DE2500262B2 - Anordnung zur Erfassung eines Lecks durch Überwachung des Drucks in einer durch Absperrventile in mehrere absperrbare Leitungsabschnitte unterteilten Rohrleitung - Google Patents
Anordnung zur Erfassung eines Lecks durch Überwachung des Drucks in einer durch Absperrventile in mehrere absperrbare Leitungsabschnitte unterteilten RohrleitungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Erfassung eines Lecks durch Überwachung des Drucks in einer
durch eine Reihe von Absperrventilen in mehrere absperrbare Leitungsabschnitte unterteilten Rohrleitung,
bestehend aus einem Druckfühler für die Erzeugung eines Meßsignals, welches dem augenblicklichen
Istwert des Drucks in einem Leitungsabschnitt entspricht, aus einem Analogspeicher, aus einem
Trennschalter zwischen dem Druckfühler und dem Eingang des Speichers, wobei der Trennschalter in
Abhängigkeit von einem Steuersignal für die Speicherung eines Wertes betätigbar ist, der dem augenblicklichen
Istwert des Drucks in der Leitung zum Zeitpunkt des Steuersignals entspricht, aus einer Vergleichseinrichtung,
welche dem Druckfühler und dem Speicher nachgeschaltet und in der Weise ausgelegt ist, daß an
ihrem Ausgang ein Signal ansteht, sobald die Größe des Meßsignals kleiner als der eingespeicherte Druckwert
ist, wobei dieses Ausgangssignal größer als ein vorgegebener Schwellenwert ist, sowie aus einem der
Vergleichseinrichtung nachgeschalteten Steuerkreis für die Schließung der Absperrventile des betreffenden
Leitungsabschnitts.
Eine derartige Anordnung dient zur Erfassung des Lecks durch mehrfachen Vergleich der Größe einer
Druckdifferenz zwischen einem Referenzdruck und dem Ist-Druck in der Rohrleitung mit einem vorgegebenen
Schwellenwert für die Druckdifferenz, wobei als Referenzdruck derjenige Druck verwendet wird, der am
Anfang eines jeden Vergleichsvorgangs in der Rohrleitung herrscht und der für die Dauer des Vergleichsvorgangs
gespeichert wird, und wobei die Schließung der Absperrventile des betroffenen Leitungsabschnitts
ausgelöst wird, wenn der Schwellenwert innerhalb eines vorgegebenen Zeitabschnitts erreicht wird.
Eine analoge Anordnung ist durch die FR-PS 14 82 095 vorbekannt. Bei dieser wird für die Festste!-
lung der Ist-Druckdifferenz ein Referenzdruck verwendet,
der in einem Druckkessel gespeichert wird, der an einen der Eingänge eines Differentialdruckmessers
Angeschlossen ist und periodisch mit der Rohrleitung verbunden wird, wobei der Referenzdruck mit dem
Druck in der Rohrleitung jedesmal in Übereinstimmung gebracht wird. Der andere Eingang des Differentialdruckmessers
ist mit der Rohrleitung verbunden. Sobald bei einem der periodischen Meßvorgänge ein am
Differentialdruckmesser eingestellter Schwellenwert überschritten wird, wird eine Schließvorrichtung für ein
Absperrventil in der Rohrleitung ausgelöst. Diese Anordnung macht eine laufende Überwachung erforderlich,
zudem ist sie wegen des Druckkessels, des Differentialdruckmessers und der erforderlichen Rohrleitungen
und Ventile aufwendig in der Herstellung und im Bauvolumen.
Durch die DT-OS 19 61 928 ist ein Rohrbruchdetektor mit zwei Meßeinrichtungen bekannt, von denen eine
zur Durchflußmengenmessung und die andere zur Messung des Druckabfalls in der Rohrleitung eingerichtet
ist Damit sollen Fehlmessungen durch einen plötzlichen Durchflußanstieg aufgrund eines Pumpenanlaufs
sowie durch eine zeitliche Veränderung des Druckabfalls vermieden werden.
