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Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln eines Flüssigkeitslecks.
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine
Vorrichtung zum Ermitteln und zum Anzeigen eines undichten Dichtungsteils in einer
mechanischen Apparatur.
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Insbesondere bezieht sich diese Erfindung. auf ein Verfahren, das
fotoelektrisoh das Auslaufen einer Betriebsflüssigkeit an der Dichtung einer mechanischen
Apparatur sehr genau und sofort nachweist und anzeigt.
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Oblçohl bereits verschiedene Verfahren als auch Vorrichtungen vorgeschlagen
wurden, um Flüssigkeitslecks an Dichtungsteilen einer mechanischen Apparatur zu
ermitteln, so sind diese bekannten Verfahren und Vorrichtungen bezüglich
ihrer
Betriebsweise und/oder ihrer Bauweise recht kompliziert, so daß dementsprechend
Schwierigkeiten beim Betrieb und bei der Aufrechterhaltung ihrer Funktion auftreten
und mit ihnen kein genauer und/oder sofortiger Nachweis , und auch keine Fernsteuerung
möglich ist.
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Aufgrund dieser Nachteile.waren diese Verfahren und Anordnungen daher
auf die Anwendung bei Versuchen und in Laboratorien beschränkt und ein derartiger
Nachweis eines Flüssigkeitslecks an der Dichtung der mechanischen Apparatur wurde
früher sichtbar gemacht.
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Es entstand eine immer größere Nachfrage nach einem automatischen
Nachweis und Warnverfahren bzw. - nach einer derartigen Vorrichtung, die eine geringere
Aufmerksamkeit erfordert, um Flüssigkeitslecks bei modernen Maschinen, die bezüglich
ihrer Bauweise und ihrer Betriebsweise immer.komplizierter werden1 und bei.denen
Dichtungen gelegentlich versagen, nachzuweisen. Je komplizierter die Bauweise der
Maschine ist, umso großer ist die Notwendigkeit für ein zuverlässiges Verfahren
und eine entsprechende Vorrichtung die sofort auf Flüssigkeitslecks anspricht und
eine Fernmeldung ermöglicht.
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Im Hinblick auf'die zuvor beschriebenen Nachteile und Unzulänglichkeiten
der bekannten Verfahren und Vorrichzungen zum Nachweis und zur Anzeige von Flüssigkeit
5-lecks an Dichtungen mechanischer Apparaturen wäre es vorteilhaft, ein verbessertes
leicht anwendbares fotoelektrisches Verfahren für diese Zwecke, sowie eine dementsprechende
Vorrichtung sowohl mit einer genauen und sofortigen Betriebsbereitschaft als auch
mit der Möglichkeit der Fernbedienung bzw. der Fernanzeige zu schaffen, wobei bei
einem derartigen Verfahren und bei einer dementsprechenden Vorrichtung latent leuchtender
Stoff
oder lichtemittierender Stoff an die Stelle gebracht wird, die auf Flüssigkeitslecks
überwacht werden soll, so daß der lichtemittierende Stoff wirksam wird und Licht
emittiert, wenn er mit der aus dem Dichtungsteil der mechanischen Apparatur auslaufenden
Flüssigkeit in Berührung kommt. Eine fotoelektrische Umsetzer-Einrichtung wird nur
dann betätigt, wenn Licht von dem lichtemittierenden Stoff auf diese Einrichtung
auffällt, wodurch in diesem Falle dann ein elektrisches Anzeigesignal für das Flüssigkeitsleck
oder gar eine Betriebsunterbrechung der Apparatur erhalten wird.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und
eine Vorrichtung zum Nachweis und zur Anzeige von Flüssigkeitslecks anzugeben, wo
die Nachteile bekannter Verfahren und Vorrichtungen nicht auftreten.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß -eine latent
leuchtende, normalerweise nicht wirkende Substanz an eine Stelle der Apparatur angebracht
wird, die auf Flüssigkeitslecks überwacht werden soll, wobei die latent leuchtende
Substanz durch Reaktion mit der aus dem Dichtungsteil auslaufenden Flüssigkeit Licht
bestimmter }Sellenlänge erzeugen kann, und daß dieses Licht aufgefangen und in ein
