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meß- und Zapfvorrichtung, insbesondere für feuergefährliche Flüssigkeiten
Die Erfindung bezieht sich auf eine Meß-und Zapfvorrichtung, insbesondere für feuergefährliche
Flüssigkeiten, mit einem durch die Meßflüssigkeit betriebenen Schaltmotor zur selbsttätigen
Verstellung des Umschalthahnes der beiden Meßgefäße. Bei solchen Vorrichtungen,
bei welchen für die Umschaltung der Meßgefäße ein gleichzeitig als Schaltkolben
dienender Schieber vorgesehen ist, der in einem die unteren Enden der Meßgefäße
verbindenden, mit Steuerkanälen für Füll- und Zapfleitung versehenen Zylinder sich
führt, ist es bereits bekannt, über jedem Meßgefäß einen Windkessel anzuordnen,
in den die Meßflüssigkeit nach Füllung des Gefäßes unter Zusammenpressen der im
Windkessel eingeschlossenen Luft emporsteigt. Der dabei im Windkessel aufgespeicherte
Druck dient aber lediglich zur Überwindung der Totpunktstellung des Schiebers und
zur Beendigung der Schieberbewegung, während die Anfangsbewegung des Schiebers durch
den Pumpendruck unmittelbar bewirkt wird. Der Windkessel besitzt bei dieser Einrichtung
am Boden lediglich eine in das Meßgefäß mündende Öffnung, welche dauernd offen ist.
Ein von der Flüssigkeit gesteuertes Absperrventil befindet sich lediglich an einem
den Windkessel in einen Luft- und einen Flüssigkeitsraum trennenden Zwischenboden;
es dient dazu, den Meßraum nach oben zu begrenzen. Bei jener Einrichtung bildet
nämlich der untere Teil des Windkessels einen Teil des Meßraumes, der sich außerdem
auch noch in den den Schieber enthaltenden Zylindcr hinein erstreckt. Demgegenüber
handelt es sich beim Erfindungsgegenstand darum, die bekannten, über den Meßgefäßen
angeordneten Windkessel für solche Meß- und Zapfvorrichtungen geeignet zu machen,
bei welchen die Umschaltung der Meßgefäße durch einen Schalthahn geschieht, der
durch einen von den Meßgefäßen getrennten Schaltmotor angetrieben wird. Hierbei
muß im Windkessel die gesamte für eine Schaltung des Hahnes Erforderliche Druckflüssigkeit
aufgespeichert werden, und sie muß dann unabhängig vom Meßgefäß dem Schaltmotor
zugeleitet «erden. Gemäß der Erfindung ist deshalb jeder Windkessel an seinem Boden
nicht nur mit einer ins Meßgefäß mündenden Öffnung, sondern gleichzeitig auch mit
einer zum Schaltmotor führenden Öffnung versehen, und beide Öffnungen weisen durch
die Flüssigkeit gesteuerte Absperrorgane auf. Und zwar werden die beiden Absperrorgane
durch die Flüssigkeit derart gesteuert, daß der Windkessel beim Füllvorgang nach
dem Meßgefäß hin offen, gegen den Schaltmotor aber abgeschlossen ist. Hat jedoch
der Druck im Windkessel durch das Eindrücken der Flüssigkeit den für den Betrieb
des Umschaltmotors erforderlichen Wert erreicht, dann werden die Ventile am Boden
des Windkessels umgeschaltet, und dieser wird nunmehr gegen das Meßgefäß geschlossen,
dagegen nach dem Schaltmotor geöffnet. Die im Windkessel aufgespeicherte Flüssigkeit
fließt dann unter Druck dem Schaltmotor zu und bewirkt die vollständige Umschaltung
des Mehrwegehahnes. Bei der neuen Einrichtung bilden weder die
Windkessel
noch der Schaltmotor Teile des Meßraumes, letzterer ist vielmehr ausschließlich
von den festen Wandungen des eigentlichen Meßgefäßes umschlossen.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
teils im senkrechten Schnitt, teils in Ansicht dargestellt.
