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Diese Erfindung betrifft Verbesserungen beim
Prüfen
fluidhaltiger Systeme, insbesondere, aber nicht ausschließlich, die
periodische, beispielsweise jährliche,
Prüfung
von Tankwagen und transportierbaren Frachttanks wie etwa ISO-Tanks.
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Tankwagen befördern im Allgemeinen einen Lagertank,
der eine Anzahl von Fluidlagerkammern und mehrere Auslassrohre zum
Liefern des Fluids aus den Lagerkammern beinhaltet. Im Fall eines
Lagertanks, der zum Transport von flüchtigen Flüssigkeiten wie etwa Kraftstoffen
geeignet ist, ist der Tank im Allgemeinen auch mit einer Dampfrückgewinnungssammelleitung
versehen, um rückgewonnene Dämpfe in
die Lagerkammern einzubringen, wenn der Kraftstoff geliefert wird.
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Man wird verstehen, dass es sowohl
aus wirtschaftlichen als auch aus Umweltgründen für wichtig erachtet wird, dass
eine Fluiddichtheit der Kammern einschließlich der Lagerkammern und
der Auslassrohre und/oder der Dampfrückgewinnungssammelleitung sichergestellt
ist. Daher schreibt die Gesetzgebung gegenwärtig vor, dass ein Lagertank periodisch
geprüft
werden muß,
um seine Unversehrtheit sicherzustellen.
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Das Verfahren, das gegenwärtig zum
Prüfen derartiger
Lagertanks verwendet wird, ist ein Verfahren, bei dem jedes der
Ventile (in manchen Fällen nicht
weniger als vierzig Ventile), das der Lagertankkammer zugehörig ist,
entfernt und einer Funktionsprüfung
hinsichtlich in Bezug auf Undichtheiten und die Wirksamkeit des
Betriebs unterzogen und bei Feststellung seiner Intaktheit wieder
eingesetzt werden muß.
Zusätzlich
wird der Tank selbst periodisch in Bezug auf Undichtheiten geprüft.
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Die gegenwärtige Vorgangsweise zur Durchführung der
Prüfungen
beruht auf einem hydrostatischen Prinzip, wobei die Ventile unter
Verwendung einer speziellen Prüfausrüstung einer
Funktionsprüfung
unterzogen werden und wobei die Intaktheit des Tanks unter Verwendung
von Wassertürmen
geprüft wird,
die eine Staudruckhöhe
von etwa drei Metern Wasser in und über den Lagerkammern bereitstellen.
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Mit der gegenwärtigen Prüfvorgangsweise sind verschiedene
Probleme verbunden. Die Zeit, die zur Durchführung einer vollständigen Prüfung benötigt wird,
beträgt
etwa drei Tage. Beim verwendeten Prüfverfahren ist eine Genauigkeit
schwer zu erreichen. Zur Durchführung
der Prüfung
sind große
Mengen an Wasser erforderlich. Eine vollständige Prüfung wird mit etwa 35.000 Litern
Wasser pro Tankwagen verbunden sein, das während der Prüfung aufgrund
von Rückständen, die
zum Zeitpunkt der Prüfung
im Tank verblieben sind, verunreinigt wird und gesäubert werden
muß, was
teuer ist.
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GB-A-2 265 988 beschreibt ein Verfahren zum
Prüfen
der Intaktheit eines Kraftstofftanks durch Ausüben eines Überdrucks eines trägen Gases
auf die Kraftstofftankkammer und Überwachen des Drucks.
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Nach der vorliegenden Erfindung wird
ein Verfahren zum Prüfen
eines transportierbaren Lagerbehälters
bereitgestellt, wobei der Behälter
ein Bodenventil aufweist, das sich zwischen einer Flüssigkeitslagerkammer
und einem Auslassrohr befindet, wobei das Verfahren das Schließen des
Bodenventils, das Setzen der Lagerkammer unter einen ersten Gasdruck,
der im Verhältnis
zum atmosphärischen Druck
ein Überdruck
ist, das Setzen des Auslassrohrs unter einen zweiten Gasdruck, der
im Verhältnis
zum atmosphärischen Druck
ein Unterdruck ist, und das Überwachen
des Drucks innerhalb der Lagerkammer und/oder des Auslassrohrs,
um zu bestimmen, ob das Bodenventil undicht ist, umfasst.
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Dementsprechend kann ein Druckdifferential,
das größer als
jedes der einzelnen Gasdrücke
in Bezug auf die Atmosphäre
ist, erzielt werden. Dies ist insofern vorteilhaft, da es häufig nicht
sicher ist, einzelne Gasdrücke
in Kammern eines Lagertanks von im Wesentlichen über oder unter ± 200 mbar
zu überschreiten,
während
ein Druckunterschied von mehr als diesem Ausmaß beim Prüfen eines Ventils oder einer
Wand erwünscht
sein kann.
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Darüber hinaus ist es durch das
Verwenden einer Kombination aus einem Überdruck und einem Unterdruck
möglich, überwachte
Druckschwankungen aufgrund von Schwankungen in der Umgebungstemperatur
oder dem Umgebungsdruck unberücksichtigt
zu lassen.
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Weitere Gesichtspunkte, Merkmale
und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden
Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ersichtlich
werden, die im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen aufgezeigt
ist, wobei
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1 einen
herkömmlichen
Tankwagen zeigt;
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2 eine
schematische Ansicht des Tankwagens von 1 in der Prüfung nach der vorliegenden
Erfindung ist;
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3 eine
schematische Ansicht einer Prüfausrüstung zur
Verwendung im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist;
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4 eine
Querschnittsansicht eines Dichtungsventils ist; und
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5 eine
Unterseitenansicht des in 4 veranschaulichten
Ventils ist.
