DE68904015T2

DE68904015T2 - Kraftstoffabgabeeinrichtung mit einer vorrichtung zur kontrolle des gasgehaltes.

Info

Publication number: DE68904015T2
Application number: DE8989402382T
Authority: DE
Inventors: Jacques Fournier; Sylvain Janssen
Original assignee: Schlumberger SA
Current assignee: Tokheim Services France SAS
Priority date: 1988-09-02
Filing date: 1989-08-31
Publication date: 1993-05-19
Anticipated expiration: 2009-09-01
Also published as: EP0357513A1; FR2636056A1; ES2038429T3; FR2636056B1; US4978374A; ATE83749T1; EP0357513B1; DE68904015D1

Description

Die Erfindung betrifft den Bereich der Abgabe kleiner Mengen von Kraftstoffen wie Benzin oder Diesel. Sie betrifft genauer die Überwachung der Abgabe des Kraftstoffs in Abhängigkeit des Gasgehalts dieses Kraftstoffs.
Bei Kraftstoffabgabeeinrichtungen muß die Abgabe des Kraftstoffs mit dem Ziel kontrolliert werden, die Abgabe zu unterbrechen, wenn der Kraftstoff einen zu hohen Gasgehalt aufweist. Dies ist insbesondere der Fall, wenn Luft, die aus diversen undichten Stellen in den Leitungen stammt, in den Kraftstoff gelangt. Bei den Vorrichtungen älterer Technik wird dem Kraftstoffabgabelschlauch eine Vorrichtung mit einem Ventil vorgeschaltet, um den Kraftstofffluß eventuell zum Ende des Abgabeschlauchs hin zu unterbrechen. Dieses Ventil ist so geeicht, daß es sich schließt, wenn der Abgabedruck aufgrund eines Gasüberschusses im Kraftstoff abfällt.
Diese Art Vorrichtung weist folgende, dem Kraftstofflagertank nachgeschaltete Teile auf. Eine Pumpe pumpt den Kraftstoff aus dem Lagertank und befördert ihn zu einer Gasabscheidevorrichtung. Letztere ist im allgemeinen eine Wirbel-Gasabscheidevorrichtung. Der entgaste Kraftstoff wird am Umfang der Gasabscheidevorrichtung tangential zu dieser entnommen und zu einer Ventilvorrichtung hin befördert. Ein in der Mitte der Gasabscheidevorrichtung angeordneter Hilfsausgang nimmt den gashaltigen Kraftstoff auf und führt ihn in den Lagertank zurück.
Diese Art Vorrichtung, die mit einem Steuerventil arbeitet, erweist sich bei Gasüberschüssen als nicht immer wirksam. Dieser Überschuß entsteht dadurch, daß, wenn der Gasgehalt am Eingang der Gasabscheidevorrichtung zu hoch ist, letztere gesättigt ist. Außerdem kann es sein, daß diese Vorrichtung unzuverlässig arbeitet.
Die vorliegende Erfindung will diesen Nachteilen abhelfen und ein Kontrollsystem für die Ventilvorrichtung vorstellen, mit dessen Hilfe die Funktionszuverlässigkeit derselben erheblich erhöht wird und der Schließstand des Steuerventils je nach Gasgehalt genau reguliert werden kann.
Hierzu ist der Hauptgegenstand der Erfindung eine Kraftstoffabgabeeinrichtung, umfassend:
- eine Pumpe zum Pumpen des Kraftstoffs aus einem Lagertank;
- eine Wirbel-Gasabscheidevorrichtung, die eine mit der besagten Pumpe verbundene Einlaß- bzw. Zuführleitung, eine Auslaß- bzw. Abführleitung und einen axialen Hilfsausgang zur Entnahme eines Teils des mit Gas angereicherten Kraftstoffes aufweist, einen Kraftstoffabgabeschlauch;
- ein Steuerventil, das zwischen den besagten Abgabeschlauch und den Ausgang der besagten Gasabscheidevorrichtung montiert wird; sowie
- eine Vorrichtung zur Regelung bzw. Kontrolle des besagten Steuerventils in Abhängigkeit vom Gasgehalt des Kraftstoffs, die ein Venturi aufweist, das auf den besagten Hilfsausgang montiert ist, sowie Vorrichtungen, die das Schließen des besagten Steuerventils je nach dem im Venturi herrschenden Druck steuern.
Nach einer bevorzugten Ausführungsart umfassen die Regel- bzw. Kontrollvorrichtungen für das Steuerventil:
- ein Regelventil bzw. einen Kontrollschieber, der geschlossen wird, wenn der Druck im Hals des Venturis einen vorher festgelegten Wert übersteigt, sowie Vorrichtungen, die das Schließen des Steuerventils bewirken, wenn der besagte Kontrollschieber geschlossen ist.
Die Erfindung und ihre verschiedenen technischen Merkmale werden durch Lektüre der nachfolgenden Beschreibung besser verständlich, wobei eine einzige Abbildung hinzugefügt ist, die die Steuervorrichtung der Erfindung darstellt.
Die Vorrichtung der Erfindung umfaßt hauptsächlich eine Pumpe 11, eine Gasabscheidevorrichtung 13, ein Steuerventil 21 für einen Abgabeschlauch 50 sowie Kontrollvorrichtungen 19 für das Steuerventil 21 in Abhängigkeit des Gasgehalts des von der Gasabscheidevorrichtung 13 abgegebenen Kraftstoffs.
