DE2419668A1

DE2419668A1 - Einrichtung zur feststellung und anzeige der beschaedigung einer begrenzungsschicht in einer fluessiges material enthaltenden anordnung

Info

Publication number: DE2419668A1
Application number: DE2419668A
Authority: DE
Inventors: Telemachus Nicolas Galatis
Original assignee: Marine and Industrial Developments Ltd
Current assignee: Marine and Industrial Developments Ltd
Priority date: 1973-04-26
Filing date: 1974-04-24
Publication date: 1974-11-14
Also published as: US3967256A; ES425662A1; GB1471869A; FR2227522A1; JPS5048982A; FR2227522B1; NL7405666A; IT1011775B

Description

Akte 74-10/20-112 23. April 1974 WF/Si

Marine and Industrial Developments Limited, 65 Akti Maiouli, Piraeus/Griechenland

Einrichtung zur Feststellung und Anzeige der Beschädigung einer Begrenzungsschicht in einer flüssiges Material enthaltenden Anordnung.

Die Erfindung betrifft Einrichtungen zur Feststellung und Anzeige der Verschlechterung der Unversehrtheit von Begrenzung sschichten, die bei Anordnungen verwendet werden, welche Flüssigkeiten enthalten, insbesondere Flüssigkeiten bei kryoqenen Temperaturen.

Ein Beispiel für eine solche Begrenzungsschicht ist die Wand eines Behälters zur Lagerung von verflüssigtem Gas bei Atmosphärendruck oder einem Druck von nahezu Atmosphärendruck. Ein anderes Beispiel ist die Wand einer Leitung zur Förderung eines verflüssigten Gases.

Derartige Begrenzungsschichten können aus sehr verschiedenen Gründen Beschädigungen erleiden, die von der physikalischen Form und Zusammensetzung der Begrenzungsschichten und von den Bedingungen, denen sie ausgesetzt sind, abhängen. So kann beispielsweise die Unversehrtheit einer Begrenzungsschicht durch auf sie einwirkende mechanische Kräfte beeinträchtigt werden oder durch eine Beanspruchung, die durch einen Temperaturwechsel hervorgerufen ist oder als Ergebnis einer chemischen

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Die Beschädigung einer solchen Begrenzungsschicht kam äußerst nacn+eilige Folgen haben. Eine solche Folge kann beispielsweise in dem Austritt von flüssigem Material in oder durch die Grenzschicht hindurch an Plätze, wo das betreffende Material ein Gefahrenmoment mit sich bringt, bestehen.-

Es sind eine Anzahl Verfahren bekannt zur Feststellung und Anzeige des Austretens einer Flüssigkeit durch eine die Flüssigkeit begrenzende Schicht, beispielsweise durch die Wände e eines Behälters für die Flüssigkeit. Ein solches bekanntes Verfahren macht Gebrauch von der Ultrarot-Gas-Analyse. Bei einem anderen bekannten Verfahren wird eine Flüssigkeit anderer Zusammensetzung verwendet, die im Kontakt mit der gegenüber— "liegenden Seite der Begrenzungsschicht zirkuliert.und die Gegenwart jeder Flüssigkeit, die durch die Begrenzungsschielt hindurchtritt, anzeigt.

Die bekannten Verfahren sind nicht leicht anzuwenden und ergeben keine schnellen Ergebnisse. Weiterhin sind diese Verfahren praktisch nicht über längere Zeiträume zur Überwachung oder Untersuchung von Begrenzungsschichten verwendbar, die große Flächen aufweisen und großen Flüssigkeitsvolumen ausgesetzt sind.

Ein weiterer wichtiger Nachteil der bekannten Verfahren be- . steht darin, daß nur unter großen Schwierigkeiten und bei wiederholter Durchführung die Lage eines auftretenden Defektes der Begrenzungsschicht festgestellt werden kann. Das Fehlen einer Möglichkeit zur Feststellungen welchem Ort ein Defekt aufgetreten ist, ist besonders nachteilig, wenn Begrenzungsschichten mit großen Flächen überwacht werden sollen. So ; werden beispielsweise bei der Lagerung bestimmter verflüssigter ', Gase Lagertanks mit sehr großer Kapazität, die in tausenden ; von Kubikmetern bemessen wird, verwendet.

