DE4417399C1

DE4417399C1 - Verfahren zur Füllstandsbestimmung bei Schlammsaugfahrzeugen

Info

Publication number: DE4417399C1
Application number: DE19944417399
Authority: DE
Inventors: Georg Sandkuehler
Original assignee: Ottomeyer & Co KG Fahrzeu GmbH
Current assignee: Ottomeyer & Co KG Fahrzeu GmbH
Priority date: 1994-05-18
Filing date: 1994-05-18
Publication date: 1995-06-22
Anticipated expiration: 2014-05-19
Also published as: WO1995031698A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Be stimmung des Füllstandes im Saugdrucktank eines Schlammsaugfahrzeugs mit einer mit dem Saugdrucktank verbindbaren Vakuumpumpe und/oder einer Luftdruckpumpe.

Bislang gibt es zur Füllstandsbestimmung für den Saug drucktank eines Schlammfahrzeugs nur eine einzige prak tikable Methode, es wird das gesamte Schlammsaugfahr zeug vor und nach der Teilbefüllung verwogen. Abgesehen davon, daß das Verwiegen des Schlammsaugfahrzeugs teuer ist, stößt das bekannte Verfahren auf Widerstände, weil die Berechnung der Schlammabfuhr nach dem Volumen und nicht nach dem Gewicht durchgeführt wird. Eine Umrech nung von Schlammgewicht in Schlammvolumen ist nicht möglich, weil das spezifische Gewicht der einzusaugen den Schlämme stark differiert.

Grundsätzlich könnte der Füllstand im Saugdrucktank ei nes Schlammsaugfahrzeugs auch mittels eines Durchfluß messers bestimmt werden, hier lassen sich genaue Meß werte jedoch nur bei homogenen Flüssigkeiten ermitteln, bei Schlämmen unterschiedlicher Konsistenz können sich erhebliche Meßfehler ergeben, zumal im angesaugten Schlamm oft Luftblasen mitgeführt werden. Des weiteren könnte man über eine Füllhöhenmessung bei dem Saug drucktank den Füllstand bestimmen, denn es handelt sich hier um ein Gebilde von bekannter geometrischer Struk tur, so daß man über die jeweilige Füllhöhe sofort auf das betreffende Füllvolumen schließen kann. Ein solches Meßverfahren erfordert jedoch eine definierte Lage des Saugdrucktanks, die sich in der Praxis bei einem Schlammsaugfahrzeug nur mit aufwendigen Maßnahmen er zielen läßt, indem man beispielsweise das Fahrzeug mit tels hydraulischer Stempel in eine waagerechte Lage bringt.

Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, statt des im Saugdrucktank vorhandenen Schlammvolumens das freie Restvolumen, also das nicht mit Schlamm gefüllte Leer volumen im Saugdrucktank zu messen. Zieht man dieses Leervolumen von dem bekannten Gesamtvolumen des Saug drucktanks ab, erhält man das jeweilige Schlamm-Füll volumen im Saugdrucktank.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem unter Nutzung der ohnehin an einem Schlammsaugfahr zeug vorhandenen Einrichtungen auf einfache Weise das jeweilige freie Restvolumen im Saugdrucktank bestimmt und danach das betreffende Füllvolumen ermittelt werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der in Rede ste henden Art nach der Erfindung dadurch gelöst, daß bei jedem Meßvorgang der abgeschlossene Saugdrucktank bis zu einem vorgegebenen Unterdruck evakuiert oder unter einen vorbestimmten Luftüberdruck gesetzt wird, wonach ein Luftaustausch mit der Atmosphäre oder mit einem un ter einem abweichenden Anfangsluftdruck stehenden Refe renzbehälter erfolgt. Aus dem ausgetauschten Luftvolu men und/oder dem sich einstellenden Luftdruck nach dem Luftaustausch wird dann das freie Restvolumen im Saug drucktank ermittelt und aus der Differenz zum bekannten Gesamtvolumen des Saugdrucktanks dessen jeweiliges Füllvolumen bestimmt.

Für die Erfindung ist wesentlich, daß mit einer einfa chen Luftmengen- oder -druckmessung das freie Restvo lumen im Saugdrucktank ohne weiteres festgestellt wer den kann, wenn auch gewisse physikalische Vorausset zungen nach der Thermodynamik zu beachten sind. Ent sprechende Parameter können bei der Berechnung des freien Restvolumens im Saugdrucktank berücksichtigt werden, außerdem kann man die jeweiligen Luftdrücke im Saugdruckbehälter oder im Referenzbehälter so wählen, daß sich die Luft hier annähernd wie ein ideales Gas verhält. Des weiteren kann man den Druckausgleichsvor gang so einrichten, daß man es weitgehend mit einer isothermen Zustandsänderung der Luft zu tun hat, ande rerseits kann man durch Temperaturmessungen vor und/ oder nach dem Druckausgleich entsprechende Korrektur werte ermitteln.

In besonders vorteilhafter Ausführung wird nach dem er findungsgemäßen Verfahren in den Saugdrucktank Luft aus einem abgeschlossenen Luftkessel als Referenzbehälter eingelassen, dessen Volumen um ein Vielfaches kleiner als das des Saugdrucktanks ist. Hierbei wird aus dem sich nach dem Druckausgleich einstellenden Druck entwe der im Saugdrucktank oder im Luftkessel das freie Rest volumen im Saugdrucktank ermittelt. Der Ausgangsdruck der Luft im Luftkessel liegt über dem atmosphärischen Luftdruck beispielsweise bei etwa 8 bar. Der Saugdruck tank wird hierbei evakuiert, der hierbei einzustellende Luftunterdruck im Saugdrucktank liegt bei etwa 0,5 bar.

