DE2045931C3 - Überwachungsvorrichtung für druckmittelgefüllte Systeme - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Überwachungseinrichtung zum Melden von unzulässigem Druckabfall in druckmittelgefüllten Systemen, insbesondere Rohrleitungen, z. B. bei Undichtigkeiten und Rohrbrüchen, mit einem durch den Innendruck im Rohr in einer und durch eine Federkraft in entgegengesetzter Richtung belasteten Kolben, der mit einer Vorrichtung zum Auslösen von Signalen in Verbindung steht.

In druckmittelgefüllten Systemen, z. B. Rohrleitungen, lassen sich Brüche und Undichtigkeiten nicht mit völliger Sicherheit ausschließen. Durch das aus dem System dann austretende Medium können aber erhebliche Schäden angerichtet werden. Daher ist es z. B. für die Betriebssicherheit von Rohrleitungen wichtig, daß bei Rohrbrüchen durch baldiges Absperren des beschädig-

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ten Leitungsteiles die Menge des austretenden Mediums klein gehalten wird

Bei einer derartigen, nach dem Stande der Technik (DT-AS 1 167 676) bekannten Überwachungseinrichtung für das Druckmittelsystem einer Kraftfahrzeugbremsanlage betätigt der Kolben der Überwachungseinrichtung unmittelbar einen Kontaktknopf, wodurch der Stromkreis für eine Warnlampe geschlossen wird, so daß diese aufleuchtet und dem Fahrer den Eintritt des Schadens anzeigt. Eine solche unmittelbare Kontaktbetätigung durch den Kolben hat Nachteile im Hinblick auf die Betriebssicherheit der Überwachungsvorrichtung. Dies gilt insbesondere, wenn die Überwachungseinrichtung an Rohrleitungen angeordnet werden soll, die sich in klimatisch ungünstigen Regionen befinden, beispielsweise an Rohrfernleitungen in den Tropen oder in ariden Klimazonen, oder wenn die Überwachungseinrichtung an Anlagen der chemischen Industrie aggressiven Atmosphären ausgesetzt ist. Als Sicherheitseinrichtung für auftretende Notfälle soll die Überwachungseinrichtung bestimmungsgemäß nur selten ansprechen. Während der langen Stillstandszeiten der Überwachungseinrichtung kann es bei ungünstigen Umgebungsbedingungen, insbesondere durch Korrosion, verhältnismäßig oft zum Festfressen der mechanischen Übertragungsglieder kommen, so daß eine lang andauernde und wartungsfreie Einsatzbereitschaft der Überwachungseinrichtung nicht gewährleistet ist. Ein anderer Nachteil der bekannten Vorrichtung besteht darin, daß es bei unmittelbarer Kontaktbetätigung durch den Kolben auch bei nur kurzzeitigem Absinken des zu überwachenden Druckmitteldruckes zur Abgabe eines Signals kommt. Um die Auslösung eines Fehlalarmes zu vermeiden, sollte die Überwachungseinrichtung jedoch bei den oft unvermeidlichen kurzzeitigen Druckschwankungen nicht ansprechen.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, die Überwachungseinrichtung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß sie auch bei sehr langen Stillstandszeiten und unter ungünstigen Umgebungsbedingungen andauernd funktionsfähig bleibt und nur bei länger dauerndem Druckabfall Signale abgibt.

Gegenstand der Erfindung ist eine Überwachungseinrichtung zum Melden von unzulässigem Druckabfall in druckmittelgefüllten Systemen, insbesondere Rohrleitungen, z. B. bei Undichtigkeiten und Rohrbrüchen, mit einem durch den Innendruck im Rohr in einer und durch eine Federkraft in entgegengesetzter Richtung belasteten Kolben, der mit einer Vorrichtung zum Auslösen von Signalen in Verbindung steht, wobei sich diese Überwachungseinrichtung dadurch kennzeichnet, daß die Kraftübertragung /wischen dem Kolben und der Vorrichtung zum Auslösen von Signalen durch ein Magnetfeld erfolgt, das über ein mit dem Kolben verbundenes Betätigungsorgan veränderbar ist, und daß in die Kraftübertragung zwischen dem Kolben und der Vorrichtung zum Auslösen von Signalen ein einstellbares Verzögerungsglied eingeschaltet ist.