Die vorbekannte Vorrichtung erzeugt ein Steuersignal für die Schließung eines Absperrventils, wenn die
Druckabsenkung in der Rohrleitung im Verlaufe einer durch einen Abtastimpulsgenerator vorgegebenen Zeitspanne
einen vorgegebenen Wert überschreitet. Auf diese Weise allein ist es nicht möglich, festzustellen, ob
die Druckabsenkung auf eine sprunghafte Verbrauchs steigerung oder auf einen Leitungsbruch zurückzuführen
ist Die zusätzliche, gleichzeitige Überwachung des Durchsatzes macht darüber hinaus eine Verdoppelung
der Meß- und Auswerteeinrichtungen erforderlich, weil die Erfassung eines Leitungsbruchs zu einer anomalen
Durchsatzsteigerung und gleichzeitig zu einer anomalen Druckabsenkung führt. Dennoch löst auch die Verdoppelung
des Aufwandes nicht die nachstehende Aufgabe.
In einer Flüssigkeits- oder Gasleitung kommen Druckänderungen vor, insbesondere Druckabsenkungen,
die nicht auf einen Leitungsbruch, sondern beispielsweise auf eine plötzliche Zunahme des Verbrauchs
zurückzuführen sind. Derartige Druckabsenkungen sind vorübergehender Natur, wobei sich
nachfolgend ein neuer Druckausgleich in der Rohrleitung einstellt. Bei Leitungsbrüchen hingegen setzt sich
die Druckabsenkung fort.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Erfassung eines Lecks in einer
Rohrleitung vorzuschlagen, welche einen Druckkessel und eine laufende Abtastung entbehrlich macht und alle
Druckänderungen innerhalb der Rohrleitung zuläßt außer solchen, die auf die Entstehung eines Lecks
zurückzuführen sind, ohne die Betätigung der Absperrventile in der Rohrleitung auszulösen.
Die gestellte Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung gelöst durch ein erstes monostabiles Schaltelement,
dessen Eingang mit dem Ausgang der Vergleichseinrichtung verbunden ist und das an seinem
Ausgang einen ersten Impuls 71 von vorbestimmter Dauer erzeugt, sobald es von der Vergleichseinrichtung
ein Signal erhält, durch ein zweites monostabiles Schaltelement, dessen Eingang mit dem Ausgang des
ersten monostabilen Schaltelements verbunden ist und das an seinem Ausgang beim Empfang des Impulses Ti
nach dessen Beendigung einen zweiten Impuls 7o erzeugt, wobei der Impuls 7c eine mehrfach längere
Dauer als der Impuls Tl aufweist, durch ein UND-Glied
mit zwei Eingängen, die mit den Ausgängen des ersten und des zweiten monostabilen Schaltelements verbunden
sind und dessen Ausgang über einen Leistungsverstärker mit dem Steuerkreis für die Schließung der
Absperrventile verbunden ist, und durch eine derartige Verbindung des Ausgangs des ersten monostabilen
Schaltelements mit dem Trennschalter, daß der Impuls 71 das Steuersignal für die Speicherung des momentanen
Druck-Istwertes ist.
Der Erfindungsgegenstand ermöglicht es, unter Verzicht auf einen Druckkessel und eine laufende,
periodische Abtastung bei kleinstmöglichen Abmessungen, zuverlässig Lecks in Rohrleitungen festzustellen,
d. h. die beiden Möglichkeiten einer Druckabsenkung hinsichtlich ihrer Auswirkung auf die Absperrventile zu
differenzieren. Die Anordnung bewirkt einen zweiten Vergleichsvorgang, durch den festgestellt wird, ob sich
der Druckabfall, der den ersten Vergleichsvorgang und die Speicherung des neuen Referenzdrucks ausgelöst
hat, fortgesetzt bzw. vergrößert hat. Der erste Vergleichsvorgang führt nur zu einer »Bereitschaftsstellung«,
und erst im zweiten Vergleichsvorgang wird die Entscheidung getroffen, ob die Absperrventile zu
schließen sind oder nicht. Von besonderer Bedeutung ist dabei, daß jedsr Vergleichsvorgang durch Überschreiten
des Schwellenwertes aus gegebenem Anlaß herbeigeführt wird und nicht periodisch, d.h. durch
einen Zeitgeber, wie beim Stand der Technik. Hierdurch wird es erst möglich, die Zeitfolge bzw. Häufigkeit der
Vergleichsvorgänge zu einer Überwachung heranzuziehen.
