DE69801419T2 - Kraftstoffzapfsäule - Google Patents
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Description
- Diese Erfindung betrifft eine Kraftstoffzapfsäule und insbesondere eine solche Kraftstoffzapfsäule, die mit einer Verarbeitungseinheit versehen ist, die dazu ausgestaltet ist, um das Liefern von Kraftstoff zu überwachen und zu steuern sowie außerdem Informationen bezüglich einer solcher Lieferung anzuzeigen.
- Derzeitige Ausgestaltungen von Kraftstoffzapfsäulen, die für die gemessene Lieferung von Petroleum-Kraftstoff (Benzin) oder Diesel-Kraftstoff ausgestaltet sind, sind üblicherweise im Inneren mit einer Verarbeitungseinheit versehen, einschließlich eines Mikroprozessors, um den Betrieb der Pumpe und die Anzeige von Informationen bezüglich der Lieferung von Kraftstoff zu erleichtern. Eine solche Verarbeitungseinheit eignet sich gut für diese Verwendung, insbesondere dann, wenn der Preis pro gelieferter Kraftstoffeinheit häufigen Änderungen unterliegt, und mit einer kurzen Vorankündigung; wobei eine Verarbeitungseinheit dazu ausgestaltet sein kann, um die einfache Eingabe von Informationen durch einen Anlagenbetreiber zu ermöglichen, wie beispielsweise der Preis pro gelieferter Kraftstoffeinheit.
- Es ist außerdem beispielsweise aus der US-5,450,883 (die dem Oberbegriff von Anspruch 1 entspricht) bekannt, einen Prozessor zu verwenden, um die Lieferung von Kraftstoff durch die Erfassung von Dampfdrücken in den Rohrleitungen besser zu steuern, durch die der Kraftstoff während der Kraftstofflieferung strömt. Wenn dann im Dampfrückgewinnungssystem der Pumpe ein Fehler auftritt, kann der Prozessor automatisch Abhilfsmaßnahmen durchführen. Moderne Mikroprozessoren sind äußerst leistungsstark und bei Verfahrensvorgängen, wie zum Beispiel die Steuerung einer Kraftstoffzapfsäule, allgemein nicht ausgelastet. Ein Mikroprozessor kann konfiguriert werden, um eine große Anzahl von Eingangs- und Ausgangs-Leitungen (I/O-Leitungen) durch eine Anzahl von separaten Anschlüssen zu handhaben, und eine typische Anwendung, wie beispielsweise eine Kraftstoffzapfsäule, erfordert nicht die Verwendung von allen diesen I/O-Leitungen und Anschlüssen, die ein typischer Mikroprozessor aufnehmen kann. Die vorliegende Erfindung dient der Verwendung von zumindest einem Teil der freien Verarbeitungskapazität von einer typischen Verarbeitungseinheit, die einen Mikroprozessor verwendet, wie sie in einer Kraftstoffzapfsäule vorgesehen ist, in einer effizienten und vorteilhaften Weise für einen Anlagenbetreiber, um einen sicheren Betrieb einer Kraftstoffzapfsäule zu erreichen.
- Gemäß der Erfindung ist eine Kraftstoffzapfsäule vorgesehen, mit einem Gehäuse, in dem Einrichtungen zum Messen und Liefern von auszugebendem flüssigen Kraftstoff zu einem biegsamen Schlauch sowie eine Verarbeitungseinheit angeordnet sind, die dazu ausgestaltet ist, um das Liefern von Kraftstoff zu überwachen und zu steuern sowie außerdem Informationen bezüglich der Menge und der Kosten einer solchen Lieferung anzuzeigen, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfsäule mit zumindest einem Sensor in dem Gehäuse für einen Umweltparameter außerhalb der Meß- und Liefer-Einrichtungen versehen ist, wobei aber dieser Parameter direkt mit der Sicherheit des Betriebs der Kraftstoffzapfsäule in Beziehung steht, der Sensor eine elektrische Ausgabe zur Verfügung stellt, die zu der Verarbeitungseinheit geleitet wird, und die Verarbeitungseinheit dazu ausgestaltet ist, die elektrische Ausgabe zu überwachen und eine Angabe zur Verfügung zu stellen, wenn der gemessene Wert des Parameters außerhalb eines voreingestellten Bereichs liegt. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Betreiben einer Kraftsstoffzapfsäule nach Anspruch 12.