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— J — . i

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe bestand daher j

darin, eine Einrichtung zu schaffen, mit der die Wände von ;

Tanks oder bestimmte diese Wände bildende Schichten unter- j

sucht und/oder überwacht werden können, um eine sofortige j

Anzeige nicht nur beim Austritt von Flüssigkeit in oder durch ;

die begrenzende Wand hindurch zu erhalten, sondern außerdem -j einen Hinweis auf den Teil der Wandfläche, in dem der Defekt

aufgetreten ist, so daß ohne unnötige Verzögerung eine ■

Reparatur oder eine andere Abhilfe schaffende Tätigkeit vor- j genommen werden kann. ;

Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zur Feststellung
und Anzeige der Beschädigung einer Begrenzungsschicht in
einer flüssiges Material enthaltenden Anordnung mit der eine
rasche Anzeige von Defekten in der Begrenzungsschicht möglich
ist, und die über einen langen Zeitraum automatisch arbeiten
kann.

Gegenstand der Erfindung ist weiterhin eine derartige Einrichtung, die leicht so ausgebildet werden kann, daß sie i

anzeigt in welcher einer Anzahl verschiedener Zonen der Be- i grenzungsschicht ein derartiger Defekt aufgetreten ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Einrichtung zur Anzeige der Verschlechterung der Unversehrtheit einer Be- j grenzungsschicht zur Verwendung in einer flüssiges Material i enthaltenden Anordnung dadurch gekennzeichnet, daß die Ein- j

richtung mindestens einen Detektor in Form eines elektrischen ^! Leiters aufweist, welcher mit einer Warnvorrichtung verbunden I ist, die in Abhängigkeit von der elektrischen Leitfähigkeit i

dieses Leiters betätigbar ist und dadurch, daß dieser Leiter I

in nhysikalischer Beziehung zu der Begrenzunqsschicht so J

angeordnet ist, daß, wenn die Unversehrtheit der Begrenzungs- '

schicht am Ort des Leiters sich bei der Benutzung der Be- \

grenzungsschicht verschlechtert, diese Verschlechterung zu j

einer Änderung der Leitfähigkeit führt, die eine Betätigung ι

~or Warnvorrich+mna bewirkt.

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-A-

Ein"besonderer Vorteil des Gegenstandes der Erfindung besteht darin, daß ein Defekt in der Begrenzungsschicht,der zu einem , Austreten von Flüssigkeit führt, automatisch und nahezu äugen- ; blicklich angezeigt werden kann. ^!

!

Ein weiterer Vorteil des Gegenstandes der Erfindung besteht darin, daß es leicht möglich ist, durch geeignete Verteilung des Leiters oder der Leiter Defekte anzuzeigen, die an einer beliebigen Stelle innerhalb eines großen Flächenbereiches der· Begrenzungsschicht auftreten, wie beispielsweise an den Wänden von Lagertanks mit sehr großer Kapazität. Ein weiterer i

Vorteil des Gegenstandes der Erfindung besteht darin, daß ' durch voneinander unabhängige Zusammenfassung einer Vielzahl von Warnvorrichtungen mit verschiedenen elektrischen Leitern, die in verschiedenen Zonen innerhalb der Fläche der Begrenzungsschicht angeordnet sind, es möglich ist, eine automatische Anzeige der Zone zu erhalten, in der ein Defekt aufgetreten ist.

Die Erfindung ist von besonderer Bedeutung in ihrer Anwenduncr auf Begrenzungsschichten, die flüssigem Material bei kryogenen ^Temperaturen ausgesetzt sind, beispielsweise verflüssigtem Erdgas.

Bei einer besonders wichtigen Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung, welche vjfor allem für die Tief temperatur- ί

lagerung geeignet ist, besitzt der elektrische Leiter oder j jeder der elektrischen Leiter einen positiven Temperatur¹- ! koeffizient des Widerstandes und ist innerhalb einer thermisch

! isolierenden Grenzschicht eingebetet. Der Leiter ist weiterhin ι I

[ mit einer elektrischen Spannungsquelle und einer Warnvorrichtung verbunden, die beim Absinken des Widerstandes im Leiter betätigt wird. Durch eine derartige Einrichtung wird das Ein- ' dringen von kalter Flüssigkeit in die inneren Schichten der Begrenzungs schicht ,das eine signifikante Eyirniedrigung der Temperatur eines elektrischen Leiters hervorruft, sofort j angezeigt. Durch das Eindringen von kalter Flüssigkeit in

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die inneren Schichten einer thermisch isolierenden Begrenzungsschicht wird oft eine sehr gefährliche Situation hervorgerufen, beispielsweise in einem Fall, wo die Begrenzungsschicht dazu verwendet wird, den Kontakt zwischen einer Flüssigkeit mit sehr tiefer Temperatur und einem umgebenden Stahlaufbau, beispielsweise dem Mantel eines Lagertanks, zu verhindern.