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A und B sind die beiden Meßgefäße einer Zwillingsmeßvorrichtung. Über
jedem Meßgefäß befindet sich ein Windkessel D, E, dessen Boden gleichzeitig die
Decke des Meßgefäßes bildet. C ist ein Mehrwegehahn, welcher in bekannter Weise
dazu dient, die am unteren Ende der Meßgefäße vorgesehenen Ein- und Ausströmungsöffnungen
wechselweise mit der Druckleitung G einer Füllpumpe und einer Zapf-oder Ablaufleitung
H zu verbinden. F ist ein Flüssigkeitsmotor zur selbsttätigen Verstellung des Umschalthahnes
C.
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Die beiden Meßgefäße A, B sind als Überlaufmeßgefäße ausgebildet.
Sie enthalten zu diesem Zwecke in ihrer Decke A einen Überlaufkanal 2, an dessen
äußerem Ende ein zum Lagerbehälter für die Flüssigkeit führendes Rohr 3, 4 angeschlossen
ist. Die innere Mündung z z, eines jeden Überlaufkanals 2 liegt etwas tiefer
als die Decke i des Meßgefäßes, sie mündet nicht unmittelbar in das Gefäß, sondern
in einen an der Gefäßdecke i angeformten kleinen Zylinder 5. Dieser Zylinder ist
oben offen, unten dagegen durch einen Pfropfen abgeschlossen. In ihm führt sich
ein Kolbenschieber 6, der durch eine Feder 7 gewöhnlich in seiner oberen Endstellung
gehalten wird, in der er die Mündung 2" des Überlaufkanals 2 abschließt. Der Kolbenschieber
6 wird durch die Meßflüssigkeit nach abwärts bewegt, wenn der Flüssigkeitsdruck
im gefüllten Meßgefäß die Kraft der Feder 7 übersteigt. Alsdann legt der Kolben
6 die Mündung 2 z des Überlaufkanals 2 frei, so daß die im Überschuß in das Meßgefäß
gepumpte Flüssigkeit über Kanal 2 und Rohr 3 oder 4 zum Lagerbehälter zurückfließen
kann. Obwohl die Überlauföffnung 2z unterhalb der Decke i des Meßgefäßes liegt,
befindet sich der Eichstrich nicht in Höhe der Öffnung 2 z, sondern der Eichstrich
fällt mit der Unterkante der Gefäßdecke i zusammen. Denn dadurch, daß der Überlaufkanal
2 von der Öffnung 2, zunächst nach oben bis über die Unterkante der Gefäßdecke i
geführt ist, hat die Freilegung der Öffnung 2z kein Sinken des Flüssigkeitsspiegels
im Meßgefäß zur Folge.
