DE102011007908A1

DE102011007908A1 - Method for detecting leakage of liquid in salamander plant for food industry, involves monitoring whether salamander passing in salamander medium is approached end face by sensor

Info

Publication number: DE102011007908A1
Application number: DE102011007908A
Authority: DE
Inventors: Thorsten Springmann; Hartmut Breithaupt
Original assignee: Endress and Hauser Messtechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Endress and Hauser Deutschland GmbH and Co KG
Priority date: 2011-04-21
Filing date: 2011-04-21
Publication date: 2012-10-25

Abstract

The method involves introducing a sensor (3) into a pipeline (1) of salamander plant based on inductive or capacitive principle, without projecting an end face into an inner portion of pipe line. The sensor is provided to monitor whether a salamander passing in salamander medium (2) is approached the end face. The threshold value for the thickness of salamander medium is obtained. The thickness of salamander medium is monitored and alarm signal is produced, when thickness of salamander medium is exceeded the threshold value. An independent claim is included for device for detecting leakage of liquid in salamander plant.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Leckageerkennung mindestens eines in eine Molchanlage eingebrachten Molchs.The present invention relates to a method and a device for detecting the leakage of at least one pig introduced into a pigging plant.

Molchanlagen sind häufig in der Lebensmittelindustrie zu finden. Beispielsweise wird eine Anlage zur Pasteurisierung von Säften nacheinander von verschiedenen Saftsorten durchlaufen. Um ein Vermischen der aufeinander folgenden Medien zu vermeiden, oder um angelagerte Reste in Rohrleitungen zu entfernen, werden so genannte Molche eingesetzt. Diese weisen meist einen Grundkörper mit zwei oder mehr hintereinander angeordneten Dichtlippen oder Reinigungsabschnitten auf, welche dicht an der Rohrleitung anliegen oder auf einem dünnen Flüssigkeitsfilm durch die Rohrleitung gleiten. Ein Molch wirkt als Verdrängerkörper, indem er, in der Regel unter Druck, durch die entsprechende Rohrleitung getrieben wird. Durch das relativ dichte Anliegen an der Wandung kann es beim Durchlauf des Molches zu Abnutzungserscheinungen und Beschädigungen der die Wandung berührenden Abschnitte kommen. Dies hat zur Folge, dass nicht mehr gewährleistet ist, dass der Molch die Rohrleitung sauber reinigt. Wird der Molch als Trennelement zwischen zwei Flüssigkeiten eingesetzt, kann die vor dem Molch befindliche Flüssigkeit zwischen die Dichtabschnitte oder gar hinter den Molch in die zweite Flüssigkeit gelangen, sodass letztere verunreinigt wird.Pigging plants are frequently found in the food industry. For example, a system for pasteurizing juices is passed through successively from different types of juice. In order to avoid a mixing of the successive media, or to remove accumulated residues in pipelines, so-called pigs are used. These usually have a base body with two or more successively arranged sealing lips or cleaning sections, which lie close to the pipe or slide on a thin film of liquid through the pipe. A pig acts as a displacer by being driven, usually under pressure, through the appropriate pipeline. Due to the relatively tight contact with the wall, the passage of the pig may lead to signs of wear and damage to the sections touching the wall. As a result, it is no longer possible to guarantee that the pig cleans the pipeline cleanly. If the pig is used as a separating element between two liquids, the liquid located in front of the pig can get between the sealing sections or even behind the pig into the second liquid, so that the latter is contaminated.

Um derartige durch Leckage des Molches verursachte Probleme zu vermeiden, muss ein Molch regelmäßig kontrolliert werden. Meist erfolgt eine optische Kontrolle, wozu der Molch aus der Molchanlage ausgebracht werden muss. Insbesondere in automatisierten Molchanlagen, in welchen der Molch automatisch ein- und ausgefahren, sowie gespült wird, ist eine solche Kontrolle nur unter erheblichem Aufwand möglich.To avoid such problems caused by leakage of the pig, a pig must be checked regularly. Usually there is a visual check, for which purpose the pig has to be removed from the pigging plant. In particular, in automated pigging plants in which the pig is automatically retracted and extended, as well as flushed, such a control is possible only with considerable effort.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, ein einfaches und effizientes Verfahren anzugeben, mittels welchem ein in eine Molchanlage eingebrachter Molch auf Leckage überwachbar ist, ohne den Molch aus der Molchanlage ausbringen zu müssen. Weiterhin ist eine entsprechende Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben.The object of the invention is therefore to provide a simple and efficient method by means of which a pig introduced into a pigging plant can be monitored for leakage without having to deploy the pig from the pigging plant. Furthermore, a corresponding device for carrying out the method is to be specified.

Die Aufgabe wird bezüglich des Verfahrens dadurch gelöst, dass ein auf dem kapazitiven und/oder konduktiven Prinzip beruhender Sensor in eine Rohrleitung der Molchanlage eingebracht wird, ohne mit einer Stirnfläche in ein Inneres der Rohrleitung hineinzuragen, und dass von dem Sensor zumindest überwacht wird, ob sich nach dem Passieren eines Molches Mediumsansatz auf der Stirnfläche des Sensors befindet.The object is achieved with respect to the method in that a sensor based on the capacitive and / or conductive principle sensor is introduced into a pipeline of the pig machine, without hineiningeuragen with an end face in an interior of the pipeline, and that is at least monitored by the sensor, whether After passing a pig, media attachment is located on the face of the sensor.

