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Beim Umladen explosiver Flüssigkeiten,
wie etwa Öl
oder Benzin, auf Tanklastwagen ist das Risiko hoch, daß Fehlfunktionen
auftreten, durch die es zu Schäden
kommen kann. Ein häufiger
Fehler liegt dabei im Überladen
einer Abteilung oder dem Befüllen
der falschen Abteilung des Tanklastwagens. Ursprünglich wandten die Fahrer von
Tanklastwagen allein visuelle Verfahren an, d. h. sie benutzten
einen durch einen Schlüssel
betätigten
Schalter und wahlweise auch ein Produktauswahlelement zum Anlassen
von Pumpen und Ventilen. Die eingefüllte Menge wurde sodann durch
den Fahrer überprüft, indem
dieser auf den Tanklastwagen stieg und die Abdeckungen der Einstiegsöffnungen
offenließ.
War die jeweilige Abteilung nahezu voll, so mußte der Fahrer wieder auf den
Boden klettern und die Befülloperation anhalten.
Dieses System ist kompliziert und es kann dabei, beispielsweise
durch ein Ausrutschen, eine Explosion usw., zu Unfällen kommen.
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Um das Risiko einer Überladung
zu verringern, ging man später
dazu über,
die verschiedenen Tanklastwagen-Abteilungen mit Überlade-Schutzmitteln in Form
eines sogenannten Thermistors auszustatten, wobei es sich um einen
temperaturempfindlichen Widerstand handelt. Dieser Thermistor wurde mit
Hilfe eines Steckers mit dem Warenlager verbunden, wobei am Warenlager
ein Verstärker
vorgesehen war, der das Signal vom Thermistor in ein Relaissignal
zum Schließen
eines am Warenlager angeordneten Solenoid-Ventils umwandelte. Dieses
System funktioniert, sofern alle darin enthaltenen Bestandteile
neu und korrekt eingestellt sind. Nach einiger Zeit kann es jedoch
zu Problemen, beispielsweise zu einem mechanischer Fehler im am
Warenlager vorgesehenen Solenoid-Ventil, kommen. Dies führt dazu, daß das Pro dukt
weiter in den Tanklastwagen strömt, obwohl
das elektrische Signal zum Solenoid-Ventil nicht mehr vorhanden
ist. Dieses Risiko wurde später durch
Installation eines weiteren Thermistors in jeder Abteilung und eines
Verstärkers
im Tanklastwagen beseitigt. Das vom Thermistor gelieferte Steuersignal wurde
dabei im Verstärker
zur Steuerung des Solenoid-Ventils verstärkt, das seinerseits dazu diente, mit
Hilfe des im Laster vorhandenen Druckluftsystems ein am Boden der
Abteilung angebrachtes Ventil so zu öffnen, daß das Produkt in die Abteilung
hineinfließen
konnte. Wenn das Produktniveau den zusätzlichen Thermistor erreicht
und diesen abkühlt,
so wird das Solenoid-Ventil geschlossen. Dieses System bot bei einem
Ausfall der am Warenlager vorgesehenen Schutzmittel eine zusätzliche
Sicherheit gegen ein Überladen.
Tatsächlich
funktioniert dieses Tanklastwagen-Sicherheitssystem eigenständig und vollkommen
unabhängig
vom Warenlager. Trotz der doppelten Sicherheitsmaßnahmen
konnte es jedoch auch weiterhin zu einem Überlaufen kommen, falls beide
Systeme gleichzeitig ausfielen.
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Eine Weiterentwicklung dieses Systems sieht
den zusätzlichen
Einsatz eines Ablade-Rechners am Warenlager vor. Dieser Rechner
verfügt über eine
Datenbank, die Informationen über
das Volumen der Abteilungen jedes Tanklastwagens enthält. Kommt
der Fahrer am Warenlager an, so gibt er einen Lastwagen-Code ein,
wodurch der Ablade-Rechner Informationen darüber erhält, um welchen Lastwagen es
sich handelt. Der Entlade-Rechner erhält hierdurch eine Kennung.
