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Einrichtung zum Verhindern der Bildung explosibler Gasgemische in
Anlagen zum Lagern und Umfüllen feuergefährlicher Flüssigkeiten. Die Erfindung besteht
in einer Schutzeinrichtung an Lager- und Fördergefäßen für feuergefährliche Flüssigkeiten,
die während des Förderns der Flüssigkeit durch eine Pumpe in Wirkung tritt. Bei
derartigen, meist unterirdisch angeordneten Lagerbehältern, in denen die Flüssigkeit
unter einem nicht brennbaren Gas aufbewahrt wird, muß verhindert werden, daß durch
irgendeinen Zufall zu irgendeiner Zeit, vor allem aber während des Pumpens
selbst,
Luft an Stelle des Schutzgases in den Behälter eindringen und hier mit den Dämpfen
der Flüssigkeit ein explosibles Gasgemisch bilden kann. Da es nun häufig vorkommt,
daß die feuergefährliche Flüssigkeit aus dem Lagerbehälter in ein geschlossenes
Gefäß, z. B. Tankwagen, Kraftwagenbrennstoffbehälter, Wäschereitrommel o. dgl. gepumpt
wird, so muß auch dieses Fördergefäß aus dem gleichen Grunde wie der Lagerbehälter
vor dem Eindringen von Luft geschützt werden.
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Die bekannten Pumpepsperrvorrichtungen, welche diesep Schutz ausüben
sollen, indem sie die Fördermöglichkeit der Pumpe von dem Vorhandensein des Schutzgases
in der angeschlossenen Gasflasche oder auch im Lagerbehälter selbst abhängig machen,
beschränken sich meistens darauf, die Möglichkeit einer Weiterförderung der Flüssigkeit
aus dem Lagerbehälter zu verhindern, wenn hier Mangel an Schutzgas eingetreten ist,
ohne dabei die ebenso wichtige Forderung zu berücksichtigen, daß die etwa weiterarbeitende
Pumpe unter keinen Umständen nach Aufhören der Flüssigkeitsförderung Luft ansaugen
darf, weil die in das etwa angeschlossene Fördergefäß hineingepumpte Luft hier den
gleichen gefährlichen Zustand hervorrufen würde, den die Pumpensperrung vom Lagerbehälter
fernhalten sollte.
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Wird aber die Pumpe z. B. nicht von Hand, sondern ,motorisch angetrieben,
so kann das Aufhören der Flüssigkeitsförderung und die damit einsetzende gefährliche
Luftförderung um so leichter unbemerkt bleiben, als in der Regel mit diesem gefahrvollen
Förderungswechsel keine auffällige, die Aufmerksamkeit unbedingt wachrufende Erscheinung
verbunden ist.
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Um die genannten Übelstände zu vermeiden, macht der Gegenstand der
vorliegenden Erfindung, eine Quecksilberpumpensperrvorrichtung, die Sicherheit sowohl
des Lagerbehälters wie des Fördergefäßes in an sich bekannter Weise von dem Druck
des Schutzgases im Lagerbehälter abhängig und erregt außerdem beim Eintreten eines
gefähilichen Zustandes die Aufmerksamkeit des die Anlage bedienenden Wärters durch
ein auffälliges Geräusch.
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Die Zeichnung zeigt die Vorrichtung in der Ansicht, zum Teil im Schnitt.
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Die Vorrichtung besteht im wesentlichen aus zwei etwa zur halben Höhe
mit Quecksilber gefüllten kommunizierenden Gefäßen a und b,
die durch das
Rohr c verbunden sind. Auf der Quecksilberoberfläche des offenen Gefäßes a ruht
dauernd der Druck der Außenluft, während das Gefäß b von der Außenluft dauernd abgeschlossen
und durch die Röhre'd und e mit dem mit Schutzgas gefüllten flüssigkeitsleeren Hohlraum
des Lagerbehälters verbunden ist. In dem Quecksilber des geschlossenen Gefäßes b
schwimmt ein eiserner, etwa mit Blei gefüllter Hohlschwimmer f, in den ein mit dem
Pumpensaugrohr m verbundenes Rohr g so hineinragt, daß die freie Bewegung des Schwimmers
nicht behindert wird..
