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Die
Erfindung betrifft eine Montierungsvorrichtung für eine
Füllstandmessvorrichtung (z. B. für eine magnetostriktive
Füllstandmessvorrichtung oder für eine Füllstandmessvorrichtung
mit einer Anzahl von linear angeordneten Reed-Relais) sowie ein
System mit einer derartigen Montierungsvorrichtung und einer Füllstandmessvorrichtung.
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Magnetostriktive
Füllstandmessvorrichtungen, mit denen der Füllstand
einer Flüssigkeit in einem Tank (z. B. von Kraftstoff in
einem Lagertank auf einer Tankstelle) gemessen werden kann, sind
weit verbreitet. Dabei taucht ein Rohr von oben nach unten in die
Flüssigkeit ein, in dessen Innenraum ein magnetostriktiver
Messdraht sowie ein Rückdraht angeordnet sind. Im Außenbereich
des Rohres bewegt sich ein auf die Dichte der Flüssigkeit
abgestimmter Schwimmer, der mit einem Magneten versehen ist. Unter
Ausnutzung des magnetostriktiven Effekts kann mit Hilfe einer Elektronik
festgestellt werden, an welcher Stelle des magnetostriktiven Messdrahts,
d. h. in welcher Höhe, sich der Magnet des Schwimmers gerade
befindet, was dem Pegelstand entspricht. Magnetostriktive Messsysteme
sind z. B. in
DE
10 2007 048 752 A1 beschrieben.
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Andere
Arten von Füllstandmessvorrichtungen haben einen ähnlichen
mechanischen Aufbau, und es kommen ebenfalls ein in die Flüssigkeit
eintauchendes Rohr und ein Schwimmer zum Einsatz. So ist aus der
EP 1 447 555 A2 eine
Füllstandmessvorrichtung bekannt, bei der in dem Rohr eine
Messeinrichtung mit einer Anzahl linear angeordneter Reed-Relais
eingebaut ist. Diese Reed-Relais sprechen selektiv auf einen Magneten
an dem Schwimmer an, d. h. eines oder einige wenige der Reed-Relais ändern
ihren Schaltzustand, wenn sich der Magnet des Schwimmers in ihrer
Nähe befindet. Welches oder welche der Reed-Relais das
sind, lässt sich über die Schaltungsanornung der
Reed-Relais ermitteln, was zu der Position des Schwimmers und somit dem
Füllstand führt.
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Um
den Füllstand in einem Tank bis zu dessen unterem Ende
messen zu können, muss das Rohr der Füllstandmessvorrichtung
bis zum oder fast bis zum unteren Ende reichen. Bei herkömmlichen Vorrichtungen
ist dieses Rohr durch einen Flanschdeckel geführt und daran
verschweißt. Der Flanschdeckel wird in der Regel auf einem
Flanschstutzen festgeschraubt, der im oberen Bereich des Tanks angebracht
ist, z. B. an einem Tank mit Dom am Domdeckel.
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Bei
Erdtanks, die in weit verbreiteter Bauform zylindrisch ausgeführt
sind und einen Dom aufweisen, kennt man zwar häufig den
Zylinderdurchmesser, aber nicht die Domhöhe, so dass die
Bauhöhe des Tanks insgesamt nicht genau bekannt ist. Wenn nun
ein solcher Tank mit einer herkömmlichen Füllstandmessvorrichtung
nachgerüstet werden soll, besteht das Problem, dass man
bei der Bestellung zunächst nicht genau angeben kann, wie
lang das Rohr ab seiner Befestigungsstelle an dem Flanschdeckel sein
muss, damit es im montierten Zustand von dort bis fast zum unteren
Ende des Tanks (Tanksohle) reicht. Man muss daher die Tankhöhe
ausmessen, wozu der Tank geöffnet werden muss. Wenn in
dem Tank Flüssiggas gelagert wird, bedeutet dies, dass der
Tank vorher vollständig entleert werden muss.
