DE69806238T2 - Vakuumentlastungensventil für schwimmdächer von tanks zur lagerung von flüssigkeiten - Google Patents
Vakuumentlastungensventil für schwimmdächer von tanks zur lagerung von flüssigkeitenInfo
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die in Schwimmdächer von Tanks zur Lagerung von Flüssigkeiten einzubauen ist und die dazu bestimmt ist, die Bildung eines Vakuums innerhalb eines Tanks zu verhindern.
- Es gibt zwei mögliche Wege, auf denen die vorgenannte Erfindung arbeiten kann. Das Schwimmdach kann sich in einem Betriebsmodus befinden, wobei dann, wenn es eine minimale Betriebshöhe erreicht, ein unterer Puffer eines Gleitschafts gegen einen unteren Stopp des Körpers der Vorrichtung hochfährt, was die Öffnung des Vakuumentlastungsventils verursacht.
- Alternativ dazu kann das Schwimmdach in den Wartungsmodus gebracht werden, in dem ein Sperrstift für die starre Befestigung des Gleitschafts am Körper der Vorrichtung verwendet wird, was das Vakuumentlastungsventil in die Lage versetzt, zu öffnen, wenn das Schwimmdach die Wartungshöhe erreicht, die höher ist als die minimale Betriebshöhe.
- Lagertanks werden in der Erdölindustrie in großem Umfang benutzt und sind für die Funktion einer Betriebseinheit essentiell. Sie können beispielsweise dazu bestimmt sein, Rohöl, Zwischenprodukte und Endprodukte zu lagern.
- Im Hinblick auf die hochflüchtige Natur dieser Erzeugnisse wird bei diesen Lagertanks ein Dach verwendet, das in der Lage ist, auf der gelagerten Flüssigkeit zu schwimmen, was eine Möglichkeit darstellt, das unerwünschte Ansammeln von Gasen zwischen der Flüssigkeitsschicht und dem Dach zu verhindern.
- Tanks, welche derzeit in Gebrauch sind, insbesondere solche großer Kapazität, besitzen generell einen Boden, der die Form einer nach oben konvexen Kappe oder eines Kegels aufweist, das heißt, bei dem das Zentrum höher angeordnet ist als die Ränder. Unerwünschte Flüssigkeiten, die allgemein schwerer sind als die gelagerten Erzeugnisse, sind häufig innerhalb der Flüssigkeitsmasse dispergiert. Weil sie schwerer sind haben diese unerwünschten Flüssigkeiten die Tendenz, auf dem Boden der Tanks abgelagert zu werden.
- Da die strukturellen Charakteristiken des Bodens des Tanks das Drainieren dieser unerwünschten Flüssigkeiten nicht begünstigt, wird gewöhnlich eine ausgedehnte Schlammschicht auf dem Boden des Tanks ausgebildet. Wird das innerhalb des Tanks gespeicherte Erzeugnis drainiert, sinkt das Schwimmdach ab. Es gibt einen Grenzwert des Absinken des Schwimmdachs, das in der Theorie absinken würde, bis es den Boden des Tanks berührt.
- Infolge der Bildung der Schlammschicht jedoch, die in machen Fällen so hoch wie ein Fünftel der Tankhöhe reichen kann, wird es erforderlich, das Absinken des Schwimmdachs auf eine solche Höhe zu begrenzen, daß ein Kontakt zwischen dem Dach und der Schlammschicht verhindert wird, da ein Kontakt die Integrität des Schwimmdachs gefährden würde. Diese Minimalhöhe, die das Dach erreichen darf, wird von Fachleuten als "minimale Betriebshöhe" bezeichnet.
- Fest mit dem Schwimmdach verbundene Stützbeine werden voreingestellt, um den Boden des Tanks zu berühren, sobald das Schwimmdach auf die minimale Betriebshöhe absinkt. Auch dann, wenn der Pegel der Flüssigkeit fällt, verbleibt das Schwimmdach in der Betriebsstellung, abgestützt von den Stützbeinen.
- In dieser Situation würde sich unter dem Schwimmdach ein Vakuum bilden, das Anlaß zu einem strukturellen Kollabieren des Dachs geben könnte, und zwar wegen seiner großen freien Außenfläche, die dem Atmosphärendruck ausgesetzt ist.
- Um die Bildung eines Vakuums zu verhindern werden Einrichtungen verwendet, die es erlauben, die Innen- und Außendrücke auszugleichen, welche Einrichtungen von Spezialisten als "Vakuumentlastungsventile" bezeichnet werden, die in dem Schwimmdach zu installieren sind.
- Die derzeit verwendeten Vakuumentlastungsventile besitzen im wesentlichen einen Körper, der innerhalb eines Gehäuses gleiten kann. An der Oberseite des Körpers ist eine Abdeckung vorhanden, die auf den oberen Rändern des Gehäuses sitzt, den Aufbau daran hindert, in den Tank hineinzufallen, und als ein Element für das Schließen des Vakuumentlastungsventils wirkt.
