DE1500191A1

DE1500191A1 - Tankeinfuell- und Tankentleerungseinrichtung mit gesteuertem Hauptventil

Info

Publication number: DE1500191A1
Application number: DE19651500191
Authority: DE
Inventors: De Graaf Paul Andre; Elbogen James Stuart
Original assignee: Parker Hannifin Corp
Current assignee: Parker Hannifin Corp
Priority date: 1964-09-30
Filing date: 1965-09-23
Publication date: 1969-06-12
Also published as: US3406709A; DE1500191C3; GB1071650A; DE1500191B2

Description

DIPL.-ING. LUDEWIG · DIPL-PHYS. BUSE . 56 WUPPERTAL-BARMEN

114- Kennwortt Tankventil

Dr. Expl.

Parker-Hannifin Corporation, Cleveland, Euolid Avenue 17

(Ohio 44 112 USA)

Tankeinfüll- und Tankentleerungseinriohtung mit gesteuertem Hauptventil.

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Tankfüll- und Tankentleerungseinriohtung mit gesteuertem Hauptventil, insbesondere bei Tankwagen·

Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine derartige Einrichtung zu sohaffen, bei der die Füllung und Entleerung des Flüssigkeitstankee duroh eine Ventileinheit erfolgt, die am oder nahe des Tankbodens angeordnet ist.

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Weiterhin ist Gegenstand der Erfindung eine Einrichtung, "bei der der Ventileinheit ein Niveaufühler zugeordnet ist, der "bei einem Flüssigkeitsstand unterhalb des Sollniveaue ein Offnen der Ventileinheit b«w· des Einlaßrentiles erlaubt und der dann, wenn der Flüssigkeitsstand das Sollniveau erreicht, automatisch das Einlaßventil schließt und damit den Tankfüllgang unterbricht, wenn auch in der Zuführungsleitung die Flüssigkeit noch unter dem Einfülldruok steht·

Weiterhin soll durch die Erfindung eine Einrichtung geschaffen werden, bei der die steuerbare Ventileinheit kraftbetätigt wird, um das Einlaßventil zwecks Entleerung des Tankes zu öffnen.

Die Einrichtung nach der Erfindung soll ferner einen mit mehreren Düsen (z.B. mit zwei Düsen) versehenen Niveaumeßfühler aufweisen, wobei die Düsen in verschiedenen Höhen im Tank angeordnet sind, so daß bei steigendem Flüssigkeitspegel im Tank der Meßfühler progressiv das Haupteinlaßventil schließt, um dadurch eine genaue Einhaltung des Sollniveaus zu ermöglichen·

Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine solche Ventileinheit vorzusehen, bei der die letzte Schließbewegung

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des Einlaßventiles gedämpft oder verlangsamt erfolgt, um Stöße in der Anlage auf ein Minimum herabzusetzen· Die Ventileinheit soll ferner solange nicht schließen, wie ein überschüssiger Leckstrom in den Filotyentilleitungen und -an-Schlüssen vorliegt.

Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus den nachfolgenden Ausführungen hervor, in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben ist, in der zeigen:

Pig· 1 eine schematische Barstellung der Tankeinfüll- und Tankentleerungseinrichtung mit gesteuerter Ventileinheit gemäß der Erfindung und

Fig. 2 die Ventileinheit in vergrößertem Maßstab und im Schnitt gemäß der Linie 2-2 in Fig. 1.

Mit Positionsziffer 1 ist der Tank eines Tankwagens oder dgl· bezeichnet, in dessen Bodenöffnung 2 eine mit Pilotsteuer— ventilen und Hauptventil ausgerüstete Ventileinheit 3 angeordnet ist, die, wie hiernach noch im einzelnen erläutert, als Einlaßventil für den Tank 1 arbeitet, wenn eine Druckzuführ-

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tülle 4 an das Einlaßzwischenstüek 5 der zur Ventileinheit 3 führenden Hauptleitung 6 angeschlossen ist. Diese Ventileinheit 3 arbeitet ebenfalls als Tankentleer-oder Entlastungsventil_y durch das der Tankinhalt abfließt, wenn der Auelaßhahn bzw. das Auslaßventil 7 in der Hauptleitung 6 geöffnet ist·

An die Hauptleitung 6 ist eine Pilotleitung 8 angeschlossen, die in den Strahl düsen 9 und 10 des Niveaufühlers 11 endet· Der Düsendruck wird durch den Druckregler 12 (Druckminderer) in der Pilotleitung 8 reguliert. Der Niveaufühler 11 umfaßt ferner zwei Auffangdüsen 14 und 15« in denen sich entsprechend der Anströmgeschwindigkeit der aus den Düsen 9 und 10 herausschießenden Ströme ein statischer Druck aufbaut,- der über die Leitungen 16 und 17 auf die Pilotventile 18 und 19 eiwirkt, um diese zu öffnen· In Fig. 2 ist das Pilotventil 19 im Schnitt gezeigt; das andere Pilotventil 18, zu dem die Auffangleitung 16 führt, weist den gleichen konstruktiven Aufbau auf.