Auf diese Weise kann der Druck innerhalb der Rohrleitung schwanken, ohne eine Betätigung der Absperrventile auszulösen, wenn die Druckschwankungen im Verlauf einer vorgegebenen Zeitspanne einen ebenfalls vorgegebenen Schwellenwert nicht überschreiten, wobei der Referenzdruck stets veränderbar ist und durch denjenigen Druck dargestellt wird, der am Anfang eines Vergleichsvorganges bzw. eines Vergleichszyklus bzw. einer Vergleichsperiode in der Rohrleitung herrscht.
Mit dem erfindungsgemäßen Überwachungssystem wird eine Druckabsenkung, die größer als der vorgegebene Schwellenwert ist, in eine Bereitschaftsstellung des Systems umgesetzt. Wenn sich die Druckabsenkung nicht fortsetzt wie im Falle einer plötzlichen Verbrauchszunahme, geschieht nichts.
Auf diese Weise kann der Druck innerhalb der Rohrleitung schwanken, ohne eine Betätigung der Absperrventile auszulösen, wenn die Druckschwankungen im Verlauf einer vorgegebenen Zeitspanne einen ebenfalls vorgegebenen Schwellenwert nicht überschreiten, wobei der Referenzdruck stets veränderbar ist und durch denjenigen Druck dargestellt wird, der am Anfang eines Vergleichsvorganges bzw. eines Vergleichszyklus bzw. einer Vergleichsperiode in der Rohrleitung herrscht.
Mit dem erfindungsgemäßen Überwachungssystem wird eine Druckabsenkung, die größer als der vorgegebene Schwellenwert ist, in eine Bereitschaftsstellung des Systems umgesetzt. Wenn sich die Druckabsenkung nicht fortsetzt wie im Falle einer plötzlichen Verbrauchszunahme, geschieht nichts.
Wenn die Druckabsenkung hingegen bestehenbleibt und schnell erfolgt, wie beispielsweise infolge eines
Lecks oder Leitungsbruchs, werden die Absperrventile geschlossen. Die erfindungsgemäße Überwachungsanordnung
toleriert infolgedessen Druckschwankungen in der Leitung, die nicht auf ein Leck zurückzuführen sind.
Darüber hinaus benötigt die Anordnung keinen Abtastimpulsgenerator bzw. Zeitgeber für die periodische
Speicherung eines Bezugs-Druckwertes. Vielmehr wird der Analogspeicher ausschließlich danji in den
neuesten Zustand versetzt, wenn die Druckabsenkung zur Erzeugung eines ersten Impulses 71 führt.
Eine besonders vorteilhafte Anordnung wird gemäß der weiteren Erfindung dadurch erzielt, daß die
Verglcichseinrichtung aus einer Subtraktionsstufe besteht,
deren beide Eingänge mit den Ausgängen des Analogspeichers und des Druckfühlers verbunden sind,
aus einer Vergleichsstufe, die beim Empfang eines Signals oberhalb eines vorgegebenen Schwellenwertes
4Po ein Ausgangssignal erzeugt, und aus einer Kontrollstufe
zwischen der Subtraktionsstufe und der Vergleichsstufe, wobei die Kontrollstufe den Durchgang zur
Vergleichsstufe nur dann freigibt, wenn die Ausgangssignale der Subtraktionsstufe einem augenblicklichen
Ist-Druckwert in der Rohrleitung entsprechen, der kleiner als der im Analogspeicher gespeicherte Druckwert ist, sowie dadurch, daß die Kontrollstufe zwei
Trenngleichrichter besitzt, deren Eingänge mit dem Ausgang der Subtraktionsstufe verbunden und die in der
Weise in Antiparallelschaltung angeschlossen sind, daß
sie sowohl negative als auch positive Signale durchlassen, wobei der Ausgang des Trenngleichrichters dem
Eingang eines integrierenden Verstärkers aufgeschaltet ist, dessen Ausgang zum Trenngleichrichter zurückgeführt
ist, und wobei der Ausgang des Trenngleichrichters der Vergleichsstufe aufgeschaltet ist.
