DE4232346C2 - Vorrichtung zum Messen von Füllstandshöhen von in Abscheiderbecken befindlichen Medien - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen von Füllstandshöhen von in Abscheiderbecken befindlichen Medien und zum Anzeigen eines Überfüllungs- und Leckzustandes des Abscheiderbeckens.

Es sind bereits viele verschiedene Meßverfahren und Vorrichtungen bekannt zur Messung von Trennschichtniveaus zwischen verschiedenen Flüssigkeiten unterschiedlicher Dichte und zwischen Sedimentschichten und Flüssigkeiten und zum Messen der einzelnen und der Gesamtfüllstände. Viele Verfahren eignen sich nicht zum Einsatz in explosiven Flüssigkeitsgemischen wie z. B. Benzin und Wasser.

In der Praxis beschränkte man sich bisher auf die Überwachung eines kritischen minimalen Grenzwertniveaus, bzw. max. Dicke, einer Trennschicht z. B. durch Lotmessungen von Hand mit speziellen Schwimmern oder skalierten Stäben, die mit Öl-Nachweisreagenzien behandelt sind.

Auch elektrische Widerstandsmessungen an der Stelle des zu überwachenden Niveau-Grenzwertes werden vorgenommen. Die Leitfähigkeitsänderung von Wasser zu Benzin wird dabei ausgenutzt. Wichtig ist dabei, daß kein Mineralöl an die tiefgezogene Abflußöffnung des Benzin-Öl-Abscheiders gelangen kann. Auch festinstallierte, automatisch arbeitende kapazitätsmessende Tauchsonden werden verwendet. Diese gestatten, wenn auch ungenau, eine kontinuierliche Überwachung der Mineral-Öl-Wasser- Trennschichten, sind aber teuer und gestatten nicht gleichzeitig oder separat die Messung der Sedimentschichtniveaus. Dazu sind separate Meßeinrichtungen wie z. B. automatsich arbeitende Tauchlote nötig, die wiederum, auch wegen der Explosionsschutzvorschriften, aufwendig und teuer sind. Außerdem gestatten die bisher bekannten Meßeinrichtungen nicht die Messung und Überwachung der Gesamtniveaus und nicht die Messung der Überfüllung bzw. Leckage mit nur einem Meßgeber pro Abscheiderbecken, der an die Überwachungseinrichtung angeschlossen ist.

Die DE-AS 2 306 210 beschreibt die Schichtdickenmessung einer bestimmten Flüssigkeitsschichtdicke in einem geschlossenen Behälter mittels einer an einem Flüssigkeitschwimmer befestigten und um den Vergleichsbetrag in die Flüssigkeit hineinragenden Gaseinperlmeßstelle. Durch Druckdifferenzmessung des Behälterinnendruckes mit dem Einperlgegendruck wird der Istwert der Flüssigkeitsschichtdicke gemessen und eine Regelung auf einen konstanten Wert derselben erreicht.

In der Offenlegungsschrift DE 40 42 235 A1 wird die Leichtgängigkeit eines Niveaumeßschwimmers zur Funktionskontrolle des Schwimmers überwacht, indem er mit einer definierten Zug-Kraft über ein Seil an einen elektrischen Endschalter bewegt wird. Die Schwimmfähigkeit des Schwimmers wird durch eine Druckmessung des Schwimmerinnenraumes überwacht. Die Funktionskontrolle des Schwimmers ist also bei bestimmten Niveaumeßeinrichtungen sehr wichtig, um Gefahren auszuschließen, die durch eine Fehlmessung entstehen können.