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Der über jedem Meßgefäß angeordnete Windkessel D bzw. E enthält an
seinem Boden i eine Öffnung 8, welche dazu dient, den Windkessel mit dem Meßgefäß
zu verbinden. Die Öffnung 8 wird durch einen Schieber 9 gesteuert, der in einer
am Windkesselboden i angegossenen Schieberbüchse io gleitet. Der Schieber 9 ist
längsdurchbohrt, und seine Bohrung ii bildet einen zur Entlüftung des Meßgefäßes
dienenden zusätzlichen VerbindungskanalzwischenMeßgefäßundWindkessel. Durch die
Schieberbohrung ii greift eine am Kolbenschieber 6 für die Überlauföffnung 2, befestigte
Stange 12 hindurch, die an ihrem nach oben aus der Bohrung ii des Schiebers 9 hinausragenden
Ende einen kleinen Teller 13 trägt. Der Teller 13 dient als Abschlußkörper
für die Bohrung ii sowie zugleich als Mitnehmer für den Schieber g. Am Boden i des
Windkessels ist eine zweite Öffnung 14 vorgesehen, die durch ein Rohr
15 bzw. 16 mit dem Umschaltmotor F für den Mehrweghahn C verbunden ist. Die
zweite Bodenöffnung 14 wird ebenfalls durch einen Schieber 17 gesteuert, der in
einer am Windkesselboden angeordneten Führungshülse 18 gleitet. Die Steuerschieber
9, 17 für die beiden Öffnungen 8, 14 sind durch einen an der die beiden Führungen
io, 18 verbindenden Brücke ig gelagerten doppelarmigen Hebel 2o zur gegenläufigen
Bewegung d.h. so gekuppelt, daß bei der Bewegung des einen Schiebers im Öffnungssinne
der andere Schieber im Schließungssinne bewegt wird. Die gegenseitige Zuordnung
der beiden Schieber 9, 17 ist dabei derart, daß bei ihrer gemeinsamen Verstellung
in der einen Richtung zunächst der Schieber 17 die Öffnung i4 verschließt, bevor
der Schieber 9 die Öffnung 8 freilegt, während bei der Verstellung in der entgegengesetzten
Richtung zunächst die Öffnung 8 verschlossen und dann die Öffnung 14 freigelegt
wird. An dem die beiden Schieber kuppelnden Hebel 2 z greift ein Kippschaltwerk
21 mit Feder 22 an. Dieses Schaltwerk dient einerseits dazu, die Bewegung der Schieber
9, 17 zu beenden, sobald die Schieber bei ihrer Verstellung ihre Mittelstellung
überschritten haben, anderseits dient es dazu, die beiden Schieber in ihrer jeweiligen
Endstellung zu halten. DieSchieber9, 17 befinden sich für gewöhnlich in der gezeichneten
Endstellung (der Ruhestellung), in welcher die zum Meßgefäß führende Einströmungsöffnung
8 des Windkessels geschlossen ist, die über die Rohrleitung 15 bzw. 16 zum Umschaltmotor
F führende Ablauföffnung 14 dagegen freigelegt ist. Ihre Bewegung in die andere
Endstellung wird durch die Meßflüssigkeit bewirkt, indem die Flüssigkeit, sobald
sie im Meßgefäß bis zur Decke i emporgestiegen ist, auf die untere Stirnfläche des
Schiebers 9 drückt und diesen so nach oben schiebt. Bevor dieser Druck sich infolge
Freilegung der Öffnung 8 verringert, tritt das Kippschaltwerk 21, dessen Feder 22
bei der Aufwärtsbewegung des Schiebers 9 gespannt wurde, in Tätigkeit. Die Feder
22 bewegt dann die beiden Schieber 9, 17 augenblicklich in die der Zeichnung entgegengesetzte
Endstellung, so daß der Schieber in einer Zwischenstellung nicht hängenbleiben
kann.
