DE2408562C3

DE2408562C3 - Method and device for measuring the amount of leakage in closed spaces, in particular in low-pressure gas systems

Info

Publication number: DE2408562C3
Application number: DE19742408562
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz 4000 Düsseldorf Arnold
Original assignee: Stadtwerke Düsseldorf AG, 4000 Düsseldorf
Filing date: 1974-02-22
Publication date: 1976-10-28

Description

Durch das deutsche Patent 22 45 577 der Anmelderin ist bereits ein Gerät bekannt, mit dem ein exaktes Messen der Leckverluste, insbesondere ki Niederdruckgasanlagen durchgeführt werden kann. Dies wird dadurch erreicht, daß das Meßehment aus einer im Gehäuse fest eingespannten und entsprechend dem Prüfdruck gewichts- oder federbelasteten Rollmembran besteht Zar Durchführung der Messung wird eabei so viel Prüf&cs nachgefahren, daß der Prüfdruck in der to Leitung erhalten bleibt. Die nachgefahrene Gasmenge entspricht dann der Leckmenge. Obwohl dieses Gerät zufriedenstellend arbeitet, können bei bestimmten Anwendungen noch gewisse Verfälschungen auftreten, die durch Expansion bzw. Kompression des Rohrleitungsvolumens bei Veränderung des an sich genau pinzuhaltenden Prüfdrucks bedingt sind. Da derartige Ungenauigkeiten bei der Messung mit der Größe des Rohrleitungssysteme zunehmen, ist dieses Verfahren nicht für sämtliche möglichen Anwendungsbereiche geeignet.Through the German patent 22 45 577 of the applicant, a device is already known with which an exact Measurement of leakage losses, especially ki low pressure gas systems can be carried out. This is achieved in that the Messehment from an im Housing firmly clamped and according to the test pressure weight or spring loaded rolling diaphragm If the measurement is carried out, so much test is followed that the test pressure in the to Line is retained. The amount of gas followed then corresponds to the amount of leakage. Although this device works satisfactorily, certain falsifications can still occur in certain applications, that by expansion or compression of the pipeline volume when changing the per se exactly test pressure to be held by the pin. Since such inaccuracies in the measurement with the size of the Piping systems are increasing, this method is not suitable for all possible areas of application suitable.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein zum Messen der Leckmenge in geschlossenen Räumen, insbesondere in Niederdruckgasanlagen geeignetes Verfahren vorzuschlagen, das unter jeder Anwendungsbedingung von den zuvor genannten Störeinflüssen unabhängig ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Prüfgas in einem oberen und unteren konstanten Grenzwert entsprechenden Mengen nachgeführt und der Prüfdruck bzw. die sich ergebenden Veränderungen des Prüfdrucks gemessen werden. Durch das Nachführen des Prüfgases in einer einem oberen und unteren konstanten Grenzwert entsprechenden Menge und das anschließende Messen des Prüfdruckes bzw. der sich ergebenden Veränderungen läßt sich exakt feststellen, ob und in weichem Umfang die zu prüfenden Räume bzw. Leitungen dicht sind. Hierbei wird davon ausgegangen, daß der obere Grenzwert ein nicht gebrauchsfähiges, der untere Grenzwert ein gebrauchsfähiges und die zwischen dem oberen und unteren Grenzwert liegenden Werte ein vermindert gebrauchsfähiges Leitungssystem bestimmen.The object of the invention is to provide a for measuring the amount of leakage in to propose a suitable method in closed rooms, especially in low-pressure gas systems, the is independent of the aforementioned interfering influences under every application condition. This task is achieved according to the invention in that the test gas in an upper and lower constant limit value corresponding quantities and the test pressure or the resulting changes in the test pressure be measured. By tracking the test gas in an upper and lower constant The amount corresponding to the limit value and the subsequent measurement of the test pressure or the resulting Changes can be determined exactly whether and to what extent the rooms to be checked or Lines are tight. It is assumed here that the upper limit value is an unusable, the lower limit value is a usable one and the one between the upper and lower limit value Values determine a less serviceable pipe system.