Die Offenlegungsschrift DE 40 00 037 A1 beschreibt die Verwendung von verschiedenen Trennschichtschwimmern und Tauch­ schwimmern, die jeweils eine Lufteinperldüse tragen, welche durch eine diskontinuierliche und damit leitungslängenunabhängige Lufteinperl-Wasser-Gegendruck-Messung die Wasser- oder Ölüberdeckungshöhenmessung über diesen Schwimmern gestattet. Durch die Verwendung von Gas oder Luft als Meßmedium sind keine weiteren Maßnahmen zum Explosionsschutz nötig. Der Tauchschwimmer kann mit dem Meßmedium Luft zum Auf- oder Abtauchen gebracht werden. Als Zuleitung dafür dient ein elastischer, dünner Spiralschlauch, der mit dem entfernt stehenden Auswerte- und Steuergerät über eine dünne fest verlegte Luftleitung verbunden ist. Der Tauchschwimmer ist dabei als Servoschwimmer ausgebildet, der einen steuernden Pilot-Trennschichtschwimmer beim Auftauchen nur bis zur Trennschicht folgt und dort in der Schwebe bleibt. Der Tauchschwimmer kann auch durch Abtauchen die Sedimentschichten am Beckengrund in ihrer Dicke messen. Dazu wird er nach einem in der oben erwähnten Offenlegungsschrift DE 40 00 037 A1 beschriebenen Verfahren nach erfolgtem Abtauchen und vollständiger Entlüftung wieder soweit mit Luft gespeist, daß er kurz vor dem Auftauchen steht und dieser Zustand wie nachfolgend beschrieben auch detektiert werden kann. Der dabei gemessene Wassergegendruck innerhalb des getauchten Schwimmers entspricht der Wasserüberdeckungshöhe des Schwimmers und läßt im Auswertegerät durch Druckmessungen aus der bekannten Behältergesamtfüllhöhe und der bekannten Schwimmereigenhöhe die Berechnung und Anzeige der Sedimenthöhe zu. Außerdem gestattet dieser Servoschwimmer im unter die Trennschicht aufgetauchten Zustand die Messung und Anzeige der Ölüberdeckungshöhe. In einem weiteren Becken ist ein passiver Trennschichtschwimmer vorgesehen, der innerhalb der Trennschicht schwimmt und die Ölüberdeckungshöhe zu messen gestattet.

Der Gegenstand nach der Offenlegungsschrift DE 40 00 037 A1 weist die folgenden Nachteile auf.

Die Kombination "Schlammmeßschwimmer und Ölschichtdickenmeß­ schwimmer" wird außer in speziellen Kombiabscheidern üblicherweise nicht verlangt, weil im Schlammabscheiderbecken sich niemals Öl sammeln kann und im Ölabscheiderbecken sich niemals Schlamm absetzen kann. Nur in Kombibecken kann der Einsatz des komplizierten Servoschwimmers sinnvoll sein.

Die dünne Luftzuleitung zum Schwimmer kann verstopfen, weil in ihr bei getauchtem Schwimmer Schmutzwasser hochsteigt. Für diesen Fall ist keine Messung der Niveaus und keine Überwachung der Abscheider-Anlage mehr möglich, und es entsteht ein gefährlicher Zustand, weil kein Alarm den Bediener auf den Fehler hinweist. Außerdem können die Schwimmerzuleitungen ein Leck bekommen. In der oben erwähnten Offenlegungsschrift DE 40 00 037 A1 wird zwar die Möglichkeit einer Leckmessung der Schwimmerzuleitung zum Servoschwimmer erwähnt. Es wird aber nicht beschrieben, wie diese funktioniert.

Eine Schlauchverstopfungserkennung der Schwimmerzuleitungen für die Passiv-Schwimmer ist bisher nicht beschrieben und wird bisher nicht vorgenommen. Die Verstopfungserkennung für den Servo­ tauchschwimmer wird zusammen mit der Wasserausblasdetektion vor dem Auftauchen vorgenommen und ist somit nicht unabhängig von der Tauchtiefe und der Pumpenleistung.

Ebenso wird keine Pumpen-Funktionskontrolle vorgenommen, welche den zu einwandfreien Messungen und zum Schwimmerauftauchen nötigen Mindestpumpendruck und die nötige Pumpenfördermenge überwacht.

Die Wasser-Leckage oder Wasser-Überfüllung der Abscheiderbecken selber wird ebenfalls nicht vom Schwimmer allein bzw. durch nur eine einzige Luftmeßleitung allein pro Becken erkannt, sondern es ist noch eine weitere Luftmeßleitung zu einer feststehenden tiefen Ausperlstelle dazu nötig. Gerade die Wasserüberfüllung durch Rückstau des Abflußwassers durch Abflußverstopfung des Abscheiders ist aber ein relativ zu den gesamten Störfällen gemessen oft vorkommender, gravierender Störfall, weil dabei das Öl, auch bei erst teilweise mit Öl gefüllten Abscheidern, in Fließgewässer gelangen kann. Eine wirtschaftliche Anwendung der Lufteinperlmeßverfahren läßt bisher jedoch nur die Installation einer Meßstelle pro Abscheiderbecken zu.