Der Fahrer wählt sodann
das Produkt aus und gibt an, welche Abteilung er zu beladen wünscht. In
diesem Zusammenhang muß ein
mit dem Rechner verbundener Thermistorstecker auch mit der ausgewählten Abteilung verbunden
werden. Dieses umfangreichere System bietet den Vorteil, daß die in
die einzelne Abteilung abgeladene Menge den in der Abteilung vorhandenen
Laderaum nicht übersteigen
kann, sofern die Datenbank korrekt ist. Wenn das Beladen der ersten
Abteilung beginnt, so lädt
das Abladesystem das gewünschte
Volumen um. Das System weist eine Zeitverzögerung auf, die ein Befüllen der
nächsten
Abteilung erst nach einer bestimmten Wartezeit ermöglicht,
was in gewissem Umfang sicherstellt, daß der Fahrer den Thermistor-Stecker
zur nächsten
Abteilung versetzt und diese geöffnet
hat.
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Das beschriebene System wird häufig eingesetzt
und bietet ein hohes Maß an
Sicherheit. Allerdings kommt es bei unterschiedlichen Gelegenheiten aufgrund
von Unachtsamkeiten noch immer zu einem Überlaufen bzw. Verschütten.
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Der vorliegenden Erfindung liegt
daher die Aufgabe zugrunde, die Sicherheit weiter zu erhöhen und
das Risiko einer Fehlfunktion sowie eines Überlaufens beim Umladen von
Flüssigkeiten
auf unterschiedliche Arten von Lastwagen zu reduzieren.
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Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis,
daß zusätzliche
Vorsichtsmaßnahmen
nötig sind,
um bestimmten Arten von Fehlfunktionen oder Fehlverhalten entgegenzuwirken,
die durch das Personal bzw. durch Fehler im Ablade-Rechner oder dessen
Datenbank bewirkt werden.
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Die Erfindung basiert auf einem bekannten Sicherheitssystem,
das die folgenden Bestandteile enthält: eine am Warenlager vorgesehene
Steuervorrichtung, die zur Steuerung des Ladevorgangs sowie des Öffnens und Schließens eines
in einer Verbindungsleitung vom Warenlager zu einer Einlaßleitung des
Tanklastwagens angeordneten Produktventils dient; einen Flüssigkeitsnachweis-Meßwandler,
der mit der Steuervorrichtung verbunden und in der einzelnen Ladeabteilung
des Tanklastwagens an der Decke vorgesehen ist, um zur Verhinderung
eines Überlaufens
die Flüssigkeitszufuhr
zur einzelnen Ladeabteilung zu unterbrechen, sofern er das Vorhandensein
von Flüssigkeit
feststellt; einen Flüssigkeitsstand-Meßwandler,
der mit der Steuervorrichtung des Warenlagers verbunden und in einer
geringeren Höhe
in der jeweiligen Ladeabteilung vorgesehen ist, um die Flüssigkeitszufuhr
zu unterbrechen, wenn die Abteilung bis zu einem festgelegten Höchststand
befällt
wurde; ein Einlaßventil
jeder einzelnen Abteilung, wobei das Einlaßventil mit der Steuervorrichtung
des Warenlagers verbunden ist und durch diese Steuervorrichtung
aktiviert werden kann; ein in der Einlaßleitung vorgesehenes Betriebsventil;
und einen Verbindungs-Meßwandler,
der mit der Steuervorrichtung des Warenlagers verbunden und so ausgelegt
ist, daß er überprüft, ob die
Verbindungsleitung an die Einlaßleitung
vor deren Betriebsventil angeschlossen ist oder nicht.
