DE3434323A1

DE3434323A1 - Hohle leitung zur anwendung bei der bestimmung von konzentrationsprofilen fluessiger oder gasfoermiger stoffe

Info

Publication number: DE3434323A1
Application number: DE19843434323
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Phys. Dr.-Ing. 7500 Karlsruhe Issel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-09-19
Filing date: 1984-09-19
Publication date: 1986-03-27
Also published as: DE3434323C2

Description

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zugelassener: Vertreter jBEiiii europ$scjhen Patentamt

I 3271/84

27. August 1984

Dr.-Ing. Wolfgang Issel
Stösserstraße 6a

7500 Karlsruhe 21
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Hohle Leitung zur Anwendung bei der Bestimmung von Konzentrationsprofilen flüssiger oder gasförmiger Stoffe

Die Neuerung bezieht sich auf eine hohle Leitung zur Anwendung bei der Bestimmung von Konzentrationsprofilen
flüssiger oder gasförmiger Stoffe entlang einer Strecke, wobei die Leitung in Abständen mit Öffnungen versehen ist, durch welche die Stoffe in die Leitung eindringen können.

Mit der Offenlegungsschrift 24 31 907 des Anmelders sind ein Verfahren und eine Vorrichtung bekannt geworden, mit welchen Konzentrationsprofile von flüssigen und festen

Stoffen längs einer Strecke auf relativ einfache Weise
mit hoher Präzision bestimmt werden können. Dieses Verfahren hat insbesondere Anwendung bei der Überwachung
von Rohöl- und Gas-Fernleitungen auf Lecks gefunden, wobei die zu überwachenden Strecken mehrere Kilometer lang sind. Hierbei wird bisher eine hohle Leitung - vorzugsweise ein Schlauch aus Kunststoff - verwendet, die aus
einem Material besteht, durch welches die Stoffe in das
Leitungsinnere hineindiffundieren können.

Die Einsatzmöglichkeiten des bekannten Verfahrens werden durch zwei Umstände beeinflußt: durch die Diffusionsrate der nachzuweisenden Stoffe durch die Wandung der hohlen Leitung zwecks Ausbildung eines Konzentrationsprofils, welche groß genug sein muß, und durch die Aufrechterhaltung der Amplitude des ausgebildeten Konzentrationsprofiles beim Durchschieben durch die Leitung bis zum Eintreffen am Detektor. Das Problem hierbei ist, daß die für die hohle Leitung zur Verfugung stehenden Kunststoffe zwar ausreichende Diffusionseigenschaften besitzen, den eindiffundierten Stoff aber beim Durchschieben zum Detektor wieder hinausdiffundieren lassen. Dies hat zur Folge, daß manche Stoffe, wie z.B. Benzol und Dieselöl bereits nach einer kurzen Laufstrecke in der hohlen Leitung aus dem Prüfmedium verschwinden und am Detektor nicht ankommen.

Die Aufgabe der Neuerung besteht nun darin, die hohle Leitung so auszubilden, daß deren Wandabsorption herabgesetzt wird, ohne dabei die Eindiffusion nennenswert zu beeinträchtigen.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird von einer hohlen Leitung ausgegangen, die in Abständen mit Öffnungen versehen ist, durch welche die Stoffe in die Leitung eindringen können und gelöst wird die Aufgabe dadurch, daß die Leitung ein Metallrohr ist und die Öffnungen mit einem Material verschlossen sind, durch welches die Stoffe in das Leitungsinnere hineindiffundieren können.

Mit der Neuerung wird demgemäß vorgeschlagen, die hohle Leitung nicht mehr wie bisher mit einer homogenen Wandung herzustellen, sondern sie vielmehr aus zwei verschiedenen Materialien aufzubauen. Der weitaus größere Teil der Wand der neuen Leitung - das Metallrohr - besteht aus

einem Material, welches keine absorptiven Eigenschaften besitzt, während der kleinere Teil - die Öffnungen - aus einem Material hergestellt ist, durch welches die Stoffe hindurchdiffundieren und in das Leitungsinnere eindringen können. Diese Anordnung hat ihr Vorbild in der Natur in Gestalt des Verdunstungsmechanismus eines Blattes, bei welchem durch eine Vielzahl von Blattöffnungen praktisch die gleiche Verdunstungsleistung erreicht wird wie wenn die gesamte Blattoberfläche an der Verdunstung beteiligt wäre.

Da beim Durchschieben der durch die neuerungsgemäß ausgebildete hohle Leitung durch die Öffnungen eindiffundierten Stoffe fast nur noch mit der nicht absorbierenden Wand des Metallrohres in Berührung kommen, können diese praktisch nicht mehr hinausdiffundieren, sodaß auch zur Bestimmung von Konzentrationsprofilen bisher kritischer Stoffe (Benzol, Dieselöl) die zu überwachenden Strecken mehrere Kilometer lang sein können.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Neuerung sind die Öffnungen mit einem Schlauch aus einem Material überzogen, durch welches die Stoffe in das Leitungsinnere hineindiffundieren können. Ein solcher Überzug läßt sich leicht herstellen und anbringen.