Die Freilegung der Öffnung 8 hat zur Folge, daß die Meßflüssigkeit in den Windkessel
emporsteigt, wobei sie die infolge Abschlusses der Öffnung 14 im Windkessel eingesperrte
Luftmenge zusammenpreßt. Hat die Luft eine bestimmte Spannung erreicht, dann werden
die beiden Schieber wieder in die gezeichnete Stellung zurückbewegt. Sobald nämlich
der Druck im Windkessel und in dem damit verbundenen Meßgefäß die Spannung der Feder
7 überschreitet, bewegt der Kolbenschieber 6 sich nach unten, um die Überlauföffnung
2" freizulegen. Dabei nimmt er unter Vermittlung der Stange 12 und des Ventiltellers
13 den Schieber 9 mit, der dann seinerseits über den doppelarmigen Hebel 2o den
Schieber 17 aufwärts bewegt, welche Bewegungen wiederum durch das Kippschaltwerk
21, 22 mit Sicherheit zu Ende geführt werden. Gleichzeitig schließt der Ventilteller
13 die Bohrung 12 des Schiebers 9 ab, so daß, wenn die beiden Schieber 9, 17 ihre
gezeichnete Endstellung wieder erreicht haben, der Windkessel gegen das Meßgefäß
sowohl unten im Flüssigkeitsraum als auch oben im Luftraum abgeschlossen ist. Dagegen
ist nun der Windkessel gegen die zum Umschaltmotor F führende Leitung 15 oder 16
geöffnet, so daß die zusammengepreßte Luft die Flüssigkeit aus dem Windkessel in
den Schaltmotor F für den Umschalthahn drückt, wodurch dieser Motor angetrieben
wird. Es sei bemerkt, daß die Bohrung 12 des Schiebers 9 durch den Ventilteller
13 auch dann abgeschlossen bleibt, wenn infolge Freilegung der Überlauföffnung 7"
der Druck im Meßgefäß wieder sinkt. Denn sobald der Ventilteller 13 sich auf das
obere Ende des ..Schiebers 9 aufgesetzt hat, wird er durch den auf seine obere Stirnfläche
wirkenden Luftdruck im Windkessel so lange auf seinem Sitz gehalten, bis die Umschaltung
des Mehrwegehahnes C beendet ist. Alsdann geht der Ventilteller 13 zusammen mit
dem Kolbenschieber 6 unter Wirkung der Feder 7 in die gezeichnete Ruhestellung zurück,
so daß dann der M'indkessel über die Bohrung 12 des Schiebers 9 wieder mit dem Meßgefäß
verbunden ist. Der noch im Windkessel vorhandene Luftdruck vermag nun auch auf die
Flüssigkeit im Meßgefäß zu drücken, wodurch die durch die Umschaltung des Hahnes
C eingeleitete Entleerung des Gefäßes beschleunigt wird.
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Der Umschaltmotor F für den Mehrwegehahn besteht aus einem waagerechten
Druckmittelzylinder 23 und einem darin hin und her beweglichen Kolben 24. Der Kolben
weist an seiner Oberseite eine Zahnstangenverzahnung 25 auf, mit der ein auf der
Achse 26 des Hahnkükens 27 befestigter Zahnbogen 28 im Eingriff steht. Der Kolben
24 ist auf diese «'eise mit dem Küken des Umschalthahnes C so gekuppelt, daß das
Küken 27 bei der Bewegung des Kolbens 24 in der einen oder anderen Richtung im einen
oder anderen Sinne verstellt wird. Jedes der beiden Enden des Schaltzylinders 23
steht mit einem der beiden Windkessel D, E in Verbindung, und zwar das linke Zylinderende
über das Rohr 15 mit der Öffnung 14 des Windkessels D am Meßgefäß A und das rechte
Zylinderende über das Rohr 16 mit der Öffnung 14 des Windkessels E am Meßgefäß B.
Die aus dem Windkessel des jeweils gefüllten Meßgefäßes in den Schaltzylinder 23
herübergedrückte Flüssigkeit treibt den Kolben 24 vor sich her. Sobald dabei der
Kolben 24 seine entgegengesetzte Endlage erreicht hat, legt er eine an der Unterseite
des Zylinders 23 vorgesehene Auslaßöffnung 29 oder 30 für die Flüssigkeit
frei. Die beiden Öffnungen 29, 3o münden in einen unterhalb des Zylinders 23 angeordneten
Sammelbehälter 31, der durch eine an seinem Boden vorgesehene Öffnung 32 mit einem
zum Lagerbehälter führenden Rohr 33 in Verbindung steht, so daß die Flüssigkeit
aus dem Windkessel D oder E nach Verstellung des Umschalthahnes C zum Lagerbehälter
zurückfließen kann.
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Die aus dem jeweils in der Füllung begriffenen Meßgefäß verdrängte
Luft soll, wie üblich, in das auf Entleeren geschaltete Meßgefäß geleitet werden.