- Am Boden des Körpers ist ein Schaft vorhanden, der sich vertikal zum Boden des Tanks hin erstreckt. Die Länge des Schafts ist derart, daß dann, wenn sich das Schwimmdach der minimalen Betriebshöhe annähert, der Schaft den Boden des Tanks berührt und im Ergebnis der Körper dazu gezwungen wird, sich innerhalb des Gehäuses nach oben zu bewegen und das Ventil zur Öffnung zu veranlassen.
- Ist es erforderlich, den Lagertank in den Wartungsmodus zu versetzen, muß die gesamte Flüssigkeit aus dem Inneren des Tanks abdrainiert werden und das Schwimmdach muß bis auf eine spezifische Höhe absinken, die Wartungsteams in die Lage versetzt, Zutritt zum Inneren des Tanks zu erhalten, wobei diese Höhe von Spezialisten als "Wartungshöhe" bezeichnet wird. In dieser Lage muß die Einstellung der Stützbeine geändert werden, da die Wartungshöhe normalerweise etwas höher ist als die minimale Betriebshöhe.
- Die US-A-2536077, welche ein Ventil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 beschreibt, offenbart eine Belüftung für Schwimmdachtanks, bei denen es sich um eine Vakuumentlastungseinrichtung handelt, die in der oben beschriebenen Weise arbeitet. Die Belüftung umfaßt einen in dem Dach ausgebildeten und sich durch dasselbe erstreckenden Zylinder. Ein umgekehrter Napf mit einem Dichtungselement ist mit einem rohrförmigen Element fest verbunden, das sich nach unten durch den Zylinder erstreckt. Der Napf wirkt als eine Dichtungseinrichtung zur Abdichtung des oberen Abschnitts des Zylinders. Ein Betätigungselement, das als Stab ausgebildet ist, ist mittels eines Bolzens mit der Abdichteinrichtung verbunden, die mittels eines Splintstifts in seiner Position befestigt ist. Der Stab ist in der Lage, innerhalb des rohrförmigen Elements zu gleiten. Sinkt das Schwimmdach auf eine Position ab, in der der Stab den Boden des Tanks berührt, veranlaßt dieser die Abdichteinrichtung dazu, zu öffnen, da sie mit dem Stab fest verbunden ist und er innerhalb des rohrförmigen Elements gleitet, wenn das Schwimmdach absinkt bzw. absteigt, und auf diese Weise den Raum unter dem Dach zur Atmosphäre öffnet.
- Die oben beschriebenen Vakuumentlastungsventile arbeiten perfekt mit Flüssigkeitslagertanks, die entsprechend den derzeitigen Techniken konstruiert sind, bei denen Wartungshöhe und die minimale Betriebshöhe einander sehr ähnlich sind. Die Einführung einer neuen Technik zur Konstruktion des Bodens der Flüssigkeitslagertanks hat diesen Typ eines Vakuumentlastungsventils jedoch für diese Funktion ungeeignet gemacht, wie weiter unten gezeigt werden wird.
- Unsere WO-A-98/04479 schlägt die Verwendung eines Tankbodens vor, dessen Zentrum auf einem Niveau unterhalb des Niveaus der Ränder angeordnet ist, mit der Absicht, im Zentralbereich des Bodens die unerwünschten Flüssigkeiten, die drainiert werden müssen, zu konzentrieren. Eine Rampe drainiert diese Flüssigkeiten zu den Rändern hin, wo sie dann nach draußen drainiert werden.
- Dieser neue Typ eines Tankbodens ermöglicht es dem Schwimmdach des Tanks, auf eine Position abzusinken, die dem Boden viel näher ist, als bisher erreicht wurde, da die Entfernung der unerwünschten Flüssigkeiten vom Boden des Tanks die Bildung der Schlammschicht praktisch eliminiert. Da die Wartungshöhe die gleiche bleibt, wird der Unterschied zwischen dieser und der minimalen Betriebshöhe sehr groß. Folgerichtig wurde es erforderlich, die Konstruktion der Stützbeine und der Vakuumentlastungsventile zu überarbeiten.
- Unsere WO-A-983816 schlägt die Verwendung eines Aufbaus zur Abstützung von Schwimmdächern vor, bei welchem ein Stützbein innerhalb einer Führung gleitet. Die Führung wirkt als Abstützung für das Schwimmdach, sobald das Dach bis auf die minimale Betriebshöhe absinkt bzw. absteigt. Das Stützbein besitzt eine strukturelle Funktion nur dann, wenn das Schwimmdach in den Wartungszustand versetzt wird. In dieser Lage verriegelt ein Sperrstift das Stützbein in der Position, in der es verbleiben muß, um das Schwimmdach abzustützen.
- Nichtsdestoweniger bleibt ein Problem der bis dato bekannten Vakuumentlastungsventile übrig, dahingehend, daß diese für den neuen Typ eines Lagertanks ungeeignet sind. Würde man herkömmliche Vakuumentlastungsventile bei den Schwimmdächern dieser Tanks verwenden, würde ein größeres Problem dadurch entstehen, daß die Ventile öffnen würden, sobald das Schwimmdach die Wartungshöhe erreichte, und von da an offen blieben.
