DD246961B1 - Ueberlaufsicherung fuer fluessigkeitsbehaelter, insbesondere an tankfahrzeugen - Google Patents

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung findet Anwendung als Überlaufsicherung für Flüssigkeitsbehälter, insbesondere an Tankfahrzeugen mit drucklosen Behältern, bei denen ein Überlauf innerhalb des Behälters angeordnet ist und ein vom Flüssigkeitsstand im Behälter beeinflußbares schwimmerbetätigtes Ventil vorgesehen ist.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Um zu verhindern, daß während der Fahrt eines Tankfahrzeuges, das mit einem die Füllstandshöhe festlegenden Überlauf ausgerüstet ist, die Flüssigkeit durch die Schwallbewegung ausläuft und andererseits aber beim Befüllen über ein vorgesehenes Niveau hinaus die überschüssige Flüssigkeit über eine Überlaufleitung ausfließen kann, sind verschiedene Einrichtungen bekannt.

Eine solche besteht in der Anbringung eines Labyrinthes oder einer großen Anzahl kleiner Öffnungen, z. B. eines Siebes, vor der Einlauföffnung des Überlaufes. Diese Vorrichtung erfordert die Anordnung des Überlaufes in der Mitte des Behälters, damit bei schräger Lage des Fahrzeuges kein Ausfließen erfolgt, und bringt andererseits für viele Einsatzfälle nur unzureichende Wirkung. Eine andere Einrichtung besteht aus einem schwimmerbetätigten Ventil gemäß DE-OS 2701351, das nach Erreichen des vorgesehenen Füllstandsniveaus die weitere Flüssigkeitszufuhr absperrt. Diese Einrichtung bewirkt einen hohen Druckanstieg in der Fülleitung, wodurch eine ausreichend große Dimensionierung der Fülleitung erforderlich wird, und erfüllt andererseits nicht die Aufgabenstellung hinsichtlich Realisierung einer Ausflußmöglichkeit beim Ansteigen des Flüssigkeitsniveaus, z. B. infolge Ausdehnung der Flüssigkeit.

Eine weitere Einrichtung besteht aus einer mit Schlitzen versehenen Membran nach DE-OS 2754272, die je nach Über- oder Unterdruck an der einen oder anderen Seite von zwei neben der Membran angeordneten Wänden anliegt und damit durch entsprechende Anordnung von Öffnungen in den Wänden die Be- oder Entlüftung freigibt oder verschließt. Eine solche

Einrichtung ist nur für eine gezielte Be- und Entlüftung geeignet und wirkt nur bedingt als Sicherung für ein Überlaufen bei Schwallbewegung im Behälter, außerdem wird keine Überlaufleitung realisiert.

Eine andere Einrichtung besteht aus einem kegelstumpfförmigen Körper entsprechend DD-PS 224828, der sich innerhalb eines Schlauches befindet und, durch ein Gewicht gesteuert, bei Schräglage des Behälters die Be- bzw. Entlüftungsöffnung verschlossen wird. Derartige Einrichtungen, von denen auch andere Ausführungen, wie DE-OS 2854212, bekannt sind, dienen als Auslaufsicherung bei schrägliegenden Behältern und erfüllen nicht die dieser Erfindung zugrunde liegende Aufgabenstellung.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, eine Einrichtung für einen geschlossenen drucklosen Flüssigkeitsbehälter mit einem innerhalb des Behälters angeordneten Überlauf zu schaffen, die gewährleistet, daß beim Befüllen über das vorgesehene Füllstandsniveau hinaus die überschüssige Flüssigkeit auslaufen kann, ohne daß der Druck innerhalb des Behälters den für drucklose Gefäße noch zulässigen Wert überschreitet. Andererseits ist abzusichern, daß bei Flüssigkeitsbewegungen, wie sie z. B. während der Fahrt von Tankfahrzeugen auftreten und zu örtlichen Niveauveränderungen führen, keine Flüssigkeit aus dem Überlauf ausfließen kann. Weiterhin soll die Einrichtung die Be- und Entlüftung des Behälters ermöglichen. Es ist zu gewährleisten, daß die Funktion automatisch und ohne zusätzliche Energie erfolgt.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, durch besondere Anordnung und Ausgestaltung den Ablauf überschüssiger Flüssigkeit beim Befüllen, den Verschluß des Überlaufes während der Fahrt und das Be- und Entlüften des Behälters in einer Einheit selbsttätig und mit einfachen technischen Mitteln zu erreichen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß an einer Überlaufleitung innerhalb des Behälters ein Gehäuse mit einem Schwimmkörper angeordnet ist, wobei der Schwimmkörper über ein Stützgestell mit einem Ventilteller verbunden ist, der mit seiner Oberseite eine im Gehäuse angeordneten Gehäuseeinlauföffnung und mit seiner Unterseite die Einlauföffnung der Überlaufleitung verschließend ausgebildet ist und ein Belüftungsventil aufweist, während die Auftriebskraft des Schwimmkörpers geringer als die aus dem Behälterdruck und der Wirkfläche des Ventiltellers resultierenden vorgesehen ist, und daß eine Auslaufbohrung im Gehäuse angeordnet ist, die in Abhängigkeit zum Flüssigkeitsvolumenstrom beim Befüllen des Behälters ausgebildet ist. Dabei ist der Schwimmkörper zentrisch zur Überlaufleitung angeordnet.