Die Stirnfläche des Sensors ist gegenüber der Innenwandung der Rohrleitung nach hinten versetzt oder sie schließt im Wesentlichen bündig mit der Wandung ab, sodass ein Passieren des Molches nicht durch in das Innere der Rohrleitung hineinragende Teile des Sensors behindert wird. Ist die Stirnfläche keine Ebene, sondern beispielsweise die Oberfläche eines Konus, wird der Sensor entsprechend derart positioniert, dass die Spitze des Konus auf einer gedachten Fortführung einer Mantellinie der Rohrleitung liegt oder mit einem geringen Abstand zur Mantellinie nach hinten versetzt ist.The end face of the sensor is offset from the inner wall of the pipe to the rear or it is substantially flush with the wall, so that passage of the pig is not hindered by protruding into the interior of the pipe parts of the sensor. If the end face is not a plane but, for example, the surface of a cone, the sensor is correspondingly positioned such that the tip of the cone lies on an imaginary continuation of a generatrix of the pipeline or is offset rearwardly at a small distance from the generatrix.

Bei dem Sensor handelt es sich insbesondere um eine kapazitive/konduktive Sonde, wie sie als Vorrichtung zur Erfassung eines Grenzfüllstandes eines Mediums bekannt ist. An Hand der unterschiedlichen Leitfähigkeit oder unterschiedlichen Dielektrizitätskonstanten unterscheidet der Sensor, ob seine Stirnfläche mit Medium bedeckt oder frei, d. h. von Luft umgeben, ist. Zudem ist der Sensor dazu geeignet, an der Stirnfläche anhaftenden Ansatz zu detektieren und von einer Bedeckung mit Medium im Fall einer mit Medium gefüllten Rohrleitung zu unterscheiden.The sensor is in particular a capacitive / conductive probe, as known as a device for detecting a limit level of a medium. Based on the different conductivity or different dielectric constants, the sensor differentiates whether its end face is covered with medium or free, d. H. surrounded by air is. In addition, the sensor is adapted to detect on the end face adhering approach and to distinguish from a coverage with medium in the case of medium-filled pipeline.

Zumindest nach dem Passieren eines Molches sollte die Stirnfläche frei von Medium und Ansatz sein. Ist der Molch defekt bzw. leckt der Molch, bleibt Ansatz, beispielsweise in Form eines Flüssigkeitsfilms, auf der Stirnfläche zurück. Dieser wird von dem Sensor detektiert und zur Leckageerkennung verwendet. Beispielsweise wird im Fall des Auftretens eines Ansatzes ein Signal an die Leitwarte übermittelt, welches den erforderlichen Austausch des Molches anzeigt.At least after passing a pig, the face should be free of medium and neck. If the pig is defective or licks the pig remains approach, for example in the form of a liquid film on the end face back. This is detected by the sensor and used for leakage detection. For example, in the case of the occurrence of an approach, a signal is transmitted to the control room, which indicates the required replacement of the pig.

In einer Ausgestaltung des Verfahrens wird der Molch detektiert, wenn er den Sensor passiert. Hierdurch kann dem Sensor signalisiert werden, dass die Reinigung stattgefunden hat und die Stirnfläche unbedeckt sein sollte. Die Erfassung des Molches ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Beispielsweise kann im Anschluss an eine Phase, während welcher der Sensor mit Medium bedeckt war, die Ansatzdetektion in bestimmten Intervallen durchgeführt werden und der zeitliche Verlauf der Ergebnisse aufgenommen werden. Ist der Molch in Ordnung, verschwindet ein angezeigter Ansatz wieder. Bei einer Leckage des Molches hingegen zeigen die Messergebnisse dauerhaft das Vorliegen von Ansatz an.In one embodiment of the method, the pig is detected when it passes the sensor. This can be signaled to the sensor that the cleaning has taken place and the end face should be uncovered. The detection of the pig, however, is not mandatory. For example, following a phase during which the sensor was covered with media, batch detection may be performed at certain intervals and the timing of the results recorded. Is the pig in order, a displayed approach disappears again. In the case of a leak of the pig, on the other hand, the measurement results permanently show the presence of the batch.

In einer weiteren Ausgestaltung wird ein in dem Molch befindlicher Magnet mittels eines induktiven Näherungssensors, welcher in den Sensor integriert ist, oder mittels eines benachbart zu dem Sensor angeordneten magnetisch-induktiven Sensors erfasst. Magnete sind in den meisten Molchen vorhanden, sodass keine Umgestaltung der Molche für deren Detektion nötig ist. Auf dem magnetisch-induktiven Prinzip beruhende Positionssensoren zur Erfassung eines Molches sind in Molchanlagen häufig bereits installiert, um den ordnungsgemäßen Durchlauf des Molches zu kontrollieren. Vorzugsweise wird der Grenzstandsensor benachbart zu einem Positionssensor in die Rohrleitung eingebracht, sodass kein zusätzlicher Positionssensor für die Leckageüberwachung erforderlich ist.In a further embodiment, a magnet located in the pig is detected by means of an inductive proximity sensor, which is integrated into the sensor, or by means of a magneto-inductive sensor arranged adjacent to the sensor. Magnets are present in most pigs, so that no transformation of the pigs is necessary for their detection. On the magnetic inductive principle based position sensors for detecting a pig are often already installed in pig plants to control the proper passage of the pig. Preferably, the point level sensor is inserted adjacent to a position sensor in the pipeline, so that no additional position sensor for leakage monitoring is required.

Gemäß einer Ausgestaltung des Verfahrens wird der Sensor über einen Prozessanschluss in der Rohrleitung befestigt, welcher derart ausgestaltet ist, dass in Richtung eines Inneren der Rohrleitung eine flüssigkeitsdichte Verbindung zwischen Sensor und Prozessanschluss entsteht.According to one embodiment of the method, the sensor is attached via a process connection in the pipeline, which is designed such that in the direction of an interior of the pipeline, a liquid-tight connection between sensor and process connection is formed.

Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass ein Grenzwert für eine Dicke des Mediumsansatzes festgelegt wird, dessen Überschreiten mit einer Leckage des Molches assoziiert wird, dass die Dicke des Mediumsansatzes überwacht wird, und dass ein Alarmsignal erzeugt wird, wenn die Dicke des Mediumsansatzes den Grenzwert überschreitet. Durch die Festlegung eines Grenzwertes wird ein Toleranzbereich definiert, in welchem die Ansatzdicke liegen kann, ohne mit einer Leckage des Molches in Verbindung gebracht zu werden. Ein Toleranzbereich kann beispielsweise sinnvoll sein, wenn bekannt ist, dass der Molch auch bei voller Funktionsfähigkeit einen dünnen Flüssigkeitsfilm hinterlässt, oder wenn die Stirnfläche nicht bis zu einer gedachten Fortsetzung einer Mantellinie der Rohrinnenwandung reicht und somit ein bestimmter Totraum vor dem Sensor besteht, in welchen der Molch nicht gelangen kann.A further embodiment provides that a limit for a thickness of the medium approach is set, the exceeding of which is associated with a leakage of the pig, that the thickness of the medium approach is monitored, and that an alarm signal is generated when the thickness of the media approach exceeds the limit , By setting a limit value, a tolerance range is defined, in which the approach thickness can be, without being associated with a leakage of the pig. A tolerance range may be useful, for example, if it is known that the pig leaves a thin film of liquid even when fully functional, or if the end face does not reach an imaginary continuation of a surface line of the pipe inner wall and thus there is a certain dead space in front of the sensor in which the newt can not get.

Gemäß einer Ausgestaltung des Verfahrens wird von einem zweiten Sensor, welcher an einer Ruheposition des Molches positioniert ist, detektiert, ob sich Medium in einem Zwischenbereich zwischen zwei Reinigungsabschnitten des Molches befindet. Hierdurch ist eine Abnutzung bzw. ein Leck des Molches ebenfalls erkennbar. Da jedoch auch nur ein hinterer Reinigungsabschnitt beschädigt sein kann, ist dieses Verfahren zur Leckageerkennung weniger zuverlässig und wird daher zusammen mit der Ansatzdetektion am Sensor in der Rohrleitung durchgeführt.According to one embodiment of the method, it is detected by a second sensor, which is positioned at a rest position of the pig, whether medium is located in an intermediate region between two cleaning sections of the pig. As a result, a wear or a leak of the pig is also recognizable. However, since only a rear cleaning section may be damaged, this leak detection method is less reliable and is therefore performed along with the neck detection on the sensor in the pipeline.

Die Aufgabe wird weiterhin gelöst von einer Vorrichtung zur Leckageerkennung mindestens eines in eine Molchanlage eingebrachten Molches, mit mindestens einem auf dem kapazitiven und/oder konduktiven Prinzip beruhenden Sensor, welcher mindestens eine Sondenelektrode und mindestens eine die Sondenelektrode zumindest abschnittsweise koaxial umgebende Zusatzelektrode aufweist, wobei die Sondenelektrode und die Zusatzelektrode auf einer gemeinsamen Stirnfläche enden, und mit mindestens einem Prozessanschluss, welcher über eine Öffnung verfügt, durch welche der Sensor in die Rohrleitung einbringbar ist, ohne mit der Stirnfläche in ein Inneres der Rohrleitung hineinzuragen, wobei der Sensor dazu ausgestaltet ist, einen sich an der Stirnfläche des Sensors bildenden Mediumsansatz zu erkennen.The object is further achieved by a device for detecting the leakage of at least one introduced into a pigging pig, with at least one based on the capacitive and / or conductive principle sensor having at least one probe electrode and at least one at least partially coaxial probe electrode surrounding the additional electrode, wherein the Probe electrode and the additional electrode on a common end face, and having at least one process connection, which has an opening through which the sensor can be introduced into the pipeline without hineingeuragen with the end face in an interior of the pipeline, wherein the sensor is configured to to recognize a forming on the end face of the sensor medium approach.

Die Vorrichtung ist geeignet zur Durchführung des Verfahrens nach einer oder mehreren der beschriebenen Ausgestaltungen und besteht im einfachsten Fall nur aus dem Sensor zur Ansatzerkennung und dem Prozessanschluss. Je nach Ausführungsform umfasst die Vorrichtung mehrere Sensoren und Prozessanschlüsse. Vorteilhaft ist weiterhin eine Elektronikeinheit Teil der Vorrichtung, welche beispielsweise die über den Mediumsansatz gewonnene Information in Bezug auf Leckage eines oder mehrerer Molche auswertet, die Ansatzdetektion zu bestimmten Zeitpunkten initiiert, und/oder ein Alarmsignal im Fall eines leckenden Molches erzeugt.The device is suitable for carrying out the method according to one or more of the embodiments described and, in the simplest case, consists only of the sensor for approach detection and the process connection. Depending on the embodiment, the device comprises a plurality of sensors and process connections. Furthermore, an electronic unit is advantageously part of the device which, for example, evaluates the information obtained via the media batch with respect to leakage of one or more pigs, initiates batch detection at specific times, and / or generates an alarm signal in the case of a leaking pig.

Gemäß einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung verfügt der Prozessanschluss über eine Anschlusskante, welche als Teil der Wandung der Öffnung ausgebildet ist und in die Öffnung hineinragt, und welche derart ausgestaltet ist, dass der in die Öffnung eingebrachte Sensor mit einem Randbereich der Stirnfläche dicht an der Anschlusskante anliegt. Durch die Anschlusskante wird eine metallische und somit besonders hygienische Dichtung realisiert.According to one embodiment of the device according to the invention, the process connection has a connection edge, which is formed as part of the wall of the opening and protrudes into the opening, and which is configured such that the sensor introduced into the opening with an edge region of the end face close to the connection edge is applied. The connecting edge realizes a metallic and thus particularly hygienic seal.

