DE4440883C2 - Vorrichtung zur Überwachung des mittels einer Förderpumpe durchgeführten Einfüllvorganges abrasiver, stark verschmutzter Flüssigkeiten, insbesondere Altöl an Tankfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überwachung des mit­ tels einer Förderpumpe durchgeführten Einfüllvorganges abrasi­ ver, stark verschmutzter Flüssigkeiten, insbesondere Altöl an Tankfahrzeugen mit einem in einer in den Tank mündenden Zulauf­ leitung angeordneten Absperrventil und einer Sonde zu Detektion des Maximal-Füllstandes im Tank.

Im Zuge der verschärften Umweltschutzgesetzgebung muß beim Um­ gang und bei der Entsorgung umweltgefährdender Stoffe eine immer größere Sorgfalt und Vorsicht beachtet werden.

Das gilt naturgemäß auch für umweltschädliche Flüssigkeiten, wie z. B. Altöl und ähnliches. Dabei tritt zum einen das Problem auf, diese verbrauchten und verschmutzten Flüssigkeiten aus den ein­ zelnen Aggregaten - seien es Maschinen in einer Fabrik, seien es Motoren von Kraftfahrzeugen - jeweils zu sammeln und umweltge­ recht zwischenzulagern und zum anderen die gesammelte Flüssig­ keit zu entsorgen, was in der Regel mit Hilfe von Tankfahrzeugen geschieht, die die einzelnen Sammelstellen abfahren, die ver­ brauchte Flüssigkeit aufnehmen und beispielsweise zu zentralen Deponien, zu Aufbereitungsanlagen oder zu Vernichtungsanlagen befördern.

Die Übernahme der Flüssigkeiten in den Tank derartiger Entsor­ gungsfahrzeuge war bisher stets kritisch, da die Fahrzeuge nicht über betriebssichere Überfüllsicherungen verfügten. In der Regel muß der Fahrer des Entsorgungsfahrzeuges den Füllvorgang visuell überwachen. Da ein Tankfahrzeug meistens einen aus mehreren Kam­ mern bestehenden Tank aufweist, gestaltet sich die Überwachung schwierig, und es kann häufig zum Überlaufen einer der Kammern kommen, wodurch die übergelaufene Flüssigkeit den Boden konter­ miniert.

Es hat allerdings auch schon Überlegungen gegeben, den Einfüll­ vorgang automatisch oder halbautomatisch zu überwachen.

Eine bekannte Lösung liegt dabei darin, im oberen Bereich der jeweiligen Tankkammer eine Sonde vorzusehen. Mit Hilfe einer Pumpe wird bei dem bekannten Verfahren die zu entsorgende Flüs­ sigkeit von unten in die jeweilige Kammer eingeleitet, wobei im Bereich der Mündung der Zulaufleitung ein Absperrventil vorgese­ hen ist, welches geschlossen wird, wenn der Flüssigkeitsspiegel die Sonde erreicht hat und diese ein Signal zum Schließen des Ventils erzeugt. Da eine Kammer nach der anderen gefüllt werden muß, muß sich das Sondensignal naturgemäß jeweils lediglich auf das ihr zugeordnete Absperrventil beziehen nicht auf die Pumpe, die weiterfördern muß, auch wenn die erste Kammer gefüllt ist.

Hierbei tritt jedoch häufig das Problem auf, daß das Ventil durch die Verunreinigungen in der Flüssigkeit nicht nur ver­ schmutzt und daher nicht mehr flüssigkeitsdicht verschließt, sondern auch durch die abrasive Wirkung der Schmutzpartikel schnell beschädigt werden kann, so daß die einwandfreie Funktion des Ventils nicht mehr gegeben ist. Der schnelle Verschleiß bzw. die schnelle Beschädigung derartig angeordneter Ventile liegt u. a. auch daran, daß sich nach dem Füllvorgang die Schmutzparti­ kel im Bodenbereich der Kammer absetzen, also genau im Bereich der Ventilanordnung. Das Ventil ist somit stets in Kontakt mit den abrasiven Partikeln, was natürlich besonders nachteilig ist, wenn das Tankfahrzeug wieder entleert wird, da dabei die Schmutzpartikel in hoher Konzentration durch das Ventil geleitet werden.

