DE2317084C3 - Device for controlling the filling of a container - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs I. Es ist bekannt, bei der Befüliung von offenen Behältern drucksensitive Niveaufühler, z. B. von der Flüssigkeit beaufschlagte Membrandosen oder um ein bestimmtes Maß in die Flüssigkeit eintauchende, unten offene Kühlrohre zu verwenden, welche bei Erreichen des vorgesehenen Füllniveaus einen Schaltimpuls zur Beendigung des Füllvorganges abgebenThe invention relates to a device according to the preamble of claim I. It is known in which Filling of open containers, pressure-sensitive level sensors, z. B. acted upon by the liquid membrane cans or to a certain extent in the Liquid immersed cooling tubes open at the bottom should be used, which when the intended Filling levels emit a switching pulse to end the filling process

Drucksensitive Niveaufühler eignen sich dabei besonders für den Einsatz in brennbaren Flüssigkeiten, da sie ohne elektrische Hilfsenergie arbeiten können und demzufolge keine besonderen Maßnahmen des Explosionsschutzes erfordern. Aus diesem Grund besteht derPressure-sensitive level sensors are particularly suitable for use in flammable liquids because they can work without electrical auxiliary energy and therefore no special explosion protection measures require. For this reason, the

Wunsch derartige Niveaufühler auch bei gegen die Atmosphäre verschließbaren Behältern, wie Kesselwagen, zur Abschaltung des Befüllventils verwenden zu wollen. Derartige Behälter weisen ein Lüftungsventil auf, welches beim Befüllen geöffnet wird, damit währendSuch a level sensor is also desired against the atmosphere to want to use lockable containers, such as tank wagons, to switch off the filling valve. Such containers have a ventilation valve which is opened when filling, so during

ίο des Befüllvorganges im Behälter ein bestimmter gleichbleibender Druck herrscht, z. B. Almosphärendruck. Insofern wäre die Verwendung drucksensitiver Niveaufühler möglich. Nach dem Befüllen wie auch Entleeren wird das Lüftungsventil wieder geschlossen. Die im ent-ίο the filling process in the container a certain constant There is pressure, e.g. B. Atmospheric pressure. In this respect, the use of pressure-sensitive level sensors would be possible. After filling and emptying, the ventilation valve is closed again. The in the

leerten Behälter stets noch verbleibende Restmenge kann durch Verdampfen infolge äußerer Temperatureinwirkung im Behälter einen derartigen Überdruck ausbilden, daß an einem drucksensitiven Niveaufühler der Füllzustand simuliert wird, wenngleich der BehälterWhen the container is empty, the remaining amount may evaporate as a result of the effects of external temperatures Form such an overpressure in the container that on a pressure-sensitive level sensor the filling level is simulated, albeit the container

enileen ist. Der Niveaufühler würde dadurch ein Verschlossenhalten des Befüllventils bewirken, so daß in diesem Fall ein Befüllen nicht möglich wäre. Aus diesem Grund konnten drucksensitive Niveaufühler zu dem vorgenannten Zweck bisher nicht zur Anwendung gelangen.enileen is. This would keep the level sensor locked of the filling valve, so that filling would not be possible in this case. For this So far, pressure-sensitive level sensors could not be used for the aforementioned purpose reach.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Voraussetzungen für eine Verwendung von drucksensitiven Niveaufühlern an derartigen verschließbaren Behältern und eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art zu schaffen, bei der im verschlossenen Behälter entstehende Druckerhöhung nicht ein das Befüllen verhinderndes ungewolltes Absperren des Befüllventils bewirken.The invention is based on the object of meeting the requirements for the use of pressure-sensitive Level sensors on such closable containers and a device in the preamble of the claim 1 type mentioned, with the pressure increase occurring in the closed container do not cause an unintentional shut-off of the filling valve that prevents filling.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches angegebenen Mitteln gelöst.The object set is according to the invention with those specified in the characterizing part of the main claim Funds resolved.

Die beiden Fühler können dabei einen gleichen Ansprechwert besitzen. Eine besonders vorteilhafte Ausbildung der Fühler sieht jedoch der Anspruch 2 vor. Hierdurch wird ausgeschaltet, daß z. B. infolge fertigungsbedingter Abweichungen vom vorgesehenen Ansprechwert der Niveaufühler einen niedrigeren Ansprechwert als der Druckfühler aufweist, was zu falscher Signalgabe führen könnte.The two sensors can have the same response value. A particularly advantageous training however, claim 2 provides for the sensor. This turns off that z. B. as a result of manufacturing Deviations from the intended response value of the level sensor result in a lower response value than the pressure sensor shows, which could lead to incorrect signaling.