In einer Ausgestaltung der Vorrichtung weist die Vorrichtung einen Dichtring auf, und der Sensor verfügt über einen Abschnitt zur Aufnahme oder zum Mitführen des Dichtrings, wobei der Abschnitt derart positioniert ist, dass der Dichtring gegen die Wandung des Prozessanschlusses und/oder die Anschlusskante anpressbar ist.In one embodiment of the device, the device has a sealing ring, and the sensor has a portion for receiving or for carrying the sealing ring, wherein the portion is positioned such that the sealing ring against the wall of the process connection and / or the terminal edge can be pressed.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung ist die Stirnfläche des Sensors gegenüber der Innenwandung der Rohrleitung von dem Inneren der Rohrleitung wegweisend nach hinten versetzt. Der Abstand zwischen dem prominentesten Punkt der Stirnfläche und einer sich in die Öffnung erstreckenden gedachten Verlängerung einer Mantellinie der Innenwandung beträgt vorzugsweise zwischen 0,1 mm und 2 mm, insbesondere 0,5 mm.According to a further embodiment of the device, the end face of the sensor relative to the inner wall of the pipeline from the interior of the pipeline is pioneered to the rear. The distance between the most prominent point of the end face and an imaginary extension of a generatrix of the inner wall extending into the opening is preferably between 0.1 mm and 2 mm, in particular 0.5 mm.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Die abgebildeten Elemente sind hierbei nicht maßstabgetreu dargestellt.The invention will be explained in more detail with reference to the following figures. The depicted elements are not shown to scale.

1a zeigt schematisch eine Rohrleitung mit Leckageüberwachung für den Molch; 1a schematically shows a pipeline with leakage monitoring for the pig;

1b skizziert eine alternative Vorrichtung zur Leckageüberwachung; 1b outlines an alternative device for leakage monitoring;

2 zeigt schematisch den Aufbau eines Sensors zur Leckageüberwachung 2 schematically shows the structure of a sensor for leakage monitoring

3 zeigt den Querschnitt einer Rohrleitung mit eingebrachtem Sensor. 3 shows the cross section of a pipe with a sensor incorporated.

In 1a ist ein Ausschnitt aus einer Molchanlage schematisch dargestellt. In die Rohrleitung 1 ist mindestens ein Molch 2 eingebracht. Dieser befreit die Rohrleitung 1 von Restbeständen des Mediums, welches sich vor dem Molch 2 in der Rohrleitung 1 befand, und welches beispielsweise Rückstände gebildet hat, welche an der Wandung der Rohrleitung 1 anhaften. Hierzu weist der Molch 2 mindestens zwei Reinigungsabschnitte 21 auf, deren Durchmesser im Wesentlichen dem der Rohrleitung 1 entsprechen. Der Molch 2 wird beispielsweise mit Druckluft durch die Rohrleitung 1 gepresst, sodass er Verschmutzungen vor sich her schiebt. Vorzugsweise erfolgt die Ein- und Ausfuhr des Molches 2 automatisch, wobei der Molch 2 nach der Ausfuhr aus der gereinigten Rohrleitung 1 in einer Spülarmatur gespült wird, um ihn von anhaftenden Mediumsresten zu befreien. Um den Molch 2 an verschiedenen Orten in der Molchanlage erfassen zu können, sind mehrere Positionssensoren 4 vorhanden. Diese erfassen einen vorbeifahrenden Molch 2 kapazitiv oder induktiv an Hand eines in dem Molchkörper befindlichen Magneten.In 1a a section of a pigging plant is shown schematically. Into the pipeline 1 is at least a newt 2 brought in. This frees the pipeline 1 of remainders of the medium, which is in front of the newt 2 in the pipeline 1 located, and which, for example, has formed residues, which on the wall of the pipeline 1 adhere. For this purpose, the pig 2 at least two cleaning sections 21 on, whose diameter is substantially the same as the pipe 1 correspond. The newt 2 For example, with compressed air through the pipeline 1 pressed so that he pushes dirt in front of him. Preferably, the import and export of the pig takes place 2 automatically, being the newt 2 after export from the cleaned pipeline 1 is rinsed in a flushing valve to rid it of adhering medium residues. To the newt 2 To be able to detect at different locations in the pigging plant are several position sensors 4 available. These capture a passing pig 2 Capacitive or inductive on the basis of a magnet located in the pig body.

Um erkennen zu können, ob der Molch 2 noch voll funktionsfähig ist, d. h. ob die Reinigungsabschnitte 21 unbeschädigt sind und der Molch 2 hierdurch seine Reinigungswirkung erfüllt, wird erfindungsgemäß überwacht, ob Medium an einem in die Rohrleitung 1 eingebrachten Sensor 3 anhaftet. Bei dem Sensor 3 handelt es sich um einen auf dem kapazitiven und/oder konduktiven Prinzip beruhenden Sensor 3, welcher beispielsweise auch zur Erfassung eines Grenzstands eines Mediums dienen kann. In dieser Darstellung ist der Sensor 3 ungefähr in der Mitte des Rohrsystems der Molchanlage angeordnet. Prinzipiell ist der Sensor 3 jedoch an beliebiger Stelle anordenbar. Der Sensor 3 kann sich beispielsweise auch am Ende der Molchstrecke befinden, sodass der Molch 2 erst nach dem kompletten Durchlauf auf Leckage überprüft wird. Es können auch mehrere derartige Sensoren 3 an verschiedenen Stellen in die Molchanlage eingebracht werden.To be able to tell if the newt 2 is still fully functional, ie whether the cleaning sections 21 undamaged and the newt 2 This fulfills its cleaning effect, is monitored according to the invention, whether medium at one in the pipeline 1 incorporated sensor 3 adheres. At the sensor 3 it is a sensor based on the capacitive and / or conductive principle 3 which, for example, can also be used to detect a limit level of a medium. In this illustration, the sensor 3 arranged approximately in the middle of the pipe system of the pigging plant. In principle, the sensor 3 however, can be arranged at any point. The sensor 3 may also be at the end of the pig line, for example, so that the newt 2 is checked for leakage only after the complete run. There may also be several such sensors 3 be introduced at different points in the pigging plant.

