DE642534C - Rohrbruchsicherung fuer Gas-, Dampf- oder Fluessigkeitsleitungen - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
8. MÄRZ 1937

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE Ali GRUPPEl co

s 116274 xiii47f

Patentiert im Deutschen Reiche vom 18. November 1934 ab

Es-ist bereits eine Rohrbruchsicherung für Gäs-, Dampf- oder Flüssigkeitsleitungen vorgeschlagen worden, bei welcher zwei im Abstand voneinander an die Rohrleitung· angeschlossene Druck- oder Mengenmesser auf eine ihre Angaben vergleichende elektrische Überwachungs- bzw. Abschabvorrichtung einwirken. Je nach der Größe des Rohrschadens oder nach seiner zeitlichen Veränderung wird bei dieser Einrichtung entweder nur leia Warnsignal betätigt oder aber die Abschaltung der gestörten Rohrleitung vorgenommen.

Die Erfindung bezweckt eine Verbesserung der oben beschriebenen Rohrbruchsicherung in der Hinsicht, daß die Strömungsrichtung in der Rohrleitung mit Hilfe von auf Umkehr der Strömungsrichtung selbsttätig ansprechenden Umschaltekontakten zusätzlich berücksichtigt wird. Gemäß der Erfindung sind diese Umschaltekontakte derart angeordnet, daß sie bei unterschiedlicher Stellung die Beeinflussung der Überwachungs- und Abschaltevorrichtung durch den einen Messer aufheben, insbesondere dadurch, daß die von dem einen Messer betätigten elektrischen Teile, z. B. ein Regelwiderstand oder ein Stromimpulssender, kurzgeschlossen werden. Die Rohrbruchsicherung nach der Erfindung weist den Vorteil auf, daß bei Auftreten eines Leitungsschadens von solcher Größe, daß eine Umkehr der Strömungsrichtung an dem einen Messer stattfindet, eine sofortige Abschaltung der gestörten Rohrleitung erfolgt durch die in diesem Falle stattfindende alleinige Beeinflussung der Abschaltevorrichtung durch den anderen Messer.

Auf der Zeichnung sind mehrere Ausführungsformen der Erfindung dargestellt. Fig. 1 veranschaulicht eine erste Ausführungsform und die Fig. 2 und 3 Abänderungen dazu. In Fig. 4 ist eine zweite Ausführungsform dargestellt.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 strömt irgendein Flud in Richtung des Pfeiles ι durch eine Rohrleitung 2. An die RoIu-- leitung sind im Abstand voneinander zwei Druck- oder Mengenmesser 3 und 3' angeschlossen, welche elektrische Regelwiderstände 4 und 4' einstellen. Die elektrischen Widerstände 4 und 4' liegen zusammen mit zwei festen Widerständen 5 und 5' in einer Wheatstoneschen Brückenschaltung, deren Galvanometer 6 als Überwachungs- und Abschaltevorrichtung ausgebildet ist. Der Zeiger des Galvanometers spielt über einer Kontaktreihe 7. Ein periodisch auf- und abwärts bewegter Fallbügel 8 drückt den Galvanometerzeiger, falls dieser -einen Ausschlag macht, auf einen der Kontakte der Kontaktreihe 7. An die beiden mittleren Kontakte ist ein akustisches Signalgerät 9 angeschlossen,, während der Stromkreis für die Wicklung 10 des Abschaltemagnets über die äußeren Kontakte geführt ist.

Die Einrichtung wirkt so, daß gewöhnlich die beiden Messer 3 und 3' ihre Regelwiderstände 4 und 4' in entsprechende Stellungen überführen, so daß in der Brückenschaltung Gleichgewicht vorhanden ist. Treten Abweichungen zwischen den Stellungen der beiden Riegelwiderstände ein infolge von Störungen in der Leitung, so wird, falls die Störungen ein gewisses Atismaß nicht überschreiten, je nach dem Ausschlagssinn des Galvanometers der eine der beiden mittleren Kontakte der Reihe 7 periodisch geschlossen und damit das akustische Signal 9 zum Ertönen gebracht. Bei sehr starken Abweichungen der Stellungen der Regelwiderstände 4 und 4' kommt es aber zu einer Betätigung der äußeren Kontakte der Reihe 7 und damit zur Abschaltung der Rohrleitung.

