DE4000297A1

DE4000297A1 - Alternately operating regeneratable air-drying filters - for bleed pipe in large propellant fuel storage tank

Info

Publication number: DE4000297A1
Application number: DE19904000297
Authority: DE
Inventors: Rolf Backhauss
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-01-08
Filing date: 1990-01-08
Publication date: 1991-08-08
Anticipated expiration: 2010-01-09
Also published as: DE4000297C2

Abstract

Since the moisture content of air entering a fuel tank during filling and extn operations can produce long term deterioration, incoming air (35) is filtered by the silica gel (21) in one of a pair of units, with the transparent casing showing the progressive rise in collected moisture before the air enters a two-way valve (13). When the rising level reaches a sensor (27), the two-way valve is actuated to transfer entering air into the compression filter unit. A heating coil (33) in the first unit is taken to about 110 deg C to provide thermal regeneration of the first unit silica gel; thermal insulation protects the valve against transmitted heat. ADVANTAGE - Humidity, which can produce damage to engines esp of aircraft, is made too low to produce sludge. One filter is always operative.

Description

State of the art

Eine jede Tankanlage von Kraftstoffen hat fast immer eine di rekte Lüftung zur Atmosphäre, um beim einen Luftdruck beim Befüllen und der Entnahme von Kraftstoff einen Ausgleich zur Atmosphäre zu schaffen.Every fuel tank system almost always has a di right ventilation to the atmosphere to keep the air pressure at Filling and taking fuel to compensate for To create atmosphere.

Eintretende Luft ist hierbei mit einer relativen temperatur abhängigen Luftfeuchte versehen, die bei starkem Frost gering ist und bei hohen Temperaturen steigt. Man spricht von der re lativen Luftfeuchte von 40 bis 100%, die der Sättigungsmög lichkeit bei 100% zu einer bestimmten Temperatur entspricht. Wenn wir von der maximalen Luftfeuchte nun ausgehen, die fast nie erreicht wird, dann haben wir bei -5°C auf einen Kubik meter 3,4 Gramm Wasser, bei +5°C 6,8 g Wasser, bei 15°C 12,8 g Wasser. Diese ist an und für sich eine geringe Wassermenge. Sie spielt aber in der Technik für Tankanlagen eine wichtige Rolle, speziell für Kraftstoffe, die lange lagern.Incoming air is at a relative temperature dependent humidity, which is low in strong frost is and rises at high temperatures. One speaks of the right latent humidity from 40 to 100%, which the saturation poss corresponds to a certain temperature at 100%. If we assume the maximum air humidity, which is almost never reached, then we have at -5 ° C on a cubic meters 3.4 grams of water, at + 5 ° C 6.8 g of water, at 15 ° C 12.8 g of water. This is in itself a small amount of water. However, it plays an important role in the technology for tank systems Roll, especially for fuels that store for a long time.

Tankreinigungsfirmen rechnen mit einer Faustformel, die sagt, daß bei einem Tank mit 5000 Litern Inhalt nach ca. 5 Jahren ca. 100 Liter Schlamm sich abgesetzt hat, bei Kraftfahrzeugen tritt Wasser im Vergaser oder in den Kraftstoffleitungen auf, bei Kleinflugzeugen ist Wasserbildung immer eine gefährliche Angelegenheit, dazu kommt noch der Transport von der Raffine rie bis zum Verbraucher in Tanklastzügen und der Tankstelle, überall hier ist der Einfluß der relativen Luftfeuchte nicht unterbunden. Den Ärger haben nur die Verbraucher.Tank cleaning companies expect a rule of thumb that says that with a tank with 5000 liters content after about 5 years approx. 100 liters of sludge has settled in motor vehicles water appears in the carburetor or in the fuel lines, Water formation is always dangerous in small aircraft Matter, plus the transportation from the refinery to the consumer in tanker trucks and the petrol station, everywhere the influence of the relative humidity is not prevented. Only the consumers are in trouble.

Meine Erfindung soll die relative Luftfeuchtigkeit unterbin den, zumindest soll die Schlammbildung z. B. im Heizungstank um mindestens so verringert werden, wie Luftfeuchte darauf ei nen Einfluß hat, denn Wasser im Treibstoff kann zur Zeit noch nicht einmal die Mineralindustrie bei der Darstellung vermeiden.My invention is supposed to prevent the relative humidity the, at least the sludge formation z. B. in the heating tank be reduced by at least as much as the humidity on it NEN influence, because water in the fuel can currently don't even avoid the mineral industry when presenting.

Es erscheint mir noch wichtig zu erwähnen, daß es über Schlamm bildung in Tankanlagen (fast) keine Literatur gibt. It seems important to me to mention that it is about mud education in tank systems (almost) no literature.

