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Verfahren zum Umfüllen von verflüssigten brennbaren Gasen Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zum Umfüllen von verflüssigten brennbaren Gasen, wie beispielsweise
Propan, Butan @o. dgl., und insbesondere ein Verfahren zum Tanken von Kraftfahrzeugen
oder zum Füllen der Brennstoffbehälter von Beleuchtungsvorrichtungen, die mit verflüssigten
Gasen betrieben werden, wie beispielsweise Bojen o. dgl. Die hierbei auftretenden
Schwierigkeiten sind vor allen Dingen .darin zu sehen, daß' der zu füllende Brennstoffbehälter
in der Regel noch eine Restfüllung von dem verflüssigten brennbaren Gas besitzt,
die in ihrer Menge nur unter Schwierigkeiten genau bestimmt werden kann. Auf der
anderen Seite ist es jedoch auch aus.Gründen der Sicherheit unbedingt erforderlich,
daß das für jeden Behälter genau vorgeschriebene Füllvolumen bei der Füllung unter
allen Umständen nicht überschritten wird.
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Es ist zwar bereits vorgeschlagen worden, Behälter mit Flüssigkeiten,
beispielsweise mit verflüssigten Gasen, in der Weise nur teilweise zu füllen, daß
der Behälter erst vollständig gefüllt wurde und ihm dann ein ungefüllter Raum zugeschaltet
wurde, welcher während der Füllung nicht mit dem Behälter in Verbindung stand und
aus der Behälterfüllung aufgefüllt und hernach wieder abgetrennt wurde. Dieses bekannte
Verfahren hatte jedoch zahlreiche schwerwiegende Nachteile, welche seine Einführung
in die Praxis unmöglich machten; einmal war bei ihm Voraussetzung, daß der zugeschaltete
Behälter in seinem Rauminhalt genau auf das Flüssigkeitsvolumen des zu füllenden
Behälters geeicht sein mußte, so daß also infolge der Unterschiede des Füllvolumens
fabrikatorisch hergestellter Behälter für jeden Brennstoffbehälter noch ein besonderer
extra angefertigter und geeichter Zusatzbehälter vorhanden sein muhte. Weiterhin
erfolgte bei der bekannten Arbeitsweise die Zurückfüllung der zuviel eingefüllten
Flüssiggasmenge lediglich unter der Wirkung eines statischen Druckunterschiedes,
indem der Füllbehälter höher als der Zusatzbehälter angeordnet wurde. Dieser an
sich vorhandene statische Druckunterschied konnte jedoch leicht durch Temperaturunterschiede
zwischen beiden Behältern gestört werden, so daß ein Abfließen der zuviel eingefüllten
:Menge unmöglich wurde oder doch für den praktischen Betrieb untragbar lange Zeit
in Anspruch nahm. Ein weiterer Nachteil des bekannten Verfahrens bestand darin,
daß der während des Füllvorganges vorhandene Abschluß von Ausgleichsbehälter und
Fahrzeugbehälter durch einen Dreiwegehahn infolge der Möglichkeit von Undichtigkeiten
die Sicherheit des Umfüllvorganges
beeinträchtigte und schließlich
der Umfüllvorgang durch die schließlich notwendig werdende Entleerung des Ausgleichsbehälters
unnötig umständlich und kostspielig wurde.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zwii Umfüllen von verflüssigten
brennbaren Gasen,@ beispielsweise Propan, insbesondere zum Tanken von Kraftfahrzeugen,
bei dem der zu füllende Behälter zunächst überfüllt und dann die seine zugelassene
Füllung überschreitende Flüssiggasmenge aus ihm entfernt wird, und besteht im wesentlichen
darin, daß die Zurückfüllung der zuviel geförderten Flüssiggasmenge durch Umkehr
des Flüssigkeitsstromes in der Förderleitung vorgenommen wird. Bei einer derartigen
Arbeitsweise ist die Anwendung besonderer geeichter Behälter zurAufnahme der zurückzufüllenden
Flüssiggasmenge nicht erforderlich, während auch Temperaturunterschiede sich niemals
störend auswirken können, da die Förderleitung infolge des voraufgegangenen Füllvorganges
ohnehin die Temperatur des Flüssiggases angenommen hat.