Die Detektion des Beginns des Lufteintritts in den getauchten Schwimmer zur Vorbereitung der Schlammhöhenmessung wird im Verfahren, wie in der oben erwähnten Offenlegungsschrift DE 40 00 037 A1 beschrieben, durch eine laufende Druckmessung bei stetig fortlaufendem Luft-Pumpen vorgenommen, wobei die unterschiedliche Viskosität von Wasser und Luft beim Durchströmen der Luftleitung ausgenutzt und der dabei unterschiedlich sich einstellende Pumpendruck beim Auspressen von Wasser bzw. Luft durch eine enge Stelle ausgewertet wird. Die Luftaustrittsstelle darf aber dabei keinen zu großen oder zu kleinen oder sich im Lauf der Zeit verändernden Durchmesser haben, damit diese "dynamische" Messung reproduzierbare Ergebnisse liefert. Außerdem muß die Pumpenleistung über die Lebensdauer konstant sein, was in der Praxis durch Alterung nicht gegeben ist.

Der komplizierte Servoschwimmer ist verschmutzungs- und beschädigungsempfindlich und neigt im Betrieb, z. B. bei zu großer Luftzufuhrmenge zum Pendeln über und unter die Trennschicht, was ungenaue Meßergebnisse bringt.

Aufgabe der neuen hier vorliegenden Erfindung ist es, die bisher beschriebene Meßvorrichtung, wie sie in der oben erwähnten Offenlegungsschrift DE 40 00 037 A1 beschrieben ist, zu vereinfachen, was den Installationsaufwand der Luftmeßleitungen für die einzelnen Abscheiderbecken und was die Inbetriebnahme betrifft und trotzdem eine Überfüllungs- und Leckerkennung der Becken und eine Selbstüberwachung der ganzen Meßeinrichtung zu ermöglichen. Die neue Vorrichtung soll die Genauigkeit der Meßergebnisse verbessern und Meßfehler weitmöglichst ausschließen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1.

Vor allen Dinge wird eine Überwachung aller für die Öl- und Schlammüberwachung wichtigen, sicherheitsrelevanten Parameter der Abscheiderbecken und der Meßeinrichtung selber vorgenommen, so daß ein vollautomatischer, sicherer Betrieb der Überwachungseinrichtung möglich ist. Es wird vor allem auch die Überfüllung durch Wasserrückstau und die Entleerung durch Leckage in den einzelnen Becken sicher erkannt und ein entsprechender Alarm gegeben.

Die Merkmale von Ausführungsbeispielen der neuen Überwachungseinrichtung werden im einzelnen wie folgt beschrieben:

Siehe dazu auch die Zeichnungen Fig. 1 bis 5.

Fig. 1 zeigt eine Abscheideranlage mit Schlammabscheider, Öl- oder Benzin-Abscheider und einen Koaleszenzabscheider.

Fig. 2 zeigt einen Tauchschwimmer wie er im Schlammabscheider eingebaut ist in unterer Position auf dem Sediment aufsitzend und in oberer Position auf dem Wasser schwimmend, wenn der Behälter normal befüllt ist.

Fig. 3 zeigt den Tauchschwimmer alleine in Front- und Aufsicht.

Fig. 4 zeigt den Trennschichtschwimmer, wie er in dem Öl- oder Benzin­ abscheider und im Koaleszenzabscheider eingebaut ist, in Front- und Aufsicht.

Fig. 5 zeigt einen Ventilplan, der die pneumatischen Elemente und Verbindungen im Meßgerät zeigt.

Eine Begrenzung des jeweiligen Schwimmerhubes nach oben hin, Fig. 1 Anschlag 8, gestattet die Erkennung von Überfüllungszuständen an allen Abscheiderbecken.

Dazu ist an den senkrecht angeordneten Führungsstangen 12 oben ein Anschlag 8 angebracht, welcher die Schwimmer 11 und 16 nicht über einen bestimmten Pegel aufsteigen läßt, welcher dem maximal möglichen Pegel bei normaler Betriebsweise des Abscheiders plus einem Sicherheitszuschlag entspricht.

Bei Überfüllung des Abscheiders, zum Beispiel durch Verstopfung des Abflusses 18, wird dadurch beim Erreichen des Schwimmeranschlages 8 die Wasser- bzw. Ölüberdeckung des Schwimmers größer als die zulässige normale Überdeckung 23 (Fig. 2) am Tauchschwimmer bzw. 42 (Fig. 4) am Trennschichtschwimmer durch Wasser bzw. Öl, weshalb der Gegendruck an der Luftausperlstelle 19 bzw. 17 zunimmt. Die Überwachungsanlage gibt dann einen Alarm. Zur Unterscheidung der Alarmursache kann außerdem noch die Anstiegsgeschwindigkeit ausgewertet werden. Denn nur bei einem Rückstau und einem hohen Wasseranfall steigt der Wasser- bzw. Ölpegel schnell an.