elektrisches Signal umgesetzt wird. Eine fotoelektrische Vorrichtung nach diesem
Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Schicht einer latent leuchtenden
Substanz, die an einer Stelle der Apparatur angebracht ist, die auf Flüssigkeitslecks
überwacht werden soll, eine fotoelektrische Umsetzer-Einrichtung, die nur dann wirksam
ist, wenn auf die fotoelektrische Umsetzer-Einrichtung Licht von der latent leuchtenden
Substanz kommt, und eine Anordnung
vorgesehen ist, um ein elektrisches
Anzeigesignal zu erzeugen, wobei die Schicht der latent leuchtenden Substanz durch
Reaktion mit der Flüssigkeit, die aus dem gedichteten Teil der Apparatur ausläuft,
in den wirksamen Zustand versetzt wird und leuchtet, so daß die fotoelektrische
Umsetzer-Einrichtung von der latent leuchtenden Substanz beleuchtet wird und die
fotoelektrische Umsetzer-Einrichtung in den wirksamen Zustand versetzt wird und
ein elektrisches Anzeigesignal erzeugt.
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Die vorliegende Erfindung schafft ein verbessertes und nützliches
Verfahren, sowie eine einfache Vorrichtung zum fotoelektrischen und sofortigen Feststellen
und Anzeigen eines undichten Dichtungsteils in einer mechanischen Apparatur einer
Maschine, dadurch, daß eine Schicht aus fluoreszierendem oder einem entsprechenden
Stoff so angebracht ist, daß diese Schicht üblicherweise bezüglich des Emittierens
von Licht unwirksam gehalten wird und daß diese Schicht dann in den emittierenden
Zustand gebracht wird, wenn die Schicht mit der ausfliessenden Flüssigkeit in Berührung
kommt und Fluoreszenz-Licht einer gegebenen Wellenlänge aussendet, das von einer
fotoelektrischen Umsetzer-Einrichtung aufgefangen wird, die nur dann wirksam ist,
wenn das von dem fluoreszierenden Stoff emittierte Fluoreszenz-Licht auf diese Umsetzereinrichtung
auffällt, und nur dann eine Anzeige-Einrichtung anschaltet oder betätigt, die Flüssigkeitslecks
anzeigt.
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Die Erfindung schafft weiterhin ein verbessertes und leicht anwendbares
fotoelektrisches Verfahren sowie eine dementsprechende Vorrichtung, um zu verhindern,
daß Flüssigkeitslecks an Dichtungsstellen einer mechanischen Apparatur über einen
längeren Zeitraum hinweg
nicht festgestellt werden und nicht repariert
werden.
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Dementsprechend bietet das fotoelektrische Verfahren sowie die entsprechende
Anordnung der vorliegenden Erfindung die- Möglichkeit, einen.Ausfall oder sogar
eine Zerstörung der gesamten Apparatur zu verhindern.
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Das verbesserte fotoelektrische Verfahren sowie die entsprechende
Vorrichtung zum Nachweis und zur Anzeige von Flü.<sigkeit-.Lecks- gemaß der Erfindung
weist weiterhin den Vorteil auf daß es zwischen den Stellen, die auf Flüssigkeit-Lecks
überwacht werden sollen und der Nachweis-Einrichtung keine mechanischen oder elektrischen
Verbindungen gibt, so daß die möglichen Leckstellen und die Nachweis-Einrichtung
voneinander relativ weit entfernt angebracht werden kann, je nachdem, wie die Anordnung
und die Größe der Gesamtapparatur ist. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren und der
entsprechenden Vorrichtung ist vielmehr nur eine einfache optische, Einrichtung
zwischen der möglichen Undichtigkeitsstelle und der Nachre is-Einrichtung vorgesehen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren und die entsprechende Vorrichtung zum
Nachweis und zur Anzeige von Flüssigkeit-Lecks an Dichtungen mechanischer Apparaturen
ist daher wirtschaftlich, zuverlässig und dauerhaft, sowohl bezüglich der Betriebsweise
als auch bezüglich der Konstruktionsweise und unanfällig gegen Ausfälle, so daß
mit dieser Erfindung Flüssigkeit-Lecks wirtschaftlich und effektiv verhindert werden
können.
