DE1475782B2 - Leckanzeige- und kontrolleinrichtung fuer fluessigkeitslagerbehaelter - Google Patents

Description

sivem, flüssigem Brennstoff, gefahrlos und ohne anomale Verdampfungsverluste gegen Leckage gesichert werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Standrohr an seinem oberen Ende gegenüber der Atmosphäre außerhalb des Lagerbehälters verschlossen und mit dem Gasraum des Behälters oberhalb des höchstzulässigen Behälterfüllstandes ständig über eine Öffnung verbunden und in der Nähe seines in das Lagergut eintauchenden unteren Endes mit diesem über ein Ventil verbindbar ist, das während jeder Lagergutentnahme sowie während jedes Füllvorganges geöffnet ist, und daß im Standrohr in der Nähe seines unteren Endes elektrische Meßelemente zur Messung der aus einem unterschiedlichen Flüssigkeitsstand im Standrohr und im Behälter resultierenden Druckdifferenz- oder Strömungsmeßelemente zur Messung von Änderungen dieser Druckdifferenz in den Pausen zwischen Lagergutentnahmen vorgesehen sind und diese Druckdifferenz als Kriterium undichtheitsbedingter Absenkungen des Lagergutspiegels im Behälter dient, indem bei Abweichungen von einem vorbestimmten Ausgangswert unmittelbar oder über eine zeitliche Integrationsvorrichtung ein Alarm- und/oder Steuersignal ausgelöst wird.

Bei dichtem Behälter und normaler Lagergutentnahme wird demgemäß die gemessene Druckdifferenz stets die gleiche sein. Entsteht aber im Lagerbehälter in einer Pause zwischen zwei Lagergutentnahmen eine Undichtheit unterhalb des Lagergutspiegels, so ergibt sich eine Niveau-Absenkung des Lagergutspiegels im Behälter und damit eine Niveau-Differenz gegenüber dem Standrohr-Flüssigkeitsspiegel; diese wird mittels der elektrischen Druck- bzw. Druckdifferenz-Meßelemente als Zunahme der Druckdifferenz zwischen Standrohr und Behälter gemessen und löst entweder sofort ein Alarm- und/ oder Steuersignal aus, oder es wird direkt oder indirekt mit an sich bekannten Mitteln ein Wert, gegebenenfalls analog, oder digital dem gemessenen Druckdifferenzzunahmewert entsprechend, zeitlich integriert. Durch bekannte Einrichtungen, z. B. integrierende Zeituhren ohne Rückstellung bei Signalunterbrechung oder -änderung bzw. Stromausfall, kann sichergestellt werden, daß bei zwischenzeitlicher Lagergutentnahme (z.B. infolge eines Tankvorgangs) der aufgelaufene Integrationswert nicht gelöscht, sondern nach Beendigung der Lagergutentnahme die jeweils infolge einer eventuell vorhandenen Behälterundichtheit entstehende Druckdifferenz-Zunahme zu dem bereits aufgelaufenen Integrationswert hinzu integriert wird. Nach Erreichen eines vorbestimmten, gegebenenfalls wahlweise einstellbaren Integrationssummen-Endwerts als Kriterium einer gefährlichen Undichtheit des Lagerbehälters wird durch die Integrationsvorrichtung direkt oder indirekt ein Signal, beispielsweise ein Steuer- und/oder ein Alarmsignal ausgelöst. Mittels dieses Signals und/oder manuell wird der Lagerbehälter durch Ventile oder ähnliche wirksame Verschlußmittel in der oder den mit der Atmosphäre direkt oder indirekt in Verbindung stehenden Rohrleitungen, beispielsweise der Entgasungsleitung, in ein geschlossenes Gefäß verwandelt.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben, denen nur Schutz im Zusammenhang mit dem Hauptanspruch zukommt.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung stark vereinfacht dargestellt.