- Der durch den Sensor gemessenen Umweltparameter kann einer von einer Anzahl von verschiedenen möglichen Parametern sein, von denen irgendeiner eine Wirkung auf den Betrieb der Kraftstoffzapfsäule haben kann. Es ist jedoch möglich, daß mehr als ein Sensor vorhanden ist, von denen jeder einen anderen Umweltparameter mißt und jeder dieser Sensoren mit einer zugehörigen I/O-Leitung der Verarbeitungseinheit verbunden ist. Auf diese Weise kann die Kraftstoffzapfsäule dazu ausgestaltet sein, ihre eigene Umgebung zu erfassen, in der sie betrieben wird, und entweder Informationen bezüglich dieser Umgebung zur Verfügung zu stellen oder sogar möglicherweise den Betrieb der Pumpe in dem Fall abzuschalten, daß die erfaßte Umgebung außerhalb zulässiger voreingestellter Bereiche liegt.
- Beispielsweise kann einer der gemessenen Parameter Kohlenwasserstoff-Dampf in dem Gehäuse der Kraftstoffzapfsäule sein. Kohlenwasserstoff-Dampf kann zusammen mit Luft eine explosive Mischung bilden, und in dem Fall, daß nur eine sehr geringe Menge an gepumptem Kraftstoff ausleckt, kann eine potentiell gefährliche Ansammlung von Dampf in dem Gehäuse der Pumpe entstehen. Durch Vorsehen des Sensors wird das Vorhandensein von diesem Kohlenwasserstoff-Dampf in dem Pumpengehäuse erfaßt, wobei eine Warnung an den Anlagenbetreiber abgegeben werden kann, sobald die Dampfmenge über einen relativ geringen Wert ansteigt. Entweder gleichzeitig damit, oder, wenn nichts unternommen wird, um die Position zu untersuchen und zu korrigieren, kann die Zapfsäule dazu ausgestaltet sein, daß alle Pumpvorgänge beendet werden, um die Wahrscheinlichkeit zu minimieren, daß eine gefährliche Situation eintritt.
- Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß der Sensor dazu ausgestaltet ist, um daß Vorhandensein von Flüssigkeit im unteren Bereich des Gehäuses der Kraftstoffzapfsäule zu messen. Die Erfassung kann jegliche Flüssigkeit umfassen, aber insbesondere Kohlenwasserstoffe. Dies ist am wichtigsten in dem Fall, daß Kraftstoffe gepumpt werden, die relativ wenig flüchtig sind, wie zum Beispiel Diesel-Kraftstoff. Aber auch die Ansammlung von Wasser oder anderen Flüssigkeiten in dem unteren Bereich von einer Kraftstoffzapfsäule kann zu Problemen führen, wie beispielsweise Kontaminierung, Korrosion, usw., und es ist daher bevorzugt, daß ein Sensor für die Ansammlung jeglicher Flüssigkeit in dem Gehäuse der Kraftstoffzapfsäule vorgesehen ist.
- Noch eine andere Möglichkeit besteht darin, daß ein Sensor für die Temperatur in dem Gehäuse der Kraftstoffzapfsäule vorgesehen ist. Wenn die Temperatur über einen vorbestimmten Wert ansteigen sollte, können gefährliche Situationen insbesondere dann entstehen, wenn die Pumpe flüssigen Petroleum-Kraftstoff pumpt. In diesem Fall kann die Verarbeitungseinheit dazu ausgestaltet sein, die Startventile zu schließen, durch die Kraftstoff zu der Kraftstoffzapfsäule geleitet wird, sowie die elektrische Stromversorgung zur Kraftstoffzapfsäule zu unterbrechen, um die Gefahr eines Feuers zu minimieren. Indem durch die Verarbeitungseinheit Startventile für den Kraftstoff in dem Fall verschlossen werden, daß bereits ein Feuer vorhanden ist, wenn die erhöhte Temperatur erfaßt wird, wird die Wahrscheinlichkeit der Weiterentwicklung des Feuers und die Zufuhr von Kraftstoff vermindert.
