DE10336679A1

DE10336679A1 - Verfahren zum Feststellen von Leckagen an Flüssigkeit führenden Bauteilen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE10336679A1
Application number: DE10336679A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Strackbein; Markus Hain; Jörg Kreiling
Original assignee: Rittal GmbH and Co KG
Current assignee: Rittal GmbH and Co KG
Priority date: 2003-08-09
Filing date: 2003-08-09
Publication date: 2005-03-03
Anticipated expiration: 2023-08-10
Also published as: JP2005062180A; DE10336679B4; US7042235B2; US20050062487A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Feststellen von Leckagen an Flüssigkeit führenden Bauteilen mittels eines auf Leckage ansprechenden Sensors. Ist dabei vorgesehen, dass das zu überwachende Bauteil in eine verschließbare Leckflüssigkeit aufnehmende Umhüllung eingebracht wird, dass in die Umhüllung Elektroden eingebettet werden, dass bei in die geschlossene Umhüllung eintretender Leckflüssigkeit der Widerstand und/oder die Kapazität zwischen den Elektroden verändert wird und dass mit einem auf Widerstands- und/oder Kapazitätsänderungen ansprechenden, an die Elektroden angeschlossenen Sensor ein Anzeige- und/oder Alarmsignal ausgelöst wird, dann kann das gesamte Bauteil auf Leckage überwacht werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Feststellen von Leckagen an Flüssigkeit führenden Bauteilen mittels eines auf Leckage ansprechenden Sensors und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Es ist eine altbekannte Tatsache, dass Flüssigkeit führende Systeme undicht werden können, wobei an den in das System einbezogenen Bauteilen Leckflüssigkeit austritt. Diese Gefahr ist umso größer, wenn die Flüssigkeit im System unter Druck steht.
Im Schaltschrankbau werden Flüssigkeit führende Systeme vorwiegend zur Kühlung von elektrischen und elektronischen Bauteilen und Baugruppen eingesetzt.
Dabei kommen Wasser und Wasser-Frostschutzmittel-Mischungen als Flüssigkeit, hier Kühlwasser oder Kaltwasser genannt, in Frage.
Gerade bei derartigen Kühlsystemen sind auftretende Undichtigkeiten besonders nachteilig, da durch die Abnahme des Kühlwassers die Kühlleistung abfällt was zur Gefahr für den Ausfall der elektrischen oder elektronischen Bauteile und Baugruppen führen kann. Das als Leckage auftretende Kühlwasser kann zudem noch zu anderen Schäden und Gefahren für das Kühlsystem und die Bauteile und Baugruppen führen.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit denen Leckagen an Bauteilen von Flüssigkeit führenden Systemen schnell und ohne großen technischen Aufwand erkannt und Maßnahmen getroffen werden können, um größere Schäden durch diese Leckagen vermeiden zu können.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung mit einem Verfahren dadurch gelöst, dass das zu überwachende Bauteil in eine verschließbare Leckflüssigkeit aufnehmende Umhüllung eingebracht wird, dass in die Umhüllung Elektroden eingebettet werden, dass bei in die geschlossene Umhüllung eintretender Leckflüssigkeit der Widerstand und/oder die Kapazität zwischen den Elektroden verändert wird und dass mit einem auf Widerstands- und/oder Kapazitätsänderungen ansprechenden, an die Elektroden angeschlossenen Sensor ein Anzeige- und/oder Alarmsignal ausgelöst wird.

Mit der Umhüllung ist das Bauteil des Systems voll umschlossen und die Leckflüssigkeit kann in diese Umhüllung eindringen und den Widerstand und/oder die Kapazität zwischen den Elektroden so verändern, dass der angeschlossene Sensor anspricht und eine Anzeige- und/oder ein Alarmsignal auslöst. Der Fehlerursache kann dann nachgegangen und größerer Nachteil und Schaden vermieden werden.

