DE10247167A1

DE10247167A1 - Leak testing device for valves, especially gas safety valves, determines leakage rate of at least one valve within measurement step from at least two signals characterizing detected pressure

Info

Publication number: DE10247167A1
Application number: DE2002147167
Authority: DE
Inventors: Siegfried Dipl.-Ing. Berger; Rudolf Dipl.-Ing. Haug
Original assignee: Karl Dungs GmbH and Co KG
Current assignee: Karl Dungs GmbH and Co KG
Priority date: 2002-10-10
Filing date: 2002-10-10
Publication date: 2004-04-22

Abstract

The device has a pressure sensor (6) connected to a central chamber (5) between a first valve (1) and a second valve (2) that are opened and closed by actuators (12,14) and that produces an electrical output signal characterizing the detected pressure. A test unit (8) determines a leakage rate of at least one valve within a measurement step from at least two signals characterizing the detected pressure. AN Independent claim is also included for the following: (a) a method of leak testing of valves, especially gas safety valves.

Description

Die Erfindung betrifft eine Prüfeinrichtung für Ventile, insbesondere Gassicherheitsventile sowie ein Verfahren zur Dichtheitsprüfung von separat ansteuerbaren Ventilen, insbesondere Gassicherheitsventilen.The invention relates to a test device for valves, in particular gas safety valves and a method for leak testing of separately controllable valves, especially gas safety valves.

Gassicherheitsventile umfassen meist zwei im Gasstrom hintereinander angeordnete Ventile, die einzeln ansteuerbar sind. Beide Ventile schließen einen Mittelraum ein, der durch die Ventile sowohl abströmseitig (brennerseitig) als auch quellenseitig (stromaufwärts) absperrbar ist. Wenn beide Ventile dicht sind kann bei geschlossenen Ventilen aus dem Mittelraum weder Gas heraus noch in diesen hinein gelangen. Die Dichtheit beider Ventile ist eine wichtige Voraussetzung für die Sicherheit des Gassicherheitsventils, denn nur wenn beide Ventile dicht sind kann auch ein plötzlich auftretender Defekt eines der beiden Ventile nicht zum unkontrollierten Aus- oder Durchlassen von Gas führen. Es kommt deshalb darauf an, die Dichtheit beider beteiligter Ventile von Zeit zu Zeit zu überprüfen, um Sicherheitsmängel rechtzeitig erkennen zu können, die sich ergeben, wenn eines der beiden Ventile nicht mehr dicht ist.Gas safety valves mostly include two valves arranged one behind the other in the gas flow, the individual are controllable. Both valves enclose a central space that through the valves both downstream (burner side) and source side (upstream) can be shut off is. If both valves are tight with closed valves neither gas nor get into the central area. The tightness of both valves is an important prerequisite for safety of the gas safety valve, because only if both valves can be tight also a sudden Defect occurring in one of the two valves is not due to the uncontrolled Lead gas discharge or passage. It is therefore important to ensure the tightness of both valves involved to check from time to time safety deficiencies to be able to recognize in time which result when one of the two valves is no longer tight is.

Aus der DE 4211681 C2 ist ein Verfahren zum Steuern von Ventilen einer Gasturbinenanlage bekannt, das die Überprüfung der beteiligten Ventile auf Dichtheit beinhaltet. Die Gasturbinenanlage weist mehrere in Reihe angeordnete Ventile auf, wobei ein Zwischenabschnitt zwischen zwei Ventilen auf Druckänderungen überwacht wird. Dazu ist an diesen Zwischenabschnitt ein Druckdetektorschalter angeordnet, der mit einer Steuereinheit verbunden ist, die ihrerseits auch die Ventile steuert. Zur Druckprüfung werden die stromabwärtigen Ventile geschlossen und die stromaufwärtigen Ventile kurzzeitig geöffnet und wieder geschlossen. Sinkt nun der Druck des in dem Zwischenabschnitt eingeschlossenen Gasvolumens ab wird dies mit Hilfe des Druckdetektorschalters erkannt. Dazu wird mit dessen Hilfe in bestimmten zeitlichen Abständen der Druck des eingeschlossenen Brenngases gemessen, um eine Druckänderung in der Hauptbrennstoffleitung zu erfassen und so festzustellen, ob der Druck des Brenngases sinkt, d.h. ob Brenngas durch eines der stromabwärtigen Ventile leckt.From the DE 4211681 C2 a method for controlling valves of a gas turbine system is known, which includes checking the valves involved for leaks. The gas turbine system has a plurality of valves arranged in series, an intermediate section between two valves being monitored for pressure changes. For this purpose, a pressure detector switch is arranged at this intermediate section, which is connected to a control unit, which in turn also controls the valves. To check the pressure, the downstream valves are closed and the upstream valves are briefly opened and closed again. If the pressure of the gas volume enclosed in the intermediate section now drops, this is recognized with the aid of the pressure detector switch. For this purpose, the pressure of the enclosed fuel gas is measured at certain time intervals in order to detect a pressure change in the main fuel line and thus to determine whether the pressure of the fuel gas drops, ie whether fuel gas leaks through one of the downstream valves.

Die Überwachung des Druckabfalls allein kann zu Fehlschlüssen führen, insbesondere wenn niedrige Eingangsdrücke vorliegen.Monitoring the pressure drop alone can lead to wrong conclusions to lead, especially when there are low inlet pressures.

