DE4216937A1 - Doppelwandiger Flüssigkeitsbehälter mit Leckanzeigevorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Flüssigkeitsbehälter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere zur Lagerung und zum Transport von grund­ wassergefährdenden oder leicht entzündlichen Flüssigkeiten, wie Treib­ stoffen, Schmierölen usw.

In DE-OS 26 10 615 wird ein doppelwandiger Tankbehälter mit einer Vakuum-Leckanzeigevorrichtung beschrieben, die in einem zwischen der In­ nen- und der Außenwand gebildeten Kontrollraum mit Hilfe einer Pumpe ei­ nen bestimmten Unterdruck erzeugt. Ein Unterdruckschalter überwacht die­ sen Unterdruck und setzt die Pumpe in Betrieb, sobald der Druck durch na­ türliche Leckagen, Diffusionsverluste oder Temperaturschwankungen auf ei­ nen bestimmten Wert angestiegen ist. Wenn in der Innen- oder Außenwand ein Leck auftritt, ist die Pumpe öfter in Betrieb als gewöhnlich, da sie die zu­ sätzlichen Leckverluste ausgleichen muß. Die Leckanzeigevorrichtung er­ kennt diesen außergewöhnlich häufigen Pumpenbetrieb und erzeugt ein Warnsignal (aktive Leckanzeigevorrichtung).

Dieses bekannte aktive System ist aufwendig konstruiert und hat durch den Einsatz der Pumpe einen hohen Energieverbrauch, so daß es überwiegend bei fest installierten Tankanlagen eingesetzt wird.

Bei transportablen Behältern werden vorwiegend Flüssigkeits-Leckanzeige­ vorrichtungen verwendet, bei denen der Kontrollraum mit einer gefärbten Anzeigeflüssigkeit gefüllt ist, deren Füllstand an einem über dem Behälter an­ geordneten Schauglas abgelesen werden kann.

Darüberhinaus wird in DE-GM 18 27 795 ein Behälter beschrieben, bei dem in dem Kontrollraum zwischen Innen- und Außenwand ein Überdruck erzeugt und daraufhin der Kontrollraum gasdicht verschlossen wird. Der Druck im Kontrollraum sinkt bei Auftreten eines Lecks und kann an einem Manometer abgelesen werden.

Diese beiden passiven Systeme verbrauchen keine Energie und sind sehr ein­ fach aufgebaut, so daß sie besonders für transportable Behälter geeignet sind.

Es fehlt jedoch die Möglichkeit der Fernüberwachung, und ein Leck kann nur durch Ablesen der direkt am Behälter angebrachten Anzeigegeräte (Schau­ glas, Manometer) erkannt und leicht übersehen werden.

Die bekannten Flüssigkeits-Leckanzeigevorrichtungen haben den weiteren Nachteil, daß die verwendeten Anzeigeflüssigkeiten meist umweltgefährden­ de Stoffe sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Flüssigkeitsbehälter der gattungsgemäßen Art zu schaffen, der bei Lagerung und Transport eine zuverlässige Lecküberwachung ermöglicht und dessen Leckanzeigevorrich­ tung umweltfreundlich ist, eine einfache und kompakte Bauweise, geringen Installationsaufwand und Energieverbrauch, sowie ein Leckwarnsignal mit ho­ hem Aufmerksamkeitswert aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Flüssigkeitsbehälter gemäß Anspruch 1.

In dem gasdicht verschlossenen Kontrollraum zwischen der Innen- und der Außenwand des Flüssigkeitsbehälters herrscht ein vom Umgebungsdruck ab­ weichender Kontrolldruck (Über- oder Unterdruck). Die im Kontrollraum eingeschlossene Gasmenge bleibt annähernd konstant, solange kein Leck in den den Kontrollraum begrenzenden Wänden auftritt. Der Kontrolldruck kann allerdings aufgrund von Temperaturschwankungen (z. B. durch Sonnen­ einstrahlung, Jahreszeitenwechsel) in einem begrenzten Bereich variieren.

Die elektronische Schaltung berücksichtigt diese natürlichen Druckschwan­ kungen bei der Auswertung des Drucksignals, indem nur größere Druckände­ rungen, die zu Druckwerten außerhalb eines vorbestimmten Bereichs führen, als auf einem Leck beruhend interpretiert werden. In diesem Falle gibt der Signalgeber ein beispielsweise akustisches, optisches, mechanisches oder elektrisches Warnsignal ab. Das elektrische Warnsignal kann bei Bedarf auch an eine entfernte Überwachungszentrale übermittelt werden, so daß eine Fernabfrage der Leckanzeigevorrichtung möglich ist.