- Alternativ oder zusätzlich kann ein Sensor dazu ausgestaltet sein, um die Temperatur von dem gepumpten flüssigen Kraftstoff zu messen. Ähnlich Aktionen können durchgeführt werden, wenn die Kraftstoff-Temperatur über einen voreingestellten Maximalwert ansteigt, abhängig von der Eigenschaft des Kraftstoffs, wie in dem Fall, wenn die Temperatur in dem Gehäuse der Kraftstoffzapfsäule gemessen wird.
- Die Kraftstoffzapfsäule kann außerdem mit einem oder mit mehreren Sensoren versehen sein, die dazu ausgestaltet sind, um zumindest einen Umweltparameter außerhalb des Gehäuses der Kraftstoffzapfsäule zu messen. Ein solcher zusätzlicher Sensor kann auch eine elektrische Ausgabe zur Verfügung stellen, die zu der Verarbeitungseinheit geleitet wird, und die Verarbeitungseinheit ist dazu ausgestaltet, die zusätzliche elektrische Ausgabe zu überwachen und eine Angabe zur Verfügung zu stellen, wenn der gemessene Wert außerhalb von einem voreingestellten Bereich liegt. Der gemessene Parameter kann außerdem zumindest einer von Kohlenwasserstoff-Dampf, Flüssigkeiten und Temperaturen sein, zum Beispiel in einer Rohrleitung oder einem anderen Gehäuse, das mit der Zufuhr von Kraftstoff zu der Kraftstoffzapfsäule in Beziehung steht.
- Die Verarbeitungseinheit der Kraftstoffzapfsäule kann außerdem mit einem Mengensensor versehen sein, der dazu ausgestaltet ist, um die Menge an Kraftstoff zu messen, die in dem Lagertank verbleibt, aus dem die Zapfsäule Kraftstoff absaugt. Ein solcher Mengensensor kann eine weitere elektrische Ausgabe zur Verfügung stellen, die ebenfalls zu der Verarbeitungseinheit der Kraftstoffzapfsäule geleitet wird, wobei die Verarbeitungseinheit dazu ausgestaltet ist, um diese weitere elektrische Ausgabe zu überwachen und das Pumpen von Kraftstoff zu unterbrechen, wenn die gemessene Menge, die in dem Lagertank verbleibt, unter einen voreingestellten Wert fällt.
- Obwohl es vorteilhaft ist, daß die Verarbeitungseinheit in einer Kraftstoffzapfsäule für jeden Sensor, der einen mit der Kraftstoffzapfsäule in Beziehung stehenden Umweltparameter mißt, separate I/O-Leitungen zu haben, ist es möglich, daß mehrere Parameter an mehreren Stellen gemessen werden als freie I/O- Leitungen und Anschlüsse an der Verarbeitungseinheit vorhanden sind. In diesem Fall ist es eine relativ einfache Sache, verschiedene Sensorausgänge in einem Multiplex-Verfahren miteinander zu koppeln und dann das Multiplex-Signal einem einzigen Anschluß der Verarbeitungseinheit zuzuführen, wobei in der Verarbeitungseinheit ein geeignetes Programm abläuft, um die Ausgabe von jedem Sensor durch geeigneten Demultiplexen des Signals zu erfassen. Beguemerweise ist jede Multiplex-Sensorausgabe vom gleichen Typ - zum Beispiel Kohlenwasserstoff-Dampf oder Temperatur.
- Die Verarbeitungseinheit der Kraftstoffzapfsäule kann mit den Verarbeitungseinheiten von weiteren Kraftstoffzapfsäulen der gleichen Tankstelle verbunden sein, und der Betrieb der Verarbeitungseinheiten von allen Kraftstoffzapfsäulen kann durch die Verarbeitungseinheit von einer der Kraftstoffzapfsäulen abgeschaltet werden, wenn ein Sensor von dieser Kraftstoffzapfsäule bestimmt, daß an diesem Sensor ein gefährlicher Zustand vorherrscht. Außerdem kann die Verarbeitungseinheit mit einem zentralen Elektrizitätsverteilungspunkt verbunden sein, von dem der Kraftstoffzapfsäule Elektrizität zugeführt wird, wobei die Verarbeitungseinheit dazu ausgestaltet ist, um die Zufuhr von Elektrizität zu der Zapfsäule an dem zentralen Verteilungspunkt in dem Fall der Erfassung eines gefährlichen Zustandes zu unterbrechen, der an einem Sensor-vorherrscht, der mit dieser Zapfsäule in Beziehung steht.