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Im gesamten ist fernerhin das Verfahren nach der Erfindung wesentlich
einfacher und sicherer, da einmal die Entleerung eines besonderen Ausgleichsbehälters
bei ihm nicht notwendig ist und jede Unsicherheit durch undichte Ventile vermieden
wird.
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Dieser Vorschlag der Erfindung kann grundsätzlich auf zweierlei verschiedene
Art verwirklicht werden, die auch miteinander kombiniert werden können; einmal kann
gemäß der Erfindung die aus dem zunächst überfüllten Behälter zurückzufüllende Flüssigkeitsmenge
durch Messung oder Wägung genau bestimmt werden, oder es kann ein Brennstoffbehälter
Verwendung finden, dessen Einfüllöffnung beispielsweise mittels eines entsprechend
bemessenen oder angeordneten Tauchrohres derart ausgebildet ist, daß die das Füllvolumen
übersteigende Flüssigkeitsmenge nach Umkehrung des Flüssigkeitsstromes zwangsläufig
zurückfließt.
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Innerhalb des grundsätzlichen Vorschlages der Erfindung sind die verschiedensten
Ausführungsmöglichkeiten gegeben. Einmal kann die Erfindung in der Weise durchgeführt
werden, daß das Flüssiggas aus einem Vorratsbehälter in einen auf einer Waage angeordneten
oder mit einer Meßvorrichtung versehenen Zwischenbehälter übergeführt, dann der
zu füllende Behälter aus dem Zwischenbehälter vollständig gefüllt und darauf die
das Füllvolumen übersteigende Flüssigkeitsmenge aus dem Brennstoffbehälter in den
Zwischenbehälter zurückgefüllt wird.
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Eine andere Ausführungsmöglichkeit der Erfindung besteht beispielsweise
darin, daß der zu füllende Behälter aus dem Vorratsbehälter vollständig mit Flüssiggas
gefüllt wird und darauf der Flüssigkeitsüberschuß in deinen Zwischenbehälter übergeführt
und in ,@$;tiiier Menge bestimmt wird.
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@e-`.@,Grundsätzlich 'kann bei der Erfindung die berführung des Flüssiggases
aus den verschiedenen Behältern mit allen technischen Mitteln durchgeführt werden,
welche hierfür bekannt sind, so beispielsweise durch Erwärmen des zu entleerenden
oder Abkühlen des zu füllenden Behälters. Mit besonderem Vorteil geschieht jedoch
die Umfüllung des Flüssiggases mittels einer Flüssigkeitspumpe oder mittels einer
Gaspumpe. Bei der letztgenannten Ausführungsform wird das Verfahren nach der Erfindung
vorteilhaft in der Weise durchgeführt, daß während des Zurückfüllens des Brennstoffbehälters
die Flüssigkeitsverbindung zwischen Vorratsbehälter und Zwischenbehälter unterbrochen
wird. Dies hat den Vorteil, daß die Mengenbestimmung des zurückzufüllenden Flüssigkeitsvolumens
niemals durch eine Undichtigkeit in der Anschlußleitung des Vorratsbehälters verfälscht
werden kann.
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Bei der Ausführungsform der Erfindung, bei der das Umfüllen mit einer
Flüssigkeitspumpe erfolgt, kann die gleiche Sicherheit dadurch erreicht werden,
daß die Verbindungsleitung des Vorratsbehälters an den Teil des Leitungsnetzes angeschlossen
ist, der beim Zurückfüllen des Flüssigkeitsüberschusses aus dem Brennstoffbehälter
in den Zwischenbehälter als Druckleitung dient.
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Im Rahmen der Erfindung sind die verschiedensten Ausführungsmöglichkeiten
gegeben, von denen einige an Hand der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen
die Abb. i und 2 zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung, nach denen die Umfüllung
mittels einer Flüssigkeitspumpe erfolgt, während die Abb. 3 die Anwendung einer
Gaspumpe bei dem Verfahren nach der Erfindung erläutert.
