EP2034186B1 - Vorrichtung zur Förderung von Flüssigkeiten - Google Patents

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EP2034186B1 EP08015254.9A EP08015254A EP2034186B1 EP 2034186 B1 EP2034186 B1 EP 2034186B1 EP 08015254 A EP08015254 A EP 08015254A EP 2034186 B1 EP2034186 B1 EP 2034186B1
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    • F04C2270/80—Diagnostics

Definitions

  • the invention relates to a device for conveying liquids, in particular for dispensing liquids from tankers according to claim 1.
  • the invention has for its object to provide a simply constructed and acting device for conveying liquids, in particular for dispensing liquids from a tanker.
  • a structure-borne sound pickup is arranged on the housing of the pump, which is connected to an evaluation device for the measured structure-borne noise of the pump housing.
  • the evaluation device generates a signal for the control device of the drive motor the pump when a change in the measured structure-borne noise is detected.
  • the invention is based on the fact that in displacement pumps when sucking air, the noise of the pump is changed. The reason for this is the sudden pressure increase in the pump, which causes the small air bubbles present to implode. With the help of a structure-borne sound pickup, this phenomenon can now be used to detect air bubbles in liquids.
  • structure-borne noise must be suitably analyzed, for example with regard to its frequency and amplitude.
  • the drive motor of the pump is activated accordingly.
  • the drive motor can be switched off and a discharge valve can be locked.
  • the control device can reduce the drive motor in its speed, or down regulate until no more air bubbles occur.
  • the single figure shows a schematic diagram of the device according to the invention.
  • a pump 10 is shown, for example, a vane pump. It is connected to a suction duct 12, e.g. led to the chambers of a tanker, not shown. For several chambers, the line 12 is a manifold.
  • a pressure line 14 of the pump 10 passes via a dispensing valve 16 to a dispensing line 18, which e.g. connected to a hose, for conveying the liquid from the tanker in a receiving tank (also not shown).
  • the dispensing valve 16 is actuated by an actuator 20. Before the dispensing valve, a volumeter, not shown, is arranged.
  • the vane pump 10 is driven by an electric motor 22, which in turn is controlled by a control device 24.
  • the electric motor 22 may be e.g. be a three-phase motor.
  • a structure-borne sound pickup 26 With the housing of the vane pump 10, not shown, a structure-borne sound pickup 26 is connected.
  • the structure-borne sound pickup 26 registers the structure-borne noise caused in the housing.
  • the structure-borne sound signal of the structure-borne sound receiver 26 reaches an evaluation device 28, which analyzes the structure-borne sound with regard to the amplitude and / or frequency.
  • the frequency or amplitude spectrum changes with the appearance of air bubbles in the suction line 12. If this change is significant, the control device 24 is driven so that either the motor 22 is turned off or reduced in its speed. In the latter case, the speed can be adjusted so that no more air bubbles occur.
  • the Dispensing valve 16 With the switching off of the drive motor 22 may also be the Dispensing valve 16 are transferred to the blocking state, so that no more gravity delivery occurs.
  • the volume meter is arranged, with which the dispensed amount of liquid is measured. Measuring air interferes with the accuracy of the quantity measurement.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Control Of Non-Positive-Displacement Pumps (AREA)