Das Füllmedium übt bei Erreichen des vorgesehenen Niveaus allein auf den Niveaufühler einen Druckimpuls aus, da der Druckfühler oberhalb des Füllniveaus liegt. Entsprechend der Erfindung wird dann die Druckmittelzufuhr zur Betätigungsvorrichtung des Befüllventils unterbunden und damit ein unzulässiges weiteres Befüllen sicher verhindert. Ein sich im Behälter, z. B. infolge Wärmeeinwirkung, ausbildender Überdruck wirkt, im Gegensatz zum Füllmediiim, stets auf beidf Fühler ein. Abhängig von der Höhe des Druckes kann dabei nur der Druckfühler oder aber es können beide Fühler ansprechen. Hieraus resultiert in jedem Fall, daß das Mehrwegeventil trotz vorhandenem Überdruck im Kessel den Zufluß des Druckmittels zur Betätigungsvorrichtung des Befüllventils freigibt und ein Füllen ermöglicht. Die in der vorgeschlagenen Vorrichtung enthaltenen Bauelemente zeichnen sich dabei, insbesondere infolge der ihnen eigenen großen Rüttelsicherheit, durch gute Eignung für den Kesselwagenbetrieb aus.When the intended level is reached, the filling medium exerts a pressure pulse solely on the level sensor because the pressure sensor is above the filling level. According to the invention, the pressure medium supply is then to the actuation device of the filling valve and thus an inadmissible further filling safely prevented. A located in the container, for. B. as a result of the action of heat, forming overpressure acts in In contrast to the filling medium, always on both sensors. Depending on the level of pressure, only the pressure sensor or both sensors can respond. In any case, this results in the multi-way valve in spite of the overpressure in the Boiler releases the flow of pressure medium to the actuating device of the filling valve and enables filling. The components contained in the proposed device stand out, in particular due to their inherent high vibration resistance, due to their good suitability for tank wagon operation.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann das 5 Mehrwegeventil vorzugsweise entsprechend Anspruch 3 ausgebildet sein, während die Ansprüche 4 und 5 besonders vorteilhafte Arten der Betätigung des Mehrwegeventils angeben. Die bei Ansprechen beider Füh-According to a further development of the invention, the multi-way valve can preferably according to claim 3, while claims 4 and 5 are particularly advantageous types of actuation of the multi-way valve indicate. When both leaders speak

ler auf das Mehrwegeventil ausgeübten Verstellimpulse heben sich dabei z. B. gegenseitig auf, und das Ventil nimmt demzufolge die gleiche -Stellung ein wie bei Nichtansprechen der Fühler. Dies ergibt einen sehr einfachen Aufbau des Mehrwegeventils. Ferner wird das der Betätigung des Befüllventils dienende Druckmittel gleichzeitig zur Verstellung des Iv.ehrwegeventils benutzt. ler adjustment pulses exerted on the multi-way valve stand out z. B. on each other, and the valve therefore assumes the same position as in The sensor does not respond. This results in a very simple structure of the multi-way valve. Furthermore, the The pressure medium used to actuate the filling valve is used at the same time to adjust the multi-way valve.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt.In the drawing is an embodiment of the invention shown schematically.

An einem Druckbehälter 1 ist z. B. unten ein Befüllventil 2 und oben ein Lüftungsventil 3 angeschlossen. Das Befüllventil 2 ist dabei mit einer druckmittelbetriebenen Betätigungsvorrichtung 4 ausgerüstet, wobei das Lüftungsventil 3 über eine Verbindungsstange 5 zwangsweise mit dem Befüllventil 2 betätigt wird. Die Betätigungsvorrichtung 4 wird zum Öffnen der Ventile 2, 3 über eine Druckleitung 6 von einer Druckmittelquelle 7 mit Druckluft beaufschlagt. In die Druckleitung 6 ist dabei erfindungsgemäß ein in drei Stellungen schaltbares Dreiwegeventil 8 eingeschaltet, weiches die Zufuhr von Druckluft zur Betätigungsvorrichtung 4 steuert und neben einer druckquellen- und einer bcfüllventilseitigen Anschlußöffnung 9, 10 für die Druckleitung 6 eine Entlüftungsöffnung Il aufweist. In der Mittelstellung, als Ausgangs- oder Ruhestellung, und ebenso wenn es nach rechts durchgeschaltct ist. verbindet es die beiden Anschlußoffnungen 9,10 miteinander. Ist das Ventil hingegen nach links durchgeschaltet, sperrt es die druckquellenseitige Anschlußöffnung 9 ab und verbindet die befüllseitige Anschlußöffnung 10 nv.t der Entlüftungsöffnung 11. Hierzu wird das Dreiwegeventil 8 von zwei im Behälter 1 angeordneten Fühlern 12, 13 gesteuert.At a pressure vessel 1 is z. B. below a filling valve 2 and above a ventilation valve 3 connected. The filling valve 2 is equipped with an actuating device 4 operated by pressure medium, the ventilation valve 3 being forcibly actuated with the filling valve 2 via a connecting rod 5. To open the valves 2, 3, the actuating device 4 is acted upon with compressed air from a pressure medium source 7 via a pressure line 6. In the pressure line 6 , according to the invention, a three-way valve 8 that can be switched into three positions is switched on, which controls the supply of compressed air to the actuating device 4 and, in addition to a pressure source and a filling valve side connection opening 9, 10 for the pressure line 6, has a ventilation opening II. In the middle position, as a starting or rest position, and also when it is switched through to the right. it connects the two connection openings 9, 10 to one another. If, on the other hand, the valve is switched through to the left, it blocks the connection opening 9 on the pressure source side and connects the connection opening 10 on the filling side to the vent 11.