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Zur weiteren Verminderung des Risikos
eines Überladens
und Verschüttens
von Flüssigkeit muß dieses
bekannte System noch erfindungsgemäß durch die folgenden Bestandteile
ergänzt
werden: einen Sensor, der in der Verbindung zwischen der Steuervorrichtung
und dem Einlaßventil
enthalten und so ausgelegt ist, daß er die Einstellposition des
Einlaßventils
ermittelt; einen weiteren Sensor, der mit dem genannten Sensor in
Reihe geschaltet und so ausgelegt ist, daß er die Einstellposition des in
der Einlaßleitung
vorgesehenen Betriebs ventils ermittelt; eine in der Steuervorrichtung
des Warenlagers enthaltene Steuerschaltung, die so ausgelegt ist,
daß sie
ein Öffnen
des Produktventils verhindert bzw. dieses Ventil schließt, wenn
wenigstens einer der beiden Sensoren anzeigt, daß sein zugehöriges Ventil
sich in der Verschlußposition
befindet; eine Sicherheitsschaltung, die sich in das elektrische
System des Tanklastwagens einbauen läßt und mit der Steuervorrichtung
verbunden und dabei so ausgelegt ist, daß sie überprüft, ob der Verbrennungsmotor
des Lastwagens abgeschaltet ist, und die während des Beladens ein Anlassen
des Verbrennungsmotors des Lastwagens verhindert.
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Der Erfindung liegt somit die Erkenntnis
zugrunde, daß es
nötig ist,
die Sicherheit zu erhöhen, indem
man nicht nur die jeweilige Einstellposition sowohl des in der Einlaßleitung
vorgesehenen Einlaßventils
als auch des in der Einlaßleitung
vorgesehenen Betriebsventils ermittelt, sondern auch sicherstellt,
daß der
Verbrennungsmotor des Tanklastwagens abgeschaltet ist und nicht
mit Hilfe des zugehörigen
Anlassermotors gestartet werden kann. Diese Information wird sodann
in der Steuervorrichtung des Entlade-Warenlagers eingesetzt, wodurch
eine Öffnung
des Produktventils verhindert wird, wenn zumindest eines der beiden überwachten
Ventile sich in der Verschlußposition
befindet bzw. wenn der Verbrennungsmotor läuft oder eine elektrische Verbindung
zwischen dem Zündschlüsselschalter
und dem Anlassermotor hergestellt werden kann. Hierdurch wird verhindert,
daß ein
Abladen auf den Tanklastwagen erfolgt, falls die einzelnen Abteilungen
des Tanklastwagens nicht so vorbereitet wurden, daß sie eine
Ladung aufnehmen können,
bzw. falls der Verbrennungsmotor des Tanklastwagens läuft oder
die Möglichkeit
besteht, den Verbrennungsmotor anzulassen.
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Bei einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung
der Erfindung weist das Sicherheitssystem zudem eine Erkennungsvorrichtung
auf, welche eine Erkennungsschaltung am Tanklastwagen und eine Nachweisschaltung
in der Abladevorrichtung des Warenlagers umfaßt. Durch diese Weiterentwicklung wird
auch das Risiko eliminiert, daß der
Fahrer des Tanklastwagens versehentlich einen Tanklastwagen-Code
angibt, der nicht zu dem von ihm gefahrenen Fahrzeug paßt.
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Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert, welche
eine zu mehreren Abteilungen eines Tanklastwagens gehörende einzelne
Abteilung sowie die zugehörige
Sicherheitsausrüstung
zeigt.
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Zur besseren Übersichtlichkeit ist in der Zeichnungsfigur
nur eine Abteilung 10 eines Tanklastwagens gezeigt. Demgemäß ist die
Anzahl der zu einer einzelnen Abteilung gehörenden Bestandteile je nach
der Anzahl der im jeweiligen Tanklastwagen vorhandenen Abteilungen
zu vervielfachen. An der Oberseite der Abteilung sind eine (nicht
gezeigte) Abdeckung einer Einstiegsöffnung sowie ein Entlüftungsrohr
vorgesehen. Am unteren Ende der Abteilung befindet sich ein am Ende
eines Einlaßrohres 12 angeordnetes
Einlaßventil 11.
Das Einlaßrohr
ist Teil einer Zweigleitung, deren verschiedene Abzweigungen mit
unterschiedlichen Abteilungen des Tanklastwagens verbunden sind.
Das Einlaßventil 11 wird
im dargestellten Fall durch eine Leitung 13 mit Hilfe von Druckluft
druckkontrolliert. Die Leitung 13 kann mit Hilfe von am Ende
einer Zuführleitung 15 vorgesehenen
Verbindungsmitteln 14 an eine externe Druckluftquelle am
Tanklager angeschlossen werden. In der Leitung 15 ist ein
Steuerventil 16 zur Steuerung der Druckluftzufuhr angeordnet.