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Wenn nun der Überdruck des Schutzgases vom Lagerbehälter aus in das
geschlossene Gefäß b gelangt, wird hier der Quecksilberspiegel und mit ihm der Schwimmer
f sinken. Die Folge ist, daß eine in der Mitte der Innenseite des durchbrochenen
Schwimmerdeckels angeordnete Lederscheibe sich auf die Öffnung des hakenförmig umgebogenen
Rohres g legt und dieses verschließt. Wird jetzt die Pumpe in Gang gesetzt, so ist
die Saugleitung oben durch den Schwimmer und im Lagerbehälter durch die zu fördernde
Flüssigkeit abgeschlossen, so daß die eintretende Saugwirkung der Pumpe das Heben
und Fördern der feuergefährlichen Flüssigkeit bewirken muß.
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Der wesentliche Unterschied dieser neuen Pumpensperrung gegenüber
ähnlichen bekannten Anordnungen besteht darin, daß das mit der Pumpensaugleitung
in Verbindung stehende Rohr g .mit seinem freien Ende nicht in das offene, der Außenluft
zugängliche Gefäß a, sondern in das geschlossene, mit dem Lagerbehälter verbundene
und mit Schutzgas gefüllte Gefäß b hineinragt. Es kann infolgedessen durch dieses
Rohr niemals Luft in die Pumpe hineingesaugt und in ein etwa angeschlossenes Fördergefäß
gepumpt werden. Denn wenn der Überdruck des Schutzgases nicht ausreicht, um das
Rohr g durch den Schwimmer f abzuschließen oder wenn der Schutzgasvorrat der Flasche
verbraucht sein sollte, wodurch derselbe Zustand des mangelnden Überdruckes herbeigeführt
werden würde, so bewirkt der Auftrieb des Quecksilbers im Gefäß b infolge des überwiegenden
äußeren Luftdruckes im Gefäß a, daß der Schwimmer f die Öffnung des Rohres
g freigibt; die Pumpe saugt daher durch das Rohr g Schutzgas an, wodurch die Flüssigkeitsförderung
sofort aufhört.
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Ist nun ein Fördergefäß angeschlossen, und die Pumpe wird nicht sofort
nach Unterbrechung der. Flüssigkeitsförderung abgestellt, so ist trotzdem jede Gefahr
für das Fördergefäß beseitigt,. da nur Schutzgas aber keine Luft in dasselbe hineingepumpt
werden kann. Zum Wesen der Erfindung gehört es aber, daß nicht nur das Fördergefäß,
sondern auch der Lagerbehälter selbst durch die neue Vorrichtung vor der Möglichkeit
der Entstehung explosibler Gasgemische in seinem Hohlraum geschützt wird. Diese
Möglichkeit ist hauptsächlich dann vorhanden, wenn die Fördertätigkeit der Pumpe
bei fehlendem Schutzgas im Lagerbehälter nicht sofort aufhört, weil durch das fortgesetzte
Pumpen ein Unterdruck im Lagerbehälter erzeugt werden würde, der durch etwa vorhandene
Undichtigkeiten,
vor allem durch die Pumpe selbst, nach ihrer Stillsetzung Luft in 'den Behälter
hineinsaugen und hier den gefährlichen Zustand hervorrufen würde.