Bei einer anderen Ausführungsform der Neuerung sind die Öffnungen durch Pfropfen aus einem Material verschlossen, durch welches die Stoffe in das Leitungsinnere hineindiffundieren können.

Sofern die hohle Leitung zur Bestimmung von Konzentrationsprofilen bei hohen Umgebungstemperaturen sowie unter der Einwirkung ionisierender Strahlen - wie dies beispielsweise bei der Überwachung von Dampfleitungen in

Kernkraftwerken der Fall ist - benutzt werden soll, sind die Pfropfen vorteilhaft poröse keramische Sinterkörper und bestehen aus Aluminiumoxid, aus Nickelsintermetall oder aus Edelstahlsintermetall.
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Sehr einfach läßt sich eine neuerungsgemäße Leitung herstellen, bei welcher die Öffnungen durch eine die Leitung umwindende Wicklung aus einem Band verschlossen sind, welches aus einem Material besteht, durch das die Stoffe in das Leitungsinnere hineindiffundieren können.

Die Leitung kann ein Wellrohr sein, in das in Abständen Muffen eingefügt sind, welche die Öffnungen tragen. Eine solche Leitung wird vorteilhaft zur Überwachung von Rohrkrummem von Heißdampfleitungen angewandt oder sie läßt sich leicht spiralförmig um eine gerade Dampfleitung legen.

Beim Verlegen sehr einfach zu handhaben ist eine Leitung, die aus Rohrabschnitten besteht, deren als Öffnungen dienende Stöße mit einem Schlauchabschnitt aus einem Material verbunden sind, durch welches die Stoffe in das Leitungsinnere hineindiffundieren können. Eine solche Leitung vermag auch Krümmungen zu folgen.

Der Schlauch, die Pfropfen, die Wicklung oder der Schlauchabschnitt, mit welchen die Öffnungen der Leitung verschlossen sind und durch welche die Stoffe eindiffundieren sollen und können, bestehen aus geeigneten Kunststoffen, vorzugsweise aus Polyethylen. Bei Umgebungstemperaturen bis zu 300 Grad Celsius kann vorteilhaft Polytetrafluorethylen verwendet werden.

Die Neuerung ist in der beigefügten Zeichnung in fünf verschiedenen Ausführungsformen dargestellt und wird nach-

stehend näher erläutert. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 ein Stück einer aus einem Metallrohr bestehenden Leitung, deren Öffnungen mit einem Schlauch überzogen sind, in einem Längsschnitt, unge

fähr in natürlicher Größe;

Fig. 2 ein Stück einer Leitung im Längsschnitt, bei welcher die Öffnungen mit Pfropfen verschlossen sind;

Fig. 3 ein Stück einer Leitung aus Wellrohr mit einer eingefügten, im Längsschnitt dargestellten Muffe, die eine mit einem Pfropfen verschlossene Öffnung aufweist;

Fig. 4 ein Stück einer Leitung, bei welcher die Öffnungen durch eine Wicklung verschlossen sind;

Fig. 5 ein Stück einer Leitung, die aus geraden Rohrabschnitten zusammengesetzt ist, deren Stöße mit Schlauchabschnitten verbunden sind, in einem Längsschnitt.

Die in Figur 1 wiedergegebene hohle Leitung 1 besteht aus einem Metallrohr kreisförmigen Querschnittes vorzugsweise aus Stahl oder einem Buntmetall von geringer Wandstärke. Diese Leitung 1 ist in Abständen mit Öffnungen 2 versehen, wobei die Abstände je nach Anwendungszweck gleich groß oder verschieden sein können.

Die Öffnungen 2 der hohlen Leitung 1 sind mit einem Material verschlossen, durch welches die flüssigen oder gasförmigen Stoffe, deren Konzentrationsprofil bestimmt werden soll, eindringen können. Um dies zu bewerkstelli-

gen, ist bei der Ausführungsform nach Figur 1 das als Leitung 1 dienende Metallrohr über seine ganze Länge mit einem Schlauch 3 aus einem Material überzogen bzw. mit einem entsprechenden Überzug versehen, durch welches (welchen) die Stoffe in das Leitungsinnere 4 hineindiffundieren können. Der Schlauch besteht aus einem geeigneten Kunststoff, beispielsweise aus Polyethylen oder Polytetrafluorethylen. An die Stelle des über die ganze Länge der Leitung 1 sich erstreckenden Schlauches 3 können ebensogut kurze Schlauchabschnitte (nicht dargestellt) treten, welche die Öffnungen 2 überdecken.

Die Figur 2 zeigt eine Leitung 1 aus einem glatten, handelsüblichen Metallrohr entsprechend demjenigen in ΠΙ 5 gur 1, Die in Abständen im Metallrohr angeordneten, relativ kleinen Öffnungen 2 sind mit Pfropfen 5 aus einem Material verschlossen, durch welches die Stoffe hindurchdiffundieren können.