F i g. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Behälteranordnung mit Standrohr und Sicherungseinrichtung, wobei nur die für das Verstehen der Funktion erforderlichen Armaturen eingezeichnet sind. Ebenfalls sind die elektrischen Steuerleitungen nur als einfache (nicht mehrpolige) Leitungen eingezeichnet. Die Stromversorgung ist nicht eingezeichnet;

F i g. 2 zeigt das Prinzip des Standrohrs zur Messung der Druckdifferenzzunahme. Die Saugleitung für die Lagergutentnahme befindet sich innerhalb des Standrohrs;

F i g. 3 zeigt ein weiteres Beispiel der Führung der Lagergutentnahmesaugleitung im Standrohr, bei dem die Betätigung des unteren Standrohrventils durch den Sog in der Saugleitung bewirkt wird.

An Hand der vorstehend aufgeführten Zeichnungen soll die Funktion der Erfindung kurz beschrieben werden. Der Behälter 1 ist mit dem Lagergut 2 gefüllt. In den Behälter hinein ragt, bis in die Nähe der Behältersohle, das Standrohr 3, dessen Innendurchmesser aus Gründen der Anschaulichkeit stark vergrößert dargestellt ist, mit der Standrohrflüssigkeit (Lagergut-Flüssigkeit) 4, der Öffnung 7 im Standrohr oberhalb des höchstzulässigen Lagergutfüllstandes jedoch unterhalb des Domdeckels (oder Behälterscheitels), dem Ventil 5 als untere Öffnung des Standrohrs und dem Druckdifferenzmeßelement 6, das das untere Standrohrende gegenüber dem Lagergut dicht abschließt. Ferner stellt das Tauchrohr 8 die Saugleitung für die Lagergutentnahme dar. Die Saugleitung 8 ist mit der Lagergutentnahmepumpe 9 verbunden und wird oberhalb des Domdeckels durch das Rückschlagventil 10 in zwei Teilabschnitte aufgeteilt. Für die Funktion ist es gleichgültig, ob das Rückschlagventil oberhalb des Domdeckels oder unterhalb des Domdeckels angebracht ist. Die Entgasungsleitung 12, in der das Ventil 13 angeordnet ist, dient zur Be- und Entlüftung des Lagerbehälters im Normalbetriebszustand. Im Normalbetriebszustand ist das Ventil 13 voll geöffnet. Das Druckdifferenzmeßelement (Druckdifferenzgeber) 6 ist durch die elektrische Leitung 21 mit dem Druckdifferenzmeßgerät 14 verbunden. Druckdifferenzmeßelement sowie die elektrische Meßleitung 21 können als eigensichere Stromkreise bzw. eigensichere elektrische Bauelemente ausgeführt sein, sie können auch explosionsgeschützt sein. Für die Funktion ist die eigensichere Ausführung bzw. explosionsgeschützte Ausführung jedoch nicht erforderlich. Eine eigensichere oder explosionsgeschützte Ausführung wird erst dann notwendig, wenn es sich um Lagergut der Gefahrenklasse AI und AII handelt. Die von dem Druckdifferenzmeßgerät 14 gemessenen Werte werden dem Druckdifferenzunahme-Integrator 15 zugeführt, der jede Durckdifferenzzunahme von dem einmal eingestellten Ausgangswert, ζ. B. dem Nullwert an integriert und den jeweils erhaltenen Wert nicht löscht, sondern auch nach längeren Unterbrechungen, z. B. anhaltender Lagergutentnahme, weiterintegriert. Wird ein vorbestimmter, einstellbarer Endwert des Druckdifferenzzunahme-Integrators 15 erreicht (Alarmpunkt), so löst der Integrator ein Steuer- und/ oder Alarmsignal (23) aus, wobei ein akustisches Signal gegebenenfalls durch Zeitschalter bekannter Art vorübergehend oder durch plombierte Alarmschalter dauerhaft gelöscht werden kann. Es kann mit be-

