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Leckanzeigevorrichtung als Kontrollgerät zur Überwachung doppelwandiger
Lagerbehälter Die Erfindung bezieht sich auf eine Leckanzeigevorrichtung als Kontrollgerät
zur Überwachung doppelwandiger Lagerbehälter für die Lagerung grundwasserschädigender
Flüssigkeiten. Zur Über-.
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wachung des Kontrollraumes doppelwandiger Lagerbehälter sind bisher
nach zwei Systemen arbeitende Vorrichtungen bekannt geworden, die eine Undichtigkeit
der Wandungen des Lagerbehälters sowohl optisch als auch akustisch melden.
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1. Der Raum zwischen Behälteraussenwand und Behälterinnenwand (Kontrollraum)
wird mit einer frostsicheren Flüssigkeit auf Glykol-Basis gefüllt, wobei Niveau-Unterschiede
des Flüssigkeitsstandes im Kontrollraum über ein unmittelbar über dem Domdeckel
des Behälters angebrachtes Ausdehnungsgefäß mittels Schwimmereinrichtung oder Sonde
festgestellt werden.
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2. Bei einer zweiten Einrichtung-wird der Testraum entsprechend der
statischen Füllhöhe des Behälters auf einen von der Atmosphäre abweichenden Unterdruck
gebracht, zuzüglich einer Sicherheit für den benötigten Arbeitshub des nachgeordneten
Schaltelementes (Druckschalter). Bei Undichtigkeiten in der Wandung oder im System
kann der durch eine Vakuumpumpe er zeugte Unterdruck nicht mehr aufrechterhalten
werden und es wird über den Druckschalter Alarm gemeldet.
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Nach dem ersten System arbeitende Vorrichtungen werden in Trinkwassereinzugsgebieten
als umweltverschmutend angesehen, da die bis zu 80 % Glykol enthaltende Flüssigkeit
im Kontrollraum ein Giftstoff ist. Darüber hinaus sind die mechanischen Schalt-
und Signaleinrichtungen bei diesem System als störanfällig zu bezeichnen.
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Nach dem zweiten Svstem arbeitende Vorrichtungen zur Überwachung des
Kontrollraumes mittels Unterdruck sind nur unter Aufwendung erheblicher technischer
Einrichtungen bei der Lagerung von Flüssigkeiten mit einem Flammpunkt unter 550
C durchführbar. Bei unter 550 C entflammbaren Flüssigkeiten besteht bei Auftreten
einer Undichtigkeit die Gefahr, daß durch die den Unterdruck aufrechterhaltende
Vakuumpumpe entflammbare Gase angesaugt und ins Freie abgegeben werden, so daß erhebliche
zusätzliche Sicherungsmaßnahmen erforderlich sind.
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Nach dem zweiten System, jedoch mit Überdruck arbeitenden Systemen,
steht entgegen, daß im Kontrollraum niemals ein über dem Prüfdruck des doppelwandigen
Behälters liegender Druck entstehen darf. Auch wenn der der statischen Füllhöhe
des Behälters zuzüglich einer Sicherheit für den benötigten Arbeitshub des Druck
schalters entsprechende ueberdruck normalerweise unter dem Prüfdruck des dopnelwandigen
Behälters bzw. seines Kontrollraumes liegt, ist die Gefahr nicht auszuschließen,
daß durch
irgendwelche Umstände der Prüfdruck überschritten wird.
Zur Vermeidung dieses Nachteiles ist es bekannt, eine Pumpe für die Aufrechterhaltung
des Überdruckes vorzusehen, deren Leistung nach Fördervolumen und Druck auf einen
bestimmten Wert, gegebenenfalls einstellbar, begrenzt ist (DT-Gbm 72 31 804).
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Ein weiterer Nachteil aller mit Unter- und Überdruck arbeitender Einrichtungen
liegt darin, daß bisher im Falle einer Alarmgabe eine genaue Feststellung, ob eine
Undichtigkeit in der Aussen-oder Innenhülle des doppelwandigen Lagerbehälters zur
Alarmgabe führte, nicht erfolgen konnte.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den vorgenannten Nachteil
zu beseitigen und insbesondere die Überwachung des Kontrollraumes doppelwandiger
Lagerbehälter ohne Rücksicht auf die statische Füllhöhe im Behälter durchzuführen
und dabei die Alarmgabe nach dem Kriterium einer Undichtigkeit oberhalb des Flüssigkeitsspiegels
oder unterhalb des Flüssigkeitsspiegels im Lagerbehälter zu unterscheiden.