Der Tank 1 ist ferner mit einem druckbetatigten Entlüftungsventil 20 versehen, das über das Ventil 21 betätigt wird, welches über die Leitung 22 und das hin-und herschaltbare Ventil 30 die Kammer 23 des Entlüftungsventiles 20 mit einer D_ruck luftzuleitung 24 verbindet, die mit dem Luftbehälter 31 über das Ventil 32 mit Verriegelungshebel 33 in Verbindung steht.

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Der Luftdruck Ια der Kammer 23 beaufschlagt den Korbenteil 25 des Ventilkörpers 26 des Entlüftungsrentiles und hebt diesen vom Sitz 27 ab, so daß der Tank 1 während des Füllens oder Entleerens belüftet ist. Wenn der Luftdruck in der Kammer 23 über den Auslaß 28 des Ventiles 21 abgelassen wird, dann wird das Entlüftungsventil 20 durch die Feder 29 geschlossen. Bei der in ausgezogenen Linien gezeigten Stellung des Verriegelungshebels 33 wird das Ventil 30 über das Ventil 34 entlüftet, so daß durch Betätigung des Ventiles 21 die vorerwähnte Umschaltung des Ventiles 30 bewirkt wird· Wenn der Siegel 33 in die in gestrichelten Linien eingezeichnete Stellung bewegt wird, entlüftet das Ventil 32 die Leitung 24, und das Ventil 34 stellt eine Verbindung zwischen dem Luftbehälter y\ und dem Entlüftungsventil 20 über das Ventil 30 her, das durch den Luftdruck umgeschaltet wird, wobei seine linke Seite über das Ventil 21 entlüftet ist·

Wenn der Tank 1 gefüllt werden soll, wird durch Betätigung des Ventiles 21 das Entlüftungsventil 20 geöffnet, und wird die Flüssigkeitseinfülltülle 4 an das Zwischenstück 5 angeschlossen· Durch die aus den Düsen 9 und 10 herausschießenden Ströme bauen sich in den Auffangdüsen 14, 15 und deren Leitungen 16, 17 Drücke auf, die auf die Kolbenflächen ihrer jeweiligen Pilotventile 18 und 19 derart wirken, daß diese die Verbindung zwi-

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sehen der Kammer 35 und dem Tankinneren über die Kanäle 36 und

37 öffnen· Der in der Kammer 35 herrschende Druck wirkt in Schließrichtung auf den Hauptventilkorper 40· Nach öffnen der Kanäle 36 und 37 kann aus der Kammer 35 schnäLler Flüssigkeit ausfließen, als diese über die Ringöffnung zwischen der Stange

38 und der zentralen öffnung 39 im Hauptventilkorper 40 nach fließt. Demgemäß bildet sich zwischen der Unter-und Oberseite des Hauptventilkörpers 40 eine Druckdifferenz aus, die die Vorspannung der Hauptventilfeder 41 überwindet und somit den Hauptventilkorper 40 von seinem Sitz 42 abhebt, so daß die Flüssigkeit unter D uck in den Hank 1 strömen kann. Wenn der Flüssigkeitspegel im Tank bis zum Niveaufühler 11 ansteigt, so taucht zunächst dessen Strahldüse 9 in die Flüssigkeit ein, wodurch der Druck in der Auffangdüse 14 und deren Anschlußleitung 16 soweit abfällt, daß die Feder 43 das zugehörige Pilotventil 18 in die Schließstellung für den Kanal 36 drückt, was zu einer Abnahme des Flüssigkeitsstromes von der Kammer 35 zum Tank 1 führt· Durch die sich hieraus ergebende Änderung der auf den Hauptventilkorper 40 wirkenden Druckkräfte führt die HauptventilMer 41 nunmehr den Hauptventilkorper 40 in Richtung auf dessen Ventilsitz 42. Wenn die zentrale öffnung im Ventilkörper 40 den erweiterten Kopf 46 der Stange 38 erreicht, wird wieder ein Gleichgewicht der Druckkräfte erreicht, wobei der Ventfflcörper 40 jetzt nahe seines Sitzes liegt. Hierdurch nimmt die