- Anhand lediglich eines Beispiels wird ein spezielles Ausführungsbeispiel von einer Kraftstoffzapfsäule, die gemäß der vorliegenden Erfindung konstruiert und ausgestaltet ist, jetzt im Detail unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
- Fig. 1 eine Draufsicht von einer Tankstellen-Anlage einschließlich der Zapfsäule ist; und
- Fig. 2 eine vertikale Querschnittsansicht durch die in Fig. 1 gezeigte Anlage ist.
- In den Zeichnungen ist eine übliche moderne Kraftstoffzapfsäule, die für die gemessene Lieferung von Kraftstoff ausgestaltet ist, zusammen mit einer Anzeige der gelieferten Menge, der Kosten pro Volumeneinheit und der Kosten der Lieferung schematisch bei 10 dargestellt. Die Zapfsäule hat ein Gehäuse 11, das die mechanischen Komponenten für das Pumpen von Kraftstoff beinhaltet, und ein Anzeige-Schrank 12, der an einem Träger 13 über dem Gehäuse 11 montiert ist. In dem Anzeige-Schrank 12 ist eine Verarbeitungseinheit enthalten, die Eingaben von verschiedenen Komponenten des Pumpen-Systems empfängt und die Anzeigevorrichtung 14 zum Anzeigen der oben genannten Informationen ansteuert.
- In dem Gehäuse ist eine Vielzahl von Sensoren 18, 19 und 20 montiert, von denen jeder ein elektrisches Signal für den Parameter zur Verfügung stellt, der durch den jeweiligen Sensor gemessen wird. Der Sensor 18 ist dazu ausgestaltet, um in dem Gehäuse 11 Kohlenwasserstoff-Dampf zu messen, der Sensor 19 ist dazu ausgestaltet, um das Vorhandensein von Flüssigkeit in dem unteren Bereich des Gehäuses 11 zu messen, und der Sensor 20 ist dazu ausgestaltet, um die Temperatur in dem Gehäuse zu messen.
- Eine Rohrleitung 21 verbindet die Kraftstoffzapfsäule mit einem unterirdischen Lagertank 22, wobei die Rohrleitung in einem unterirdischen Kanal 23 verläuft. Ein weiterer Sensor 24 ist in diesem Kanal vorgesehen, um das Vorhandensein von Kohlenwasserstoff-Dampf in diesem Kanal zu messen. Dieser Sensor 24 stellt ebenfalls ein elektrisches Signal zur Verfügung, das gemessenen Dampf angibt. Die elektrischen Signale von allen diesen Sensoren 18, 19, 20 und 24 werden zu der Verarbeitungseinheit der Pumpe geleitet.
- Weitere Sensoren 25 für Kohlenwasserstoff-Dampf können um die Anlage herum positioniert sein, falls erforderlich. Zum Beispiel kann die Anlage von einer Rinnen-Drainage 26 umgeben sein, die zu einem Abscheider 27 führt, um Öle und Schmierstoffe von Oberflächenwasser zu trennen, bevor das Wasser in ein Oberflächenwasser-Drainage abgeleitet wird. Kohlenwasserstoff-Dampf- Sensoren können in den Grundwasser-Dampf-Schächten 28 angeordnet sein, die in der Anlage in der Rinnen-Drainage 26 vorgesehen sind, und ein weiterer solcher Sensor in dem Abscheider. Diese Sensoren können durch Drähte 29 gekoppelt und mit der Verarbeitungseinheit der Zapfsäule verbunden sein.