Nach dem Stande der Technik (US-PS 3 022 397) ist zwar ein in einem allseitig geschlossenen Gehäuse angeordneter Flüssigkeitsstandanzeiger bekannt, der mit einem berührungslos über ein Magnetfeld betätigten Schalter zusammenwirkt. Die Verwendung eines solchen berührungslos betätigten Schalters hat hier seinen Grund jedoch darin, daß der Flüssigkeitsraiim vollständig geschlossen sein soll. Es soll also keine dichte Durchführung eines beweglichen Teiles erforderlich sein. Eine solche dichte Durchführung eines bewegli-

ehen Teiles durch eine Wand des zu überwachenden Druckmittelsystems muß jedoch beim Gegenstand der Erfindung funktionsnotwendig vorhamien sein, damit sich der vom Druck des überwachen Systems beaufschlagte Kolben bewegt

Durch die Erfindung wird eine erhebliche Steigerung der Betriebssicherheit der Überwachungseinricntung, insbesondere unter ungünstigen Umgebungsbedingun gen, bei Isig andauernden Stillstandszeiten und auch bei fehlender Wartung erzielt. Weiterhin hat die Überwachungseinrichtung gemäß der Erfindung den Vorteil, daß sie bei kurzzeitigen Druckschwankungen nicht, bei länger andauernden Druckminderungen jedoch absolut sicher anspricht

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung ist vorgesehen, daß ein Teil des Kolbens als Plungerkolhen ausgebildet ist und an seiner vom innendruck im Rohr beaufschlagten Seite mit einem Ansatz versehen ist, welcher einen größeren Durchmesser als der Plungerkolben aufweist, ao wobei der Ansatz bei voll ausgefahrenem Kolben an einer Dichtung anliegt, die die Durchführung des Plungerkolbens in den Druckraum umgibt. Durch den Innendruck im Rohr wird der Kolben gegen die Dichtung gepreßt und so eine sichere Abdichtung erreicht, a,s Insbesondere wird hierdurch vermieden, daß der Innenraum des Rohres nur durch eine schleifende Dichtung nach außen abgedichtet ist, die durch die Bewegung des Kolbens einem Verschleiß unterworfen ist und daher undicht werden könnte.

Zweckmäßig ist die Vorrichtung zum Auslösen von Signalen von einem allseitig geschlossenen, unmagnetischen Gehäuse umgeben. Ein solches Gehäuse bietet Schutz gegen aggressive Atmosphären, behindert jedoch einen Durchtritt des zur Funktion erforderlichen Magnetfeldes nicht.

Zur magnetischen Übertragung der Betätigungskräfte sieht der Kolben zweckmäßig mit einem Permanentmagneten in Verbindung, während die Vorrichtung zum Auslösen von Signalen mit einem weiteren bewegliehen Permanentmagneten in Verbindung steht. Hierbei sind die beiden Permanentmagneten einander so zugeordnet, daß eine Bewegung des einen Permanentmagneten eine Bewegung des anderen Permanentmagneten auslöst.

Das der Überwachungseinrichtung gemäß der Erfindung zugeordnete Verzögerungsglied ist zweckmäßig als Uhrwerk ausgebildet, welches durch Ausfahren des Kolbens bei Druckbeaufschlagung aufgezogen wird und welches beim Einfahren des Kolbens abläuft wobei es nach einer bestimmten Ablaufzeit die Vorrichtung zum Auslösen von Signalen betätigt.

Ein Ausführungsbeispie! des Gegenstandes der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert.