Description and functional sequence for drawing 1

In der Zeichnung 1 ist eine herkömmliche Kraftstofftankanlage mit dem Luftfeuchte-Filter 12, den Rohrbögen 9 und 10, dem Einlaßventil 7, dem Auslaßventil 8 mit der Wasserrille und der Entwässerungsbohrung 11 gezeichnet.In the drawing 1, a conventional fuel tank system with the humidity filter 12 , the elbows 9 and 10 , the inlet valve 7 , the outlet valve 8 with the water groove and the drainage hole 11 is drawn.

Diese Teile sind auf dem Lüftungsrohr 6 fest draufmontiert und stellen zum Tank hin einen geschlossenen luftfeuchtefrei en Raum dar, der nur über das Luftfeuchtefilter Zugang zur at mosphärischen Luft hat. Vorausgesetzt ist, das alle Instrumente und Anschlüsse ebenfalls luftdicht sind.These parts are firmly mounted on the ventilation pipe 6 and represent a closed, moisture-free space towards the tank, which only has access to the atmospheric air via the air filter. The prerequisite is that all instruments and connections are also airtight.

Angenommen, wir haben eine neue Tankanlage, dann wird Kraftstoff über das Befüllungsrohr 4 in den Kraftstofftank 1, sogar teil weise unter Druck, geschickt. Der Luftraum darüber muß durch das Lüftungsrohr 6, dem Auslaßventil 8 und dem Rohrbogen 10 in die Atmosphäre entweichen. Dabei bleibt das Einlaßventil 9 ge schlossen.Assuming we have a new tank system, fuel is then sent via the filling pipe 4 into the fuel tank 1 , even partially under pressure. The air space above must escape into the atmosphere through the ventilation pipe 6 , the outlet valve 8 and the pipe bend 10 . The inlet valve 9 remains closed ge.

Nach Beendigung der Kraftstoffüllung schließt das Auslaßventil 8, der Verschluß zum Befüllungsrohr wird verschlossen und es verbleibt nur noch der Rest an Luft, der aus Sicherheitsgründen nicht gefüllt werden konnte zur Aufnahme von Luftfeuchte bereit. Das sind etwa 100 bis 200 Liter Luft bei max. Luftfeuchte von 100% bei einer Temperatur von 15° Celsius 0,02 Gramm Wasser, ei ne Größe, die vernachlässigt werden darf. Und dies ist auch bei allen neuen Tankanlagen der Fall.After the fuel filling has ended, the outlet valve 8 closes, the closure to the filling pipe is closed and only the rest of the air remains which, for safety reasons, could not be filled to absorb air humidity. That is about 100 to 200 liters of air at max. Air humidity of 100% at a temperature of 15 ° Celsius 0.02 grams of water, a size that can be neglected. And this is also the case with all new tank systems.

Bei der Entnahme von Kraftstoff 3 sinkt der Kraftstoffspiegel, es entsteht ein Unterdruck im Lüftungsrohr 6, das Einlaßventil 7 öffnet sich entsprechend des Unterdrucks und holt sich die gewünschte Luftmenge über den Rohrbogen 9 und dem Filter mit dem Silikagel 12.When fuel 3 is withdrawn, the fuel level drops, there is a negative pressure in the ventilation pipe 6 , the inlet valve 7 opens in accordance with the negative pressure and fetches the desired amount of air via the pipe bend 9 and the filter with the silica gel 12 .

Das Silikagel zeigt durch Verfärbung schichtweise von unten mit Feuchte gesättigte Kristalle an. Steigt die Verfärbung bis über die Mitte des Filters an, so soll es durch einen Ersatz- Filter ausgewechselt werden.The silica gel shows layers of color from below crystals saturated with moisture. The discoloration increases up to over the middle of the filter, it should be replaced by a Filters are replaced.

Das mit Luftfeuchte angereicherte und ausgewechselte Filter kann durch Erhitzen auf ca. 105 bis 110°C auf seinen alten Zu stand dann regeneriert werden. The filter enriched and replaced with air humidity can be restored to its old condition by heating to approx. 105 to 110 ° C then be regenerated.

Description and functional sequence for drawing 2

Zeichnung 2 stellt eine Erweiterung und Verbesserung der in Zeichnung 1 dargestellten Konstruktion dar, sie erfordert fast keine Wartung und wird von elektronischen Sensoren so gesteuert und geregelt, daß wechselweise immer ein Filter der zwei Filter arbeitsfähig ist.Drawing 2 represents an extension and improvement of the in Drawing 1 shown construction, it almost requires no maintenance and is controlled by electronic sensors and regulated that alternately one filter of the two filters is able to work.