- In der Verarbeitungseinheit in der Zapfsäule läuft ein geeignetes Programm ab, um die verschiedenen Sensorausgänge periodisch zu überprüfen. Das Programm enthält außerdem voreingestellte akzeptierbare Werte für die gemessenen Parameter, und in dem Fall, daß einer der gemessenen Werte außerhalb des geeigneten Bereichs der voreingestellten Werte liegt, gibt die Verarbeitungseinheit ein Alarmsignal an den Anlagenbetreiber aus. Dieser Alarm kann ein hörbares Signal, ein Lichtsignal oder eine Kombination aus diesen sein. Außerdem kann die Verarbeitungseinheit dazu dienen, ein weiteres Pumpen von Kraftstoff zu verhindern, bis die Ausgabe der Sensoren wieder in die akzeptierbaren Bereiche zurückfällt.
- Das Programm kann außerdem weitere voreingestellte Werte für die gemessenen Parameter enthalten, und in dem Fall, daß einer der gemessenen Werte außerhalb des geeigneten Bereiches der weiteren voreingestellten Werte liegt, kann das Programm dazu dienen, den Betrieb nicht nur von der Zapfsäule, in der die Verarbeitungseinheit vorgesehen ist, sondern auch den Betrieb anderer Zapfsäulen der gesamten Tankstelle abzuschalten. Dieser Abschaltvorgang kann das Schließen von Notfall-Sicherheitsventilen in den Kraftstoff-Leitungen und das Unterbrechen der elektrischen Stromversorgung zu den Zapfsäulen beinhalten, und zwar an einer zentralen Stelle, die von den Zapfsäulen selbst entfernt ist. Auf diese Weise kann die Sicherheit des Betriebs stark verbessert werden, wenn beispielsweise ein Feuer-Zustand erfaßt wird oder wenn gefährliche Werte von Kohlenwasserstoff- Dampf erfaßt werden, die zu explosiven Mischungen führen können.
Claims (12)
1. Kraftstoffzapfsäule (10), mit einem Gehäuse (11), in dem
Einrichtungen zum Messen und Liefern von auszugebendem
flüssigen Kraftstoff zu einem biegsamen Schlauch sowie eine
Verarbeitungseinheit angeordnet sind, die dazu ausgestaltet
ist, um das Liefern von Kraftstoff zu überwachen und zu
steuern sowie außerdem Informationen bezüglich der Menge
und der Kosten einer solchen Lieferung anzuzeigen, dadurch
gekennzeichnet, daß die Zapfsäule mit zumindest einem
Sensor (18, 19, 20) in dem Gehäuse für einen
Umweltparameter außerhalb der Meß- und Liefer-Einrichtungen versehen
ist, wobei aber dieser Parameter direkt mit der Sicherheit
des Betriebs der Kraftstoffzapfsäule in Beziehung steht,
der Sensor eine elektrische Ausgabe zur Verfügung stellt,
die zu der Verarbeitungseinheit geleitet wird, und die
Verarbeitungseinheit dazu ausgestaltet ist, die elektrische
Ausgabe zu überwachen und eine Angabe zur Verfügung zu
stellen, wenn der gemessene Wert des Parameters außerhalb
eines voreingestellten Bereichs liegt.
2. Kraftstoffzapfsäule nach Anspruch 1, bei der der Sensor
dazu ausgestaltet ist, um freien Kohlenwasserstoff-Dampf in
dem Gehäuse (11) der Kraftstoffzapfsäule (10) zu messen.
3. Kraftstoffzapfsäule nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei
der der Sensor dazu ausgestaltet ist, um Flüssigkeit im
unteren Bereich des Gehäuses der Kraftstoffzapfsäule zu
messen.
4. Kraftstoffzapfsäule nach Anspruch 3, bei der der Sensor
dazu ausgestaltet ist, um wässrige Flüssigkeiten und
Kohlenwasserstoff-Flüssigkeiten im unteren Bereich des
Kraftstoffzapfsäulen-Gehäuses zu messen.
5. Kraftstoffzapfsäule nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, bei der der Sensor dazu ausgestaltet ist, um
die Temperatur in dem Gehäuse der Kraftstoffzapfsäule zu
messen.
6. Kraftstoffzapfsäule nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, bei der ein weiterer Sensor vorgesehen ist, der
dazu ausgestaltet ist, um die Temperatur des gepumpten
Kraftstoffs zu messen.