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Am Einlaßende des Einlaßrohrs bzw.
der Zweigleitung 12 befindet sich ein Betriebsventil 17, das
beim dargestellten Ausführungsbeispiel
manuell zu bedienen ist, aber durchaus auch durch Druckluft betätigt werden
könnte.
An den Steuermitteln des Ventils ist ein Grenz-Meßwandler 18 angeordnet,
der ermittelt, ob das Ventil offen oder geschlossen ist. Erfindungsgemäß ist dieser
Grenz-Meßwandler
einerseits mit einem den Druck in der Leitung 13 ermittelnden
Druckanzeiger 19 und andererseits mit einem Niedrigstniveau-Anzeiger 20 verbunden,
der durch einen Thermistor oder einen kapazitiven Meßwandler gebildet
wird und im oberen Teil der Abteilung 10 angeordnet ist.
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Im obersten Teil der Abteilung befindet
sich ein weiterer Niveau-Anzeiger 21, der ebenfalls aus einem
Thermistor oder einem kapazitiven Meßwandler besteht. Der zuletzt
genannte Niveau-Anzeiger 21 ist mit einem weiteren, am
Betriebsventil 17 angeordneten Grenz-Meßwandler 22 in Reihe
geschaltet.
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Wie sich der Zeichnung entnehmen
läßt, ist im
Tanklastwagen eine Sicherheitsschaltung 23 vorgesehen.
Diese Vorrichtung umfaßt
einen druckkontrollierten Schalter, der mit dem elektrischen System des
Tanklastwagens verbunden ist, um ein Anlassen des Verbrennungsmotors
mit Hilfe des Zündschlüsselschalters 24 des
Tanklastwagens sowie des zugehörigen
Anlassermotors 25 zu unterbinden und zudem zu verhindern,
daß mit
der Ladeoperation be gonnen wird, sofern der Motor laufen sollte.
Der zur Sicherheitsschaltung 23 gehörende druckkontrollierte Schalter
ist somit über
eine Druckluftleitung 26, ein Verbindungsmittel 27,
eine Zuführleitung 28 und
ein Steuerventil 29 mit einer externen, am Warenlager vorgesehenen
Druckluftquelle verbunden. Die Sicherheitsschaltung 23 umfaßt zudem
Meßwandler, die
an eine Signalleitung 30 angeschlossen und so angeordnet
sind, daß sie
anzeigen, ob der Verbrennungsmotor des Lastwagens abgeschaltet ist,
und zudem melden, daß der
druckkontrollierte Schalter den Stromkreis zwischen dem Zündschlüsselschalter 24 und
dem Anlassermotor 25 geöffnet
hat.
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Die Signalleitung 30 sowie
die von den Grenz-Meßwandlern 18, 22 kommenden
Signalleitungen 31 und 32 werden jeweils mit einem
Pol in einem Anschlußmittel 33 verbunden,
welches seinerseits derart mit entsprechenden Anschlußmitteln 34 am
Entladeplatz des Warenlagers verbunden werden kann, daß sich die
verschiedenen Signale an eine Steuervorrichtung bzw. -schaltung 35 leiten
lassen, die am Warenlager vorgesehen ist und durch eine programmierbare
logische Steuerung gebildet wird. Falls notwendig, können in
den Verbindungsleitungen zwischen den Meßwandlern 18 und 22 und
der Steuerschaltung 35 Verstärker 36 angeordnet
sein.
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Um zu Überprüfen, ob eine Zuführleitung bzw.
Lagerleitung 37 zwischen dem Hauptventil 38 des
Warenlagers und dem Betriebsventil 17 des Tanklastwagens
angeschlossen ist, wird ein induktiver Meßwandler 39 oder eine
andere Art von Meßwandler
in bekannter Weise angeordnet. Dieser Meßwandler wird über eine
Signalleitung 40 an die Steuerschaltung 35 angeschlossen,
welche ihrerseits mit einem Leitrechner 41 verbunden ist.
