24) an einer Behälteröffnung (25) oder einem Behälterdeckel mit Schrauben befestigt ist, ausgerüstet
  • - mit einem dem jeweiligen Behälterdurchmesser angepaßten Not-Aus-Sondenpaar (9, 11)
  • - in einem Wirkabstand "b" darunter angeordnet ein Voralarmsondenpaar (8, 10)
  • - die Sonden (8, 9, 10, 11) im Masseanschluß untereinander verbunden sind mit dem Masseanschluß (21) zur Verbindung mit dem Schaltverstärker (1)
  • - die Sonden (8, 9, 10, 11) durch je einen Stromleiter verbunden sind über eine oder mehrere elektrisch isolierende, druckdichte und hitzebeständige Kabeldurch­ führungen (26) mit einem auf der Flanschoberseite ange­ ordneten EX-geschützten Kabelverbinder (27)
  • - mit einer Sicherung (30) gegen Verdrehung der Sonden
  • - mit einem Peilrohr (28) mit Peilventil (29), angeordnet im Wirkabstand "a" von den Sensoren (9, 11).
1.Redundant overfill protection to limit the filling quantities of liquid media in open containers or pressurized liquefied gases in pressure containers, each with an independently functioning electrical control chain, consisting of a limit sensor with capacitive, PTC, ultrasonic or another probe as a level sensor TRbF for pre-alarm and main alarm (emergency stop) message, a switching amplifier for the control signals, with a light-emitting diode or display for checking the control system before the filling process and a control measuring device independent of the electrical display, characterized in that
that a compatible switching amplifier with a test-run LED or display ( 2 ) for a limit transmitter with a probe
  • - With the insertion of a microprocessor ( 3 ) for querying several probes and control circuits through potential-free step switching before the start of filling
  • - by adding - in the present case 4 - signal ( 4 , 5 , 6 , 7 ), i.e. one for the pre-alarm probes ( 8 , 10 ) and the main alarm (emergency stop) probes ( 9 , 11 ) for the test process of the functional parts and the process within the timing chain
    that however during the filling process each of the 4 probes has its own potential-free monitoring circuit ( 12 , 13 , 14 , 15 ) for the displays ( 4 , 5 , 6 , 7 ) outside the test run display ( 2 ) to interrupt the filling process and display in the case a fault during the filling process
    that from the light-emitting diode or display indication for both pre-alarm probes are used potential-free together, the signal indications
  • - Fill release ( 16 ) for automatic or manual activation of the actuators in the filling lines and pendulum lines via a switch ( 18 ) and manual activation of the conveyor via a switch ( 19 )
  • - Tank full ( 17 ) with pre-alarm flashing indicator ( 17 ) for manual switching off of the filling process via switch ( 19 ) and closing of the actuators, if necessary with delay relay via switch ( 19 )
    that an additional signal display ( 20 ) is inserted for the automatic "emergency stop" circuit for all actuators and conveying devices, triggered by the probes ( 9 ) or ( 11 )
    that this combined, redundant switching amplifier ( 1 ) is electrically connected to a multiple limit transmitter ( 22 ) consisting of
  • - A flange ( 23 ) which is fastened as such on a separate counter flange ( 24 ) to a container opening ( 25 ) or a container lid with screws
  • - With an emergency stop probe pair ( 9 , 11 ) adapted to the respective container diameter
  • - A pre-alarm probe pair ( 8 , 10 ) arranged at an effective distance "b" below
  • - The probes ( 8 , 9 , 10 , 11 ) in the ground connection are interconnected with the ground connection ( 21 ) for connection to the switching amplifier ( 1 )
  • - The probes ( 8 , 9 , 10 , 11 ) are each connected by a current conductor via one or more electrically insulating, pressure-tight and heat-resistant cable bushings ( 26 ) with an EX-protected cable connector ( 27 ) arranged on the top of the flange.