Eine Begrenzung des Schwimmerhubes nach unten hin, Fig. 1, Anschlag 8 unten, gestattet die Erkennung von leckbedingten Entleerungszuständen an allen Abscheiderbecken. Bei einem Leck des Abscheiders nimmt die Mindest-Wasser- bzw. Ölüberdeckung 23 bzw. 42 der Schwimmer ab, wenn der Schwimmer 11 bzw. 16 durch den Anschlag dem Wasserspiegel bzw. der Trennschicht Öl-Wasser nicht mehr weiter nach unten folgen kann. (Dieser Anschlagpunkt liegt unter dem minimal möglichen Normal- Wasser- oder Trennschicht-Pegel, plus einem Sicherheitszuschlag.) Bei dem Tauchschwimmer an unterer Tauchposition im Schlammbecken und den Trennschichtschwimmern in den Ölabscheiderbecken kann das Abnehmen des Druckes im Normal-Überwachungsbetrieb ohne Schlamm- oder Ölentleerung von außen nicht vorkommen, weshalb dieser Fall sicher als Alarm erkannt wird.

Bei den Ölabscheiderbecken kann es zwar passieren, daß die Ölüberdeckung abnimmt, wenn das Öl abgesaugt wird, das wird der Überwachungseinrichtung jedoch über einen speziellen Schalter mitgeteilt, was diese dann berücksichtigt.

Nimmt also die Ölüberdeckung ohne Ölabsaugen ab, dann kann ebenfalls sicher auf ein Leck des Beckens geschlossen und Alarm gegeben werden.

Ein Leck an den beiden Ölabscheidebecken 2 und 3 führt immer auch zu einem Alarm, weil die Führungsstangen 12 der Schwimmer 16, ca. 5 cm unter der tiefsten Schwimmerposition, die bei höchstem zulässigen Ölniveau und damit tiefster Trennschicht - weil die Wasser-Öl-Grenzlinie herunterstiegt -, vom Schwimmer erreicht wird, einen Anschlag für den Schwimmer haben, so daß der Schwimmer nicht weiter hinunter kann und dann bei durch Beckenleck absteigendem Öltrennschichtniveau weniger Druck meldet, wobei aber die tatsächliche Öldicke im Becken gleich bleibt. Der abnehmende Öldruck kann aber ohne Wartung und Ölabsaugen nicht möglich sein, weshalb dann vom Meßgerät Alarm gegeben wird. Der dazu in der Steuerung befindliche laufende Ölhöhenvergleichs­ spitzenspeicher wird also nur bei Wartung zurückgesetzt. Wird also zwischen 2 Wartungsintervallen abnehmender Öldruck (Ölhöhe) registriert, dann wird Abscheider-Leckalarm gegeben, bevor das Öl durch die Abscheiderauslaßöffnung oder durch das Leck austreten kann.

Die Abfrage und der Vergleich mit dem Ölhöhenvergleichsspitzen­ speicher wird erst nach einer Mindestölhöhe von ca. 5 cm aktiviert. Ist noch kein Öl im Becken und es tritt ein Becken-Leck auf, so sinkt beim Erreichen des unteren Schwimmeranschlags die normale ca. 5 cm große Wasser-Überdeckung 42 des Schwimmers 16, was als "Schwimmer-Offsetfehler" erkannt wird und ebenfalls zum Leck- Alarm führt, wie er z. B. auch bei einem Luft-Leitungsleck in der Luftzuleitung von der Überwachungseinheit gegeben wird.

Zur Detektion des Beginns des Lufteintritts durch die Luftzuleitung in den getauchten Tauchschwimmer wird die Luft-Pumpe nach kurzem Pumpen immer wieder abgestellt und dann wird in der Pumppause der Wassergegendruck gemessen. Bei dem Verdrängen des Wassers aus dem Schlauch nach unten hin wird bei noch getauchtem Schwimmer der Gegendruck von Mal zu Mal um einen bestimmten Betrag, der auch von der Pumpenlaufdauer abhängt, immer größer. Erst wenn die Luft aus dem Schlauch in den Schwimmertopf des getauchten Schwimmers 25 eintritt, wird der Druckanstieg zwischen zwei Pumpstößen deutlich geringer als zuvor sein, weil der Durchmesser des Topfes deutlich größer ist als der des Schlauchs und die Luft-Wassergrenzschicht 34 durch die Pumpstöße nun im Topf langsamer herunter gedrückt wird. Diese Meßmethode ist statisch, weil bei ruhender Pumpe vorgenommen und damit unempfindlich gegen Verschmutzung des Luftschlauches 10 und kann auch bei verschmutzungsunempfindlichen Luftschläuchen mit größerem Innendurchmesser durchgeführt werden, weil die Viskositätsdifferenz zwischen Wasser und Luft keine Rolle spielt. Sie ist auch unempfindlich gegen Pumpen­ leistungsschwankungen.

