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PATENTANSPRÜCHE
1. Lecküberwachungseinrichtung an einem intermittierend unter Druck durchströmten Fluidleitungsabschnitt, dadurch gekennzeichnet, dass eingangsseitig eine Absperrvorrichtung (13) und ausgangsseitig eine Vorrichtung (15) zur Aufrechterhaltung eines Überwachungsüberdrucks im Leitungsabschnitt (A) angeordnet sind und dass am Leitungsabschnitt (A) mindestens ein Fühler (17, 25) angeschlossen ist, der bei Abfall des Überwachungsüberdrucks unter einen bestimmten Ansprechdruck ein Fehlersignal erzeugt.
2. Lecküberwachungseinrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Aufrechterhaltung des Überwachungsüberdrucks ein Druckhalteventil (15) ist.
3. Lecküberwachungseinrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fühler ein Druckschalter (17) ist.
4. Lecküberwachungseinrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass einDruckspeicher (23) mit dem Leitungsabschnitt (A) verbunden ist.
5. Lecküberwachungseinrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fühler ein Manometer (25) mit unterem Grenzwertkontakt ist.
6. Lecküberwachungseinrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Absperrvorrichtung (13) oder die Vorrichtung (15) zur Aufrechterhaltung des Über- wachungsüberdrucks zusammen mit dem Fühler (17, 25) und gegebenenfalls mit einem Druckspeicher (23) und einer Vorrichtung zur Verarbeitung des Fehlersignals eine Baugruppe bilden.
7. Lecküberwachungseinrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Absperrvorrichtung ein Rückschlagventil (13) ist.
8. Lecküberwachungseinrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Überwachungsüberdruck höchstens 1,0 bar, vorzugsweise 0,5 bar, beträgt und dass der Ansprechdruck des Fühlers um 0,2 bar niedriger ist.
9. Verwendung der Lecküberwachungseinrichtung nach Patentanspruch 1 in einer Verbrennungsanlage für flüssigen Brennstoff zur Lecküberwachung der Rücklaufleitung zwischen einem Druckregelventil und einem Brennstoff-Vorratsbehälter.
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung gemäss Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Verwendung der Einrichtung.
Der Begriff Leitung erstreckt sich in diesem Rahmen auf beliebig dicke, beliebig lange und beliebig verzweigte, rundum abgeschlossene Kanäle.
Im Rahmen des Umweltschutzes und der industriellen Unfallschutzvorschriften sind bereits grosse Anstrengungen unternommen worden, um Behälter mit umweltgefährdenden und/oder gesundheitsschädlichen Fluids gegen Undichtigkeiten zu schützen bzw. letztere so frühzeitig festzustellen, dass keine grösseren Fluidmengen austreten können. Bei Fluidleitungen, die bekanntlich eine viel grössere spezifische Oberfläche als Behälter haben, sind die Schwierigkeiten bei der frühzeitigen Leckfeststellung weitaus grösser. Eine Ober- tragung der für Behälter entwickelten und dort erfolgreich eingesetzten Lecküberwachungseinrichtung auf Leitungen ist nicht ohne weiteres möglich. Letzteres trifft auch auf die doppelwandigen Rohre des Handels zu, für die obendrein die Materialauswahl begrenzt ist.
Man ist daher bei den meisten Leitungen immer noch auf der Stufe der visuellen Inspektion und der Druckprüfung stehen geblieben. Beide haben, wie aus der Anfangszeit der Behälterprüftechnik bekannt, zahlreiche Nachteile. Die Druckprüfung lässt sich z. B.
nur nach einer Betriebsunterbrechung durchführen und kommt daher praktisch nur für Stichproben in Betracht. Wird eine Leitung nach einer solchen Stichprobe undicht und wird sie nicht in voller Länge laufend visuell überwacht, können grosse Mengen der die Leitung durchströmenden Flüssigkeit auslaufen.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Lecküberwachungseinrichtung der eingangs genannten Art, die die Nachteile bekannter Ausführungen nicht aufweist und insbesondere auf einfache und raumsparende Weise und mit geringen Kosten an vorhandenen Leitungen beliebiger Ausführung angebracht werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 definierten Massnahmen gelöst.