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TANKWAGEN
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1 zeigt
einen herkömmlichen
Tankwagen zum Transportieren von Fluiden wie etwa petrochemischen
Flüssigkeiten
in einem Lagertank 2. Der Tank beinhaltet eine Anzahl von
Lagerkammern 4, 6, 8, 10, die
durch weitere Kammern in der Form von Auslassrohren 20, 22, 24, 26 (in 2 gezeigt) mit entsprechenden
API-Eingriffsauslasspunkten 12, 14, 16, 18 verbunden
sind. Ebenfalls beinhaltet ist eine Kammer in der Form einer Dampfrückgewinnungssammelleitung 28,
die durch ein Verbindungsrohr 32 mit einem Dampfrückgewinnungseinlassventil 30 verbunden
ist. Wie gezeigt verläuft
das Verbindungsrohr 32 durch eine der Lagerkammern 8.
Das Ventilsystem am Tankwagen wird über eine Bedienungstafel 34,
die durch das Lieferpersonal betätigt
wird, pneumatisch gesteuert. Der Tankwagen kann verwendet werden,
um in seinen jeweiligen Lagerkammern bis zu vier unterschiedliche
Arten von Flüssigkeiten
wie etwa Benzin- oder Dieselkraftstoff oder andere Petrolchemikalien
von zentralen Lagerstellen zu verteilten Lagerstellen wie etwa Tankstellen
zu transportieren. Nach einem geregelten Verwendungszeitraum, beispielsweise
jährlich,
muß der
Lagertank des Tankwagens in Bezug auf die Fluiddichtheit geprüft werden,
und die Prüfung
sollte eine Prüfung
der Fluiddichtheit und der Wirksamkeit des Ventilsystems, welches
die Kammern 4, 6, 8, 10, 20, 22, 24, 26 verbindet
und diese Kammern von der umgebenden Umwelt abgrenzt, beinhalten.
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Das Ventilsystem ist in 2 ausführlicher veranschaulicht. Bodenventile 36, 38, 40, 42,
die fähig
sein sollten, das Gewicht der enthaltenden Flüssigkeit bei voller Kammer
zu halten, sind an der Basis jeder Lagerkammer gelegen. Die Bodenventile 36, 38, 40, 42 trennen
die Lagerkammern 4, 6, 8, 10 von den
Auslassrohren 20, 22, 24, 26.
Jede Lagerkammer weist ein sequentielles Ventil 44, 46, 48, 50 auf, das
die Lagerkammer von der Dampfrückgewinnungssammelleitung 28 trennt.
Wenn Flüssigkeit
aus einer Lagerkammer geliefert wird, wird der von der Lieferstelle
rückgewonnene
Dampf über
das Dampfrückgewinnungsventil 30,
das Verbindungsrohr 32 und die Dampfrückgewinnungssammelleitung 28 zur Kammer
geliefert. Ein Dampfrückgewinnungsentlüftungsventil 52,
das während
Zeiträumen
eines Überdrucks
in der Dampfrückgewinnungssammelleitung 28 Dämpfe in
die Atmosphäre
freisetzt, ist an einem Ende der Dampfrückgewinnungssammelleitung bereitgestellt.
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Jede Kammer ist auch mit einem Druckvakuumventil 54, 56, 58, 60 an
der Oberseite der Kammer versehen, das ein Doppeldruckbegrenzungsventil
ist. Das Druckvakuumventil arbeitet, um bei einem voreingestellten Überdruck
(zum Beispiel 70 mbar oder 120 mbar, abhängig von der bestimmten Verwendung
der Kammer) Dämpfe
aus der Kammer freizusetzen und bei einem übermäßigen Unterdruck (zum Beispiel –20 mbar)
Luft in die Kammer einzubringen.
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Jede Lagerkammer ist auch mit einem
Verriegelungsventil 62, 64, 66, 68 versehen,
wodurch eine betätigende
Person fähig
ist, den Druck im Inneren des Tanks manuell mit dem atmosphärischen Druck
auszugleichen und wodurch ein Tauchrohr erreicht werden kann, um
den Flüssigkeitspegel
im Inneren der Kammer zu messen.
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Wie man verstehen wird, sind die
Lagerkammern 4, 6, 8, 10 durch
die Außenummantelung
des Lagertanks 2, ihre jeweiligen Bodenventile, sequentiellen
Ventile, Druckvakuumventile und Verriegelungsventile und die Prallplatten 61, 63, 65,
die die Lagerkammern trennen, definiert.
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PRÜFAUSRÜSTUNG
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3 zeigt
eine Prüfungsausrüstung nach dieser
Ausführungsform
der Erfindung, die einen Steuerkasten 70 und einen Fernventilblock 72 beinhaltet.
Der Steuerkasten 70 nimmt eine mit einem Abgasauslass 76 verbundene
Vakuumpumpe 74, einen manuell betätigbaren Vakuumregler 78,
einen automatisch betätigbaren
Druckregler 80, einen mechanischen Überdruck/Unterdruck-Messer 82 und
zwei elektronische Druckumwandler 84, 86 auf.