Bei den Fühlern handelt es sich um einen vom Füllmedium beaufschlagten drucksensitiven NiveaufühlerThe sensors are pressure-sensitive level sensors that are acted upon by the filling medium

12, in Form eines unten offenen, bei Erreichen des vorgesehenen Füllstandes um ein vorbestimmtes Maß in die Flüssigkeit eingetauchten Fühlrohrcs. und einen oberhalb des Füllmediums angeordneten Druckfühler12, in the form of an open at the bottom, when the intended level is reached by a predetermined amount in the liquid immersed sensing tube c. and a pressure sensor arranged above the filling medium

13. Ebenfalls ein unten offenes, jedoch nicht in die Flüssigkeit eintauchendes Fühlrohr. Über Inipulsleitungen 14 und 15 sind die Fühler an die nicht dargestellten Stellglieder je eines Verstärkerventils 16, 17 angeschlossen. Das Verstärkerventil 17 spricht dabei an. d. h. schaltet, bei einem geringeren Druck als das Verstärkerventil 16, und beide sind in Impuisleitungen 18 bzw. 19 eingeschaltet. Letztere sind an die Druckluftquelle 7 angeschlossen und führen zu zwei gegensinnig wirkenden, nicht dargestellten Stellgliedern des Dreiwegeventils 8.13. Also a sensing tube that is open at the bottom, but not immersed in the liquid. Via pulse lines 14 and 15, the sensors are connected to the actuators (not shown), each of a booster valve 16, 17. The booster valve 17 responds. d. H. switches at a lower pressure than the booster valve 16, and both are switched on in pulse lines 18 and 19, respectively. The latter are connected to the compressed air source 7 connected and lead to two actuators, not shown, of the three-way valve acting in opposite directions 8th.

Wenn vor Füllbeginn im Behälter 1 ein Überdruck herrscht, geben die beiden Fühler 12. 13 dieser, an die beiden Verstärkerventile 16, 17 weiter, worauf letztere, sofern ihr Ansprechwert erreicht ist, auf Durchgang schalten. Über die Impulsleitungen 18, 19 kann daher die Druckluft aus der Quelle 7 das Dreiwegeventil 8 von beiden Impulsseiten beaufschlagen. Das Dreiwegeventil verharrt dadurch in der Mittelstellung, und der Durchgang zur Betätigungsvorrichtung 4 des Bodenventils 2 ist frei für das Druckmittel. Das Bodenventil 2 und mit ihm das Lüftungsveniil 3 werden somit geöffnet. If there is overpressure in container 1 before filling begins, the two sensors 12. 13 give this to the two booster valves 16, 17, whereupon the latter, if its response value is reached, on passage switch. The compressed air from the source 7 can therefore pass through the impulse lines 18, 19 to the three-way valve 8 act on both sides of the impulse. The three-way valve remains in the middle position and the The passage to the actuating device 4 of the bottom valve 2 is free for the pressure medium. The bottom valve 2 and with it the ventilation valve 3 are thus opened.

Über das geöffnete Lufuingsveniii 3 kann sich dann der Überdruck aus dem Behälter 1 abbauen, was wie folgt geschieht.The opened Lufuingsveniii 3 can then Relieve the overpressure from the container 1, which happens as follows.