Eine solche Lecküberwachungseinrichtung eignet sich besonders zur Verwendung in einer Verbrennungsanlage für flüssigen Brennstoff zur Lecküberwachung der Rücklauflei- tung zwischen einem Druckregelventil und einem Brennstoff Vorratsbehälter.
Eine solche Lecküberwachungseinrichtung erlaubt es, mit einer Mindestanzahl zusätzlicher und wegen ihrer Massenanfertigung preisgünstiger Bauteile beliebige Fluidleitungen zuverlässig und selbsttätig zu überwachen. Für die Verarbeitung der Fehlersignale ist zwar eine elektrische Energiequelle notwendig (die z. B. bei einer Verbrennungsanlage ohnehin vorhanden ist), es fliesst aber kein Ruhestrom. Die meisten Bestandteile der Lecküberwachungseinrichtung lassen sich zu einer Baugruppe zusammenfassen, so dass die Lecküberwachungseinrichtung schnell und weitgehend narrensicher auch in bereits vorhandenen Leitungen eingebaut werden kann. Zur Erzeugung des Überwachungsüberdrucks ist keine besondere Vorrichtung erforderlich, wenn eine Förderpumpe vorhanden ist.
Die Ansprechempfindlichkeit der Lecküberwachungseinrichtung ist unter im übrigen gleichen Bedingungen umso grösser, je kleiner die Kompressibilität des gesamten, im Leitungsabschnitt enthaltenen Fluids ist.
Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Lecküberwachungseinrichtung sind in den Patentansprüchen 2 bis 8 umschrieben.
Eine bevorzugte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert, die schematisch eine Heizöl-Verbrennungsanlage zeigt.
Die Anlage weist eine Brennkammer 1 mit nur einem dargestellten Brenner 3 auf, dem zeitweilig Brennstoffmengen aus einem Vorratstank 5 mittels einer Zuführleitung zugeführt werden. In letzterer liegen ein Filter 7, ein Zuführungsventil 9 und eine Brennstoff-Förderpumpe 11 in Reihe.
Da in der Regel mehr Brennstoff über die Zuführleitung zugeführt wird, als der Brenner 3 jeweils verbraucht, wird der Überschuss über eine fett gezeichnete Brennstoff-Rücklauflei tung wieder dem Vorratstank 5 zugeführt. Diese Rücklaufleitung ist an ein nicht dargestelltes Druckregelventil der Förderpumpe 11 angeschlossen und weist eingangsseitig ein Rückschlagventil 13 und ausgangsseitig ein Druckhalteventil 15 auf. Beide Bauteile 13, 15 begrenzen einen auf Lecks zu überwachenden Abschnitt A der Rücklaufleitung. Um diesen Abschnitt A so gross wie möglich zu machen, schliesst man das Rückschlagventil 13 zweckmässig an das Druckregelventil der Förderpumpe 11 an und baut das Druckhalteventil 15 dicht am Domdeckel des Vorratstanks 5 in die Rücklaufleitung ein.
An irgendeiner Stelle des Abschnitts A, in der Zeichnung dicht vor dem Rückschlagventil 13 mittels einer Zweigleitung B, ist ein Fühler in Form eines Druckschalters 17 ange
schlossen. Letzterer liefert bei einem bestimmten, vorwählbaren Ansprechdruck ein Fehlersignal.
Die Wirkungsweise ist folgende:
Der Rücklauf des überschüssigen Brennstoffs erfolgt in der Regel drucklos. Infolge der Anwesenheit des Rückschlagventils 13 und des Druckhalteventils 15 wird im dazwischen befindlichen Leitungsabschaitt A ein Überwachungs.