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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Fördern von Flüssigkeiten, insbesondere zur Abgabe von Flüssigkeiten aus Tankwagen nach dem Anspruch 1.
  • Die Abgabe von Flüssigkeiten aus Tankwagen erfolgt entweder über Schwerkraft oder den Einsatz von Pumpen. Für die Abgabe der Flüssigkeit wird ein Abgabeventil geöffnet. Es wird geschlossen, wenn das gewünschte Volumen abgegeben worden ist oder wenn Umstände auftreten, welche eine weitere Abgabe unzulässig werden lassen. Dies ist der Fall bei Auftreten eines bestimmten Anteils von Gaseinschlüssen, die bei volumetrischen Meßsystemen naturgemäß zu einer Fehlmessung führen.
  • Aus DE 195 40 884 A1 ist ein Verfahren zum Messen des Volumens durchströmender Flüssigkeiten bekannt geworden, bei dem der Gasanteil der durch eine Leitungsstrecke strömenden Flüssigkeit erfasst und die Abweichung des erfaßten Gasanteils von einem zulässigen Wert ermittelt wird. Der Volumenstrom der Flüssigkeit wird in Abhängigkeit von der ermittelten Abweichung in mehreren Stufen oder stetig beeinflusst.
  • Aus EP 0 035 217 A2 ist eine Vorrichtung zur Verhinderung des Mitmessens gasförmiger Beimengen bei der Abgabe von Flüssigkeiten bekannt geworden, bei der eine Druckmessvorrichtung den Druck einer geodätischen Zulaufhöhe oberhalb des Druckmesspunkts misst. Eine Absperrarmatur ist im Querschnitt verstellbar und wird entsprechend dem Ausgangssignal der Druckmessvorrichtung betätigt. Gelangt der gemessene Druck unter einen vorgegebenen Wert, wird der Strömungsquerschnitt des Abgabeventils reduziert. Hierbei wird von der Tatsache Gebrauch gemacht, dass solange ein ausreichender positiver Druck vor dem Volumenzähler ansteht, der Anteil gasförmiger Beimengen unterhalb zulässiger Grenzen liegt.
  • Aus US 5,232,006 ist bekannt geworden, das Mitmessen von Gasanteilen in einer Abgabeleitung für Flüssigkeiten zu verhindern, wobei ein Gasblasensensor sich innerhalb der Flüssigkeitsströmung befindet und z.B. kapazitiv arbeitet. Ein Homogenitätsmesser misst über den Gasblasensensor die Homogenität der Flüssigkeit und sperrt das Abgabeventil, wenn die Homogenität nicht mehr gewährleistet ist. Das sich vor dem Abgabeventil ansammelnde Gas wird über eine Entgasungsleitung in den Abgabetank zurückgeführt
  • Aus DE 35 20 734 A1 und EP 0 742 372 A1 sind Vorrichtungen und Verfahren zur Überwachung von Kavitation beim Betrieb von Kreiselpumpen bekannt. Dabei kann mittels Körperschallsensoren die Intensität einer Kavitation beim Betrieb der Kreiselpumpe überwacht werden. Hierdurch sollen Beschädigungen durch die Kavitation vermieden werden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfach aufgebaute und wirkende Vorrichtung zur Förderung von Flüssigkeiten, insbesondere zur Abgabe von Flüssigkeiten aus einem Tankwagen zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird durch die Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist am Gehäuse der Pumpe ein Körperschallaufnehmer angeordnet, der mit einer Auswertevorrichtung für den gemessenen Körperschall des Pumpengehäuses verbunden ist. Die Auswertevorrichtung erzeugt ein Signal für die Steuervorrichtung des Antriebsmotors der Pumpe, wenn eine Veränderung des gemessenen Körperschalls erfasst wird.
  • Die Erfindung geht von der Tatsache aus, dass bei Verdrängerpumpen beim Ansaugen von Luft das Geräusch der Pumpe verändert wird. Ursache hierfür ist die schlagartige Druckerhöhung in der Pumpe, die die vorhandenen kleinen Luftblasen zum Implodieren bringt. Mit Hilfe eines Körperschallaufnehmers kann nun dieses Phänomen zum Nachweis von Luftblasen in Flüssigkeiten verwendet werden.
  • Der Körperschall muss naturgemäß in geeigneter Weise analysiert werden, beispielsweise im Hinblick auf seine Frequenz und die Amplitude.
