DE2141000B2 - Vorrichtung zur Überwachung eines unter Druck stehenden Flüssigkeitssystem - Google Patents

Description

Abhängigkeit von Druckdifferenzen zwischen Be- Zu diesem Zweck wird erfindungsgiir/iiS vorgezugsdruck und S«\ stemdruck den Systemdruck als 20 schlagen, die Vorrichtung zur Überwachung eine·* Stellgröße einem Steuerventil (32) zuführt, das unter Druck stehenden Flüssigkeitssystems so auszumit einer Verzögerungseinrichtung (35) mit wähl- bilden, daß parallel zu der unter dem Bezugsdruck barem Zeitparameter gekoppelt ist und den Sy- stehenden Speichereinrichtung und der den augenstemdruck als Stellgröße einem zweiten Steuer- blicklichen Systemdruck enthaltenden Leitung ein eiventil (43) zuführt, eine zweite Speichereinrich- 25 nerseits vom Bezugsdruck und andererseits vom Sytung (24) für Systemflüssigkeit vorgesehen ist, stemdruck beaufschlagtes Druckdifferenzventil geder ein zweites Druckdifferenzventil (44) für den schaltet ist, das in Abhängigkeit von Druckdifferen-Systemdruck und den in der zweiten Speicherein- zen zwischen Bezugsdruck und Systemdruck den Syrichtung herrschenden Druck vorgeschaltet ist stemdruck als Stellgröße einem Steuerventil zuführi. und die nur wäh.end des von der Verzögerungs- 30 das mit einer Verzögerungseinrichtung mit wäh'.baeinrichtung bestimmten Zeitintervalls wirksam rein Zeitparameter gekoppelt ist und den Systemist, in dem der Systemdiuck als Stellgröße am druck als Stellgröße einem zweiten Steuerventil zuzweiten Steuerventil anliegt, un * daß nur bei führt, eine zweite Speichereinrichtung für Systemflüseiner weiteren Änderung des Systemdrucks in sigkeit vorgesehen ist, der ein zweites Druckdiffediesem Zeitintervall über das zweite Druckdiffe- 35 renzventil für den Systemdruck und den in der zweirenzventil (44) ein Impuls zum Sperren des zu ten Speichereinrichtung herrschenden Druck vorgeüberwachenden Flüssigkeitsstroms erzeugbar ist. schaltet ist, und die nur während des von der Verzögerungseinrichtung bestimmten Zeitintervalle wirksam ist, in dem der Systemdruck als Stellgröße am

40 zweiten Steuerventil anliegt, und daß nur bei einer

weiteren Änderung des Systemdrucks in diesem Zeitintervall über das zweite Druckdifferenzventil ein Inipuls zum Sperren des zu überwachenden Flüssig-

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Über- keitsstroms erzeugbar ist.

wachung eines unter Druck stehenden Flüssigkeitssy- 45 Die Erfindung wird nachfolgend an Hand des in

stems, mit der der bei intaktem Flüssigkeitssystem der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels

herrschende Druck speicherbar und als Vergleichs- näher erläutert, das sich auf die Überwachung des in

größe für Druckänderungen benutzbar ist und aus einer Gasleitung herrschenden Drucks bezieht,

diesem Vergleich eine Stellgröße ableitbar ist, die F i g. 1 ist eine schematische Darstellung einer

eine Absperrung des Flüssigkeitssystems auslöst, so- 50 Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrich-

bald die Druckdifferenz einen bestimmten Wert tung in ihrer Ruhestellung;

übersteigt. F i g. 2 ist eine F i g. 1 ähnelnde schematische Dar-Bei bekannten Vorrichtungen dieser Art hat es stellung und zeigt die Vorrichtung nach einer Druckbisher Schwierigkeiten bereitet, in den Fällen, in de- änderung in der Leitung, die zur Auslösung eines nen in Flüssigkeitssystemen nur verhältnismäßig ge- 55 Vergleichs zwischen dem Leitungsdruck und einem ringe Druckdifferenzen auftraten, mit Hilfe dieser konstanten Druck ausreicht.