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In sämtlichen zeichnerischen Darstellungen ist mit i der Vorratsbehälter
für das verflüssigte Gas, mit 2 der Zwischenbehälter und mit 3 der zu füllende Brennstoffbehälter
bezeicl;net, während 5 jeweils die zur Umfüllung benutzte Pumpe darstellt. Mit 17
ist jeweils das Tauchrohr des Brennstoffbehälters 3 bezeichnet, das in allen drei
Ausführungsbeispielen in der Höhe in das Behälterinnere einmündet, welche dem Füllvolumen
entspricht.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. i ist der Zwischenbehälter 2
auf einer Waage .4 angeordnet. Vor dem Tanken des Kraftfahrzeuges wird dieser Behälter
2 mittels der Flüssigkeitspumpe 5 aus dem Behälter i mit
Flüssiggas
gefüllt, wobei (las verflüssigte Gas durch die geöffneten Ventile 10, 7, 8, 12,
15 aus dein Behälter i in den Behälter 2 überströmt. Um die Angabe der Waage 4 nicht
zu verfälschen, ist der Behälter 2 mittels einer beweglichen Rohrspirale 21 an das
Leitungsnetz angeschlossen. Soll der Behälter 2 aus Gründen der Reparatur oder sonstigen
Gesichtspunken vollständig entleert werden, so geschieht dies mittels der Pumpe
5 über die geöffneten Ventile 15, 12, 6, 9 und io. Eine umschaltbare Ausbildung
der Pumpe 5 ist hier, wie auch im Ausführungsbeispiel nach Abb. 2, vermieden, und
die verschiedene Richtung des Flüssigkeitsstromes wird lediglich durch die verschiedene
Stellung der Ventile 6 bis 9 erreicht.
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Zum Füllen des Behälters 3 mit Flüssiggas wird der Schlauch a angeschlossen
und das Flüssiggas aus dem Behälter 2 in den Behälter 3 über die Ventile 15, 11,
7, 8, 13, 14. übergefüllt, bis der Behälter 3 vollständig gefüllt ist, was dadurch
erkenntlich ist, daß die Waage q. keinerlei Gewichtsabnahme mehr zeigt.
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Hierauf wird dieFlüssigkeitsmenge,welche dem vorgeschriebenen Gasvolumen
des Behälters 3 entspricht, aus dem Behälter 3 durch die Pumpe 5 über die geöffneten
Ventile 1q., 13, 6, 9, 11, 15 in den Behälter 2 übergefüllt und dort in ihrer vorgeschriebenen
Menge genau bestimmt. Eine Fehlmessung durch Ansaugung von Flüssiggas aus dem Behälter
i in den Behälter z ist hierbei insofern vollkommen ausgeschlossen, als die mit
dem Ventil io versehene Anschlußleitung des Behälters i in den Teil der Leitung
mündet, der bei diesem Zurückfüllen als Druckleitung dient.
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Bei einem derartigen Verfahren sind also zum eigentlichen Tanken lediglich
zwei Arbeitsgänge notwendig, nämlich das Überfüllen und das teilweise Entleeren
des Behälters 3. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß der letztere nur einen
einzigen Füllstützen besitzt, aus welchem auch der Motor in der Gaszone gespeist
wird. Schließlich braucht der Tankwärter auch nicht genau aufzupassen, wann die
nötige Flüssigkeitsmenge aus dem - Behälter 3 wieder entfernt ist, da die Flüssigkeitspumpe
5 zwangsläufig nicht mehr ansaugt, wenn der Flüssigkeitsspiegel in dem Behälter
3 die Mündung des Tauchrohres 17 unterschreitet. Die entnommene Brennstoffmenge
kann ohne weiteres aus der Differenz der Anzeige der Waage 4. vor und nach dem Tanken
festgestellt werden.
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Bei der Ausführungsform der Erfindung nach Abb. 2 wird vor dem Tanken
aus dem Behälter 2 die etwa in ihm enthaltene Flüssigkeitsmenge ausgepumpt und in
den Behälter i über die Ventile i 1, 9, 6, 12 mittels der Pumpe 5 übergefüllt, bis
der Nullstrich des Schauglases, i9 erreicht ist.