Die Einrichtung zum Verschließen der Einlauföffnung ist vorwiegend als Plansitzventil mit Dichtkante ausgebildet und mit einem Belüftungsventil versehen, das auf einen Unterdruck im Behälter reagierend ausgebildet ist. Die genannte Auslaufbohrung ist an der tiefsten Stelle des Gehäuses angeordnet. Dem Schwimmkörper sind eine oder mehrere Federn zugeordnet, deren vertikale, nach oben gerichtete Kraftkomponente in der oberen Lage des Schwimmkörpers kleiner als dessen Gewichtskraft und in der unteren Lage die nach unten gerichtete Kraftkomponente geringer als die Auftriebskraft des voll in die Flüssigkeit eingetauchten Schwimmkörpers ist. Die Gestaltung des Flüssigkeitsdurchlaufes erfolgt strömungsgünstig, und der Durchflußquerschnitt weist bei voller Öffnung der Einrichtung zum Verschließen der Einlauföffnung in der Überlaufleitung an jeder Stelle annähernd die Querschnittsfläche der Überlaufleitung auf.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an zwei Ausführungsbeispielen erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: eine schematische Darstellung der Anordnung der Überlaufsicherung im geschlossenen Tank eines Tankfahrzeuges; Fig. 2: eine schematische Schnittdarstellung einer ersten Ausführung einer Überlaufsicherung gem. Fig. 1; Fig.3: ein zweites Ausführungsbeispiel einer Überlaufsicherung in schematischer Schnittdarstellung gem. Fig. 1.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2 zeigt die erfindungsgemäße Lösung, wobei innerhalb eines Behälters 1, dessen Dom 2 durch einen Domdeckel 3 während der Befüllung sowie bei der Entleerung der Behälter 1 geschlossen bleibt, eine Überlaufleitung 4 angeordnet ist, die ins Freie führt. In Höhe der Einlauföffnung 5 der Überlaufleitung 4 ist zentrisch ein Gehäuse 6 befestigt, in dem sich ein Schwimmkörper 7 befindet, der in vertikaler Richtung frei beweglich ist und durch die Überlaufleitung 4 geführt wird. Der Schwimmkörper 7 ist spezifisch leichter als die im Behälter 1 befindliche Flüssigkeit und kann aus geschlossenzelligem Schaumstoff hergestellt oder als Hohlkörper ausgebildet sein. Auf dem Schwimmkörper 7 ist das Stützgestell 8 befestigt, das den Ventilteller 9 trägt. Dieser ist auf seiner Oberseite mit weichem Dichtungsmaterial versehen. Oben am Gehäuse 6 befindet sich zentral eine kreisförmige, nach unten gerichtete Dichtkante 10, an der der Ventilteller 9 in der oberen Lage des Schwimmkörpers 7 zur Anlage kommt. Auf dem Ventilteller 9 ist das Belüftungsventil 11 angeordnet, das durch die Druckfeder 12 auf den Ventilteller 9 gedrückt wird.

