DE1976406U - Vorrichtung zum feststellen der anwesenheit einer bestimmten fluessigkeit, insbesondere an einem der beobachtung entzogenen ort. - Google Patents

Description

Hectronic AG Zumikon

'ichtung zum Peststellen der Anwesenheit,einer bestimmten Flüssigkeit, insbesondere an einem der Beobachtung entzogenen Ort

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Peststellen der Anwesenheit einer bestimmten Flüssigkeit, insbesondere an einem der Beobachtung entzogenen Ort, wo sich gegebenenfalls auch eine andere als die zu überwachende Flüssigkeit einfinden kann.

Dieses Problem stellt sich beispielsweise bei Tankanlagen zur Lagerung von flüssigen Erdölprodukten, wie Heizöl, Benzin, Petrol usw. Derartige Tankanlagen müssen ins- ; besondere in Gebieten mit Grundwasservorkommen gegen Un-. dichtigkeit überwacht werden. Zu diesem Zwecke werden ins-

• besondere erdverlegte Tanks mit einer Betonschale unterbaut, • ' * ■ deren'Abfluss in einen Kontrollschacht oder Kontrollabscheider mündet. Die Betonschale besitzt-gegen den Kontrollschacht

hin eine bestimmte Neigung, so dass Sickerwasser und eventuelle Leckflüssigkeit in den Schacht fliessen kann. Zur Ueberwachung einer solchen Tankanlage muss in periodischen Abständen eine Probe der Flüssigkeit aus dem Schacht ,heraufgeholt und das Vorhandensein von Leckflüssigkeit kontrolliert werden.

Eine selbsttätige, kontinuierliche Ueberwachung der 'im Auffangscbacbt-sich-allenfalls ansammelnden Leckflüssigkeit mittels eines Schwimmers oder eines anderen auf das Vorhandensein von Erdölprodukten ansprechenden Fühlers stösst in der Praxis deshalb auf Schwierigkeiten,' weil im erwähnten Auffangschacbt ausser allenfalls der Leckflüssigkeit meistens auch Wasser gesammelt wird, das aus atmosphärischen Niederschlägen stammt oder durch Kondensation aus der Luft abgeschieden wird. Daher ist der Flüssigkeitsspiegel einer ständigen Schwankung unterworfen, und es sollte zwischen zwei verschiedenen Flüssigkeiten unterschieden werden können. So darf die Ueberwachungseinrichtung beim Vorhandensein von-.Wasser allein kein Signal geben, sollte hingegen einen Alarm auslösen, nachdem eine bestimmte Menge Leckflüssigkeit im Schacht vorhanden ist. Diese Wirkung muss auch bei sbh ständig änderndem Wasserniveau gewährleistet sein.

Die Erfindung bezweckt die Lösung der geschilderten oder ähnlicher Aufgaben. Dieses Ziel--wird mit der Einrichtung gemäss der Erfindung erreicht,'welche sich im wesentlichen

. * dadurch auszeichnet, dass ein Flüssigkeitsdetektor vo'r-

■vs hand en ist, der einen auf Benetzung durch Flüssigkeiten

: ansprechenden Fühler an einem Schwimmer aufweist und in der ' zu überwachenden. Flüssigkeit sinkt, aber auf Flüssigkeiten mit höherem spezifischen Gewicht so schwimmt, dass der Fühler sich oberhalb des Flüssigkeitsspiegels befindet.

Weitere Merkmale und Einzelheiten der Einrichtung ■ gemäss der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles und aus der beiliegenden Zeichnung. ι Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Flüssigkeits-

; _;. . detektors der Einrichtung gemäss der Erfindung im senk-

'■-.■*,--■.i·»■-■■- rechten Schnitt und teilweise in Ansicht; ^;.; ^r.I . ' Fig. 2 zeigt ein Beispiel der gesamten Einrichtung in Anwendung zur lecküberwachung eines Tankes, ebenfalls ... . im senkrechten Schnitt.