Der Gegenstand der Erfindung und seine Funktion werden nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels
näher beschrieben. Es zeigt
F i g. 1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Anordnung,
F i g. 2 ein Detailschaltbild einer Kontrollstufe, wie sie in der Anordnung nach F i g. 1 verwendet werden kann,
und
F i g. 3a bis 3d eine Anzahl von Diagrammen zur Erläuterung der Funktion der Anordnung in Abhängigkeit
von der Zeit.
Die Vorrichtung gemäß F i g. 1 ist zur Betätigung mindestens eines Absperrventils 1 vorgesehen, das sich
in einem Abschnitt einer Rohrleitung 2 befindet, durch die ein flüssiges oder gasförmiges Medium geleitet wird.
In vorteilhafter Weise wirkt die Anordnung nicht unmittelbar auf das Absperrventil 1 ein, sondern
vielmehr über das Solenoid 3 eines Magnetventils 4, welches sich in einer pneumatischen Steuerleitung 5
befindet, die einerseits zu einem Pneumatikantrieb 6 des genannten Ansperrventils 1 führt und andererseits mit
einem Druckluftbehälter 7 in Verbindung steht. Der Pneumatikantrieb 6 besteht beispielsweise aus einem
Pneumatikzylinder und besitzt ein handbetätigtes Entlüftungsventil 8.
Zur Anordnung gemäß F i g. 1 gehört ein Druckfühler 9, der in dem betreffenden Abschnitt der Rohrleitung 2
angeordnet und von einer solchen Konstruktion ist, daß an seinem Ausgang eine kontinuierliche Spannung
ansteht, die dem Ist-Druck p, in dem Leitungsabschnitt proportional ist. Der Ausgang des Druckfühlers ist
einerseits mit dem Eingang einer Subtraktionsstufe 10 und andererseits über einen Trennschalter 11 mit dem
Eingang eines Analogspeichers 12 verbunden.
Der Trennschalter 11 befindet sich im allgemeinen in geöffneter Stellung und gestattet das Einspeichern der
Größe desjenigen Drucks, der in diesem Augenblick in dem Abschnitt der Leitung 2 herrscht, in den
Analogspeicher, wenn er zyklisch, d. h. in bestimmten Zeitabständen kurzzeitig geschlossen wird. Der Ausgang
dieses Analogspeichers ist dem zweiten Eingang der Subtraktionsstufe 10 aufgeschaltet und läßt dort
fortlaufend eine Spannung anstehen, die der Größe des gespeicherten Druckwertes entspricht. Mittels des an
den Ausgang des Druckfühlers 9 angeschlossenen Eingangs empfängt die Subtraktionsstufe 10 fortlaufend
eine kontinuierliche Spannung, die dem jeweiligen Ist-Druck ρ, in dem betreffenden Abschnitt der
Rohrleitung 2 proportional ist. An ihrem Ausgang liefert die Subtraktionsstufe 10 fortlaufend eine Spannung, die
der Differenz zwischen dem gespeicherten Druckwert Pn, im Analogspeicher 12 einerseits und dem Ist-Druck
Piandererseits entspricht. Diese Differenz AP,zwischer
den beiden Drücken stellt die Änderung des Drucks ρ im Abschnitt der Rohrleitung 2 in der Zeiteinheit dar.
Da die Druckänderung in dem Abschnitt der Leitung 2 ebensogut positiv sein kann (d. h. der Druck in diesel
Rohrleitung steigt an, und der Druckanstieg kann nicht für die Erfassung eines Lecks verwendet werden), ist es
vorteilhaft, diejenigen Signale, die einem Druckanstieg
ίο entsprechen, mittels einer Kontrollstufe 13 auszuschalten,
deren Eingang mit dem Ausgang der Subtraktionsstufe 10 verbunden ist. Die Kontrollstufe 13 hat die
Aufgabe, sämtliche negativen Werte von Δ P-, auszuschalten,
d. h. Werte, die sich einstellen, wenn dei Ist-Druck p,- größer ist als der gespeicherte Druckwen
Pm, der als Referenzdruck dient. Die Kontrollstufe liefert daher ausschließlich Signale APj, die größer als C
sind.