- Sobald das Schwimmdach die minimale Betriebshöhe erreicht, würde sich der größte Teil der Länge des Schafts oberhalb des Dachs befinden, und ein den Schaft umgebender Körper könnte ebenfalls vollständig außerhalb des Gehäuses sein, angeordnet in einer signifikanten Höhe oberhalb der Oberseite des Schwimmdachs wie ein Pfahl.
- Ein solches Vorkommnis würde einen großen Schaden verursachen, da der Schaft nicht dafür ausgelegt ist, auf diese Art und Weise zu funktionieren, und er würde möglicherweise einknicken. Eine Lösung würde darin bestehen, den Schaft und das Gehäuse zu verstärken. Eine solche Maßnahme gäbe jedoch Anlaß für ein unerwünschtes Ansteigen des Gewichts des Aufbaus und, im Ergebnis, des Schwimmdachs. Es wurde deshalb erforderlich, einen neuen Typ von Vakuumentlastungsventil zu konstruieren, der die oben beschriebenen Probleme lösen könnte.
- Die vorliegende Erfindung schlägt die Verwendung eines Vakuumentlastungsventils vor, das eine Doppelwirkung besitzt, was die oben beschriebenen Probleme löst.
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, die in den Schwimmdächern von Flüssigkeitslagertanks zu installieren ist. Sie ist dazu bestimmt, die Bildung eines Vakuums zwischen dem Schwimmdach und der Flüssigkeitsschicht zu verhindern.
- Das Vakuumentlastungsventil nach der vorliegenden Erfindung ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 gekennzeichnet.
- Befindet sich das Schwimmdach im Betriebsmodus und in einer mittleren Stellung, ruht der Schaft des Vakuumentlastungsventils auf seinem oberen Schaftstopp. Der obere Körperstopp ruht auf der Oberseite des Gehäuses und arbeitet als ein Stopfen, indem er die Kommunikation zwischen dem Inneren des Tanks und der Außenatmosphäre unterbricht.
- Wenn das Schwimmdach absinkt und der Boden des Schafts des Vakuumentlastungsventils den Boden des Tanks berührt, beginnt der Schaft, innerhalb des Körpers zu gleiten, was den untern Körperstopp dazu veranlaßt, sich dem unteren Schaftstopp zu nähern.
- Kurz bevor das Schwimmdach soweit absinkt, wie es der minimalen Betriebshöhe entspricht, berührt der untere Körperstopp den unteren Schaftstopp, so daß der Schaft daran gehindert ist, seine Gleitbewegung innerhalb des Körpers fortzusetzen, so daß die zwei Komponenten aneinander gesichert und stationär verbleiben. Setzt sich das Absinken des Schwimmdachs fort, sinkt das Gehäuse ebenfalls ab und veranlaßt den oberen Schaftstopp dazu, sich von der Oberseite des Gehäuses wegzubewegen, was das Vakuumentlastungsventil dazu veranlaßt, sich zu öffnen.
- Sobald das Schwimmdach wieder steigt, möchte das Gehäuse es begleiten und es ergibt sich erneut ein Gleiten zwischen ihm und dem Körper, diesmal in der Gegenrichtung, bis der obere Körperstopp erneut auf der Oberseite des Gehäuses aufruht und das Vakuumentlastungsventil schließt.
- Der Sperrstift besteht aus einem Körper, der an einem seiner Enden einen Schaft besitzt, wobei dieser Schaft einen Anschlagflansch am anderen Ende aufweist. Das obere Ende des Körpers besitzt eine Einrichtung zur Handhabung des Sperrstifts. Der Sperrstift besitzt eine Einrichtung, die es ihm erlaubt, am Schaft des Vakuumentlastungsventils befestigt zu werden.
- Um die Vakuumentlastungsventile derart einzustellen, daß sie mit dem Schwimmdach im Wartungszustand arbeiten, wird der Schaft des Sperrstifts durch die Öffnung in den Platten hindurchgesteckt, so daß der Schaft des Sperrstifts als ein Stopp für den Schaft des Vakuumentlastungsventils wirkt.
- Sobald der Schaft des Vakuumentlastungsventils den Boden des Tanks berührt, wird der obere Körperstopp des Vakuumentlastungsventils daran gehindert, weiter auf der Oberseite des Gehäuses aufzuruhen. Diese Komponenten trennen sich sodann und veranlassen das Vakuumentlastungsventil zur Öffnung.
- Die Orientierung des Sperrstiftes zeigt einem entfernten Beobachter den Status des Entlastungsventils (Betriebsmodus oder Wartungsmodus) an.
- Die Merkmale der vorliegenden Erfindung werden auf der Grundlage der Einzelbeschreibung besser verstanden werden, die weiter unten ausschließlich als Beispiel gegeben werden wird, und zwar in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, die einen integralen Teil der vorliegenden Beschreibung bilden.