überdruck aufgebaut und aufrechterhalten, der z. B. 0,5 bar beträgt. Das gilt während der Brenadauern des Brenners 3 als auch während der gewöhnlich viel längeren Pausendauern. Wird die Rücklaufleitung an irgendeiner Stelle des Leitungsabschmtts A zu irgendeinem Zeitpunkt undicht, so fällt der Überwachungsüberdruck in kürzester Zeit ab. Sobald er auf den vorgewählten Ansprechdruck des Fühlers 17 abgefallen ist, z. B. auf 0,3 bar, geht dessen Kontaktarm aus der unterbrochen gezeichneten Offenstellung in die mit einer ausgezogenen Linie dargestellte Schliesssteliung über. In letzterer wird ein Fehlersignal erzeugt, das einen optischen Signalgeber 19, einen akustischen Signalgeber 21 und/oder eine nicht dargestellte Vorrichtung, die die ganze Anlage ausser Betrieb setzt, auslösen kann.
Die Fehlersignalverarbeitung erfordert zwar den Anschluss an eine elektrische Energiequelle, es wird aber kein Ruhestrom verbraucht. Es ist ferner zu beachten, dass die Lecküberwachungseinrichtung auch auf Lecks in den beiden Bestandteilen 13, 15 anspricht, also auch sich selbst überwacht. An besonders gefährdeten Leitungen und/oder solchen, die Flüssigkeiten der eingangs genannten Art führen, können gegebenenfalls mehrere Fühler 17 mit denselben oder voneinander verschiedenen Ansprechdrücken vorhanden sein. Es kann ferner zweckmässig sein, an irgendeiner Stelle des Leitungsabschnitts A einen Druckspeicher 23 anzuschliessen. Für dessen Anschluss bietet sich die Abzweigungsstelle der Zweigleitung B an.
Man kann auch den Druckschalter 17 gegebenenfalls durch ein Manometer 25 mit unterem Grenzwertkontakt ersetzen, das an den Leitungsabschnitt A (strichpunktierte Linie) oder an den Gasraum des Druckspeichers 23 angeschlossen sein kann. Eine solche Variante eignet sich besonders für Eich- und Ver suchszwecke in ausgedehnten Leitungsnetzen. Das Manome ter 25 kann dafür mit einer Registriervorrichtung versehen werden. An denselben Gasraum kann ferner eine nicht dargestellte Druckgasquelle angeschlossen werden, die den Überwachungsüberdruck erzeugt, falls die Förderpumpe 11 fehlt oder dazu nicht in der Lage ist.
Schliesslich ist zu bemerken, dass die Absperrvorrichtung oder die Vorrichtung zur Aufrechterhaltung des Überwa- chungsüberdrucks zusammen mit dem Fühler und gegebenenfalls mit dem Druckspeicher und einer Vorrichtung zur Verarbeitung des Fehlersignals eine Baugruppe bilden können. Letztere wird zweckmässig eingangsseitig angebracht.
Es kann aber auch von Vorteil sein, die Baugruppe ausgangsseitig anzubringen, falls die Signalgeber der Überwachungs- einrichtung für den Vorratstank 5 an letzterem angebracht sind.
Mit Ausnahme der Eichung, d. h. der Einstellung der beiden Druckwerte, kann der Einbau der Baugruppe sowie des jeweils ergänzenden Bauteils 15, 13 durch ungeschultes Personal erfolgen. In jedem Falle eignet sich aber eine derartige Baugruppe auch für den temporären Einsatz der Lecküberwachungseinrichtung durch einen technischen Überwachungstrupp an verschiedenen Leitungsabschnitten eines Industriewerks oder dergleichen.
Die Vorteile der Lecküberwachungseinrichtung sind bei allen Leitungen augenfällig, die von ätzenden, von mit Luft explosive Gemische bildenden und besonders von radioaktiven Fluids durchströmt werden. Ganz allgemein ist die Leck überwachungseinrichtung ferner bei Mangel an Bedienungs-, Inspektions- und Servicepersonal von ausschlaggebender Bedeutung, denn sie erfüllt ihre Funktionen praktisch wartungsfrei rund um die Uhr, d. h. also auch während der Nacht- und Feiertagsschichten. Die Lecküberwachungseinrichtung kann sogar auf die Anwesenheit von Personal verzichten, wenn das Fehlersignal gleichzeitig Gegenmassnahmen und/oder Abschaltmassnahmen auslöst. Die Verarbei tungsvorrichtung für die Fehlersignale braucht weder korrosionsbeständig noch explosionssicher ausgeführt zu sein, wenn sie sich z.