Dies geschieht bei der neuen Vorrichtung dadurch, daß die Luft über die Windkessel
D, E, die beiden Rohre 15, 16 und den Schaltmotor F geführt wird. Zu dem Zwecke
ist der Kolben 24 des Schaltmotors mit einer durchgehenden Längsbohrung 34 versehen,
die an beiden Enden kegelig erweitert ist. Auf jeder Seite des Kolbens 24 befindet
sich eine zum Abschluß der Kolbenbohrung 34 dienende Kugel 35, 36. Diese Kugeln
rollen durch ihr Eigengewicht von ihren durch die kegeligen Erweiterungen der Kolbenbohrung
34 gebildeten Sitzen 37, 38 herab, legen also gewöhnlich die Bohrung 34 für den
Durchgang der Luft frei. Sobald jedoch in das eine oder andere Zylinderende Flüssigkeit
einströmt, dann wird die Kugel 35 oder 36 durch die Flüssigkeit auf der kegeligen
Bohrungswandung heraufgeschoben und auf ihren Sitz 37 oder 38 gedrückt, so daß sie
die Bohrung 34 abschließt. Hat der dann durch die Flüssigkeit verschobene Kolben
24 seine der jeweiligen Ausgangsstellung entgegengesetzte Endstellung erreicht und
hört der Flüssigkeitsdruck auf, dann entfernt sich die Kugel wieder von ihrem Sitz.
Damit die von einem zum anderen Meßgefäß zu leitende Luft nicht durch die jeweils
frei liegende Auslaßöffnung 29 oder 3o des Zylinders 23 zum Lagerbehälter entweichen
kann, ist die Bodenöffnung 32 des Sammelgefäßes 31 gewöhnlich durch ein mit einer
Schwimmerglocke 39 ausgestattetesVentil4o abgeschlossen. Dieses Ventil öffnet sich
nur dann, wei:.i der Flüssigkeitsspiegel im Sammelbehälter 31 steigt, und
es
schließt sich wieder, sobald der Spiegel auf eine gewisse Tiefe gesunken ist.
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Die Arbeitsweise der neuen Vorrichtung ist im Zusammenhang folgende.
In der gezeichneten Stellung des Umschalthahnes C ist das Meßgefäß A auf
Füllen, das Meßgefäß B dagegen auf Entleerung geschaltet. Die von der nicht
gezeichneten Pumpe geförderte Flüssigkeit gelangt über das Rohr G und den Mehrwegehahn
C in das Meßgefäß A und steigt in diesem empor. Die aus dem Meßgefäß verdrängte
Luft fließt über die Schieberbohrung ii, den Windkessel D, Rohr 15, Schaltmotor
F, Rohr 16 und den Windkessel E in das sich entleerende Meßgefäß B. Hat der Flüssigkeitsspiegel
im Gefäß A die Unterkante der Meßgefäßdecke i erreicht, dann bewegt die Flüssigkeit
durch ihren Druck auf die untere Stirnfläche des Schiebers 9 diesen nach oben, was
zur Folge hat, daß die beiden Schieber 9, 17 teils durch den Flüssigkeitsdruck,
teils durch das Kippschaltwerk 21, 22 in ihre der Zeichnung entgegengesetzte Endstellung
bewegt werden, wodurch die Einlaßöffnung 8 des Windkessels D geöffnet, die Auslaßöffnung
14 dagegen geschlossen wird. Die von der Pumpe weitergeförderte Flüssigkeit gelangt
nunmehr in den Windkessel D und drückt die hier eingeschlossene Luft zusammen, wodurch
im Windkessel die für das nächste Umschalten des Hahnes C erforderliche Kraft aufgespeichert
wird. Hat der Druck im Windkessel D und damit auch im Meßgefäß einen durch die Spannung
der Feder 7 bestimmten Wert erreicht, dann wird der Kolbenschieber 6 durch den Druck
der Flüssigkeit auf seine obere Stirnfläche abwärts bewegt. Dadurch wird unter Vermittlung
der Stange 12 und des Ventiltellers 13 der Schieber 9 mitgenommen, so daß nun die
beiden Schieber 9, 17 in die gezeichnete Ausgangsstellung zurückgeführt werden und
die Öffnung 8 wieder geschlossen, die Öffnung 14 dagegen erneut freigelegt werden.