Bei einer oben beschriebenen Einrichtung, bei der die elektrische Leitfähigkeit des Detektors oder der Detektoren eine Funktion der Temperatur ist, ist es besonders vorteilhaft, Detektoren zu verwenden, welche die Form von elektrisch leitenden Folien oder Beschichtungen besitzen, wobei jede Folie oder Beschichtung eine vorgegebene Zone bedeckt, innerhalb der die Fläche der Begrenzungsschicht überwacht werden soll. Eine derartige Zone kann beispielsweise eine Länge und Breite von der Größenordnung 1 m oder mehr aufweisen. Bei anderen

Ausführungsformen eines derartigen^ temperaturabhängigen Systems können elektrisch leitende Drähte oder Streifen verwendet

werden, wobei jeder Draht oder Streifen einem Weg folgt, der über eine vorgegebene Zone innerhalb des zu überwachenden Flächenbereiches der Begrenzungsschicht verteilt ist.

Bei einigen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Einrichtung

auf weist die Begrenzungs schicht eine flüssigkeitsdichte Ha¹TV. die so angeordnet ist, daß sie beim Austreten der Flüssigkeit reißt und es ist mindestens ein Detektor in Form eines elektrischen Leiters vorhanden, der beim Reißen der Hau|5t bricht und der mit einer Spannungsquelle verbunden ist, sowie mit einer Warnvorrichtung, die betätigt wird, wenn der Betätigungskreis unterbrochen wird. Auf diese Weise wird eine Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung erhalten, bei der die Betätigung einer Warnvorrichtung abhängig ist von einem Leiter, dessen Leitfähigkeit den Wert Null erreichen kann. Eine derartige Anzeigeeinrichtung ist sehr geeignet zur Verwendung in Verbindung mit einer Haut, die der zu lagernden Flüssigkeit direkt ausgesetzt ist.

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Eine solche Einrichtung kann verwendet werden in Verbindung mit Beqrenzungsschichten, die für die Lagerung von flüssigem Material bei gewöhnlicher Umgebungstemperatur verwendet werden. Wenn sie· bei der Tieftemperaturlagerung verwendet werden sollen, können derartige Einrichtungen zusammen mit einem temperaturabhängigen System, wie es weiter oben beschrieben wurde, verwendet w.erden, wobei die beiden verschiedenen Einrichtungen an verschiedenen Stellen innerhalb der Dicke einer thermisch isolierenden Begrenzungsschicht angeordnet werden.

Bei einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung, die bei der Tieftemperaturlagerung verwendet v/erden kann, ist mindestens eine Gruppe verschieden zusammengesetzter elektrischer Leiter vorhanden, die mit einer Warnvorrichtung verbunden sind und die mit Zwischenraum in Richtung der Dicke einer thermisch isolierenden Begrenzungsschicht angeordnet sind, wobei die Leiter als Thermoelemente wirksam werden und die Warnvorrichtung betätigt wird, wenn die Differenz zwischen den Temperaturen der beiden Leiter sich ändert aufgrund des Eintretens von Flüssigkeit in die Begrenzungsschicht an einer Stelle, wo derartige Leiter angeordnet sind.

Die erfindungsgemäße Einrichtung ist von besonderer Bedeutung in ihrer Anwendung auf Begrenzungsschichten, wie sie bei der Lagerung verflüssigten Erdgases von Atmosphärendruck oder einem Druck, der nicht viel über Atmosphärendruck liegt, verwendet werden. Verflüssigtes Erdgas von Atmosphärendruck muß auf einer Temperatur von etwa -165 C gehalten werden. Die j sichere Überwachung der Unversehrtheit der thermisch iso- i lierenden Begrenzungsschichten, die ein derartiges verflüssigtes! Gas enthalten, ist eine Vorbedingung für die sichere Lagerung des Material in erdgebundenen und im Wasser angeordneten Lagertanks, insbesondere dann, wenn die verwendeten Tanks '■ einen äußeren Mantel aus gewöhnlichem Stahl, beispielsweise i von der- Güteklasse A oder B aufweisen, der spröde wird, wenn er der extremen Kälte des gelagerten Materials ausgesetzt wird

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Die Erfindung erstreckt sich auf jeden Tank oder ähnlichen ■ Behälter mit einer flüssigkeitsdichten Begrenzungsschicht, die mit einer Einrichtung, wie sie oben beschrieben wurde, versehen

Im folgenden werden anhand der beigefügten Figuren Ausführungsbeispiele für die erfindungsgemäße Einrichtung näher erläutert.