Differenzen eine Betätigung der Überwachungsvor- Die folgende Beschreibung bezieht sich auf die richtung zu erreichen, also beispielsweise ein Alarm- durch einen Druckabfall ausgelöste Betätigung eines signal auszulösen (US-PS 2160 766, 2 871 876, Ventils in einer Gasleitung, in der ein Leitungsbruch 481 362). Bei sich ergebenden großen, plötzlichen 60 auftritt. Die Vorrichtung und das Verfahren der ErDruckabfällen wie sie beispielsweise bei Leitungsbrü- findung können zur Betätigung oder Regelung andechen auftreten, war bisher schon mit Sicherheit das rer Systeme, wie z. B. Kompressoren, oder zur Aus-AuslÖsen von Warnsignalen erreicht worden, wäh- lösung von Warnsignalen verwendet werden,
retid bei durch Störungen verursachten geringen Das in Leitung 11 eingesetzte Ventil 10 (F i g. 1) DniGkabfälleö, die innerhalb der normalen Druck- 65 wird durch die Ventilbetätigungsvorrichtung 12 geschwankungsbreiten liegen, das Auslöseri der Über- öffnet und geschlossen, wenn unter Druck stehende wachungsvorrichtung nicht mit Sicherheit zu erwar- Flüssigkeit zugeführt wird. Der über Leitung 13 an ten gewesen ist. Dies lag vor allem auch daran, daß die Betätigungsvorrichtung 12 angelegte Druck

ließt das Ventil, während beim Anlegen eines .ueks über Leitung 14 das Ventil IO geöffnet wird Die unter Druck stehende Flüssigkeit zum Betrieb 9T Betätigungsvorrichtung 12 wird Leitung Jl ent-Bnunen. Leitungen IS und 16 sind an gegenüberiie-Hden Seiten des Ventils XO mit Rohrleitung Xl veröden und gehen zu dem Hochdruck-Wahlventil 7, das über Leitungsabschnitte 18 und X8o eine Verbindung mit der den höheren Druck aufweisen-Leitung der beiden Leitungen 13, X4 herstellt, to n Ventil 10 geschlossen ist, kann ein Druckeicbgewicht zu beiden Seiten des Ventils auftreten. Us auf einer Seite ein Leitungsbruch aufgetreten kann der Druck an der betreffenden Seite gleich η atmosphärischen Außendruck sein. Das Hochtick-Wahlventil 17 verbindet die Betätigung* vorbtung 12 mit der Seite, die den höheren Druck t, und sperrt die andere Seite, so daß Flüssigkeit Bit dem höheren Druck zur Betätigung der Vorrichtung 12 verfügbar ist. Von Hand verstellbare Ventile 19, 20 sind in den Leitungen 13, 14 vorgesehen, um die Betätigungsvorrichtung 12 bei Bedarf manuell bedienen zu können.

Erfindungsgemäß sind erste Mittel zur /aufnahme des im System herrschenden Drucks vorgesehen, die einen ersten Bezugsdruck zum Nachweis einer ersten Druckänderung einer bestimmten Größe im System liefern. In der dargestellten Ausführungsform ist eine erste Kammer 22 über Leitung 23 mit Rohrleitung 11, Hochdruck-Wahlventil 17 und Leitungen 15, 16 verbunden. Mittel sind vorgesehen, die eine Anpassung des Drucks der von der ersten Kammer 22 aufgenommenen Flüssigkeit an den Druck im System ergeben, wobei der Flüssigkeitsdruck in der ersten Kammer 22 dem Druck im System mit einer gewissen Verzögerung folgt, so daß Änderungen des Drucks im System einen ersten Druckunterschied zwischen dem System und der ersten Kammer 22 ergeben. In der dargestellten Ausführungsform umfassen diese Mitel ein Absperrventil 28, das Flüssigkeit wahlweise in die erste Kammer 22 läßt, aber den Ausfluß der Flüssigkeit in Leitung 23 verhindert. Der in der Kammer 22 auftretende Bezugsdruck ist im wesentlichen gleich dem maximalen Druck, der im System unmittelbar vor dem Auftreten der Druckänderung herrscht.