Durch die starke mechanische Beeinträchtigung der Ventile kann nun folgendes passieren:
Ist der Maximal-Füllstand erreicht, gibt die Sonde das entspre­ chende Signal an das Ventil ab. Dieses geht entweder vor­ schriftsmäßig in die Geschlossenstellung, aber da es undicht ist, tropft das gerade eingefüllte Medium aus dem Tank heraus; oder aber infolge Defekts kann das Ventil keine Schließbewegung mehr ausführen. Die Pumpe fördert aber weiter, und es kommt zum Überfüllen bzw. zum Überlauf der Kammer.

Es sind zwar im Stand der Technik bereits Überlaufsicherungen beschrieben. So geht aus der AT-Z: Erdöl-Erdgas-Zeitschrift, 82. Jg. 1966, Seiten 502 bis 508 eine Überlaufsicherung hervor, die jedoch lediglich an stationären Tanks, beispielsweise Erdöl­ tanks, eingesetzt wird, und den Einfüllvorgang von einem Tankwa­ gen in den Erdöltank überwacht. Auch hier wird der Flüssigkeits­ stand im Tank mit Hilfe einer Sonde überwacht, die ein Signal bei Erreichen eines bestimmten Flüssigkeitsstandes erzeugt, wel­ ches zur Abschaltung der am Tankfahrzeug befindlichen Pumpe führt. Hinweise auf die Lösung von Problemen, die durch die Be­ handlung bzw. die Umfüllung von mit abrasiven Stoffen belasteten Altölen entstehen, sind dieser Druckschrift jedoch nicht zu ent­ nehmen.

Ähnliche Vorrichtungen sind auch in der DE-Z: IKZ-Haustechnik, Heft 4, 1995, Seite 42ff beschrieben. Weiterhin ist aus dem DE- GM 18 89 790 ähnlich wie in der erstgenannten Druckschrift le­ diglich eine Überlaufsicherung an stationären Tanks bekannt. Da diese Tanks ebenfalls nicht mit abrasiven Flüssigkeiten gefüllt werden, ist auch dieser Druckschrift kein Hinweis auf zusätzli­ che Sicherungsmaßnahmen bei der Behandlung von abrasiven Stoffen zu entnehmen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß bei Erreichen der Maximal-Füllhöhe in einer Kammer ein Weiterfördern in diese Kammer mit hoher Sicherheit ausgeschlossen ist, wobei insbeson­ dere Betriebsstörungen, die durch die besondere Art des zu handhabenden Stoffs bedingt sind, nicht ins Gewicht fallen sol­ len.

Die Erfindung löst diese Aufgabe gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 dadurch, daß das Absperrventil oberhalb des ma­ ximalen Einfüllpegels angeordnet ist und daß die Zulaufleitung in einem Bereich oberhalb des erfahrungsgemäß höchsten Niveaus der sich im Tank absetzenden Schmutzpartikel im Tankinnern mün­ det, die Sonde in der Nähe des Tankscheitels angeordnet ist und zur Übertragung von durch den Flüssigkeitsspiegel ausgelösten Signalen mit dem Ventil und über das Ventil mit dem Pumpenan­ trieb verbunden ist, wobei das Ventil mit einer Einrichtung zur Detektion der Position des Ventilverschlußgliedes versehen ist, und in der Signalübertragungsleitung zwischen der Sonde und dem Pumpenantrieb ein logisches Schaltelement vorgesehen ist, wel­ ches einen Eingang für das Sondensignal und einen zweiten Ein­ gang für ein durch die Einrichtung zur Detektion der Position des Ventilverschlußgliedes ausgelöstes Signal und einen Ausgang, welcher mit dem Pumpenantriebsstromkreis verbunden ist, sowie ein Zeitglied aufweist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegen­ stand der Unteransprüche.