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kannten Mitteln auch eine optische Anzeige bestehen renzmeßelement 6, dem Druckdifferenzmeßgerät 14 bleiben, die beispielsweise den einmal erreichten zugeführt und von dem Druckdifferenz-Zunahme-In-Summenendwert des Integrators dauerhaft festhält tegrator 15 integriert wird. Bei Lagergutentnahme, und anzeigt. Es können aber auch sonstige optische d. h. bei Einschalten des Schaltschützes 11, wird das Signale ausgelöst werden. Die Lagergutentnahme- 5 Ventil 5 wiederum geöffnet, beide Flüssigkeitsspiegel pumpe 9 wird durch das Steuerteil 11, beispielsweise gleichen sich aus, die Druckdifferenzzunahme wird ein Schalt-Schütz, in Betrieb gesetzt. Gleichzeitig mit (infolge des Niveau-Ausgleichs der Flüssigkeitsspiedem Einschalten der Lagergutentnahmepumpe 9 be- gel) gestoppt, der Druckdifferenzzunahme-Integrator wirkt das Schalt-Schütz 11 direkt oder indirekt über stoppt die weitere Integration, ohne jedoch den bereits die Steuerleitung 22 das Öffnen des Magnetventils 16, io aufgelaufenen Integrationswert zu löschen. Nach das sich in der Rohrleitung 20 befindet, die den Beendigung der Lagergutentnahme schließt das Ven-Druckbehälter 17 mit dem druckbetätigten Ventil 5 til 5 wieder, und die Druckdifferenzzunahme wird auf im Standrohr 3 verbindet. Man kann das Ventil 16 als die vorstehend beschriebene Art und Weise zu dem Drei-Wege-Ventil ausbilden, um nach dem Schließen bereits aufgelaufenen Integrationswert des Integradieses Ventils die Leitung 20 zwischen Ventil 5 und 15 tors 15 integriert, bis der vorbestimmte Integra-16 zu entlüften (bzw. bei Vakuum-Betätigung zu be- tionssummen-Endwert erreicht ist, der als sogenannlüften). Das Öffnen des Ventils 16 bewirkt, daß bei ter Alarmwert Alarm- und Steuermaßnahmen, z. B. eingeschalteter Lagergutentnahmepumpe 9 das Ven- eine Auslaufsicherung, auslöst. Der Alarm kann akutil5 im Standrohr geöffnet ist und die Flüssigkeits- stisch und/oder optisch erfolgen, wobei der akustispiegel im Behälter und Standrohr während der Ent- 20 sehe Alarm durch Zeitschalter und/oder Plombennahme oder unmittelbar danach, stets gleiches Ni- schalter, die in der elektrischen Leitung für das akuveau aufweisen. In dem Druckbehälter 17 (in diesem stische Alarmsignal liegen, vorübergehend oder Ausführungsbeispiel soll es sich um einen Preßluft- dauerhaft abgeschaltet werden kann. Die Steuerleidruckbehälter handeln) wird der erforderliche Preß- tung 30 bewirkt gleichzeitig, durch Öffnen des im luftdruck durch den Kompressor 24 erzeugt, der 25 Normalbetriebszustand geschlossenen Magnetventils durch die Leitung 26 mit dem Druckbehälter 17 ver- 18, das in der Druckleitung 19 zwischen Ventil 13 bunden ist, und dessen Einsatzregelung durch den und Druckbehälter 17 liegt, die Entsperrung des Pressostaten 25 auf bekannte technische Art und Ventils 13 in der Entgasungsleitung (in diesem Aus-Weise geregelt wird. führungsbeispiel durch Zuführung von Preßluft aus