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Die Erfindung, sowie deren Wirkungsweise, Merkmale und Ausführungsmöglichkeiten
werden anhand der Zeichnungen im Zusammenhang mit bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung beispielsweise näher beschrieben. In den Zeichnungen sind entsprechende
Teile jeweils mit den
gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen:
Figur 1 eine zusammenfassende Darstellung, teilweise im Querschnitt1der gesamten
Vorrichtung einer ersten Ausführungsform einer fotoelektrischen Vorrichtung zum
Nachweis und zur Anzeige von Flüssigkeit-Lecks an Dichtungsteilen einer Maschine
gemäß der vorliegenden Erfindung und Figur 2 in vergrößerter Darstellung und im
Querschnitt die Anordnung einer zweiten Ausführungsform einer fotoelektrischen Vorrichtung
mit einer Schicht aus fluoreszierendem oder einem entsprechenden Stoff und einer
Schicht aus schützendem Material, die gemäß der Erfindung den gesamten Bereich der
Fluoreszenz-Schicht abdeckt.
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In Fig. 1 ist ein Teil einer Drehwelle dargestellt, die in einem Wälzlager
oder in einem Kegelrollenlager 13 gelagert ist und eine Dichtung besitzt. Die gesamte
Anordnung ist mit dem Bezugszeichen 10 versehen. Die Drehwelle 12 und die Lager
13 werden mit flüssigem Schmiermittel 14 geschmiert, das durch einen abnehm+-baren
Flansch 16 und eine Dichtung 18 am Auslaufen gehindert wird. Eine Schicht aus fluoreszierendem
Stoff oder Farbe 20 wird an einer Stelle angebracht, wo ein Flüssigkeitsleck auftreten
könnte. Der fluoreszierende Stoff 20 erzeugt normalerweise keine Fluoreszenz oder
Fluoreszenz-Licht. Wenn dieser fluoreszierende Stoff 20 jedoch mit der auslaufenden
Flüssigkeit in Verbindung tritt, wird Fluoreszenz-Licht einer gegebenen Wellen -länge
erzeugt.
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Es ist weiterhin eine Lichtquelle 22 gezeigt, die auf die Stelle ausgerichtet
ist, wo möglicherweise ein Flüssigkeitsleck auftreten könnte. Weiterhin ist ein
foto-elektrischer Wandler, beispielsweise ein Fototransistor 24 vorhanden, der nur
dann betätigt wird, wenn auf ihn reflektiertes Licht oder Fluoreszenz-Licht einer
festgelegten Wellenlänge auftrifft, die von der fluoreszierenden Schicht 20 erzeugt
und emittiert wird.
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Weiterhin ist ein Verstärker 26 für die vom Fototransistor 24 erzeugten
elektrischen Signale und ein Meßgrößenumformer , beispielsweise ein Voltmeter 28
gezeigt, das mit dem Verstärker 26 verbunden ist, wobei das Voltmeter 28 ein Anzeigesignal
erzeugt, wenn die Anzeigenadel - wie in Fig. 1 zu sehen ist - , sich infolge der
ansteigenden Spannung bei Auftreten des verstärkten elektrischen Signals soweit
nach rechts bewegt, daß diese Nadel mit einem Kontakt 28b imVoltmeter 28 in Berührung
kommt. Der das fotoelektrische Wandler-Element bildende Fototransistor 24 ist so
ausgerichtet, daß auf ihn das reflektierte Licht von der Stelle, wo ein mögliches
Flüssigkeitsleck auftreten kann unter Belichtung von der Lichtquelle 22 ausgerichtet
ist, Der Fototransistor 24 ist jedoch so angeordnet, daß er nicht das üblicherweise
reflektierte Licht auffängt.