In F i g. 2 ist ein besonderes Ausführungsbeispiel einei
solchen Kontrollstufe 13 dargestellt, die aus zwe Verstärkerstufen 14 und 15 besteht, von denen die erst«
(14) zwei Trenngleichrichter 16 und 17 besitzt. Dei Eingang der beiden Trenngleichrichter 16 und 17 ist mii
einer Eingangsklemme E der Kontrollstufe 13 verbunden. Die beiden Trenngleichrichter 16 und 17 sind ir
Antiparallelschaltung angeordnet, so daß der erste Trenngleichrichter 16 nur diejenigen Signale odei
Spannungen mit negativem Vorzeichen durchläßt während der zweite Trenngleichrichter 17 nur Spannungen
oder Signale mit positivem Vorzeichen durchläßt Signale mit negativem Vorzeichen entsprechen dabe
einer Druckerhöhung in der Rohrleitung 2, währenc Signale mit positivem Vorzeichen einer Druckabsenkung
entsprechen. Die zweite Verstärkerstufe 15 ist mii dem Ausgang des Trenngleichrichters 16 verbunden unc
bildet ein Integrierglied, dessen Ausgang zum Eingang der Kontrollstufe 13 zurückgeführt ist. Wenn daher ar
diesem Eingang ein Signal mit negativem Vorzeicher ansteht, wird es durch die integrierende Verstärkerstufe
ίο 15 in ein Signal mit positivem Vorzeichen von gleichei
absoluter Größe umgesetzt, so daß das Signal durch die Rückführung des Ausgangs der Verstärkerstufe 15 zurr
Eingang der Kontrollstufe 13 praktisch ausgelöschi wird. Wenn andererseits ein Signal mit positiverr
Vorzeichen am Eingang £der Kontrollstufe 13 ansteht kann dieses Signal durch den zweiten Trenngleichrichter
17 bis zum Ausgang S der Kontrollstufe 12 durchlaufen.
Die Kontrollstufe 13 ist dem Eingang einer elektroni-
so sehen Vergleichsstufe 18 aufgeschaltet, die innerhalt eines Bereichs von vorgegebenen Schwellenwerten AP(
einstellbar ist. Der Schwellenwert ΔΡ0 kann beispielsweise
zwischen 0,5 bar und 5 bar liegen. Wenn das dei Druckdifferenz AP, entsprechende Signal die Größe des
vorgegebenen Schwellenwertes ΔΡο überschreitet, gibi
die Vergleichsstufe 18 an ihrem Ausgang ein Signal ab welches an dem Eingang eines ersten monostabiler
Schaltelements 19 ansteht, welches seinerseits einer Impuls bestimmter Dauer Ti erzeugt, die beispielsweise
in der Größenordnung von einigen Sekunden liegt unc vorzugsweise kleiner als 5 Sekunden ist. Der Ausgang
dieses ersten monostabilen Schaltelements ist gleichzel· tig einem ersten Eingang eines UND-Gliedes 20, dei
Wicklung des Trennschalters 11 und dem Eingang eines
zweiten monostabilen Schaltelements 21 aufgeschaltct Wenn das zweite monostabile Schaltelement 21 einer
Impuls T\ empfängt, liefert es seinerseits einen Impuls 71 von gleichfalls bestimmter Dauer, die jedoch mindesten!