Eine mögliche Ausgestaltung eines Aufbaus zur Leckageerkennung ist in 1b dargestellt. Eine Leckagedetektion kann auch direkt am ruhenden Molch 2, in dem Zwischenbereich 22 zwischen den Reinigungsabschnitten 21, erfolgen. Hierzu ist vorzugsweise am Anfang und am Ende der Molchstrecke jeweils ein Sensor 3 angeordnet, welcher überprüft, ob sich Medium in dem Zwischenbereich 22 befindet.A possible embodiment of a structure for leakage detection is in 1b shown. A leak detection can also directly on the dormant pig 2 in the intermediate area 22 between the cleaning sections 21 , respectively. For this purpose, preferably at the beginning and at the end of the pig track in each case a sensor 3 arranged, which checks whether medium in the intermediate area 22 located.

An Hand dieser Überprüfung ist erkennbar, ob die Dichtwirkung des Molches 2 einseitig nachgelassen hat. Eine derartige Überprüfung erfolgt vorzugsweise durch einen in der Ruheposition des Molches 2 angeordneten Sensor 3. Unter der Ruheposition ist hierbei die Position vor dem Start oder beim Stopp des Molchvorgangs zu verstehen. Ob sich der Molch 2 in einer Ruheposition befindet, wird jeweils von einem Positionssensor 4 detektiert.On the basis of this review, it can be seen whether the sealing effect of the pig 2 has diminished on one side. Such a check is preferably carried out by a in the rest position of the pig 2 arranged sensor 3 , The rest position is to be understood as meaning the position before the start or when stopping the pigging operation. Whether the newt 2 is in a rest position, each of a position sensor 4 detected.

Die in 1b dargestellte Anordnung kann zur Erhöhung der Detektionswahrscheinlichkeit eines Lecks am Molch 2 zusätzlich zu der in 1a gezeigten Anordnung in der Molchanlage installiert sein.In the 1b shown arrangement can be used to increase the probability of detection of a leak on the pig 2 in addition to the in 1a be installed arrangement shown in the pigging installation.

Eine Skizze des Aufbaus eines zur Leckageerkennung eingesetzten Sensors 3 ist in 2 dargestellt. Hierbei ist nur der prozessnahe Teilbereich dargestellt. Der Sensor 3 weist eine innere Elektrode 5, eine die innere Elektrode 5 koaxial umgebende Zusatzelektrode 6, und eine Masseelektrode 7 auf, wobei die Masseelektrode 7 die Zusatzelektrode 6 koaxial umgibt und von dem Gehäuse des Sensors 3 gebildet wird. Die Elektroden 5, 6, 7 sind jeweils durch eine Isolierung voneinander getrennt. Isolierungen und Elektroden enden auf einer gemeinsamen Stirnfläche 31, welche die Grenzfläche zum Medium bildet. Diese ist hier eben, kann jedoch auch andere Formen aufweisen, beispielsweise eine konische.A sketch of the structure of a sensor used for leakage detection 3 is in 2 shown. Only the process-related subarea is shown here. The sensor 3 has an inner electrode 5 , one the inner electrode 5 Coaxially surrounding additional electrode 6 , and a ground electrode 7 on, where the ground electrode 7 the additional electrode 6 Coaxially surrounds and from the housing of the sensor 3 is formed. The electrodes 5 . 6 . 7 are each separated by insulation. Insulations and electrodes terminate on a common face 31 , which forms the interface to the medium. This is just here, but may also have other shapes, such as a conical.

Für eine kapazitive Füllstandsmessung ist es bekannt, die innere Elektrode 5 und die Zusatzelektrode 6 jeweils mit einer Wechselspannung zu beaufschlagen. Zwischen der inneren Elektrode 5 und der Masseelektrode 7 wird die vom umgebenden Medium abhängige Kapazität bestimmt. Die Zusatzelektrode 6 liegt auf dem gleichen Potential wie die innere Elektrode 5 und dient bei einem Einsatz des Sensors 3 zur Füllstandsmessung der besseren Ansatzverträglichkeit. Andererseits ist durch die Zusatzelektrode 6 Ansatz gezielt erkennbar und quantitativ erfassbar, beispielsweise indem die Zusatzelektrode 6 mit dem Massepotential verbunden wird und das hierbei gewonnene Messsignal mit dem während der eigentlichen Messung gewonnenen Signal verglichen wird. Eine alternative Möglichkeit besteht darin, die Beaufschlagung der Zusatzelektrode 6 mit der Wechselspannung auszusetzen, sodass die Zusatzelektrode 6 ein beliebiges Potential annehmen kann und die Guardwirkung ausgesetzt ist. Auch in diesem Fall kann aus einem Vergleich der beiden bei den verschiedenen Beaufschlagungen aufgenommenen Messsignalen erkannt werden, ob die Stirnfläche 31 mit einem Mediumsansatz bedeckt ist. Für eine detailliertere Beschreibung möglicher Verfahren zur Ansatzerkennung sei beispielsweise auf die EP 1947429 A2 verwiesen.For a capacitive level measurement, it is known, the inner electrode 5 and the additional electrode 6 each act on an alternating voltage. Between the inner electrode 5 and the ground electrode 7 the capacity dependent on the surrounding medium is determined. The additional electrode 6 is at the same potential as the inner electrode 5 and is used when using the sensor 3 for level measurement of better compatibility with the batch. On the other hand, by the additional electrode 6 Recognizable targeted and quantitatively detectable, for example by the additional electrode 6 is connected to the ground potential and the measurement signal obtained in this case is compared with the signal obtained during the actual measurement. An alternative possibility is the admission of the additional electrode 6 with the alternating voltage suspend so that the auxiliary electrode 6 can assume any potential and is exposed to the guard action. In this case, too, it can be detected from a comparison of the two measurement signals recorded in the various applications whether the end face 31 covered with a medium batch. For a more detailed description of possible methods for approach recognition, for example, see EP 1947429 A2 directed.

