DE2047020B2

DE2047020B2 - Niveauueberwachungsanordnung

Info

Publication number: DE2047020B2
Application number: DE19702047020
Authority: DE
Inventors: Jens Öle Vasteraas Stilling (Schwe den)
Original assignee: Aktiebolaget Asea Atom, Vasteraas (Schweden)
Priority date: 1969-09-26
Filing date: 1970-09-24
Publication date: 1972-02-10
Also published as: US3640117A; DE2047020A1; SE371496B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung Kum Überprüfen der Funktionsfähigkeit einer Nivcaulibcrwachimgsanordnimg während des Betriebes, die Hus einem Niveaumelder, aus einem niveauabtastenden Organ und aus einem dieses Organ aufnehmenden Nivcaumeldergehäuse besteht, das durch einen Kanal mit dem Behälter verbunden ist, in dem die !•lüssigkcit überwacht werden soll.

Niveaumelder zum Abtasten eines zu hohen oder fen niedrigen Niveaus sind allgemein bekannt, Ein gewöhnlicher Niveaumelder hat einen Schwimmer, der mit einem Arm an einem Schaltergehäuse schwenkbar gelagert ist. Am Gehäuse ist ein Mikroschaltcr angebracht, der gewöhnlich auf magnetischem Wege von dem Schwimmer beeinflußt wird. Der Mikroschalter unterbricht oder schließt einen Stromkreis, der eine akustisch oder optisch alarmgebende Anordnung und/oder ein das Niveau beeinflussendes Organ betätigt. Aus Sicherheitsgründen wird meist ein unterbrechender Mikroschalter bevorzugt.

Bei dem üblichen bekannten Einbau eines solchen Niveaumelders in einen Behälter gibt es keine Möglichkeit, das Funktionieren des Niveaumelders zu überprüfen, ohne das Flüssigkeitsniveau in dem Gel'äl.i absichtlich zu erhöhen oder zu senken. Eine solche Maßnahme ist aber, wenn der Behälter zu einer in Betrieb befindlichen Anlage oder zu einem Sicherheitssystem gehört, im allgemeinen nicht durchführbar. Auch eine mechanische 3eeinf!ussung der beweglichen, im Innern des Behälters angeord-

neten Teile des Niveaumelders ist ohne ein öffnen des Behälters, u. h. ohne Betriebsunterbrechung, nicht möglich.

Es ist eine Einrichtung zur Funktionsprüfung von Niveaumeldern bekannt, mit der eine Funktionsprüfung des Niveaumelders auch während des Betriebes möglich ist. Bei diesem bekannten Niveaumelder ist der Schwimmer, der in einem nach außen völlig dichten Gehäuse angeordnet ist, mit einer Schwimmerstange verbunden, an der Magnete für die Betätigung eines außerhalb des Gehäuses angeordneten und mit diesen zusammenwirkenden Schäkers angebracht sind. Um eine Funktionsprüfung des Niveaumelders auch während des Betriebes zu ermöglichen, ist die Schwimmerstange verlängert worden und ragt in em an dem peliälter angeflanschtes und an seinem Ende verschlossenes Rohr. Für die Verstellung des Schwimmers unabhängig von dem Flüssigkeitsstand dient ein über das Ende des Rohres geschobener ringförmiger Magnet, der mit einem an dem verlängerten Ende der Stange befestigten Magneten zusammenwirkt. Diese bekannte Einrichtung für d^:e Funktionsprüfung eines Niveaumelders erfordert aber einmal einen relativ großen Platzbedarf und zum anderen ist die gezeigte Lösung beschränkt auf solche Niveaumelder, bei denen sich Schwimmerund Schwimmerstangc linear in derselben Richtung bewegen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Überprüfen der Funktionsfähigkeit einer Niveauüberwachungsanordnung während des Belriebes vorzuschlagen, die einfach und zuverlässig ist, nur geringfügige Änderungen am Niveaumeldergehäuse erfordert und auch für drehbar gelagerte Schwimmer verwendbar ist.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelost, daß am Gehäuse ein Leitungsrohr angeschlossen ist, durch das in das Gehäuse für die Prüfung des Niveaumelders entweder ein Gas oder eine Flüssigkeit zuführbar ist und daß das Niveaumeldergehäuse mit dem Flüssigkeitsbehälter durch einen Prüfungsmiltelauslauf verbunden ist. dessen Querschnitt so bemcsss.;¹. ist, daß das für die Prüfung zugeführte Gas bzw. die zugeführte Flüssigkeit zeitverzögert ausläuft, wobei der Prüfungsmittelauslauf entweder einen Teil des Kanals oder einen davon gesonderten zweiten Kanals bildet.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Einrichtung bestehen unter anderem darin, daß an den üblichen Schwimmergehäusen nur geringfügige bauliche Abänderungen erforderlich sind, die zudem nur einen geringen Platzbcdarf und Aufwand erfordern, und daß die Niveaumelderbehälter alle gleich ausgeführt werden können, und zwar auch dann, wenn zwei Niveaumelder zusammenwirken sollen, um einen oberen und unteren Flüssigkeitsstand anzuzeigen. Bei der Montage ist dann lediglich darauf zu achten, daß die Behälter um 180° versetzt zueinander angebracht werden.