Das der Erfindung zugrunde liegende und zu lösende Problem be­ steht somit darin, daß absolut sichergestellt werden muß, daß bei Erreichen eines bestimmten Flüssigkeitsstandes im Tank das Absperrventil in der jeweiligen Tankkammer vollständig geschlos­ sen wird. Denn gerade bei der Behandlung stark verschmutzter Flüssigkeiten, in denen mehr oder weniger große Fremdkörper wie z. B. Putzlappen oder Metallspäne vorhanden sind, besteht die Ge­ fahr, daß sich das Ventil beim Einfüllvorgang zusetzt oder aber durch die abrasive Flüssigkeit das Ventil beschädigt wird, so daß das Ventil trotz der Meldung "Ventil geschlossen" nicht mehr dicht schließt.

Mit Hilfe der Merkmalskombination des Anspruchs 1 wird über die an sich bekannte Füllstandskontrolle hinaus zusätzlich eine zweite Sicherung vorgesehen, die darin besteht, daß das Absperr­ ventil oberhalb des Flüssigkeitsspiegels angeordnet ist und mit einer Einrichtung zur Detektion der Position des Ventilver­ schlußgliedes versehen ist.

Der zentrale Meßwertaufnehmer ist eine Sonde, die sowohl Wasser als auch stark verschmutzte Altöle sicher erkennt. In jeder Kam­ mer des Tanks ist eine derartige Sonde im Scheitelbereich ange­ ordnet. Damit die Absperrventile in der jeweiligen Zulaufleitung nur kurz mit den abrasiven Stoffen in der Flüssigkeit in Berüh­ rung kommen, sind diese Leitungen so angeordnet, daß sie in einen Bereich münden, der außerhalb des sogenannten Sumpfs in der Kammer liegt. Der Sumpf bildet sich durch die sich absetzen­ den Schmutzpartikel aber auch durch größere Fremdkörper wie Me­ tallspäne, Putzlappen etc. Durch diese Anordnung ist auch ge­ währleistet, daß beim Entleeren des Tanks der Sumpf in demselben verbleibt, wenn die darüber befindliche, relativ saubere Flüs­ sigkeit über die bisher als Zulauf dienende Leitung abgesaugt wird. Der nach dem Entleerungsvorgang verbleibende Sumpf wird über im Boden der jeweiligen Kammer befindliche Reinigungsöff­ nungen, die mit einem Blindflansch verschlossen sind, entfernt.

Die in den Zulaufleitungen angeordneten Absperrventile kommen somit nur beim Einfüllvorgang kurz mit den abrasiven Stoffen in Berührung, nach vollendetem Füllvorgang und auch beim Absaugen der zu entsorgenden Flüssigkeit jedoch nicht.

Da jedoch trotzdem in Laufe der Zeit Beschädigungen der Ventile oder Beeinträchtigungen ihrer Funktion vorkommen können, sind die Ventile gemäß der Erfindung Gegenstand einer speziellen Kon­ trolle.

Wie oben ausgeführt, gibt die jeweilige Sonde nach Erreichen der Maximal-Füllhöhe in der Kammer an das ihr zugeordnete, relativ geschützt liegende Ventil ein Signal zum Schließen ab. Ein in­ taktes Ventil fährt daraufhin in die Geschlossenstellung. Bei Erreichen dieser Stellung wird eine Meldung "Ventil geschlossen" abgegeben. Erfolgt diese Meldung nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitspanne von der Sondensignalabgabe gerechnet nicht, wird der Stromkreis des Pumpenantriebs unterbrochen und die Förderung eingestellt.

Nur wenn der Füllvorgang in einer Kammer vorschriftsmäßig abge­ schlossen ist, läuft die Pumpe zum Weiterfüllen der anderen Kam­ mern weiter.

Der Einfüllvorgang erfolgt senkrecht von oben über den Scheitel des Tanks mittels Steigrohr. Auf diese Weise ist es möglich, das Ventil möglichst weit vom Sumpf entfernt anzuordnen. Zur weite­ ren Erhöhung der Sicherheit des Überwachungsvorganges wird das Ventil mittels eines Druckmediums gegen die Kraft einer Feder in Offenstellung gehalten wird, so lange die Maximal-Füllhöhe nicht erreicht ist und bei Erreichen der Maximal-Füllhöhe der Einfluß des Druckmediums durch das hierdurch erzeugte Signal abgeschal­ tet wird, wodurch die Feder das Ventil selbsttätig in die Ge­ schlossenstellung bringt.