Die Überwachung des konstruktionsbedingten Mindestschwimmdruckes 23, gegeben durch die Kompression des Luftpolster im Tauchschwimmer durch das Schwimmer-Eigengewicht und die Überwachung des Mindestabtauchdruckes, der sich durch die Luftkompression beim Tauchen einstellt, nachdem das Abtauchen durch kurze Luftablaßvorgänge eingeleitet wurde und die Luft in der Zuleitung dann eingesperrt wurde, während der Schwimmer abtaucht, gestattet die volle Überwachung der senkrechten Bewegungen des Tauchschwimmers und auch die Leckerkennung in der Luftleitung zu diesem Schwimmer.

Der Mindestschwimmdruck 23 ist durch das Gewicht des Schwimmers 11 und die entsprechende Kompression der Luft unterhalb des Schwimmdeckels bis zum Ausperlfenster 31 gegeben, siehe Fig. 2. Wenn bei aufgetauchtem Schwimmer nach dem Abstellen der Pumpe der Druck nicht konstant bleibt bzw. steigt, weil der Schwimmer durch ein Luftleck nach dem Abstellen der Pumpe 58 und Einsperren der Luft in der Zuleitung und im Schwimmer von alleine abtaucht, weil der beim Abtauchen steigende Wassergegendruck die Luft in der Zuleitung komprimiert, dann wird Alarm gegeben.

Nach dem kontrollierten Abtauchen des Schwimmers 11, wie es zuvor beschrieben wurde, und dem anschließenden Wasserausblasen bzw. Lufteinblasen durch intermittierendes Luftpumpen muß der nach einiger Zeit gemessene Druck einen Mindestwert erreichen, welcher der geringsten Abtauchtiefe bei höchster Schlammhöhe minus einen Sicherheitszuschlag entspricht. Ist das nicht der Fall, liegt ein Leck der Luftleitung vor, weil sich der zum Wasserausblasen nötige statische Gegenluftdruck gar nicht einstellen kann.

Eine Überwachung des konstruktionsbedingten Mindestwasserdruckes 42 über den Trennschichtschwimmern 16, auch wenn diese nicht mit Öl bedeckt sind, gestattet auch bei diesen Schwimmern die Leckerkennung in der Luftleitung. Dazu ist die Lufteinperlmeßstelle um einen vorgegebenen Abstand unterhalb des Trennschichtschwimmers befestigt, so daß immer mindestens der hydrostatische Druck entsprechend dieses Abstandes 42 zu messen ist.

Ein Trennschichtschwimmer ist ein Körper, der in einer Flüssigkeit mit einem höherem spez. Gewicht als dem des Körpers, wenn er z. B. aus Vollmaterial gefertigt ist, schwimmt und in einer Flüssigkeit mit einem niedererem spez. Gewicht sinkt und deshalb in der Trennschicht zwischen diesen beiden Flüssigkeiten verharrt bzw. dieser beim Auf- und Absteigen folgt. Er schwimmt also auf der Trennschicht zwischen Wasser und z. B. Öl, siehe Fig. 1 und 4. Fällt nach dem Abstellen der Pumpe der Druck oder erreicht er gar nicht die der Mindest-Wasserüberdeckung entsprechende Höhe 42, dann liegt auch hier ein Leck vor, und es wird Alarm gegeben. Auch wenn die gemessene Ölüberdeckung ohne die erfolgte Ölabsaugung, durch einen handbetätigten Schalter der Steuerung mitgeteilt, scheinbar für das Überwachungsgerät plötzlich niederer wird, liegt ein Leck vor, und es wird Alarm gegeben. Zur Leckmessung wird der Druck ca. 5 sec nach dem Pumpenabstellen und dann nochmal nach ca. 20 sec gemessen. Liegt eine Differenz der beiden Meßwerte vor, die größer als ein vorgegebener oder ein "gelernter" Wert ist, wird Alarm gegeben.

Die Überwachung des Pumpenmindestdruckes zum Auftauchen des Tauchschwimmers gestattet die Erkennung von Pumpenfehlern. Dazu wird bei total entlüftetem Schwimmer 25 die Pumpe 58 eingeschaltet. Der Druck wird laufend gemessen. Erreicht er nicht einen vorgegebenen oder "gelernten" Wert, welcher in etwa der minimalen Tauchtiefe bei der maximalen Schlammhöhe minus einem Sicherheitszuschlag entspricht, dann ist die Pumpenleistung durch einen Defekt oder Alterung zu klein, und es wird Alarm gegeben.