Reicht das Füllstandsniveau 15 im Behälter 1 nicht bis zum Gehäuse 6, so liegt der Schwimmkörper 7 auf dem Boden des Gehäuses 6 in der unteren Lage, und zwischen Ventilteller 9 und Dichtkante 10 ist der Durchgang für Luft oder Flüssigkeit freigegeben. Steigt das Füllstandsniveau 15 infolge zugeführter Flüssigkeit an, so fließt diese durch die Auslauf bohrung 13 in das Gehäuse 6. Wenn der dem Behälter 1 zugeführte Flüssigkeitsvolumenstrom sehr groß ist, steigt auf Grund der kleinen Auslaufbohrung 13 das Flüssigkeitsniveau 15 im Behälter 1 schneller als im Gehäuse 6, und somit bleibt der Durchgang zwischen Ventilteller 9 und Dichtkante 10 geöffnet. Während des Füllvorganges ist demzufolge die Entlüftung des Behälters 1 gewährleistet. Erreicht das Füllstandsniveau 15 die Gehäuseeinlauföffnung 14, so fließt die weiter zugeführte Flüssigkeit durch die Überlauf leitung 4 ins Freie. Gleichzeitig fließt ein Teil der Flüssigkeit in das Gehäuse 6, und der Schwimmkörper 7 erhält einen Auftrieb, durch den der Ventilteller 9 gegen die Dichtkante 10 gedrückt und die Gehäuseeinlauföffnung 14 verschlossen wird.

Erfolgt nunmehr weiterhin die Zufuhr von Flüssigkeit, so entsteht im Behälter 1 ein geringer Überdruck, der den Ventilteller 9 gegen die Auftriebskraft des Schwimmkörpers 7 nach unten drückt und die Gehäuseeinlauföffnung 14 freigibt. Damit kann die zusätzlich zugeführte Flüssigkeitsmenge auslaufen.

Nach Beendigung der Füllung dichtet infolge des Auftriebes des Schwimmkörpers 7 der Ventilteller 9 an der Dichtkante 10 die Gehäuseeiniauföffnung 14 ab. Steht der Flüssigkeitsspiegel höher als das vorgesehene Fiüssigkeitsriiveau 15, so läuft durch die Auslaufbohrung 13 die Flüssigkeit in das Gehäuse 6 und über die Überlaufleitung 4 ins Freie, bis das vorgesehene Flüssigkeitsniveau 15 erreicht ist. Entsteht im Behälter 1 ein Unterdruck, z. B. bei Abkühlung oder Entnahme von Flüssigkeit, so kann über das Belüftungsventil 11 Luft nachströmen, indem gegen die Druckfeder 12 das Belüftungsventil 11 angehoben wird. Während der Fahrt oder bei sonstigen örtlichen Niveauveränderungen der Flüssigkeit im Behälter 1 bleibt die Gehäuseeiniauföffnung 14 durch den angepreßten Ventilteller 9 geschlossen. Damit bei Entleerung des Behälters 1 im Gehäuse 6 keine Flüssigkeit verbleibt, die, wenn es sich z. B. um Wasser handelt, einfrieren kann, ist ebenfalls an der Unterseite des Gehäuses 6 die Auslaufbohrung 13 vorgesehen. Im Ausführungsbeispiel nach Fig.3 ist der Ventilteller 9 innerhalb der Überlaufleitung 4 angeordnet. Die Überlaufleitung 4 ist deshalb nach der Einlauföffnung 5, die mit der Dichtkante 10 versehen ist, konisch nach unten erweitert und anschließend wieder verjüngt. Um einen geringen Durchflußwiderstand zu erreichen, ist das Belüftungsventil 11 strömungsgünstig für den Einlauf von Flüssigkeit in die Überlaufleitung 4 gestaltet.