Durch die Korrelation zwischen Sonde und Druckmittelbeaufschla­ gung, wobei das Druckmittel Hydraulikflüssigkeit, vorzugsweise aber Druckluft sein kann, ist sichergestellt, daß das Ventil nur dann in seiner Geöffnet-Stellung sein kann, so lange die Sonde den Flüssigkeitsspiegel noch nicht "sieht".

Sobald der Flüssigkeitsspiegel die Sonde erreicht hat und diese das Signal zum Absperren gegeben hat, wird ein Magnetventil stromlos geschaltet, das die Druckmittelzufuhr stoppt. Die Feder im Ventil schiebt nun das Verschlußorgan in demselben in die Ge­ schlossen-Stellung. Hierdurch wird ein Endlagenschalter betä­ tigt, der die Meldung "Ventil geschlossen" veranlaßt.

Auch wenn das Ventil infolge Verschleißes undicht geworden ist oder sich Fremdkörper festgesetzt haben und dadurch die Undich­ tigkeit verursachen, ist durch die exponierte Anordnung des Ven­ tils ein Austreten der umweltgefährdenden Flüssigkeit aus der Kammer ausgeschlossen. Denn erreicht das Verschlußglied den End­ lagenschalter nicht innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne vom Sondensignal an gemessen, wird sofort der Pumpenantrieb abge­ schaltet, so daß die Förderung eingestellt wird.

Technisch realisiert wird dieses durch ein logisches Schaltele­ ment. So lange beide Eingänge dieses Elements ein positives Si­ gnal erhalten, und zwar in der durch das Zeitglied kontrollier­ ten Zeitspanne, ist das Ausgangssignal gleich Null. Stellt das Zeitglied fest, daß die Meldung vom Endlagenschalter nicht in­ nerhalb der vorbestimmten Zeit eingeht, wird ein Ausgangssignal zum Abschalten der Pumpe erzeugt.

Eine derartige erfindungsgemäße Vorrichtung ist aus einfachen Bauteilen aufgebaut, so daß auch ältere Tankfahrzeuge problemlos nachgerüstet werden können.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung dargestellt und näher erläutert.

In der einzigen Figur ist ein Tank im Querschnitt dargestellt und mit dem Bezugszeichen 1 versehen.

Im unteren Bereich 2 des Tanks 1 ist schraffiert der sich im Laufe der Zeit absetzende Schmutz dargestellt. Von oben führt eine Rohrleitung 3 senkrecht nach unten in Richtung des Schmutz­ bereiches 2. Die Öffnung 4 der Rohrleitung 3 befindet sich ober­ halb des Schmutzfüllstandes. Die Rohrleitung 3 verläuft bis zu einer außerhalb des Tanks 1 angeordneten Pumpe 5. Mit dem Stut­ zen 6 wird die Rohrleitung 3 an einen zu entsorgenden bzw. Ent­ sorgungstank angeschlossen.

Im Scheitelbereich 7 des Tanks 1 neben der Einmündung der Rohr­ leitung 3 in den Tank 1 ist eine Sonde 8 als zentraler Meßwert­ aufnehmer für die Füllstandshöhe der in den Tank 1 einzufüllen­ den stark verschmutzten Flüssigkeit angeordnet.

Im unteren Scheitelbereich 9 des Tanks 1 befindet sich eine ver­ schließbare Reinigungsöffnung 10 zum Ablassen des Schmutzes.

In die Rohrleitung 3 ist außerhalb des Tanks 1 ein pneumatisches Stellglied 11 als Absperrventil eingebaut.

Das Stellglied 11 wird aus einer Druckluftquelle 12 beauf­ schlagt. Zur Steuerung dient dabei ein Magnetventil 13. In die Druckluftleitung 14 vom Magnetventil 13 zum Stellglied 11 ist ein pneumatischer Steuerblock 15 zur manuellen Betätigung einge­ baut.

Elektrisch ist das Stellglied 11, das Magnetventil 13, die Sonde 8 und die Pumpe 5 mit einem Schaltverstärker 16 verbunden.