Der in einem Lagertank 10 gelagerte Kraftstoff wird von einer Pumpe 11 über eine Zuführleitung 12 einer Gasabscheidevorrichtung 13 zugeführt. Diese besteht hauptsächlich aus einem zylindrischen Körper 14, an dessen einem Ende 15 die Zuführleitung 12 tangential mündet. Wenn die Pumpe 11 in Betrieb ist, kommt der geförderte Kraftstoff tangential im zylindrischen Körper 14 in einer Wirbelbewegung an. An einem zweiten Ende 9 des zylindrischen Körpers 14 ist eine Abführleitung 16 in gleicher Weise wie die Zuführleitung 12 angeordnet, d.h. tangential zum zylindrischen Körper 14. Auf diese Weise bewegt sich der Kraftstoff, der am wenigsten Gas enthält und am schwersten ist, durch die Wirbelbewegung am Umfang des Innenraums des zylindrischen Körpers 14 voran. Der am meisten Gas enthaltende und leichtere Kraftstoff bewegt sich in der Mitte des zylindrischen Körpers 14 voran. Die Abführleitung 16 entnimmt folglich am Umfang des Hauptkörpers den praktisch entgasten Kraftstoff. Ein Hilfsausgang 24 der Gasabscheidevorrichtung 13 ist am anderen Ende 9 derselben und in der Mitte des zylindrischen Körpers 14 angeordnet. Auf diese Weise tritt der zu gashaltige Kraftstoff durch diesen Hilfsausgang 24 aus, der in einen Auffangtank 9' zur Rückführung des Kraftstoffs mündet.
Um die Funktionsfähigkeit des Steuerventils 21 zu verbessern, sind zwischen die Gasabscheidevorrichtung 13 und das Steuerventil 21 Kontrollvorrichtungen 19 geschaltet, um auf den Druck des Kraftstoffs und damit den Gasgehalt desselben besser reagieren zu können. Diese Kontrollvorrichtungen 19 werden weiter unten in der Beschreibung noch beschrieben.
Die Abführleitung 16 mündet am Steuerventil 21, das in der Hauptsache einen Steuerkörper 20 umfaßt, in dem ein Betätigungsventil bzw. eine Steuerklappe 22 sitzt, die eine erste und eine zweite Seite aufweist. Letztere ist gleitend innerhalb des Körpers 20 montiert und kann so mindestens zwei Längspositionen einnehmen. In der ersten Position blockiert sie mit ihrer ersten Seite die Verbindung zwischen dem Eintritt 17 der Abführleitung 16 und der Leitung 18 des Abgabeschlauchs 50. In ihrer zweiten Position hält die Steuerklappe 22 die Verbindung zwischen dem Eintritt 17 der Abführleitung 16 und der Leitung 18 des Abgabeschlauchs 50 offen. Eine erste Feder 44, die hinten am Steuerkörper 20 anliegt, hält die Steuerklappe 22 in der ersten Position fest.
Die Kontrollvorrichtungen für die Steuervorrichtung der Erfindung umfassen hauptsächlich ein Venturi 25 und Vorrichtungen, die den Schließvorgang der Steuerklappe 22 je nach dem im Hals des Venturis 25 herrschenden Druck steuern. Letztere umfassen eine Kontroll- oder Ablaßleitung 36 und einen Kontrollschieber, das aus einem Kontrollkörper 33 besteht, in dem sich ein Kontrollventil 32 befindet. Das Venturi 25 ist auf den Hilfsausgang 24 der Gasabscheidevorrichtung 13 montiert und sein Ausgang 26 mündet in den Auffangtank 9'. Ein Kanal 28 ist in das Venturi 25 gearbeitet, und zwar senkrecht zu diesem, und mündet in den Hals des Venturis 25. Der Kontrollkörper 33 ist gegenüber dem Ausgang dieses Kanals 28 des Venturis 25 angeordnet, wobei eine Innenkammer 30 des Kontrollkörpers 33 mit dem Hals des Venturis 25 verbunden ist. Über eine Öffnung 42 hat die Innenkammer 30 Verbindung mit draußen. Die Kontrolleitung 36 verbindet den Steuerinnenraum oder die Steuerkammer 38 des Steuerventils 21 mit dem Kontrollkörper 33. Das Kontrollventil 32 ist gleitend im Kontrollkörper 33 montiert, so daß es in einer ersten Position die Kontrolleitung 36, die in die Kammer 30 mündet, vom Kontrollkörper 33 trennt. In einer zweiten Position läßt dieses Ventil 32 die Verbindung zwischen Kontrolleitung 36 und Kammer 30 offen. Dieses Kontrollventil 32 ist innerhalb des Kontrollkörpers 33 gleitend dicht montiert. Eine zweite Feder 35 ist hinter dem Kontrollventil 32 angeordnet, damit dieses den vollkommmenen Verschluß der Kontrolleitung 36 gewährleistet, indem sie gegen einen Sitz 34 des Kontrollkörpers 33 drückt.
In die Steuerklappe 22 ist ein Kanal 40 gearbeitet, um die ständige Verbindung zwischen der Steuerkammer 38 des Steuerventils 21 und der Abführleitung 16 sicherzustellen, und zwar in zwei Positionen der Steuerklappe 22. Auf diese Weise kann die Flüssigkeit aus der Abführleitung 16 in die Steuerkammer 38 gelangen und wird der Flüssigkeit beigemengt, die durch die schmale Leckage zwischen dem Umfang der Steuerklappe 22 und der Innenwand des Steuerkörpers 20 gelangt. Dank dieser Besonderheit werden Schwingungsphänomene der Steuerklappe 22 vermieden und die Dämpfung der Bewegungen dieses Ventils erleichtert.