  • Stellt die Auswertevorrichtung eine Änderung des Körperschalls fest, wird der Antriebsmotor der Pumpe entsprechend angesteuert. Um eine Verfälschung von Messergebnissen auf der Druckseite der Pumpe zu verhindern, kann der Antriebsmotor abgeschaltet und ein Abgabeventil gesperrt werden. Bei einem ersten Auftreten von Luftblasen, welche sich bereits in einer Änderung des Körperschalls bemerkbar machen, kann die Steuervorrichtung den Antriebsmotor in seiner Drehzahl herabsetzen, bzw. soweit herunterregeln, bis keine Luftblasen mehr auftreten.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung kurz erläutert.
  • Die einzige Figur zeigt ein schematisches Schaltbild der Vorrichtung nach der Erfindung.
  • In der Figur ist eine Pumpe 10 dargestellt, beispielsweise eine Flügelzellenpumpe. Sie ist mit einer Ansaugleitung 12 verbunden, die z.B. zu den Kammern eines nicht gezeigten Tankwagens geführt ist. Bei mehreren Kammern ist die Leitung 12 eine Sammelleitung. Eine Druckleitung 14 der Pumpe 10 gelangt über ein Abgabeventil 16 zu einer Abgabeleitung 18, welche z.B. mit einem Schlauch verbunden ist, zur Förderung der Flüssigkeit aus dem Tankwagen in einen Aufnahmetank (ebenfalls nicht dargestellt). Das Abgabeventil 16 wird von einem Aktuator 20 betätigt. Vor dem Abgabeventil ist ein nicht gezeigter Volumenmesser angeordnet.
  • Die Flügelzellenpumpe 10 wird von einem Elektromotor 22 angetrieben, der seinerseits von einer Steuervorrichtung 24 gesteuert ist. Der Elektromotor 22 kann z.B. ein Drehstrommotor sein.
  • Mit dem nicht näher dargestellten Gehäuse der Flügelzellenpumpe 10 ist ein Körperschallaufnehmer 26 verbunden. Der Körperschallaufnehmer 26 registriert den im Gehäuse verursachten Körperschall. Das Körperschallsignal des Körperschallaufnehmers 26 gelangt zu einer Auswertevorrichtung 28, welche den Körperschall im Hinblick auf die Amplitude und/oder Frequenz analysiert. Das Frequenz- bzw. Amplitudenspektrum ändert sich mit dem Auftauchen von Luftbläschen in der Ansaugleitung 12. Ist diese Änderung signifikant, wird die Steuervorrichtung 24 angesteuert, damit entweder der Motor 22 abgeschaltet oder in seiner Drehzahl reduziert wird. In letzterem Fall kann die Drehzahl so eingestellt werden, dass keine Luftblasen mehr auftreten. Mit dem Abschalten des Antriebsmotors 22 kann außerdem das Abgabeventil 16 in den Sperrzustand überführt werden, damit auch keine Schwerkraftabgabe mehr erfolgt. Bekanntlich ist bei einer derartigen Vorrichtung vor oder hinter dem Abgabeventil 16 der Volumenzähler angeordnet, mit dem die abgegebene Flüssigkeitsmenge gemessen wird. Ein Mitmessen von Luft beeinträchtigt die Genauigkeit der Mengenmessung.

Claims (5)

  1. Vorrichtung zur Förderung von Flüssigkeiten, insbesondere zur Abgabe von Flüssigkeiten aus Tankwagen, mit einer Verdrängerpumpe in eine Abgabeleitung, die von einem Elektromotor angetrieben ist, einer Steuervorrichtung für den Elektromotor und einer Vorrichtung zur Bestimmung von Gasanteilen in der Flüssigkeitsströmung, dadurch gekennzeichnet, dass am Gehäuse der Pumpe (10) ein Körperschallaufnehmer (26) angeordnet ist, der mit einer Auswertevorrichtung (28) für den gemessenen Körperschall des Pumpengehäuses verbunden ist und der ein Signal auf die Steuervorrichtung (24) gibt, wenn eine Veränderung des Körperschalls gemessen wird.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (22) abgeschaltet wird, wenn die Veränderung einen vorgegebenen Wert erreicht.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl des Elektromotors (22) verringert wird, wenn eine Veränderung des Körperschalls gemessen wird.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertevorrichtung (28) für eine Frequenz und/oder Amplitudenanalyse ausgelegt ist.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrängerpumpe eine Flügelzellenpumpe ist.
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