>o Sobald der Überdruck unter den Ansprechdruck des mit dem Niveaufühler 12 verbundenen Verstärkerventils 16 abgesunken ist. schaltet dieses in seine Ruhestellung zurück, so daß die Impulsleitung 19 abgesperrt und ihr sich zwischen dem Dreiwegeventil 8 und dem Ver-Stärkerventil 16 erstreckender Teil entlüftet wird. Danach gelangt nur noch über die Impulsleitung 18 ein Verstellimpuls zum Dreiwegeventil 8. Dieses wird dadurch nach rechts durchgeschaltet, und die Leitung 6 zur Betätigungsvorrichtung bleibt weiterhin geöffnet, so daß die Ventile 2, 3 in Offenstellung verharren. Beim weiteren Abfallen des Behälterinnendruckes zum Atmcsphärendruck hin wird dann auch der Ansprechdruck des mit dem Druckfühler 13 verbundenen Verstärkerventils 17 unterschritten, worauf auch das zurückschaltet und die Impulsleitung 18 absperrt und sie dreiwegeventilseitig entlüftet. Damit gelangt kein Verstellimpuls mehr zum Dreiwegeventil 8, das nunmehr wieder seine Mittelstellung einnimmt und die Leitung 6 weiterhin offenbeläßt. Entsprechend sind auch das Boden-2 und das Lüftungsventil 3 geöffnet und ein Befüller. ist möglich.> o As soon as the overpressure falls below the response pressure of the booster valve connected to the level sensor 12 16 has dropped. switches this back to its rest position, so that the pulse line 19 is shut off and their part extending between the three-way valve 8 and the amplifying valve 16 is vented. After that an adjustment pulse only reaches the three-way valve 8 via the pulse line 18 switched through to the right, and the line 6 to the actuating device remains open, so that the valves 2, 3 remain in the open position. When the internal pressure of the container falls further to the atmospheric pressure the response pressure of the booster valve connected to the pressure sensor 13 is then also increased 17 fell below, whereupon it switches back and shuts off the impulse line 18 and they vented on the three-way valve side. This means that there is no adjustment pulse more about the three-way valve 8, which is now back in its middle position, and the line 6 still left open. Correspondingly, the bottom 2 and the ventilation valve 3 are also open and a filler. is possible.

Wenn der Flüssigkeitsspiegel im Behälter 1 das vorgesehene Niveau 20 erreicht hat, ist der Niveaufühler 12 um ein vorbestimmtes Maß in die Füllflüssigkeit eingetaucht und übt damit auf das Verstärkerventil 16 den nötigen Schaltdruck aus, so daß dieses auf Durchgang schaltet und die Impulsleitung 19 zum Dreiwegeventil 8 freigibi. Darauf wird das Dreiwegeventil 8 nach links durchgeschaltet und unterbricht die Druckmittelzufuhr zur Betätigungsvorrichtung 4. Gleichzeitig wird der die Teile 4 und 8 verbindende Teil der Leitung 6 über die Öffnung 11 des Dreiwegeventils 8 entlüftet, so daß das Befüll- und das Lüftungsventil 2, 3 des Behälters 1 schließen. Der Befüllvorgang ist beendet.When the liquid level in the container 1 has reached the intended level 20, the level sensor is 12 immersed by a predetermined amount in the filling liquid and thus exerts on the booster valve 16 necessary switching pressure, so that this switches to passage and the impulse line 19 to the three-way valve 8 release The three-way valve 8 is then switched through to the left and interrupts the supply of pressure medium to the actuator 4. At the same time, the parts 4 and 8 connecting part of the line 6 via the Opening 11 of the three-way valve 8 is vented so that the filling and ventilation valve 2, 3 of the container 1 shut down. The filling process is finished.

Ebenso gut wie bei Atmosphärendruck erlaubt die erfindungsgemäße Steuervorrichtung also auch bei Überdruck im Behälter 1 ein Öffnen der Ventile 2 und 3 zum Befüllen.As well as at atmospheric pressure, the control device according to the invention thus also allows Overpressure in container 1 opens valves 2 and 3 for filling.

Die in der Zeichnung dargestellte rein pneumatische Lösung eignet sich besonders für brennbare Füllmedicn. Im Rahmen der Erfindung ist aber z. B. auch die Verwendung von Druckmeß-Fühlerdosen, welche einen elektrischen Stellimpuls liefern, und eines durch Elektromagneten betätigten Dreiwegeventils 8 denkbar, wobei die Elektromagneten durch die Druckmeßdosen direkt gesteuert sein können.The purely pneumatic solution shown in the drawing is particularly suitable for flammable filling media. In the context of the invention, however, z. B. also the use of pressure measuring sensor boxes, which deliver an electrical control pulse, and a three-way valve 8 actuated by an electromagnet is conceivable, whereby the electromagnets can be controlled directly by the pressure cells.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (5)