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Falls
der Tank bis zur Lieferung der Füllstandmessvorrichtung
weiterbenutzt werden soll, muss er nach der Lieferung für
die Montage erneut geöffnet und evtl. entleert werden,
oder er liegt während der Lieferzeit still. Die Verwendung
einer herkömmlichen Füllstandmessvorrichtung mit
einem mit einem Flanschdeckel verschweißten Rohr ist also
mit erheblichen Nachteilen verbunden.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, eine Möglichkeit zu schaffen,
um einen vorhandenen Tank auch bei Unkenntnis seiner genauen Bauhöhe
ohne großen Aufwand mit einer Füllstandmessvorrichtung
der erläuterten Art nachrüsten zu können.
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Diese
Aufgabe wird gelöst durch eine Montierungsvorrichtung für
eine Füllstandmessvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs
1. Der Anspruch 10 betrifft ein System mit einer derartigen Montierungsvorrichtung
und einer Füllstandmessvorrichtung. Vorteilhafte Ausgestaltungen
der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die
erfindungsgemäße Montierungsvorrichtung für
eine Füllstandmessvorrichtung enthält ein Rohr,
das zum Einbau einer Messeinrichtung einer Füllstandmessvorrichtung
eingerichtet ist und ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist.
Ferner ist eine Rohrdurchführung vorgesehen, die an dem Rohr
in dichtender Weise festgesetzt werden kann, die aber vor dem Festsetzen
längs des Rohres verschiebbar ist. Vorzugsweise ist das
Rohr bereits im Lieferzustand an seinem zweiten Ende geschlossen.
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Bei
vorteilhaften Ausführungsformen der Erfindung weist die
Rohrdurchführung eine an dem Rohr angreifende Klemmverschraubung
auf. In aller Regel sind Klemmverschraubungen nach dem Festdrehen
zuverlässig dicht. Die Rohrdurchführung kann ein
Außengewinde haben, das vorzugsweise als selbstdichtendes
Gewinde (z. B. als NPT-Gewinde) gestaltet ist. Die Rohrdurchführung
kann bereits an einem mitgelieferten Flanschdeckel angebracht sein
(z. B. mittels des NPT-Gewindes), der z. B. auf den Flanschstutzen
am Dom eines nachzurüstenden Tanks abgestimmt ist. Dabei
wird das Rohr mittels der Rohrdurchführung durch den Flanschdeckel
hindurchgeführt.
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Da
die Bauhöhe eines mit einer Füllstandmessvorrichtung
nachzurüstenden Tanks zumindest ungefähr bekannt
ist, kann problemlos eine erfindungsgemäße Montierungsvorrichtung
bestellt werden, deren Rohr länger oder etwas länger
ist als die Bauhöhe des Tanks (z. B. von der Tanksohle
bis zu dem erwähnten Flanschstutzen), ohne dass dafür der
Tank geöffnet werden muss. Nach der Lieferung der Montierungsvorrichtung
wird der Tank einmalig geöffnet, wobei z. B. der Flanschdeckel
mit dem durch die Rohrdurchführung gesteckten Rohr an dem erwähnten
Flanschstutzen angebracht wird. Danach kann das Rohr so lange nach
unten verschoben werden, bis es die Tanksohle erreicht hat und danach
gegebenenfalls ein kleines Stück zurückgezogen
werden. Nachdem die gewünschte Lage des unteren Endes des
Rohres (zweites Ende des Rohres) erreicht ist, wird das Rohr in
der Rohrdurchführung festgesetzt, z. B. durch Festdrehen
der Klemmverschraubung. Der außerhalb des Tanks über
die Rohrdurchführung hinaus reichende Teil des Rohres kann
bei Bedarf gekürzt werden.
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Ein
Schwimmer für eine Füllstandmessvorrichtung, der
einen Magneten aufweist und an dem Rohr verschiebbar geführt
ist, kann bereits im Lieferzustand an dem Rohr angeordnet sein.
Dabei muss die mittlere Dichte des Schwimmers an die Dichte der Flüssigkeit
in dem Tank angepasst sein, damit der Schwimmer in gewünschter
Weise in der Nähe des Flüssigkeitspegels schwimmt.
An dem Rohr kann im Bereich seines zweiten Endes ein Anschlag für
den Schwimmer angebracht sein, wobei der Anschlag vorzugsweise abnehmbar
ist, damit man den Schwimmer bei Bedarf auswechseln kann.