Figur 1 zeigt in einer Schnittdarstellung die eine Hälfte eines

kryogenen Lagertanks.
Figur 2 zeigt im Querschnitt einen Teil der Wand des Tanks nach Figur 1.

Figur 3 ist eine Aufsicht auf eine erste Begrenzungsschicht, die einen Teil der Tankaus^kleidung bildet.

Figur 4 zeigt in perspektivischer zum Teil geschnittener Darstellung einen Teil einer Tankauskleidung bei einem

anderen Ausführungsbeispiel.
Figur 5 zeigt in scheitiatischer Darstellung einen Teil des elektrischen Schaltkreises einer Einrichtung gemäß der Erfindung.

. Der Lagertank, von dem ein Teil in Figur 1 dargestellt ist, ; dient zur Lagerung von verflüssigtem Erdgas bei nahezu Atmosphärendruck. Der Tank 1 besitzt einen äußeren Mantel 2 aus Massenstahl, an dessen Innenseite eine thermisch isolierende j Auskleidung 3 angeordnet ist, die sich über das ganze Innere

des Mantels erstreckt bis hinein in die Öffnung 4 am Oberteil ! des Tanks. Die Auskleidung 3 bildet eine flüssigkeitsdichte . Begrenzungsschicht, die den Tankinhalt von dem äußeren Mantel ^! des Tanks fernhält.

\ Der Aufbau der Auskleidung 3 kann Figur 2 entnommen werden, welche einen Teil des äußeren Mantels und der Auskleidung : zeigt. Die Auskleidung ist aus Bauteilen 5 mit rechteckigen ; Seitenflächen aus hochisolierendem,^xasttragendem Material, ; beispielsweise geschäumten Polyurethan, aufgebaut, welche

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versetzt wie Backsteinmauerwerk: angeordnet sind mit dazwischenliegenden Schichten 6 aus einem flüssigkeitsundurchlässigen Elastomer. Die Schichten 6 bilden in ihrer Gesamtheit eine ί eirteitliche Zellenstruktur in welche die Bauteile aus isolierendem Material eingeschlossen sind. Die Zellenstruktur

ist vorzugsweise aus einem oder mehreren Urethan-Gummiver-

! bindungen zusammengesetzt. Urethan-Gummiverbindungen, die für den angestrebten Zweck sehr vorteilhaft verwendbar sind, sind unter den Handelsbezeichnungen "Adipren" und "Hytrel" im Handel.

Die Schichten, die die Zellenstruktur aufbauen, können an Ort und Stelle hergestellt werden, indem unter, zwischen und über die thermisch isolierenden Bauteile 6 ein Vbrpolymer und ein Bindemittel in geeigneten Anteilen gebracht werden oder eine a.ushärtbare flüssige synthetische elastomere Verbindung und diese Verbindung an Ort und Stelle ausgehärtet oder vulkanisiert wird. So können beispielsweise Urethan-Gummiverbindungen hergestellt werden, indem ein unstabiles oder stabiles Isocyanat—Vorpolymer mit einem Ketten-Streckmittel zur Reaktion gebracht wird. So kann ein Vorpolyir.er erhalten werden, indem ein Polymer das 5 bis 20 % Tetramethylen-Äther-Glycol-Einheiten enthält mit Toluen—di—isocyanat zur Reaktion gebracht wird und dieses Vorpolymer dann einer zwischen- oder innermolekularen Polymerisation mit Hilfe eines Bindemittels, beispielsweise einer Amino-, Polyamino— oder Polyäthylen-Glycjfol-Verbindung unterworfen wird. Bei einem anderen Verfahren zur Herstellung von Urethan-Gummiverbindungen wird eine Mischung aus einem geeigneten Polyäthylen-Glycol, einem Ketten-Streckmittel und einem Katalysator mit einem Di-Isocyanat zur Reaktion gebracht, womit die Schwierigkeiten in

Vorder Handhabung eines viskos%en/polymeren vermieden werden.