Patemansprüche:Patent Claims: 1. Vorrichtung zur Steuerung der Befüliung eines gegen die Atmosphäre verschließbaren Behälters, insbesondere Kesselwagens, mit einem drucksensitiven, bei Erreichen des vorgesehenen Füllniveaus im Behälter ansprechenden Niveaufühler und einem druckmittelbetätigten Befüllventil sowie einem gleichzeitig betätigten Lüftungsventil, wobei die Druckmittelzufuhr zur Betätigungsvorrichtung des Befüllventils in Abhängigkeit des Ansprechzustandes des Niveaufühlers gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß im Behälter (1) oberhalb des Füllniveaus (20) ein Druckfühler (13) angeordnet ist und daß in die Druckmittelzufuhr (6) zur Betätigungsvorrichtung (4) des Befüllventils (2) ein Mehl wegeventil (8) geschaltet ist. dessen Verstellung von dem Niveau- sowie dem Druckfühler (12. 13) gesteuert wird, derart, daß bei gleichzeitigem Ansprechen wie Nichtansprechen beider Fühler (12. 13) sowie bei gegebenenfalls Ansprechen nur des Druckfühlers (13) die Druckmittelzufuhr (6) freigegeben ist. während bei Ansprechen nur des Niveaufühlers (12) die Druckmittelzufuhr unterbunden und eine Druckmittelentlastung der Betätigungsvorrichtung (4) des Befüllventils (2) gegeben ist.1. Device for controlling the filling of a container that can be closed against the atmosphere, in particular tank wagons, with a pressure-sensitive, when the intended filling level is reached in the container, an responding level sensor and a pressure medium-actuated filling valve and a simultaneously actuated ventilation valve, the Pressure medium supply to the actuating device of the filling valve depending on the response state of the level sensor is controlled, thereby characterized in that a pressure sensor (13) is arranged in the container (1) above the filling level (20) and that in the pressure medium supply (6) to the actuating device (4) of the filling valve (2) a flour valve (8) is switched. its adjustment by the level and pressure sensor (12. 13) is controlled in such a way that at the same time Responding like non-response of both sensors (12. 13) as well as, if necessary, responding only the pressure sensor (13) the pressure medium supply (6) is released. while if only that Level sensor (12) cut off the pressure medium supply and a pressure medium relief of the actuating device (4) of the filling valve (2) is given. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Druckfühler (13) einen niedrigeren Ansprechwert aufweist als der Niveaufühler (12).2. Device according to claim 1, characterized in that that the pressure sensor (13) has a lower response value than the level sensor (12). 3. Vorrichtung nach Anspruch I und 2. dadurch gekennzeichnet, daß das Mehrvvegeventil (8) in drei Stellungen schaltbar ist und neben einer druckquellen- und einer befüllventilseitigen Anschlußöffnung (9. 10) für die Leitung (6) eine Entlüftungsöffnung (11) aufweist, wobei in zwei Schaltstellungen die beiden Anschlußöffnungen (9. 10) miteinander verbunden sind, während in der dritten Schaltstellung die druckquellenseitige Anschlußöffnung (9) abgesperrt und die befüllvontilseitigc Anschlußöffnung (10) mit der Entlüftungsöffnung (11) verbunden ist.3. Apparatus according to claim I and 2. characterized in that the multi-way valve (8) in three Positions is switchable and in addition to a pressure source and a filling valve side connection opening (9. 10) for the line (6) has a vent opening (11), wherein in two switching positions the two connection openings (9. 10) are connected to one another, while in the third switching position the pressure source-side connection opening (9) blocked and the filling valve-side connection opening (10) is connected to the vent opening (11). 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß der Niveaufühler (12) und der Druckfühler (13) einander entgegengerichtete Stellbewegungen des Mehrwegeventils (8) bcw irken.4. Apparatus according to claim 1 to 3, characterized in that the level sensor (12) and the Pressure sensor (13) cause opposing actuating movements of the multi-way valve (8). 5. Vorrichtung nach -\nspruch 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß die Impulse der beiden Fühler (12. 13) auf je ein Verstärkervemil (16. 17) einwirken, welch letztere den Zufluß (18. 19) des der Betätigung des Befüllventiis (2) dienenden Druckmittels zu Verstelleinnchtungen des Mehrwegeventils (8) steuern.5. Device according to - \ nspruch 1 to 4. characterized in that the pulses of the two sensors (12. 13) each act on a booster valve (16. 17), which latter the inflow (18, 19) of the actuation of the filling valve (2) serving pressure medium for adjusting devices of the multi-way valve (8) steer.