Infolge: der Lagergutentnahme sinkt der Flüssig- 30 dem Druckbehälter 17 zum Entsperrungselement des keitsspiegeLin dem Lagerbehälter um den Betrag der Ventils 13). Der Behälter wird also in diesem Augen-Flüssigkeitsentnahme. Da das Standrohr zum Gas- blick zu einem (bis auf die Leckstelle 31) geschlosseraum hin oben geöffnet ist und das Ventil 5 eben- nen Gefäß gemacht. Auch das Ventil 18 kam als falls geöffnet ist, sind nach der Lagergutentnahme Drei-Wege-Ventil (wie das Ventil 16) ausgebildet, die Flüssigkeitsspiegel des Behälters sowie des 35 um nach dem Schließen des Ventils 18 die Leitung Standrohrs niveaugleich. Um zu verhindern, daß die 19 zwischen Ventil 18 und Ventil 13 (oder dessen Spiegelabsenkung im Standrohr, gegebenenfalls Entsperrungsvorrichtung) zu entlüften (bzw. bei durch einen zu kleinen Ventilquerschnitt des Ven- Vakuum-Betätigung zu belüften),
tils 5, langsamer vonstatten geht als die Spiegelabsen- Die Steuerleitung 30 bewirkt mit der Öffnung des kung im Behälter, kann in der Steuerleitung 22 ein 40 Ventils 18 gleichzeitig, oder mit einer vorbestimmten Verzögerungsglied, beispielsweise ein Relais mit An- zeitlichen Verschiebung, das Anlaufen der Vasprechverzögerung, angeordnet werden. Damit wird kuumpumpe 28, die den Gasraum oberhalb des erreicht, daß das Ventil 16, und damit das Ventil 5 Lagerguts so lange oder so hoch evakuiert, bis der an verzögert schließen und ein genauer Niveau-Aus- den Gasraum des Lagerbehälters (in diesem Fall gleich beider Flüssigkeitsspiegel sichergestellt wird. 45 an die Evakuierungsleitung 32 angeschlossene An Stelle des Verzögerungsgliedes 27 können auch Vakuumschalter 29 an die Vakuumpumpe ausschaldie Ventile 16 und/oder 5 als Ventile mit Schließver- tet. Dieses Ausschalten erfolgt erst dann, wenn der zögerung ausgeführt werden. Außendruck (z. B. atmosphärische oder hydrostati-

Im Normalbetrieb bei unterhalb des Lagergutspie- sehe Druck des den Behälter umgebenden Flüssiggels dichtem Behälter wiederholen sich die oben be- 50 keitsmediums, wie z. B. Grundwasser) mindestens schriebenen Vorgänge kontinuierlich, ohne daß im gleich oder höher ist als der hydrostatische Druck Gasraum des Behälters, falls nicht aus später noch der Lagergutsäule an der Behältersohle bei höchstem angeführten Sondergründen erwüncht, bei Lagergut- (zulässigen) Behälterfüllstand. Die Steuerung des Vaentnahme ein Unterdruck entsteht, und ohne daß kuumschalters 29 kann auch durch ein besonderes am Druckdifferenzmeßelement 6 eine Druckdiffe- 55 Standrohr, das bis zum Behälterboden reicht, auf berenzzunahme gemessen wird. kannte Art und Weise derart erfolgen, daß das Va-

Entsteht nun unterhalb des Flüssigkeitsspiegels, kuum im Gasraum füllstandsabhängig in dem Maße

beispielsweise im Punkte 31 (s. Fig. 1), eine Undicht- geregelt wird, daß keine Flüssigkeit aus der ange-

heit (die bei dem vorher beschriebenen Normalbe- nommenen Undichtheit 31 austreten kann. In F i g. 3

triebszustand nicht vorhanden war), so wird während 60 wird ein Beispiel gezeigt, bei dem die Lagergutauslei-

der Lagergutentnahmepausen ein Absinken des Flüs- tung 8 bis in die Nähe des Druckdifferenzelements 6

sigkeitsspiegels im Behälter, jedoch nicht im Stand- geführt ist. Bei dieser Ausführungsform ist darauf zu

rohr stattfinden, weil während der Lagergutentnah- achten, daß die Durchlaßöffnung des Ventils 5 so

mepausen das Ventil 5 geschlossen ist. Es entsteht groß bemessen wird, daß mindestens die maximale

also am Standrohrboden infolge der im Standrohr 65 Lagergutentnahmemenge praktisch widerstandslos

höheren Flüssigkeitssäule eine Druckzunahme gegen- · durchfließen kann (durch das Ventil 5). Nach Mög-

über der Behältersohle und damit eine Druckdiffe- lichkeit ist ein größerer Durchlaßquerschnitt zu wäh-

renzzunahme, (s. F i g. 1), die von dem Druckdiffe- len, um einen schnelleren Niveauausgleich zwischen

Behälterflüssigkeitsspiegel und Standrohrflüssigkeitsspiegel zu gewährleisten. Ob das Ventil 16 oder das Ventil 5 als Ventil mit Schließverzögerung ausgeführt wird, ist für die Wirkungsweise der Einrichtung ohne Bedeutung.