- Es zeigt:
- Fig. 1 eine schematische Ansicht eines in einem Schwimmdach, das sich im Betriebsmodus befindet, eingebauten Vakuumentlastungsventils;
- Fig. 2 eine schematische Ansicht eines in einem Schwimmdach, das sich im Betriebsmodus befindet, eingebauten Entlastungsventils, wenn der Boden des Schafts des Entlastungsventils auf dem Boden des Tanks aufruht;
- Fig. 2A eine Einzelheit längs der Schnittlinie A-A der Fig. 2;
- Fig. 3 eine Ansicht eines in einem Schwimmdach, das sich im Wartungsmodus befindet, eingebauten Vakuumentlastungsventils;
- Fig. 4 eine Ansicht eines in einem Schwimmdach, das sich im Wartungsmodus befindet, eingebauten Entlastungsventils, wenn der Boden des Schafts des Vakuumentlastungsventils auf dem Boden des Tanks aufruht;
- Fig. 5 eine Ansicht eines Sperrstifts, der für die Verriegelung des Schafts des Vakuumentlastungsventils verwendet wird;
- Fig. 5A einen Schnitt längs der Linie B-B der Fig. 5.
- Die Fig. 1, 2 3 und 4 bilden Seitenansichten des Vakuumentlastungsventils 30 nach der vorliegenden Erfindung, wobei das Ventil an einem Schwimmdach 5 eines Flüssigkeitslagertanks befestigt ist. Das Dach 5 besitzt Einrichtungen, die ihm ausgeprägte Schwimmfähigkeit verleihen. Ausschließlich zum Zwecke der Vereinfachung der Zeichnungen zeigen die Figuren nur ein Vakuumentlastungsventil 30. Es ist jedoch bekannt, daß bei einem Schwimmdach normalerweise eine Mehrzahl von Vakuumentlastungsventilen verwendet wird.
- Das Vakuumentlastungsventil 30 umfaßt im Grunde ein Gehäuse 1, einen Körper 2, einen Schaft 3 und einen Sperrstift 4. Das Gehäuse 1 ist eine im wesentlichen vertikale hohle Komponente, die an dem Schwimmdach 5 starr befestigt ist. Der Körper 2 ist im wesentlichen vertikal und innerhalb des Gehäuses 1 installiert, derart, daß er in der Lage ist, frei zu gleiten. Bei der vorliegenden Ausführungsform besitzt der Körper 2 Flossen 6, die dazu bestimmt sind, den Körper 2 gleitend zu führen, derart, daß seine Längsachse im wesentlichen parallel zur Längsachse des Gehäuses 1 gehalten wird.
- An der Oberseite des Körpers 2 ist ein oberer Stoppflansch 7 und an der Unterseite ein unterer Stopp 8 vorgesehen. Der Umfang des oberen Körperstopps 7 überdeckt das Gehäuse, so daß der obere Körperstopp in der Lage ist, auf der Oberseite des Gehäuses aufzuliegen, sobald sich das Schwimmdach 5 in einer Höhe befindet, die solches erlaubt. Somit dient der obere Rand des Gehäuses 1 als ein Ventilsitz und der obere Körperstopp 7 dient als ein Ventilelement für das Vakuumentlastungsventil 30 (insofern, als das Ventil geschlossen ist, sobald der obere Körperstopp 7 auf den oberen Rand des Gehäuses 1 auf ruht). Diese Stellung ist in den Fig. 1 und 3 gezeigt, wo der obere Körperstopp 7 des Körpers 2 auf der Oberseite des Gehäuses 1 aufruht und die Verbindung zwischen dem Inneren des Tanks und der Außenatmosphäre unterbricht. Um eine perfekte Dichtung zu garantieren, kann zumindest einer der Kontaktbereiche zwischen dem oberen Körperstopp 7 und der Oberseite des Gehäuses 1 mit irgendeiner Sorte eines Dichtungsmaterials bedeckt sein.
- Ein oberer Abschnitt 21 des Körpers 2 erstreckt sich nach oben über den oberen Körperstopp 7 hinaus und besitzt starr an ihm befestigte, vertikale, voneinander beabstandete Platten 20, welche Öffnungen 13 aufweisen, die dazu bestimmt sind, den Durchtritt des Sperrstifts 4 zu gestatten, wobei diese Situation dann auftritt, wenn das Schwimmdach in den Wartungsmodus versetzt worden ist, wie weiter unten deutlich werden wird.
- Der Körper 2 ist hohl, was den Schaft 3 in die Lage versetzt, · innerhalb desselben montiert zu werden, um frei zu gleiten. Dieser Schaft 3 ist im wesentlichen vertikal und besitzt einen oberen Schaftstopp 9 und einen unteren Schaftstopp 10.
- Der Schaft 3 besitzt ferner Befestigungselemente zur Befestigung des Sperrstifts 4. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird von einer Gewindeöffnung 16 Gebrauch gemacht, die in dem oberen Schaftstopp 9 angeordnet ist, um diese Funktion zu erfüllen, wie weiter unten zu sehen sein wird. Die Gewindeöffnung 16 kann aus der Einzelansicht 2A längs der Schnittlinie A-A der Fig. 2 entnommen werden.