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Nachdem
die erfindungsgemäße Montierungsvorrichtung einschließlich
Schwimmer an dem Tank angebracht worden ist, kann der Tank wieder befüllt
werden und braucht für eine gegebenenfalls erst später
erfolgende Montage weiterer Teile einer Füllstandmessvorrichtung
nicht wieder geöffnet zu werden. Gegenüber einer
herkömmlichen Vorrichtung bietet die Erfindung also erhebliche
Vorteile.
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Zum
Anbringen von Teilen der Füllstandmessvorrichtung kann
im Bereich des ersten Endes des Rohres ein Montageanschluss vorgesehen
sein, der z. B. mit einer Rohrverschraubung (z. B. mit einem Klemmring)
an dem Rohr befestigt wird oder – wenn die Möglichkeit,
das Rohr abzulängen, nicht gegeben sein soll – bereits
im Lieferzustand an dem Rohr befestigt ist.
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Eine
vorteilhafte Verkaufseinheit ist ein System mit der erfindungsgemäßen
Montierungsvorrichtung sowie mit einer Füllstandmessvorrichtung.
Dabei weist die Füllstandmessvorrichtung eine in das Rohr
der Montierungsvorrichtung einführbare und vorzugsweise
bis in den Bereich des zweiten Endes des Rohres reichende, auf einen
Magneten ansprechende Messeinrichtung sowie einen an dem Rohr verschiebbar
geführten Schwimmer mit einem Magneten und gegebenenfalls
noch weitere Komponenten auf, wie z. B. die zugehörige
Elektronik, die in einem Gehäuse über dem ersten
Ende des Rohres angeordnet sein kann. Die Teile der Füllstandmessvorrichtung
als solche sind bekannt und brauchen daher hier nicht weiter erläutert
zu werden.
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Die
Messeinrichtung kann von einem Schutzrohr umgeben sein, das in das
Rohr der Montierungsvorrichtung einführbar ist. In diesem
Fall ist die Rohrverschraubung des Montageanschlusses z. B. als
Reduzierverschraubung ausgestaltet, die auf das Rohr und auf das
Schutzrohr abgestimmt ist. Das Schutzrohr mit der Messeinrichtung
lässt sich dann einfach in das erste Ende des Rohres einführen
und bis zum zweiten Ende des Rohres (oder fast bis zum zweiten Ende)
durchschieben und anschließend mit der Reduzierverschraubung
feststellen. Das Gehäuse mit der Elektronik ist vorzugsweise
am oberen Ende des Schutzrohres montiert.
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Eine
vorteilhafte Ausführungsform für die Füllstandmessvorrichtung
ist eine magnetostriktive Füllstandmessvorrichtung, wobei
die Messeinrichtung einen magnetostriktiven Messdraht (und eine elektrische
Rückführung, den Rückdraht) aufweist. Bei
einer anderen vorteilhaften Ausführungsform für die
Füllstandmessvorrichtung enthält die Messeinrichtung
eine Anzahl linear angeordneter Reed-Relais, die dazu eingerichtet
sind, selektiv auf den Magneten an dem Schwimmer anzusprechen. Beide
Ausführungsformen sind als solche bekannt und weiter oben
erläutert.
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Ein
vorteilhaftes Material für das Rohr und auch das Schutzrohr
ist austenitischer Edelstahl (unmagnetisch, korrosionsbeständig,
mit Rohrverschraubungen verwendbar).
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Im
folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen
weiter beschrieben. Die Zeichnungen zeigen in
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1 einen
Längsschnitt durch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Montierungsvorrichtung für eine Füllstandmessvorrichtung,
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2 eine
Ausschnittsvergrößerung von 1 und
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3 eine
dreidimensionale Darstellung der Ausführungsform gemäß 1,
wobei das Rohr der Montierungsvorrichtung verkürzt wiedergegeben
ist.
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In 1 ist
eine Ausführungsform einer Montierungsvorrichtung 1 für
eine Füllstandmessvorrichtung im Längsschnitt
dargestellt. In diesem Beispiel ist die Füllstandmessvorrichtuzmng
als magnetostriktive Füllstandmessvorrichtung ausgestaltet. Die
Montierungsvorrichtung 1 weist ein Rohr 2 mit
einem ersten Ende 4 und einem zweiten Ende 5 auf, das
durch eine Rohrdurchführung 6 gesteckt ist, die an
einem Flanschdeckel 8 montiert ist.