Der Tauchschwimmer 11 hat eine schräge Dachfläche, damit sich keine dicken Schmutzschichten ablagern.

Die Schwimmer können an den senkrechten Führungsstangen 12 auf- und absteigen. Dazu sind die Schwimmer mit Gabeln 13 ausgerüstet, die reichlich Spiel zu den Führungsstangen 12 haben, siehe Fig. 2, 3 und 4. Die Führungsgabeln erleichtern die Montage und das Auswechseln der Schwimmer, indem diese dazu seitlich gekippt werden.

Die Membran- oder Kolben-Luftpumpe 58 wird zur Erhöhung der Lebensdauer nur kurze Zeit ein- und längere Zeit ausgeschaltet. Außerdem ist die Inbetriebnahme der Anlage sehr einfach, weil alle Neuparameter der Anlage von der mikrokomputergesteuerten Meßeinrichtung "im Lernbetrieb" einmal aufgenommen und abgespeichert werden und damit für die Zukunft ein Weglaufen der Parameter aus dem Toleranzband erkannt werden kann und zu einem dafür vorgesehenen Alarmsignal führt. Dazu werden, wie später beschrieben, in 7 Lernschritten die Anlagenparameter automatisch von der Steuerung erfaßt.

Vom Meßgerät werden z. B. die Gesamtfüllhöhe 27 des "sauberen Schlamm-Beckens" beim "Lernen" erfaßt und für die Schlammhöhenmessung und die Becken-Leck- und Becken-Überfüllungs­ messung als Referenz gebildet. (Die zulässige maximale Ölüberdeckung der Trennschicht- Meßschwimmer und damit die max. Ölhöhe in den Ölabscheiderbecken muß nach wie vor an der Steuerung von Hand eingestellt werden, weil sie von Abscheider zu Abscheider verschieden sein kann und im Lernbetrieb nicht erfaßbar ist, da beim Lernen bei der Inbetriebnahme normalerweise ja kein Öl vorhanden ist.)

Es gibt 3 Abscheiderbecken: ein Schlammbecken 1 mit Schwimmer 11, ein Ölabscheiderbecken 2 mit Schwimmer 16, ein Koaleszenzbecken 3 mit Schwimmer 16. Schwimmer 11 und 16 sind immer vorhanden.

Wenn der zweite Schwimmer 16 nicht vorhanden ist, wird durch Herauslaufen des Jumper 1 der Steuerung mitgeteilt, daß sie an Stelle dieses Zyklus eine dem Zyklus entsprechende gleichlange Pause machen soll.

Beschreibung der "Lernschritte" zum automatischen Einlesen der Anlagen-Konstanten:

(Lernschritte 1-7 werden nur zum "Lernen" der Konstanten der Anlage ausgeführt, wenn während des Netzeinschaltens der Schalter "Lernen" intern umgelegt ist.) Nach erfolgtem Lernen der 7 Schritte quittiert das Meßgerät durch einen Signalton und der Lernen- Schalter kann zurückgesetzt werden auf "Betrieb".

Schritt 1 dient für die Auswerteeinheit zum "Lernen" des kleiner werdenden Druckanstieges beim Ausblasen des Wassers aus dem Schlauch des Tauchschwimmers 11, vor dem Auftauchen während des Lerntests, egal in welcher abgetauchten Tiefe der Schwimmer steht. Der Lernwert ist später wichtig zum Erkennen des richtigen Zeitpunktes zum Beenden des stoßweisen Pumpens nach dem Wasserausblasen und zum Druckmessen am noch abgetauchten Schwimmer 11 zur indirekten Schlammhöhenmessung, siehe Fig. 2.

Schritt 2 dient für die Auswerteeinheit zum "Lernen" des Druckes 42 über den Trennschichtschwimmern 16, wenn kein Öl über den Schwimmern steht. Dieser Druck ist später wichtig zur Leckerkennung an den Schläuchen zu den Trennschicht-Schwimmern. Er entspricht der minimalen Wasserüberdeckung (Schw. 2.-Dr und Schw. 3-Dr).

Schritt 3 dient für die Auswerteeinheit zum "Lernen" des Druckes, wenn der Schwimmer 11 aufgetaucht ist. Dieser Druck - Schw.1 Dr. - ist später wichtig zur Erkennung der Verschmutzung am Schwimmer 11, wenn er also durch ein größeres Gewicht nicht mehr so weit auftaucht und der Meßdruck durch die dann zunehmende Wasserüberdeckung ebenfalls zunimmt.