.Der in Fig. 1 dargestellte Flüssigkeitsdete.ktor

-:■ .. weist einen toroidförmigen Schwimmer 10 auf,- an dem ein Gehäuse 11 mittels Verstrebungsarmen 12 derart befestigt ist, dass das Gehäuse 11 mit., seiner Längsachse vertikal zur Toroidebene in der Mitte des,Toroides liegt. Das Ge- _^ häuse 11,ist mit Oeffnungen 15 und 14 versehen, die einen

freien Ein- und Austritt von Flüssigkeiten ermöglichen. Das Gehäuse 11, das zylindrisch odör prismatisch sein kann, ist unten mit einem Boden 11a abgeschlossen. Im oberen

-A-

Teil des Gehäuses 11 ist ein licht-elektrischer Fühler 15 angeordnet,' der auf eine Benetzung durch eine Flüssigkeit· anspricht. Der Fühler 15 besteht aus einem eigenen Gehäuse· 16, aus einer Lichtquelle 17, einem bogenförmig verlaufenden Lichtleiter 18, aus einem lichtempfindlichen Element 19 zwecks Kontrolle der Aenderungen des Lichtstromes durch den Lichtleiter 18 und aus einem weiteren lichtempfindlichen Element 20, das zwecks Kontrolle der Lichtquelle „17 ein-gebaut ist. Zur Lichtquelle 17 und zu den beiden lichtempfindlichen Elementen 19 und 20 führen'elektrische Leitungen 17a, 19a und 20a, die zu einem Kabel 21 vereinigt sind. Die Teile 17, 19 und 20 sind im Innern des Gehäuses 16 untergebracht, wogegen der Lichtleiter 18 zum Teil ausserhalb des Gehäuses 16, aber innerhalb des Gehäuses 11 verläuft. Auf dem Gehäuse 11 ist weiters ein Metallschirm 22 befestigt, der den Zutritt von Aussenlicht zum Lichtleiter 18 verhindert, dabei aber in einem kleinen Abstand vom toroidförmigen Schwimmer 10 bleibt, damit für Flüssigkeiten ein Durchgang offen bleibt. Der untere Teil des Gehäuses 11 bildet einen Sammelraum zur Aufnahme von Anpassungs-Ballast, der auf dem Boden 11a des Gehäuses 11 z.B. in Form von dünnen Metallscheiben 23 abgelegt ist. Durch Zugeben oder Wegnehmen dieses Ballastes 23 kann die Eintauchtiefe UTMb-das spezifische Raumgewicht des Flüssigkeitsdetektors entsprechend der zu überwachenden Flüssigkeit geändert werden.

%■> ü<v^r«st

Für die meisten praktischen Anwendungsfälle wird das spezifische Raumgewicht des beschriebenen Flüssigkeitsdetektors so eingestellt, dass es kleiner ist als das spezifische Gewicht von Wasser, aber wenig grosser als jenes eines zu überwachenden flüssigen Erdölproduktes. Αμ£ diese Weise wird erreicht, dass der Flüssigkeitsdetektor auf Wasser derart schwimmt, dass sich der lichtleiter 18 vollständig über dem Flüssigkeitsspiegel 24 des Wassers befindet. In einer Flüssigkeit mit niedrigerem spezifischen Gewicht hingegen sinkt der Flüssigkeitsdetektor unter. Ist diese Flüssigkeit z.B. Heizöl mit einem spezifischen Gewicht von O₁92, so wird in den Unterteil des Gehäuses 11 so viel Ballast 23 eingelegt, dass der Flüssigkeitsdetektor schon.in einer·Flüssigkeit mit dem spezifischen Gewicht 0,925 sinkt. Wenn sich dem Wasserspiegel 24 Heizöl überlagert, steigt daher der Flüssigkeitsdetektor nicht in entsprechendem Mass nach oben, weshalb der Lichtleiter 18 benetzt wird, wenn der Heizölspiegel das Niveau 25 erreicht. An der benetzten Stelle des Lichtleiters 18 wird der Unterschied der optischen Brechungsindizes innerhalb und ausserhalb des Lichtleiters beträchtlich vermindert, so dass dort ein gcösserer'-Teil des Lichtstromes in die Flüssigkeit austritt und eine geringere Lichtmenge zum lichtempfindlichen Element 19 gelangt. Dies hat eine Aenderung des elektrischen Stromes in der Leitung 19a zur Folge

und kann zum Betätigen einer Registrier-, Steuer- und/oder Alarmvorrichtung benutzt werden-.