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Strömungsmenge von der Hauptleitung 6 zum Tank 1 ab, so daß der Flüssigkeitspegel im Tank mit verminderter Geschwindigkeit ansteigt, verglichen mit den Verhältnissen bei voll geöffnetem Hauptventil 40/42, wenn beide Düsen 9 und 10 die Auffangdüsen 14 und 15 beaufschlagen. Wenn schließlich der Flüssigkeitspegel soweit ansteigt, daß auch die Strahldüse 10 überflutet wird, fällt ebenfalls der D_ruck in der oberen Auffangdüse 15 und deren Leitung 17 ab, und das andere Pilotventil 19 wird durch seine vorgespannte Feder in die den Kanal 37 sperrende Stellung gebracht, so daß der Druck in der Kammer 35 und der Druck unterhalb des Hauptventilkörpers 40 einander gleichen werden· Hiernach bewegt die Feder 41 den Ventilkörper 40 voll in seine Schließstellung, so daß der Einfüllvorgang beendet wird, wenn auch noch in der Hauptleitung 6 und in der Pilotleitung 8 der Flüssigkeitsdruck herrscht. Der mit zwei Düsen ausgerüstete Niveaufühler 11 ermöglicht hierbei eine sehr genaue Einhaltung des Sollniveaus, da bei Annäherung des Flüssigkeitspegels an das Sollniveau durch den schon weitgehend an die Schließstellung herangebrachten Hauptventilkörper 40 der Flüssigkeitsanstieg nurlehr mit verminderter Geschwindigkeit erfolgt.

^T ach Beendigung des Tankfüllvorganges kann das Ventil 21 betätigt werden, um die Kammer 23 des Entlüftungsventiles 20 zu entlüften, wonach die Feder 29 das Entlüftungsventil 20 schließt, um einen ^T rlust der Flüssigkeit durch Verspritzen und - bei öl oder leicht flüchtigen Flüssigkeiten - durch Verdampfen zu verhindern.

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Die vorerwähnte Stange 38 trägt einen Mitnehmerstift 47, der diametral in deren unterem Ende steckt und der am Hauptventilkörper 40 angreifen und diesen von seinem Sitz 42 abheben kann, wenn der Tank entleert werden soll. Zu diesem Zweck ist das obere Ende der Stange 38 mit einem Kolben 48 verbunden, der in vertikaler Richtung im Zylinder 49 bewegbar ist, der als Teil des Pilotventilgehäuses 50 ausgebildet ist. Eine Abzweigleitung 51 ist stromabwärts des Ventiles 21 an die Luftleitung 22 angeschlossen und steht über den Kanal 52 mit dem unteren (Teil des Zylinders 49 in Verbindung. Ein Absperrhahn 55 ist in der Abzweigleitung 51 vorgesehen.

Wenn eine Entlastung oder Entleerung des Tankes 1 erfolgen soll, dann werden der Auslaßhahn 7 und der Absperrhahn 53 geöffnet und das Luftsteuerventil 21 in die in gestrichelten Linien eingezeichnete Stellung geschaltet, wonach der Luftdruck in der Leitung 22 wiederum in bereits beschriebener Weise das Emtlüf— tungsventil 20 öffnet, und der Luftdruck in der Abzweigleitung 51 und im Kanal 52 den Kolben 48 und die Stange 38 aufwärts bewegt. Über den Stift 47 wird hierbei der Hauptventilkörper 40 von seinem Sitz 42 abgehoben, wonach die Flüssigkeit aus dem Tank 1 über das Hauptventil 40/42 und den Auslaßhahn 7 abfließt. Wenn die gewünschte Flüssigkeitsmenge aus dem Tank 1 abgelassen ist, kann der Auslaßhahn 7 geschlossen werden. Nach Betätigung

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des Ventiles 21 sind die Zylinderkern er 54 und die Kammer 23 des Entlüftungsventiles entlüftet, so daß die Feder 29 das Entlüftungsventil 20 schließt und die Feder 55, die auf den Kolben 48 efawirkt, diesen und die Stange 38 in die in Fig. 2 gezeigte Stellung führt, wonach die Hauptventilfeder 41 den Hauptventilkörper 40 in Schließstellung führt.

Wenn auch hier ein Niveaufühler mit zwei Düsengruppen gezeigt ist, so ist es verständlich, daß auch ein Niveaufühler mit nur diner Düsengruppe verwendet werden kann, wobei bei nichteingetauchter Düsengruppe dementsprechend nur ein Pilotventil zur Belüftungbzw. Entlastung der Kammer 35 geöffnet wird, so daß der -Einlaßdruck den Hauptventilkörper 40 in die voll geöffnete Stellung bewegen kann, und wobei beim Eintauchen der einzigen Düsengruppen das Pilotventil geschlossen und der Hauptventilkörper 40 durch die Feder 41 bei nunmehr auf beiden Seiten des Hauptventilkörpers gleichen Drücken in die geschlossene Stellung geführt wird.