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Die Erfindung geht dazu von einer Leckanzeigevorrichtung als Kontrollgerät
zur Überwachung doppelwandiger Lagerbehälter für die Lagerung grundwasserschädigender
Flüssigkeiten, bei der an den Kontrollraum des doppelwandigen Behälters eine Pumpe
zur Aufrechterhaltung eines Überdruckes im Kontrollraum und ein die Pumpe bei Erreichen
eines vorgegebenen überdruckes abschaltender und bei Unterschreiten eines vorgegebenen
Mindestdruckes einschaltender, einstellbarer Druckschalter angeschlossen ist, der
einen weiteren Schaltkontakt aufweist, der bei Unterschreiten des vorgegebenen Mindestdruckes
Alarmeinrichtungen auslöst, und schlägt vor, daß der im Kontrollraum aufrechterhaltene
Überdruck ein von der Füllhöhe der Flüssigkeit im Lagerbehälter unabhängig eingestellter
nur wenig (etwa unter 1000 mm WS) über dem Atmosphärendruck liegender Druck ist
und mit dem Kontrollraum
ein zusStzlicher, einstellbarer Druckschalter
verbunden ist, der bei überschreiten des vorgegebenen Überdruckes Alarmeinrichtungen
auslöst.
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In zweckmäßiger Ausgestaltung ist die Pumpe für die Aufrechterhaltung
des Überdruckes eine rückschlagsichere Membranpumpe, deren 1Leistung nach Fördervolumen
und Druck auf einen bestimmten Wert einstellbar begrenzt ist.
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Da bei den zu überwachenden doppelwandigen Behältern der Kontrollraum
zwischen dem inneren Lagertank und der äusseren Kontrollwandung sehr eng bemessen
ist, wird bei Undichtwerden des Innentanks unterhalb des Lagerflüssigkeitsspiegels
Flüssigkeit in den Kontrollraum eindringen. Der im Kontrollraum von der Membranpumpe
aufgebaute geringfügige Überdruck von z.B. 460 mm WS wird durch das eindringende
Volumen zusätzlich erhöht, wobei die hierdurch entstehende Druckerhöhung den von
Boyl-Mariotte entwickelten physikalischen Gesetzen entspricht.
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Bei einem genormten doppelwandigen Behälter von 100 cbm Fassungs-
T vermögen und einem Kontrollraumvolumen von 528 1 müssen nach dem Boyl-Mariottischen
Gesetz 3,51 1 Lagergut in den Kontrollraum eindringen, um eine Druckerhöhung von
460 mm WS = Überwachungsdruck im Kontrollraum auf z.B. 530 mm WS = Überdruck-Alarmwert
zu erreichen. Bei kleineren Kontrollraumen, z.B. für einen Lagertank 5 cbm und einem
Kontrollraumvolumen von 35 1, würden nur 0,235 1 Lagergut in den Kontrollraum einströmen,
um Alarmgabe zu erreichen.
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Da durch den im Kontrollraum eingestellten Überdruck von z.B.
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60 mm WS die Aussenwand des Behälters laufend überwacht wird und ine
Undichtigkeit in der Aussenwand durch entsprechenden Druckbfall sofort angezeigt
wird, kann davon ausgegangen werden, daß ei einem durch Überdruck ausgelösten Alarm,
der durch einen im Sontrollgerät eingebauten weiteren Druckschalter gemeldet wird,
eine
Undichtigkeit des inneren Lagerbehälters unterhalb des Flüssigkeitsspiegels aufgetreten
ist.
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Sollte der Flüssigkeitsspiegel im Lagertank unterhalb des statischen
Überwachungsdruckes von 460 mm WS liegen, kann kein Lagergut in den Kontrollraum
eindringen, sondern wird der im Mantelraum herrschende Überdruck sich in Flußrichtung
zum inneren Lagertank abbauen bis zu dem am Alarmschalter eingestellten Wert des
Minderdruckalarms bei z.B. 200 mm WS. fjberdruckalarm und Minderdruckalarm wird
mittels zwei im Kontrollgerät getrennt eingebauten Druckschaltern und nachgeordneten
elektrischen Kontaktvorrichtungen ausgelöst, die ihrerseits mit getrennt angeordneten
Signalleuchten und auch akustischen Signalgebern ausgestattet sind. Am Druckschalter
für den inderdruckalarm ist wie an sich bekannt eine Zweitkontaktvorrichtung zur
Uberwachung des Betriebsdruckes und gleichzeitiger Betätigung der embranpumpe angeordnet.
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Die Leistung der Membranpumpe, gemessen in 1/h, muß so gering bemessen
sein, daß betriebsseitig bedingte kleiner Undichtigkeiten zwar überbrückt werden,
jedoch größere Undichtigkeiten das Leistungsvermögen der Pumpe übersteigen und damit
zum Druckabfall und Alarm führen. Ein in die Pumpendruckseite eingebautes Überdrucksicherheitsventil
und die begrenzte Leistung der Pumpe verhindern den Aufbau eines unzulässigen Überdruckes
im Kontrollraum.
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diene Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden anhand der peigelegten
Zeichnung erläutert, deren einzige schematische Abbildung die Anzeigevorrichtung
zeigt.
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Cie an einen doDpelwandinen Lagerbehlter 1 mit Kontrollraum 2 anschließbare
Vorrichtung ist mit sämtlichen nachfolgend erläuwerten Teilen als Kontrollgerät
in einem Gehäusekasten angeordnet.