Aus der DE 196 30 875 A1 ist eine Sicherheitsanordnung für einen Brenner bekannt, bei der mittels eines Drucksensors der Druck in einem Leitungsabschnitt zwischen zwei gesteuerten Ventilen überwacht wird. Der Drucksensor ist sowohl an eine Brennstoffprüfeinheit als auch an eine Dichtheitsprüfeinheit angeschlossen, so dass dessen Ausgangssignal mehrfach genutzt wird. Bei der Brennerinbetriebnahme wird zunächst das Vorhandensein von Brennstoff geprüft. Wenn der Drucksensor dabei ein Signal meldet wird das Inbetriebsetzungsprogramm fortgesetzt. Meldet der Drucksensor kein Signal wird das eingangsseitige Ventil für kurze Zeit geöffnet, um den Brennstoffdruck an den Sensor zu leiten. Falls der Drucksensor immer noch kein Signal meldet wird das eingangsseitige Ventil geschlossen und eine Wartezeit abgewartet.From the DE 196 30 875 A1 A safety arrangement for a burner is known in which the pressure in a line section between two controlled valves is monitored by means of a pressure sensor. The pressure sensor is connected to both a fuel test unit and a leak test unit, so that its output signal is used several times. When the burner is started up, the presence of fuel is first checked. If the pressure sensor reports a signal, the commissioning program is continued. If the pressure sensor does not report a signal, the valve on the inlet side is opened for a short time to direct the fuel pressure to the sensor. If the pressure sensor still does not report a signal, the inlet valve is closed and a waiting time is waited for.

Aus der US-PS 4706881 ist darüber hinaus ein selbst korrigierendes Steuersystem für eine Gasventilanordnung bekannt, die zwei in Reihe angeordnete Gasventile aufweist. An den von den Gasventilen eingeschlossenen Raum ist ein Drucksensor angeschlossen, der mit einer Steuereinheit verbunden ist. Der Mikroprozessor enthält eine Routine zur Erfassung von Gaslecks an den Ventilen. Dazu wird bei regulärem Betrieb in Stillstandszeiten, bei denen keine Wärmeanforderung vorliegt, sowohl das stromaufwärtige als auch das stromabwärtige Ventil geschlossen. Wenn der Gasregler dann nicht dicht ist, verändert sich der Druck in der von den beiden Ventilen abgeschlossenen Kammer. Die Veränderung dieses Drucks wird als Leckage interpretiert. Mehrmaliges Öffnen und Schließen beteiligter Ventile soll dazu dienen, solche Leckagen zu beseitigen.From the U.S. Patent 4706881 a self-correcting control system for a gas valve arrangement is also known, which has two gas valves arranged in series. A pressure sensor is connected to the space enclosed by the gas valves and is connected to a control unit. The microprocessor contains a routine for detecting gas leaks at the valves. For this purpose, both the upstream and the downstream valve are closed in normal operation during downtimes when there is no heat demand. If the gas regulator is then not tight, the pressure in the chamber closed by the two valves changes. The change in this pressure is interpreted as a leak. Repeated opening and closing of the valves involved is intended to eliminate such leaks.

Aus der DE 198 31 067 C2 ist ein Verfahren zur Dichtheitsprüfung von Gasventilen bekannt, das einen zwischen zwei Ventilen angeordneten Druckschalter benötigt. Die Gasventile werden beim Starten des Brenners bzw. beim Abschalten des Brenners jeweils einzeln geprüft. Beim Einschalten des Brenners (Wärmeanforderung) wird zunächst das stromaufwärtige Ventil kurzzeitig geöffnet und wieder geschlossen, wobei das stromabwärtige Gasventil geschlossen bleibt. Der sich zwischen den Ventilen einstellende Druckanstieg wird durch den Druckschalter überwacht. Sofern nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit ein solcher Druckabfall entsteht, dass der Druckschalter wieder öffnet, wird auf Undichtigkeit des stromabwärtigen Gasventils geschlossen. Tritt ein solcher Druckabfall jedoch nicht auf, wird das stromabwärtige (brennerseitige) Gasventil als dicht angesehen. Die Überprüfung des stromaufwärtigen Ventils erfolgt nach Wegfall einer Wärmeanforderung. Es wird dabei zunächst das stromaufwärtige Ventil geschlossen und danach das stromabwärtige. Der der Gasdruck in dem zwischen den beiden Ventilen eingeschlossenen Raum ist somit gering. Der Druckschalter ist somit offen. Ist das stromaufwärtige Ventil nicht dicht erhöht sich der Druck allmählich, womit der Druckschalter schlussendlich schließt. Schließt er nicht kann auf Dichtigkeit des stromaufwärtigen Ventils geschlossen werden.From the DE 198 31 067 C2 a method for leak testing of gas valves is known which requires a pressure switch arranged between two valves. The gas valves are checked individually when the burner is started or when the burner is switched off. When the burner is switched on (heat request), the upstream valve is initially briefly opened and closed again, the downstream gas valve remaining closed. The pressure rise between the valves is monitored by the pressure switch. If, after a predetermined time, such a drop in pressure arises that the pressure switch opens again, the leakage of the downstream gas valve is closed. However, if such a pressure drop does not occur, the downstream (burner-side) gas valve is considered to be tight. The upstream valve is checked when there is no heat request. First the upstream valve is closed and then the downstream valve. The gas pressure in the space enclosed between the two valves is therefore low. The pressure switch is thus open. If the upstream valve is not tight, the pressure gradually increases, which ultimately closes the pressure switch. If it does not close, the tightness of the upstream valve can be concluded.

Bei diesem Verfahren sind zur Unterscheidung zwischen Dichtigkeit und Undichtigkeit relativ große Druckänderungen erforderlich, was zu großen Prüfzeiten führt. Die Funktion der Ventile wird jeweils nur einzeln zu Beginn und zu Ende der Wärmeanforderung überprüft.This procedure is for distinction between leaks and leaks relatively large pressure changes required, resulting in long test times leads. The function of the valves is only individually at the beginning and checked at the end of the heat request.

Aus der DE 34 45 281 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Dichtheitsprüfung zweier Absperrventile in einer gasdurchströmten Leitung bekannt. Dazu ist zwischen den beiden in Reihe angeordneten Ventilen ein Abzweig mit einem Druckschalter angeordnet. Zu diesem gehört ein Manometer, das einen Schaltkontakt betätigt. Dieser schließt einen ersten Stromkreis bei Unterschreitung eines Druckniveaus oder einen zweiten Stromkreis bei Überschreitung eines Druckniveaus.From the DE 34 45 281 A1 are a method and a device for leak testing two Shut-off valves in a gas-flow line are known. For this purpose, a branch with a pressure switch is arranged between the two valves arranged in series. This includes a manometer that actuates a switch contact. This closes a first circuit when a pressure level is undershot or a second circuit when a pressure level is exceeded.