- Der Sperrstift 4, der besser aus Fig. 5 entnommen werden kann, umfaßt einen Körper 18, welcher an seinem oberen Ende ein Element zur Handhabung des Sperrstifts 4 aufweist. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist dies ein Handgriff 15.
- Eines der Enden eines Schafts 19 ist am Zentrum des Endes des Körpers 18 starr befestigt. Am anderen Ende des Schafts 19 befindet sich ein Stoppflansch 14. Der Sperrstift 4 kann am Schaft 3 befestigt sein, in diesem Falle mittels eines Gewindestifts 17, der am Stoppflansch 14 starr befestigt ist.
- Gemäß Fig. 1 ist das Vakuumentlastungsventil 30 im Schwimmdach 5 installiert, das sich im Betriebsmodus und in einer Zwischenposition befindet. Man kann sehen, daß der obere Schaftstopp 9 des Schafts 3 auf dem oberen Abschnitt 21 des Körpers 2 aufruht und der Gewindestift 17 des Sperrstifts 4 in die Gewindeöffnung 16 des oberen Schaftstopps 9 eingeschraubt ist.
- Nimmt man an, daß sich der Tank im Betrieb befindet und daß das Niveau der Flüssigkeit fällt, wird das Schwimmdach 5 folgerichtig absinken. In einem speziellen Moment berührt der Boden bzw. das untere Ende des Schafts 3 den Boden 11 des Tanks, worauf der Schaft 3 beginnt, sich axial innerhalb des Körpers 2 zu bewegen. Als Ergebnis dieser Bewegung wird der untere Körperstopp 8 des Körpers 2 sich dem unteren Schaftstopp 10 um so weiter nähern, je weiter das Schwimmdach 5 absinkt. Sobald das Schwimmdach 5 soweit wie auf die minimale Betriebshöhe abgesunken ist, berühren die Stützbeine des Dachs den Boden 11 des Tanks und stützen deshalb das Dach ab. Kurz bevor dieser Kontakt zwischen den Stützbeinen und dem Tankboden 11 stattfindet, wird der untere Körperstopp 8 den unteren Schaftstopp 10 berühren. Von diesem Augenblick an ist der Schaft 3 daran gehindert, seine Bewegung innerhalb des Körpers 2 nach oben fortzusetzen und die beiden Komponenten verbleiben fest aneinander und stationär relativ zum Tankboden, während das Schwimmdach weiter absinkt.
- Das Gehäuse 1 ist mit dem Schwimmdach 5 fest verbunden und begleitet es in seiner Abwärtsbewegung. Da der Ventilkörper 2 relativ zum Tankboden 11 stationär bleibt, beginnt eine Relativbewegung zwischen ihm und dem Gehäuse 1 und der obere Körperstopp 7 wird daran gehindert, weiter auf dem oberen Rand des Gehäuses 1 aufzuruhen. Diese Komponenten 7 und 1 trennen sich also, was das Vakuumentlastungsventil 30 dazu veranlaßt, sich zu öffnen, wie aus Fig. 2 zu entnehmen ist.
- Der Abstand "X" zwischen dem unteren Ende des Schafts 3 und dem unteren Schaftstopp 10 ist größer als die Höhe des unteren Endes des Stützfußes über dem Tankboden 11, falls der Schaft 3 nicht vorhanden wäre und das Vakuumentlastungsventil geschlossen und das Dach 5 auf seiner minimalen Betriebshöhe wäre. Dies garantiert, daß das Vakuumentlastungsventil 30 sich öffnen wird im Momente bevor das Schwimmdach 5 soweit wie die minimale Betriebshöhe absinkt. Auf diese Weise wird die Bildung eines Vakuums zwischen der Flüssigkeitsschicht und dem Schwimmdach 5 ermöglicht.
- Wenn sich das Schwimmdach 5 wieder anhebt begleitet das Gehäuse 1 dasselbe und es gibt im Ergebnis weitere relative axiale Bewegung zwischen ihm und dem Körper 2, diesmal in der Gegenrichtung. Sobald das Schwimmdach die Höhe erreicht, bei welcher der Abstand der unteren Enden der Stützbeine über dem Tankboden 11 dem Abstand "X" gleich ist, wird der obere Körperstopp 7 wieder einmal mit der Oberseite des Gehäuses in Kontakt kommen und das Vakuumentlastungsventil schließen.
- Um das Schwimmdach 5 in den Wartungsmodus zu versetzen, muß es weiter angehoben werden, bis auf ein Niveau, auf das die Stützbeine eingestellt werden können, um es in der Wartungsstellung abzustützen. Die verschiedenen Vakuumentlastungsventile müssen ebenfalls eingestellt werden, um in diesem Modus zu arbeiten. Die Stützbeine sind von dem Typ, der in unserer brasilianischen Patentanmeldung Nr. PI 9701072.3 offenbart ist.