Mit dem Sensor 3 ist neben der kapazitiven Messung auch eine konduktive Messung möglich. Hierbei wird als Messgröße die elektrische Leitfähigkeit des die Stirnfläche 31 umgebenden Mediums ermittelt. With the sensor 3 In addition to the capacitive measurement, a conductive measurement is also possible. In this case, the measured value is the electrical conductivity of the end face 31 determined surrounding medium.

Bereits ein dünner Flüssigkeitsfilm auf der Stirnfläche 31 ist mit dem Sensor 3 erkennbar. Hat sich an dem Sensor 3 Mediumsansatz gebildet, ist davon auszugehen, dass auch an anderen Stellen der Rohrleitung 1 Mediumsrückstände zurückgeblieben sind. In diesem Fall leckt der Molch 2 und erfüllt seine Reinigungsfunktion nicht mehr.Already a thin liquid film on the face 31 is with the sensor 3 recognizable. Has attached itself to the sensor 3 Formed medium approach, it is assumed that in other parts of the pipeline 1 Media residues are left behind. In this case, the newt licks 2 and no longer fulfills its cleaning function.

Der in 1a gezeigte Positionssensor 4, welcher in Durchflussrichtung kurz vor dem Sensor 3 in der Rohrleitung 1 positioniert ist, erkennt den vorbei fahrenden Molch 2 und triggert die Leckageüberwachung. Der Sensor 3 wird sozusagen für die Leckageüberwachung aktiviert. Bevor der Molch 2 den entsprechenden Abschnitt der Rohrleitung 1 passiert, können sich Mediumsreste in der Rohrleitung 1 befinden, sodass ein Ansatz an dem Sensor 3 nicht mit einer Leckage des Molches 2 verbindbar ist. Nachdem der Molch 2 den Sensor 3 passiert hat, sollten die Mediumsreste jedoch entfernt worden sein und sich kein Ansatz mehr auf dem Sensor 3 befinden. Erkennt der Sensor 3 daher nach der Erfassung des Molches 2 durch den Positionssensor 4 Mediumsansatz, so ist der Molch 2 undicht. Ein undichter Molch 2 kann somit sofort erkannt und nach dem Durchlauf ausgetauscht werden. In einer Ausgestaltung wird der ankommende Molch 2 von dem Sensor 3 selbst erkannt. Hierzu ist ein kapazitiver Näherungsschalter in den Sensor 3 integriert, welcher den in dem Molch 2 befindlichen Magneten detektiert.The in 1a shown position sensor 4 , which in flow direction just before the sensor 3 in the pipeline 1 is positioned, recognizes the passing pig 2 and triggers the leakage monitoring. The sensor 3 is activated so to speak for the leakage monitoring. Before the newt 2 the corresponding section of the pipeline 1 happens, can be medium residues in the pipeline 1 so make an approach to the sensor 3 not with a leak of the pig 2 is connectable. After the newt 2 the sensor 3 has happened, however, the remainder of the media should have been removed and no longer on the sensor 3 are located. Detects the sensor 3 therefore after the detection of the pig 2 through the position sensor 4 Medium batch, so is the newt 2 leaky. A leaky newt 2 can thus be recognized immediately and replaced after the run. In one embodiment, the incoming pig 2 from the sensor 3 self-recognized. For this purpose, a capacitive proximity switch in the sensor 3 integrated, which in the pig 2 located magnet detected.

Die Einbringung des Sensors 3 in die Rohrleitung 1 erfolgt über einen Prozessanschluss 9, vorzugsweise in Form eines eingeschweißten Anschlussstutzens bzw. einer Einschweißmuffe. Der Prozessanschluss 9 kann aber auch anders ausgeführt sein, beispielsweise als Aushalsung. Eine Schnittdarstellung der Rohrleitung 1 mit Prozessanschluss 9 und Sensor 3 ist in 3 schematisch dargestellt. Der Prozessanschluss 9 besitzt eine Öffnung 11, über welche der Sensor 3 mit dem Inneren der Rohrleitung 1 in Kontakt steht, jedoch ohne in das Innere der Rohrleitung 1 hineinzuragen. Als Inneres der Rohrleitung 1 der Raum bezeichnet, welcher von der Innenwandung der Rohrleitung 1 begrenzt wird. Der Prozessanschluss 9 weist in seinem dem Inneren der Rohrleitung 1 zugewandten Endbereich eine Abschrägung 10 von vorzugsweise 45° auf, sodass der Endbereich keinen rechten Winkel mit der Wandung der Rohrleitung 1 bildet. Hierdurch ist ein schlecht reinigbarer Spalt zwischen Prozessanschluss 9 und Sensor 3 vermieden. Die Abschrägung 10 kann aber auch einen anderen für diesen Zweck geeigneten Winkel aufweisen.The introduction of the sensor 3 into the pipeline 1 via a process connection 9 , preferably in the form of a welded-in connecting piece or a weld-in sleeve. The process connection 9 But it can also be designed differently, for example as a necktie. A sectional view of the pipeline 1 with process connection 9 and sensor 3 is in 3 shown schematically. The process connection 9 has an opening 11 over which the sensor 3 with the interior of the pipeline 1 is in contact, but without into the interior of the pipeline 1 protrude. As the inside of the pipeline 1 the space indicates which of the inner wall of the pipeline 1 is limited. The process connection 9 points in his the interior of the pipeline 1 facing end a bevel 10 of preferably 45 °, so that the end region is not at right angles to the wall of the pipeline 1 forms. This is a poorly cleanable gap between the process connection 9 and sensor 3 avoided. The bevel 10 but may also have another suitable angle for this purpose.