In die Ausgangsleitung 17 vom Schaltverstärker 16 zur Pumpe 5 ist ein Signalhorn 18 und eine Signalleuchte 19 eingeschaltet.

Der Funktionsablauf beim Entleervorgang ist folgender:

Das Magnetventil 13 wird vom Schaltverstärker 16 angeregt. Der pneumatische Steuerblock 15 öffnet das pneumatische Stellglied 11. Die Pumpe 5 wird auf Saugen gestellt. Über die Rohrleitung 3 wird die Flüssigkeit aus dem Tank 1 zum Stutzen 6 befördert und damit in den Entsorgungstank (nicht dargestellt).

Beim Befüllen des Tanks 1 wird ebenfalls durch Betätigung des pneumatischen Steuerblocks 15 das pneumatische Stellglied 11 ge­ gen die Kraft einer eingebauten Feder geöffnet. Die Pumpe wird durch Umkehren der Drehrichtung jetzt so betrieben, daß sie die Flüssigkeit aus einem zu entsorgenden Tank (nicht dargestellt) in den Tank 1 absaugt.

Bei Erreichen des oberen maximalen Füllstands gibt die Sonde 8 ein elektronisches Signal zum Schaltverstärker 16, der dann das Magnetventil 13 betätigt. Das Magnetventil 13 entlastet die pneumatische Steuerleitung 14 zum Stellglied 11, und das Stell­ glied 11 wird durch die Kraft der eingebauten Feder geschlossen.

Als zusätzliche Sicherungsmaßnahme wird der Schließvorgang im Stellglied 11 mit einer eingebauten Endstellungsabfrageeinrich­ tung überwacht. Kommt der Ventilteller im Stellglied 11 nicht in der Endstellung (d. h. Geschlossenstellung) an, wird die Pumpe 5 vom Schaltverstärker 16 abgeschaltet, und das Signalhorn 18 und die Signalleuchte 19 melden die Störung.

Claims (5)

1. Vorrichtung zur Überwachung des mittels einer Förderpumpe durchgeführten Einfüllvorgangs abrasiver, stark verschmutz­ ter Flüssigkeiten, insbesondere Altöl an Tankfahrzeugen mit einem in einer in den Tank mündenden Zulaufleitung angeordneten Absperrventil und einer Sonde zur Detektion des Maximal-Füllstandes im Tank, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrventil (11) oberhalb des maximalen Einfüll­ pegels angeordnet ist und daß die Zulaufleitung (3) in einem Bereich (7) oberhalb des erfahrungsgemäß höchsten Niveaus der sich im Tank (1) absetzenden Schmutzpartikel im Tank­ innern mündet, die Sonde (8) in der Nähe des Tankscheitels angeordnet ist und zur Übertragung von durch den Flüssigkeitsspiegel ausgelösten Signalen mit dem Ventil (11) und über das Ventil (11) mit dem Pumpenantrieb (5) verbunden ist, wobei das Ventil (11) mit einer Einrichtung zur Detek­ tion der Position des Ventilverschlußgliedes versehen ist, und in der Signalübertragungsleitung zwischen der Sonde (8) und dem Pumpenantrieb ein logisches Schaltelement (16) vor­ gesehen ist, welches einen Eingang für das Sondensignal und einen zweiten Eingang für ein durch die Einrichtung zur De­ tektion der Position des Ventilverschlußgliedes ausgelöstes Signal und einen Ausgang, welcher mit dem Pumpenatriebstrom­ kreis verbunden ist, sowie ein Zeitglied aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilverschlußglied gegen die Kraft einer Feder mit einem Druckmedium beaufschlagbar ist, wobei der Druckmittel­ fluß mittels eines Magnetventils (13) schaltbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Detektion des Standes des Ventilver­ schlußgliedes ein Endlagenschalter ist, der durch das Ver­ schlußglied selbst auslösbar ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des logischen Schaltelements mit einem akustischen und/oder optischen Alarmgeber (18, 19) verbunden ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zulaufleitung (3) als ein vom Tankscheitel senkrecht ins Innere des Tanks (1) hineinragendes Steigrohr endet, dessen Öffnung (4) sich in einem Abstand vom Niveau der (2) abgesetzten Schmutzpartikel befindet.