In konkreter Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bedeutet dies, daß die zu prüfenden Räume bzw. Leitungen zunächst mit Prüfgas gefüllt werden, worauf das Prüfgas in einer dem oberen Grenzwert entsprechenden Menge und danach in einer dem unteren Grenzwert entsprechenden Menge nachgeführt wird. Ist dann der Leckverlust der Leitung größer als die jeweils eingespeiste Prüfgasmenge, so fälit der Druck in der Leitung ab. 1st hingegen die festgestellte Leckmenge kleiner, so steigt der Druck an. Werden dann der Prüfdruck bzw. die sich ergebenden Veränderungen gemessen, so läßt sich leicht feststellen, ob die zu überprüfende Leitung gebrauchsfähig, vermindert gebrauchsfähig oder nicht gebrauchsfähig ist. Es wird also jeweils so viel Prüfgas nachgefahren, wie dem zulässigen Grenzwert entspricht. Die Druckänderung zeigt dann, ob die Leckmenge größer oder kleiner ist. Die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist somit von der Größe der zu prüfenden Rohrleitungen völlig unabhängig.In concrete implementation of the method according to the invention, this means that the rooms to be tested or lines are first filled with test gas, whereupon the test gas in one of the upper limit value corresponding amount and then tracked in an amount corresponding to the lower limit value will. If the leakage loss in the line is greater than the amount of test gas fed in, the pressure falls in the line. If, on the other hand, the amount of leakage detected is smaller, the pressure increases. Then become the Test pressure or the resulting changes measured, so it can easily be determined whether the checking line is serviceable, less serviceable or unusable. So it will In each case as much test gas was used as corresponds to the permissible limit value. The pressure change then shows whether the amount of leakage is greater or less. The application of the method according to the invention is thus completely independent of the size of the pipelines to be tested.

Das Messen des Prüfdruckes bzw. der eintretenden Veränderungen läßt sich dann besonders leicht vornehmen, wenn es in mm Wassersäule erfolgt.The measurement of the test pressure or the changes that occur can then be carried out particularly easily, if it is done in mm of water column.

Eine zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Vorrichtung besitzt eine verschiedene konstante Darchströmmengen des Prüfgases gewährleistende Drosseleinrichtung sowie ein den Prüfdruck bzw. die eintretenden Veränderungen des Prüfdrucks kontrollierendes Meßgerät.A device suitable for carrying out the method according to the invention has a different one A throttle device ensuring constant flow rates of the test gas as well as a Test pressure or measuring device that controls changes in the test pressure.

Die Drossel besteht vorzugsweise aus auf unterschiedliche Drosselwerte eingestellten Düsensätzen, die vorzugsweise auf die zu untersuchende Gasart abgestimmt sind. Das Druckgefälle in drn Düsensätzen wird zweckmäßigerweise verhältnismäßig groß gewählt, so daß geringe Abweichungen im Vordruck und Hinterdruck praktisch keinen Einfluß auf die Menge haben. Ein konstanter Vordruck läßt sich beispielsweise durch eine Druckgasflasche mit einem Druckregler oder durch ein Druckgasgefäß mit Füllpumpe erreichen, das zweckmäßigerweise über unterschiedliche Drosselwirkungen hervorrufende Düsen mit einer zum Prüfling führenden Ausgangsleitung verbunden ist.The throttle preferably consists of nozzle sets adjusted to different throttle values, the are preferably matched to the type of gas to be examined. The pressure gradient in the nozzle sets is expediently chosen to be relatively large, so that small deviations in the form and back pressure have practically no influence on the amount. A constant form can be, for example, through a Achieve a pressurized gas cylinder with a pressure regulator or a pressurized gas container with a filling pump Nozzles that cause different throttling effects with one leading to the test object Output line is connected.

Damit die zu prüfenden Räume bzw. Leitungen rasch mit Prüfgas aufgefüllt werden können, ist zwischen dem Druckgasgefäß und der Ausgangsleitung parallel zu den Drosselventilen ein Füllventil angeordnet.So that the rooms or lines to be tested can be quickly filled with test gas, between the A filling valve is arranged parallel to the throttle valves and the compressed gas vessel and the outlet line.