In der Zeichnung 2 sind beide Filter trocken, dabei ist der rechte Filter zur Filterung der Luftfeuchte und zur Arbeit ge schaltet. Der Funktionsablauf der Luftfilterung ist dabei wie folgt.In the drawing 2 both filters are dry, the is right filter for filtering air humidity and for work switches. The functional sequence of air filtering is like follows.

Feuchte Außenluft tritt über das Belüftungsventil 35 in das Filter ein und steigt durch den Stutzen rechts 19 über das Zwei wegeventil 13 in den Rohrbogen Einlaß 9 zum Einlaßventil 7 Rich tung Belüftungsrohr 6 und Tankanlage 1.Moist outside air enters the filter via the ventilation valve 35 and rises through the nozzle 19 on the right through the two-way valve 13 into the pipe bend inlet 9 to the inlet valve 7 Rich device ventilation pipe 6 and tank system 1st

Dabei wird Luftfeuchte im Filter 21 vom Silikagel als Wasser ge bunden und lagert sich schichtweise von unten aufsteigend ab. Dabei verfärbt sich das Silikagel und die Wirksamkeit des Fil ters ist bei einem durchsichtigen Behältnis sichtbar. Steigt die Verfärbung auf die Höhe des Feuchtefühlers rechts D 27 an, so schaltet der Feuchtefühler, der auf ca. 50% relativer Luftfeuchte eingestellt ist, wie folgt. Der Zweiwegehahn 13 wird von 13B auf 13A umgeschaltet, das Entlüftungsventil 15 wird geöffnet, das Bypassventil rechts 29 wird geöffnet um den Bypass rechts 31 freizugeben und das Be lüftungsventil rechts 35 wird geschlossen. Gleichzeitig setzt die Heizspirale rechts 33 ein. Diese wird über den Thermofühler rechts 23 auf eine maximale Temperatur von 110° Celsius geregelt. Der einsetzende Heizvorgang regeneriert das Silikagel und eine reduzierte Luftströmung aus dem linken Filter 20 über das Ventil für den Bypass 29 und dem Bypass rechts 31 sorgt für trockene Luft zum Filter rechts 21.Humidity in the filter 21 is bound by the silica gel as water and is deposited in layers from the bottom in ascending order. The silica gel changes color and the effectiveness of the filter can be seen in a transparent container. If the discolouration rises to the level of the humidity sensor on the right D 27 , the humidity sensor, which is set to approx. 50% relative humidity, switches as follows. The two-way valve 13 is switched from 13 B to 13 A, the vent valve 15 is opened, the bypass valve on the right 29 is opened to release the bypass on the right 31 and the vent valve on the right 35 is closed. At the same time, the heating coil 33 starts on the right. This is regulated via the thermal sensor on the right 23 to a maximum temperature of 110 ° Celsius. The starting heating process regenerates the silica gel and a reduced air flow from the left filter 20 via the valve for the bypass 29 and the bypass right 31 ensures dry air to the filter right 21 .

Wenn die relative Luftfeuchte auf einen Wert von 1% im Stutzen rechts 19 gesunken ist, schaltet der Feuchtefühler rechts 25 den Trocknungsvorgang ab. Es wird dabei das Entlüftungsventil rechts 15, das Ventil für den Bypass rechts 29 geschlossen, die Heizspi rale rechts 33 ausgeschaltet und das Belüftungsventil rechts 35 geöffnet.When the relative air humidity has dropped to a value of 1% in the connector 19 on the right, the humidity sensor on the right 25 switches off the drying process. It is the vent valve right 15 , the valve for the bypass right 29 closed, the Heizspi rale right 33 turned off and the ventilation valve right 35 opened.

Damit ist die Regeneration des rechten Filters 21 abgeschlossen. Er steht zur neuen Verwendung bereit. This completes the regeneration of the right filter 21 . It is ready for new use.

Folgende Dinge bedürfen noch einer Erklärung.The following things still need an explanation.

Der Vorgang der Regeneration des Silikats des rechten Filters ist beschrieben worden. Gleiches trifft für das linke Filter 20 zu, wenn sich Feuchte, angenommen waren 50% relative Luft feuchte, an dem Luftfeuchtefühler links C 26 eingestellt hat. Es erfolgt daraufhin die gleiche Prozedur im linken Filter 20, wie sie im rechten Filter 21 beschrieben wurde.The process of regenerating the silicate of the right filter has been described. The same applies to the left filter 20 when humidity, assuming 50% relative air humidity, has set on the left humidity sensor C 26 . The same procedure then takes place in the left filter 20 as was described in the right filter 21 .

Da alle Feuchtefühler und Thermofühler, die hierfür verwandt werden, mit einer Genauigkeit von 1% arbeiten und alle Zwischen stufen genau abgegriffen werden können. So können nicht nur die Lagen der Feuchtefühler und der Temperaturfühler im prak tischen Gebrauch anders liegen, und die gegebene Beschreibung ist eine grundsätzliche.Because all humidity sensors and thermal sensors used for this be working with an accuracy of 1% and all intermediate levels can be tapped precisely. So not only can the positions of the humidity sensors and the temperature sensors in the practical table use are different, and the description given is a basic one.