Die Körper 5 aus thermisch isolierendem Material können beispielsweise eine Länge und Breite in der Größenordnung von 1 bis 2 m,aufweisen. Die Gesamtdicke der Auskleidung weist

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_ 9 zweckmäßig eine Größenordnung von 20 cm bis 30 cm auf.

Die Zellenstruktur aus elastomerem Material, die durch die Schichten 6 aufgebaut wird, besitzt eine zusammenhängende innere Schicht oder Haut 7, die direkt dem Tankinhalt ausgesetzt ist und welche die sogenannte erste^die Flüssigkeit zurückhaltende Begrenzungsschicht darstellt. Die Zellenstruktur kann weiterhin eine zweite Begrenzungsschicht 8 und eine dritte Begrenzungsschicht 9 aufweisen.

Wenn der Tank benutzt wird, befindet sich die erste Begrenzungsschicht 7 auf der Temperatur des Tankinhaltes, also beispielsweise auf -165°C. Die Temperatur am Ort der zweiten Begrenzungsschicht 8 liegt dann bei etwa -100⁰C. Die Temperatur am Ort der dritten Begrenzungsschicht 9 liegt bei -50⁰C. Der äußere Mantel ist an seiner Außenseite der Umgebungstemperatur ausgesetzt.

Der Lagertank weist eine Einrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung auf zur Feststellung und Anzeige von Fehlern der Tankauskleidung, die zu einem Ausfließen der Flüssigkeit in die Auskleidung führen. Diese Einrichtung weist Detektoren auf, die am Ort der ersten Begrenzungsschicht 7 angeordnet sind und ebenso am Ort der zweiten Begrenzungsschicht 8.

! Die gesamte vorgegebene Fläche der ersten Begrenzungsschicht ist in gedachte Zonen eingeteilt, und in jeder von ihnen ist

j ein längerer elektrischer Leiter 11 angeordnet, der entlang einer Zickzacklinie über die Zone hinweggeführt ist, wie dies in Figur 3 dargestellt ist, in der die einander gegenüber- ■ liegenden Grenzen einer Zone durch strichpunktierte Linien

: angedeutet sind. So kann beispielsweise jede" Zone einen

j streifenförmigen Bereich umschließen mit einer Länge von 10 m und einer Breite" von 1 m und der Leiter kann in Querrichtung zu der Zone hin und her verlaufen und zwar etwa 40 mal pro

j Meter in Richtung der Länge der Zone.

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Die erste Begrenzungsschicht 7 ist aus zwei Schichten des ausgewählten Elastomers aufgebaut und der Leiter 11 ist in j Sandwich-Form zwischen diesen beiden Schichten angeordnet. Der Leiter 11 kann die Form eines vorfabrizierten leitenden Drahtes oder eines Streifens aufweisen ,oder er kann als leitende Beschichtung auf einer der beiden Seiten der elastomeren j Schichten aufgebracht sein, .beispielsweise nach einem Ver- ; fahren.das bei gedruckten elektr/fischen Schaltungen angewendet wird oder durch Aufsprühen oder in anderer Weise. Der Leiter kann aus Aluminium, Grafit oder irgend einem anderen geeigneten elektrisch leitenden Material bestehen. Eine sehr wichtige Forderung bezüglich des Leiters besteht darin, daß er von der Membran 7 aus elastomerem Material in dem Sinne physikalisch getragen sein muß, daß er unvermeidlich bricht, wenn diese Membran an einer Stelle bricht oder reißt.

Jeder der Leiter 11 ist elektrisch mit nicht dargestellten Zuführungsleitungen verbunden, die aus der Öffnung 4 am Oberteil des Tanks herausgeführt sind und mit einer Spannungsquelle verbunden sind. So ist es beispielsweise bei einem Leiter 11 mit einer Lange von 400 m, einem Durchmesser von 0,1 nun und einem elektrischen Widerstand von 1,6 χ 10 Ohm zweckmäßig, eine Gleichspannungsquelle von 12 V zu verwenden, die einen Strom von 7,5 χ 10"" AMP. durch den Draht schickt. In den Stromkreis von jedem Leiter 11 ist weiterhin außerhalb des Tanks eine Warnvorrichtung eingeschaltet, welche ein akustisches und/oder optisches Signal erzeugt, wenn im Leiter 11 eine Unterbrechung auftritt. Die Warnvorrichtungen, die der großen Anzahl von Zonen zugeordnet sind, können auf einer Konsole oder einem Beobachtungsfeld zusammengefaßt sein. Es ist auch im Sinne der Erfindung, die Schaltkreise, welche die Leiter 11 enthalten, elektrisch mit Steuervorrichtungen zu verbinden, welche beispielsweise über Röhrenschaltungen automatisch Sicherheitsmessungen auslösen,· um das Unfall— risiko herabzusetzen.