7. Kraftstoffzapfsäule nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, bei der ein zusätzlicher Sensor (24, 25)
vorgesehen ist, der dazu ausgestaltet ist, um einen
Umweltparameter außerhalb des Gehäuses der Kraftstoffzapfsäule
zu messen, wobei der zusätzliche Sensor eine zusätzliche
elektrische Ausgabe zur Verfügung stellt, die zu der
Verarbeitungseinheit geleitet wird, und die
Verarbeitungseinheit dazu ausgestaltet ist, um die zusätzliche elektrische
Ausgabe zu überwachen und eine Angabe zur Verfügung zu
stellen, wenn der gemessene Wert des Parameters außerhalb
eines voreingestellten Bereichs liegt.
8. Kraftstoffzapfsäule nach Anspruch 7, bei der der
Umweltparameter zumindest einen von Kohlenwasserstoff-Dampf,
Flüssigkeiten und Temperatur in einer Rohrleitung oder
einem anderen Gehäuse, das mit der Zufuhr von Kraftstoff
zu der Kraftstoffzapfsäule in Beziehung steht, enthält.
9. Kraftstoffzapfsäule nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, bei der ein Mengensensor für die Menge an
Kraftstoff vorgesehen ist, die in einem Lagertank verbleibt, aus
dem die Zapfsäule Kraftstoff absaugt, wobei der
Mengensensor eine weitere elektrische Ausgabe zur Verfügung
stellt, die zu der Verarbeitungseinheit geleitet wird, und
die Verarbeitungseinheit dazu ausgestaltet ist, die weitere
elektrische Ausgabe zu überwachen und das Pumpen von Kraftstoff
zu unterbrechen, wenn die Menge an Kraftstoff unter
einen voreingestellten Wert fällt.
10. Kraftstoffzapfsäule nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, bei der die Verarbeitungseinheit der
Kraftstoffzapfsäule mit den Verarbeitungseinheiten von weiteren
Kraftstoffzapfsäulen der gleichen Tankstelle verbunden ist,
und der Betrieb der Verarbeitungseinheiten von allen
Kraftstoffzapfsäulen durch die Verarbeitungseinheit von einer
der Kraftstoffzapfsäulen abgeschaltet werden kann, wenn ein
Sensor von dieser Kraftstoffzapfsäule bestimmt, daß an
diesem Sensor ein gefährlicher Zustand vorherrscht.
11. Kraftstoff zapfsäule nach Anspruch 10, bei der die
Verarbeitungseinheit der Kraftstoffzapfsäule mit einem zentralen
Elektrizitätsverteilungspunkt verbunden ist, von dem der
Kraftstoffzapfsäule Elektrizität zugeführt wird, wobei die
Verarbeitungseinheit dazu ausgestaltet ist, um die Zufuhr
von Elektrizität zu der Zapfsäule an dem zentralen
Verteilungspunkt in dem Fall der Erfassung eines gefährlichen
Zustandes zu unterbrechen, der an einem Sensor vorherrscht,
der mit dieser Zapfsäule in Beziehung steht.
12. Verfahren zum Betreiben einer Kraftstoffzapfsäule, die ein
Gehäuse hat, in dem Einrichtungen zum Messen und Liefern
von auszugebendem flüssigen Kraftstoff zu einem biegsamen
Schlauch, eine Verarbeitungseinheit, die dazu ausgestaltet
ist, um das Liefern von Kraftstoff zu überwachen und zu
steuern sowie außerdem Informationen bezüglich der Menge
und der Kosten einer solchen Lieferung anzuzeigen, und
zumindest ein Sensor in dem Gehäuse für einen
Umweltparameter außerhalb der Meß- und Liefer-Einrichtungen
vorgesehen sind, wobei aber der Parameter direkt mit der
Sicherheit des Betriebs der Kraftstoffzapfsäule in Beziehung
steht, wobei bei dem Verfahren die Verarbeitungseinheit
periodisch die Ausgabe von dem zumindest einen Sensor
erfaßt und diese Ausgabe mit einem akzeptierbaren Bereich
von Werten für die Ausgabe von diesem Sensor vergleicht,
und wenn die erfaßte Ausgabe außerhalb des akzeptierbaren
Bereiches liegt, eine Warnung darüber ausgegeben wird.
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