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Die Pumpensperrvorrichtungen der bekannter Art bieten aber, wie die
Erfahrung lehrt, bei ihrer vielfach sogar gefahrbringenden Wirkung für das angeschlossene
Fördergefäß riicht einmal immer die sichere Gewähr, d.aß die Fördermöglichkeit auch
wirklich aufhört,. wenn im Lagerbehälter ein Schutzgasüberdruck nicht mehr vorhanden
ist. So sind z. B. alle die Vorrichtungen, in denen das sogenannte Belüftungsrohr
für die Pumpe mit dem freien Ende in Quecksilber eintaucht, das der Außenluft zugänglich
ist, der Gefahr der Verstopfung ausgesetzt, weil die den Verschluß bewirkendc Quecksilberoberfläche
der Oxydation und Verschmutzung durch Staub u. dgl. ausgesetzt ist. Wenn aber derartige
Fremdkörper in das Belüftungsrohr hineingesaugt werden, setzt sich dieses mit der
Zeit zu,, und die Fördertätigkeit der Pumpe wird nicht unterbrochen, auch wenn im
Gehälter nicht mehr genügend Schutzgas vorhanden ist. -Um nun aber die Flüssigkeitsförderung
der Pumpe unter allen Umständen zu unterbrechen, sobald ein ganz geringfügiger,
noch nicht gefahrbringender Unterdruck im Lagerbehälter entsteht,.ist bei der neuen
Pumpensperrvorrichtung über die bereits beschriebene Sicherheitswirkung hinaus die
Einrichtung getroffen worden, daß das Pumpensaugrohr m selbst durch einen Quecksilberverschluß
abgesperrt wird, wenn durch irgendeinen nicht vorherzusehenden Umstand die Fördertätigkeit
der Pumpe bei - Gasmangel nicht unterbrochen worden sein sollte, oder wenn die Pumpe
nach ordnungsmäßig eingetretener Unterbrechung der Flüssigkeitsförderung so viel
Schutzgas aus dem Lagerbehälter herausgesaugt haben sollte, daß hier ein geringfügiger
Unterdruck entsteht.
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Die Umlagerung des Quecksilbers aus der Pumpensperrvorrichtung in
das zwecks Bildung eines Quecksilberverschlusses, z. B. U-förmig ausgebildete Pumpensaugrohr,
vollzieht sich in folgender Weise: Sobald etwa infolge Weiterarbeitens der Pumpe
nach Unterbrechung der Flüssigkeitsförderung in dem Gefäß b, den anschließenden
Rohrleitungen d, e und im Lagerbehälter ein geringfügiger Unterdruck eintritt, wird
das in dem Steigrohr k des Gefäßes b enthaltene Quecksilber infolge des überwiegenden
äußeren Luftdruckes im Gefäß a bis zum Überlauf in das teilweise mit Quecksilber
gefüllte Verbindungsrohr h emporgedrückt werden. Durch das überlaufende Quecksilber
tritt aber eine Heberivvirkung ein, durch die im Verlauf weniger Sekunden der gesamte
Quecksilberinhalt der beiden Gefäße a und b- bis zur Anschlußstelle des Steigrohres
k an dem Verbindungsrohr c mit großem Geräusch durch das Verbindungsrohr h und das
Rohr g hindurch in die U-förmig gebogene Saugleitung m der Pumpe hinein entleert
wird, so daß diese abgeschlossen wird.
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Durch diese Quecksilberumlagerung ist ein weiteres Fördern der Pumpe
unter allen Umständen unmöglich gemacht, selbst wenn die ordnungsmäßige Wirkung
der Sperrvorrichtung durch Einführen von Schutzgas in die Saugleitung nicht eingetreten
sein sollte, da die Anoidnung der U-Schenkel der Saugleitung in oder einer ähnlich
wirkenden Verschlußeinrichtung immer so getroffen werden kann, daß die Saugwirkung
der Pumpe nicht ausreicht, um den entgegengerichteten Druck der Quecksilbersäule
zwischen den Spiegeln in den beiden Schenkeln des Saugrohres m zu überwinden. Außerdem
aber bietet das bei der Umlagerung des Quecksilbers entstehende Geräusch ein wertvolles
Mittel, um die Aufmerksamkeit des die Anlage bedienenden Wärters wachzurufen, so
daß dieser veranlaßt wird, die Pumpe- abzustellen.