In der Zeichnung ist mit 1 ein Rohr bezeichnet, das überwacht werden soll. Am Rohr 1 ist über eine Öffnung la, die z.B. ins Rohr 1 gebohrt sein kann, ein hohler Aufsatz 2 direkt angeschweißt oder mit Hilfe eines Zwischenflansches angeflanscht. Der Aufsatz 2 trägt wiederum eine Kappe 3. Aufsatz 2 und Kappe 3 sind mit Bohrungen versehen, in welche Durchführungsdichtungen 4 und 5 eingesetzt sind. Die Durchfühiiingsdichtungen 4 und 5 bilden eine doppelte dichte Gleitführung für eine Schubstange 6. Die Schubstange 6 ist mit einer Anschlagscheibe 7 und einer Sliitzscheibe 8 versehen, die den Hubweg der Schubstange 6 begrenzen. Der Innendruck im Rohr 1 wirkt auf das in den der Öffnung la zugewandten Innenraum des Aufsatzes 2 hineinragende Ende der Schubstange 6 wie auf einen Kolben. Die Schubstange 6 wird daher durch den Innendruck im Rohr 1 in die in der Zeichnung dargestellte Stellung gedrückt. Dabei legt sich die Anschlagscheibe 7 gegen die Stirnfläche der Durchführungsdichtung 4, so daß das Rohr 1 nach auben sicher abgedichtet ist Zwischen der Stirnwand der Kappe 3 und der Stützscheibe 8 ist eine Druckfeder 9 angeordnet, die auf die Schubstange 6 eine Kraft ausübt, welche der durch den Innendruck im Rohr 1 auf die Schubstange 6 ausgeübten Kraft entgegengesetzt ist Die Vorspannung der Druckfeder 9 ist so gewählt, daß bei Normalclruck im Rohr 1 die Schubstange 6 die in der Zeichnung dargestellte Stellung einnimmt, die Druckfeder 9 also zusammengedrückt ist. Falls erforderlich, kann die Vorspannung der Druckfeder 9 durch eine Veränderbarkeit der Lage der Stützscheibe 8 auf der Schubslange 6 einstellbar gemacht werden.

Die Schubstange 6 trägt an ihrem aus der Kappe 3 herausragenden Ende eine Rolle 10, gegen welche sich ein Hebel 11 abstützt. Der Hebel 11 ist mit einem Permanentsiabmagneten 12 fest verbunden und mit diesem gemeinsam um eine Achse 18 schwenkbar gelagert. Im einfachsten Fall wird durch eine Torsionsfeder auf den Hebel 11 und den Stabmagneten 12 in der Achse 18 ein Drehmoment im Uhrzeigersinn ausgeübt, so daß der Hebel 11 bei jeder Stellung der Schubstange 6 an der Rolle 10 anliegt. In einem geschlossenen Gehäuse 19 befindet sich im Wirkungsbereich des Stabmagneten 12 ein /weiter Stabmagnet 13, der um eine zur Achse 18 parallele Achse schwenkbar ist. Die jeweils untereinanderliegenden Pole der beiden Stabmagneten 12 und 13 sind ungleichnamig ziehen sich also an. In der in der Zeichnung dargestellten Stellung von Hebe! 11 und erstem Stabmagneten 12 überwiegt die Anziehungskraft der beiden linken Pole, so daß auf den zweiten Stabmagneten 13 bezüglich seiner Drehachse ein Drehmoment im Uhrzeigersinn ausgeübt wird. Der zweite Stabmagnet 13 nimmt dann die in der Zeichnung dargestellte Stellung ein. Werden Hebel 11 und erster Stabmagnet 12 jedoch im Uhrzeigersinn um die Achse 18 so weit geschwenkt, daß sich die beiden rechten Pole der Stabmagneten 12 und 13 näherkommen als die beiden linken Pole, so wird auf den zweiten Stabmagneten 13 ein Drehmoment gegen den Uhrzeigersinn ausgeübt.

Der zweite Stabmagnet 13 klappt dann um und drückt mit seinem linken Ende auf einen Stößel 14. Der Stößel 14 ist das Betätigungsorgan für ein Steuerventil 15. welches in einer Druckmittelleitung zur Signalgabe liegt.

Die Funktion der oben beschriebenen Vorrichtung ist folgende:

Sinkt der Innendruck im Rohr 1, ζ. Β. infolge einer Undichtigkeit, unter einen bestimmten, durch die Wahl der Druckfeder 9 festgelegten Wert ab. so bewegt sich die Schubstange 6 so weit nach rechts, bis die Stützsdieibe 8 am Aufsatz 2 anliegt. Der Hebel 11 folgt dieser Bewegung und schwenkt zusammen mit dem ersten Stabmagneten 12 im Uhrzeigersinn so weit um die Achse 18, bis der zweite Stabmagnet 13 umklappt. Dadurch drückt der zweite Stabmagnet 13 auf den Stößel 14 und betätigt so das Steuerventil 15. Die Betätigung des Steuerventils 15 löst z. B. ein Alarmsignal aus oder bewirkt unmittelbar eine Absperrung des Rohres 1 von dessen Versorgung. Wenn im Rohr 1 aus betrieblichen Gründen kurzzeitige Druckabfälle auftreten können,