An diesem Abgabeschlauch 18 kann eine Zähleinrichtung vorgesehen werden.
Die Funktion der Steuervorrichtung der Erfindung ist folgende. Wenn der Gasgehalt im Kraftstoff gering ist, ist die Volumenmasse der durch den Hilfsausgang 24 und das Venturi 25 entnommenen Flüssigkeit hoch. Der Unterdruck in Höhe des Halses des Venturis 25 und des Kanals 28 des Kontrollkörpers 33 ist folglich wichtig. Dieser Unterdruck hält das Kontrollventil 32 in offener Position, d.h. in einer Position, in der die Kontrolleitung 36 und die Öffnung 42 des Kontrollkörpers 33 Verbindung zueinander behalten.
Die Flüssigkeit, die durch die Abführleitung 16 in das Steuerventil 21 gelangt, gelangt teilweise auch in den Steuerraum 38. Sie kann folglich ebenfalls durch die Kontrolleitung 36 in die Kammer 30 des Kontrollkörpers 33 fließen, von wo sie durch die nach außen führende Öffnung 42 austritt. Der Druck in der Steuerkammer 38 des Steuerventils 21 wird folglich verringert und ist praktisch gleich dem atmosphärischen Druck. Infolgedessen bleibt die Steuerklappe 22 in offener Position und erlaubt das Durchfließen des Kraftstoffs zum Schlauch 50.
Ist der Gasgehalt des Kraftstoffs dagegen hoch, besteht zwischen den Volumenmassen der sich am Umfang des zylindrischen Körpers 14 der Gasabscheidevorrichtung l3 bewegenden Flüssigkeit und der sich in der Mitte des zylindrischen Körpers 14 bewegenden Flüssigkeit ein großer Unterschied, nachdem letztere die schwächere ist. Die im Venturi 25 zirkulierende Flüssigkeit hat folglich eine geringere Dichte, und der durch dieses Venturi 25 bewirkte Unterdruck wird verringert. Der Druck im Kanal 28 des Venturis 25 steigt also. Da die zweite Feder 35 des Kontrollventils 32 so ausgelegt ist, daß sie auf über einem bestimmten Unterdruckwert liegende Werte reagiert, die jeweils einem bestimmten Gasgehalt des Kraftstoffs entsprechen, wird das Kontrollventil 32 gegen den Sitz 34 des Kontrollkörpers 33 gedrückt. Es verhindert also, daß die Flüssigkeit aus der Kontrolleitung 36 zur nach außen führenden Öffnung 42 fließen kann. Da das Kontrollventil 32 geschlossen ist, gleicht sich der Druck in der Steuerkammer 38 nach und nach dem in der Leitung 16 herrschenden Druck an, aufgrund der undichten Stellen der Steuerklappe 22 und des Kanals 40 im Steuerventil 21. Der Druck wird auf beiden Seiten der Steuerklappe 22, die sich durch Druck der Feder 44 schließt, also in etwa gleich. Die Versorgung des Schlauchs 50 wird unterbrochen.
Die Steuerklappe 22 kann sich erst wieder öffnen, wenn das Kontrollventil 32 sich wieder öffnet, d.h. wenn der Gasgehalt unter den festgelegten Wert fällt. Wenn sich nämlich das Kontrollventil 32 öffnet, wird die mit der Öffnung 42 verbundene Steuerkammer 38 nach und nach auf atmosphärischen Druck gebracht. Dagegen wirkt der Druck in der Abführleitung 16, der weit über dem atmosphärischen Druck liegt, auf den Umfang 22a der ersten aktiven Seite der Steuerklappe 22, und dies genügt, um die erste Feder 44 zusammenzudrücken und ein Öffnen der Steuerklappe 22 zu bewirken.
In den Vorrichtungen älterer Technik wird der Gasgehalt in der Leitung 16 gemessen. Der Gasüberschuß bewirkt nämlich ein Abfallen des Drucks das Kraftstoff-Gas-Gemischs, wodurch die Steuerklappe 22 geschlossen wird. Nach der Erfindung wird der Gasgehalt am Hilfsausgang 24 der Gasabscheidevorrichtung 13 bestimmt. Dieser Gasgehalt der Flüssigkeit am Hilfsausgang 24 ist somit repräsentativ für den Gasgehalt in der Abführleitung 16, jedoch mit einer erheblichen Erweiterung dieses Gehalts. Da der Hilfsausgang 24 nämlich axial angeordnet ist, wird über diesen Flüssigkeit in dem Bereich der Wirbelvorrichtung entnommen, in dem die Flüssigkeit am meisten mit Gas angereichert ist.
Da die Federn 44 und 35 vorab ausgelegt werden können, so daß das Steuerventil 21 und die Kontrollvorrichtungen auf bestimmte Druckwerte, die einem bestimmten Gasgehalt im Kraftstoff entsprechen, reagieren können, kann die Vorrichtung der Erfindung bei verschiedenen Abgabevorrichtungen für Kraftstoff und unter unterschiedlichen Benutzungsbedingungen eingesetzt werden.