Auch hier sind relativ große Druckänderungen erforderlich, um zu auswertbaren Signalen zu kommen. Außerdem sind die Druckniveaus fest eingestellt. Eine solche Anordnung kann nicht bei schwankenden Eingangsdrücken Anwendung finden.Again, there are relatively large changes in pressure required to get evaluable signals. Also are the pressure levels are fixed. Such an arrangement cannot with fluctuating inlet pressures Find application.

Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine Dichtprüfeinrichtung für Ventile sowie ein entsprechendes Verfahren zu schaffen, das auch geringe Undichtigkeiten unabhängig von der Größe des Eingangsdrucks erkennt.Based on this, it is the task of Invention, a leak test device for valves as well as to create a corresponding process that is also minor Leaks independently on the size of the inlet pressure recognizes.

Diese Aufgabe wird mit einer Dichtprüfeinrichtung für Ventile nach Anspruch 1 sowie mit einem Verfahren zur Dichtheitsprüfung nach Anspruch 6 gelöst: Die erfindungsgemäße Dichtprüfeinrichtung weist einen Drucksensor auf, der an die von den beiden Ventilen eingeschlossene Leitungsstrecke angeschlossen ist. Der Drucksensor gibt an seinem Ausgang Signale ab, die den von dem Sensor erfassten Druck kennzeichnen. Die angeschlossene Prüfeinheit erhält somit nicht nur Signale die aussagen, ob der erfasste Druck einen Grenzwert über- oder unterschreitet, sondern sie erhält Signale für den erfassten Druck. Die Besonderheit der zur Erfindung gehörigen Prüfeinheit besteht nun darin, dass diese nicht lediglich den Druck überprüft, sondern dabei aus der erfassten Druckänderung und dem zu Grunde gelegten Prüfvolumen (das ist das Volumen der von den Ventilen eingeschlossenen Strecke) die Leckrate sowohl des stromaufwärtigen als auch des stromabwärtigen Ventils bestimmt. Die Prüfeinheit enthält dazu mindestens einen Speicherplatz auf dem ein das Prüfvolumen kennzeichnender Wert eingehalten wird. Der Wert kann voreingestellt und je nach Wahl veränderbar oder auch unveränderbar sein. Wenn die Prüfeinheit, wie es vorzugsweise der Fall ist, Teil einer Mikroprozessorsteuerung ist, stehen sowohl solche Speicherplätze als auch das notwendige Rechenwerk zur Verfügung, um die Leckrate anhand gemessener Druckwerte zu bestimmen.This task is done with a leak testing device for valves according to claim 1 and with a method for leak testing Claim 6 solved: The leak test device according to the invention has a pressure sensor connected to the one enclosed by the two valves Line is connected. The pressure sensor indicates his Output signals that identify the pressure detected by the sensor. The connected test unit receives thus not only signals that indicate whether the detected pressure is one Limit value or falls below, but receives signals for the detected pressure. The peculiarity of the test unit belonging to the invention now consists in that this does not only check the pressure, but from the recorded pressure change and the underlying test volume (this is the volume of the distance enclosed by the valves) the leak rate of both the upstream and downstream valves certainly. The test unit contains plus at least one storage space on which the test volume characteristic value is observed. The value can be preset and changeable depending on your choice or unchangeable his. If the test unit, as is preferably the case, part of a microprocessor controller there are such storage spaces as well as the necessary ones Calculator available, to determine the leak rate based on measured pressure values.

Die Messung der Leckrate hat gegenüber reinen Druckmessungen und dem Vergleich des Drucks mit Sollwerten den wesentlichen Vorteil, dass die Überprüfung unabhängig von der Größe des Eingangsdrucks, d.h. des Gasdrucks in der Leitung stattfinden kann, an die die aus den beiden Ventilen bestehende Sicherheitsventilanordnung angeschlossen ist. Außerdem ist die Prüfung sowohl bei Ventilanordnungen mit großen Mittelräumen als auch bei Ventilanordnungen mit kleinen Mittelräumen jeweils gleich sicher und verlässlich. Außerdem benötigt die Dichtprüfung nur sehr wenig Zeit, denn die Leckrate lässt sich anhand zweier oder mehrerer kurz aufeinander folgend aufgenommener Druckwerte durchführen. Damit können beide Ventile (das stromabwärtige und das stromaufwärtige) bei Wärmeanforderung, d.h. wenn ein Befehl zum Öffnen beider Ventile eintrifft, in zwei kurzen aufeinander folgenden Messschritten überprüft werden, wozu nur wenig Zeit erforderlich ist.The measurement of the leak rate compared to pure Pressure measurements and the comparison of the pressure with setpoints the essential Advantage that the review regardless of the size of the inlet pressure, i.e. of gas pressure can take place in the line to which the off existing safety valve arrangement connected to the two valves is. Moreover is the exam both in valve arrangements with large central spaces and in valve arrangements with small middle spaces equally safe and reliable. Moreover needed the leak test very little time, because the leak rate can be determined using two or perform several pressure values recorded in quick succession. In order to can both valves (the downstream and the upstream) when heat is requested, i.e. when an open command both valves arrives, are checked in two short successive measuring steps, which takes little time.