  • - With a fuse ( 30 ) against rotation of the probes
  • - With a dip tube ( 28 ) with a directional control valve ( 29 ), arranged at the effective distance "a" from the sensors ( 9 , 11 ).
2. Redundante Überfüllsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Voralarmsondenpaar (8, 10) über eine Spindel (31) oder eine andere geeignete Einrichtung höhenverstellbar ist, jedoch nur bis zu einem Mindestabstand "b" nach oben zu den Not-Aus-Sonden (9, 10) und um ein Maß "c" mit Begrenzung nach unten, und die ge­ troffene Einstellung sicherbar ist.2. Redundant overfill protection according to claim 1, characterized in that the lower pair of pre-alarm probes ( 8 , 10 ) via a spindle ( 31 ) or other suitable device is adjustable in height, but only up to a minimum distance "b" to the emergency stop -Sonde ( 9 , 10 ) and by a dimension "c" with limitation downwards, and the ge setting can be secured. 3. Redundante Überfüllsicherung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sondenanordnung und das Peilrohr von einem engen Drahtgeflecht oder einem Mantelrohr (32) umgeben sind, welches am Flansch (23) be­ festigt und am unteren Ende durch einen Siebboden (33) abge­ deckt ist.3. Redundant overfill prevention device according to claims 1 and 2, characterized in that the probe arrangement and the sighting tube are surrounded by a narrow wire mesh or a jacket tube ( 32 ) which fastens to the flange ( 23 ) and at the lower end through a sieve plate ( 33 ) is covered. 4. Redundante Überfüllsicherung nach dem Oberbegriff, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Schaltverstärkerkasten (37) ein kompatibler Schaltverstärker nach den VdTÜV-Merkblatt 100 "Überfüll­ sicherungen" in seinem Grundaufbau samt der Leuchtdioden­ oder Displayanzeige (2) für den Kontrollauf des Meßkreises, für jede der Voralarmsonden (8, 10) und jede der Not-Aus- Sonden (9, 11) am Mehrfachgrenzwertgeber (22) je einmal in kompletter Funktionsausbildung - also insgesamt viermal - angeordnet ist, und in Erweiterung zum kompatiblen Schalt­ verstärker für nur einen Grenzwertgeber jeder Leuchtdioden­ anzeige ein "Not-Aus"-Signal (20) zugeordnet ist und dieser Mehrfachschaltverstärker im Schaltverstärkerkasten (37) über eine elektrische Kabelleiterverbindung (34) mit einem Mehrfachgrenzwertgeber (22) verbunden ist, und im Schalt­ verstärkerkasten ein Schalter (18) für das Zu- und Abschalten von Stellgliedern und ein Schalter (19) für das Ein- und Ausschalten der Fördereinrichtungen angeordnet ist neben einem Gesamtfunktionsschalter (35) und eine einzige Reihe (36) von Funktionshinweisschildern die Funktionsanzeige für alle 4 Leuchtdiodenanzeigen gibt.4. Redundant overfill protection according to the preamble, characterized in that in a switching amplifier box ( 37 ) a compatible switching amplifier according to VdTÜV-Merkblatt 100 "overfill protection" in its basic structure, including the LEDs or display ( 2 ) for the control of the measuring circuit, for each the pre-alarm probes ( 8 , 10 ) and each of the emergency stop probes ( 9 , 11 ) on the multiple limit switch ( 22 ) are each arranged once in complete functional training - i.e. a total of four times - and in addition to the compatible switching amplifier for only one limit switch each LEDs display an "emergency stop" signal ( 20 ) is assigned and this multiple switching amplifier in the switching amplifier box ( 37 ) via an electrical cable conductor connection ( 34 ) is connected to a multiple limit transmitter ( 22 ), and in the switching amplifier box a switch ( 18 ) for that Switching actuators on and off and a switch ( 19 ) for switching on and off old of the conveyors is arranged next to a total function switch ( 35 ) and a single row ( 36 ) of function information signs which give the function display for all 4 light-emitting diode displays.
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