- Zu diesem Zweck wird der Schaft 19 des Sperrstifts 4 durch die Öffnungen 13 der Platten 12 hindurchgeführt, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Diese Öffnungen 13 besitzen Abmessungen, die den Durchtritt des Stoppflansches 14 des Schafts 19 mit einem kleinen Spielraum erlauben. Da seine Länge derart ist, daß der Stoppflansch 14 durch den ganzen Spalt zwischen den Platten 12 hindurchtritt, und zwar bis zur Außenseite durchtritt, wie im Einzelnen in Fig. 5 zu sehen ist, ruht der Schaft 19 auf den unteren Umfängen der Öffnungen 13 auf.
- Der Körper 18 ist zu breit, um durch die Öffnung 13 zu passen, und wirkt als ein Wegbegrenzer für den Sperrstift 4. Wie im Einzelnen aus der Fig. 5A zu sehen ist, die einen Schnitt längs der Linie B-B der Fig. 5 darstellt, besitzt der Stoppflansch 14 einen Querschnitt, der größer ist als der Querschnitt des Schafts 19, so daß der Sperrstift 4 daran gehindert ist, sich axial nach einer der beiden Seiten zu bewegen, und das wirkt dann als ein Stopp zur Begrenzung der Aufwärtsbewegung des Schafts 3 relativ zum Körper 2, wie aus den Fig. 3 und 4 zu entnehmen ist.
- In Fig. 3 ist das Vakuumentlastungsventil 30 in einer Stellung gezeigt, in der das Schwimmdach 5 des Lagertanks bereit ist, auf die Wartungshöhe hinabzusinken.
- Wenn das Dach absinkt, berührt der Boden bzw. das untere Ende des Schafts 3 den Boden 11 des Tanks etwas vor den Stützbeinen. Da der Sperrstift 4 den Schaft 3 an einem Gleiten innerhalb des Körpers 2 hindert, sind diese beiden Komponenten 2 und 3 aneinander befestigt und stationär, obgleich das Schwimmdach 5 damit fortfährt, bis auf die Wartungsposition abzusinken.
- Während das Schwimmdach 5 seine Abwärtsbewegung relativ zum Körper 2 bis in die Wartungsposition fortsetzt, begleitet das Gehäuse 1 dasselbe und eine relative Axialbewegung zwischen dem Körper 2 und dem Gehäuse 1 beginnt stattzufinden. Der obere Körperstopp 7 des Körpers 2 wird daran gehindert, weiter auf der Oberseite des Gehäuses 1 aufzuruhen, und diese Komponenten 2 und 3 trennen sich demnach und veranlassen das Vakuumentlastungsventil 30, sich zu öffnen, wie in Fig. 4 zu sehen ist.
- Der Abstand "Y" (Fig. 4) zwischen dem unteren Ende des Schafts 3 und dem oberen Schaftstopp 9 ist größer als der Abstand zwischen dem oberen Schaftstopp 9 und dem Tankboden 11 auf der Wartungshöhe, was ein Öffnen des Vakuumentlastungsventils 30 garantiert, bevor das Schwimmdach 5 bis auf die Wartungshöhe abgesunken ist.
- Um das Ventil wieder einmal zu positionieren, derart, daß es mit dem Schwimmdach im Betriebsmodus arbeiten kann, muß das Schwimmdach auf eine Höhe angehoben werden, auf der sich nicht länger irgendein Kontakt zwischen dem Boden 11 des Tanks und dem Boden des Schafts 3 ergibt, so daß der obere Schaftstopp 9 des Schafts 3 auf dem Körper 2 aufruht. Es ist dann ausreichend, den Sperrstift 4 herauszuziehen und ihn in seine ursprüngliche Position zu verbringen.
- Zusätzlich zu der oben beschriebenen Funktion kann der Sperrstift 4 einem fernen Beobachter den Status eines Betriebsmodus oder eines Wartungsmodus des Vakuumentlastungsventils anzeigen, wie weiter unten zu entnehmen ist.
- Während sich das Schwimmdach im Betriebsmodus befindet, verbleibt der Sperrstift 4 stets in der vertikalen Position. Wenn das Schwimmdach in den Wartungsmodus versetzt worden ist, befindet sich der Sperrstift 4 in einer Stellung, die quer zur Längsachse des Schafts 3 angeordnet ist.
- Deshalb versetzt eine einfache Beobachtung der Position des Sperrstifts eine Bedienung in die Lage, den betriebsmäßigen Status jedes Vakuumentlastungsventils 30 zu bestimmen. Diese Beobachtung kann beispielsweise von einer hohen tankseitigen Plattform gemacht werden, wobei es dann für die Bedienung unnötig ist, bis auf das Schwimmdach hinunterzusteigen, um den Status jedes der Vakuumentlastungsventile zu prüfen, eine Tätigkeit, die infolge der großen Abmessungen der Lagertanks gefährlich sein kann.
- Wahlweise kann der Sperrstift mit irgendeiner Art von Anstrichmittel (z. B. Farbe) gestrichen sein, um die Beobachtung aus der Ferne zu erleichtern, was die Aufgaben der Bedienung weiter erleichtern würde.
