DE4216937A1 - Double-wall liquid container with leak indicator, e.g. for fuel or oil tanker - has timer-controlled piezo-resistive pressure sensor in sealed control space between walls for intermittently monitoring excess pressure different from ambient. - Google Patents
Double-wall liquid container with leak indicator, e.g. for fuel or oil tanker - has timer-controlled piezo-resistive pressure sensor in sealed control space between walls for intermittently monitoring excess pressure different from ambient.Info
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Abstract
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.The invention relates to a liquid container according to the preamble of Claim 1, in particular for storage and transportation of land water-polluting or highly flammable liquids, such as propellants substances, lubricating oils etc.
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).In DE-OS 26 10 615 a double-walled tank container with a Vacuum leak detection device described in a between the In Control room and the outer wall formed with the help of a pump generates a certain negative pressure. A vacuum switch monitors the sen vacuum and starts the pump as soon as the pressure by na Door leaks, diffusion losses or temperature fluctuations on egg a certain value has risen. If in the inside or outside wall If there is a leak, the pump will operate more often than usual because it will close must compensate for additional leakage losses. The leak detector he knows this extraordinarily frequent pump operation and generates one Warning signal (active leak detection device).
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.This well-known active system is elaborately constructed and has the Use of the pump consumes a lot of energy, so that it is mostly at fixed tank systems is used.
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.In the case of transportable containers, liquid leak indicators are predominantly used devices used in which the control room with a colored Indicating liquid is filled, the level of which is indicated at one above the container orderly sight glass can be read.
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.In addition, a container is described in DE-GM 18 27 795 in which creates an overpressure in the control room between the inner and outer wall and then the control room is sealed gas-tight. The pressure in Control room sinks when a leak occurs and can be checked on a manometer be read.
Diese beiden passiven Systeme verbrauchen keine Energie und sind sehr ein fach aufgebaut, so daß sie besonders für transportable Behälter geeignet sind. These two passive systems do not consume energy and are very one built up so that they are particularly suitable for transportable containers.
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.However, the possibility of remote monitoring is missing and a leak can only by reading the display devices attached directly to the container (see glass, manometer) can be recognized and easily overlooked.
Die bekannten Flüssigkeits-Leckanzeigevorrichtungen haben den weiteren Nachteil, daß die verwendeten Anzeigeflüssigkeiten meist umweltgefährden de Stoffe sind.The known liquid leak detection devices have the others Disadvantage that the display liquids used are mostly environmentally hazardous en are substances.
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.The invention is therefore based on the object of a liquid container of the generic type to create a storage and transport enables reliable leak monitoring and its leak detection device tion is environmentally friendly, a simple and compact design, low Installation effort and energy consumption, as well as a leak warning signal with ho hem has attention value.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Flüssigkeitsbehälter gemäß Anspruch 1.According to the invention, this object is achieved by a liquid container according to claim 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.In the gas-tight control room between the inside and the The outer wall of the liquid container prevails from the ambient pressure softening control pressure (positive or negative pressure). The one in the control room included gas volume remains approximately constant as long as there is no leak in the walls delimiting the control room. The control print However, due to temperature fluctuations (e.g. from sunshine radiation, change of season) vary within a limited range.
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.The electronic circuit takes this natural pressure swan into account in evaluating the pressure signal by using only larger pressure changes that lead to pressure values outside a predetermined range, be interpreted as based on a leak. In this case, the Signal generator, for example acoustic, optical, mechanical or electrical warning signal. The electrical warning signal can also if necessary be transmitted to a remote monitoring center, so that a Remote query of the leak detection device is possible.
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.Because on a pump to adjust the control pressure to a setpoint is dispensed with, the energy consumption is greatly reduced. The control scarf device only activates the pressure switch at certain intervals, e.g. B. each because after a second or two. This will reduce energy consumption further reduced compared to continuous operation. The leak indicator device is therefore not dependent on an external energy supply, so that the container is transported without interrupting the leak monitoring can be. Since no large apparatus, such as. B. pumps, are required the leak detection device is very compact. With the exception of the one in the container stored liquid will not use environmentally hazardous substances det. The control pressure with a piezo-resistive pressure is preferred sor determined.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteran sprüchen angegeben.Further advantageous embodiments of the invention are in the Unteran sayings.
Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.A preferred embodiment of the invention is described below the drawings explained in more detail.
Fig. 1 zeigt in einer Ansicht einen oberen Teil eines erfindungsgemä ßen Flüssigkeitsbehälters mit einer Leckanzeigevorrichtung. Fig. 1 shows a view of an upper part of an inventive liquid container with a leak detection device.
Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild einer Leckanzeigevorrichtung. Fig. 2 is a block diagram showing a leak detection device.
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. In Fig. 1, a double-walled container is shown, the inner wall 10 and outer wall 12 enclose the control room 14 between them gas-tight. An outwardly projecting connector 16 is welded to the outer wall 12 and is in communication with the control room 14 . On the connector 16 , a manometer 18 for reading the pressure in the control room 14 and a nozzle 20 for connecting a pump not shown ge is arranged, which can be closed with a valve 22 . At the closed upper end of the connector 16, there is a housing 24 for receiving the leak detection device 26 (see FIG. 2). It comprises a arranged in the connector 16 and thus with the control room 14 in connection piezo-resistive pressure sensor 28 , the lines for the input voltage + Ue, -Ue and output voltage + Ua, -Ua through the top wall of the connector 16 after gas-tight outside in the Ge housing 24 are guided. There they are connected to the terminals of a control circuit 30 , which contains an electronic clock, not shown.
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.The control circuit 30 is at its terminals + and - with a voltage source 32 , such as. B. a battery, an accumulator or a solar cell, and can also be connected to an external voltage source (e.g. car battery). At the terminal B1, a light emitting diode 34 is connected. The terminal L is connected to a signal generator, which in this exemplary embodiment comprises a light-emitting diode 36 and a socket 38 , to which a line for remote interrogation of the leak warning signal can be connected, which leads to a monitoring center, such as, for. B. the dashboard of a container transporting vehicle leads. A pushbutton switch 40 , 42 is connected to each of the terminals B2 and T.
Im folgenden wird die Funktionsweise der Leckanzeigevorrichtung 26 be schrieben.In the following the operation of the leak detector 26 will be described.
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.On a periodic, e.g. B. at intervals of one second, emitted clock signal of the clock, the control circuit 30 activates the pressure sensor 28 and briefly checks the pressure in the control room 14 . Since piezo-resistive pressure sensors are known, a description of the function is omitted. The control pressure determined is compared with a predetermined range of values. This is chosen so that the pressure values due to natural causes such. B. change in the ambient temperature, deviate from a target value, are still within the value range, and only cause a leak in the walls 10 , 12 of the control room 14 so large deviations that the pressure values are outside the value range.
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.In the first case, the control circuit 30 does not activate the signal generator 36 , 38 , but waits for the next clock signal from the clock generator. In the second case, the control circuit 30 speaks to the signal generator 36 , 38 via the terminal L, so that the light-emitting diode 36 lights up and a leak warning signal can be tapped at the socket 38 . In both cases, the pressure switch 28 is only operated for a short time, thus reducing the energy consumption.
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.The control circuit 30 also includes a test circuit for functional testing of the leak detector 26 and a test circuit for the voltage supply 32nd The first test circuit is activated by pressing the pushbutton switch 42 connected to the terminal T and simulates a control pressure outside the predetermined value range. If the Leckan display device 26 is working properly, it will respond as described above be at the latest after a polling interval and turn on the LED 36 at terminal L. If no leak is indicated after this period, the leak detection device 26 is defective. The key switch 40 on terminal B2 puts the second test circuit into operation, which turns on the light-emitting diode 34 at terminal B1 when there is sufficient voltage supply 32 .
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.With the help of a pump connected to the nozzle 20 , different pressures can be generated in the control room 14 as required. This is particularly necessary if the container has been repaired after a leak has occurred. After closing the valve 22 , the pump can be disconnected and the container can be used as before.
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.It is advantageous to protect the socket 38 for remote access and the connection of the external power supply, not shown, so that the vapors escaping from a leak cannot be ignited.
Claims (9)
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DE4216937A DE4216937A1 (en) | 1992-05-22 | 1992-05-22 | Double-wall liquid container with leak indicator, e.g. for fuel or oil tanker - has timer-controlled piezo-resistive pressure sensor in sealed control space between walls for intermittently monitoring excess pressure different from ambient. |
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