Das Niveaiimeldergehäuse ist mit dem Behälter vorzugsweise durch mindestens zwei auf verschiede-IUT I lohe· liegende Stiömungskaiiäle mil verschiedenen Ouersehnittsllächen vcrluiiiden. Dadurch erreicht man iinlcr anderem eine Dämpfung der F.mplindlichkeii heim Abtasien zufälliger Niveauveränderungcn, die liirdas aktuelle Diirchschnilisniveaii im Behälter nichi kuinzeichnenU sind, während eine ausreichende I inpliiHilichkeit beim Abtasten wesentlicher Niveau- \ ei änderungen beibehalten wird.

Soll der Niveaumelder ein zu hohes Niveau abtasten, ist es zweckmäßig, daß der obere Strönumgsl.anal eine große Ouerschniltslläche und der untere tine kleine Qiiersehnittsflüche hat, soll er dagegen tin zu niedriges Niveau abtasten, ist es zweckmäßig, dall der obere Strömungskanal eine kleine und der liniere eine große QuerschniUsfläche hat. Dadurch v.ird unter anderem erreicht, daß die Funktionsprüfung auf eine für das niveauablastende Organ mechanisch schonende Weise ausgeführt werden kann.

Zar Erläuterung ist ein Ausfül.rungsbeispiel der Erfindung nachfolgend an Hand der Zeichnung näher beschrieben, die im Längsschnitt einen TeU eines (icl'üßes zeig¹, das mit einem oberen und einem unteren Niveaumelder versehen ist.

Das gezeigte Gefäß 1. ein Rohr oder Behälter, dessen Boden und Deckel nicht gezeigt ist, gehört Vu einem Sicherheitssystem für einen Kernreaktor und ist bis zu einem veränderlichen Niveau 2 mit Wasser gefüllt, über dem Niveau befindet sich ein Cias, z. B. Luft. In der Wand des Gefäßes 1 sind /wei Löcher, in denen ein oberes Niveaumelderjzchäuse 3 und ein unteres Niveaumeidergehäuse 3' festgeschweißt sind. Die Niveaumeidergehäuse 3 und 3' werden nach außen von je einem Flansch 4 und 4' abgeschlossen, an denen ein oberer Niveaumelder 5 bzw. ein unterer Niveaumelder 5' befestigt sind. Die Niveaumelder 5 und 5' haben als niveauabtastende Organe Schwimmer 6 bzw. 6', die mit je einem Arm 7 bzw. T an in den Flanschen 4 und 4' eingeschraubten Schaltergehäusen 8 bzw. 8'schwenkbar gelagert sind. Jedes Schaltergehäuse enthält einen nicht gezeigten Mikroschalter. Die zum Umstellen des Mikroschallers erforderliche Stcllkraft Λ-ird von dem Schwimmer über den Schwenkarm und einen auf diesem befestigten, nicht gezeigten ersten Magnet auf einen -m Schaltergehäuse angeordneten beweglichen zweiten Magnet übertragen, der mit dem unterbrechenden Organ des Mikroschallers verbunden ist. Jeder Mikrosclialter dient zum Unterbrechen eines nicht gezeigten Stromkreises und dadurch auf bekannte Weise zum Betätigen einer nicht gezeigten optischen oder akustischen alarmgebenden Anordnung.