Zum Nachweise der ersten Druckdifferenz ist eine Vergleichsvorrichtung zwischen die Mittel zur Herstellung des ersten Bezugsdrucks und dem System eingesetzt, die auf eine;i bestimmten Druckunterschied zwischen Bezugsdruck und Druck im System anspricht. In der dargestellten Ausführungsform ist das auf den Druckunterschied ansprechende Ventil 30 zwischen Leitungen 23 a und 31 α eingesetzt. Jede Art von druckbetätigtem Ventil kann benutzt werden. Das schematisch in den Zeichnungen dargestellte Ventil umfaßt einen an Leitung 23 angeschlossenen Antriebszylinder 30 a, und einen weiteren, über Leitungsstück 31 a mit Leitung 31 verbundenen Antriebszylinder 30 b. Wenn die in diesen Zylindern auftretenden Drucke gleich sind, hält Feder 30 c das Ventil in der in F i g. 1 dargestellten Stellung. Beim Absinken des Drucks in der Rohrleitung sinkt der Druck im Zylinder 30 α ab, während der Druck im Zylinder 30 b infolge d% Schließens des Absperrventils 28 konstant bleibt. Wenn ein bestimmter Druckunterschied erreicht ist, geht Ventil 30 in die in F i g. 2 gezeigte Stellung über. Die diesen Übergang

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bewirkende Druckdifferenz muß größer sein als die normalerweise in Rohrleitungen auftretenden Druckanderungen, so daß eine »normale« Druckänderung nicht unbeabsichtigt die gesamte Vorrichtung auslöst. Die zur Betätigung des Ventils 30 benütigte Druckdifferenz hängt damit von der Größe der Leitung und den Betriebsbedingungen ab.

Erfindungsgemäß sind Zeitverzögerungsmittel vorgesehen, die wirksam sind, wenn der Druck im Sy stem sich um den erstgenannten Betrag, d.h. beispielsweise um 0,5 kg/cm* ändert, und die die eigentliche Überwachungsvorrichtung auslösen. Wenn der Druck in Leitung 23, in der der erhöhte Druck der Rohrleitung XX zunächst wirksam ist, um 0,5 kg/cm² unter den in der ersten Kammer 22 wirksamen Druck abfällt, bewegt sich das durch den Druckunterschied betätigte Ventil 30 in die in Fig.2 gezeigte Stellung und verbindet Leitung 18 mit Zylinder 32 α des Zeitverzögerungsventils 32 über Leitungen 33, 34. Ventil 32 umfaßt eine Zeitverzögerungsvorrichtung 35, die das Ventil *ür einen bestimmten Zeitabschnitt in einer gewissen S'. llung hält, und besteht aus einem Kolben 37 enthalterden Zylinder 36. Der Zylinder mündet in ein geschlossenes hydraulisches System mit einer Leitungsschleife 38 und einer Leitungsverzweigung 39. Kolben 37 kann sich frei nach oben bewegen und Flüssigkeit durch die Leitungsschleife in Absperrventil 40 treiben. Die Bewegung des Kolbens 37 nach unten kann jedoch nur mit der Geschwindigkeit vor sich gehen, mit der Flüssigkeit durch die Öffnung 41 gepreßt werden kann. Die Größe der Öffnung 41 und die von der Feder 42 ausgeübte Kraft bestimmen damit die Länge des Zeitabschnitts, während dessen Ventil 32 geöffnet ist.