- Es sollte dargelegt werden, daß, während sich das Schwimmdach 5 des Lagertanks im Betriebsmodus befindet, der Sperrstift an irgendeiner Stelle gelagert werden kann, da in dieser Situation die einzige Funktion, die er hat, darin besteht, als ein Element zur Anzeige des Betriebszustandes zu wirken, wie oben beschrieben. In diesem Fall würde er zur Verwendung nur dann benötigt werden, wenn der Tank in den Wartungszustand versetzt wurde.
- Bei Anwendung dieser Vorgehensweise würde eine geringere Menge an Sperrstiften für eine große Anzahl von Lagertanks verwendet werden können, da normalerweise wenige oder auch gar keine Tanks in einer Tankanlage im Wartungszustand sind, während der Rest arbeitet.
- Schlußendlich besitzt die Erfindung, die den Gegenstand der vorliegenden Beschreibung bildet, im Vergleich mit dem Stand der Technik größere Vorteile, zusätzlich zu der Tatsache, daß sie das Charakteristikum einer Anzeige des Betriebszustandes des Vakuumentlastungsventils für einen entfernten Beobachter aufweist.
Claims (8)
1. Vakuum-Entlastungsventil (30), das in ein Schwimmdach (5)
eines Flüssigkeitslagertanks eingebaut ist, wobei das Dach
Stützbeine aufweist, die es unter allen Betriebsbedingungen
abstützen, mit:
- einem im wesentlichen vertikalen, hohlen Gebäude (1), das
am Schwimmdach (5) starr befestigt ist;
- einem im wesentlichen Vertikalen Hohlkörper (2), der
innerhalb des Gehäuses (1) installiert ist, wo er sich in
Axialrichtung frei bewegen kann, wobei der Hohlkörper (2)
an seinem Boden einen unteren Körperstopp (8) und an seiner
Oberseite einen oberen Körperstopp (7) besitzt, der auf der
Oberseite des Gehäuses (1) aufruhen kann und als
Ventilelement dient, das die Verbindung zwischen Innen und
der Außen des Lagertanks absperrt, sobald sich das
Schwimmdach (5) in einer Höhe befindet, die dieses erlaubt;
- einem oberen Abschnitt (21) des Hohlkörpers (2), der sich
über den oberen Körperstopp (7) hinaus erstreckt; und
- einem im wesentlich vertikalen Schaft (3), der innerhalb
des Hohlkörpers (2) angebracht ist, wo er sich axial frei
bewegen kann, wobei der Schaft (3) zu seiner Befestigung
relativ gegenüber dem Hohlkörper (2) eine
Befestigungseinrichtung (4) aufweist, und auch einen oberen
Schaftstopp (9) besitzt, der mit dem oberen Abschnitt (21)
des Hohlkörpers (2) zusammenarbeiten kann, um den Axialweg
des Schafts (3) nach unten relativ gegenüber dem Hohlkörper
(2) zu begrenzen, sowie einen unteren Schaftstopp (10), der
mit dem unteren Körperstopp (8) zusammenarbeitet, um die
axiale Aufwärtsbewegung des Schafts (3) relativ gegenüber
dem Hohlkörper (2) zu begrenzen;
- bei welchem der Abstand "Y" zwischen dem unteren Ende des
Schafts (3) und dem oberen Schaftstopp (9) größer ist als
die Höhe des oberen Endes des oberen Abschnitts (21) über
dem Tankboden (11), wenn sich das Schwimmdach im
Wartungsmodus befindet, auf seinen Stützbeinen aufruhend;
und
- bei welchem, mit der Befestigungseinrichtung (4) in
Tätigkeit, um den Schaft (3) axial relativ gegenüber dem
Hohlkörper (2) festzulegen, um das Vakuumentlastungsventil
(30) so einzustellen, dass es mit dem Schwimmdach (5) in
seinem Wartungsmodus derart zusammenarbeitet, dass, sobald
der Flüssigkeitspegel innerhalb des Lagertanks bis auf
einen Pegel absinkt, bei welchem das Schwimmdach (5) auf
einem Pegel ist, bei welchem die Höhe der Oberseite des
oberen Abschnitts (21) des Hohlkörpers (2) oberhalb des
Tankbodens (11) dem Abstand "Y" gleich ist, das untere Ende
des Schafts (3) den Bodens (11) des Tanks berührt, und
da der Schaft (3) an einer Axialbewegung innerhalb des
Hohlkörpers (2) gehindert ist, der Schaft (3) und der
Hohlkörper (2) stationär verbleiben, sodaß das Schwimmdach
(5) fortfährt, zur Wartungsposition abzusteigen, sowie
Axialbewegung stattfindet zwischen dem Körper (2) und dem
Gehäuse (1), welche die Oberseite des Gehäuses (1) und den
oberen Körperstopp (2) voneinander trennt und dadurch das
Vakuumentlastungsventil (30) öffnet; dadurch
gekennzeichnet,
- dass der Abstand "X" zwischen dem unteren Ende des
Schafts (3) und dem unteren Schaftstopp (10) größer ist,
als der vertikale Abstand zwischen dem unteren Körperstopp
(8) und dem Tankböden (11) in Abwesenheit des Schafts (3)
und in dem Zustand sein würde, wenn das Ventil (30)