Jedes Niveaumeidergehäuse 3 bzw. 3' steht mit dem Inneren des Gefäßes 1 durch einen Strömungskanal 9 bzw. 9' mit kleiner Qucrsehnittsfläehc und einem Strömungskanal 10 bzw. 10' mit großer Querschnittsfläche in Verbindung. In der gezeigten Ausführungsform bestehen die Strömungskanäle 9 und 9' aus kleinen, durch eine Zwischenwand 12 bzw. 12' gebohrten Löchern. Die Zwischenwände decken nur gut die Hälfte des vollen Querschnitts der Niveaumeidergehäuse 3 und 3', und die Strömungskanälc 10 und 10' füllen je in Form eines großen Loches den restlichen Teil des jeweiligen Querschnitts aus. Außerdem ist jedes Niveaumeidergehäuse mit einem Eingang 11 bzw. 11' für ein Druckmittel versehen.

Der Abstand zwischen den Niveaunieldem is! abhängig von der gewünschter. 'Regelstrecke. Wird eine sehr kurze Regelstrecke gewünscht, können die beiden Niveaumelder aus l'latzgründen nicht auf der· selben lotrechten Linie angeordnet werden. Nichts hindert jedoch uaian, daß sie aiii verschiedenen loirechten Linien der Gefäßwand angeordnet werden. Das obere Niveaumeidergehäuse 3 ist normalerweise mit Luft '.nid das untere 3' mit Wasser gefüllt.

i'j Außerdem liegt in dem oberen Gehäuse 3 das große Loch 10 oberhalb des kleinen Loches 9 und des Druckmitteleingangs 11, während es in dem unteren Gehäuse3' umgekehrt ist, d.h., das große Loch 10' liegt unterhalb des kleinen Loches 9' und des Druckmitteleingangs Ii/. In beiden Fällen schließen die Zwischenwände 12 und 12' mit einer geraden und horizontalen Kante. Die Druckmitteleingänge 11 und 11' können natürlich auch auf andere Weise als gezeigt angeordnet werd· ·\ wobei jedoch darauf zu achten ist, daß die für ö=n Schwimmer vorgesehene Funktion nicht gefährdet wird.

Die Niveaumelder arbeiten auf folgende Weise: Steigt das Wasserniveau 2 im Gefäß 1, strömt durch das kleine untere Loch 9 Wasser in das obere Niveaumeidergehäuse 3, wobei die Luft verdrängt wird und durch das große Loch 10 herausströmt. Das Wasser hebt den Schwimmer 6 so weit, daß Alarm auf Grund eines ,.u hohen Niveaus gegeben wird. Sinkt das Wasserniveau in dem Gefäß dagegen, strömt Luft durch das kleine obere Loch 9' in das untere Niveaumeidergehäuse 3', während Wasser aus dem großen unteren Loch 10' herausströmt, so daß das Wass^rniveau in dem unteren Niveaumeidergehäuse sowie der vom Wasser getragene Schwimmer 6' so weit sinken, daß Alarm auf Grund eines zu niedrigen Wasserniv^aus gegeben wird. Die großen Löcher 10 und 10' haben eine so große Querschnittsfläche, daß das Wasser, das vom Gefäß 1 in das obere Niveaumeidergehäuse bzw. von dem unte-

4c ren Niveaumeidergehäuse in das Gefäß 1 strömen soll, nicht bedeutend gehindert wird. Die kleinen Löcher 9 und 9' dagegen, sollen aus den nachfolgend angeführten Gründen einen bedeutenden Strömungswiderstand bilden, sie können z. B. einen Durchmesser von vier Millimetern haben.

