DE2842920C3

DE2842920C3 - Verfahren und Einrichtung zur Anzeige von Flüssigkeitsleckagen an Behältern

Info

Publication number: DE2842920C3
Application number: DE2842920A
Authority: DE
Inventors: Walter 2000 Hamburg Nicolai
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-10-02
Filing date: 1978-10-02
Publication date: 1981-03-19
Also published as: DE2842920A1; FR2437998B1; FR2437998A1; DE2842920B2; CH640943A5

Description

Die Kifindung bezieht sich auf ein Verfahren und t ine Einrichtung /ur An/eige von Hüssigkeitsleckagen an doppelwandigen Flüssigkeiislagerbehältern oder Behäl tern mit einer ganz oder teilweise von Flüssigkeit wi umschlossenen Wandung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs I.

In der Leckanzeigetechnik bei doppelwandigen Behältern, deren Wandzwischenraum (Testraum) durch Überwachung eines IJnterdnicks in diesem Testraum ^h~> ständig auf Dichtheit geprüft wird, ist durch die DE-OS 50 073 eine Leckanzeigeeinrichtung zur Anzeige voti Undichtheiten an Lagerbehältern für Flüssigkeiten beschrieben worden, bestehend aus einer druckgesteuerten und mit dem Testraum des zu kontrollierenden Behälters ständig durch eine Saugleitung verbundenen Vakuumpumpe, einer Alarmeinrichtung und einem Druckschalter, der über eine separate Meßleitung mit dem Testraum verbunden ist. Dieser Druckschalter steuert einen Zeitschalter an, wenn im Verlauf des Evakuierungsvorgangs ein vorbestimmtes Vakuum erreicht ist. Dadurch wird die Vakuumpumoe für eine weitere festgelegte Pumpzeit 11 in Betrieb gehalten, so daß das vorbestimmte Vakuum weiterhin vergrößert wird. Der Zeitschalter ist mit einem Signalgeber verbunden, der die Alarmeinrichtung dann in Tätigkeit setzt, wenn die Wiederansteuerung des Zeitschalters durch den Druckschalter vor dem Ablauf einer zweiten wählbaren, aber konstanten und an die vorgenannte Pumpzeit 11 anschließenden Einströmzeit 12 erfolgt, so daß also die für den Abbau des Unterdrucks vom Höchst- zum Tiefstwert benötigte Zeit als Leckage-Kriterium dient. Diese Anordnung hat nicht nur den Nachteil der doppelten Leitungsführung zwischen Behälter und Lcckanzcigegeräi (ggf. mit aufwendiger T-Stück-Verbindung innerhalb des Behälters), sie meldet lediglich generell eine llndichtheit des Behälters, ohne am Leckanzeigegerät anzeigemäßig unterschei den zu können zwischen Leckage oberhalb oder unterhalb des Flüssigkeitsspiegels.

Es ist weiterhin bekannt, das Eindringen flüssiger Medien in den zu überwachenden Testraum durch Flüssigkeitssonden in diesem Testraum, der angeschlossenen Evakuierunesleitung oder in einer an den Auslaß der Vakuumpumpe angeschlossenen Leitung, beispielsweise durch Öl- oder Wassersonden handelsüblicher Bauart beziehungsweise temperaturabhängige Widerstände, deren unterschiedliche Wärmeableitung in Gasen oder Flüssigkeiten die Anwesenheit flüssiger Medien meldet, anzuzeigen. Die Nachteile derartiger Leckflussigkcits-Mcldceinrichtungen sind allgemein bekannt. Eine Anordnung von Flüssigkeilssonden im Testraum erfordert zusätzliche, flüs.ckeitsfeste elektrische Leitungen mil Kontrollmöglichkeit für l.eitungsun terbrechung und -kur/schluß am Leckan/eigegerät. Außerdem sind die Vorrichtungen /ur Auswertung und Anzeige der von den Sonden gemessenen Größen materiell aufwendig und erhöhen damit die Störanfälligkeit der gesamte I inrichtung.