Claims

1. Kraftstoffabgabeeinrichtung mit einer Pumpe (11) zum Pumpen des Kraftstoffs aus einem Lagertank (10), dadurch gekennzeichnet, daß sie folgende Teile umfaßt:

- eine Wirbel-Gasabscheidevorrichtung (13), die eine mit der besagten Pumpe (11) verbundene Einlaßleitung (12), eine Auslaßleitung (16) und einen axialen Hilfsausgang (24) zur Entnahme eines Teils des mit Gas angereicherten Kraftstoffes aufweist;

- einen Kraftstoffabgabeschlauch (50);

- ein Steuerventil (21), das zwischen den Abgabeschlauch (50) und die Austrittsöffnung der besagten Gasabscheidevorrichtung (13) montiert wird; sowie

- Vorrichtungen (19) zur Regelung des besagten Steuerventils (21) je nach Gasgehalt des Kraftstoffs, die ein Wirbelsystem (25) aufweisen, das auf den besagten Hilfsausgang (24) montiert ist, sowie Vorrichtungen (25, 28, 30, 32, 33, 36, 42), die das Schließen des besagten Steuerventils (21) je nach dem im Wirbelsystem (50) herrschenden Druck bewirken.

2. Kraftstoffabgabeeinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Regelvorrichtungen (19) für das genannte Steuerventil (21) über ein Regelventil (33) verfügen, das geschlossen wird, wenn der Druck im Hals des Wirbelsystems einen vorher festgelegten Wert übersteigt, sowie Betätigungsvorrichtungen (25, 28, 30, 32, 36, 42) zum Schließen des Steuerventils (21), wenn das besagte Regelventil (33) geschlossen ist.

3. Kraftstoffabgabeeinrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das besagte Steuerventil (21) aus einem Sitz und einer beweglichen Betätigungsklappe (22) besteht, um den Kraftstofffluß zwischen der besagten Gasabscheidevorrichtung (13) und dem besagten Schlauch (50) zu unterbrechen, wenn eine erste Seite der Betätigungsklappe (22) gegen den besagten Sitz drückt, und bei der die genannten Betätigungsvorrichtungen für das besagte Betätigungsventil außerdem eine Steuerkammer (38) umfassen, die von einer zweiten Seite der besagten Betätigungsklappe (22) begrenzt wird.

4. Kraftstoffabgabeeinrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das besagte Regelventil (33) mit der besagten Steuerkammer (38) verbunden ist und diese mit einer Auslaßleitung (36) verbindet, wenn das besagte Regelventil (33) geöffnet ist, und diese Verbindung unterbricht, wenn das besagte Regelventil geschlossen ist.