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Am Ort der zweiten Begrenzungsschicht 8 sind elektrische Leiter 12 angeordnet, welche in gleicher Weise verschiedene gedachte Zonen innerhalb der vorgegebenen Fläche der Aus-Jdeidung überdecken. Diese Zonen müssen indessen nicht mit den Zonen koinzidieren, in welche- die erste Begrenzungsschicht eingeteilt ist. Die Leiter 12 bilden einen Teil einer Anzeigeeinrichtung, die wichtiger ist als die Anzeigeeinrichtung der ersten Begrenzungsschicht. Der Durchtritt Kalter Flüssigkeit bis zum Ort der zweiten Begrenzungsschicht schafft einen kritischen Zustand, dessen frühzeitige Erkennung und Anzeige aus Sicherheitsgründen von besonderer Wichtigkeit ist. Es wäre in der Tat möglich, nur an der zweiten Begrenzungsschicht eine Anzeigeeinrichtung vorzusehen und bei einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung ist die Anzeigeeinrichtung an der ersten Begrenzungsschicht tatsächlich weggelassen.

Die Leiter 12 sind zwischen der zweiten Begrenzungsschicht 8 und der äußeren Schicht der isolierenden Bauteile 5 angeordnet.. Die Leiter 12 haben die wichtige Eigenschaft, daß sie einen positiven Temperaturkoeffizient des Widerstandes aufweisen. Ein geeignetes Material für diese Leiter ist eine Aluminiumlegierung, bei der ein Absinken der Temperatur über den Bereich von -100⁰C bis -165°C ein
etwa 100 % zur Folge hat.

von -100 C bis —165 C ein Abnehmen des Widerstandes von

Die Leiter 12 können aus Draht oder Streifen bestehen, wie dies bei den Leitern 11 beschrieben wurde. Vorzugsweise jedoch bedecken die Leiter 12 rechteckig oder anders ausgebildete paneelartige Flächenbereiche. Das leitende Material kann beispielsweise als Beschichtung auf die darunterliegende elastomere Haut 8 aufgebracht sein.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der er— findungsgemäßen Einrichtung weist jeder Leiter 12 ein- Blatt aus exner elektrisch leitenden Folie auf. Bei einer besonderen

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! Einrichtung wurden Folien der Größe 1 m χ 1 m und mit einer j Dicke zwischen 0,15 und 0,2 ram verwendet, wobei die Folien aus einer Aluminiumlegierung, wie sie oben erwähnt ist, bestanden.

Anstatt die leitenden Folien ganz flach aufzulegen, wie dies in Figur 2 angedeutet ist, können die Ränder der einzelnen Blätter gegen die Seiten- und Endflächen der isolierenden Bauteile 5 heranfgefaltet sein. Solch eine Anordnung ist in Figur 4 dargestellt. Figur 4 zeiat einen Block 13 aus isolierendem Material, an dessen Unterseite ein Blatt 14 einer aus einer Alumiumlegierung bestehenden Folie aufgeklebt ist. Die vier Ränder der Folie sind zweifach gefaltet und an den Seiten- und Endflächen des Blockes 13 befestigt. Zuführungsleitungen 15 und 16 von einer Spannungsguelle sind zwischen den Falten angeordnet und dort befestigt und zwar an einem Paar einander gegenüberliegender Ränder des Blattes 14.

Wenn nun verflüssigtes Gas durch die erste Begrenzungsschicht hindurchtritt und in die unmittelbare Nachbarschaft eines J der Leiter 12 gerät, steigt die Leitfähigkeit dieses Leiters j an und der anwachsende elektrische Strom betätigt eine geeignete Warnvorrichtung, beispielsweise durch Betätigung eines elektromagnetischen Relais.