Um bei der beschriebenen Einrichtung den Einfluß der Strömungsrichtung den Erfordernissen der Praxis entsprechend zu berücksichtigen, sind im Sinne der Erfindung zwei zusätzliche Umschaltekontakte vorgesehen, die in dem Beispiel in zwei Quecksilberdifferentialmanometer 10 und 10' eingebaut sind. In das U-Rohr sind oben zwei Kontakte eingebaut, die mittels Leitungen 11 und 12 untereinander verbunden sind. Der ständig vom Quecksilber benetzte untere Kontakt 13 des Manometers 10 ist mittels einer Leitung 14 zu dem Anschlußpunkt der Batterie 15 und dem einen FoI des Regelwiderstandes 4 geführt, während der untere Kontakt 13' des Manometers 10' mittels einer Leitung 14' mit dem Anschlußpunkt 15 des Brückengalvanometers und mit dem einen Pol des Regelwiderstandes 4' verbunden ist. Die beiden Manometer 10 und 10' sind für unterbrechungslose Umschaltung ausgebildet. Die Wirkungsweise dieser Umschaltekontakte ist wie folgt:

Bei der durch. den Pfeil 1 gezeichneten Strömungsrichtung in der Rohrleitung 1 stellen sich die Quecksilbermanometer 10 und 10' so ein, daß durch das Quecksilber die unteren Kontakte 13 und 13' und die im linken Schenkel befindlichen Kontakte miteinander verbunden sind. In diesem Falle sind die beiden Regelwiderstände 4 und 4' in die Brückenschaltung .eingeschaltet, und etwaige Verstellungen dieser Regelwiderstände durch die Messer 3 und 3' wirken sich in der oben beschriebenen Weise aus.

Wenn sich die Strömungsrichtung in der Rohrleitung 2 umkehrt, so findet in den Manometern 10 und 10' eine unterbrechungslose Umschaltung auf die im rechten Schenkel der Manometer befindlichen Kontakte statt. Solche Umkehr der Strömungsrichtung kann in größeren Rohrnetzen gelegentlich vorkommen, wenn eine Speisimg der Rohrleitung 2 aus einem am anderen Ende befindlichen Wasserwerk erfolgt. In diesem Falle- bewirken die Manometer 10 und 10' ebenfalls keinerlei Veränderung des oben geschilderten Betriebszustandes der Überwachungs- und Abschalteeinrichtung.

Tritt aber beispielsweise bei 16 ein Rohrbruch auf und erfolgt die Speisung der Rohrleitung in Richtung des Pfeiles 1, so kann es unter Umständen an der Anschlußstelle des Manometers 4 und des Messers 3 zu einem Zurückfluten der im Rohr 2 befindlichen Flüssigkeit bzw. des Gases kommen, derart, daß sich an der genannten Stelle eine Strömung in Richtung des gestrichelten Pfeiles 17 ausbildet. Nunmehr wird das Manometer 10 umschalten," also seinen unteren Kontakt 13 mit dem im rechten Schenkel befindlichen Kontakt verbinden, während das Manometer 10' seine gezeichnete Stellung beibehält. Dadurch wird der Regelwiderstand 4 des Messers 3 kurzgeschlossen über Leitung 14, Kontakt 13, Leitung 11, Kontakt 13', Leitung 14', Verzweigungspunkt 15 der Brückenschaltung. Infolgedessen wirkt jetzt der Regelwiderstand 4' allein auf das Brückengalvanometer 6 ein. In allen Stellungen, in denen er einen von Null verschiedenen Widerstandswert einschaltet, was bei einem Rohrbruch an der go Stelle 16 immer eintreten wird, macht das Brückengalvanometer 6 einen so großen Ausschlag, daß es über einem der äußeren Kontakte der Reihe 7 zu stehen kommt, beispielsweise über dem oberen. Infolgedessen wird beim nächstfolgenden Abwärtsgehen des Fallbügels 8 sogleich der Abschaltestromkreis, deldie Wicklung 10 enthält, geschlossen und damit die Abschaltung des gestörten Rolurzweiges durchgeführt.

Die Berücksichtigung der Strömungsrichtung an den beiden Meßstellen könnte außer durch Kurzschließen des Regelwiderstandes 4 auch durch Einschalten eines festen Ersatzwiderstandes für diesen oder durch völlige Unterbrechung des Stromes am Regelwiderstand 4 erfolgen. Das Kurzschließen des Widerstandes ist aber deshalb besonders zweckmäßig, weil man den Widerstandswert ο des Regelwiderstandes dann der Meßgröße ο no zuordnen kann, so daß eine Alarmgabe bzw. Abschaltung der Rohrleitung vermieden wird, wenn im Augenblick der Richtungsumkehr die beiden Umschaltmanometer 10, 10' etwa infolge verschiedener Länge ihrer Anschlußleitungen verschiedene Stellungen einnehmen. Trotz des in diesem Falle eingeleiteten Kurzschlusses für den Regelwiderstand 4 findet in diesem Falle keine Auslösung statt, weil der in Betrieb befindliche Regelwiderstand 4' 12c im Augenblick der Richtungsumkehr ebenfalls den Widerstandswert ο oder doch einen

sehr Ideinen Widerstandsbetrag einstellt. Diese Vorkehrung ist dann von besonderer Wichtigkeit, wenn man statt der Kontaktmanometer io, io' Umschalteorgane von größerer