Des Weiteren liefert der zwischen den Ventilen angeordnete Drucksensor einen den Ventileingangsdruck kennzeichnenden Wert an dem Mikroprozessor schon zu Beginn der Dichtheitsüberprüfung. Damit verfügt der Mikroprozessor über einen den Brennstoffdruck kennzeichnenden Wert. Dieser Wert kann weiteren Berechnungen oder Steuerungsvorgängen oder Regelungsvorgängen zu Grunde gelegt werden. Gesonderte Druckwächter, beispielsweise an der zu den Ventilen führenden Leitung, sind somit entbehrlich.Furthermore, the delivers between the valve arranged a pressure sensor the valve inlet pressure characteristic value on the microprocessor already at the beginning of the leak test. In order to has the microprocessor over a value characterizing the fuel pressure. This value can further calculations or control processes or regulation processes Be based. Separate pressure switches, for example on the leading to the valves Line, are therefore unnecessary.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform arbeitet die Prüfeinheit in einem Messschritt I , beispielsweise zur Überprüfung des eingangsseitigen Ventils, mehrere Messzyklen ab, in denen jeweils eine Leckrate bestimmt wird. Die letztendlich gültige Leckrate kann dann beispielsweise festgestellt werden, wenn in mehreren Messzyklen aufeinander folgend die gleiche Leckrate oder innerhalb eines Toleranzbereichs die gleiche Leckrate bestimmt wird. Außerdem ist es möglich, die Leckrate als Mittelwert (arithmetisches Mittel, geometrisches Mittel, quadratisches Mittel, gewichtetes Mittel usw.) aus mehreren in einzelnen Messzyklen bestimmten Leckraten zu ermitteln. Zur Bestimmung der Leckrate kann ein zeitlinearer Druckabfall oder -Anstieg vorausgesetzt werden. Dies ist zumindest bei geringen Leckraten in guter Näherung zutreffend. Alternativ kann auch ein exponentieller Druckabfall oder Druckanstieg in Folge einer Leckrate angenommen und zu Grunde gelegt werden. Dies kann beispielsweise bei größeren Leckraten erfolgen.In an advantageous embodiment the test unit works in a measuring step I, for example for checking the valve on the inlet side, several measuring cycles, in each of which a leak rate is determined. The ultimately valid leak rate can be determined, for example, if in several measurement cycles consecutively the same leak rate or within a tolerance range the same leak rate is determined. It is also possible to Leakage rate as mean (arithmetic mean, geometric mean, quadratic mean, weighted mean, etc.) of several in single Measuring cycles to determine specific leak rates. To determine the Leakage rate, a time-linear pressure drop or increase can be assumed. At least for low leakage rates, this is a good approximation. Alternatively, an exponential pressure drop or pressure increase as a result of a leak rate and be taken as a basis. This can be the case with larger leak rates, for example respectively.

Die Dichtprüfeinrichtung kann mit der Mikroprozessorsteuerung der Ventile derart vereinigt sein, dass ein Öffnen der Ventile und ein Inbetriebsetzen einer angeschlosse nen Einheit, beispielsweise eines Brenners, verhindert wird, wenn zumindest eines der Ventile keine ausreichende Dichtheit aufweist. Alternativ kann zwar die Inbetriebsetzung zugelassen, dabei jedoch ein Warn- und Fehlersignal ausgegeben werden. Weiterhin ist es möglich, die bei einzelnen Prüfvorgängen ermittelten Leckraten abzuspeichern, um Trendüberwachungen vorzunehmen. Beispielsweise kann somit erkannt werden, ob ein bislang dichtes Ventil allmählich anwachsende Leckraten aufweist. Wenn eine solche Tendenz festgestellt wird, kann die Dichtprüfeinrichtung ein Warnsignal ausgeben, noch bevor eines der Ventile eine kritische Leckrate erreicht. Auch dies kann als Sicherheitsbeitrag dienen. Es ist auch möglich, einen oder mehrere die Leckrate kennzeichnende Zahlenwerte auf einem Display anzuzeigen oder in dem Mikroprozessor zur Anzeige bereitzuhalten. Es ist auch möglich, den Trend kennzeichnende Zahlenwerte anzuzeigen oder zur Anzeige bereitzuhalten. Anstelle von Zahlenwerten können auch Piktogramme oder Zeichen oder Grafiken angezeigt werden, die die Leckrate und oder den Trend sinnfällig symbolisieren.The leak test device can be combined with the microprocessor control of the valves in such a way that opening of the valves and start-up of a connected unit, for example a burner, is prevented if at least one of the valves is not sufficiently tight. Alternatively, commissioning can be permitted, but a warning and error signal can be issued. It is also possible to save the leak rates determined in individual test procedures in order to carry out trend monitoring. For example, it can thus be recognized whether a previously tight valve has gradually increasing leak rates. If such a tendency is detected, the leak test device can issue a warning signal before one of the valves reaches a critical leak rate. This can also serve as a security contribution. It is also possible to display one or more numerical values characterizing the leak rate on a display or in the microprocessor Keep your ad ready. It is also possible to display numerical values characterizing the trend or to have them ready for display. Instead of numerical values, pictograms or signs or graphics can also be displayed, which symbolically symbolize the leak rate and or the trend.

Entsprechende Vorteile ergeben sich aus den zugehörigen Verfahrensansprüchen.There are corresponding advantages from the associated Method claims.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschaulicht. Es zeigen:In the drawing, embodiments of the Invention illustrated. Show it:

1 eine Ventileinrichtung mit einer zugehörigen Dichtprüfeinrichtung in schematisierter Darstellung, 1 a valve device with an associated leak test device in a schematic representation,

2 bis 5 Zeitdiagramme des Druckverlaufs zwischen den Ventilen der Ventileinrichtung bei einer Dichtheitsprüfung und 2 to 5 Time diagrams of the pressure curve between the valves of the valve device during a leak test and

6 eine weitere Ausführungsform einer Ventileinrichtung mit Dichtprüfeinrichtung. 6 a further embodiment of a valve device with a leak test device.

In 1 ist eine Ventileinrichtung 1 veranschaulicht, zu der zwei Ventile 2, 3 gehören, die in einer Leitung 4, beispielsweise einer Gasleitung, hinter einander, d.h. in Reihe, angeordnet sind. Das Ventil 2 ist das eingangsseitige, stromaufwärtige Ventil, während das Ventil 3 das ausgangsseitige, stromabwärtige Ventil ist. Beide Ventile können in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sein. Zwischen einander schließen sie einen Mittelraum 5 ein, der durch die Leitungsstrecke zwischen beiden Ventilen und die zugehörigen Ventilvolumina gebildet ist.In 1 is a valve device 1 illustrated to which two valves 2 . 3 belong that on a line 4 , for example a gas line, are arranged one behind the other, ie in a row. The valve 2 is the upstream valve, while the valve 3 is the downstream valve. Both valves can be housed in a common housing. They close a middle space between each other 5 one, which is formed by the line section between the two valves and the associated valve volumes.