Zweite, auf den Druck im System ansprechende Mittel sind zum Nachweis einer während einer bestimmten Zeit im System stattfindenden Druckänderung einer bestimmten Größe vorgesehen. Ir, der dargestellten Ausführungsform umfassen diese zweiten Mittel eine zweite Kammer 24, die über Leitungen 23, 25, Steuerventil 27 und Leitungsabschnitt 26 mit der Rohrleitung 11 verbunden ist. In der in Fig. 1 dargestellten Stellung verbindet Regelventil 27 Leitungen 25, 26, so daß Flüssigkeit von Rohrleitung 11 und Leitung 23 in Kammer 24 und aus ihr heraus fließen kann. Wenn das Zeitverzögerungsventil 32 durch den in Leitung 18 auftretenden Druck geöffnet wird und der Zeitgeber 35 betätigt wird, ist Leitung 18 mit dem Zylinder 43 a des Regelventils 43 verbunden, um dasselbe zu betätigen und in die in Fie, 2 dargestellte Stellung zu bringen. Wie vorher erwähnt, verbindet Regelventil 43 in seiner Normalstellung die zweite Kammer 24 mit Leitung 23 und hält damit die Kammer unter dem in der Rohrleitung auftretenden erhöhten Druck. Wenn Regelventil 43 aber durch den in Leitung 18 auftretenden Druck betätigt wird, trennt es die zweite Kammer 24 von Leitung 23, Die in der zweiten Kammer 24 eingeschlossen« Flüssigkeit verbleibt unter dem Druck, der im System beim Betätigen des Regelventils 43 herrscht, und ergibt damit einen zweiten Bezugsdruck zum Vergleich mit dem im System herrschenden Druck.

Bei seiner Betätigung verbindet Regelventil 43 die erste Kammer 22 direkt mit Leitung 23, so daß der Druck in Kammer 22 sich wieder auf den in der Rohrleitung 11 herrschenden Druck einstellt. Dadurch werden die den Durchfluß sperrenden Mittel

rf-irrit-π r-ii iw

des den ersten Bezugsdruck liefernden Kreises, d.h. ferentialventils 44 liefert ein Signal, das zur Betäti-

Regelventil 28, unwirksam gemacht und Kammer 22 gung anderer Vorrichtungen ausreicht, z. B. zum

wird an das System angeschlossen. Schließen des Ventils 10.

Erfindungsgemäß umfassen die zweiten Mittel eine Falls das Zeitverzögerungsventil 32 in seine in zweite Vergleichsvorrichtung, die zwischen die Mittel S F i g. 1 dargestellte Normalstellung zurückkehrt, ehe zur Erzeugung des zweiten Bezugsdrucks und das Sy- der Druckunterschied zwischen der zweiten Kammer stern eingesetzt ist und eine Druckdifferenz zwischen 24 und Leitung 23 zur Betätigung des Differentialdem zweiten Bezugsdruck und dem im System herr- ventils 44 ausreicht, so kehrt das System in den in sehenden Druck nachweist. Diese Vergleichsvorrich- F i g. 1 dargestellten Zustand zurück. Der Druck in tung liefert ein Betätigungssignal, wenn die Druckdif- io der zweiten Kammer 24 stellt sich wiederum auf den ferenz wfcnrend der von den Verzögerungsmitteln be- Druck in der Rohrleitung ein, und die Vorrichtung ist stimmten Zeit einen bestimmten Wert erreicht. In der zum Ansprechen auf eine neue, in der Rohrleitung dargestellten AusfÜhrungsform spricht die Vorrich- stattfindende Druckänderung bereit
tung auf die Druckdifferenz zwischen dem Druck in Der Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung der zweiten Kammer und dem Druck im System 15 beginnt mit einer ersten Druckänderung einer bean, stimmten Größe in der Rohrleitung. Anschließend

Wie in den Zeichnungen dargestellt« ist das Diffe- findet ein Vergleich des Drucks im System mit einem

rentialventil 44, das von der gleichen Art wie Ventil Bezugsdruck während einer bestimmten Zeitspanne