Ein Kanister 88 mit sauerstofffreiem Stickstoff oder einem
anderen geeigneten trägen
Gas ist mit einer Einlassöffnung 90 des
Steuerkastens verbunden. Die Einlassöffnung 90 ist mit
einem manuell betätigbaren
Dreistellungs-Auswahlventil 92 verbunden. In einer ersten
Stellung verbindet das Auswahlventil 92 die Einlassöffnung 90 über den
Vakuumregler 78 mit der Vakuumpumpe 74. In einer
zweiten Stellung schließt das
Auswahlventil die Einlassöffnung 90 ab.
In einer dritten Stellung verbindet das Auswahlventil 92 die Einlassöffnung 90 mit
dem Druckregler 80. Ein manuell betätigbares Zweistellungs-Auswahlventil 94 verbindet
eine Auslassöffnung 96 abhängig von
seiner Stellung entweder mit der Vakuumpumpe 74 oder dem
Druckregler 80. Der Druckmesser 82 ist mit der Auslassöffnung 96 verbunden.
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Einer der Druckumwandler 84 ist über ein manuell
betätigbares
Zweistellungs-Auswahlventil 102 je nach dessen Stellung
entweder mit einer ersten Druckrückkehröffnung 98 oder
einer zweiten Druckrückkehröffnung 100 verbunden.
Der andere Druckumwandler 86 ist über ein weiteres manuell betätigbares
Zweistellungs-Auswahlventil 110 je nach dessen Stellung
entweder mit einer dritten Druckrückkehröffnung 104 oder einer
vierten Druckrückkehröffnung 106 verbunden.
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Die Druckumwandler 84, 86 sind
elektronische Druckumwandler, die eine dargestellte Anzeigegenauigkeit
bis 0,1 mbar aufweisen, wie etwa ein "Druck"(Warenzeichen)-Druckumwandler, Modell
Nr. DPI 700 IS. Eine Spule aus einer Neoprenrohrleitung 112, 114,
die eine Wanddicke von etwa 1,5 mm und einen Innendurchmesser von
etwa 2 mm aufweist, verbindet jeden Druckumwandler 84, 86 mit
seinem jeweiligen Auswahlventil 102, 110. Der
Zweck dieser Rohrleitungsspule ist, eine Dämpfungswirkung in Bezug auf
die einlangenden Druckdaten bereitzustellen, so dass die Spulen
momentane vorübergehende Druckschwankungen,
die die Ablesungen an den Druckumwandlern 84, 86 destabilisieren
würden,
absorbieren. Die Spulen bewegen sich, d. h., dehnen sich aus und
ziehen sich zusammen, um die Dämpfungswirkung
bereitzustellen. Eine ähnliche
Wirkung könnte
durch eine Verwendung von Spulen aus anderen Materialien wie etwa
Kupfer oder durch Einrichten der Anwesenheit einer Menge einer Flüssigkeit
im Druckrückkehrweg
nahe den Druckumwandlern 84, 86, beispielsweise
flüssiges
Quecksilber, die derartige einlangende Druckschwankungen dämpfen würde, erzielt
werden.
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Der Fernventilblock 72 weist
eine Einlassöffnung 116 auf,
die mit der Auslassöffnung 96 des Steuerkastens
verbunden ist. Vier manuell betätigbare
Ein/Aus-Auswahlventile 118, 120, 122, 124 verbinden
Druckauslassöffnungen 126, 128, 130, 132 mit einem
manuell betätigbaren
Dreistellungs-Auswahlanschluss 134.
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In einer ersten Stellung wählt das
Auswahlventil die Einlassöffnung 116.
In einer zweiten Stellung schließt das Auswahlventil 134 die
Ein/Aus-Auswahlventile 118, 120, 122, 124 ab.
In einer dritten Stellung wählt
das Auswahlventil 134 eine Abgasöffnung 136 (0022)
Unter neuerlicher Bezugnahme auf 2 beinhaltet
die Prüfausrüstung zwei
T-Verbindungsanschlussstücke 138, 140,
eine erste API-Prüfkappe 142,
eine zweite API-Prüfkappe
(nicht gezeigt), eine erste Dampfrückgewinnungsprüfkappe 144 und
eine zweite Dampfrückgewinnungsprüfkappe (nicht
gezeigt). Jeder der Prüfpunkte
weist zwei Fluidanschlüsse
auf, von denen einer mit einer jeweiligen Druckauslassöffnung 126, 128, 130, 132 des Fernventilblocks 72 und
der andere mit einer jeweiligen Druckrückkehröffnung 98, 100, 104, 106 des Steuerkastens 70 verbunden
ist.
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Die erste API-Prüfkappe 142 weist einen Standardanschluss
an die API-Ventile 12, 14, 16, 18 auf
und ist auch mit einem vorspringenden Kegel an ihrer inneren Oberfläche versehen,
der zum Öffnen des
jeweiligen API-Ventils wirkt, wenn die erste API-Prüfkappe 142 mit
dem Ventil verbunden wird, indem er das Ventil einwärts schiebt
(und sich somit über
den pneumatischen Aktuator hinwegsetzt). Die zweite API-Prüfkappe ist
der ersten API-Prüfkappe 142 im
Wesentlichen ähnlich,
außer
dass der kegelförmige
Vorsprung nicht vorhanden ist, weshalb das Ventil geschlossen bleibt,
wenn die zweite API-Prüfkappe
am entsprechenden Ventil angebracht wird. Die erste Dampfrückgewinnungsprüfkappe 144 an ihrer
inneren Oberfläche
ist mit einem ähnlichen
kegelförmigen
Vorsprung versehen, um das Dampfrückgewinnungsventil 30 zu öffnen, wenn
sie damit verbunden ist, und die zweite Dampfrückgewinnungsprüfkappe ist
im Wesentlichen ähnlich,
außer dass
der kegelförmige
Vorsprung nicht vorhanden ist, so dass das Dampfrückgewinnungsventil 30 geschlossen
bleibt, wenn die zweite Dampfrückgewinnungsprüfkappe daran
angebracht ist.