Nach einer Ausgestaltung ist dabei vorzugsweise vorgesehen, dass die Umhüllung des Bauteils aus einem Leckflüssigkeit aufnehmenden Werkstoff hergestellt wird, die zumindest auf der Außenseite flüssigkeitsdicht verschlossen wird. Die Leckflüssigkeit gelangt dabei auf einfache Weise in den Bereich der eingebetteten Elektroden, kann aber aus der Umhüllung nicht austreten und dort Schaden anrichten.

Die Einbettung der Elektroden erfolgt in einer vorteilhaften Weise dadurch, dass die Elektroden in die Umhüllung, vorzugsweise in Flussrichtung der Flüssigkeit in dem umschlossenen Bauteil, eingebettet werden.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist in erster Linie dadurch gekennzeichnet, dass eine Flüssigkeit aufnehmende Umhüllung mittels einer Öffnung auf das zu überwachende Bauteil aufbringbar ist, wobei die Innenkontur an die Außenkontur des Bauteils angepasst ist und eine elektrische Isolationsschicht trägt, jedoch selbst flüssigkeitsdurchlässig ist, und dass nach dem Aufbringen der Umhüllung auf das Bauteil die Öffnung und die Außenkontur der Umhüllung flüssigkeitsdicht verschließbar ist. Die Umhüllung ist daher leicht auf das Bauteil aufzubringen und zu verschließen, so dass das Bauteil voll umschlossen ist und die an jeder Stelle des Bauteils auftretende Leckage gut erfaßbar ist. Dabei kann der Form des Bauteils durch die Anpassung der Konturen von Bauteil und Umhüllung leicht Rechnung getragen werden. So kann nach einer Ausgestaltung vorgesehen sein, dass bei einem als Schlauch oder Rohr ausgebildeten Bauteil die Umhüllung selbst als in Längsrichtung mit einem Schlitz als Öffnung versehen ist und dass dieser Schlitz nach Aufbringen der Umhüllung auf das Bauteil flüssigkeitsdicht verklebt oder überklebt ist.

Die Einbringung der Elektroden kann dabei in Verbindung mit der Umhüllung so gelöst sein, dass zumindest zwei Elektroden in Längsrichtung der Umhüllung in den offenporigen Schaumstoff eingebettet sind, wobei die Elektroden in Längsrichtung der Umhüllung auch noch spiralförmig in gleichbleibendem Abstand geführt sind oder als Drahtgestell ausgebildet sein können. Für die Ausbildung der Umhüllung und die Einbettung der Elektroden gibt es viele Möglichkeiten ohne das Grundprinzip der Erfindung zu verlassen. So kann auch aus Herstellungsvereinfachung vorgesehen sein, dass die Umhüllung mehrschichtig ausgebildet ist und dass die Elektroden zwischen den Lagen der Umhüllung angeordnet sind.

Für den Anschluss des Sensors kann eine Ausgestaltung von Vorteil sein, die dadurch gekennzeichnet ist, dass eine Elektrode als Masseanschluss für den Sensor verwendet ist. Dieser Masseanschluss kann besonders ausgelegt und gekennzeichnet sein. Der Aufbau der Umhüllung kann ebenfalls aus unterschiedlichen Schichten bestehen, wie flüssigkeitsdurchlässige Folien, Filze oder Fliesse.

Bei komplexen Systemen mit Leitungen, Amaturen und dgl. kann die Gesamtüberwachung dadurch realisiert werden, dass in einem Flüssigkeitssystem hintereinander angeordnete Bauteile mit getrennten Umhüllungen mit eingebetteten Elektroden versehen sind und dass den Elektroden getrennte Sensoren zugeordnet sind oder dass die Elektroden parallelgeschaltet und an einem gemeinsamen Sensor angeschlossen sind. Dabei können die unterschiedlichen Bauteile mit angepassten und mit Elektroden versehenen Umhüllungen überwacht und zu einem Gesamtüberwachungssystem zusammengefasst werden, wobei ein allgemeines Fehlersignal oder bauteilindividuelle Fehlersignale ableitbar sind.