30 sein kann, mit dem Antriebszylinder 44 α an die statt. Wenn während dieser Zeitspanne der Druck im

unter Rohrleitungsdruck stehende Leitung 23 ange- ao System unter einen vorgegebenen Wert absinkt, wird

schlossen, während der andere Zylinder 44 ft an die Ventil 10 betätigt, um Rohrleitung 11 zu sperren,

zweite Kammer 24 angeschlossen ist. Fällt der Druck nicht unter den vorgegebenen Wert,

Wenn im Betrieb Ventil 27 in die in F i g. 2 ge- so ist der Druckabfall nicht auf einen Leitungsbruch zeigte Stellung verschoben wird, bleibt der Druck in zurückzuführen, und Ventil 10 wird nicht betätigt,
der zweiten Kammer 24 unverändert, bis Ventil 27 in as In dieser Ausführungsform kann der Druck in der die in F i g. 1 gezeigte Stellung zurückkehrt. Wenn ersten Kammer 22 nur durch Betätigung des Regelder Druck in der Rohrleitung weiter abfällt, so daß ventils 43 abfallen, wenn die Druckdifferenz zwidie Druckdifferenz zwischen Leitung 23 und der sehen der Kammer und der Ronrleitung den zur Bezweiten Kammer 24 einen vorgegebenen Wert er- tätigung des Ventils 30 notwendigen, vorgegebenen reicht, ehe das Zeitverzögerungsventil 32 das System 30 Wert erreicht Falls ein allmählicher Druckabfall in in seinen ursprünglichen Zustand zurückbringt, wird Rohrleitung U nicht durch einen Leitungsbruch, sondas Differentialventil 44 durch den Zylinder 44 b be- dem aus anderen Gründen stattfindet, so wird die tätigt und verbindet Leitung 18 über Leitungsstück Vorrichtung periodisch betätigt, um den Druck in 18 b mit der die Ventilsperrung ergebenden Seite der Kammer 22 dem in der Rohrleitung herrschenden Betätigungsvorrichtung 12. Die Auslösung des Dif- 35 Druck angepaßt zu halten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. die bisher zwischen einer mit Druckflüssigkeit gefuil-

   Patentanspruch: ten Kammer und dem Rohrleitungssystem vorgesehene Ausflußöffnung ihrer Größe nach nicht so ge-

   Vorrichtung zur Überwachung eines unter wählt werden konnte, daß sie nicht nur bei großen,

   Druck stehenden Flüssigkeitssystems, mit der der 5 sondern auch bei kleinen Druckabfällen die Überwa-

   bei intaktem Flüssigkeitssystera herrschende übungsvorrichtung betätigte.

   Druck speicherbar und als Vergleichsgröße für Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, die Vorrich-

   Druckänderungen benutzbar ist und aus diesem tung der genannten Art so auszubilden, daß auch

   Vergleich eine Stellgröße ableitbar ist, die eine ohne eine Öffnung zwischen einer Druckflüssigkeits-

   Absperrung des Flüssigkeitssysteros auslöst, so- io kammer und dem Leitungssystem ein Ansp,when

   bald die Druckdifferenz einen bestimmten Wert der Überwachungsvorichtung erreicht wird, sobald

   übersteigt, dadurch gekenns:eichnet, die Differenz zwischen dem Systemdruck und einem

   daß parallel zu der unter dem Bezugsdruck ste- festen Bezugsdruck in einem vorgegebenen Zeitinter-

   benden Speichereinrichtung (22) und der den vall eine bestimmte Höbe erreicht, wobei der System-

   augenblicklichen Systemdruck enthaltenden Lei- 15 druck mit einem bestimmten Bezugsdruck während

   tung (23) ein einerseits vom Bezugsdruck und an- eines vorgegebenen Zeitintervalls verglichen wird,

   dererseits vom Systemdruck beaufschlagtes um so festzustellen, ob eine bestimmte Druckände-

   ^Μ Druckdifferenzventil (30) geschaltet ist, das in rung während dieses Zeitintervalls stattfindet.