An Stelle der Preßluft- bzw. Preßgas-betriebenen Bauelemente können selbstverständlich auch in entsprechender Abwandlung, die dem Fachmann geläu-

fig sind, auf Vakuumbasis arbeitende pneumatische Aggregate und Bauelemente, hydraulische Aggregate und Bauelemente sowie elektrisch arbeitende Bauelemente wie z. B. Magnetventile verwendet werden. Der Einsatz der Sicherungseinrichtung kann auch manuell erfolgen, ganz gleich, ob die Leckanzeige mit pneumatischen, hydraulischen oder elektrischen Mitteln bewirkt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

3095Π/118

Claims (5)

1 2 Die Erfindung bezieht sich auf eine Leckanzeige-Patentansprüche: und Kontrolleinrichtung für Flüssigkeitslagerbehälter mit normalerweise unter Atmosphärendruck stehen-

1. Leckanzeige- und Kontrolleinrichtung für dem Gasraum mit einem im Behälter angeordneten, Flüssigkeitslagerbehälter mit normalerweise unter 5 bis zur Behältersohle oder in deren unmittelbare Atmosphärendruck stehendem Gasraum mit Nähe reichenden Standrohr, das zur Messung der einem im Behälter angeordneten, bis zur Be- Absenkung des Lagergutspiegels infolge einer Lekhältersohle oder in deren unmittelbare Nähe rei- kage sowie zur Messung der Anhebung oder Absenchenden Standrohr, das zur Messung der Absen- kung des Lagergutspiegels beim Befüllen oder bei kung des Lagergutspiegels infolge einer Leckage io Flüssigkeitsentnahme dient.

sowie zur Messung der Anhebung oder Absen- Es ist bereits ein Verfahren (deutsche Patentschrift

kung des Lagergutspiegels beim Befüllen und bei 1180200) zur Verhinderung des Ausfließens von

Flüssigkeitsentnahme dient, dadurch ge- Lagerflüssigkeit durch eine etwaige Leckstelle aus

kennzeichnet, daß das Standrohr (3) an einem Flüssigkeitslagerbehälter bekannt, nach wel-

seinem oberen Ende gegenüber der Atmosphäre 15 chem im Falle der Feststellung einer Leckage im Be-

außerhalb des Lagerbehälters (1) verschlossen hälter oberhalb des Flüssigkeitsspiegels ein dem hy-

und mit dem Gasraum des Behälters oberhalb drostatischen Druck an der tiefsten Stelle des Behäl-

des höchstzulässigen Behälterfüllstandes ständig ters mindestens gleich großer Unterdruck erzeugt

über eine Öffnung (7) verbunden und in der wird. Das erwähnte Verfahren bedient sich dabei zur

Nähe seines in das Lagergut (2) eintauchenden 20 Herstellung des Ausgleichsdrucks bekannter Mittel

■unteren Endes mit diesem über ein Ventil (5) ver- der Leckanzeige- und Regeltechnik, die die erforder-

bindbar ist, das während jeder Lagergutentnahme liehen Ventile und Vakuumpumpen entsprechend

sowie während jedes Füllvorganges geöffnet ist, steuern.