Zum Messen des Prüfdruckes bzw. der sich ergebenden Veränderungen können die verschiedensten Druckmeßgeräte eingesetzt werden. Obwohl hierzu ein Manometer, beispielsweise ein Feinmanometer geeignet ist, wird hier eine Vorrichtung benutzt, bei der das Druckgasgefäß durch einen Zwischenboden in einen oberen, den Fülldruck aufweisenden Speicher und eine untere, mit der Ausgangsleitung in Verbindung stehende Meßkammer unterteilt ist, die zweckmäßigerweise mit Wasser gefüllt und mit einem U-Rohr-Manometer verbunden ist. Eine Anzeige in mm Wassersäule ist sehr gut geeignet, da ein solches Gerät nicht nur einfach und billig herzustellen ist, sondern durch Veränderung der Wasseroberfläche auch sehr schnell eintretende Druckänderung anzeigt.To measure the test pressure or the resulting changes, a wide variety of Pressure gauges are used. Although for this purpose a manometer, for example a precision manometer is suitable, a device is used here in which the pressurized gas vessel through an intermediate floor in an upper, the filling pressure having accumulator and a lower one, with the output line in connection standing measuring chamber is divided, which is expediently filled with water and equipped with a U-tube manometer connected is. A display in mm of water column is very suitable, as such a device is not only is easy and cheap to manufacture, but also very quickly by changing the water surface shows the pressure change occurring.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist an Hand der Zeichnung erläutert, in der ein Druckgasgefäß 1 dargestellt ist, das durch einen Zwischenboden 2 in einen oberen Speicher 3 und eine untere Meßkammer 4 unterteilt ist. Zentrisch in dem Druckgasgefäß 1 sitzt eine Füllpumpe 5 mit einem Kolben 6 und einer Kolbenstange 7, an deren aus der Pumpe 5 herausragendem Ende sich ein Handgriff 8 befindet. Am unteren Ende der Füllpumpe 5. etwas oberhalb des Zwischenbodens 2 ist an der Füllpumpe 5 ein Rückschlagventil 9 angeordnet. Am oberen Ende der Pumpe 5 befindet sich ein Einlaßstutzen 11. der mit der freien Atmosphäre oder durch einen nicht dargestellten Schlauch mit der Ansaugöffnung einer Gasleitung verbunden sein kann. Durch Betätigen der Füllpumpe 5 kann im Speicher 3 ein Vordruck aufgebaut werden, der an einem am oberen Ende des Speichers 3 sitzendes Manometer 12 abgelesen werden kann.A preferred embodiment of the invention is explained with reference to the drawing, in which a Pressurized gas vessel 1 is shown, which through an intermediate floor 2 in an upper memory 3 and a lower measuring chamber 4 is divided. A filling pump 5 with a is located centrally in the pressurized gas vessel 1 Piston 6 and a piston rod 7, at the end of which protruding from the pump 5 there is a handle 8 is located. At the lower end of the filling pump 5, a little above the intermediate floor 2 is the filling pump 5 a check valve 9 is arranged. At the upper end of the pump 5 is an inlet port 11 with the free atmosphere or through a hose (not shown) with the suction opening of a gas line can be connected. By operating the filling pump 5, a pre-pressure can be built up in the memory 3, which can be read from a manometer 12 located at the upper end of the memory 3.

Am oberen Ende des Speichers 3 befinden sich weiterhin drei Entnahmesiutzen 13, 14, 15, in denen Absperrventile 16, 17 und 18 sitzen, die über Ausgangsleitungen 19, 21 und 22 mit einer zu den zu prüfenden Räumen bzw. Leitungen führenden Ausgangsleitung 23 in Verbindung stehen. Hinter den Absperrventilen 16,17 liegen in den Ausgangsleitungen 19, 21 auf unterschiedliche Werte eingestellte Drosselstellen 24,25. Die Drosselstelle 24 ist beispielsweise auf eine Durchflußmenge von 1 l/h ausgelegt, während die Durchflußmenge der Drosselstelle 25 beispielsweise 5 l/h beträgt. Das Absperrventil 18 ist als Füllventil ausgebildet. Die Ausgangsleitung 23 ist mit ihrem unteren Ende in die Meßkammer 4 hineingeführt. DieAt the upper end of the memory 3 there are also three withdrawal sockets 13, 14, 15 in which Shut-off valves 16, 17 and 18 are seated via output lines 19, 21 and 22 with one to the too rooms to be checked or lines leading output line 23 are in connection. Behind the Shut-off valves 16, 17 are located in the output lines 19, 21 throttle points which are set to different values 24.25. The throttle point 24 is designed for a flow rate of 1 l / h, for example, while the The flow rate of the throttle point 25 is, for example, 5 l / h. The shut-off valve 18 is used as a filling valve educated. The lower end of the output line 23 leads into the measuring chamber 4. the

Meßkammer 4 besitzt eine Wasserfüllung 26, in die das offene Ende eines Meßrohres 27 eines U-Rohr-Manometers 28 hineinragt. Zweckmäßigerweise ist der außerhalb des Speichers liegende Teil des Meßrohres 27 durchsichtig. Das Meßrohr 27 ist so lang, wie der Prüfdruck in mm Wassersäule betragen soll, damit sich während der Druckänderungen eine Wasserkuppe, d. h. eine konvexe Oberfläche bilden kann.Measuring chamber 4 has a water filling 26 into which the open end of a measuring tube 27 of a U-tube manometer 28 protrudes. Appropriately, the part of the measuring tube 27 lying outside the reservoir is transparent. The measuring tube 27 is as long as the test pressure should be in mm of water column, so that a water dome, ie a convex surface, can form during the pressure changes.