Die Anordnung, des beschriebenen Plüssigkeitsde'ijektors für die lecküberwachung eines unterirdischen Tankes für flüssige Erdölprodukte ist vorzugsweise von der in i"ig. 2 gezeigten Art. Der Plüssigkeitsdetektor wird mittels des Schwimmers 10 in einem vertikalen Rohr 26 mit Spiel geführt. Das Rohr 26 we'ist einen Längsschlitz. 27 auf,- damit innen die Spiegel 24 und 25 der Flüssigkeiten mit denjenigen der Umgebung übereinstimmen. Das Rohr 26 ist in einem Schacht 28 angeordnet und an dessen Wand mittels einer Schiene 29 in der Höhe verstellbar befestigt. Damit sich der Plüssigkeitsdetektor leicht entsprechend dem jeweiligen Niveau 24 des Wassers im Rohr 26 auf- -und abwärts bewegen kann, ist das Anschlusskabel 21 schraubenlinienförmig ausgebildet. Das obere Ende des Kabels 21 ist mittels einer oben am Rohr 26 befestigten Klemme 30 mit einem gewöhnlichen Kabel 31 verbunden, das zu einer elektrischen Registrier-, Steuer- und/oder Alarmvorrichtung 32 führt."Das Rohr 26. wird in der Höhe derart eingestellt, dass das Kabel 21 den Schwimmer 10 in nur unbedeutender Weise belastet oder nach oben zieht, wenn der Wasserspiegel 24 auf einem mittleren Niveau seines Schwankungsbere.iches liegt.

Der Schacht 28 befindet sich in unmittelbarer Nähe eines unterirdischen Tankes 33 zur Lagerung von Heizöl,

.Petrol, Benzin oder ähnlichen im Vergleich zu Wasser leichteren Flüssigkeiten. Der Tank 33, zu dessen normalerweise abgedeckter Oeffnung 34 ein kleiner Schacht 35 führt,.liegt auf einer grobkörnigen, z.B. -aus Schotter, gebildeten Materialschicht 36, die auf einer flüssigkeitsdichten Betonschale 37 aufgebracht ist. Die Betonschale 37 hat eine kleine· Neigung zum Schacht 28 und leitet sowohl das durch atmosphärische niederschlage anfallende Wasser als auch allenfalls die wegen eines Lecks im Tank 33 entweichende. Flüssigkeit durch eine Oeffnung 38 in den Schacht 28.

Der Schacht 28 ist zweckmässig vom Boden bis zu einer bestimmten Höhe so weit verengt, dass dort nur noch das Rohr 26 Platz hat. Dadurch wird ein baldiges Ansprechen des Flüssigkeitsdetektors im Falle eines Lecks erreicht, wenn kein Wasser im Schacht 28 vorhanden ist.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Lecküberwachungseinrichtung ist wie folgt: Befindet sich im Schacht 28 keine Flüssigkeit oder lediglich Wasser, so bleibt der Lichtleiter 18 (Fig. l) trocken, weshalb praktisch der volle Lichtstrom durch den Lichtleiter 18 hindurch zum lichtelektrischen Element 19 gelangt. Bei schwankendem Wasserniveau 24 hält der Schwimmer 10'cLen Lichtleiter 18* stets ein wenig über dem Wasserspiegel, wie weiter vorn schon erwähnt wurde. Wenn zufolge eines Lecks aus dem Tank 33 Flüssigkeit austritt, sammelt sich diese ebenfalls im . Schacht 28, wobei sie wegen ihres geringeren spezifischen

Gewichtes eine Schicht auf dem Wasserspiegel 24 bildet. Das spezifische Raumgewicht des Flüssigkeitsdetektors ist, wie bereits erwähnt, ein wenig höher als das spezifische Gewicht der zu überwachenden Leckflüssigkeit. Der Schwimmer 10 sinkt daher in der Leckflüssigkeit unter, d.h. dass durch das Auftreten von Leckflüssigkeit eine Benetzung des Lichtleiters 18 und folglich ein Ansprechen der Registrier-, Steuer und/oder Alarmvorrichtung 32 herbeigeführt wird, wie weiter vorn erläutert wurde. Diese Wirkungsweise ist unabhängig von der Höhe des Wasserspiegels 24, was ale wesentlichster Vorteil der Einrichtung anzusehen ist.