Bei einer anderen bekannten Ausführung von Einrichtungen /ur Anzeige von Hüssigkeitsleckagen bei doppelwandigen Behältern mit getrennten Leitungen für die Evakuierung und die Druckmessung im Testraum wird das Eindringen von Flüssigkeit durch ein Leck in den Testraiim folgendermaßen angezeigt: Als Folge der Flüssigkeitslcckage sinkt der Unterdruck im Testraum ab und die Vakuumpumpe wird eingeschaltet. Über ein oberhalb des Testraums angeordnetes Schwimmerven til (mit oder ohne mechanische oder magnetische Arretiermöglichkeit) in der Fvakuierungsleitung. die bei einigen der bekannten Anordnungen als sogenannte Leckfuhlcr auch bis /ur Sohle des Testraums geführt werden, saugt die Vakuumpumpe Leckflüssigkeit h;s /u diesem Schwimmerventil an. Nach dem Ansprechen des .Schwimmerventils wird die Evakuierungsleitung zwischen Vakuumpumpe und Testraum abgesperrt, so daß keine weitere Flüssigkeit mehr angesaugt und der Unterdruck im Testraum nicht wieder hergestellt werden kann. Nach weiterem Absinken des Unterdrucks im Teslraum infolge der natürlichen Undichtheiten löst der an den Testraum angeschlossene Druckmes-

ser (Druckschalter) ein Alarmsignal aus. Derartige Einrichtungen haben den großen Nachteil, daß sie doppelte Leitungsführung zwischen Testraum und Vakuumpumpe sowie zwischen Testraum und Druckmesser erfordern. Außerdem unterscheidet die Alarmanzeige am Kontrollgerät nicht zwischen einem Leck oberhalb oder unterhalb des flüssigkeitsspiegels.

Es ist ferner eine Einrichtung zur Anzeige von Flüssigkeitsleckagen in Verbindung mit der Überwachung der Wanddichtheit doppelwandiger Behälter mittels Unterdruck bekannt, bei der die Vakuumpumpe in vorbestimmten, fest eingestellten Intervallen ein- und ausgeschaltet wird unti die Druckverhältnisse in der Evakuierungsleitung fortlaufend gemessen werden. Durch Anordnung einer richtungsempfindlichen Druckbegrenzervorrichtung für Flüssigkeiten und Gase in der Evakuierungsleitung wird erreicht, daß im Leckagefall nach dem Ansaugen von Leckflüssigkeit durch die richtungsempfindliche Druckbegrenzervorrichtung und nach dem systembedingten periodischen Abschalten der Vakuumpumpe der Rückfluß der Leckflüssigkeit aus der Evakuierungsleitung oberhalb der richtungsempfindlichen Durchflußbegrenzervorrichtung in den Testraum verzögert wird. Der Rückfluß der Leckflüssigkeit ist die Folge natürlicher oder künstlich eingeführter Undichtheiten indem Leitungsabschnitt /wischen Vakuumpumpe und richtungsempfindlicher Durchflußbegren/ervorrichtung. Da der Unterdruck in diesem Leitungsabschnitt infolge dieser kleinen Undichtheiten schneller zusammenbricht als die Rückflußgeschwindigkeit der Leckflüssigkeit entspricht, löst ein angeschlossener Alarmdruckschalter ein Alarmsignal aus. wenn der Unterdruck im Gasraum der Evakuierungsleitiing auf ein vorgegebenes Maß abgesunken ist. Richtungsempfindliche Druckbegrenzervcntile sind materiell außerordentlich aufwendig.

Es ist bei doppelwandigen Behältern auch bekannt, ohne Verwendung von .Schwimmerventilen in der bis zur Sohle des Behältertestraums geführten .Saugleitung der Vakuumpumpe, in Verbindung mit einer zusätzlichen, eben.alls an den Testraum angeschlossenen Druckmeßleitung, ein Flüssigkeitslcck anzuzeigen. Dabei kann die Druckmeßleitung auch bis /ur Sohle des Testraums geführt werden.

Auch diese Einrichtung zur Anzeige von Flüssigkeitslecks hat den Nachteil der doppelten Leitungsführung zwischen Leckan/eigegerät und Behzltertestraum. ver bunden mit erheblich großem Aufwand an Rohrleitungsmaterial. Anschlußsfitzen und größeren Lei'ungsschutzrohren.

Aus der DEAS J7 :"5 250 ist bekannt, daß der untcrdrucküberwachte Testraum sowohl der Raum /wischen den beiden Wänden eines Doppelwandbehälters als auch der Raum über der l.agerflüssigkeit in einem einwandigen Behälter sein kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Flüssigkeits-Leckanzeigeverfahren und eine Einrichtung der eingangs genannten Gattung /u schaffen, die mit weniger Aufwand verbunden ist. aber mindestens den gleichen Anforderungen hinsichtlich Genauigkeit der Anzeige, des Ansprechens. der Einstellbarkeit und der Funktionssicherheit genügt und auch ohne Verwendung zusätzlicher Druckmeß-Mittel oder Fliissigkeitssondcn eine sichere Anzeige der gemessenen Dichtheitsverhältnisse unterhalb eines Flüssigkeitsspiegels eindeutig ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in dem Patentanspruch I y kennzeichneten Mittel gelöst.