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Bei dieser ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die
fluoreszierende Schicht 20, die an einer Stelle angebracht ist, wo ein Flüssigkeitsleck
zu vermuten ist, angeregt, und erzeugt ein fluoreszierendes Licht einer gegebenen
Wellenlänge nur dann, wenn diese fluoreszierende Schicht 20 mit der durch die Dichtungsteile
hindurchtretende Flüssigkeit in Kontakt tritt
und reagiert. Wenn
die Flüssigkeit i4 also aus einem Zwischenraum zwischen dem Flansch 16 und der Dichtung
18 herausläuft, und sich weiterhin auf der äusseren Ober -fläche der Dichtung 18
ausbreitet, so reagiert und löst sich die von vorneherein auf der Oberfläche an
einem Bereich dieses Flüssigkeitslecks angebrachte Fluoreszenz-Schicht 20 in ihrer
Flüssigkeit, so daß dadurch ein Reaktionsmittel erzeugt wird, das ein fluoreszierendes
Licht einer gegebenen Wellenlänge bei einem Lichtstrahl erzeugen kann, der von der
Lichtquelle 22 auf dieses Reaktionsmittel auftritt, das dann das fluoreszierende
Licht auf den Fototransistor 24 emittiert, wodurch die Anzeigenadel 28 a im Voltmeter
28 sich - wie in Figur 1 dargestellt -soweit nach rechts bewegt, daß sie den Kontakt
28 b berührt, wodurch ein Schaltkreis zum Betätigen einer Anzeigeeinrichtung geschlossen
wird, oder um den Betrieb der Anordnung abzuschalten.
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Figur 2 stellt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Anordnung mit
fluoreszierendem Stoff dar, das angeregt wird, um fluoreszierendes Licht zu erzeugen.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine weitere Schicht eines schützenden Stoffes
30 auf die Schicht aus fluoreszierendem Material aufgebracht, so daß die letztere
vollständig abgedeckt wird.
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Die Schutzschicht 30 reagiert mit der durch die Dichtung 18 hindurchtretendm
Flüssigkeit und ist in dieser Flüssigkeit löslich und kann in geeigneter Weise von
der Oberfläche des fluoreszierenden Stoffes 20 entfernt werden, sp daß das fluoreszierende
Material danach Fluoreszenz-Licht einer gegebenen Wellenlänge erzeugen kann, wenn
ein von der Lichtquelle 22 gelieferter Lichtstrahl auffällt, dann, wenn Flüssigkeit
durch die Dichtung 18 hindurchtritt.
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In Abwandlung der zuvor beschriebenen Anordnung gemäß dieser Erfindung
ist es weiterhin vorteilhaft mehrere fluoreszierende Stoffe vorzusehen, die verschiedene
Wellenlängen emittieren, wobei jede Wellenlänge einer bestimmten Stelle, bei der
ein Flüssigkeitsleck vermutet wird, entspricht. Ein einziger fotoelektrischer Wandler
kann auf diese Weise mit fluoreszierendem Licht unterschiedlicher Wellenlängen selektiv
belichtet werden und auf diese verschiedenen Wellenlängen ansprechen, die von den
verschiedenen fluoreszierenden Stoffen emittiert werden, die an Bereichen angebracht
sind, wo Flüssigkeit hindurch kommen kann. Dadurch ist es möglich, gleichzeitig
Flüssigkeitslecks an unterschiedlichen Stellen durch die Unterschiede in den Wellenlangen
des von den verschiedenen fluoreszierenden Stoffen emittierenden Lichtes nachzuweisen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der zuvor genannten Anordnung
ist es darübeiinaus möglich, Flüssigkeitslecks an unterschiedlichen Stellen dadurch
festzustellen, daß mehrere fotoelektrische Wandler vorgesehen werden, wobei jeder
Wandler nur auf Licht mit einer bestimmten Wellenlänge ansprechen kann, wobei die
Zahl der fotoelektrischen Wandler der Zahl der Stellen entspricht, die überwacht
werden sollen. Weiterhin sind auch eine Anzahl fluoreszierender Stoffe an jeder
Stelle angebracht, wo ein Flüssigkeitsleck möglicherweise auftreten kann. Bei dieser
Anordnung kann der fluoreszierende Stoff von derselben Art sein, dh. er kann Lichtwellen
gleicher Länge emittieren.