An den Mittelraum 5 ist ein Drucksensor 6 angeschlossen, der an seinem Ausgang 7 ein elektrisches, den Druck in dem Mittelraum 5 kennzeichnendes Signal abgibt. Das Signal kann ein Digitalsignal oder ein Analogsignal sein. Der Ausgang 7 des Drucksensors 6 ist an einen entsprechenden Eingang einer Prüfeinheit 8 angeschlossen, die die Ventile 2, 3 auf Dichtheit überprüft. Die Prüfeinheit 8 weist außerdem zwei Steuerausgänge 9, 11 auf, die mit Magnetantrieben 12, 14 zur Betätigung der Ventile 2, 3 verbunden sind. Außerdem weist die Prüfeinheit 8 mindestens einen, vorzugsweise aber mehrere, Eingänge 15, 16, 17 auf, über die sie Eingangsbefehle empfangen kann. Beispielsweise kann der Eingang 15 ein Wärmeanforderungseingang sein, dessen Ansteuerung das Öffnen der Ventile 2, 3 bewirkt. Zusätzlich können die Eingänge 16, 17 dazu vorgesehen sein, jeweils eines der Ventile 2, 3 selektiv zu öffnen.To the middle room 5 is a pressure sensor 6 connected to its output 7 an electric, the pressure in the middle room 5 emits characteristic signal. The signal can be a digital signal or an analog signal. The exit 7 of the pressure sensor 6 is to a corresponding input of a test unit 8th connected to the valves 2 . 3 checked for leaks. The test unit 8th also has two control outputs 9 . 11 on that with magnetic drives 12 . 14 to operate the valves 2 . 3 are connected. The test unit also points 8th at least one, but preferably several, inputs 15 . 16 . 17 through which it can receive input commands. For example, the entrance 15 be a heat request input, the control of which opens the valves 2 . 3 causes. In addition, the inputs 16 . 17 to be provided, one of the valves 2 . 3 open selectively.

Die Prüfeinheit 8 kann eine separate Einheit oder Teil einer Mikroprozessorsteuerung sein. Zu ihr gehört wenigstens ein Speicherplatz 18, der einen das Volumen des Mittelraums kennzeichnenden Zahlenwert bereithält, sowie eine Verarbeitungseinrichtung 19 in Form eines entsprechenden Rechenwerks und Programms, mit dem die Signale des Drucksensors 6 sowie der Eingänge 15, 16, 17 verarbeitet und in Steuersignale für die Magnetantriebe 12, 14 umgesetzt werden.The test unit 8th can be a separate unit or part of a microprocessor controller. At least one storage space belongs to it 18 , which holds a numerical value characterizing the volume of the central area, and a processing device 19 in the form of an appropriate arithmetic unit and program with which the signals of the pressure sensor 6 as well as the entrances 15 . 16 . 17 processed and in control signals for the magnetic drives 12 . 14 be implemented.

Die insoweit beschriebene Ventileinrichtung 1 arbeitet insbesondere bei Durchführung einer Dichtheitsprüfung wie folgt:
Wenn an dem Eingang 15 ein Wärmeanforderungssignal eintrifft muss dieses in ein Öffnungssignal für die Ventile 2, 3 umgesetzt werden. Zusätzlich können an den Eingängen 16, 17 Signale eintreffen, die das Öffnen der Ventile 2, 3 anweisen. Die Prüfeinheit 8 unterdrückt zunächst die Weiterleitung der Öffnungssignale an die Magnetantriebe 12, 14 und führt eine Dichtheitsprüfung durch. Dazu wird zu einem Zeitpunkt t₀, wie 2 veranschaulicht, zunächst das Ventil 2 durch Erregung des Magnetantriebs 12 bis zu einem Zeitpunkt t₁ für eine Zeitspanne geöffnet, die ausreichend ist, um den Druck in dem Mittelraum 5 auf den Eingangsdruck p_e ansteigen zu lassen. Das Ventil 3 bleibt dabei geschlossen. Zu dem Zeitpunkt t₁ wird das eingangsseitige, stromaufwärtige Ventil 2 wieder geschlossen. Zu diesem Zeitpunkt oder kurz vorher oder kurz nachher wird das Ausgangssignal des Sensors 6 von der Prüfeinheit 8 registriert. Der zu diesem Zeitpunkt t_e1 gewonnene Druckwert p₁ kennzeichnet den Eingangsdruck. Nach einer kurzen Wartezeitspanne, die Sekundenbruchteile betragen kann, wird zu einem Zeitpunkt t_e2 wiederum ein Druckwert p₂ bestimmt. Im einfachsten Fall ist somit der erste Messschritt I beendet. Es wird nun die Druckdifferenz Δp = p₂ – p₁ bestimmt und mit dem auf dem Speicherplatz 18 gehaltenen, das Volumen des Mittelraums 5 kennzeichnenden Wert V multipliziert. Das Produkt Δp·V wird als Maß für die Leckrate des ausgangsseitigen Ventils 3 registriert. Übersteigt diese Leckrate einen zulässigen Wert wird das Ventil 3 als undicht angesehen und es werden die betreffenden Maßnahmen, wie beispielsweise weitere Sperrung des Betriebs der Anlage bzw. das Öffnen des Ventils 2, Ausgabe eines Warnsignals oder ähnliches eingeleitet.The valve device described so far 1 works especially as follows when performing a leak test:
If at the entrance 15 a heat request signal arrives in an opening signal for the valves 2 . 3 be implemented. In addition, at the inputs 16 . 17 Signals arrive that the valves open 2 . 3 instruct. The test unit 8th initially suppresses the forwarding of the opening signals to the magnetic drives 12 . 14 and carries out a leak test. For this purpose, at a time t ₀ , how 2 illustrates first the valve 2 by energizing the magnetic drive 12 opened up to a point in time t ₁ for a period of time sufficient to withstand the pressure in the central area 5 to increase to the inlet pressure p _e . The valve 3 remains closed. At time t ₁ , the upstream valve becomes 2 closed again. At this point in time, or shortly before or shortly after, the output signal of the sensor 6 from the test unit 8th registered. The pressure value p ₁ obtained at this time t _e1 characterizes the inlet pressure. After a short waiting period, which can be fractions of a second, a pressure value p _{2 is again} determined at a time t _e2 . In the simplest case, the first measuring step I is ended. The pressure difference Δp = p ₂ - p ₁ is now determined and with that in the memory location 18 held, the volume of the middle room 5 characteristic value V multiplied. The product Δp · V is used as a measure of the leak rate of the outlet valve 3 registered. If this leak rate exceeds a permissible value, the valve becomes 3 regarded as leaking and the relevant measures, such as further blocking of the operation of the system or opening of the valve 2 , Issue of a warning signal or the like initiated.