Eine Einrichtung und Möglichkeiten zur vorteilhaften weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung beruht auf der Ausnutzung des

-, Umstandes, daß in den Testraum des Behälters eindringende Leckflüssigkeit durch die Vakuumpumpe in die Evakuierungsleitung gesaugt wird, so daß der am behälterfernen Ende der Evakuierungsleitung ange schlossene Druckregler ausschließlich auf den Gasdruck

in im anteiligen Testraum der Evakuierungsleitung anspricht und damit infolge des wesentlich kleineren Volumens des anteiligen Testraums der Evakuierungsleitung gegenüber dem Testraum des Behälters bei dichten Behälterwandungen eine erheblich kürzere

ι"· Betriebsdauer der Vakuumpumpe zur Aufrechterhaltung des Solldruckbereichs bedingt, als bei dichten Behälterwandungen im Nonnalbetrieb.

Die erfindungsgi-iiäße funktion tier Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist sowohl bei Behältern.

»ι deren F-vakuierungsleitung am oberen Ende (Scheitel) des Testraums endet, als auch br Behältern, deren Evakiiicrungslcitung bis /ur Sohle da, Behälters geführt ist. gewährleistet. Schwimmerventil (Flüssigkeitssperren) in der Evakuierungsleitung. die am oberen Ende des

r» Testraums angeordnet sind, werden nur bei höheren Arbeits interdrücken im Testraum erforderlich. Bei niedrigen Arbeitsunterdrücken und bis /ur Sohle des Behälters geführter Ev ukuierungsleitung (beide Voraussetzungen müssen erfu It sein) können sie entfallen, ohne

to die erfindungsgemäße Funktion /u storm.

Im Normalbeirieb (keine Leckage oberhalb oder unterhalb des Flüssigkeitsspiegels) wird bei einem doppelwandigen Benälter der eingangs genannten Gattung nach Abschluß der Evakuierung des Testraums

i> an der unteren Schwelle des Solldruckbereichs infolce der natürlichen Undichtheiten der Druck im Testraum und damit auch in der Evakuierungsleitung allmählich ansteigen, bis er schließlich mittels der druckabhängig einsatzgeregelten Vakuumpumpe an der oberen fVuck-

4i) schwelle des Solldruckbereichs (kleiner Unterdruck) durch erneuten Beginn der Evakuierung de·. Testraums bis zur unteren Druckschwelle des Solldruckbereichs wiederhergestellt wird. Dieser Evakuierungsvorgang dauert — je nach Volumen des Test/aums. der

4> Förderleistung der Vakuumpumpe, dem Ausmaß der natürlichen Undichtheiten, der Schaiihysterese des Druckreglers — um nur einige Großen zu nennen Minuten bis Stunden.

Dringt jedoch Leckflüssigkeit durch eine Undichthcit

Ί» der Behälterwandung in den Testraum ein und wird bei Einsat/ der Vakuumpumpe in die Evakuierungsleitung gesaugt, tritt sofort ein rascher Druckabfall (Unterdruckanstieg) im Gasraum der Evakuierungsleitung zwischen Vakuumpumpe und Flüssigkeitssäule (bzw.

Vi Schwimmerventil) ein und erreicht in wesentlich kürzerer Zeit als "V Normalbetrieb die unlerc Gren/e des Solldruckbereichs in diesem Gasraum.

führt die Evakuierungsleitung bis /ur Sohle des Testraums, wo Leckflüssigkeit sich angesammelt hat.

ι« kommt der Druckabfall in der Evakuierungsleilung rascher zustande, als bei einem Anschluß der Evakuierungsleitung am oberen Ende des Testraums. Im letzteren Falle muß der Testraum erst mk Leckflüssigkeit durch ständigen oder intermittierenden Betrieb der

>■> Vakuumpumpe aufgefüllt werden, ehe eine Volumenverkleinerung in dei Cvaku'ierungsleitung sich bemerkbar macht. Ist beispielsweise ein Schwimmerventil in der Evakuierungsleitung oberhalb des Testraums am Be-

hälterscheitel angeordnet, schließt dieses nach dem Hochsaugen der Leckflüssigkeit bis zum Schwimmerventil den Gasraum zwischen Vakuumpumpe und Behältertestraum dicht ab. Damit entsteht in kürzester Zeit ein Druckabfall in der Evakuierungsleitung bis zu der Druckschwelle, bei der die Vakuumpumpe ausgeschaltet wird.