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Die
Rohrdurchführung 6 ist eine herkömmliche
Rohrdurchführung, die als Klemmverschraubung (Klemmringverschraubung)
ausgestaltet ist, siehe auch 2. Sie ist
mit einem Außengewinde 10 in eine Gewindebohrung
in dem Flanschdeckel 8 geschraubt. Im Ausführungsbeispiel
ist das Außengewinde 10 ein konisches NPT-Gewinde,
das selbstdichtend ist. Oberhalb des Außengewindes 10 enthält
die Rohrdurchführung 6 einen Schraubenschlüsselansatz 12.
Darüber befindet sich ein Schneidring 14, der
mit Hilfe eines Keilrings 16 verformt wird, wenn eine Überwurfmutter 18 festgedreht
wird. Dabei legt sich der Schneidring 14 sehr dicht an
die Außenwandung des Rohres 2 an. Insgesamt entsteht eine
metallische Dichtung, die sehr zuverlässig ist.
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Im
Lieferzustand der Montierungsvorrichtung 1 ist die Überwurfmutter 18 jedoch
noch nicht festgedreht, d. h. das Rohr 2 ist in der Rohrdurchführung 6 noch
nicht festgesetzt. In diesem Zustand lässt sich das Rohr 2 längs
der Rohrdurchführung 6, also auf der Längsachse
der 1 und 2, verschieben.
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An
seinem zweiten Ende 5 (d. h. an dem im Einbauzustand der
Montierungsvorrichtung 1 unteren Ende) ist das Rohr 2 durch
ein eingeschweißtes Endstück 20 dicht
verschlossen.
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Im
Ausführungsbeispiel ist ein Schwimmer 22 eine
weitere Komponente der Montierungsvorrichtung 1. Der Schwimmer 22 ist
mit einer Längsbohrung versehen und wird in dieser Längsbohrung
auf dem Rohr 2 geführt, so dass er sich entlang
des Rohres 2 ohne wesentliche Reibungskräfte nach
oben oder unten bewegen kann. Ein abnehmbarer Stellring 26,
der mit einem Gewindestift 28 an dem Endstück 20 befestigt
werden kann, dient als unterer Anschlag für den Schwimmer 22.
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Im
Bereich des ersten Endes 4 des Rohres 2 ist eine
Reduzierverschraubung 30 angebracht. Die Reduzierverschraubung 30 trägt
in ihrem mittleren Bereich einen Schraubenschlüsselansatz 32 und
unterhalb davon einen Abschnitt 34, der als Klemmverschraubung
für ein Rohr mit dem Außendurchmesser des Rohres 2 ausgestaltet
ist, und oberhalb davon einen Abschnitt 36 mit einer Klemmverschraubung
für einen etwas kleineren Rohrdurchmesser. Die Klemmverschraubungen
gemäß den Abschnitten 34 und 36 sind
im Prinzip so aufgebaut wie die Klemmverschraubung der Rohrdurchführung 6.
Im Lieferzustand der Montierungsvorrichtung 1 ist die Reduzierverschraubung 30 noch
nicht an dem Rohr 2 befestigt.
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In 3 ist
die Montierungsvorrichtung 1 in dreidimensionaler Ansicht
dargestellt. Die Unterbrechung des Rohres 2 aus 1,
die andeuten soll, dass das Rohr 2 in der Regel erheblich
länger ist als in der Darstellung gemäß 1,
ist in 3 nicht gezeigt. Man erkennt, dass der Flanschdeckel 8 im
Ausführungsbeispiel mit vier Flanschbohrungen 38 versehen
ist.
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Die
Montierungsvorrichtung 1 kann bestellt werden, ohne dass
dafür der Tank, an dem sie angebracht werden soll, geöffnet
werden muss. Denn die für den Flanschdeckel 8 erforderliche
Größe ist ohne weiteres an dem an dem Tank vorhandenen
Flanschstutzen ersichtlich, und die gesamte Tankhöhe von der
Tanksohle bis zu der Lage des Flanschdeckels 8 ist zumindest
ungefähr bekannt, so dass für das Rohr 2 eine
auf jeden Fall ausreichende Länge 2 vorgesehen
werden kann.
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Wenn
die Montierungsvorrichtung 1 geliefert wird, ist die Rohrdurchführung 6 noch
nicht festgesetzt. Ferner ist die Reduzierverschraubung 30 noch nicht
angebracht. Der Schwimmer 22 kann bereits montiert sein.