und daß im Standrohr in der Nähe seines unteren Es sind ferner Einrichtungen zur Leckanzeige an Endes elektrische Meßelemente (6) zur Messung 25 Flüssigkeitsbehältern bekannt, bei denen ein Absinder aus einem unterschiedlichen Flüssigkeitsstand ken des Flüssigkeitsspiegels im Behälter, das nicht im Standrohr und im Behälter resultierenden durch normale Lagergutentnahme verursacht ist, Druckdifferenz- oder Strömungsmeßelemente zur einen Unterdruck im Behälter oder im Behälter-Messung von Änderungen dieser Druckdifferenz standrohr erzeugt und dieser so erzeugte Unterdruck in den Pausen zwischen Lagergutentnahmen vor- 30 außerhalb des Lagerbehälters zur Anzeige einer etgesehen sind und die Druckifferenz als Krite- waigen Undichtheit des Behälters benutzt wird. Ferrium undichtheitsbedingter Absenkungen des ner sind Leckanzeigevorrichtungen bekannt, bei de-Lagergutspiegels im Behälter dient, indem bei nen die Leckanzeige durch Messung von Druckände-Abweichungen von einem vorbestimmten Aus- rungen bewirkt wird, die durch Absenkungen des gangswert unmittelbar oder über eine zeitliche 35 Flüssigkeitsspiegels im Behälter verursacht sind und Integrationsvorrichtung (10) ein Alarm- und/oder bei denen eine Nullpunktverschiebung bei Flüssig-Steuersignal ausgelöst wird. keitsentnahme und beim Befüllen erfolgt (deutsche

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- Gebrausmuster 1 848 793, 1 865 752).
kennzeichnet, daß die Schließbetätigung des Ven- Diese Einrichtungen setzen eine absolute Vakuumtils (5) am unteren Ende des Standrohrs (3) ver- 40 dichtheit der Behälterdichtungen und Verschlüsse sozögert erfolgt. wie der Meßleitungen voraus, da jegliche Undichtheit

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- dieser eine Alarmsignalgabe im Falle einer Undichtkennzeichnet, daß bei Verwendung des Stand- heit unterhalb des Flüssigkeitsspiegels im Behälter rohrs zugleich als Saugleitung (8) für die Lager- verhindern würde.

gutentnahme in der Öffnung (7) oberhalb des 45 "Bei unter Atmosphärendruck stehenden Lagerbehöchstzulässigen Füllstandes zwischen Standrohr- hältern für Flüssigkeit ist es weiterhin bekannt, in innerem und Gasraum des Behälters ein Ventil dem Behälter ein bis in die Nähe des Behälterbodens angeordnet ist, das selbsttätig während der reichendes Tauchrohr anzuordnen und durch etwaige Lagergutentnahme geschlossen und nach ihrer Druckänderungen im Luftraum dieses Tauchrohrs Beendigung geöffnet wird, und daß in der Saug- 50 eine Alarmeinrichtung auszulösen sowie beim Füllleitung zwischen Lagergutentnahmepumpe und Vorgang oder bei betriebsmäßiger Flüssigkeitsentoberem Standrohrende ein vakuumdichtes Rück- nähme den Luftraum des Tauchrohrs mit der Atmoschlagventil (10) oder ein sonstiges simultan mit Sphäre zu verbinden.

der Lagergutentnahmepumpe arbeitendes, bei Bei auf Absenkungen des Flüssigkeitsspiegels in

einem Entnahmevorgang sich öffnendes Ventil 55 einem Lagerbehälter ansprechenden Leckanzeigege-

eingebaut ist. raten anderer Bauart ist es auch bekannt, die Anzei-

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge- gen zwischen den einzelnen Entnahmepausen zu kennzeichnet, daß die Saugleitung (8) vakuum- einem Gesamtwert zu addieren.

dicht in das Standrohr (3) eingeführt ist und bis Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

annähernd zu dessen tiefstem Punkt reicht. 60 Leckanzeige- und Kontrolleinrichtung für Flüssig-

5. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge- keitslagerbehälter der eingangs genannten Gattung zu kennzeichnet, daß zur Öffnung des Ventils (S) am schaffen, die nicht auf absolute Vakuumdichtheit unteren Ende des Standrohrs (3) der Sog in der sämtlicher Behälterdichtungen, -verschlüsse und Saugleitung (8) während der Lagergutentnahme Meßleitungen angewiesen ist und bei der normalerdient. 65 weise, das heißt bei NichtVorhandensein einer schädlichen Leckage das Lagergut frei von Unterdruck gehalten wird, so daß auch Lagerbehälter für ein La-

gergut mit hohem Dampfdruck wie z. B. hochexplo-