In sehr guter Annäherung kann das freie Restvolumen V_x im Saugdrucktank des Schlammfahrzeugs nach folgender Formel berechnet werden:

Hierbei bedeuten:

P_LB der Anfangsluftüberdruck im Luftkessel
P_SE der Anfangsluftunterdruck im Saugdruck tank
P_DE der sich nach dem Druckausgleich ein stellende Druck im Luftkessel bzw. im Saugdrucktank
V_LB das Volumen des Luftkessels
V_R das Volumen der Rohrleitungen zwischen dem Luftkessel und dem Saugdrucktank.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung noch näher erläutert. Die Zeichnung zeigt ein Meßschema für die Füllstandsbestimmung im Saugdrucktank eines Schlammsaugfahrzeugs.

Im einzelnen zeigt die Zeichnung einen Saugdrucktank 1, wie er üblicherweise auf einem Schlammsaugfahrzeug ver wendet wird. Zur Veranschaulichung ist der untere Be reich 2 des Saugdrucktanks 1 mit Schlamm gefüllt, darü ber befindet sich ein Leerbereich 3, der das noch ver fügbare, freie Restvolumen des Saugdrucktanks 1 dar stellt.

Auf den Saugdrucktank 1 kann eine Vakuumanlage 4 über eine Leitung 5 aufgeschaltet werden, die ohnehin auf einem Schlammsaugfahrzeug für die Schlammaufnahme vor handen ist. Der geschlossene Saugdrucktank 1 kann über die Vakuumanlage 4 auf einen bestimmten Luftunterdruck evakuiert werden, ein praktikabler Wert ist hier 0,5 bar.

Des weiteren ist eine Luftversorgungseinrichtung 6 vor handen, die über eine Leitung 7 auf einen Luftkessel 8 aufgeschaltet werden kann. Der Luftkessel 8 hat ein um ein Vielfaches geringeres Volumen als der Saugdrucktank 1, bei einem üblichen Volumen des Saugdrucktanks 1 von etwa 12 m³ hat der Luftkessel 8 ein Volumen von 120 l. Als Richtwert ist anzunehmen, daß das Volumen des Luft kessels 8 etwa 1% des Volumens des Saugdrucktanks 1 betragen sollte. Über die Luftversorgungseinrichtung 6 wird der Luftkessel 8 auf einen Überdruck von etwa 8 bar aufgepumpt.

Über eine Druckausgleichsleitung 9 ist der Luftkessel 8 mit dem Saugdrucktank 1 verbunden, diese Leitung wird bei jedem Meßvorgang geöffnet, sobald im Saugdrucktank 1 der vorgegebene Luftunterdruck und im Luftkessel 8 der vorgegebene Luftüberdruck herrscht. Es versteht sich, daß der Saugdrucktank 1 und der Luftkessel 8 bei dem vorzunehmenden Druckausgleich abgeschlossen und le diglich über die Druckausgleichsleitung 9 miteinander verbunden sind.

Vor und nach dem Druckausgleich werden die Druck- und die Temperaturwerte des Saugdrucktanks 1 über einen Temperaturgeber 10 und einen Druckgeber 11 in Gestalt elektrischer Signale über Leitungen 12 und 13 einem Rechner 14 zugeleitet. Zum gleichen Zweck ist der Luft kessel 8 mit einem Temperaturgeber 15 und einem Druck geber 16 ausgestattet, die über Leitungen 17 und 18 ebenfalls mit dem Rechner 14 in Verbindung stehen. Aus den Druck- und Temperaturwerten im Saugdrucktank 1 und im Luftkessel 8 vor und nach dem Druckausgleich errech net der Rechner 14 nach einem vorgegebenen Programm das jeweilige Füllvolumen V im unteren Bereich 2 des Saug drucktanks 1, indem er das freie Restvolumen im oberen Bereich 3 des Saugdrucktanks 1 ermittelt und von dem bekannten Gesamtvolumen des Saugdrucktanks 1 abzieht.

Claims

1. Verfahren zur Bestimmung des Füllstandes im Saug drucktank eines Schlammsaugfahrzeugs mit einer mit dem Saugdrucktank verbindbaren Vakuumpumpe und/oder einer Luftdruckpumpe, dadurch gekennzeichnet, daß bei jedem Meßvorgang der abgeschlossene Saug drucktank bis zu einem vorgegebenen Unterdruck eva kuiert oder unter einen vorbestimmten Luftüberdruck gesetzt wird, wonach ein Luftaustausch mit der At mosphäre oder einem unter einem abweichenden An fangsluftdruck stehenden Referenzbehälter erfolgt und aus dem ausgetauschten Luftvolumen und/oder dem sich einstellenden Luftdruck nach dem Luftaustausch das freie Restvolumen im Saugdrucktank ermittelt und aus der Differenz zum bekannten Gesamtvolumen des Saugdrucktanks dessen jeweiliges Füllvolumen be stimmt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei in den Saugdrucktank eingelassener Außenluft mit atmosphärischem Druck das bis zum Erreichen des atmosphärischen Drucks im Saugdrucktank aufgenommene Luftvolumen mittels eines Gaszählers ermittelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Saugdrucktank Luft aus einem abgeschlos senen Luftkessel als Referenzbehälter eingelassen wird, dessen Volumen um ein Vielfaches kleiner als das des Saugdrucktanks ist, wobei aus dem sich nach dem Druckausgleich eingestellten Druck im Saugdruck tank bzw. im Luftkessel das freie Restvolumen im Saugdrucktank ermittelt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangsdruck der Luft im Luftkessel über dem atmosphärischen Druck liegt.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Saugdrucktank sowie im Luftkessel vor und/ oder nach dem Druckausgleich die Lufttemperatur ge messen und bei der Auswertung der gemessenen Drücke berücksichtigt wird.