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Die am jeweiligen Tanklastwagen angeordneten
Bestandteile sind in der Zeichnung durch die gestrichelte Linie
A eingerahmt.
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Erfindungsgemäß wurde also ein aus dem Stand
der Technik bekannter Tanklastwagen modifiziert, indem der Niedrigstniveau-Thermistor 20 in
der Abteilung 10 einerseits mit einem Druckanzeiger 19, die
den auf die Druckleitung 13 zum Bodenventil 11 der
Abteilung ausgeübten
Druck ermittelt, und andererseits mit einem Grenz-Meßwandler 18 eines
manuell oder automatisch betätigbaren
Ventils 17 in Reihe geschaltet wurde, das an den Abzweigungen
bzw. Zweigleitungen 12 des Tanklastwagens angeordnet ist.
Diese Anordnung führt
zu einer Rückkopplung, wodurch
die Ladeoperation nur dann beginnen kann, wenn ein Druck auf das
korrekte Bodenventil 11 einwirkt und das korrekte Betriebsventil 17 geöffnet ist. Zudem
kann das Laden nicht beginnen, ehe überprüft wurde, daß der Verbrennungsmotor
des Tanklastwagens nicht läuft
und der Druckschalter in der Sicherheitsschaltung 23 die
für den
Anlassermotor und den Verbrennungsmotor notwendigen elektrischen
Schaltkreise derart geöffnet
hat, daß der
Verbrennungsmotor während
des Beladens mit Sicherheit nicht gestartet werden kann.
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Indem der oberste Thermistor 21 in
der Abteilung 10 bzw. deren Entlüftungsrohr mit dem Grenz-Meßwandler 22 des
Betriebsventils 17 in Reihe geschaltet ist, erhält man ebenfalls
eine Rückkopplung,
wodurch nur dann ein Signal empfangen wird, wenn das korrekte Betriebsventil 17 geöffnet ist. Wenn
nun also der Fahrer versucht, das Betriebsventil 17 einer
falschen Abteilung oder ein weiteres Betriebsventil 17 zu öffnen, so
erhält
man ein Fehlersignal, weil die Schaltung für den Thermistor 21 symmetrisch
ist. In diesem Zusammenhang ist zu betonen, daß die Verbindung zum herkömmlichen
Verstärker des
Tanklastwagens automatisch unterbrochen wird, wenn der Lastwagen
mit dem Sicherheitssystem verbunden wird.
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In Tanklastwagen, die keine Zweigleitungen bzw.
Verzweigungen aufweisen, wird die Lagerleitung 37 mit jeder
einzelnen Abteilung verbunden, wobei dann der Lastwagen zusätzlich an
jeder Abteilung einen Grenz-Meßwandler
aufweist, um festzustellen, ob die Lagerleitung 37 mit
der korrekten Abteilung verbunden ist.
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Für
die erwähnten
Funktionen ist ein elektrisches Mehrpol-Element 33 an einem
vom Tanklastwagen kommenden Kabel montiert. Dieses Element kann
mehr Anschlußpins
aufweisen, als in der Zeichnung gezeigt sind, so daß es durch
eine Überbrückung bestimmter
Anschlußpins
möglich
wird, einen Erkennungscode für
den jeweiligen Lastwagen zu erzeugen. Eine entsprechende Kennung
erhält
man auch, indem man eine ID-Schaltung am Tanklastwagen vorsieht
und diese ID-Schaltung mit Hilfe des vom Lastwagen zur Steuerschaltung 35 verlaufenden
Verbindungskabels an die Steuerschaltung 35 und den Rechner 41 anschließt. Durch
eine solche Anordnungen werden Fehler und Pannen verhindert, die
auftreten, wenn der Fahrer einen falschen Lastwagencode angibt.
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Es ist zudem möglich, im Entlüftungsrohr 42 der
Abteilungen einen kapazitiven Meßwandler 43 zu montieren,
der auf Flüssigkeiten
anspricht. Der Meßwandler 43 ist
dabei mit der Steuerschaltung 35 des Warenlagers über das
elektrische Mehrpol-Element 33 verbunden und gibt ein Signal
an die Steuerschaltung aus, falls Flüssigkeit durch das Entlüftungsrohr entweichen
sollte. Falls also die erwähnten
Sicherheitsfunktionen nicht durchgeführt werden können, kann
dieses Signal zur Aktivierung einer Notabschaltung usw. dienen.