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PRÜFBARE VENTILE
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Um das Prüfen zu erleichtern sind die
Verriegelungsventile 62, 64, 66, 68 eigens
dazu geeignet, den T-Verbindungsanschlussstücken 138, 140 Zugang
zum Inneren der Lagerkammern 4, 6, 8, 10 zu gestatten,
wenn diese damit verbunden sind, ohne dass eine Entfernung der Verriegelungsventile
nötig ist.
Der Aufbau dieser Verriegelungsventile 62, 64, 66, 68 ist
in 4 und 5 veranschaulicht.
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Unter Bezugnahme auf 4 ist das Verriegelungsventil 62 (dem
die Verriegelungsventile 64, 66, 68 im
Wesentlichen ähnlich
sind) mit einem Gehäuse
versehen, an dem eine Kappe 152 durch eingreifende Schraubengewinde
angebracht werden kann. Das Gehäuse 150 bringt
eine aus einem Metall wie etwa Messing geformte Dichtungsplatte 154 unter,
die eine an ihrer unteren Oberfläche
angebrachte ringförmige
Gummidichtung 156 aufweist. Die Dichtungsplatte 154 wird
im Gehäuse
durch in Umfangsrichtung räumlich
getrennte Zapfen 158 zurückgehalten, wodurch das Ventil
an eingreifenden Mitteln an der Oberseite der Lagerkammer 4 angebracht
ist. Wenn das Ventil 62 an der Lagerkammer 4 angebracht
ist, dichtet der Dichtungsring 156 gegen einen gegenüberliegenden
abgedichteten Sitz ab. Eine Feder 160, die im Inneren des
Gehäuses 150 angebracht
ist, spannt die Dichtungsplatte 154 abwärts vor. Wenn eine betätigende
Person Druck aus der Lagerkammer 4 ablassen möchte, wird
das Ventilgehäuse 150 manuell
schräg
gestellt, was zum Lösen der
zwischen der Dichtung 156 und dem gegenüberliegenden Dichtungssitz
gebildeten Dichtung wirkt.
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Zusätzlich beinhaltet das Verriegelungsventil 162 ein
Mittel zum gesonderten Zugang des Inneren der Kammer in Form eines
selbstdichtenden Ventils 162 wie etwa eines Twinlock(Warenbezeichnung)-Ventils.
Das selbstdichtende Ventil 162 beinhaltet zwei Gummidichtungen 164,
die in ihrer Mitte eine selbstdichtende Öffnung aufweisen, durch die eine
Sonde eingesetzt werden kann, um Zugang zum Kammerinneren zu erlangen
(wie in 2 gezeigt ist).
Das selbstdichtende Ventil 162 ist auch mit einer abnehmbaren
Dichtungskappe 166 versehen, die ein zusätzliches
Mittel zur Sicherstellung der Fluiddichtheit des selbstdichtenden
Ventils 162 bereitstellt, wenn dieses nicht zum Prüfen verwendet
wird. Während
des Prüfens
wird die Kappe 166 abgenommen und die Sonde durch die Gummidichtungen 164 eingesetzt.
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Das selbstdichtende Ventil 162 ist
in einer fluiddichten Weise an der Mitte der Dichtungsplatte 154 angebracht
und ist gemeinsam mit der Dichtungsplatte 154 im Inneren
des Gehäuses 150 beweglich,
um die Dichtungswirkung des Verriegelungsventils nicht zu beeinträchtigen.
Dementsprechend kann das Verriegelungsventil 62 in situ
geprüft werden,
während
es gleichzeitig ein Mittel zur Bildung einer Öffnung (über die Zwillingsdichtungen 164)
bereitstellt, wodurch ein druckbeaufschlagendes Gas in die Lagerkammer 4 eingebracht
oder daraus entfernt werden kann.
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PRÜFVORGANG
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Um mit dem Prüfen zu beginnen werden die API-Ventile 12, 14, 16, 18 der
Lagerkammern zur Sicherheit manuell oder pneumatisch geöffnet und
wird jeglicher Flüssigkeitsinhalt
in den Lagertanks 4, 6, 8, 10 und
in den Auslassrohren 20, 22, 24, 26 in
einen geeigneten Behälter
abgelassen. Die API-Ventile werden dann gemeinsam mit den Bodenventilen 36, 38, 40, 42 und
den sequentiellen Ventilen 44, 46, 48, 50 geschlossen.
Die erste API-Prüfkappe 142 wird am
API-Ventil 12 angebracht, die erste Dampfrückgewinnungsprüfkappe 144 wird
am Dampfrückgewinnungsventil 30 angebracht,
und die Sonden der Verbindungsstücke 138, 140 werden
durch die selbstdichtenden Ventile 162 der Verriegelungsventile 62, 64 eingesetzt.
Die Prüfanordnung
wird im Übrigen
wie oben im Zusammenhang mit 2 und 3 beschrieben angeordnet.