Zu der Dichtheitsprüfung gehört ein zweiter Messschritt II, der der Überprüfung des eingangsseitigen Ventils 2 dient. Dieser beginnt mit dem kurzzeitigen Öffnen des stromabwärtigen Ventils 3 zu einem Zeitpunkt t₂. Der Druck p in dem Mittelraum 5 fällt somit sehr schnell auf etwa atmosphärischen Druck ab. Danach wird das Ventil 3 zu einem Zeitpunkt t₃ bei stets geschlossenem Ventil 2 wieder geschlossen. In dem Mittelraum 5 ist nun ab dem Zeitpunkt t₃ atmosphärischer Druck vorhanden. Zu einem Zeitpunkt t_e3 wird nun ein Druckwert p₃ und zu einem nachfolgenden Zeitpunkt t_e4 ein weiterer Druckwert p₉ bestimmt. Die Differenz beider Druckwerte p₄ – p₃ ist Null, wenn das Ventil 2 dicht ist. Die Druckdifferenz Δp wird nun wiederum mit dem das Volumen des Mittelraums 5 kennzeichnenden Wert V multipliziert, um einen die Leckage des eingangsseitigen Ventils 2 kennzeichnenden Wert zu ermitteln. Fällt dieser aus einem vorgegebenen Zulässigkeitsbereich heraus, wird das eingangsseitige Ventil 2 als undicht erkannt und es werden die zugehörigen Maßnahmen eingeleitet. Dazu kann die Ausgabe eines Warnsignals sowie die Verhinderung des Öffnens der Ventile 2, 3 gehören.The leak test includes a second measuring step II, that of checking the inlet valve 2 serves. This begins with the brief opening of the downstream valve 3 at a time t ₂ . The pressure p in the middle space 5 thus drops very quickly to about atmospheric pressure. After that the valve 3 at a time t ₃ with the valve always closed 2 closed again. In the middle room 5 atmospheric pressure is now available from time t ₃ . A pressure value p ₃ is now determined at a time t _e3 and a further pressure value p ₉ at a subsequent time t _e4 . The difference between the two pressure values p ₄ - p ₃ is zero when the valve 2 is tight. The pressure difference .DELTA.p now becomes the volume of the central space 5 characteristic value V multiplied by a the leakage of the inlet valve 2 to determine the characteristic value. If this falls outside of a specified permissibility range, the valve on the inlet side becomes 2 Detected as leaky and the associated measures are initiated. This can include the issuance of a warning signal as well as preventing the valves from opening 2 . 3 belong.

Die Prüfeinheit 8 und das von ihr durchgeführte Verfahren können abgewandelt werden:
Bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren wurde in beiden Messschritten I und II jeweils mit lediglich zwei Druckwerten gearbeitet. Es ist möglich, zu weiteren Zeitpunkten weitere Druckwerte p_x bzw. p_Y zu bestimmen, so dass in beiden Messschritten jeweils mehrere Druckdifferenzen Δp ermittelt werden. Diese Druckdifferenzen können jeweils einzeln zur Bestimmung von Leckraten herangezogen werden, wobei als gültige Leckrate dann in jedem Messschritt I, II jeweils ein Mittelwert aller Leckraten, der größte Wert der gemessenen Leckraten oder ein sich stabil einstellender Wert aller Leckraten genommen wird. Dies hängt von den konkreten Sicherheitsanforderungen ab.The test unit 8th and that she went through led procedures can be modified:
In the method described above, only two pressure values were used in both measurement steps I and II. It is possible to determine further pressure values p _x or p _Y at further points in time, so that a plurality of pressure differences Δp are determined in each of the two measuring steps. These pressure differences can each be used individually to determine leak rates, with the valid leak rate in each measuring step I, II being an average of all leak rates, the largest value of the measured leak rates or a stable value of all leak rates. This depends on the specific security requirements.

3 veranschaulicht eine weitere Abwandlung die darauf Rücksicht nimmt, dass der Eingangsdruck p_e sich bei unterschiedlichen Einsatzfällen ein und derselben Ventileinrichtung bzw. ein und derselben Prüfeinheit 8 unterscheiden kann. Außerdem ist es möglich, dass der Eingangsdruck p_e auch bei ein und derselben Anlage schwankt. Um beiden Gedanken Rechnung zu tragen, legt die Prüfeinheit zur Bestimmung eines Wert W für die Leckrate nicht nur das Volumen V des Mittelraums 5 sondern zusätzlich noch den Eingangsdruck p_e zu Grunde. Dies erfolgt indem der unmittelbar nach dem Schließen des eingangsseitigen Ventils 2 zu dem Zeitpunkt t_e1 gewonnene Druckwert p_l mit p_e gleichgesetzt wird. Der weitere Messablauf ist, wie oben im Zusammenhang mit 2 beschrieben, mit der Maßgabe, dass die in den Messschritten I, II gewonnenen Druckdifferenzen Δp durch p_e (bzw. p_l) dividiert werden bevor der erhaltene Quotient mit dem Wert V für das Mittelvolumen multipliziert wird. Alternativ kann zur Verringerung des Rechenaufwands der das Volumen kennzeichnende Wert V zu Beginn der Messung einmalig durch den Eingangsdruck p_e dividiert werden, wobei dann der so erhaltene druckbezogene Volumenwert V' jeweils an Stelle des Mittelvolumens V mit Δp multipliziert wird. In beiden Fällen wird eine Prüfeinheit 8 erhalten, die sich automatisch an wechselnde Eingangsdrücke anpasst und sowohl bei hohen als auch bei niedrigen Eingangsdrücken die Dichtheit der Ventile 2, 3 anhand deren Leckrate und nicht anhand der absoluten Druckänderung in den Mittelraum 5 bestimmt. 3 illustrates a further modification which takes into account the fact that the inlet pressure p _e differs in different applications of one and the same valve device or one and the same test unit 8th can distinguish. It is also possible that the inlet pressure p _e fluctuates even in the same system. In order to take both ideas into account, the test unit not only determines the volume V of the central area to determine a value W for the leak rate 5 but also based on the inlet pressure p _e . This is done by immediately after closing the inlet valve 2 pressure value p _l obtained at time t _{e1 is} equated with p _e . The further measuring sequence is as above in connection with 2 with the proviso that the pressure differences Δp obtained in measurement steps I, II are divided by p _e (or p _l ) before the quotient obtained is multiplied by the value V for the mean volume. Alternatively, in order to reduce the computational effort, the value V characterizing the volume at the beginning of the measurement can be divided once by the input pressure p _e , the pressure-related volume value V 'thus obtained then being multiplied by Δp instead of the mean volume V. In both cases, a test unit 8th that automatically adapts to changing inlet pressures and the tightness of the valves at both high and low inlet pressures 2 . 3 based on their leakage rate and not based on the absolute pressure change in the central area 5 certainly.