Die Pfropfen 5 bestehen, wenn die Anforderungen an ihre Temperaturbeständigkeit nicht allzu hoch sind, aus Polyethylen, sind sie dagegen hoch, aus Polytetrafluorethy- -len. Wird jedoch nicht nur hohe Temperaturbeständigkeit, sondern zusätzlich auch Widerstandsfähigkeit gegen Einflüsse ionisierender Strahlen gefordert, dann finden poröse keramische Sinterkörper (z.B. aus Aluminiumoxyd) oder Nickel- bzw. Edelstahlsintermetalle als Pfropfen 5 Verwendung.

Die in Figur 3 dargestellte Leitung 1 besteht aus einem metallenen Wellrohr, in welches in Abständen Muffen 6 aus Metall eingefügt sind. Jede dieser Muffen 6 trägt wenigstens eine der Öffnungen 2. Alle Öffnungen 2 sind mit einem Pfropfen 5 in Gestalt einer kleinen, zylindrisehen Pille verschlossen, welche in eine hierfür vorge-

sehene, zylindrische Wanne 7 der Muffe 6 eingepreßt bzw. eingelötet ist.

In Figur 4 ist eine hohle Leitung 1 wiedergegeben, welche aus einem glatten Metallrohr entsprechend dem in Figur 1 beschriebenen besteht. Die Öffnungen 2 dieses Metallrohres sind mit einer Wicklung 8 aus einem Material verschlossen, welches aus einem für die Stoffe durchlässigen Material besteht. Zur Herstellung der Wicklung dient ein um die Leitung 1 ein- oder mehrmals gewundenes Band aus Kunststoff, insbesondere aus Polyethylen .

Die Leitung 1 gemäß Figur 5 besteht aus Rohrabschnitten eines gewöhnlichen geraden Metallrohres, die mit Hilfe von Schlauchabschnitten 9 aus einem Material verbunden sind, durch welches die Stoffe, deren Konzentrationsprofil bestimmt werden soll, hindurchdiffundieren können. Diese Schlauchabschnitte 9 sind so auf die Enden der Metallrohre aufgesteckt, daß diese in einem geringen Abstand voneinander stehen, sodaß sich dadurch Öffnungen 2 von kreisringförmiger Gestalt ergeben; durch diese schlitzartigen Öffnungen 2 können die Stoffe in das Leitungsinnere 4 eindringen. Bei äquidistanter Anordnung der Schlauchabschnitte 9 beträgt deren Abstand etwa 50 Zentimeter.

1 I 3271/84

27. August 1984

Zusammenstellung der verwendeten Bezugsziffern 10

1	(hohle) Leitung
2	Öffnungen
3	Schlauch
15 4	Leitungsinnere
5	Pfropfen
6	Muffe
7	Wanne
8	Wicklung
20 9	Schlauchabschnitt

Claims

I 3271/84 27. August 1984 Ansprüche

1. Hohle Leitung zur Anwendung bei der Bestimmung von Konzentrationsprofilen flüssiger oder gasförmiger Stoffe entlang einer Strecke, wobei die Leitung in Abständen mit Öffnungen versehen ist, durch welche die Stoffe in die Leitung eindringen können, dadurch gekennzeichnet , daß die Leitung (1) ein Metallrohr ist und die Öffnungen (2) mit einem Material verschlossen sind, durch welches die Stoffe in das Leitungsinnere (4) hineindiffundieren können.

2. Hohle Leitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (2) mit einem Schlauch (3) aus einem Material überzogen sind, durch welches die Stoffe in das Leitungsinnere (4) hineindiffundieren können.

3. Hohle Leitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Öffnungen (2) durch Pfropfen (5) aus einem Material verschlossen sind, durch welches die Stoffe in das Leitungsinnere (4) hineindiffundieren können.

4. Hohle Leitung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Pfropfen (5) poröse keramische Sinterkörper sind.

5. Hohle Leitung nach Anspruch 4, dadurch

gekennzeichnet, daß die Sinterkörper aus Aluminiumoxid bestehen.

6. Hohle Leitung nach Anspruch 3, dadurch

gekennzeichnet, daß die Pfropfen (5) aus Nickelsintermetall oder aus Edelstahlsintermetall bestehen.

7. Hohle Leitung nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, daß die Öffnungen (2) durch eine die Leitung (1) umwindende Wicklung (8) aus einem Band verschlossen sind, welches aus einem Material besteht, durch das die Stoffe in das Leitungsinnere (4) hineindiffundieren können.

8. Hohle Leitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Leitung (1) ein Wellrohr ist, in das in Abständen Muffen (6) eingefügt sind, welche die Öffnungen (2) tragen.

9. Hohle Leitung nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet , daß die Leitung (1) aus Rohrabschnitten besteht, deren als Öffnungen (2) dienende Stöße mit einem Schlauchabschnitt (9) aus einem Material verbunden sind, durch welches die Stoffe in das Leitungsinnere (4) hineindiffundieren können.

10. Hohle Leitung nach einem der Ansprüche 2, 3, 7 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch (3), die Pfropfen (5), die Wicklung (8) oder der Schlauchabschnitt (9) aus Polytetrafluorethylen bestehen.