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Sie umfaßt eine Membranpumpe 3 mit Schmutzfilter 4 in der Anssugleitun5.
In der Druckleitung 13 von der Pumpe 3 zum Testraum 2 ist ein Trockenfilter 6 angeordnet.
Unmittelbar am Druckanschluß innerhalb der Pumpe 3 ist ein Überdruckventil 12 vorgesehen.
In der Leitung 18, verbunden mit dem Testraum 2, befinden sieh zwei Druckschalter
5 und 19, die bei der gezeigten Ausfuhrung über je eine Membrane 14 mit Stössel
15 jeweils die Schaltkontakte 16 bzw. 17 bzw. 20 betätigen. Der Schaltkontakt 16
schließt die elektrische Verbindung wischen einer Stromquelle 11 und der Pumpe 3.
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Der Schaltkontakt 17 schließt die elektrische Verbindung zwischen
der Stromquelle 11 und der Alarmeinrichtung 8 als optische Anzeige bzw. der akustischen
Alarmeinrichtung 9.
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Der Schaltkontakt 20 schließt die elektrische Verbindung zwischen
der Stromquelle 11 und der Alarmeinrichtung 21 bzw.
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der akustischen Alarmeinrichtung 9.~Die alçustische Alarmgabe kann
über den Schalter 10 abgeschaltet werden. Eine Kontrollampe 7 zeigt den funktionsgerechten
Einschaltzustand des Gerätes an.
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Zur Kontrolle des jeweiligen Betriebszustandes des Gerätes ist in
der Druckleitung 13 ein Entlüftungsventil 22 sowie in der Meßleitung 18 ein Prüfhahn
23 zum Anschluß eines Druckmessers vorgesehen.
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Die Arbeitsweise des Gerätes wird wie folgt beschrieben: Ohne Berücksichtigung
des statischen Fülldruckes der zu überwachenden Flüssigkeit am Boden des Behälters
1 wird der Druckschalter 5 und dessen Schaltkontakt 16 für die Bempe 3 auf einen
maximal aufzubauenden Überwachungs-Druck von ca. 460 mm WS eingestellt. Die Membranpumpe
3 stellt entsprechend dieser Einstellung im Kontrollraum 2 des tagerbehälters 1
einen Überdruck zur Atmosphäre her. TJndichtizkeiten in System lassen den Überdruck
nach einer gewissen Zeit abfallen bis
zum eingestellten Wiedereinschalten
der Pumpe 3 durch den Schaltkontakt 16.
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Bei einer Undichtigkeit in der Behälterwand (innen) oberhalb des Lagerflüssigkeitsspiegels
wird Luft vom Kontrollrauin 2 in den Lagerbehälter 1 eindringen und über die an
jeden Behälter befindliche Gaspendelleitung zur Atmosphäre austreten. Das Einströmen
von Luft in den Behälter 1 hält solange an, bis durch die begrenzte Leistung der
Pumpe 3 der Druck im Kontrollraum 2 nicht mehr aufrechterhalten werden kann. Der
Druck sinkt ab bis zu dem am Druckschalter 5 mit dem Kontakt 17 eingestellten Alarmpunkt
für Minderdruck von 200 mm WS. Der Schaltkontakt 17 wird geschlossen und optisch
mittels der Signallampe 8 Alarm angezeigt. Der gleiche Vorgang tritt auch bei einer
Undichtigkeit im Leitungssystem oder auch einer Undichtigkeit in der Außenwand des
Behälters 1 auf.
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Entsteht eine Undichtigkeit an der Innenwand des Behälters unterhalb
des Lagerflüssigkeitsspiegels, tritt Lagerflüssigkeit in den Kontrollraum 2 des
Lagerbehälters ein. Der hier anstehende Überwachungsdruck (geringer Überdruck zur
Atmosphäre) wird durch Volumenergänzung des eintretenden Lagergutes erhöht. Bei
Ansteigen des Druckes auf den am Druckschalter 19 und dessen Kontakt 20 eingestellten
Überdruck-Alarmwert von 530 mm WS wird der Kontakt 20 geschlossen und optisch über
die Kontrollampe 21 sowie akustisch über den Summer oder Signalhorn 9 Alarm angezeigt.
Mittels des Schalters 10 kann die akustische Alarmgabe bis zur Behebung des Schadens
abgestellt werden.
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Um einen unzulässigen Druckaufbau im Kontrollraum 2 durch Eindringen
von Lagergut im Falle einer Undichtigkeit der Behälterinnenwand zu verhindern, ist
die Druckkammer der Pumpe 3
mit einem Überdruckventil 2 ausgerüstet,
dessen Öffnungsdruck geringfügig über dem Einschaltpunkt des iruckschalters 19 und
dessen Kontakteinrichtung 20 eingestellt wird. In der Druckleitung 13 ist ein Lufttrockner
eingebaut, der mit einer bei Feuchtigkeitssättigung sich verfärbenden Trockenmasse
gefüllt wird.
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