die nicht eine Betätigung des Steuerventils 15 auslösen sollen, wird, wie in der Zeichnung dargestellt ist, eine Verzögerungsvorrichtung vorgesehen. Auf den Hebel 11 wird dann nicht in der Achse 18 durch eine Torsionsfeder ein Drehmoment im Uhrzeigersinn ausgeübt, son- s dem der Hebel 11 steht über die Achse 18 mit einem Uhrwerk 16 in Verbindung. Das Uhrwerk 16 wird durch Schwenken des Hebels 11 gegen den Uhrzeigersinn aufgezogen. In der Zeichnung ist der Hebel U bei voll aufgezogenem Uhrwerk 16 dargestellt. Das Uhrwerk 16 fängt an abzulaufen, wenn der Hebel 11 nicht durch die Rolle 10 an einer Schwenkung im Uhrzeigersinn gehindert ist, also bei einem Druckabfall im Rohr 1. Durch den Ablauf des Uhrwerkes 16 wird der Hebel 11 und damit der erste Stabmagnet 12 in einer vorbestimmten Verzögerungszeit in eine Stellung geschwenkt, in der der zweite Stabmagnet 13 umklappt und das Steuerventil 15 betätigt. Steigt der Druck im Rohr 1 jedoch vor Ablauf dieser Verzögerungszeit wieder an, schwenkt die Rolle 10 den Hebel 11 wieder gegen den Uhrzeigersinn, so daß das Uhrwerk 16 wieder aufgezogen wird und keine Betätigung des Steuerventils 15 erfolgt. Die Verzögerungszeit ist mit Hilfe einer Längenverstelleinrichtung 17 an der Schubstange 6 einstellbar. Je größer die Länge der Schubstange t eingestellt ist, desto weiter wird der Hebel 11 bei Normaldruck im Rohr 1 gegen den Uhrzeigersinn geschwenkt. Entsprechend weiter wird auch das Uhrwerk 16 aufgezogen, und entsprechend größer ist die Ver zögerungszeit.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche: 2 3

1. Überwachungseinrichtung zum Melden von unzulässigem Druckabfall in druckmittelgefüllten Sy-Sternen, insbesondere Rohrleitungen, z. B. bei Undichtigkeiten und Rohrbrüchen, mit einem durch den Innendruck im Rohr in einer und durch Federkraft in entgegengesetzter Richtung belasteten Kolben, der mit einer Vorrichtung zum Auslösen von "> Signalen in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftübertragung zwischen dem Kolben (6,7,8) und der Vorrichtung (15) zum Auslösen von Signalen durch ein Magnetfeld erfolgt, das über ein mit dem Kolben (6, 7, 8) ver- »5 bundenes Betätigungsorgan (12) veränderbar ist, und daß in die Kraftübertragung zwischen dem Kolben (6.7,8) und der Vorrichtung (15) zum Auslösen von Signalen ein einstellbares Verzögerungsglied (16) eingeschaltet ist. ^ao

2. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Kolbens (fi_ 7, R) als P!u;;gerko!ben (6) ausgebildet ist und an seiner vom Innendruck im Rohr (1) beaufschlagten Seite mit einem Ansatz (7) versehen ist, welcher »5 einen größeren Durchmesser als der Plungerkolben (6) aufweist, wobei der Ansatz (7) bei voll ausgefahrenem Kolben an einer Dichtung (4) anliegt, die die Durchführung des Plungerkolbens (6) in den Druckraum umgibt.

3. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (15) zum Auslösen von Signalen von einem allseitig geschlossenen, unmagnetischen Gehäuse (19) umgeben ist.

4. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (6, 7, 8) mit einem Permanentmagneten (12) in Verbindung steht, während die Vorrichtung (15) zum Auslösen von Signalen mit einem weiteren beweglichen Permanentmagneten (13) in Verbindung steht.

5. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verzögerungsglied als Uhrwerk (16) ausgebildet ist, welches durch Ausfahren des Kolbens (6, 7, 8) bei Druckbe- +5 aufschlagung aufgezogen wird und welches beim Einfahren des Kolbens abläuft, wobei es nach einer bestimmten Ablaufzeit die Vorrichtung

Auslösen von Signalen betätigt.

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