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Vorrichtung zum Auftanken Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zur
Abgabe einer Flüssigkeit aus einer Versorgungsquelle an einen Behälter. Zn vielen
Fällen ist es erwünscht, einen Teil der Flüssigkeit oder die gesamte Flüssigkeit
aus dem Behälter und/oder der zu diesem führenden Leitung zurückzusaugen. Der Zweck
der Erfindung ist .deshalb, Mittel zu schaffen, durch welche die Flüssigkeit in
,einen Hilfsbehälter zurückgesaugt werden kann, ohne daß die Verwendung einer Pumpe
erforderlich ist. Die Erfindung bietet insbesondere Vorteile in Verbindung mit Vorrichtungen
zum Auftanken von Flugzeugen mit Hilfe ortsfester Kraftstoffversorgungsanlagen,
bei denen Kraftstoff durch ein System von ortsfest verlegten Rohren aus einem ortsfesten
Vorratsbehälter zu einer Anzahl von Abgabestellen geleitet wird, die sich in der
Nähe der Abstellplätze der Flugzeuge befinden. Der in dem gesamten Rohrsystem befindliche
Kraftstoff wird durch eine am Vorratsbehälter angeordnete Pumpe unter Druck gesetzt
und an einer beliebigen Abgabestelle durch einen Tankschlauch abgegeben, wobei dieser
Schlauch auf einem Fahrzeug mitgeführt oder ständig an der Abgabestelle, beispielsweise
in einer Grube, angeordnet sein kann.
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Es ist erwünscht, einen Teil des Kraftstoffs oder den gesamten Kraftstoff
aus dem Tankschlauch zurückzusaugen, wenn das Tanken beendet ist, um den Schlauch
vom Druck des Kraftstoffs zu entlasten und auf :diese Weise das Hantieren mit dem
Schlauch und .dessen Aufwickeln zu erleichtern. Dies gilt insbesondere in den Fällen,
in denen es
sich um einen Schlauch handelt, der sich beim, Entleeren
flach zusammenlegt. Bei Flugzeugen bestimmter Bauart, die mit einer eingebauten
Tankanlage versehen sind, ist es ferner erwünscht, die, Bordleitungen zu entleeren,
wenn ;die Behälter voJlständig gefüllt worden sind. Ferner istes in manchen Fällen
erforderlich, einen Teil .des, in einem Flugzeugbehälter vorhandenen Kraftstoffs
oder die gesamte darin befindliche Kraftstoffmenge zu entfernen. Beiden bisher vorgeschlagenen
Mitteln zum Zurücksaugen von Kraftstoff aus einem Tankschlauch, ,den Bordleitungen
oder den Behältern eines Flugzeugs ist es erforderlich, den Kraftstoff in den Vorratsbehälter
zurückzuleiten. Hierdurch ist es notwendig, zusätzliche Rohrleitungen und oder Pumpeinrichtungen
vorzusehen; ferner ergeben sich erhebliche Schwierigkeiten im Betrieb.
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Die Erfindung besteht in der Kombination einer Vorrichtung zum Tanken
von Flüssigkeit aus einer Versorgungsquelile in einen Behälter mit einer Einrichtung
zum Zurücksaugen von Flüssigkeit aus dem Behälter und/oder der zu diesem führenden
Tankleitung mit einer Strahlpumpe, durch welche die Flüssigkeit hindurchströmt oder
hindurchgeleitet werden kann, einem Hilfsbehälter, der über ein Rückschlagventil
mit dem Saugstutzen der Strahlpumpe verbunden ist, um in ihm, einen verringerten
Druck aufrechterhalten zu können, Mitteln, um von der Versorgungsquelle :denjenigen
Teil des Systems abzusperren, aus dem Flüssigkeit zurückgesaugt werden soll, und
einer Leitung, die mit einem Schaltventil versehen ist und .den Hilfsbehälter mit
dem System auf .der der Versorgungsquelle abgewandten Seite des Absperrventils verbindet.