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Aber selbst wenn das nichtgeschehen sollte, so kann auch das Weiterarbeiten
der Pumpe eine Gefährdung der Anlage nach irgejideiner Richtung hin nicht zur Folge
haben. Denn die Pumpe kann auch kein Gas mehr aus dem Lagerbehälter fördern, weil
die Umlagerung des Quecksilbers einen mittelbaren Abschluß des Rohres. g im Gefäß
b bewirkt hat. Sobald nämlich das Gefäß b von Quecksilber entleert ist, schließt
der nun freischwebende Schwimmer f durch sein Eigengewicht die Öffnung des Rohres
g ab und unterbricht damit die Verbindung der Pumpe mit dem Gasraum des Lagerbehälters.
Es bleibt aber auch das Verbindungsrohr h, das von der Pumpe und der Leitung g aus
ebenfalls zum Gasraum des Lagerbehälters führt, abgeschlossen, weil es nach Ingangsetzen
des Quecksilberhebers mit Quecksilber gefüllt bleibt.
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Endlich bleibt aber nach der Umlagerung des Quecksilbers auch die
Möglichkeit ausgeschlossen, daß infolge des Weiterarbeitens der Pumpe Luft in das
angeschlossene Fördergefäß oder in den Lagerbehälter gelangen könnte, ebenso wie
ein Anhalten der Pumpe ein etwaiges Eindringen von Luft in den Lagerbehälter unmöglich
macht.
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Luft kann die Pumpe nicht mehr fördern, also auch nicht in das angeschlossene
Fördergefäß drücken, w°41 das Verbindungsrohr c, das den einzigen Zugang zu dem
offenen Gefäß a bildet, nach der Umlagerung des Quecksilbers bis zum Anschlußpunkt
des Steigrohres k mit Quecksilber gefüllt, also verschlossen bleibt. Außerdem- würde
auch das ebenfalls gefüllte Verbindungsrohr h den Zugang zum Gefäß a und damit zur
Luft versperren,
selbst wenn der Schwimmer f das offene Ende des
Rohres g nicht verschließen würde. Natürlich bleiben aus den genannten Gründen für
die Luft auch alle Zutrittsmöglichkeiten durch das Rohr c in den Gasraum des Lagerbehälters
ausgeschlossen.
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Aber auch nach dem Anhalten der Pumpe kann der im Lagerbehälter- entstandene
geringfügige Unterdruck auf keinem Wege Luft ansaugen, weil auch das Pumpensaugrohr
m durch den quecksilberverschluß in seinen 'U-förmigen Schenkeln für den Rückstrom
der Luft gesperrt bleibt, selbst wenn die Verbindung der Pumpe mit dem Fördergefäß
gelöst ist und die Undichtigkeiten der Pumpe etwa Luft in das obere Ende des Saugrohres
eintreten lassen sollten.
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Wenn demnach infolge Man&els an Schutzgas im Lagerbehälter eine
Umlagerung des Quecksilberinhalts der Pumpensperrvorrichtung eingetreten ist, so
kann dieser gefährliche Zustand durch Anschluß einer neuen Schutzgasflasche in aller
Ruhe beseitigt werden, ohne daß für das Fördergefäß und für den Lagerbehälter durch
die Bildung eines explosiblen Gasgemisches in dem Hohlraum über der Flüssigkeit
eine wirkliche Gefahr eintreten könnte.
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Nach Beseitigung des Unterdruckes im Lagerbehälter. wird das Quecksilber,
von dem nichts verlorengehen kann, durch entsprechende Vorrichtung aus dem Saugrohr
na abgezogen und in das Gefäß a wieder eingefüllt, wodurch der ordnungsmäßige
Betriebszustand wiederhergestellt wird.,