B. in einer Zentrale befindet, in die das Fehlersignal fernübertragen wird.
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PATENT CLAIMS
1. Leak monitoring device on an intermittently pressurized fluid line section, characterized in that a shut-off device (13) on the inlet side and a device (15) for maintaining a monitoring overpressure are arranged in the line section (A) and on the line section (A) at least one sensor ( 17, 25) is connected, which generates an error signal when the monitoring overpressure drops below a certain response pressure.
2. Leak monitoring device according to claim 1, characterized in that the device for maintaining the monitoring pressure is a pressure maintaining valve (15).
3. Leak monitoring device according to claim 1, characterized in that the sensor is a pressure switch (17).
4. Leak monitoring device according to claim 1, characterized in that a pressure accumulator (23) is connected to the line section (A).
5. Leak monitoring device according to claim 1, characterized in that the sensor is a manometer (25) with a lower limit contact.
6. Leakage monitoring device according to claim 1, characterized in that the shut-off device (13) or the device (15) for maintaining the monitoring overpressure together with the sensor (17, 25) and optionally with a pressure accumulator (23) and a device for processing form an assembly of the error signal.
7. Leak monitoring device according to claim 1, characterized in that the shut-off device is a check valve (13).
8. Leak monitoring device according to claim 1, characterized in that the monitoring pressure is at most 1.0 bar, preferably 0.5 bar, and that the response pressure of the sensor is 0.2 bar lower.
9. Use of the leak monitoring device according to claim 1 in a combustion system for liquid fuel for leak monitoring of the return line between a pressure control valve and a fuel storage container.
The invention relates to a device according to the preamble of claim 1 and a use of the device.
In this context, the term conduit extends to channels of any thickness, length and branching, all-round closed channels.
Within the framework of environmental protection and industrial accident prevention regulations, great efforts have already been made to protect containers with environmentally hazardous and / or harmful fluids against leaks or to determine the latter in good time so that no large quantities of fluid can escape. With fluid lines, which are known to have a much larger specific surface area than containers, the difficulties in early leak detection are far greater. It is not readily possible to transfer the leak monitoring device developed for containers and successfully used there to lines. The latter also applies to the double-walled pipes of the trade, for which the choice of materials is also limited.
Most of the lines are therefore still at the level of visual inspection and pressure testing. As is known from the early days of container testing, both have numerous disadvantages. The pressure test can e.g. B.
only after a business interruption and is therefore practically only considered for random checks. If a pipe leaks after such a sample and if it is not continuously monitored visually in full length, large quantities of the liquid flowing through the pipe can leak.
The object of the invention is to provide a leak monitoring device of the type mentioned at the outset which does not have the disadvantages of known designs and in particular can be attached to existing lines of any design in a simple and space-saving manner and at low cost.
This object is achieved by the measures defined in the characterizing part of patent claim 1.
Such a leak monitoring device is particularly suitable for use in a combustion system for liquid fuel for leak monitoring of the return line between a pressure control valve and a fuel storage container.
Such a leak monitoring device makes it possible to reliably and automatically monitor any fluid lines with a minimum number of additional components which are inexpensive because of their mass production. An electrical energy source is required to process the error signals (which is already present in a combustion system, for example), but no quiescent current flows. Most components of the leak monitoring device can be combined to form an assembly, so that the leak monitoring device can also be installed quickly and largely foolproof in existing lines. No special device is required to generate the monitoring overpressure if a feed pump is present.
The response sensitivity of the leak monitoring device is greater under the same conditions, the smaller the compressibility of the entire fluid contained in the line section.
Particularly advantageous refinements of the leak monitoring device are described in patent claims 2 to 8.