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Die Strahlpumpe kann in die von der Versorgungsquelle zum Behälter
führende Leitung eingeschaltet sein, so daß die ganze zum. Behälter geförderte Flüssigkeit
.durch .die Strahlpumpe hindurchströmt. Da jedoch die Strahlpumpe lediglich die
Aufgabe hat, in dem Hilfsbehälter einen vorbestimmten Unterdruck aufrechtzuerhalten,
ist es im allgemeinen nicht erforderlich, :daß die gesamte Flüssigkeit durch sie
hindurchströmt. Es wird vorgezogen, eine Ventileinrichtung vorzusehen, um einen
Teil .des Flüssigkeitsstromes oder den gesamten Flüssigkeitsstrom in die Strahlpumpe
immer dann hineinzuleiten, wenn der Druck indem Hilfsbehälter übereinen voribestimmten
Wert steigt. Derartige Mittel können für Handbetätigung eingerichtet sein; vorzugsweise
wird die Ventileinrichtung jedoch .durch eine in Abhängigkeit von dem im Hilfsbehälter
herrschenden Druck betätigte Steuervorrichtung .automatisch .betätigt.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegt die Strahlpumpe
in einem Parallelzweig der Auf tankleitung, wobei die aus der Strahlpumpe austretende
Flüssigkeit hinter der Eintrittsöffnung der Strahlpumpe wieder in die Auftankleitung
zurückströmt und. die letztere zwischen Ein-und Austrittsöffnung der Strahlpumpe
mit einem Ventil versehen ist. Der Saugstutzen der Strahlpumpe ist mit einer Leitung
verbunden, die zum Boden des Hilfsbehälters führt, und zwar über ein Rückschlagventil,
das eine Strömung vom Hilfsbehälter zur Strahlpumpe, jedoch nicht in umgekehrter
Richtung zuläßt.
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Wird die Erfindung bei einem ortsfesten System zum Auftanken von Flugzeugen
angewendet, so kann man den Hilfsbehälter zweckmäßig auf dem zur Abgabe des Kraftstoffs
dienenden Fahrzeug anordnen, wobei dieses Fahrzeug sowohl den Abgabeschlauch als
auch Schlauchtrommeln besitzen kann, die durch ein Rohr untereinander verbunden
sind, das die Strahlpumpe und das zugehörige Absperrmittel aufweist. Wenn es erwünscht
ist, kann dieses Rohr mit einem Filter, einem Luftabscheider und einem Durchdiußmesser
versehen sein.
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Die Erfindung wird. an Hand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen
näher erläutert.
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Fig. z ist ein Schnitt durch eine Auftankleitung, die mit einer Strahlpumpe
ausgerüstet ist; Fig. 2 zeigt die Steuervorrichtung einschließlich eines Steuerventils;
Fig. 3 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform des Steuerventils; Fig. 4 ist eine
schematische Darstellung eines für die Abgabe von Kraftstoff eingerichteten Fahrzeugs.
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Gemäß den Fig. i und 2 ist die Strahlpumpe i auf die Auftankleitung
2 aufgesetzt, wobei die aus der Strahlpumpe ausströmende Flüssigkeit in die Auftankleitung
zurückgeführt wird, und zwar an einem Punkt, der, in Strömungsrichtung gesehen,
hinter der Eintrittsöffnung in die Strahlpumpe liegt. Zwischen .diesen beiden Punkten
ist die Auftankleitung mit einem Ventil 3 ausgerüstet. Der Sauganschluß der Strahlpumpe
ist mit einem Rohr 4 verbunden, das zum Boden des Hilfsbehälters 15 (Fig.4) führt,
und zwar über ein Rückschlagventil 5, das eine Strömung vom Hilfsbehälter zur Str.ahlpumpe,
jedoch nicht in umgekehrter Richtung zuläßt.