Eine Besonderheit der geschilderten Wirkungsweise er-, gibt sich aus der Tatsache, dass der Schwimmer 10 ein toroidförmiger Körper ist. Dieser hält die ausserhalb des Ringes anfallende Leckflüssigkeit zunächst vom Zutritt zu dem vom Schwimmer umschlossenen Innenraum und damit vom Lichtleiter 18 fern. Gemäss dem Prinzip der kommunizieren-, den Rohre steigt dabei aber der Wasserspiegel innerhalb des-Ringes fast so hoch wie der Spiegel 25 der Leckflüssigkeit ausserhalb des Schwimmers 10, wobei nur ein geringer Unterschied entsprechend' der Differenz der spezifischen Gewichte von Wasser und der leichteren Leckflüssigkeit bestehen bleibt. So ist ermöglich, dass der Lichtleiter 18 beim Anfallen einer genügenden Menge Leckflüssigkeit nicht von dieser, sondern von dem Wasser benetzt wird und sauber

bleibt. Diese unter Urastänäen vorteilhafte Eigenschaft der Einrichtung lässt sich gewünschtenfalls durch eine besondere Formgebung des ringförmigen Schwimmers 10 oder durch Anbringen eines in Umfangsrichtung geschlossenen, vertikalen Schutzkragens an der Oberseite des Schwimmers 10 noch sicherer gewährleisten.

. Selbstverständlich braucht der Fühler 15 nicht unbedingt lichtelektrischer Natur -zu*sein. Anstelle des Lichtleiters 18 könnte z.B. ein als Fühler dienender temperaturabhängiger Widerstand vorhanden sein, der elektrisch beheizt wird und dessen Temperatur und somit auch der Wider-, standswert sich beim Benetzen mit Flüssigkeit ändert.

Ebenso ist es möglich, den lichtelektrischen Fühler 15 in einer anderen Lage auf dem Schwimmer 10 anzubringen, z.B. derart, dass der Lichtleiter 18 nach oben aus dem Gehäuse herausragt. In diesem Fall kann die schraubenlinienförmig gewundene Kabelleitung 21 zweckmässig von unten her zum Flüssigkeitsdetektor geführt sein.

Claims (8)

P.A.636 953*-8.11. Schutzansprüche

1. Vorrichtung zum Feststellen der Anwesenheit einer "bestimmten Flüssigkeit, insbesondere an einem der Beobachtung entzogenen Ort, mit einem Flüssigkeitsdetektor, der einen auf Benetzung durch !Flüssigkeiten ansprechenden Fühler an einem Schwimmer aufweist und in der zu überwachenden flüssigkeit sinkt, aber auf Flüssigkeiten mit höherem spezifischen Gewicht so schwimmt, daß der reagierende Seil des Fühlers sich oberhalb des Flüssigkeitsspiegels befindet, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmer (10) ein toroidförmiger Körper ist, über dessen Zentrum der reagierende leil (18) des Fühlers (15) durch Verstrebungsarme (12) gehalten ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der reagierende Teil (18) des Fühlers (15) sich innerhalb des von dem toroidförmigen Schwimmer (10) umgrenzten Raumes befindet, und zwar über dem Niveau (24) des Wassers und unter der Oberkante des Schwimmers.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Schwimmer (10) ein Speicherraum verbunden ist, der im Einsatz unterhalb des Auftrieb-Schwerpunktes des Schwimmers (10) liegt und zur Aufnahme von Anpassungs-Ballast (23) dient.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsdetektor einen lichtelektrischen Fühler (15) aufweist, der

durch eine schraubenlinienförmig verlaufende Kabelleitung (21) mit einem feststehenden Anschluss einer elektrischen Melde-, Alarm- und/oder Registriervorrichtung (32) in Verbindung steht.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der licht-elektrische Fühler (15) in einem Gehäuse (ll) angeordnet ist, das Oeffnungen (13, 14) für den Ein- und Austritt der Flüssigkeiten aufweist und mit einem Schirm (22) zur Abschirmung eines Lichtleiters (18) des Fühlers (15) gegen Aussenlicht versehen ist.

6. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicherraum für den Anpassungs-Ballast (23) und das Gehäuse (ll) für den Fühler (15) zusammen eine Einheit bilden, die koaxial zum toroidförmigen Schwimmerkörper.(10) angeordnet ist.

7. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitsdetektor in 'einem stationären, wenigstens annähernd senkrecht verlaufenden Führungsrohr (26) angeordnet ist, welches einen Längsschlitz (27) zum Durchlassen von Flüssigkeiten aufweist.

8. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das spezifische Eaumgewicht des Flüssigkeitsdetektors zwischen jenem von Wasser und jenem eines zu überwachenden, flüssigen Erdölproduktes eingestellt ist.

9· Einrichtung na<*h Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Plüssigkeitsdetektor in einem Schacht (28) neben einem auf Leck zu kontrollierenden Tank (33) für flüssige Erdölprodukte angeordnet ist, in welchen Schacht (28) ein Ablauf (38) eines Sammelbeckens (36, 37) unter dem Tank (33) mündet.