Die Erfindung wird anhand von schematischen Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
1 im Längs- und Querschnitt eine Leckage-Überwachungsvorrichtung für ein Rohr oder einen Schlauch mit einem auf Widerstandsänderungen ansprechenden Sensor und
2 im Längs- und Querschnitt eine Leckage-Überwachungsvorrichtung für ein Rohr oder einen Schlauch mit einem auf Kapazitätsänderungen ansprechenden Sensor.
In 1 ist im linken Teil ein Teil einer Schlauchleitung als Bauteil 10 gezeigt, in dessen Innenhohlraum 11 die Flüssigkeit fließt. Diese Schlauchleitung wird in eine schlauchartige Umhüllung 15 eingebracht, die zum Zwecke des auch nachträglich vorgesehenen Aufbringens mit einem Längsschlitz als Öffnung 18 versehen ist. Diese Unhüllung 15 besteht aus offenporigem Schaumstoff, mehrlagiger Folie oder Fliess mit Flüssigkeit aufnehmender Eigenschaft, so dass auftretende Leckflüssigkeit leicht eindringen kann. Die Innenkontur 16 der Umhüllung 15 ist an die Aussenkontur der Schlauchleitung, d.h. des Bauteils 10, angepaßt. Dies gilt unabhängig von der Form des Bauteils 10. Die Innenkontur 16 der Umhüllung 15 wird vorteilhafterweise durch eine elektrische Isolations schicht gebildet, die aber flüssigkeitsdurchlässig ist, während die Außenseite 17 der Umhüllung 15 flüssigkeitsdicht ist, um das Austreten der aufgenommenen Leckflüssigkeit zu vermeiden.
In die Umhüllung 15 sind im inneren Bereich mindestens zwei Elektroden 20 eingebettet, die einen Abstand zueinander einnehmen und in Längsrichtung des Bauteils 10 verlaufen; dabei aber auch spiralförmig unter Beibehaltung des Abstandes geführt sein können oder auch als Gewebe- oder Mattenteile ausgebildet sein können.
Die Elektroden 20 sind über Anschlüsse 21 und 22 aus der Umhüllung herausgeführt und mit dem Sensor verbunden sind. Der Sensor liefert dabei auch eine Spannung für die Widerstandsmessung zwischen den Elektroden 20. Der Abstand der Elektroden 20 ist dabei so gewählt, dass er bei trockener Umhüllung 15 sehr hochohmig und bei in die Umhüllung 15 eingetretener Leckflüssigkeit so niederohmig ist, dass der Sensor sehr früh und schon bei kleiner Leckage ein Signal abgibt. Die Öffnung 18 der Umhüllung 15 kann nach dem Aufbringen auf das Bauteil 10 dicht verklebt oder überklebt werden.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach 2 ist der Aufbau der Umhüllung 15 im Prinzip gleich. Lediglich die Elektroden 20 bilden einen Kreis um das Bauteil 10 und die Innenkontur 16 der Umhüllung 15 bildet einen Masseanschluss 24. Die zwischen den Masseanschluss 24 und die Elektroden 20 eintretende Leckflüssigkeit gelangt an die Elektroden 20 und verändert die Kapazität zu dem Masseanschluss 24, so dass mit einem entsprechend auf Kapazitätsänderungen ausreichenden Sensor das Auftreten von Leckage überwacht und ein Anzeige- und/oder Alarmsignal abgeleitet werden kann. Mit diesem Signal können entspre chende Schutzmaßnahmen, wie Druckabschaltung oder Druckreduzierung im System oder dergleichen eingeleitet werden.
Dieselben Maßnahmen nach 1 oder 2 können bei jeder Form des Bauteils 10 mit entsprechend gestalteter Umhüllung 15 angewendet werden, die auch aus mehreren Zuschnitten zusammengesetzt sein kann.
Die in ein Gesamtsystem einbezogenen Bauteile 10 können individuell oder auch gemeinsam überwacht werden. Bei der gemeinsamen Überwachung werden die Elektroden 20, 25 aller Bauteile 10 parallel geschaltet und mit einem gemeinsamen Sensor verbunden. Bei der individuellen Überwachung der Bauteile 10 ist der Aufwand größer, da jedes Bauteil einen eigenen Sensor erfordert. Die Fehlersuche wird jedoch erleichtert, da die Signale den Bauteilen 10 fest zugeordnet sind.