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Das Ventil 3 ist als Drosselklappe ausgebildet, die in solcher Weise
drehbar angeordnet ist, daß sie sich gegenüber dem Flüssigkeitsstrom. nicht im Gleichgewicht
befindet, so daß .der Flüssigkeitsstrom bestrebt ist, die Drosselklappe in ihre
geschlossene Stellung zu bewegen, in welcher sie die Flüssigkeit zwingt, durch die
Strahlpumpe hindurchzuströmen. Der Drehzapfen 6 der Klappe er streckt sich .durch
eine in der Rohrwand vorgesehene Buchse und ist mittels eines Hebels 7 und einer
Verbindungsstange 8 mit einem Kolben 9 verbunden. Der Kolben 9 bewegt sich in einer
an der Wandung des; Rohres 2 befestigten Kammer und ist mit einer Feder i i versehen,
die vorzugsweise solche Spannung hat, daß sie die Klappe gerade noch schließen kann,
wenn auf beiden Seiten des Kolbens Atmosphärendruck herrscht. Die Verwendung einer
Feder ist jedoch nicht unbedingt erforderlich, .da man: dafür sorgen könnte, daß
.das mangelnde Gleichgewicht des Ventils ausreicht, um die für das Schließen des
Ventils erforderliche Kraft zu liefern.
Der Teil 12 der Kammer io,
der durch den Kolben 9 abgeschlossen ist, kann mittels eines Steuerventils 13 mit
der Atmosphäre oder mit einer Rohrleitung 14, die zur Oberseite des Hilfsbehälters
15 führt, verbunden werden. Das Steuerventil 13 umfaßt einen Kolben 16, der sich
in einem Steuerzylinder 17 bewegt; letzterer ist ständig mit dem. Rohr 14 verbunden,
so daß ein in dem Behälter 15 herrschender Unterdruck bestrebt ist, den Kolben entgegen
der Wirkung einer Feder 18 nach oben zu bewegen. Die Verbindung zwischen dem Steuerzylinder
17 und dem Hilfsbehälter 15 wird durch einen achsparallelen Kanal i9 am Kolben 16
hergestellt, wobei dieser Kanal auch als Führungsnut für eine Führungsschraube 2o
dient, die ein Verdrehen des Kolbens verhindert. Die untere Stirnfläche des Kolbens
16 ist dem Druck der Atmosphäre ausgesetzt. Die Wand des Steuerzylinders 17 ist
mit einer Steueröffnung 2i versehen; diese Steueröffnung steht mit dem Raum 12 in
der Kammer io in Verbindung, und zwar über ein nicht ganz abdichtendes Rückschlagventil
22, das ein freies Durchströmen von Luft aus dem Steuerzylinder 17 in den Raum 12,
jedoch nur ein beschränktes Strömen von Luft in umgekehrter Richtung zuläßt. Die
Mantelfläche des Kolbens 16 besitzt eine Ausnehmung 23, die durch einen am Umfang
.angebrachten Kanal 24 und den achsparallelen Kanal i9 mit der Rohrleitung 14 in
Verbindung steht. Der Kolben besitzt ferner eine Ausnehmung 25, die über eine zentral
angeordnete Bohrung 26 mit der Atmosphäre in Verbindung steht.
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Die Steueröffnung 21 in der Wandung :des Steuerzylinders sowie die
Ausnehmungen 23 und 25 in dem Kolben 16 sind derart angeordnet, daß der Kolben dann,
wenn seine obere Stirnfläche infolge des Fehlens eines Unterdrucks in ,dem: Hilfsbehälter
dem Atmosphärendruck ausgesetzt ist, durch seine Feder 18 in eine Stellung bewegt
wird, bei welcher sich die Ausnehmung 25 mit .der Steueröffnung 21 deckt. Wenn andererseits
der Druck in dem Hilfsbehälter bis auf einen vorbestimmten Höchstwert oder unter
-diesen absinkt, bewegt sich der Kolben 16 in eine Stellung, bei welcher sich die
Ausnehmung 23 mit der Steueröffnung 21 deckt, während dies bei der Ausnehmung 25
nicht mehr der Fall ist.
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Nunmehr kann die Arbeitsweise der Einrichtung beschrieben werden.
Es sei angenommen, daß in dem Hilfsbehälter 15 kein Unterdruck herrscht und daß
die Flüssigkeit in der Auftankleitung 2 zu strömen begonnen hat. Der Kolben 16 verbindet
dann die Steueröffnung 2i mit der Atmosphäre, so daß der Kolben 9 durch die Feder
i i und den an der Drosselklappe 3 einseitig angreifenden Strömungsdruck in eine
Stellung bewegt wird, in welcher die Drosselklappe die Versorgungsleitung 2 abschließt.