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Nun werden die erste Druckrückkehröffnung 98 und
die erste Druckauslassöffnung 126 mit
dem zur ersten Lagerkammer 4 führenden Verbindungsstück 138 verbunden.
Die zweite Druckrückkehröffnung 100 und
die zweite Druckauslassöffnung
werden mit dem zur zweiten Lagerkammer 6 führenden Verbindungsstück 140 verbunden.
Die dritte Druckrückkehröffnung 104 und
die dritte Druckauslassöffnung 130 werden
mit der ersten API-Prüfkappe 142 verbunden.
Die vierte Druckrückkehröffnung 106 und die
vierte Druckauslassöffnung 132 werden
mit der ersten Dampfrückgewinnungsprüfkappe 144 verbunden.
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ERSTE DRUCKBEAUFSCHLAGUNGSABFOLGE
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Eine erste Druckbeaufschlagungsabfolge wird
wie folgt durchgeführt.
Das manuelle Auswahlventil 102 wird auf eine Verbindung
der Druckrückkehröffnung 98 mit
dem Druckumwandler 84 eingestellt. Der Druckumwandler 84 wird
eingeschaltet und gegenüber
der Atmosphäre
auf "Null" eingestellt. Das Auswahlventil 92 wird
auf eine Verbindung der Einlassöffnung 90 mit
dem Druckregler 80 eingestellt und das Auswahlventil 94 auf
eine Verbindung des Druckreglers 80 mit der Auslassöffnung 96 eingestellt.
Der Druckregler 80 wird manuell so eingestellt, dass die
Messuhr einen Druck (zum Beispiel 65 mbar) abliest, der etwas unter
dem Auslösungsdruck des
Druckvakuumventils 54 und jedenfalls vorzugsweise etwas
unter etwa 200 mbar liegt. Als nächstes wird
das Ein/Aus-Auswahlventil 118 in seine Ein-Stellung geschaltet
und das Auswahlventil 134 auf eine Verbindung der Druckauslassöffnung 126 mit
der Druckeinlassöffnung 116 des
Fernventilblocks 72 eingestellt. Der am Druckumwandler 84 gezeigte Druck
wird dann rasch zum voreingestellten Druck hin zunehmen und sich
verlangsamen, wenn dem Druck nahegekommen wird. Wenn der Druckumwandler 84 anzeigt,
dass der voreingestellte Druck erreicht ist, kann das Ein/Aus-Auswahlventil 118 geöffnet werden.
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Es wird ein kurzer Zeitraum der Stabilisierung
des Drucks innerhalb der Lagerkammer 4 folgen, während dessen
der Druck des Auslassrohrs 20 wie folgt herabgesetzt wird.
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Der Auswahlschalter 92 und
der Auswahlschalter 94 am Steuerkasten werden in eine Verbindung
mit der Vakuumpumpe 74 geschaltet. Der Vakuumregler 78 wird
so eingestellt, dass die Messuhr ein gewünschtes Vakuum (zum Beispiel –165 mbar)
vorzugsweise etwas über
etwa –200
mbar abliest. Der zweite Druckumwandler 86 wird eingeschaltet
und gegenüber
der Atmosphäre
auf "Null" eingestellt. Als nächstes wird
das Ein/Aus-Auswahlventil 122 in die Ein-Stellung geschaltet,
um mit der Herabsetzung des Drucks des Auslassrohrs 20 zu
beginnen. Das am Druckumwandler 86 gezeigte Vakuum beginnt
mit einer raschen Zunahme zum voreingestellten Grad hin und beginnt,
sich zu verlangsamen, wenn diesem nahegekommen wird. Wenn der voreingestellte
Grad erreicht ist, wird das Ein/Aus-Auswahlventil 122 in
die Aus-Stellung geschaltet.
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Als nächstes wird der Druck der Dampfrückgewinnungssammelleitung 28 wie
folgt herabgesetzt.
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Das Auswahlventil 110 wird
auf eine Verbindung des zweiten Druckumwandlers 86 mit
der Dampfrückgewinnungsprüfkappe 144 eingestellt. Der
Vakuumregler 78 wird so eingestellt, dass die Messuhr ein
weiteres gewünschtes
Vakuum (zum Beispiel 20 mbar) abliest. Als nächstes wird das Ein/Aus-Auswahlventil 124 in
die Ein-Stellung geschaltet, und der Druck im Inneren der Dampfrückgewinnungssammelleitung
neigt sich rasch zum voreingestellten Vakuumgrad und verlangsamt
sich, wenn das Vakuum erreicht wird. Das Ein/Aus-Auswahlventil 124 wird
dann in die offene Stellung geschaltet.
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Dementsprechend beträgt der Druck
im Inneren der ersten Lagerkammer 4 nach dieser ersten Druckbeaufschlagungsabfolge 65 mbar,
beträgt
der Druck im Inneren des Auslassrohrs 20 –165 mbar, beträgt der Druck
im Inneren der Dampfrückgewinnungssammelleitung 28 –20 mbar,
und ist der Druck im Inneren der zweiten Lagerkammer 6 dem
atmosphärischen
Druck gleich.
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DRUCKÜBERWACHUNG
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An diesem Punkt und für die Dauer
eines Überwachungszeitraums,
der der ersten Druckbeaufschlagungsabfolge folgt, kann die Person,
die die Prüfung
vornimmt, durch Betrachten der Anzeigen an den Druckumwandlern 84, 86 und
durch Schalten der Auswahlventile 102, 110 den
Gasdruck im Inneren der ersten Lagerkammer 4, der zweiten
Lagerkammer 6, dem Auslassrohr 20 und der Dampfrückgewinnungssammelleitung 28 überwachen.