Bei beiden Ausführungsformen wird nach Ablauf der beiden Messschritte I, II zu einem Zeitpunkt t₄ das Öffnen der Ventile 2, 3 freigegeben. Der sich einstellende Mittelraumdruck nimmt den von der Quelle und dem angeschlossenen Element (Brenner) bestimmten Wert ein.In both embodiments, after the two measuring steps I, II have ended, the valves are opened at a time t ₄ 2 . 3 Approved. The medium pressure that arises takes on the value determined by the source and the connected element (burner).

4 veranschaulicht den Druckverlauf bei undichtem, ausgangsseitigem Ventil 3. Zu dem Zeitpunkt t_e1, kurz nach dem Schließen des Ventils 2, wird ein nahezu dem Eingangsdruck p_e entsprechender Druckwert p₁ erfasst. Kurz danach wird zu dem Zeitpunkt t_e2 ein geringerer Druckwert p₂ erfasst. Ein oder mehrere noch später zu Zeitpunkten t_x gewonnene Druckwerte p_x sind noch geringer. Die sich ergebenden Druckdifferenzen sind Δp sind von Null verschieden. Sie werden mit dem Wert V für das Volumen multipliziert, so dass ein und derselbe Druckabfall bei großen Volumina auf eine große Leckage und bei kleinen Volumina auf eine kleine Leckage deutet. Entsprechend wird der weitere Betrieb der Ventileinrichtung 1 von der Größe der Leckrate abhängig gemacht. In 4 ist der zulässige Wert überschritten, so dass ein weiteres Fortsetzen des Prüfzyklus und ein weiterer Betrieb der Ventileinrichtung 1 nicht durchgeführt werden. Zu dem Zeitpunkt t₃ wird somit von einer Öffnung des Ventils 3, die zu dem gestrichelt dargestellten Druckverlauf geführt hätte, abgesehen. Das aus gangseitige Ventil 3 bleibt geschlossen. Der Druck in dem Mittelraum fällt allmählich ab. Alternativ kann der Mittelraum auch sofort druckentlastet werden, indem das hier eingeschlossene Gaspolster durch kurzes Öffnen des Ventils 3 ausgelassen wird. Das eingangsseitige Ventil 2 bleibt geschlossen. 4 illustrates the pressure curve if the valve on the outlet side leaks 3 , At time t _e1 , shortly after the valve closes 2 , a pressure value p ₁ almost corresponding to the inlet pressure p _e is detected. Shortly thereafter, a lower pressure value p _{2 is} recorded at time t _e2 . One or more later at times t _x pressure values obtained p _x are even lower. The resulting pressure differences are Δp are different from zero. They are multiplied by the value V for the volume, so that one and the same pressure drop indicates a large leak for large volumes and a small leak for small volumes. The further operation of the valve device becomes corresponding 1 made dependent on the size of the leak rate. In 4 the permissible value is exceeded, so that the test cycle is continued and the valve device is operated again 1 not be carried out. At time t _{3 there} is thus an opening of the valve 3 , which would have led to the pressure curve shown in dashed lines. The valve on the outlet side 3 remains closed. The pressure in the middle room gradually drops. As an alternative, the middle space can be relieved of pressure immediately by opening the gas cushion by briefly opening the valve 3 is left out. The inlet valve 2 remains closed.

5 zeigt eine Undichtigkeit an dem eingangsseitigen Ventil 2. In dem Messschritt I erfolgt eine erfolgreiche Dichtheitsprüfung, wie bei den Beispielen gemäß 2 oder 3. Jedoch zeigt sich in dem Messschritt II eine allmähliche Zunahme der Drücke p₃, p₄, p_y, so dass die errechneten Druckdifferenzen Δp von Null deutlich verschieden sind. Im veranschaulichten Beispiel ist die Leckrate so groß, dass ein weiterer Betrieb der Ventileinrichtung I unterbleiben muss. Beide Ventile 2, 3 bleiben auf Dauer geschlossen. Weder Wärmeanforderungssignale noch sonstige Ventilöffnungssignale werden an die Magnetantriebe 12, 14 weiter gegeben. 5 shows a leak at the inlet valve 2 , A successful leak test is carried out in measurement step I, as in the examples according to 2 or 3 , However, measurement step II shows a gradual increase in pressures p ₃ , p ₄ , p _y , so that the calculated pressure differences Δp are clearly different from zero. In the example illustrated, the leak rate is so large that further operation of the valve device I must be avoided. Both valves 2 . 3 remain closed permanently. Neither heat request signals nor other valve opening signals are sent to the magnetic drives 12 . 14 passed on.