Während dieser Bewegung ,des Kolbens 9 strömt Luft frei durch das nicht ganz abdichtende
Rückschlagventil 22 in den Raum 12 ein. Da die Drosselklappe 3 geschlossen ist,
strömt die Flüssigkeit durch die Strahlpumpe i und saugt aus dem Hilfsbehälter 15
Luft und/oder Flüssigkeit an, die in dem Hilfsbehälter von einem vorhergehenden
Betrieb verblieben war. Wenn der Druck im Hilfsbehälter 15 auf den gewünschten Höchstwert
abgesunken ist, stellt der Kolben 16 über die verengte Öffnung des nicht ganz abdichtenden
Rückschlagventils 22 die Verbindung zwischen dem Raum 12 und dem Hilfsbehälter 15
her. Nach einer Verzögerungsperiode, während welcher der Druck im Hilfsbehälter
15 weiter absinkt, wird der Unterdruck in dem Raum i2 ausreichend groß, um den Kolben
9 in eine Stellung zu bewegen, in welcher die Drosselklappe 3 geöffnet ist, so daß
die Flüssigkeit frei durch die Versorgungsleitung 2 hindurchströmen kann und die
Strömung durch die Strahlpumpe hindurch auf einen vernachlässigbar kleinen Wert
verringert ist.
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Wenn ein geringer Lufteintritt in das Niederdrucksystem erfolgt, wie
es gewöhnlich der Fall ist, behalten die Kolben 9 und 16 ihre jeweiligen Stellungen
bei, bis der Druck über den vorbestimmten Höchstwert hinaus ansteigt, woraufhin
sich der Kolben 16 bewegt und plötzlich in den Raum 12 Luft eintritt und die Drosselklappe
3 wieder geschlossen wird.
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In dem Hilfsbehälter 15 wird somit so lange, wie die Flüssigkeit durch
die Leitung hindurchströmt, sowie während einer bestimmten Zeit danach ein vorbestimmter
Unterdruck aufrechterhalten. Wenn das Tanken beendet ist, wird die Verbindung zwischen
einem Teil des Systems und der Versorgungsquelle unterbrochen, und der Kanal 27
(s. Fig. 4), der das System mit dem Hilfsbehälter 15 verbindet, wird geöffnet, bis
die gesamte Flüssigkeitsmenge oder die gewünschte Flüssigkeitsmenge in den Behälter
hineingesaugt worden ist.
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Um den Durchtritt von Luft durch den für die Bewegung erforderlichen
Zwischenraum zwischen dem Steuerzylinder 17 und dem Kolben 16 zu verhindern, kann
der Steuerzylinder 17 gemäß Fig. 3 mit einer Büchse 28 versehen sein, die sich luftdicht
an den Steuerzylinder 17 anpaßt und über die Zylinderbohrung hinausragt, um einen
Sitz für eine an dem Kolben 16 angebrachte nachgiebige Scheibe 29 zu bilden, so
.daß die Stirnfläche der Scheibe 29 dann, wenn sich der Kolben in die einem im Behälter
herrschenden Unterdruck entsprechende Stellung bewegt, mit dem Ende der Büchse 28
in Berührung kommt und den Zwischenraum zwischen Kolben und Büchse abdichtet. Ähnlich
kann die zentrale Bohrung 26 des Kolbens 16 über eine Kammer 3o, die ein Ventilglied
31 enthält, mit der Atmosphäre in Verbindung stehen. Der Ventilkörper 31 wird durch
eine Feder 32 normalerweise auf eine Sitzfläche 33 gedrückt, um die Kammer 30 gegenüber
der Atmosphäre abzuschließen. Das Ventil 31 besitzt einen Schaft 31a, der sich mit
Spiel durch den äußeren Teil 26a der Bohrung 26 erstreckt. Wenn sich der Kolben
16 in die Stellung bewegt, die einem im Hilfsbehälter herrschenden Atmosphärendruck
entspricht, stößt der Schaft 31a gegen einen Vorsprung 34 am Unterteil des Zylinders
17, und das Ventil 31 wird von seiner Sitzfläche
33 abgehoben,
wodurch ermöglicht wird, daß Luft durch die Bohrung 26 hindurchströmt. Die mit der
Atmosphäre in Verbindung stehenden Eintrittsöffnungen 35 sind durch ein Filter 36
abgedeckt, um den Eintritt von Staub zu verhindern, der einen Verschleiß und ein
Verklemmen des Kolbens verursachen könnte.