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Bei einer weiteren beispielhaften Abwandlung der zuvor genannten zweiten
Aus führungs form dieser Erfindung kann das Verfahren sowie die Anordnung zum fotoelektrischen
Nachweisen und Anzeigen von Flüssigkeitslecks auch dadurch
verwirklicht
werden, daß verschiedene leuchtende Stoffe verwendet werden, um einePhosphoreszenz
oder ein Phosporeszenz-Licht einer bestimmten Wellenlänge erzeugt wird. Dies hat
den weiteren Vorteil, daß keine Lichtquelle für einen Lichtstrahl benötigt wird,
der auf die bezüglich Flüssigkeitslecks zu überwachende Stelle- gerichtet wird,
da ein Selbstleuchten oder eine Licht aussendung von dem phosphoreszierenden Stoff
auf den fotoelektrischen Wandler dieser Erfindung vorhanden ist.
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Die Anordnung, bei der phosphoreszierender Stoff benutzt wird, kann
auch gleichzeitig bei der oder mit der Uberwachereinrichtung angewandt werden, die
zuvor im Zusammenhang mit fluoreszierendem Material beschrieben wurde.
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Aufgrund eines derartigen verbesserten und gut zu verwendenden fotoelektrischen
Verfahrens und einer entsprechenden Anordnung für den Nachweis und die Anzeige von
undichten Dichtungen tritt der Vorteil auf, daß nunmehr ein genauer und sofortiger
Nachweis bzw. eine Anzeige des Flüssigkeitslecks solfie-eine Fernsteuerung möglich
ist. Dieses Verfahren und die Anordnung schafft weiterhin die vorteilhafte Soglichkeit,
nicht nur eine Anzeige zu schaffen, sondern auch den Betrieb einer Anordnung bei
Auftreten eines Flüssigkeitslecks zu unterbrechen oder anzuhalten.
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Darüberhinaus erhält man mittels dieser Erfindung eine weitere vorteilhafte
Wirkung. Es ist nämlich jetzt möginch, einen ernsthaften Ausfall der Anordnung oder
sogar die Zerstörung oder den Ausfall der gesamten Anlage zu verfiindern, wenn ein
großes Flüssigkeitsleck auftritt,
oder sehr viel Flüssigkeit ausläuft,
oder wenn während des Betriebs die gesamte Flüssigkeit austritt.
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Darüberhinaus bietet ein derartig verbessertes und leicht anzuwendendes
Verfahren sowie die entsprechende Vorrichtung den Vorteil, daß die Stellen, die
auf Flüssigkeitslecks überwacht werden sollen1 nicht mit den Nachweiseinrichtungen
in mechanischem oder elektrischen Kontakt stehen. Zwischen der- Leckstelle und -der
Nachweiseinrichtung ist vielmehr nur eine einfache optische Einrichtung vorgesehen,
Das Verfahren sowie die Anordnung zum Nachweisen und Anzeigen von Flüssigkeitslecks
ist während des Betriebs und bezüglich der Leistungsversorgung wirtschaftlich, haltbar
und robust, so daß ein möglicherweise auftretendes Flüssigkeitsleck auf wirtschaftliche
Weise und wirkungsvoll verhindert werden kann.
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0 0 Als auStragbare Schichten kommen alle Materialien infrage, die
nach Reaktion mit der austretenden Flüssigkeit andere optische Eigenschaften haben
als vor der Reaktion. Es warden hier nur beisDielsweise der Reflexionsfaktor, die
Farbe und floureszierende Eigenschaften angesprochen.