Die Funktionsweise des beschriebenen Gerätes ist wie folgt:The described device works as follows:

Zunächst wird die Ausgangsleitung 23 mit der zu prüfenden Leitung verbunden. Danach wird mittels der Füllpumpe 5 der Speicher 3 auf einen bestimmten Druck gebracht, beispielsweise 1 atü. Nach öffnen des Füllventils 18 wird dann die zu prüfende Leitung auf Prüfdruck gebracht, z. B. 500 mm Wassersäule. Nach dem Temperaturausgleich wird dann eventuell nochmals nachgefüllt. Die Kuppe der Wassersäule im Meßrohr 27 wird danach beobachtet; fällt die Wasserkuppe zusammen, so bedeutet dies einen Druckabfall, d. h., es liegt eine Undichtigkeit vor.First, the output line 23 is connected to the line to be tested. Then the Filling pump 5 brought the memory 3 to a certain pressure, for example 1 atm. After opening the Filling valve 18 is then brought the line to be tested to test pressure, z. B. 500 mm water column. To the temperature compensation may then be refilled again. The crest of the water column in the Measuring tube 27 is then observed; if the Wasserkuppe collapses, this means one Pressure drop, d. i.e. there is a leak.

Hiernach wird das Absperrventil 17 geöffnet, so daß eine der Drossel 25 entsprechende Menge, nämlich 5 l/h, über die Zwischenleitung 21 in die Ausgangsleitung 23 und damit in die zu prüfende Leitung einströmen kann. Fällt der Druck im Leitungssystem weiterhin ab, was durch weiteres Zusammenfallen der Wasserkuppe iin Meßrohr 27 ersichtlich ist, so liegt eine Undichtigkeit im Leitungssystem vor, die größer als der Grenzwert von 5 l/h ist.The shut-off valve 17 is then opened so that an amount corresponding to the throttle 25, namely 5 l / h, can flow via the intermediate line 21 into the output line 23 and thus into the line to be tested. If the pressure in the pipe system continues to drop, which is due to further collapse of the water dome Measuring tube 27 can be seen, there is a leak in the line system which is greater than the limit value of 5 l / h is.

Hierauf wird dann die Drosselstelle 25 durch Schließen des Ventils 17 abgesperrt und anschließend durch öffnen des Absperrventils 16 die Drosselstelle 24Then the throttle point 25 is shut off by closing the valve 17 and then by opening the shut-off valve 16, the throttle point 24

ίο geöffnet, die einem Grenzwert von 1 l/h entspricht. Fälli der Druck im Leitungssystem, so ist die Leckmeng« größer als 1 l/h. Die Messung ist abgeschlossen, όΐ festgestellt werden konnte, daß die Leckmeng« zwischen 1 l/h und 5 l/h liegt. Es handelt sich somit be der zu überprüfenden Leitung um ein Leitungssystem das nur noch vermindert gebrauchsfähig ist. Ist die Leckmenge kleiner als 1 l/h so ist die Leitung gebrauchsfähig, während bei einer Leckmenge übei 5 l/h die Leitung nicht mehr gebrauchsfähig ist.ίο opened, which corresponds to a limit value of 1 l / h. If the pressure in the pipe system falls, the leakage rate is greater than 1 l / h. The measurement is completed, όΐ it was found that the leakage rate is between 1 l / h and 5 l / h. The line to be checked is therefore a line system that is only usable to a limited extent. If the leakage rate is less than 1 l / h, the line is usable, while if the leakage rate exceeds 5 l / h, the line is no longer usable.