Da auf eine Pumpe zum Angleichen des Kontrolldruckes an einen Sollwert verzichtet wird, ist der Energieverbrauch stark verringert. Die Steuerschal­ tung aktiviert den Druckwächter nur in bestimmten Zeitabständen, z. B. je­ weils nach ein oder zwei Sekunden. Hierdurch wird der Energieverbrauch gegenüber einem kontinuierlichen Betrieb weiter reduziert. Die Leckanzeige­ vorrichtung ist daher nicht auf eine externe Energieversorgung angewiesen, so daß der Behälter ohne Unterbrechung der Lecküberwachung transportiert werden kann. Da keine großen Apparate, wie z. B. Pumpen, benötigt werden, ist die Leckanzeigevorrichtung sehr kompakt. Mit Ausnahme der im Behälter eingelagerten Flüssigkeit werden keine umweltgefährdenden Stoffe verwen­ det. Bevorzugt wird der Kontrolldruck mit einem piezo-resistiven Drucksen­ sor bestimmt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteran­ sprüchen angegeben.

Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in einer Ansicht einen oberen Teil eines erfindungsgemä­ ßen Flüssigkeitsbehälters mit einer Leckanzeigevorrichtung.

Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild einer Leckanzeigevorrichtung.

In Fig. 1 ist ein doppelwandiger Behälter gezeigt, dessen Innenwand 10 und Außenwand 12 den zwischen ihnen befindlichen Kontrollraum 14 gas­ dicht umschließen. Ein nach außen ragendes Anschlußstück 16 ist mit der Außenwand 12 verschweißt und steht mit dem Kontrollraum 14 in Verbin­ dung. An dem Anschlußstück 16 ist ein Manometer 18 zum Ablesen des Drucks im Kontrollraum 14 und ein Stutzen 20 zum Anschluß einer nicht ge­ zeigten Pumpe angeordnet, der mit einem Ventil 22 verschließbar ist. Am geschlossenen oberen Ende des Anschlußstücks 16 befindet sich ein Gehäu­ se 24 zur Aufnahme der Leckanzeigevorrichtung 26 (siehe Fig. 2). Sie um­ faßt einen im Anschlußstück 16 angeordneten und somit mit dem Kontroll­ raum 14 in Verbindung stehenden piezo-resistiven Drucksensor 28, dessen Leitungen für die Eingangsspannung +Ue, -Ue und Ausgangsspannung +Ua, -Ua durch die obere Wand des Anschlußstücks 16 gasdicht nach außen in das Ge­ häuse 24 geführt sind. Dort sind sie mit den Klemmen einer Steuerschaltung 30 verbunden, die einen nicht gezeigten elektronischen Taktgeber enthält.

Die Steuerschaltung 30 ist an ihren Klemmen + und - mit einer Spannungs­ quelle 32, wie z. B. einer Batterie, einem Akkumulator oder einer Solarzelle, verbunden und kann auch an eine externe Spannungsquelle (z. B. Autobatte­ rie) angeschlossen werden. An der Klemme B1 ist eine Leuchtdiode 34 ange­ schlossen. Die Klemme L ist mit einem Signalgeber verbunden, der in diesem Ausführungsbeispiel eine Leuchtdiode 36 und eine Buchse 38 umfaßt, an die eine Leitung zur Fernabfrage des Leckwarnsignals angeschlossen werden kann, die zu einer Überwachungszentrale, wie z. B. dem Armaturenbrett eines den Behälter transportierenden Fahrzeuges, führt. An den Klemmen B2 und T ist jeweils ein Tastschalter 40, 42 angeschlossen.

Im folgenden wird die Funktionsweise der Leckanzeigevorrichtung 26 be­ schrieben.

Auf ein periodisch, z. B. in Zeitabständen von einer Sekunde, abgegebenes Taktsignal des Taktgebers aktiviert die Steuerschaltung 30 den Drucksensor 28 und überprüft kurzzeitig den Druck im Kontrollraum 14. Da piezo-resisti­ ve Drucksensoren bekannt sind, wird auf eine Beschreibung der Funktions­ weise verzichtet. Der ermittelte Kontrolldruck wird mit einem vorgegebenen Wertebereich verglichen. Dieser ist so gewählt, daß die Druckwerte, die auf­ grund von natürlichen Ursachen, wie z. B. Änderung der Umgebungstempera­ tur, von einem Sollwert abweichen, noch innerhalb des Wertebereichs liegen, und erst ein Leck in den Wänden 10, 12 des Kontrollraumes 14 so große Ab­ weichungen verursachen, daß die Druckwerte außerhalb des Wertebereichs liegen.