Schritt 4 dient der Auswerteeinheit zum "Lernen" des Druckes Tdr.max. an Schwimmer 11, wenn er ganz abgetaucht ist und kein Schlamm im Becken ist, also zum indirekten "Lernen" der Wasser­ normalhöhe 27 abzüglich dem Sicherheitsabstand durch den unteren Anschlag 8 im Schlammbecken, die ja von Anlage zu Anlage unterschiedlich sein kann, siehe Fig. 2.

Schritt 5 dient zum Lernen des unvermeidlichen kleinen Restleck- Druckabfalles ca. 40 sec nach Pumpe aus, bei aufgetauchtem Schwimmer 11.

Schritt 6 dient zum Lernen der Druckdifferenz an der Drossel 51, wenn die Pumpe bläst und Schwimmer 11 aufgetaucht ist.

Schritt 7 dient zum Lernen der max. Druckspitze nach dem Pumpeneinschalten bei abgetauchtem Schwimmer 11 und hochgestiegenem Wasser im Schlauch zu diesem Schwimmer, wenn das Wasser nach unten verdrängt wird.

Schritt 8 dient zum Lernen der max. Druckspitze nach dem Abtauchen des Schwimmers 11, bei Abwesenheit von Schlamm, nach dem schrittweisen Entlüften durch schrittweises Öffnen und Schließen des Magnetventils 3 und dient als Referenzwert zur Abtauchkontrolle des Schwimmers 11.

Zum Absaugen des Schlammes und Öls muß die Steuerung (Auswerteeinheit) vorher mit einem Handschalter 1 auf "WARTUNG" umgestellt werden. Damit bleibt der Schwimmer 11 oben und ist durch seinen stabilen "Garagendeckel" 9 vor Beschädigungen durch das Schlammabsaugrohr geschützt, siehe Fig. 1 und 2. Die Schwimmer 16 sind ebenfalls durch einen Deckel gegen Beschädigungen von oben durch den Ölabsaugschlauch geschützt.

Die Deckel bzw. der Anschlag 8 auf den Führungen 12 hindern die 3 Schwimmer auch am Weiteraufsteigen bei Überfüllung der Becken. Dadurch kann die Überfüllung der einzelnen Becken vom Auswertegerät auch festgestellt werden, weil dann der "Auftauchdruck" am Schwimmer 11 und der Ölmeßdruck an den Schwimmern 16 steigt, bei den Schwimmern 16 über die zulässigew Ölhöhe hinaus.

Die Schwimmer laufen alle an 2 seitlich neben den Schwimmern senkrecht verlaufenden Führungsstangen 12 auf und ab, damit sie nicht am Becken umherschwimmen oder den Spiralschlauch 10 verheddern, sondern nur auf- und absteigen. Über die ca. 10 mm dicken Edelstahlführungsstangen 12 laufen "Gabeln" 13, die an den Schwimmern befestigt sind und mit reichlich Spiel versehen sind und seitlich offen sind zum leichten Montieren der Schwimmer durch Kippen. Die Schwimmer sind jeweils über einen eigenen 6 mm Pneumatikschlauch 10, der spiralig mit ca. 20 cm Durchmesser mit ca. 10-20 Windungen lose aufgewickelt ist und keine Zugkräfte auf den Schwimmer ausübt, und einen eigenen im Boden oder besser im Zulaufschacht verlegten Pneumatikschlauch 44, 45, 46 gleichen Durchmessers mit der Auswerteeinheit verbunden. Die Spiralschläuche 10 laufen zweckmäßigerweise innerhalb des Zwischenraumes der Führungsstangen 12.

Sollte der Luftschlauch an Schwimmer 11 mit der Zeit durch Teer verkleben, so wird das durch den Pumpenleistungs- und Maximal- Drucktest festgestellt und ein Alarm gegeben, weil dann dieser Druck deutlich über den zugehörigen Lernwert ansteigt.

Weitere Bedingungen

Zum Meßbeginn, vor dem Abtauchenlassen des Schwimmer 11, auch beim Einschalten der Auswerteeinheit, soll diese immer zuerst die Beckenüberfüllung prüfen und, wenn ok, dann erst den Schwimmer 11 abtauchen lassen, damit im Überfüllungsfall durch Rückstau im Beckenabfluß kein Wasser in die Luftleitungen zum Meßgerät hin läuft, weil das Wasser bei Überfüllung dann höher steht als die im Becken- Zuleitungsschacht verlegten Luftleitungen.