mehrfach größer ist als die Dauer des Impulses Ti und vorzugsweise größenordnungsmäßig zwischen 60 und
120 Sekunden liegt. Der Ausgang des zweiten monostabilen
Schaltelements 21 ist mit dem zweiten Eingang des UND-Gliedes 20 verbunden. Der Ausgang des UND-Gliedes
20 ist dem Eingang eines dritten monostabilen Schaltelements 22 aufgeschaltet, welches einen Impuls
T2 erzeugt, wenn es durch das öffnen des UND-Gliedes
20 betätigt wird. Die Dauer des Impulses T2 ist dabei
ausreichend, um über einen Leistungsverstärker 23 das Solenoid des Magnetventils 4 zu erregen, welches in der
pneumatischen Steuerleitung 5 des Pneumatikantriebs 6 für das Absperrventil 1 angeordnet ist
Nachfolgend wird die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Anordnung beschrieben. Zuvor sei noch
einmal darauf hingewiesen, daß das Grundprinzip für die Erfassung eines Bruchs der Rohrleitung auf der
Messung der Druckveränderung in der Rohrleitung beruht Im Falle eines Bruchs der Rohrleitung wird
anfänglich ein steiler Druckabfall beobachtet, an den sich ein Druckabfall anschließt, dessen negativer
Differentialquotient nahezu konstant ist. Die Größe dieses Differentialquotienten hängt von den Abmessungen
der tatsächlichen öffnung in der Rohrleitung ab. Im üblichen Betriebsbereich einer Rohrleitung für ein
gasförmiges Medium kommen normale Druckänderungen sowohl mit positivem als auch mit negativem
Vorzeichen vor. Es ist daher wichtig, daß der Schwellenwert AP0 für die Auslösung der Absperrventile
größer ist als der größte absolute Wert des negativen Differentialquotienten, der im normalen Betriebsbereich
auftreten kann. Bezüglich der positiven Differentialquotienten des Drucks sei darauf verwiesen, daß zu
deren Kompensation die Kontrollstufe 13 vorgesehen ist
In Fig.3a ist ein Diagramm dargestellt, dessen Abszisse die Zeit t und dessen Ordinate den Druck p, in
dem Abschnitt der Rohrleitung 2 darstellt. Zum Zeitpunkt to herrscht in dem Abschnitt der Rohrleitung
2 ein Druck p\, der bis zu einem Wert pi zuzunehmen
beginnt, nachdem er eine Zeitlang konstant geblieben ist, und ausgehend vom Zeitpunkt to abnimmt. Es sei
unterstellt, daß die Kontrollstufe 13 bei der Feststellung einer Druckerhöhung für eine vollkommene Kompensation
des positiven Differentialquotienten sorgt. Auf diese Weise wird die Differenz Pn,-pi = APi künstlich
zu Null gehalten.
Wenn der Druck p,- zum Zeitpunkt to absinkt, geht
man daher von einer Größe APi=O am Ausgang der
Kontrollstufe 13 aus. In der Vergleichsstufe 18, die das Signal AP-, empfängt, wird die Größe dieser Druckdifferenz
mit einem vorgegebenen Schwellenwert Po verglichen. Diese Druckdifferenz erreicht den Schwellenwert
AP0 zum Zeitpunkt it. Hierzu wird auf Fig.3b
verwiesen, in der die Ordinate die Größe der Druckdifferenz APi angibt und die Abszisse die Zeit f.
Zum Zeitpunkt t\ betätigt die Vergleichseinrichtung das erste monostabile Schaltelement 19, dessen Ausgangsimpuls
von einer Dauer Ti sofort den Relaisschalter U betätigt, den Speicherwert in der integrierenden
Verstärkerstufe 15 auf Null zurückstellt und am ersten Eingang des UND-Gliedes 20 ansteht. Das Ende des
Impulses aus dem monostabilen Schaltelement 19 bringt das zweite monostabile Schaltelement 21 zum Ansprechen,
welches einen Impuls mit einer Dauer T0 von beispielsweise größenordnungsmäßig 60 Sekunden abgibt,
der am zweiten Eingang des UND-Gliedes 20 ansteht, so daß dieses Glied geöffnet ist. Sobald der
Impuls T] den Relaisschalter 11 erregt hat, wird der
ίο Analogspeicher 12 an den Druckfühier 9 angeschlossen.
Zu Beginn dieses neuen Vergleichsvorganges beaufschlagt der Analogspeicher 12 den entsprechenden
Eingang der Subtraktionsstufe 10 mit einer konstanten Spannung, die dem Druck p\ entspricht, während der
Druckfühler 9 den anderen Eingang der Subtraktionsstufe 10 mit dem abnehmenden Ist-Druck p-, beaufschlagt.