Auf der Grundlage der grundsätzlichen Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung ist es dem Fachmann möglich, eine große Anzahl möglicher Schaltkreise zur praktischen Verwirklichung der Einrichtung aufzubauen. Aus diesem Grunde genügt es, kurz anhand von Figur 5 ein mögliches Beispiel zu betrachten, wie die verschiedenen Leiter in einer vollständigen Einrichtung angeordnet sein können. In Figur 5 sind Teile von vier leitenden Blättern 17, 18, 19 und 20 dargestellt, von denen angenommen wird, daß sie in verschiedenen Zonen einer

j zweiten Begrenzungsschicht, wie die Leiter 12 in Figur 2,

j angeordnet sind. Die Blätter sind parallel zueinander zwischen

J zwei Zuführungsleitungen 21 und 22 eingeschaltet, die mit einer Spannungsguelle bei 23 verbunden sind. Das Blatt 17 bildet

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einen Teil eines elektrischen Schaltkreises, der eine Anzeigevorrichtung 24 aufweist, welche beim Anwachsen der Leitfähig-

keit des Blattes aufgrund eines durch einen Flüssigkeitsaus- | tritt hervorgerufenen Temperaturabfalls ein Signal abgibt. I Jedes der anderen Blätter ist in ähnlicher Weise mit einer nicht'

! dargestellten Signalvorrichtung verbunden. ;

Bei Lagertanks mit großer Kapazität, beispielsweise mit einer

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isolierenden Fläche von etwa 5000 m ,können mehrere Hundert i leitende Blätter vorhanden sein, von denen jedes einer Warnvorrichtung zugeordnet ist. Die Anzahl der Zonen jedoch, in
welche die Einrichtung unterteilt ist, hängt vom Grad des
erforderlichen Auflösungsvermögens ab. Es ist kein notwendiges
Merkmal der Erfindung, daß die Einrichtung die Zone anzeigt,
in der der Fehler aufgetreten ist, obwohl dieses Merkmal bei
bestimmten Anwendungsgebieten von großem Vorteil ist.

J Eine andere Ausführungsform des verwendeten elektrischen

Schaltkreises besteht darin, die Leiter der verschiedenen

Zonen/miteinander zu verbinden, daß sie die Widerstände in einer Wheatstone-Brücke bilden, die aus einer Spannungsquelle gespeist wird und mit einer Signalvorrichtung verbunden ist,
welche auf eine Störung des Gleichgewichtes zwischen den
Widerständen anspricht und damit einen in einer der besagten
Zonen auftretenden Fehler anzeigt.

Bei einem weiteren, nicht in den Zeichnungen dargestellten
AusführungsbeJspiel der erfindungsgemäßen Einrichtung werden
zwei aus verschieden^ leitenden Materialien hergestellte
Leiter einander gegenüberliegend in jeder Zone an verschiedenen Stellen in Richtung der Dicke der Begrenzungsschicht angeordnet. So kann beispielsweise ein Leiter am Ort der zweiten Begrenzungs schicht und der andere am Ort der ersten oder am Ort einer
dritten Begrenzungsschicht angeordnet sein. Die -Leiter wirken
als Thermoelement, indem sie das Fließen eines elektrischen
Stromes hervorrufen oder ändern und dadurch eine Warnvorrich- i tung betätigen. Die anderen bereits beschriebenen Ausführungs- ! formen der erfindungsgemäßen Einrichtung sind jedoch bevor-

Die erfindungsgemäße Einrichtung ist nicht nur in Beziehung auf Begrenzungsschichten bei der Laaerung von flüssigem Material bei Temperaturen unter - -O c verwendbar, beispielsweise bei der Lagerung von verflüssigtem Petroleumgas oder verflüssigtem Erdgas, sondern auch im Hinblick auf Begrenzungsschichten für die Lagerung eines beliebigen flüssigen Materials _i dessen Kontakt mit Materialien oder Anordnungen verhindert werden soll, welche durch einen Kontakt mit diesem flüssigem Material durch chemische Einwirkung oder andere Wirkungen leicht beschädigt werden können.

Es ist bei einer temperaturabhängigen Einrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung nicht notwendig, daß die verwendeten Leiter einen positiven Temperaturkoeffizxenten des Widerstandes aufweisen. Es kann in jeder Zone ebensogut ein Leiter mit einem negativen Temperaturkoeffizxenten verwendet werden, wobei natürlich die zugeordnete Warnvorrichtung so ausgebildet . sein muß, daß sie auf die Abnahme des Stromes in dem betreffenden Leiter anspricht. Als elektrisch leitendes Material kann in einer temperaturabhängigen Einrichtung außer dem oben beschriebenen auch beispielsweise Silber, Kupfer und Kohlen- ' stoff verwendet werden.