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Wenn eines aus der Tankummantelung,
der Prallplatte 61, des Bodenventils 36, des sequentiellen
Ventils 44, des Druckvakuumventils 54 oder des Verriegelungsventils 62 und
jegliche andere Dichtung (wie etwa eine Einstiegslukendeckeldichtung),
die in oder an der Lagerkammer 4 vorhanden sein kann, undicht
ist, wird der Überdruck
im Inneren der Lagerkammer 4 abzunehmen beginnen. Andernfalls
wird der Druck im Inneren der Lagerkammer 4 halten.
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Wenn eines aus dem Bodenventil 36,
der API-Verbindung 12 oder den Verbindungen des Auslassrohrs 20 undicht
ist, wird das Vakuum im Auslassrohr allmählich verloren gehen. Andernfalls
wird das Vakuum im Inneren des Auslassrohrs 20 halten.
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Wenn eines aus dem Dampfrückgewinnungsentlüftungspassstück 30,
dem Verbindungsrohr 32, der die Sammelleitung 28 bildenden
Verrohrung, dem Dampfrückgewinnungsentlüftungsventil 52 oder
den sequentiellen Ventilen undicht ist, wird das Vakuum im Inneren
der Sammelleitung 28 allmählich verloren gehen. Andernfalls
wird das Vakuum halten.
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Wenn die überwachten Drücke so schwanken,
dass der Verdacht des Auftretens einer Undichtheit besteht, kann
der Punkt (können
die Punkte) der Undichtheit durch eines oder mehrere der folgenden Verfahren
zumindest vorläufig
identifiziert werden.
- 1) Wenn der Druck im
Inneren der ersten Lagerkammer 4 abzunehmen beginnt und
jener in der zweiten Lagerkammer 6 entsprechend zuzunehmen
beginnt, kann identifiziert werden, dass die Prallplatte 61 undicht
ist.
- 2) Wenn der Druck in der Sammelleitung 28 zuzunehmen
beginnt und jener in der zweiten Lagerkammer 6 entsprechend
abzunehmen beginnt, kann identifiziert werden, dass das sequentielle Ventil 46 undicht
ist.
- 3) Eine Undichtheit des Bodenventils 36 kann identifiziert
werden, da in der ersten Lagerkammer 3 ein Druckabfall
erkannt werden wird und im Auslassrohr 20 ein entsprechender
Druckanstieg erkannt werden wird.
- 4) Eine Undichtheit des sequentiellen Ventils 44 kann
identifiziert werden, da ein Druckverlust im Inneren der Lagerkammer 4 von
einem entsprechenden Druckanstieg in der Dampfrückgewinnungssammelleitung 28 begleitet
sein wird.
- 5) Jedwede undichten Punkte, die manuell zugänglich sind, können durch
Führen
eines elektronischen Richtschalldetektors über einen Bereich, in dem die
Undichtheit vermutet wird, eindeutig identifiziert werden. Die Stelle
sogar verhältnismäßig kleiner
Undichtheiten kann somit durch das Geräusch des Gases, das durch den
Punkt der Undichtheit verläuft,
gefunden werden.
- 6) Wenn eine Undichtheit zwischen jedweden zwei der überwachten
Kammern auftritt, kann eine derartige Undichtheit dadurch eindeutig
identifiziert werden, dass eine überwachte
Rate des Druckverlusts aus einer Kammer, die in Bezug auf ihr Volumen
normalisiert ist, im Wesentlichen der in Bezug auf ihr Volumen normalisierten
Rate des Druckanstiegs in der anderen Kammer gleich ist. Eine Flußrate für die Undichtheit
kann leicht aus den relativen Volumen der beteiligten Kammern und
den jeweiligen Raten des Druckverlusts und des Druckanstiegs berechnet
werden.
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Wenn Druckschwankungen überwacht
werden, die ausschließlich
auf den Umgebungsdruck oder die Umgebungstemperatur zurückzuführen sind,
können
diese ebenfalls zumindest vorläufig identifiziert
werden, da, obwohl eine Druckschwankung im Inneren einer jeglichen
der unter Prüfung stehenden
Kammern vorkommen kann, begleitende Drücke in den anderen Kammern überwacht
werden können,
um zu folgern, dass die Druckschwankungen nicht auf eine Undichtheit zurückzuführen sind. Zum
Beispiel kann ein Druckabfall in der ersten Lagerkammer 4 von
einem Druckabfall in einem beliebigen oder allen Auslassrohren 20,
der Sammelleitung 28 und der zweiten Lagerkammer 6 begleitet
sein. Alternativ kann ein entsprechender Druckanstieg in der ersten
Lagerkammer 4 erkannt werden, wenn ein Druckanstieg in
einem oder allen Auslassrohren 20, der Sammelleitung 28 und
der zweiten Lagerkammer 6 erkannt wird. Das heißt, die
Druckschwankungen, die in den unter Vakuum oder dem atmosphärischen Druck
stehenden Kammern erkannt werden, werden bei einem Vergleich mit
der Druckschwankung, die in der unter Überdruck stehenden Kammer erkannt wird,
anders als jene sein, die erwartet werden, wenn eine Undichtheit
beteiligt ist.
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In einigen Fällen werden die überwachten Druckschwankungen
auf eine Anzahl der beschriebenen druckverändernden Wirkungen zurückzuführen sein.