Gleichzeitig schließt der auf das obere Ende des Schiebers 9 sich aufsetzende Ventilteller
13 die Schieberbohrung ii ab, wohingegen der Kolbenschieber 6 die :Mündung 2, des
Überlaufkanals 2 freilegt. Während nun die von der Pumpe noch irn Überschuß geförderte
Flüssigkeit über Kanal 2 und Rohr 3 zum Lagerbehälter zurückfließt, wird jetzt die
Flüssigkeit aus dem Windkessel durch den in diesem Kessel aufgespeicherten Luftdruck
über das Rohr 15 dem linken Ende des Schaltzylinders 23 zugeführt. Die in den Zylinder
eintretende Flüssigkeit bewegt zunächst die Abschlußkugel 35 für die Kolbenbohrung
34 auf ihren Sitz 37 und drückt dann den Umschaltkolben 23 vor sich her in seine
rechte Endstellung. Dabei wird unter Vermittlung der Verzahnung 25 und des Zahnbogens
28 der Umschalthahn C verstellt, also das zuvor gefüllte Meßgefäß A auf Entleeren,
das Meßgefäß B dagegen auf Füllen geschaltet. Am Ende seines Hubes legt der Kolben
23 die Auslaßöffnung 29 frei, so daß die Flüssigkeit aus dem Zylinder 23 sowie die
restliche Flüssigkeit aus dem Windkessel D über die Öffnung 29, das Sammelgefäß
31 und das Rohr 33 zum Lagerbehälter zurückfließen können. Sobald der Flüssigkeitsdruck
auf die Kugel 35 aufhört, rollt die Kugel von ihrem Sitz und gibt die Kolbenbohrung
34 frei. Inzwischen hat sich auch infolge der eingetretenen Entlastung von Kolbenschieber
6 und Ventilteller 13 der Schieber 6 mit Stange 12 und Teller 13 in die obere Endlage
zurückbewegt, wodurch der Kanal ii geöffnet wird, so daß nun die Luft aus dem jetzt
sich füllenden Gefäß B in das sich entleerende Gefäß A herübergeleitet werden kann.
Bei der Füllung des Gefäßes B wiederholt sich in diesem und dem zugehörigen Windkessel
E das eben beschriebene Spiel nur mit dem Unterschied, daß die Flüssigkeit aus dem
Windkessel E des Meßgefäßes B über das Rohr 16 auf die rechte Seite des Schaltkolbens
23 geführt wird, um diesen unter erneuter Umschaltung des Hahnes C in die gezeichnete
Stellung zurückzubewegen. Die in den einen oder anderen Windkessel D oder E geförderte
Flüssigkeit gelangt in keinem Falle in das sich entleerende Meßgefäß, sondern läuft
über das Rohr 15 oder 16 und den Schaltmotor C restlos in den Lagerbehälter zurück.
Die Windkessel D und E bilden also keinen Teil der Meßgefäße, vielmehr ist für die
Messung ausschließlich der Rauminhalt der Meßgefäße selbst maßgebend.
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Der Überlaufkanal 2 kann auch entbehrt werden, in welchem Falle der
Kolbenschieber 6 lediglich dazu dient, den Ventilteller 13 auf seinen Sitz am oberen
Ende des Schiebers 9 zu bewegen und die Verstellung der beiden Schieber 9, 17 in
die gezeichnete Endstellung einzuleiten. Die Erfindung ist außer bei Meß-und Zapfvorrichtungen
mit Füllpumpe auch bei solchen Vorrichtungen anwendbar, bei welchen die Flüssigkeit
den Meßgefäßen unter stetigem Druck, z. B. aus einem hochliegenden Vorratsbehälter,
zugeführt wird.