A preferred embodiment of the subject matter of the invention is explained in more detail below with reference to the drawing, which schematically shows a heating oil combustion system.
The system has a combustion chamber 1 with only one burner 3 shown, to which fuel quantities are temporarily supplied from a storage tank 5 by means of a feed line. In the latter, a filter 7, a feed valve 9 and a fuel feed pump 11 are in series.
Since, as a rule, more fuel is supplied via the supply line than the burner 3 consumes in each case, the excess is fed back to the storage tank 5 via a bold fuel return line. This return line is connected to a pressure control valve (not shown) of the feed pump 11 and has a check valve 13 on the inlet side and a pressure control valve 15 on the outlet side. Both components 13, 15 limit a section A of the return line to be monitored for leaks. In order to make this section A as large as possible, the check valve 13 is expediently connected to the pressure control valve of the feed pump 11 and the pressure control valve 15 is built into the return line close to the dome cover of the storage tank 5.
At some point in section A, in the drawing close to the check valve 13 by means of a branch line B, a sensor in the form of a pressure switch 17 is attached
closed. The latter delivers an error signal at a certain, selectable response pressure.
The mode of action is as follows:
The excess fuel is usually returned without pressure. As a result of the presence of the check valve 13 and the pressure-maintaining valve 15, monitoring is carried out in the line section A located between them.
built up and maintain excess pressure, the z. B. is 0.5 bar. This applies during the burner times of the burner 3 as well as during the usually much longer pause times. If the return line at any point in the line cut-off A leaks at any time, the monitoring overpressure drops in a very short time. As soon as it has dropped to the preselected response pressure of the sensor 17, e.g. B. to 0.3 bar, the contact arm goes from the open position shown in broken lines to the closed position shown with a solid line. In the latter, an error signal is generated which can trigger an optical signal transmitter 19, an acoustic signal transmitter 21 and / or a device (not shown) which puts the entire system out of operation.
Error signal processing does require connection to an electrical energy source, but no quiescent current is consumed. It should also be noted that the leak monitoring device also responds to leaks in the two components 13, 15, and therefore also monitors itself. A plurality of sensors 17 with the same or different response pressures can optionally be present on particularly endangered lines and / or those which carry liquids of the type mentioned at the outset. It may also be expedient to connect a pressure accumulator 23 at any point in line section A. The branching point of branch line B is suitable for its connection.
You can also replace the pressure switch 17, if necessary, by a pressure gauge 25 with a lower limit contact, which can be connected to the line section A (dash-dotted line) or to the gas space of the pressure accumulator 23. Such a variant is particularly suitable for calibration and test purposes in extensive pipeline networks. The Manome ter 25 can be provided with a registration device. A compressed gas source, not shown, can also be connected to the same gas space, which generates the monitoring positive pressure if the feed pump 11 is missing or is not able to do so.
Finally, it should be noted that the shut-off device or the device for maintaining the monitoring overpressure can form an assembly together with the sensor and optionally with the pressure accumulator and a device for processing the error signal. The latter is conveniently installed on the entrance side.
However, it can also be advantageous to mount the assembly on the output side if the signal transmitters of the monitoring device for the storage tank 5 are attached to the latter.
With the exception of calibration, i. H. setting the two pressure values, the assembly and the respective additional component 15, 13 can be installed by untrained personnel. In any case, however, such an assembly is also suitable for the temporary use of the leak monitoring device by a technical monitoring team on various line sections of an industrial plant or the like.
The advantages of the leak monitoring device are evident in all lines through which caustic, explosive mixtures are formed, and especially radioactive fluids. In general, the leak monitoring device is also of crucial importance in the event of a shortage of operating, inspection and service personnel, because it performs its functions practically maintenance-free around the clock, i. H. also during the night and holiday shifts. The leak monitoring device can even dispense with the presence of personnel if the error signal triggers countermeasures and / or shutdown measures at the same time. The processing device for the error signals need not be corrosion-resistant or explosion-proof if they are z.
B. is located in a center into which the error signal is transmitted remotely.