In diesen Fällen
identifiziert die Person, die die Prüfung vornimmt, Undichtheiten
durch Bestimmen, welche Komponenten der Druckschwankungen auf eine
Undichtheit zurückzuführen sind,
und wo diese Undichtheit auftritt.
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Im Anschluss an die erste Druckbeaufschlagungsabfolge
und den Überwachungszeitraum
wird die erste API-Prüfkappe 142 abgenommen,
so dass sich das API-Ventil 12 schließt, um den Unterdruck im Inneren
des Auslassrohrs 20 aufrechtzuerhalten, und wird die zweite
API-Prüfkammer
am API-Passstück 12 angebracht.
Der anfängliche
Druck, der am Druckumwandler 86 überwacht wird, wird der atmosphärische Druck
sein, und wenn das API-Ventil 12 undicht ist, wird eine
Abnahme des Drucks im Inneren der zweiten API-Prüfkappe festgestellt werden. Andernfalls
wird das API-Ventil 12 als akzeptabel arbeitend erachtet.
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In gleicher Weise wird die erste
Dampfrückgewinnungsprüfkappe 114 vom
Dampfrückgewinnungsventil 30 abgenommen,
wodurch das Ventil geschlossen wird, um den Unterdruck im Inneren
der Dampfrückgewinnungssammelleitung 28 aufrechtzuerhalten,
und wird die zweite Dampfrückgewinnungsprüfkappe angebracht.
Der Druck im Inneren der zweiten Dampfrückgewinnungsprüfkappe wird
dann durch einen Druckumwandler 86 überwacht, und bei der Feststellung
einer Abnahme des Drucks vom atmosphärischen Druck wird das Dampfrückgewinnungsventil 30 als
undicht identifiziert werden. Andernfalls kann das Dampfrückgewinnungsventil 30 als
akzeptabel erachtet werden.
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DRUCKENTSPANNUNGSPRÜFUNGEN
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Als nächstes folgt eine Abfolge,
um die Leistungsfähigkeit
des Betriebs des Druckvakuumventils 54 wie folgt zu prüfen.
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Zuerst wird das Auswahlventil 102 in
eine Verbindung mit der Auslassöffnung 98 geschaltet. Die
Auswahlventile 92 und 94 werden in eine Verbindung
mit dem Druckregler 80 geschaltet. Der Überdruckregler 80 wird
auf einen Wert über
dem erwarteten Auslösungsdruck
des Druckvakuumventils 54 eingestellt, zum Beispiel auf
85 mbar für
eine unerwartete Druckentspannung bei 70 mbar oder auf 135 mbar
für eine
unerwartete Druckentspannung bei 120 mbar. Wenn das Auswahlventil 118 geschlossen ist,
wird der Druck im Inneren der Lagerkammer 4 allmählich zunehmen,
bis das Druckvakuumventil 54 tätig wird, um den Druck zu entspannen.
Der Druck, bei dem das Druckvakuumventil tätig wird, wird somit genau überwacht
und an der Anzeige am Druckumwandler 84 ersehen, was der
Person, die die Prüfung vornimmt,
gestattet, innerhalb einer vorbestimmten Akzeptabilitätsspanne, zum
Beispiel einer zehnprozentigen Betriebsspanne, zu bestätigen, ob
das Ventil tätig
ist.
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Wenn das Druckvakuumventil 54 die
Prüfung der
Druckentspannung bei Überdruck
besteht, werden beide Auswahlventile 118 und 120 geschlossen, so
dass der Druck im Inneren der ersten Lagerkammer 4 allmählich abnimmt
und der Druck im Inneren der zweiten Lagerkammer 6 allmählich ansteigt,
bis der Druck in diesen Kammern ausgeglichen ist (dieser Vorgang
gewährleistet
eine wirtschaftliche Verwendung des Überschußgases im Inneren der Lagerkammer 4,
indem er gestattet, dass etwa die Hälfte des enthaltenen Gases
in die zweite Lagerkammer eingebracht wird, um in der nachstehend
zu beschreibenden zweiten Druckbeaufschlagungsabfolge verwendet
zu werden). Als Nächstes
wird das Auswahlventil 120 geschlossen und das Auswahlventil 134 auf
eine Verbindung der ersten Lagerkammer 4 mit der Abgasöffnung 136 eingestellt,
wodurch der Druck im Inneren der Lagerkammer entspannt wird. Die
Auswahlventile 92 und 94 werden auf eine Verbindung
mit der Vakuumpumpe 74 eingestellt, und der Vakuumregler 78 wird
auf einen gewünschten
Vakuumgrad eingestellt, der unter dem Druck liegt, an dem ein Auslösen des
Druckvakuumventils 54 an seinen unteren Voreinstellungsgraden
erwartet wird. Das Auswahlventil 134 wird dann in eine
Verbindung der ersten Lagerkammer 4 mit der Vakuumpumpe 74 geschaltet,
und der Druck wird allmählich abnehmen,
bis das Druckvakuumventil 54 auslöst. Der Druck des Druckvakuumventils 54 wird
am Druckumwandler 84 genau angezeigt werden, und die betätigende
Person kann dann leicht verifizieren, dass das Ventil innerhalb
einer vorbestimmten akzeptablen Spanne, zum Beispiel einer zehnprozentigen
Betriebsspanne, tätig
ist.