geschlossen und das Schwimmdach (5) auf seiner minimalen
Betriebshöhe wäre; und
- dadurch, dass mit betätigungsloser
Befestigungseinrichtung, derart, dass Axialbewegung des
Schafts (3) relativ gegenüber dem Hohlkörper (2) möglich
ist, das Schwimmdach (5) sich im Betriebsmodus befindet,
sodaß, wenn der Flüssigkeitspegel innerhalb des Lagertanks
bis auf einen Pegel absinkt, bei welchem sich der untere
Körperstopp (8) auf einer Höhe oberhalb des Tankbodens (11)
befindet, die dem Abstand "X" gleich ist, sowie das untere
Ende des Schafts (3) den Boden (11) des Lagertanks berührt,
der Schaft (3) innerhalb des Hohlkörpers (2) zu steigen
beginnt, wobei er den unteren Schaftstopp (1) in Kontakt
mit dem unteren Körperstopp (8) zwingt, sodaß der Schaft
(3) und der Hohlkörper (2) zusammen und stationär bleiben,
während das Schwimmdach (5) und das daran befestigte
Gehäuse (1) fortfahren, abzusinken, sodaß der Hohlkörper
(2) innerhalb des Gehäuses (1) axial zu steigen beginnt und
den oberen Körperstopp (7) und die Oberseite des Gehäuses
(1) dazu veranlasst, sich auseinanderzubewegen und dabei
das Vakuumentlastungsventil (3) zu öffnen.
2. Vakuumentlastungsventil nach Anspruch 1, bei welche das
Entlastungselement umfasst:
- einen Sperrstift mit Elementen, die ihn dazu befähigen,
am Schaft (3) befestigt zu werden, und der einen Körper
(18) besitzt, der an einem ersten Ende einen Schaft (19)
aufweist, der am Körper (18) starr befestigt ist und an
seinem distalen Ende einen Stoppflansch (14) aufweist;
- wobei der obere Abschnitt (21) des Hohlkörpers (2), starr
an ihm befestigt, Platten (12) besitzt, welche Öffnungen
(13) aufweisen;
- wobei der Schaft (19) des Sperrstifts in der Lage ist,
durch die Öffnungen (13) der Platten (12) hindurchzutreten,
wobei die Öffnungen Abmessungen aufweisen, die den
Durchgang des Begrenzungsflansches (14) des Schafts (19)
mit Freiraum erlauben, derart, dass der Schaft (19) sodann
auf den unteren Umfängen der Öffnungen (13) aufruht,
nachdem die Länge des Schafts derart ist, dass der
Stoppflansch (14) durch den gesamten Spalt zwischen den
Platten (12) zur Außenseite hindurchtritt;
- wobei der Körper (18) Abmessungen aufweist, die größer
sind als diejenigen der Öffnungen (13), wobei er als ein
Bewegungsbegrenzer für den Sperrstift wirkt; und
- wobei, nachdem der Stoppflansch (14) einen Querschnitt
aufweist, der größer ist als der Querschnitt des Schafts
(19), der Sperrstift daran gehindert ist, sich axial in
jedwede Richtung zu bewegen, woraufhin er als ein Stopp für
den Schaft (3) wirkt und diesen daran hindert, innerhalb
des Hohlkörpers (2) zu gleiten, und dadurch den Schaft (3)
und den Hohlkörper (2) aneinander befestigt.
3. Vakuumentlastungsventil nach Anspruch 2, gekennzeichnet
durch einen Handgriff für den Sperrstift, der am zweiten
Ende des Körpers (18) des Sperrstifts positioniert ist.
4. Vakuumentlastungsventil nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, dass es einen Schraubstift (17) aufweist,
der mit dem Stoppflansch (14) des Sperrstifts (4) starr
verbunden ist, und dass in dem oberen Schaftstopp (9) eine
Gewindeöffnung (16) angeordnet ist, wobei der Gewindestift
(17) in die Gewindeöffnung (16) hineingeschraubt werden
kann, wenn es nötig ist, den Sperrstift (4) am Schaft (3)
zu befestigen.
5. Vakuumentlastungsventil nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass die Position des Sperrstifts
einem entfernten Beobachter eine visuelle Anzeige des
Betriebszustandes des Vakuumentlastungsventils (30) gibt.
6. Vakuumentlastungsventil nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrstift mit Farbe eines
Typs gestrichen ist, der es ermöglicht, den Sperrstift aus
der Entfernung zu sehen.
7. Vakuumentlastungsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper (2) Flossen (6)
besitzt, die den Hohlkörper (2) während einer Bewegung
innerhalb des Gehäuses (1) führen, um die Längsachse des
Hohlkörpers (2) parallel zur Längsachse des Gehäuses (1) zu
halten.
8. Vakuumentlastungsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein
Berührungsbereich zwischen dem oberen Körperstopp (7) und
der Oberseite des Gehäuses (1) mit Dichtungsmaterial
abgedeckt ist.
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