Die Überwachung der Bctriebsdauerverkürziing der Vakuumpumpe als indirektes Maß für den Flüssigkcitseinbruch in den Testraum kann sowohl mittels bekannter Meßvorrichtungen als auch mittels erfindiingsgcmäßcr Meßvorrichtungen erfolgen. Als vorteilhaft hat sich erwiesen, daß ein Steuer- und/oder Alarmsignal von der Vorrichtung /ur Überwachung der Betriebsdauer der Vakuumpumpe ausgelost wird, wenn die Betriebsdauer der Vakuumpumpe gleich lang oder kürzer ist als die frei wählbare, jedoch konstante, fest eingestellte Schalt- oder Periodendauer des Zeitgliedes der Pum penbctriebsdauer-Überwachungsvorrichtung.

Um die Vakuumpumpe im Flüssigkeiisalarmfalle vor weiterem Betrieb zu verschonen, ist eine selbsttätig wirksame Schaltvorrichtung vorgesehen, die den Fvakuierungsvorgang nach Auslösung des Steiier- und/oder Alarmsignals durch die Pumpenbetriebsdauer-Überwachungsvorrichtung dauerhaft beendet.

Im folgenden ist die r.rfindung anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert.

Die figur zeigt schcmatiseh und in stark vereinfachter Darstellung das Prinzip eines Ausführungsbcispiels einer Einrichtung gemäß der Erfindung mit einer bis zur Sohle des Testraums geführten Fa akuierungsleitung mit Schwimmerventil.

Die Figur zeigt einen doppeln andigcn Flüssigkeitslagerbehälter, dessen Testraum 2 von einer inneren und äußeren Wandung 1. Il umschlossen ist. Der Behälter ist mit dem flüssigen Lagergut Π teilweise gefüllt. Der gasgefüllte Testraum 2 ist über eine Evakuierungsleitung 3. die bis zur Sohle des Testraums reicht, mit der Vakuumpumpe 5 verbunden. Die Vakuumpumpe 5 wird durch den elektrischen Antrieb 6 angetrieben. Unmittelbar oberhalb des Testraums ist ein Schwimmerventil 4 — das als Flüssigkeitssperre dient — in der Evakuier Hilfsleitung j arigcmuitet.

Im Testraum 2 herrscht im Normalbetriebszustand (dichte Wandungen und Rohrverbindungen) ein vom Atmosphärendruck abweichender Unterdruck in einem vorbestimmten .Solldruckbereich, der durch eine obere und untere Druckgrenze definiert ist. Der Druck im Testraum wird durch den Druckregler 7 gemessen und bei Erreichen der Druckgrenzen des Solldruckbereiches in elektrische Schaltsignale gewandelt. Diese Schaltsignale werden einerseits über die Relaisanordnung 8 dem Vakuumpumpenantneb 6 zugeführt und dienen zum Ein- und Ausschalten der Vakuumpumpe: andererseits werden sie als Steuersignale der Vorrichtung 9 zur Überwachung der Betriebsdauer der Vakuumpumpe zugeführt. Im Normalfall erfolgt das Einschalten des Druckreglers 7 und damit der Anlauf der Vakuumpumpe, wenn der Unterdruck im Testraum infolge der unvermeidlichen natürlichen Undichtheiten im Testraumsystem die obere Grenze des Solldruckbereichs erreicht, und das Ausschalten des Druckreglers 7 und damit der Stillsland der Vakuumpumpe, wenn der Unterdruck im Testraum 2 die tintere Grenze des Solldruckbereichs erreicht hat. Die Vorrichtung 9 zur Überwachung der Betriebsdauer der Vakuumpumpe ist ferner mit dem Alarmsignalgeber 10 und der Relaisanordnung 8 verbunden. Unterschreitet die Betriebsdauer der Vakuumpumpe bei der Wiederherstellung des Unterdrucks von der oberen bis zur unteren Grenze des Solldruckbereiches ein vorbestirnmtes Maß. aktiviert die Vorrichtung 9 den Alarmsignalgeber IO und betätigt gleichzeitig die Relaisanordnung 8. die ihrerseits wiederum den Stromkreis des Vakuumpumpenantriebes 6 dauerhaft auftrennt.