Um die Funktion des oberen Niveaumelders zu prüfen, läßt man durch die untere ÖfTnung Il Druckw.isser zulaufen. Das Wasser kann z. B. einem Behälter 13 entnommen und mittels einer Pumpe 1.4 unter Druck gesetzt werden. Die in der Zeiteinheit zugeführte Wassermenge muß größer sein als die, die in derselben Zeit durch c'as kleine untere Loch 9 herausläuft. Dadurch steigt, das Wasser im Gehäuse 3 und hebt den Schwimmer 6, so daß bei richtiger Funktion des Niveaumeldcrs 5 Alarm gegeben wird.

Nach abgeschlossener Prüfung läuft das Wasser aus dem Gehäuse 3 durch das untere kleine Loch 9 ab.

Auf entsprechende Weise wir J die Funktion des

unteren Niveaumelders 5' geprüft. Jedoch verwendet man hier Druckluft oder ein anderes unter Druck gesetzte- Gas an Stelle von Druckwasser. So kann man z. B. einer Druckluftflasche IS mit hohem Druck Druckluft entnehmen, den Druck in einem Reduzierungsventil 16 reduzieren und die Druckluft dem

Niveaumeidergehäuse 3' durch die obere ÖfTnung 11' zuführen. Ein Teil der Druckluft strömt durch das obere kleine Loch 9' heraus, während der Rest der Druckluft das Wasserniveau in dem unteren Niveau-

iergchäuse und damit auch den Schwimmer 6' t, so daß bei richtiger Funktion des Niveaulers Alarm gegeben wird. Nach abgeschlossener ung strömt die Luft aus dem Gehäuse 3' durch kleine obere Loch 9' heraus.

Einer der Vorteile der Erfindung liegt darin, caß die Nivcaumcldergehäuse 3 und 3' bei der Herstellung exakt gleichartig ausgeführt werden können, so daß man erst bei der Montage zu bestimmen braucht. in welcher Lage das Gehäuse montiert werden soil.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

020 Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Überprüfen der Funklionsliihigkeit einer Niveauüberwachung während des Betriebes, die aus einem Niveaumelder, aus einem niveauabtastenden Organ und aus einem iliesesOrgan aufnehmenden Niveaumeldeigehäuse besteht, das durch einen Kanal mit dem Behälter verbunden ist, in dem die Flüssigkeit überwacht jverden soll, dadurch gekennzeichnet, öaß am Gehäuse ein Leitungsrohr (11,11') an-};eschlossen ist, durch das in das Gehäuse (3, 3'J iir die Prüfung des Niveaumelders entweder ein C-IS oder eine Flüssigkeit zuführbar ist und daß (las Niveaumeldergehäuse (3, 3') mit dem Flüssigkeitsbehälter durch einen Prüfungsmittelauslauf (9, 9') verbunden ist, dessen Querschnitt so bemessen ist, daß das für die Prüfung zugeführte Gas bzw. die zugeführte Flüssigkeit zeitverzögert auslauft, wobei der Prülungsmittelauslauf (9, 9') entweder einen Teil des Kanals (10, 10') oder einen davon gesonderten zweiten Kanal (9, 9') bildet.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (3, 3') mit dem Behälter (1) durch mindestens zwei auf verschiedener Höhe liegende .Strömungskanäle (9, 10 oder *)'. \'J) mit verschiedenen Querschnittsflächen verbunden ist.

3. Iiinrichtung nach Anspruch 2, bei der der Niveaumelder (S) zum Abt;.¹ ten eines zu hohen Niveaus dient, dadurch gekennzeichnet, daß der obere .Strömungskanal (10) eine große und der untere Strömungskanal (9) eine kleine QuerschnittsMäche hat.

4. Hinrichtung nach Anspruch 2, bei der der Niveaumelder zum Abtasten eines zu niedrigen Niveaus dient, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Strömungskanal (9') eine kleine und der untere Strömungskanal (10') eine große Qucrschnittsfläche hat.