Weiterhin verfügt der Prozessanschluss 9 über eine in die Öffnung 11 hineinragende Dichtkante 91. Diese verjüngt die Öffnung 11 derart, dass die Stirnfläche 31 des in den Prozessanschluss 9 eingebrachten Sensors 3 in einem Randbereich dicht an der Dichtkante 91 anliegt. Hierdurch entsteht eine metallische Dichtung, welche ein Austreten des Prozessmediums aus der Rohrleitung 1 verhindert. Zusätzlich kann ein Dichtring 12 hinter der metallischen Dichtstelle angeordnet sein, welcher von dem Sensor 3 gegen die Dichtkante 91 gedrückt wird. Der Dichtring 12 kann jedoch auch derart angeordnet sein, dass er zusätzlich oder alternativ gegen die Wandung des Prozessanschlusses 9 gedrückt wird.Furthermore, the process connection has 9 about one in the opening 11 protruding sealing edge 91 , This rejuvenates the opening 11 such that the end face 31 of the in the process connection 9 incorporated sensor 3 in an edge region close to the sealing edge 91 is applied. This creates a metallic seal, which leakage of the process medium from the pipeline 1 prevented. In addition, a sealing ring 12 be arranged behind the metallic sealing point, which of the sensor 3 against the sealing edge 91 is pressed. The sealing ring 12 However, it can also be arranged such that it additionally or alternatively against the wall of the process connection 9 is pressed.

Vorzugsweise verfügt der Sensor 3 über einen Abschnitt, in welchen der Dichtring 12 zumindest teilweise einbringbar ist, beispielsweise eine Nut. Zum einen ist hierdurch die Dichtwirkung erhöht. Zum anderen erleichtert der Dichtabschnitt die Positionierung des Dichtrings 12, da der Dichtring 12 vor dem Einführen des Sensors 3 in den Prozessanschluss 9 in den Dichtabschnitt eingelegt werden kann und somit von diesem mitgeführt wird.Preferably, the sensor has 3 over a section in which the sealing ring 12 at least partially einbringbar, for example, a groove. On the one hand, this increases the sealing effect. On the other hand, the sealing portion facilitates the positioning of the sealing ring 12 because of the sealing ring 12 before inserting the sensor 3 in the process connection 9 can be inserted into the sealing portion and thus carried by this.

In einer alternativen Ausgestaltung ist der Dichtring 12 zwischen der Stirnfläche und der Dichtkante 91 angeordnet, sodass keine metallische Dichtung entsteht, sondern die Dichtwirkung durch das Anpressen des Dichtrings 12 an die Dichtkante 91 hergestellt wird.In an alternative embodiment, the sealing ring 12 between the end face and the sealing edge 91 arranged so that no metallic seal is formed, but the sealing effect by pressing the sealing ring 12 to the sealing edge 91 will be produced.

Im Zusammenhang mit der Dichtkante 91 bestehen also drei Möglichkeiten zur Abdichtung: eine rein metallische Dichtung, eine Abdichtung über einen Dichtring 12, und eine Kombination aus metallischer Dichtung und Dichtring 12, bei welcher die Stirnfläche 31 dicht an der Dichtkante 91 anliegt und unmittelbar dahinter ein Dichtring 12 angeordnet ist.In connection with the sealing edge 91 So there are three ways to seal: a purely metallic seal, a seal on a sealing ring 12 , and a combination of metallic seal and sealing ring 12 in which the end face 31 close to the sealing edge 91 is applied and immediately behind a sealing ring 12 is arranged.

Der Prozessanschluss 9 verfügt in dem von dem Inneren der Rohrleitung 1 wegweisenden Endbereich vorzugsweise über einen Anschlussflansch. Der Sensor 3 weist dann einen entsprechenden Gegenflansch zur Verbindung mit dem Anschlussflansch des Prozessanschlusses 9 auf. Hierdurch ist eine weitere Dichtung realisiert, sodass für den Fall, dass die prozessnahe Dichtung undicht werden sollte und Flüssigkeit in den Spalt zwischen Sensor 3 und Wandung des Prozessanschlusses 9 gelangt, keine Flüssigkeit nach außen austreten kann. Zudem tritt kein Druckverlust in der Rohrleitung 1 auf.The process connection 9 has in the from the inside of the pipeline 1 groundbreaking end region preferably via a connection flange. The sensor 3 then has a corresponding counterflange for connection to the connection flange of the process connection 9 on. As a result, another seal is realized, so that in the event that the near process seal should leak and liquid in the gap between the sensor 3 and wall of the process connection 9 no liquid can escape to the outside. In addition, no pressure loss occurs in the pipeline 1 on.