Der Schwimmkörper 7 ist zentrisch um die erweiterte Überlaufleitung 4 angeordnet und ist vom Gehäuse 6 umgeben, das oben offen ist und in dem sich unten die Auslaufbohrung 13 befindet. An der Oberseite des Schwimmkörpers 7 wird an einem Haltebügel 16 die Einrichtung zum Verschließen der Einlauföffnung 5, bestehend aus Ventilteller 9, Belüftungsventil 11 und Druckfeder 12, befestigt. An der Unterseite des Schwimmkörpers 7 sind paarweise je zwei Federn 17 angebracht, deren Aufgabe es ist, den Auftrieb des Schwimmkörpers 7 in seiner oberen Lage zu vergrößern und in seiner unteren Lage zu verringern. Dadurch wird erreicht, daß sich der Durchflußwiderstand für die Flüssigkeit mit Vergrößerung des Öffnungsweges verringert. Die Federn 17 sind so dimensioniert, daß ihre senkrecht nach oben gerichtete Kraftkomponente in der oberen Lage geringer als die Gewichtskraft des Schwimmkörpers 7 ist. Dagegen muß in der unteren Lage der Auftrieb des voll in die Flüssigkeit eingetauchten Schwimmkörpers 7 größer sein als die nach unten gerichtete Federkraftkomponente.

Claims (7)

1. Überlaufsicherung für Flüssigkeitsbehälter, insbesondere an Tankfahrzeugen mit drucklosen Behältern, bei denen der Überlauf innerhalb des Behälters angeordnet ist und ein vom Flüssigkeitsstand im Behälter beeinflußbares schwimmerbetätigtes Ventil vorgesehen ist, gekennzeichnet dadurch, daß an einer Überlaufleitung (4) innerhalb des Behälters (1) ein Gehäuse (6) mit einem Schwimmkörper (7) angeordnet ist, wobei der Schwimmkörper (7) über ein Stützgestell (8) mit einem Ventilteller (9) verbunden ist, der mit seiner Oberseite eine im Gehäuse (6) angeordnete Gehäuseeinlauföffnung (14) und mit seiner Unterseite die Einlauföffnung (5) der Überlaufleitung (4) verschließend ausgebildet ist und ein Belüftungsventil (11) aufweist, während die Auftriebskraft des Schwimmkörpers (7) geringer als die aus dem Behälterdruck und der Wirkfläche des Ventiltellers (9) resultierenden vorgesehen ist, und daß eine Auslaufbohrung (13) im Gehäuse (6) angeordnet ist, die in Abhängigkeit zum Flüssigkeitsvolumenstrom beim Befüllen des Behälters (1) ausgebildet ist.

2. Überlaufsicherung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Schwimmkörper (7) zentrisch zur Überlaufleitung (4) angeordnet ist.

3. Überlaufsicherung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Einrichtung zum Verschließen der Einlauföffnung (5) vorwiegend als Plansitzventil mit Dichtkante (10) ausgebildet ist.

4. Überlaufsicherung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Belüftungsventil (11) auf einen Unterdruck im Behälter (1) reagierend ausgebildet ist.

5. Überlaufsicherung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Auslaufbohrung (13) an der tiefsten Stelle des Gehäuses (6) angeordnet ist.

6. Überlaufsicherung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß dem Schwimmkörper (7) eine oder mehrere Federn (17) zugeordnet sind, deren vertikale, nach oben gerichtete Kraftkomponente in der oberen Lage des Schwimmkörpers (7) kleiner als dessen Gewichtskraft und in der unteren Lage die nach unten gerichtete Kraftkomponente geringer als die Auftriebskraft des voll in die Flüssigkeit eingetauchten Schwimmkörpers (7) ist.

7. Überlaufsicherung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Gestaltung des Flüssigkeitsdurchlaufes strömungsgünstig erfolgt und der Durchflußquerschnitt bei voller Öffnung der Einrichtung zum Verschließen der Einlauföffnung (5) in der Überlaufleitung (4) an jeder Stelle annähernd die Querschnittsfläche der Überlaufleitung (4) aufweist.