Es ist ferner zu beachten, daß die Bewegung des Hauptventilkörpers 40 in Schließstellung durch den verbreitertem Kopf 46 der Stange 38 gedämpft wird, wenn der Kopf 46 in die zentrale öffnung 39 im Hauptventilkörper 40 eintritt. Daher ist der letzte Teil der Schließbewegung in einem stärkeren Maße gedämpft als der Teil der Schließbewegung, bei der sich die zentrale Öffnung an dem einen kleineren Durchmesser aufweisenden Teil der Stange 38 befindet.

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Claims

Patentansprüche

1. Tankfüll- und -entleereinrichtung, insbesondere bei Tankwagen, mit Einfüll- und Auslaßventil, gekennzeichnet durch ein sowohl das Einfüll- als auch das Auslaßventil bildendes Hauptventil (40/42), das in oder nahe des Tankbodens angeordnet ist und dessen Hauptventilkörper (40) bei Druck in der Einfülleitung (4, 5, 6) in Yentilöffnungsrichtung beaufschlagt wird, durch einen den Einfüllvorgang überwachenden Niveaufühler (11), der über eine Stellvorrichtung (18, 19, 35 bis 39) bei Erreichen des Sollniveaus eine automatische Schließung des Hauptventiles gegen den Druck in der Einfülleitung bewirkt, und durch eine kraftbetätigte Verstelleinrichtung (51, 52, 48, 38, 47) zum Öffnen des Hauptventiles für ein Entleeren des Tankes.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtung einen Druckmittelmotor (48, 49) umfaßt, dessen beweglicher Teil den Hauptventilkörper(40) in Öffnungsrichtung des Hauptventiles mitführt.

3· Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptventil durch ein Pilotventil (18 oder 19) gesteuert wird, welches in geöffneter Stellung den über eine Drosselstelle (bei 39) in eine Kammer (35)

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eintretenden, den Hauptventilkörper (40) in Schließstellung beaufschlagenden Druck über einen Ablaßkanal (36 oder 37) schneller entweichen läßt, als dieser Druck sich über die Drosselstelle in der Kammer (35) aufbauen kann, und daß der Niveaufühler (11) bei Erreichen des Sollniveaus eine Schließung des Pilotventiles und damit eine Schließung des federbelasteten Hauptventiles bewirkt.

4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Niveaufühler (11) aus einer an die Einlaßseite des Hauptventiles angeschlossenen Strahldüse (10) und einer Auffangdüse (15) besteht, die innerhalb des Tankes angeordnet sind äund die innerhalb der Auffangdüse, solange diese Düsen nicht vom Tankinhalt überflutet werden, einen Staudruck erzeugen, der das Pilotventil (19) in Offenstellung hält, und daß nach Überfluten der Düsen der Staudruck zusammenbricht, so daß das Pilotventil und Hauptventil schließen.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein weiterer Niveaufühler (9, 14) etwas unterhalb des ersten Niveaufühlers (10, 15) angeordnet ist, der bei Überflutung ein teilweises Schließen des Hauptventiles bewirkt.

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6. Einrichtung nach den Ansprüchen 4 und 5» dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Niveaufühler aus einem weiteren Paar von Strahl- und Auffangdüse (9, 14) "besteht und daß die zweite Auffangdüee (14) ihren Staudruck an ein zweites Pilotventil (18) liefert, welches den Druokablaß aus der Kammer (35) durch einen Kanal (36) hindurch steuert.

7· Einrichtung insbesondere nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckmittelmotor (48, 49) zum öffnen des Hauptventiles für den Entleervorgang eine durch den Hauptventilkörper (40) hindurchragende Stange (38) trägt, die an ihrem hauptventilseitigen Ende . einen Mitnehmerstift (47) für den Hauptventilkörper (40) aufweist, und daß jedoch der Hauptventilkörper für den Einfüllvorgang unabhängig von der Stange (38) in Offenstellung "bewegbar ist.

8. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß die gedrosselte Einlaßleitung zur Kammer (35) durch einen Ringspalt zwischen einer zentralen Öffnung (39) im Hauptventilkörper (40) und der Stange (38) gebildet ist.

9· Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gezeichnet, daß die Stange (38) eine abgestufte, zu

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ihrea hauptventilseitigen Ende zunehmend· Dicke auf· weist, so daß die selbsttätige Schließbewegung des Hauptventiles zunehmend verlangsamt wird.

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