Vorzugsweise ist der Sensor 3 derart angeordnet, dass er gegenüber einer gedachten Linie, welche einer Weiterführung der Innenwandung der Rohrleitung 1 im Bereich der Öffnung 11 entspricht, geringfügig nach hinten versetzt ist. Der prominenteste Punkt der Stirnfläche 31 reicht also nicht ganz bis zu dieser Linie. Vorteilhaft ist ein Abstand von zwischen 0,1 und 1 mm, insbesondere ca. 0,5 mm. Dieser Abstand ist ein Sicherheitsabstand, da sich der Molch 2 in radialer Richtung um diesen Betrag ausdehnen kann. Hierdurch wird eine Beschädigung des Molches 2 oder des Sensors 3 beim Passieren des Molches 2 verhindert. Entspricht der Abstand genau der maximal möglichen Ausdehnung des Molches 2 in radialer Richtung entsteht ein geringstmöglicher Totraum.Preferably, the sensor 3 arranged such that it faces an imaginary line, which is a continuation of the inner wall of the pipeline 1 in the area of the opening 11 corresponds slightly offset to the rear. The most prominent point of the face 31 So not quite up to this line. Advantageously, a distance from between 0.1 and 1 mm, in particular about 0.5 mm. This distance is a safe distance, since the pig 2 can expand in the radial direction by this amount. This will damage the pig 2 or the sensor 3 when passing the pig 2 prevented. Corresponds to the distance exactly the maximum possible extent of the pig 2 in the radial direction creates a lowest possible dead space.

Eine weitere mögliche Ausprägung bildet eine Leckagebohrung in dem Prozessanschluss 9, welche zwischen den beiden Dichtungen ausgeführt ist. Dadurch kann bei unkritischen Anwendungen ein Defekt der metallischen Dichtung visuell festgestellt werden.Another possible form is a leakage bore in the process connection 9 , which is executed between the two seals. As a result, a defect of the metallic seal can be visually detected in non-critical applications.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Rohrleitungpipeline
22: Molchsalamander
2121: Reinigungsabschnittcleaning section
2222: Zwischenstückconnecting piece
33: Sensorsensor
3131: Stirnflächeface
44: Positionssensorposition sensor
55: Innere ElektrodeInternal electrode
66: Zusatzelektrodeadditional electrode
77: Masseelektrodeground electrode
88th: Isolierunginsulation
99: Prozessanschlussprocess connection
9191: Dichtkantesealing edge
1010: Abschrägungbevel
1111: Öffnungopening
1212: Dichtringseal

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 1947429 A2 [0030]

Claims

Method for detecting the leakage of at least one pig introduced into a pigging plant ( 2 ), wherein a sensor based on the capacitive and / or conductive principle ( 3 ) into a pipeline ( 1 ) of the pigging plant is introduced without having an end face ( 31 ) into an interior of the pipeline ( 1 ) and from the sensor ( 3 ) is at least monitored, whether after passing a pig ( 2 ) Medium attachment on the front surface ( 31 ) of the sensor ( 3 ) is located.

Method according to claim 1, characterized in that the pig ( 2 ) is detected when the sensor ( 3 ) happens.

Method according to claim 2, characterized in that one in the pig ( 2 ) located magnet by means of an inductive proximity sensor, which in the sensor ( 3 ), or by means of an adjacent to the sensor ( 3 ) arranged magneto-inductive sensor ( 4 ) is detected.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor ( 3 ) via a process connection ( 9 ) in the pipeline ( 1 ), which is designed such that in the direction of an interior of the pipeline ( 1 ) a liquid-tight connection between sensor ( 3 ) and process connection ( 9 ) arises.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a limit value for a thickness of the medium batch is set, whose exceeding with a leakage of the pig ( 2 ), that the thickness of the media batch is monitored, and that an alarm signal is generated when the thickness of the media batch exceeds the limit.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that from a second sensor ( 3 ), which at a rest position of the pig ( 2 ) is detected, it is detected whether medium in an intermediate area ( 22 ) between two cleaning sections ( 21 ) of the newt ( 2 ) is located.

Device for detecting the leakage of at least one pig introduced into a pigging system ( 2 ), with at least one sensor based on the capacitive and / or conductive principle ( 3 ), which has at least one probe electrode ( 5 ) and at least one of the probe electrodes ( 5 ) at least partially coaxially surrounding additional electrode ( 6 ), wherein the probe electrode ( 5 ) and the additional electrode ( 6 ) on a common face ( 31 ) and with at least one process connection ( 9 ), which has an opening ( 11 ) through which the sensor ( 3 ) into the pipeline ( 1 ) can be introduced without having the end face ( 31 ) into an interior of the pipeline ( 1 ) and the sensor ( 3 ) is adapted to a at the end face ( 31 ) of the sensor ( 3 ) to recognize forming media approach.

Apparatus according to claim 7, characterized in that the process connection ( 9 ) via a sealing edge ( 91 ), which as part of the wall of the opening ( 11 ) is formed and in the opening ( 11 protruding, and which is designed such that in the opening ( 11 ) introduced sensor ( 3 ) with an edge region of the end face ( 31 ) close to the sealing edge ( 91 ) is present.

Apparatus according to claim 7 or 8, characterized in that the device is a sealing ring ( 12 ), and that the sensor ( 3 ) via a section for receiving or for carrying the sealing ring ( 12 ), wherein the portion is positioned so that the sealing ring ( 12 ) against the wall of the process connection ( 9 ) and / or the sealing edge ( 91 ) can be pressed.

Device according to one of claims 7 to 9, characterized in that the end face ( 31 ) of the sensor ( 3 ) against the inner wall of the pipeline ( 1 ) from the inside of the pipeline ( 1 ) is pointing away from the rear, preferably by between 0.1 mm and 2 mm, in particular by 0.5 mm.