Patentansprüche

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Claims

- 15 Patentansprüche

\1.^Einrichtung zur Feststellung und Anzeige der Beschädigung einer Begrenzuncrsschicht in einer flüssiges Material enthaltenden Anordnung, gekennzeichnet durch mindestens einen Detektor, der als elektrischer Leiter (11, 12, 14, 17, 18, 19, 20) ausgebildet und mit.einer Warnvorrichtung verbunden ist, die in Abl-ängigjce-it von elektrischen Eigenschaften des. Leiters betätigbar ist, wobei der Leiter in physika— lischer Beziehung zur Begrenzungsschicht so angeordnet ist, daß beim Auftreten einer Beschädigung der Begrenzungsschicht während sie in Betrieb ist, am Ort oder in der Umgebung des Leiters diese Beschädigung zu einer Änderung der elektri— sehen Eigenschaften führt, die eine Betätigung der Warn— vorrichtung bewirkt. '
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als elektrische Eigenschaft des Leiters,deren Änderung«» zur Betätigung der Warnvorrichtung führt, die Leitfähigkeit dient.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein elektrischer Leiter (12) mit einem positiven Temperaturkoeffizienten des elektrischen Widerstandes vorhanden ist, der innerhalb einer thermisch isolierenden Begrenzungsschicht (5) eingebettet ist, wobei der Leiter einerseits mit einer elektrischen Spannungsquelle und andererseits mit der Warnvorrichtung so verbunden ist, daß letztere beim Abnehmen des Widerstandes im Leiter betätigt wird.

dadurch gekennzeichnet,
4. Einrichtung nach Anspruch 3,/dass mindestens einer der eingebetteten Leiter als elektrisch leitende Folie (14, 17, 18, 19, 20) ausgebildet ist, die einen paneelartigen Flächenbereich bedeckt.

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5. Einrichtung nach den Ansprüchen 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der eingebetteten Leiter als Draht (11) oder Streifen ausgebildet ist, der längs eines Pfades angeordnet ist, welcher sich über einen vorgegebenen Flächenbereich der Begrenzungsschicht (7) erstreckt.
'6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsschicht (3) eine flüssigkeitsdichte Haut (7/, 8) aufweist, die so angeordnet ist, daß sie beim Austreten von Flüssigkeit reißt, und daß mindestens ein Detektor, der als elektrischer Leiter (11) ausgebildet ist, vorhanden ist, der beim Reißen der Haut bricht und der mit einer elektrischen Spannungsquelle verbunden ist und einer Warnvorrichtung, die betätigt wird, wenn der Betätigungskreis unterbrochen ist.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die flüssigkeitsdichte Haut (7) eine Begrenzungsfläche aufweist, die beim Gebrauch der Begrenzungsschicht der Flüssigkeit ausgesetzt ist.
8. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei unterschiedlich zusammengesetzte elektrische Leiter vorhanden sind, die mit der Warnvorrichtung verbunden sind und die mit Zwischenraum in Richtung der Dicke der Begrenzungsschicht angeordnet sind und als Thermoelemente wirken, wobei die Warnvorrichtung betätigt wird, wenn sich die Differenz der Temperatur zwischen den beiden Leitern ändert, aufgrund des Eindringens von Flüssigkeit in die Begrenzungsschicht an einer Stelle, wo die beiden Leiter angeordnet sind.
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsschicht (3) Teil der thermisch isolierenden Auskleidung eines Lagerbehälters (1) ist.

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I
10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Auskleidung (3) Schichten aus thermisch isolierendem lasttragenden Material (5) und flüssigkeitsdichte Membranen

j (7, 8, 9) aus elastomerem Material aufweist, die in Abständen voneinander und von dem äußeren Mantel, an dem die

! Auskleidung befestigt ist, angeordnet sind.
11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch

: gekennzeichnet, daß ein Detektor oder eine Gruppe von

I Detektoren in jßäer von einer Vielzahl gedachter Zonen ι

innerhalb einer vorgegebenen Fläche der Begrenzungsschicht vorgesehen sind, und die Detektoren oder Gruppen von

! Detektoren getrennten Warneinrichtungen zugeordnet sind,

welche in einem gemeinsamen Beobachtungsfeld zusammengefaßt j sind.
12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie in einem Lagertank zur Lagerung von

■ verflüssigtem Gas, beispielsweise verflüssigtem Erdgas, . i eingebaut ist.

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