Im ersten Fall aktiviert die Steuerschaltung 30 nicht den Signalgeber 36, 38, sondern wartet auf das nächste Taktsignal des Taktgebers. Im zweiten Fall spricht die Steuerschaltung 30 über die Klemme L den Signalgeber 36, 38 an, so daß die Leuchtdiode 36 leuchtet und an der Buchse 38 ein Leckwarnsignal abgegriffen werden kann. In beiden Fällen wird der Druckwächter 28 nur kurzzeitig betrieben und damit der Energieverbrauch gesenkt.

Der Steuerschaltung 30 umfaßt außerdem eine Testschaltung zur Funktions­ prüfung der Leckanzeigevorrichtung 26 und eine Testschaltung für die Span­ nungsversorgung 32. Die erste Testschaltung wird durch Drücken des mit der Klemme T verbundenen Tastschalters 42 aktiviert und simuliert einen Kontrolldruck außerhalb des vorgegebenen Wertebereichs. Wenn die Leckan­ zeigevorrichtung 26 ordnungsgemäß funktioniert, wird sie wie oben be­ schrieben spätestens nach Ablauf eines Abfrageintervalls reagieren und die Leuchtdiode 36 an Klemme L einschalten. Wenn nach diesem Zeitraum kein Leck angezeigt wird, ist die Leckanzeigevorrichtung 26 defekt. Der Tast­ schalter 40 an Klemme B2 setzt die zweite Testschaltung in Betrieb, die bei ausreichender Spannungsversorgung 32 die Leuchtdiode 34 an Klemme B1 einschaltet.

Mit Hilfe einer am Stutzen 20 angeschlossenen Pumpe können je nach Bedarf verschiedene Drücke im Kontrollraum 14 erzeugt werden. Dies ist insbeson­ dere dann notwendig wenn nach Auftreten eines Lecks der Behälter repa­ riert wurde. Nach Schließen des Ventils 22 kann die Pumpe abgekoppelt und der Behälter wie zuvor eingesetzt werden.

Es ist vorteilhaft, die Buchse 38 für die Fernabfrage und den nicht gezeigten Anschluß der externen Spannungsversorgung explosionsgeschützt auszubil­ den, damit bei einem Leck austretende Dämpfe nicht entzündet werden kön­ nen.

Claims (9)

1. Doppelwandiger Flüssigkeitsbehälter mit aktiver Leckanzeigevorrichtung (26), die einen in einem zwischen der Außen- (12) und der Innenwand (10) des Behälters gebildeten Kontrollraum (14) herrschenden, vom Umgebungs­ druck verschiedenen Kontrolldruck überwacht, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontrollraum (14) gasdicht verschlossen ist, daß die Leckanzeigevor­ richtung (26) einen Druckwächter (28), eine elektronische Steuerschaltung (30) und einen Signalgeber (36, 38) zum Abgeben eines Warnsignals bei au­ ßerhalb eines vorgegebenen Wertebereichs liegenden Druckwerten umfaßt, und daß die Steuerschaltung (30) einen Taktgeber enthält und den Druck­ wächter (28) nur in bestimmten Intervallen aktiviert und abfragt.

2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckwäch­ ter einen piezo-resistiven Drucksensor (28) aufweist.

3. Behälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leck­ anzeigevorrichtung (26) eine interne Spannungsquelle (32) aufweist.

4. Behälter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die interne Span­ nungsquelle (32) wenigstens eine Solarzelle aufweist.

5. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Leckanzeigevorrichtung (26) einen Anschluß für eine exter­ ne Spannungsversorgung aufweist.

6. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Leckanzeigevorrichtung (26) einen Anschluß (38) für eine Leitung zur Fernabfrage des Warnsignals aufweist.

7. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Testvorrichtung (30, 36, 42) zur Funktionsprüfung der Leckanzei­ gevorrichtung (26).

8. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Testvorrichtung (30, 34, 40) für die Spannungsversorgung (32).

9. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Steuerschaltung (30) den Signalgeber (36, 38) aktiviert, so­ bald der Druck im Kontrollraum (14) entweder die obere Grenze des unter­ halb des Umgebungsdruckes liegenden vorgegebenen Wertebereichs über­ schreitet oder die untere Grenze des oberhalb des Umgebungsdruckes lie­ genden vorgegebenen Wertebereichs unterschreitet, so daß die Leckanzeige­ vorrichtung (26) sowohl mit Unter- als auch mit Überdruck betrieben wer­ den kann.