6 veranschaulicht eine weitere abgewandelte Ausführungsform der Ventileinrichtung 1. Diese findet bei großen Ventilen 21, 22 Anwendung. Diesen sind Magnetantriebe 23, 24 zugeordnet, die die Ventile 21, 22 während der Messschritte I, II geschlossen lassen. Parallel zu den Ventilen 21, 22 sind die auf geringen Durchsatz ausgelegten Ventile 2, 3 angeordnet, die lediglich zur Durchführung der Messschritte I, II dienen. Die Messschritte werden nach einem der oben erläuterten Verfahren durch die Prüfeinheit 8 abgearbeitet. Die Magnetantriebe 12, 14 öffnen und schließen dabei die Ventile 2, 3 wie oben erläutert. Die Dichtheitsprüfung überprüft dabei aber nicht lediglich die Ventile 2, 3 sondern auch die Dichtheit der geschlossen bleibenden Ventile 21, 22. 6 illustrates a further modified embodiment of the valve device 1 , This takes place with large valves 21 . 22 Application. These are magnetic drives 23 . 24 assigned to the valves 21 . 22 leave closed during measurement steps I, II. Parallel to the valves 21 . 22 are the valves designed for low throughput 2 . 3 arranged, which only serve to carry out the measuring steps I, II. The measuring steps are carried out by the test unit according to one of the methods explained above 8th processed. The magnetic drives 12 . 14 open and close the valves 2 . 3 as explained above. The leak test does not only check the valves 2 . 3 but also the tightness of the closed valves 21 . 22 ,

Eine Dichtprüfeinrichtung für Ventile weist einen zwischen den Ventilen angeordneten Drucksensor 6 auf, der an eine Prüfeinheit 8 angeschlossen ist. Diese überprüft den Druckverlauf in dem von den Ventilen eingeschlossenen Volumen nach dem probeweisen Öffnen und Schließen des eingangsseitigen Ventils 2 sowie des ausgangsseitigen Ventils 3. Die erfassten Drücke werden zur Bestimmung von Druckdifferenzen (die Null oder von Null verschieden sein können) herangezogen. Die Druckdifferenzen werden mit dem Volumen des von den Ventilen 2, 3 eingeschlossenen Mittelraums 5 sowie gegebenenfalls mit dem anstehenden Eingangsdruck zu Kennwerten verrechnet, die die Leckagen des eingangsseitigen Ventils 2 sowie des ausgangsseitigen Ventils 3 getrennt kennzeichnen. Die erfassten Leckagen dienen als Grundlage für die Entscheidung für weitere Maßnahmen, beispielsweise Alarmgabe sowie teilweise oder ganze Sperrung des Betriebs der Ventileinrichtung 1.A leak test device for valves has a pressure sensor arranged between the valves 6 on that to a testing unit 8th connected. This checks the pressure curve in the volume enclosed by the valves after test opening and closing of the valve on the inlet side 2 and the valve on the outlet side 3 , The detected pressures are used to determine pressure differences (which can be zero or different from zero). The pressure differences are related to the volume of the valves 2 . 3 enclosed middle room 5 and, if applicable, offset against the pending inlet pressure to characteristic values that indicate the leakage of the inlet valve 2 and the valve on the outlet side 3 mark separately. The detected leaks serve as the basis for the decision for further measures, for example alarms and partial or complete blocking of the operation of the valve device 1 ,

Claims

Leak test device for valves ( 2 . 3 . 21 . 22 ), especially gas safety valves, with a pressure sensor ( 6 ) connected to a central room ( 5 ) between a first valve ( 2 ) and a second valve ( 3 ) which is connected by means of an actuating device ( 12 . 14 ) are to be opened and closed, and which emits an electrical signal identifying the detected pressure at its output, with a test unit ( 8th ) which, in the course of a measuring step (I, II), from at least two signals characterizing the detected pressure, a leakage rate (w) of at least one of the valves ( 2 . 21 . 3 . 22 ) certainly.

Leak test device according to claim 1, characterized in that the test unit ( 8th ) opening the valves ( 2 . 21 . 3 . 22 ) only releases if the leak rate (w) falls below a limit value.

Leak test device according to claim 1, characterized in that the test unit ( 8th ) processes several measuring cycles in one measuring step (I, II), in each of which a leak rate is determined, and that the test unit ( 8th ) compares the leak rates determined in several measurement cycles with each other and only then declares the measurement to be valid if the deviations from leak rates obtained in different measurement cycles fall below a limit value.

Leak test device according to claim 1, characterized in that the test unit ( 8th ) a first measuring step (I) for measuring the leak rate of the second valve ( 3 . 22 ) and a second measuring step (II) for measuring the leak rate of the first valve ( 2 . 21 ) having.

Leak test device according to claim 1, characterized in that the test unit ( 8th ) Part of a microprocessor control of the valves ( 2 . 3 . 21 . 22 ) is.

Leak test procedure for separately controllable valves ( 2 . 3 . 21 . 22 ), in which a pressure sensor ( 6 ) connected to a central room ( 5 ) between the valves ( 2 . 21 . 3 . 22 ) which is connected by means of an actuating device ( 12 . 23 . 14 . 24 ) are to be opened and closed, the existing pressure is recorded and a corresponding signal is emitted, a test unit ( 8th ) a leak rate of at least one of the valves from at least two signals ( 2 . 21 . 3 . 22 ) certainly.

A method according to claim 6, characterized in that the test unit ( 8th ) opening the valves ( 2 . 21 . 3 . 22 ) only releases if the leak rate falls below a limit.

A method according to claim 6, characterized in that several measurement steps (I, II) are processed in one measurement process (I, II) in which a leak rate is determined in each case.

A method according to claim 7, characterized in that in several measuring cycles belonging to one measuring step (I, II) determined leak rates are compared and the measurement first then as valid explained is when the deviations from in different measuring cycles leak rates obtained fall below a limit.

A method according to claim 6, characterized in that a first measuring process for measuring the leak rate of the second valve ( 3 . 22 ) and a second measuring cycle for measuring the leak rate of the first valve ( 2 . 21 ) is carried out.

A method according to claim 6, characterized in that the measuring process is initiated when the test unit ( 8th ) receives a heat request signal, wherein the heat request signal that the opening of the valves ( 2 . 21 . 3 . 22 ) required for which time to carry out the measurement process is suppressed.