Während die Druckdifferenz AP-, zunimmt, verschwindet am ersten Eingang des UND-Gliedes 20
der Impuls To (siehe F i g. 3c). Dies bedeutet, daß das
UN D-Glied 20 von neuem gesperrt ist. Zum Zeitpunkt t2
wird der Schwellenwert APo erneut von der Druckdifferenz AP, erreicht. Dadurch wird das erste monostabile
Schaltelement 19 erneut erregt und erzeugt einen Impuls Ti am zweiten Eingang des UND-Gliedes 20,
welches durch seinen ersten Eingang geschlossen ist, und erregt den Trennschalter 11. Sein Abfall betätigt das
zweite monostabile Schaltelement 21. Dieses liefert daher einen Impuls To zum zweiten Eingang des
UND-Gliedes 20, wodurch dieses von neuem geöffnet wird. Durch den Impuls Ti wird im Analogspeicher 12
der zuvor eingespeicherte Druckwert (pi) gelöscht und ein Druckwert p$ eingespeichert, der zum Zeitpunkt h in
der Rohrleitung 2 herrscht. Dieser Druck ps dient als
neuer Referenzdruck und beaufschlagt in Form einer konstanten Spannung den entsprechenden Eingang der
Subtraktionsstufe 10, deren anderer Eingang wie zuvor eine kontinuierliche Spannung erhält, die dem augenblicklichen
Ist-Druck Pi in der Rohrleitung 2 entspricht. Das UND-Glied 20 bleibt für die Dauer des Impulses T0
in geöffneter Stellung. Zwischenzeitlich, d. h. zum Zeitpunkt (3, hat die Druckdifferenz Δ P, von neuem den
Schwellenwert AP0 erreicht. Dieser Zeitpunkt befindet
sich innerhalb der Dauer des Impulses To, der zum Zeitpunkt fc ausgelöst worden ist. Das erste monostabile
Schaltelement 19, das zum Zeitpunkt h wiederbetätigt wird, erzeugt infolgedessen einen erneuten Impuls Γι,
der das UND-Glied 20 in geöffnetem Zustand vorfindet und daher unmittelbar über dieses UND-Glied 20 das
dritte monostabile Schaltelement 22 betätigen kann, welches mittels seines Impulses Ti, der zum Zeitpunkt f3
beginnt, über den Leistungsverstärker 23 das Solenoid 3 des Magnetventils 4 erregt (siehe F i g. 3d). Das
Magnetventil 4 öffnet sich infolgedessen und ermöglicht es dem Druckbehälter 7 (Druckluft oder Druckgas), den
Kolben des Pneumatikantriebs 6 zu betätigen, der dadurch das Absperrventil 1 schließt Auf diese Weise
wird der Abschnitt der Rohrleitung 2, in dem ein merkliches Leck entstanden ist, vom übrigen Teil der
Rohrleitung abgetrennt.