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In dieser Stufe würden die erste Lagerkammer 4 und
das zugehörige
Ventil und das Auslassrohr 20 und sein zuge höriges Ventil
vollständig
geprüft worden
sein und werden jedwede undichten Punkte identifiziert worden sein,
wodurch ein Ersetzen der fraglichen Ventile oder eine Reparatur
anderer undichter Punkte gestattet wird. Die erste Lagerkammer 4 kann
dann durch ein Schalten des Auswahlventils 134 in eine
Verbindung der ersten Lagerkammer 4 mit dem Abgasrohr 136 unter
Druck gesetzt werden, d. h., mit der Atmosphäre ausgeglichen werden.
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WEITERE DRUCKBEAUFSCHLAGUNGSABFOLGEN
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Als nächstes wird eine ähnliche
Serie von Druckbeaufschlagungen und Überwachungstätigkeiten
in Bezug auf die zweite Lagerkammer 6 durchgeführt, womit
in dieser nächsten
Stufe des Prüfens
das Auslassrohr 22, die Dampfrückgewinnungssammelleitung 28 und
die dritte Lagerkammer 8 in Zusammenhang gebracht werden.
Um eine Prüfabfolge
in Bezug auf die zweite Lagerkammer 6 und ihre zugehörige Kammer
durchzuführen,
wird das Verbindungsanschlussstück 138 vom
Verriegelungsventil 62 abgenommen und in das Verriegelungsventil 66 eingesetzt,
und wird die erste API-Prüfkappe 142
am nächsten
API-Ventil 14 angebracht. Dann wird eine Prüfabfolge,
die der in Bezug auf die erste Kammer 4 ausgeübten ähnlich ist,
in Bezug auf die zweite Lagerkammer 6 und ihre zugehörigen Kammern
ausgeübt.
Sofern sie während
der ersten Stufe nicht Gegenstand einer Undichtheit war, ist es
im Allgemeinen nicht nötig,
den Druck der Sammelleitung 28 noch einmal herabzusetzen,
da nach wie vor ein Vakuum vorhanden sein sollte.
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Anschließend wird jede der anderen
Lagerkammern 8 und 10 in der gleichen Weise geprüft.
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Durch die bereitgestellte Prüfabfolge
werden somit alle Ventile, die für
eine Fluiddichtheit am Lagertank angebracht sind, und die Wirksamkeit
des Betriebs eines jeden der Druckvakuumventile 54, 56, 58 und 60 vollständig geprüft.
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Wie aus 1 und 2 ersichtlich
ist, verläuft das
Verbindungsrohr 32 durch die dritte Lagerkammer 8,
und jedwede identifizierte Gasundichtheit aus der Lagerkammer 8,
wenn sich diese entweder beim atmosphärischem Druck oder beim Prüfüberdruck befindet,
in das Verbindungsrohr 32 kann leicht durch einen entsprechenden
Druckanstieg in der Sammelleitung 28 zu jener Zeit verifiziert
werden.
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ANDERE AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Es ist ins Auge gefaßt, dass
in Bezug auf die oben beschriebene Ausführungsform verschiedene Abwandlungen
und Veränderungen
anwendbar sind, ohne vom wie im unabhängigen Anspruch definierten Umfang
der Erfindung abzuweichen.
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Zum Beispiel wird es anstelle des
Bereitstellens eines selbstdichtenden Ventils an einem der betrieblichen
Ventile der Lagerkammern zur Bereitstellung einer vollständigen in-situ-Prüfung aller
an der Kammer angebrachten Ventile möglich sein, eine durch eine
Aufschraubkappe abgedichtete gesonderte Öffnung an den Kammern bereitzustellen,
die zum Zweck des Prüfens
der Fluiddichtheit der Kammer bestimmt ist.
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Auch die in der beschriebenen Ausführungsform
spezifizierten Druckventile sind nicht beschränkend. Es wird jedoch bevorzugt,
dass eine Kombination aus einem Über-
und einem Unterdruck, der jeweils vorzugsweise innerhalb etwa ±200 mbar
liegt, gleichzeitig auf benachbarte Kammern ausgeübt wird,
um die erwähnten
Vorteile zu erzielen. Es ist nämlich
möglich, überwachte
Druckschwankungen, die auf Schwankungen in der Umgebungstemperatur oder
den Barometerdruck zurückzuführen sind,
unberücksichtigt
zu lassen. Es ist auch möglich,
einen Druckunterschied, der größer als
die einzelnen verwendeten Drücke
ist, über
die Mittel, die die beiden Kammern trennen, bereitzustellen, was
für eine
verbesserte Undichtheitsfeststellung und die Prüfung eines Ventils, zum Beispiel
eines Bodenventils, unter einer erforderlichen Druckbedingung sorgt.
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Es wurde erwähnt, dass die Erfindung auf ISO-Tanks
anwendbar ist. ISO-Tanks beinhalten im Allgemeinen eine einzelne
Lagerkammer, ein durch ein Bodenventil von der Lagerkammer getrenntes Auslassrohr,
ein Druckvakuumventil, einen Einstiegslukendeckel und möglicherweise
eine Vakuumrückgewinnungsleitung,
die durch ein sequentielles Ventil abgetrennt ist. Somit umfasst
der ISO-Tank im Allgemeinen zwei oder drei Kammern, und man wird
verstehen, dass eine Fluiddichtheitsprüfung und eine Druckentspannungseigenschaftsprüfung, die
den oben im Zusammenhang mit jeder beliebigen der Lagerkammern des
Tankwagens beschriebenen ähnlich
sind, in Bezug auf einen ISO-Tank eingesetzt werden können.