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Wie aus Fig. 4 hervorgeht, ist der Hilfsbehälter 15 auf einem zum
Tanken dienenden Fahrzeug 37 angeordnet, das auch den Tankschlauch trägt. Das Fahrzeug
37 trägt zwei Schlauchaufwickeltrommeln 38 und 39, deren innere Enden durch ein
die oben beschriebene Strahlpumpe i und die Drosselklappe 3 aufweisendes Rohr 4o
miteinander verbunden sind. Das Rohr 40 ist an einer Stelle, die, in Strömungsrichtung
gesehen, vor der Strahlpumpe liegt, mit einem Druckregelventil41 versehen.
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In Strömungsrichtung gesehen hinter der Strahlpumpe ist das Rohr 4o
mit einem Filter 42, einem Luftabscheider 43 und einem Durchflußmesser
44
ausgerüstet. Der Hilfsbehälter 15 steht über einen Kanal 27, der
mit einem vorzugsweise durch eine Feder in seine geschlossene Stellung gedrückten
Schaltventil 28 versehen ist, mit dem Rohr 4o zwischen dem Luftabscheider 43 und
dem Filter 42, d. h., in Strömungsrichtung gesehen, vor dem Durchflußmesser 44 in
Verbindung. Der Luftabscheider besitzt ein Rückschlagventil45, das ein Austreten,
der abgeschiedenen Luft in die Atmosphäre ermöglicht, jedoch den Eintritt von Luft
verhindert, wenn das System unter Unterdruck steht.
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Zum Betrieb der Einrichtung wird das äußere Ende des Schlauches 38,
der, in Strömungsrichtung gesehen, vor der Strahlpumpe liegt, mit einer Abgabestelle
46 der ortsfesten Rohrantlage 47 verbunden, während das äußere Ende des, in Strömungsrichtung
gesehen, hinter der Strahlpumpe liegenden Schlauches 39 an den Behälter des Flugzeugs
angeschlossen wird. Diese Enden der Schläuche sind mit Ventilen versehen, die entweder
automatisch oder mit der Hand geöffnet werden, wenn die Schlauchverbindungen hergestellt
sind, so daß nunmehr Kraftstoff in den Flugzeugbehälter strömt. Wenn der Flugzeugbehälter
gefüllt ist, werden die Schlauchverbindungen unterbrochen und ihre Ventile geschlossen.
Nunmehr wird das Schaltventil 28 geöffnet, so daß sich der Unterdruck im Hilfsbehälter
15 .auf das gesamte System zwischen den geschlossenen Ventilen an den äußeren Enden
der Schläuche auswirkt. Hierdurch wird Kraftstoff in den Behälter zurückgesaugt,
wobei sämtlicher Kraftstoff, der durch den Durchflußmesser 44 hindurchgeströmt war,
den Durchflußmes.ser nunmehr in umgekehrter Richtung betätigt, so daß dieser Kraftstoff
nicht in die registrierte Gesamtmenge einbezogen wird.
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Wenn es erwünscht ist, Kraftstoff au-s den Bordleitungen oder dem
Flugzeugbehälter selbst abzusaugen, läßt man die Verbindung des Schlauches, 39 mit
dem Flugzeugbehälter bestehen und öffnet eine gewisse Zeit das Regelventil 28. Beim
nächsten Tankvorgang wird der Kraftstoff, der sich nunmehr in dem Hilfsbehälter
15 befindet, in die Strahlpumpe i hineingesaugt, wo er sich mit dem frisch zugeführten
Kraftstoff vermischt.