Claims (4)
1. Anordnung zur Erfassung eines Lecks durch Überwachung des Drucks in einer durch eine Reihe
von Absperrventilen in mehrere absperrbare Leitungsabschnitte unterteilten Rohrleitung, bestehend
aus einem Druckfühler für die Erzeugung eines Meßsignals, welches dem augenblicklichen Istwert
des Drucks in einem Leitungsabschnitt entspricht, aus einem Analogspeicher, aus einem Trennschalter
zwischen dem Druckfühler und dem Eingang des Speichers, wobei der Trennschalter in Abhängigkeit
von einem Steuersignal für die Speicherung eines Wertes betätigbar ist, der dem augenblicklichen
Istwert des Drucks in der Leitung zum Zeitpunkt des Steuersignals entspricht, aus einer Vergleichseinrichtung,
welche dem Druckfühler und dem Speicher nachgeschaltet und in der Weise ausgelegt ist, daß an
ihrem Ausgang ein Signal ansteht, sobald die Größe des Meßsignals kleiner als der eingespeicherte
Druckwert ist, wobei dieses Ausgangssignal größer als ein vorgegebener Schwellenwert ist, sowie aus
einem der Vergleichseinrichtung nachgeschalteten Steuerkreis für die Schließung der Absperrventile
des betreffenden Leitungsabschnitts, gekennzeichnet durch ein erstes monostabiles Schaltelement
(19), dessen Eingang ein erstes monostabiles Schaltelement (19), dessen Eingang mit dem
Ausgang der Vergleichseinrichtung (10, 13, 18) verbunden ist und das an seinem Ausgang einen
ersten Impuls (71) von vorbestimmter Dauer erzeugt, sobald es von der Vergleichseinrichtung (10,
13, 18) ein Signal erhält, durch ein zweites monostabiles Schaltelement (21), dessen Eingang mit
dem Ausgang des ersten monostabilen Schaltelements (19) verbunden ist und das an seinem Ausgang
beim Empfang des Impulses (Γι) nach dessen Beendigung einen zweiten Impuls (7Ό) erzeugt,
wobei der Impuls (7ö) eine mehrfach längere Dauer als der Impuls (71) aufweist, durch ein UND-Glied
(20) mit zwei Eingängen, die mit den Ausgängen des ersten und des zweiten monostabilen Schaltelements
(19 und 21) verbunden sind und dessen Ausgang über einen Leistungsverstärker (23) mit dem Steuerkreis
für die Schließung der Absperrventile verbunden ist, und durch eine derartige Verbindung des Ausgangs
des ersten monostabilen Schaltelements (19) mit dem Trennschalter (11), daß der Impuls (71) das
Steuersignal für die Speicherung des momentanen Druck-Istwertes ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichseinrichtung (10, 13, 18)
aus einer Subtraktionsstufe (10) besteht, deren beide Eingänge mit den Ausgängen des Analogspeichers
(12) und des Druckfühlers (9) verbunden sind, aus einer Vergleichsstufe (18), die beim Empfang eines
Signals oberhalb eines vorgegebenen Schwellenwertes (ΔΡο) ein Ausgangssignal erzeugt, und aus einer
Kontrollstufe (13) zwischen der Subtraktionsstufe (10) und der Vergleichsstufe (18), wobei die
Kontrollstufe (13) den Durchgang zur Vergleichsstufe (18) nur dann freigibt, wenn die Ausgangssignale
der Subtraktionsstufe einem augenblicklichen Ist-Druckwert in der Rohrleitung entsprechen, der
kleiner als der im Analogspeicher (12) gespeicherte Druckwert ist, sowie dadurch, daß die Kontrollstufe
(13) zwei Trenngleichrichter (16 und 17) besitzt,
deren Eingänge mit dem Ausgang der Subtraktionsstufe (10) verbunden und die in der Weise in
Antiparallelschaltung angeschlossen sind, daß sie sowohl negative als auch positive Signale durchlassen,
wobei der Ausgang des Trenngleichrichters{16) dem Eingang (E) eines integrierenden Verstärkers
(15) aufgeschaltet ist, dessen Ausgang zum Trenngleichrichter (16) zurückgeführt ist, und wobei der
Ausgang des Trenngleichrichters (17) der Vergleichsstufe (18) aufgeschaltet ist.
3. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ausgang
des UND-Gliedes (20) und dem Leistungsverstärker (23) ein drittes, monostabiles Schaltelement
(22) angeordnet ist, welches an den Leistungsverstärker einen Impuls abgibt, wenn es vom UND-Glied
ein Signal empfängt.
4. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des
Leistungsverstärkers (23) mit einem Solenoid iß)
eines Magnetventils (4) verbunden ist, welches in einem pneumatischen Steuerkreis eines Absperrventils
(1) der Leitung (2) zwischen einem Druckbehälter (7) und einem Pneumatikantrieb (6) für das
Absperrventil (1) angeordnet ist, und daß der Pneumatikantrieb mit einem handbetätigten Entlüftungsventil
(8) versehen ist.
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (3)
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DE2500262A1 DE2500262A1 (de) | 1975-07-10 |
DE2500262B2 true DE2500262B2 (de) | 1978-08-03 |
DE2500262C3 DE2500262C3 (de) | 1979-04-05 |
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