Die Möglichkeiten zur Anwendung und Ausführung der Erfindung beschränken sich nicht auf das hier im einzelnen dargestellte und beschriebene Beispiel. Der doppelwandige Behälter mit abgeschlossenem Tcstraum kann auch aus der gas- und flüssigkeitsdichten Kombination eines einwandigen Behälters mit starrer Wandung und einer Außen- oder Innenhülle aus gas und flüssigkeitsdichiem. flexiblem Kunststoff bestehen, wobei .ils Testraum der Zwischenraum zwischen starrer und flcx'bler Wandung dient. Ferner kann die Messung der Druekverhältnisse im Gasraum der Evakuierungs leitung durch Druckschalter konventioneller Bauart, Druckmesser mit Näherungs- oder Sthlit/schaltern. Vorrichtungen zur Messung der Leistungsaufnahme bzw. Förderleistung der Vakuumpumpe während des Pumpbetriebes als Kriterium der Druckverhäitnisse am Saugstutzen der Pumpe, oder andere Druekmcßvorrichtungen mit Schaltvorrichtung erfolgen. Desgleichen kann die Evakuierungsleitung beispielsweise nur bis zur Testraumobergrenze, bis zur halben Testraumhöhe oder über eine bestimmte Höhe oberhalb des Testraums hochgeführt werden, ohne das Gebiet der Erfindung zu verlassen.

Darüber hinaus kann die vorstehend beschriebene

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Einrichtung zur Anzeige von Undichtheiten der Behälterwandungen oberhalb des angrenzenden Flüssigkeitsspiegels mittels Vakuum kombiniert werden. In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, monostabile Zeitglieder unterschiedlicher Schaltdauer vorzusehen. Dann wird einerseits ein Alarm- und/oder Steuersignal ausgelöst, wenn die Vakuumpumpe im Zeitpunkt des Ablaufs der Schaltdauer des Zeitgliedes kurzer Schaltdauer oder früher abgeschaltet wird (Flüssigkeitsalarm), und andererseits ein Alarm- und/oder Steuersignal ausgelöst, wenn die Vakuumpumpe verzögert oder überhaupt nicht nach Ablauf der Schaltdauer des Zeitgliedes langer Schaltdauer abgeschaltet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Anzeige von Flüssigkeitsleckagen an doppelwandigen Russigkeitslagerbehältern oder Behältern mit einer ganz oder teilweise von Flüssigkeit umschlossenen Wandung, in deren auf Flüssigkeitseinbruch zu überwachenden, im leckfreien Zustand mit Gas gefülltem Testraum ein vom Atmosphärendruek abweichender Unterdruck durch eine ständig mit dem Testraum verbundene Vakuumpumpe mit druckabhängiger Einsatzregelung über eine Evakuierungsleitung aufrechterhalten wird, wobei der Druck im Testraum, soweit er infolge unvermeidlicher und unschädlicher kleiner Undichtheiten ansteigt, selbsttätig innerhalb eines ι bestimmten Solldruckbereichs gehalten wird und eine Vorrichtung zur Überwachung der Betriebsdauer der Vakuumpumpe angeordnet ist, deren Zeitglied bei Anlauf der Vakuumpumpe aus seiner Ausgangsstellung gestartet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Überwachung der Betriebsdauer der Vakuumpumpe im Falle einer wesentlichen Verkürzung des Zeitabstandes zwischen der druckabhängigen Ein- und Ausschaltung der Vakuumpumpe ein Steuer- .ind/ r> oder Alarm-Signal auslöst.

2. Verfahren nach Ansprurh 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuer- und/oder Alarm-Signal ausgelöst wird, wenn die Betriebsdauer der Vakuumpumpe gleich lang oder kürzer ist als die J" festeingestellte Schalt- oder Periodendauer des Zeitgliedes 'er Vorrichtung zur Überwachung der Betriebsdauer der Vakuumpumpe.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der F <raku^;erungsvorgang nach ('. Auslösung des Steuer- und/oder Alarm-Signals dauerhaft unterbrochen wird.

4. Einrichtung /ur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1—3. dadurch gekennzeichnet, daß die ständig mit dem Testraum *<> verbundene Vakuumpumpe (5) mit einer an sich bekannten Vorrichiung (9) /ur Überwachung der Betriebsdauer der Vakuumpumpe (5) versehen i*t. deren Zeitglied mit frei wählbarer, jedoch konstanter, festeingestellter Schalt· oder Periodendauer bei ■>'' jedem Anlauf der Vakuumpumpe aus seiner Ausgangsstellung gestartet wird, wobei Mittel vorgesehen sind, die bei einem Stillstand der Vakuumpumpe während der Schalt oder Penoden dauer des Zeitgliedes einen Steuer- und'oder '·" AlarmSignal-Geber (10) /ur Anzeige einer Flüssigkeitsleckage aktivieren.