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Zum
Einbau der Montierungsvorrichtung 1 wird der vorhandene
Flanschdeckel des an dem Dom des Tanks vorragenden Flanschstutzens
entfernt und durch den Flanschdeckel 8 ersetzt, wobei das
Rohr 2 mit dem Schwimmer 22 bereits eingeführt
ist. Das Rohr 2 kann so lange nach unten geschoben werden, bis
sein Endstück 20 die Tanksohle berührt.
Um mechanische Spannungen zu vermeiden, ist es sinnvoll, das Rohr 2 danach
wieder ein kleines Stück, das vorzugsweise genau definiert
ist, nach oben zu ziehen. Anschließend kann die Rohrdurchführung 6 durch Festdrehen
der Überwurfmutter 18 festgesetzt werden. In diesem
Zustand ist der. Tank wieder dicht.
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Wenn
die Tankhöhe ursprünglich überschätzt
wurde und das Rohr 2 nun zu weit vorragt, kann es in seinem
oberen Bereich gekürzt werden. Wenn im Dombereich des Tanks
ausreichend Platz vorhanden ist, kann aber auch die ursprüngliche
Länge beibehalten werden.
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Im
Ausführungsbeispiel wird in die Montierungsvorrichtung 1 ein
magnetostriktiver Messdraht (mit Rückdraht) eingesetzt,
der von einem Schutzrohr umgeben ist (in den Figuren nicht dargestellt). Der
Außendurchmesser dieses Schutzrohres ist etwas geringer
als der Innendurchmesser des Rohrs 2. Der Abschnitt 36 der
Reduzierverschraubung 30 ist darauf abgestimmt. Das Schutzrohr
lässt sich nun leicht durch die im Bereich des ersten Endes 4 des Rohres 2 angebrachte
Reduzierverschraubung 30 bis zum zweiten Ende 5 des
Rohres 2 nach unten durchschieben. Abschließend
wird der Abschnitt 36 der Reduzierverschraubung 30 festgedreht.
Im Ausführungsbeispiel befindet sich die Messelektronik
der magnetostriktiven Positionsmessvorrichtung am oberen Ende des
Schutzrohres, also im montierten Zustand oberhalb der Reduzierverschraubung 30.
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Die
Einzelteile der Montierungsvorrichtung 1 (bis auf den Schwimmer 22)
sind im Ausführungsbeispiel aus nicht rostendem und unmagnetischem Edelstahl
gefertigt. Dies gilt auch für das Schutzrohr der magnetostriktiven
Füllstandmessvorrichtung. Der Magnet 24 kann daher
praktisch ungehindert durch die zwischenliegenden Materialien auf
den Messdraht einwirken. Der Schwimmer 22 besteht im Ausführungsbeispiel
aus Buna mit einer Dichte von 0,38 g/cm3.
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Die
Montierungsvorrichtung
1 kann auch für eine Füllstandmessvorrichtung
verwendet werden, die nicht nach dem magnetostriktiven Prinzip arbeitet,
sondern eine lineare Anordnung von Reed-Relais benutzt. Die Reed-Relais
befinden sich dabei z. B. analog zu dem vorigen Ausführungsbeispiel
in einem Schutzrohr, das in das Rohr der Montierungsvorrichtung
eingesetzt wird, so dass die lineare Anordnung der Reed-Relais ungefähr
von der Tanksohle bis zum höchsten möglichen Füllstand
reicht. Das Reed-Relais, das dem Magneten in dem Schwimmer gerade am
nächsten liegt, ändert unter der Einwirkung des Magneten
seinen Schaltzustand, was über die an die Verdrahtung der
Reed-Relais angeschlossene Schaltung erfasst wird und eine Bestimmung
der laufenden Nummer des betreffenden Reed-Relais und somit des
Füllstands ermöglicht. Diese Vorrichtung funktioniert
auch, wenn unter der Wirkung des Magneten mehrere benachbarte Reed-Relais
gleichzeitig ansprechen. Näheres zu einer solchen Füllstandmessvorrichtung
findet sich in
EP 1
447 555 A2 .
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102007048752
A1 [0002]
- - EP 1447555 A2 [0003, 0036]