Die Luftleitungen im Meßgerät von der Pumpe kommend sind wegen Kondensatableitung zur Drossel 51 hin steigend und nach der Drossel 51 zu den Meßgeräte-Ausgängen hin fallend verlegt. Ein Kondensat-Puffer 53 mit ca. 5 ccm ist vor der Drossel 51 vorzusehen, siehe Fig. 5.

Ölschichtdickenmessung im Abscheiderbecken

Die "Ölschichtdicke " ist proportional dem Druck nach der Drossel 51 gemessen, wenn die Pumpe 58 20 sec aus ist, damit die Druckwerte bei langen Leitungen stationär sind, minus dem Druck der Wasserüberdeckung 42 des Ölmeßschwimmers.

Schlammhöhenmessung

Die Schlammhöhe Slh 29 ist proportional der Wasserhöhe Wah 27 minus (dem Tauchdruck Tdr 33 plus der Schwimmerhöhe Schwh. 24).

Ventilfunktionen

MV1 = Pumpe in Drossel 51 speisen bzw. unbet. Luft in Pumpe einsperren und Luft in Schwimmerleitungen zu MV3 leiten.

MV2 = Drucksensor 48 auf die Meßstelle 50 nach der Drossel 51 umschalten. Unbetät. vor der Drossel 51 an Meßstelle 52 messen.

MV3 = Luft von Schwimmerleitungen und in den Schläuchen im Meßgerät enthaltenes Wasser in die Umgebung ablassen und den Umgebungsdruck messen. Bzw. wenn unbetät., die Luft aus Schwimmerleitungen einsperren.

MV4 = Schwimmer 11 an das Meßgerät anschalten. Unbetät Schwimmer 16 in Öl- oder Schwimmer 16 in Koaleszenz-Abscheider anschalten, je nach MV5.

MV5 = Schwimmer 16 im Koaleszenz-Abscheider an das Meßgerät schalten. Unbetät. Schwimmer 16 im Ölabscheider anschalten.

Claims (6)

1. Vorrichtung zum Messen von Füllstandshöhen von in Abscheiderbecken befindliche Medien und zum Anzeigen eines Überfüllungs- und Leckzustandes des Abscheiderbeckens, wobei die Füllstandshöhe über den mit der Füllstandshöhe sich ändernden hydrostatischen Druck mittels Lufteinperlmeßtechnik gemessen wird,
mit einem Schwimmer, an dem die Einperlmeßstelle befestigt ist und der einen belüftbaren Hohlraum aufweist, in dem sich die Einperlmeßstelle befindet,
mit einem oberen Anschlag für den Schwimmer, der zur Überwachung einer vorgebbaren Füllstandshöhe dient und den Schwimmer am Weiteraufsteigen hindert, so daß der hydrostatische Druck an der Einperlmeßstelle zunimmt, wenn der Füllstand über die maximale Füllstandshöhe ansteigt,
mit einem unteren Anschlag für den Schwimmer, der zur Überwachung einer vorgebbaren minimalen Füllstandshöhe dient und den Schwimmer am Weiterabsinken hindert, so daß der hydrostatische Druck an der Einperlmeßstelle abnimmt, wenn der Füllstand unter die minimale Füllstandshöhe abfällt, und
mit einer Überwachungsanlage, die Alarm gibt, wenn der hydrostatische Druck an der Einperlmeßstelle zu- oder abnimmt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Zuführen von Luft zu der innerhalb des belüftbaren Hohlraums des Schwimmers befindlichen Einperlmeßstelle die in der Zuführung befindliche Flüssigkeit in Luftpumpintervallen verdrängbar ist, daß jeweils in den Intervallpausen der sich einstellende Druck meßbar und mit dem jeweils in einer vorherigen Intervallpause gemessenen Druck vergleichbar ist und daß das Eintreten von Luft in den Hohlraum des Schwimmers durch Unterschreiten einer vorgebbaren Druckdifferenz erfaßbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmer ein Trennschichtschwimmer ist und daß durch Messung des konstruktionsbedingten Mindest-Flüssigkeitsdruckes über dem Trennschichtschwimmer ein Leck der Luftleitung zu dem Trennschichtschwimmer erkennbar ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Abscheiderbecken ein Öl- oder Benzinabscheiderbecken ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmer an Führungsstangen auf- und abläuft und daß die Luftleitung innerhalb der Führungsstangen auf- und abbewegbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ölhöhen-Spitzenwertspeicher nur beim Ölabsaugen zurückgesetzt wird und daß der Wert dieses Speichers als Referenzwert zum Erkennen von Lecks in dem Abscheiderbecken dient.