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Wie bereits erwähnt, findet die gesamte Steuerung
der Ventile unter Verwendung eines insbesondere durch Druckluft
gebildeten Druckmediums statt, das aus einer externen, am Warenlager vorgesehenen
Druckquelle stammt. Der Tanklastwagen muß dementsprechend so umgerüstet werden, daß an ihm
Mehrpol-Druckluftmittel angeschlossen werden können. Diese Druckluftmittel
umfassen die Verbindungsmittel 27 und Verbindungsmittel 14,
deren Anzahl derjenigen der im jeweiligen Tanklastwagen vorhandenen
Abteilungen entspricht. Der Anschluß an das herkömmliche
Lastwagen-Druckluftsystem wird mit Hilfe eines Verschiebeventils
für jedes
Bodenventil unterbrochen, was bedeutet, daß Druckluft allein vom Warenlager
zugeführt
wird. Ein Druckluft-Signal wird dazu eingesetzt, den Anschluß des zum
Anlassermotor 25 des Tanklastwagens über den in der Sicherheitsschaltung 23 vorgesehenen Druckschalter
zu unterbrechen. Die Sicherheitsschaltung 23 überprüft zudem,
daß der
Verbrennungsmotor des Lastwagens abgeschaltet ist. Der Meßwandler
dieses Druckschalters ist über
die Leitung 30 mit dem Warenlager rückgekoppelt, wobei das Abladen
ohne ein Rückkopplungssignal
nicht beginnt.
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Zum Einsatz der Erfindung ist auch
eine Modifizierung des Warenlagers notwendig. Am Entladeplatz wird
dabei ein Behälter
montiert, der die Druckluftventile 16 und 29 und
die Druckluftverbindungsmittel 14, 27 zum Öffnen der
Bodenventile 17 des Lastwagens und zur Betätigung des
in der Sicherheitsschaltung 23 des Lastwagens enthaltenen Druckschalters
enthält.
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Die (durch eine programmierbare logische Steuerung
gebildete) Steuerschaltung 35 ist so programmiert, daß sie Informationen über die
Abteilungsvolumen des Lastwagens von einem Leitrechner empfängt, der
eine Datenbank mit Informationen über die betreffenden Tanklastwagen
enthält.
Hat der Fahrer seinen persönlichen
Code eingegeben oder seinen Führerschein über einen
Strichcode-Abtaster gezogen, so beginnt das Abladen, indem die korrekte Abteilung
ein Öffnungssignal
empfängt.
Die durch die programmierbare logische Steuerung gebildete Steuerschaltung 35 überprüft, daß alle Signale
vom Tanklastwagen korrekt sind. Ist dies der Fall, so öffnet sich
das Produktventil 38 zum Einfüllen einer vorab festgelegten
Menge. Wenn die festgelegte Menge abgemessen wurde oder der Thermistor 20 des
Warenlagers das Signal verloren hat, so wird das Abladen solange
unterbrochen, bis der Fahrer das Betriebsventil 17 der
nächsten
Abteilung geöffnet
hat. Diese Abfolge wiederholt sich, bis alle vorprogrammierten Abteilungen
befällt
wurden.
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Durch den Einsatz der Erfindung werden
auf den menschlichen Faktor zurückgehende
Fehler eliminiert. Zu Beginn der Abladeoperation ist es dabei nur
nötig,
daß der
Fahrer seinen Code angibt bzw. seinen Führerschein über einen Strichcode-Abtaster zieht,
woraufhin der Rechner das Abladen übernimmt. Wurde mit dem Abladen
begonnen, so besteht die einzige Aufgabe des Fahrers darin, das
Abladen zu überwachen
und das korrekter Betriebsventil 17 zu öffnen. Versucht er, ein falsches Ventil
oder mehr als ein Ventil zu öffnen,
so wird die Abladeoperation gestoppt.