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Beim Tanken des Kraftfahrzeuges wird der Behälter 3 aus dem Behälter
i durch die Ventile io, 9, 6, dein Flüssigkeitszähler oder Mengenmesser 22 und Ventile
13, 14. vollständig gefüllt. Hierauf wird die dem Gasvolumen entsprechende Flüssigkeitsmenge
bzw. die Flüssigkeitsmenge, welche das vorgeschriebene Füllvolumen überschreitet,
aus dem Behälter 3 über die Ventile 14., 13, 8, 7, 11 in den Behälter 2 übergeführt.
Diese Flüssigkeitsmenge wird entweder durch die Mündung des Tauchrohres 17 bestimmt
(wenn die Pumpe 5 nicht mehr ansaugt) oder ergibt sich aus der Angabe des Flüssigkeitsstandglases
i9. Die entnommene Brennstoffmenge wird durch die Differenz der Angabe des Schauglases
i9 und des Flüssigkeitszählers 22 bestimmt. Ist der Flüssigkeitszähler 22 derart
ausgebildet, daß er vor- und rückwärts zählt, d. 1i. die zurückgefüllte Flüssigkeitsmenge
von der zuerst übergefüllten abzieht, so kann der Zwischenbehälter :2 auch in Fortfall
kommen, wodurch sich eine weitere Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung
ergibt. Neben der Pumpe 5 sind zu beiden Seiten Entlüftungsventile 15 und 20 angeordnet,
welche bedient werden, wenn der Flüssigkeitsstrom auf der einen oder anderen Seite
der Pumpe abreißt. Eine gleiche Anordnung kann auch bei dem Ausführungsbeispiel
nach Abb. i vorgesehen werden, wo lediglich ein mit 18 bezeichnetes Entlüftungsventil
angeordnet ist.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 3 wird der Behälter 3 aus dem
Behälter 2 zunächst vollständig mit Flüssiggas gefüllt, indem die Gaspumpe 5 Gas
aus dem Vorratsbehälter i in den Behälter 2 über die Ventile 6 und 9 hineindrückt.
Zum Zurückfüllen der dem Gasvolumen des Behälters 3 entsprechenden Flüssigkeitsmenge
wird hierauf Gas aus dem Behälter 2 über die geöffneten Ventile 8 und 7 in den Behälter
i zurückgesaugt, wodurch das Flüssiggas infolge des in dem Behälter 2 erzielten
Unterdruckes überströmt. Auch in diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die
zurückzufüllende Flüssiggasmenge entweder durch die Anordnung des Tauchrohres 17
oder durch die Angabe der Waage .I bestimmt, welche auch durch ein Schauglas ersetzt
werden kann. Die Verbindungsleitung zwischen dem Behälter 2 und dem Behälter 3 ist
jedoch an ihrem Ende in Form eines Schlauches a ausgebildet, welcher zwecks Überfüllung
von Flüssiggas aus dein Behälter i in den Behälter 2 durch Überpumpen von Gas aus
dem Behälter 2 in den Behälter i über die geöffneten Ventile 8, 7 an
den
mit Tauchrohr in den Behälter i mün= denden Leitungsteil b angeschlossen wird. Während
des Tankens des Kraftfahrzeuges ist jedoch diese Leitungsverbindung unterbrochen,
da der Schlauch von der Leitung b getrennt und an den Behälter 3 angeschlossen werden
muß. Hierdurch wird demnach eine Fehlmessung beim Zurückfüllen aus dem Behälter
3 vollkommen ausgeschlossen.
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Die Erfindung ist jedoch mit den dargestellten Ausführungsbeispielen
keineswegs erschöpft, sondern die ihr zugrunde liegenden Gedanken können noch in
den verschiedensten anderen Konstruktionen und Anordnungen verwirklicht werden.
Sie ist auch nicht auf das Tanken von Kraftfahrzeugen beschränkt, sondern kann überall
dort mit gleichem Vorteil Verwendung finden, wo beim Umfüllen von Flüssigkeiten
oder Gasen gleiche oder ähnliche Bedingungen auftreten. Ein besonders wichtiges
Anwendungsgebiet der Erfindung ist die Füllung von Leuchtbojen mit verflüssigten
Gasen, wie Propan, Butan o. dgl.