Diese Angaben bzw. Grenzwerte für die be Betriebsdruck gemessenen Leckmengen ergeben siel aus anerkannten technischen Regeln für das nachträgli ehe Abdichten von bestehenden Gasinnenleitungen.This information or limit values for the leakage quantities measured at the operating pressure result from recognized technical rules for the subsequent sealing of existing internal gas lines.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

I. Procedure for measuring the amount of leakage in closed rooms, especially in low-pressure gas systems, by means of a test gas which can be fed into the rooms or lines to be tested, characterized in that the test gas adjusted in an upper and lower constant limit corresponding amounts and the Test pressure or the resulting changes in the test pressure are measured.

Z Method according to claim 1, characterized in that the rooms or lines to be tested are first filled with test gas, whereupon the test gas in an amount corresponding to the upper limit value and then in e ^; ner amount corresponding to the lower limit value is tracked,

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the test pressure or the Any changes in the test pressure that occur can be measured in mm of water column.

4. Device for performing the method according to one or more of claims 1 to 3, characterized by a different constant flow rate of the test gas ensuring Throttle device (24, 25) and the test pressure or the changes in the test pressure that occur controlling meter.

5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the throttle device (24, 25) from on different throttle values set nozzle sets.

6. Apparatus according to claim 4 or 5, characterized in that the nozzle sets on to the type of gas to be investigated.

7. Device according to one or more of claims 4 to 6, characterized by a Pressurized gas cylinder with pressure regulator.

8. Device according to one or more of claims 4 to 6, characterized by a Pressurized gas container (1) with filling pump (5).

9. The device according to one or more of claims 4 to 8, characterized in that the Pressurized gas vessel (1) via different throttle effects causing valves with a for UUT leading output line (23) is connected.

10. The device according to one or more of claims 4 to 9, characterized by a between the compressed gas vessel (1) and the outlet line (23) arranged parallel to the throttle valves horizontal filling valve (18).

II. Device according to one or more of claims 4 to 10, characterized in that the The filling pump (5) is installed centrally in the pressure vessel (1).

12. The device according to one or more of claims 4 to 11, characterized in that the Pressurized gas vessel (1) through an intermediate base (2) into an upper reservoir with the filling pressure (3) and a lower measuring chamber (4) connected to the outlet line (23).

13. The device according to one or more of claims 4 to 12, characterized in that the Measuring chamber (4) filled with water (26) and connected to a U-tube manometer (28).

The invention relates to a method for

Measuring the amount of leakage in closed rooms, especially in low-pressure gas systems, using an in the rooms to be tested or lines of refillable test gas.

There are two different ways to measure the amount of leakage in closed rooms or lines Methods. The so-called pressure drop method is for example in German Patent 6 37 058 described. A device with a flat membrane under spring action is used here. The device is inserted into the line and pressurized by means of an air pump Test pressure, it has been proven that the line is leaking.

This device, which operates according to the pressure drop method, has the significant disadvantage that it is only noticed whether the line is leaking or not. However, it is not possible to determine how large the Leakage is this would only be possible if the pressure drop per unit of time was measured and derived from this eventually the leakage loss would be calculated. For this, however, the volume of the to be checked would have to be Piping system be known or appreciated, but this is the case with old and concealed Line systems are very often not possible or subject to a considerable uncertainty factor.

A monitoring device known from German Patent 8 30 032 also works on the same principle.

With another known monitoring device according to the German patent 8 45 421 can likewise only a pressure drop can be determined, but not an exact measurement of the leakage loss respectively.

In order to overcome these disadvantages, the amount of leakage by means of a Quantity measuring device determined. So much test air is fed into the pipe system to be tested, that the test pressure is maintained. The amount of air fed in is then measured over the time unit which then results in the amount of leakage. A leakage measuring device suitable for this purpose is, for example, in the German Offenlegungsschrift 16 48 792 described. In this leakage meter, the measuring element is than designed in a bore with the help of sealing collars tightly guided volumetric flask, its The piston rod is led out of the measuring device housing and with its outside of the housing lying end cooperates with a dial gauge.

A test chamber and a displacement chamber are located on both sides of the measuring piston, the test chamber being connected to a pressure medium source, for example a hydraulic pump, to build up the test pressure via a connection, while the displacement chamber is connected to the device to be tested and a liquid tank. Two further connection openings are required in the housing to introduce the test pressure fluid.
This is a complicated device with a large number of connections for introducing the test air and for connecting the unit to be tested with control and switching valves arranged in the connection lines. Apart from the very high construction costs, the known device is also not suitable for a sensitive measurement, as is necessary, for example, for leakage tests in low-pressure gas systems, because of the measuring piston which is in close contact with an inner bore of the housing