Claims

Verfahren zum Feststellen von Leckagen an Flüssigkeit führenden Bauteilen mittels eines auf Leckage ansprechenden Sensors, dadurch gekennzeichnet, dass das zu überwachende Bauteil (10) in eine verschließbare Leckflüssigkeit aufnehmende Umhüllung (15) eingebracht wird, dass in die Umhüllung (15) Elektroden (20, 25) eingebettet werden, dass bei in die geschlossene Umhüllung (15) eintretender Leckflüssigkeit der Widerstand und/oder die Kapazität zwischen den Elektroden (20, 25) verändert wird und dass mit einem auf Widerstands- und/oder Kapazitätsänderungen ansprechenden, an die Elektroden (20, 25) angeschlossenen Sensor ein Anzeige- und/oder Alarmsignal ausgelöst wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung (15) des Bauteils (10) aus einem Leckflüssigkeit aufnehmenden Werkstoff hergestellt wird, die zumindest auf der Außenseite flüssigkeitsdicht verschlossen wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (20, 25) in die Umhüllung (15), vorzugsweise in Flussrichtung der Flüssigkeit in dem umschlossenen Bauteil (10), eingebettet werden.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Flüssigkeit aufnehmende Umhüllung (15) mittels einer Öffnung (18) auf das zu überwachende Bauteil (10) aufbringbar ist, wobei die Innenkontur (16) an die Außenkontur des Bauteils (10) angepasst ist und eine elektrische Isolationsschicht trägt, jedoch selbst flüssigkeitsdurchlässig ist, und dass nach dem Aufbringen der Umhüllung (15) auf das Bauteil (10) die Öffnung (18) und die Außenkontur (17) der Umhüllung (15) flüssigkeitsdicht verschließbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem als Schlauch oder Rohr ausgebildeten Bauteil (10) die Umhüllung (15) selbst als in Längsrichtung mit einem Schlitz als Öffnung (18) versehen ist und dass dieser Schlitz nach Aufbringen der Umhüllung (15) auf das Bauteil (10) flüssigkeitsdicht verklebt oder überklebt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Elektroden (20, 25) in Längsrichtung der Umhüllung (15) in den offenporigen Schaumstoff eingebettet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (20, 25) in Längsrichtung der Umhüllung (15) spiralförmig in gleichbleibendem Abstand geführt sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (20, 25) als Drahtgeflecht ausgebildet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung (15) mehrschichtig ausgebildet ist und dass die Elektroden (20, 25) zwischen den Lagen der Umhüllung (15) angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Elektrode (25) als Masseanschluss für den Sensor verwendet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichten der Umhüllung (15) aus flüssigkeitsdurchlässigen Folien, Filz oder Fliess bestehen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 1 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Flüssigkeitssystem hintereinander angeordnete Bauteile (10) mit getrennten Umhüllungen (15) mit eingebetteten Elektroden (20, 25) versehen sind und dass den Elektroden (20, 25) getrennte Sensoren zugeordnet sind oder dass die Elektroden (20, 25) parallel geschaltet und an einem gemeinsamen Sensor angeschlossen sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung (15) aus mehreren Zuschnitten, Formteilen und dgl. zusammengesetzt oder gebildet ist.