Aus Sicherheitsgründen sei darauf hingewiesen, daß bei gleich zeitig hoher Feuchte in beiden Filtern die Anlage verrückt spielen würde. Diesem Fall hat selbstverständlich der Konstruk teur Rechnung zu tragen, mit einer leicht einzubauenden Schal tung.For security reasons, it should be noted that the same high humidity in both filters causes the system to go crazy would play. In this case, of course, the construct expensive to take into account with an easy to install scarf tung.

Dieses vollautomatische und regenerierbare Luftfeuchtefilter ist für den Einsatz an Tankanlagen in Kleinflugzeugen sowohl als in Großflugzeugen, Tankanlagen bei der Industrie und in den Haushalten gedacht. Die Lebenszeiten von Stahltanks wird auf grund der geringeren Korrosion wesentlich länger sein als bis her, die Anfälligkeit der Schlammbildung wird auf ein Minimum reduziert und das alles zum Schutze der Umwelt. This fully automatic and regenerable air humidity filter is for use on tank systems in small aircraft both as in large aircraft, tank systems in industry and in the Households thought. The lifespan of steel tanks is on due to the lower corrosion it may be much longer than forth, the susceptibility to sludge formation is kept to a minimum reduced and all for the protection of the environment.

Teileliste zur Zeichnung 1 und 2Parts list for drawings 1 and 2

1 Tankanlage
2 Schlammabsetzung
3 Kraftstoffentnahme
4 Befüllungsrohr
5 Begehung zum Tank
6 Belüftungsrohr
7 Einlaßventil
8 Auslaßventil
9 Rohrbogen Einlaß
10 Rohrbogen Auslaß
11 Entwässerungsbohrung
12 Filter mit Silikagel
13 Zweiwegeventil
13A Stellung links
13B Stellung rechts
14 Entlüftungsventil links
15 Entlüftungsventil rechts
16 Isolationsflansch links
17 Isolationsflansch rechts
18 Stutzen links
19 Stutzen rechts
20 Filter mit Silikagel links
21 Filter mit Silikagel rechts
22 Thermofühler links
23 Thermofühler rechts
24 Feuchtefühler links A
25 Feuchtefühler rechts B
26 Feuchtefühler links C
27 Feuchtefühler rechts D
28 Ventil für Bypass links
29 Ventil für Bypass rechts
30 Bypass links
31 Bypass rechts
32 Heizspirale links
33 Heizspirale rechts
34 Belüftungsventil links
35 Belüftungsventil rechts 1 tank system
2 sludge settling
3 Fuel withdrawal
4 filling pipe
5 Inspection to the tank
6 ventilation pipe
7 inlet valve
8 outlet valve
9 elbow inlet
10 elbow outlet
11 drainage hole
12 filters with silica gel
13 two-way valve
13 A position on the left
13 B position on the right
14 Vent valve on the left
15 Right ventilation valve
16 left insulation flange
17 Right insulation flange
18 sockets on the left
19 sockets on the right
20 filters with silica gel on the left
21 Filters with silica gel on the right
22 left thermal sensor
23 Right thermal sensor
24 humidity sensors left A
25 humidity sensor on the right B
26 left humidity sensor C
27 humidity sensor right D
28 Left bypass valve
29 Right bypass valve
30 bypass left
31 Bypass on the right
32 heating coil on the left
33 heating coil on the right
34 Ventilation valve on the left
35 Right ventilation valve

Claims

1. The peculiarity lies in the division of the ventilation pipe respective intake of an intake valve and exhaust valve.

2. The peculiarity lies in the pipe bend, for protection against Rain with a water groove around the exhaust valve and one Drainage hole.

3. The peculiarity lies in an exchangeable air humidity filter with silica gel by heating to 105 ° Celsius released air humidity releases and rain riert. The filter must be removed.

4. The peculiarity of the fully automatic easy-change filter lies in the electronically measured humidity of the easy-change filter, switching from one filter to another, the Behei of the decommissioned filter, the opening of the ventilation valve tils for the outflow of moisture and after regeneration, if there is no more humidity, switch off the heating and the closing of the ventilation valve by one Moisture meter, so that the regenerated filter on demand for new mission is ready.

5. The special feature is the insulation flange, the temperatures formed when heating from 105-110 ° Celsius does not transfer to the two-way valve.

6. The peculiarity of bypass pipes with the valves ensures regeneration of the silica gel at the end of the heating process a value of at least 1% relative humidity at 100 ° Celsius.