. 5 Trägheit, z. B. kleine Flügelradwassermesscr mit angeschlossenem Kontaktwerk, anordnet. Die Umschaltekontakte, welche in Fig. ι in Verbindung mit einem Quecksilbermanometer veranschaulicht sind, können auch in andener Weise ausgeführt und betätigt werden. Nach Fig. 2" wird der Umschaltekontakt

. beispielsweise durch 'einen Woltmanmesser 18 betätigt. Zu diesem Zweck ist das Übersetzungsgetriebe 19 über eine Rutschkupplung 20, 'eine Schnecke 21 und ein Schneckenrad 22 mit dem Kontaktarm 23 des Umschaltekontaktes verbunden. Die Stellung des Kontaktarmes 23 wird durch Anschlagstift 24 begrenzt. In der gezeichneten Stellung schließt er den oberen Kontakt 25. Ändert der Woltmanmesser 18 seine Umlaufsrichtung, so wird iinterbrechungslos umgeschaltet auf den unteren Kontakt 26. Der Umschaltekontakt 23, 25, 26 ist mittels der Leitungen 11, 12 und 14' in. entsprechender Weise mit einem entsprechend ausgebildeten Umschaltekontakt am anderen Messer 3 und mit einer Brückenschaltung verbunden, wie dies an Hand von Fig. ι veranschaulicht ist. Infolgedessen ist auch die Wirkungsweise der beiden Umschaltekontakte die gleiche wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1, jedoch mit dem Unterschied, daß bei der- Ausführungsform nach Fig. 2 eine schnellere Umschaltung des Kontaktes erfolgt als nach Fig. 1.

Ein weiteres Beispiel der Umschaltung eines Kontaktes bei Änderung der Strömungsrichtung ist in Fig. 3 veranschaulicht. In diesem Beispiel gelangt ein Schwimmermesser 3' zur Anwendung, der als wesentlichen Teil einen Eisenkern 27 enthält. Der Eisenkern 27 verschiebt sich im Kraftlinienfeld zweier Induktionsspulen, von denen die eine, 28, an ein Wechselstromnetz 29 angeschlossen ist, während die andere, 30, mit der Stromwicklung 31 eines Motorzählers 32 in Verbindung steht. Die Spannungswicklung 33 des Motorzählers 32' ist über einen Kondensator 34 an das Netz 29 gelegt. Der Motorzähler 32 verstellt über ein Übersetzungsgetriebe 35, eine Rutschkupplung 3 6 und ein Schneckengetriebe 37 sowie Hebel 3 8 einen Umschaltekontakt 39 jedesmal, wenn er seine Umlaufrichtung umkehrt. Der Umschaltekontakt 39 kann in ähnlicher Weise mit einer Überwachungs- und Abschalteeinrichtung verbunden sein, wie dies an Hand der Fig. 1 und 2 geschildert.ist. Für den zweiten Messer ist eine entsprechende Betätigungsvorrichtung für seinen Umschaltekontakt vorzusehen.

Es ist schließlich auch möglich, den Umschaltekontakt durch den gleichen Messer zu betätigen, der die Überwachungs- und Abschalteeinrichtung beeinflußt. Ein solches Beispiel ist in Fig. 4 gezeichnet. An die Rohrleitung 2 sind Woltmanmesser 40 und 40' angeschlossen. Die beiden Messer betätigen in dem Beispiel über ein Übersetzungsgetriebe

41, 41/ ins Langsame, eine Nockenscheibe

42, 42' 'einen Kontakt 43, 43' jedesmal, wenn eine bestimmte Durchflußmenge von den Messern gemessen ist, beispielsweise jedesmal nach Durchfluß von 2 cbm. Die Stromimpulsgaben bei 43 und 43' wirken in entgegengesetztem Sinne auf eine nicht näher veranschaulichte Überwachungs- und Abschalteeinrichtung 44, die je nach dem Unterschied zwischen den Kontaktgabezahlen entweder ein Signalgerät zitm Ansprechen bringt oder die Abschaltung der Rohrleitung vornimmt. Die Einrichtung 44 kann beispielsweise aus zwei elektromagnetischen Schrittschaltwerken bestehen, die über ein Ausgleichgetriebe einen Überwachungsstromkreis steuern und beispielsweise unter Zwischenschaltung eines Zeitschützes bei größeren Unterschieden zwischen den Stromstößen die Abschalteeinrichtung auslösen.

Jeder der beiden Messer 40 und 40' treibt außerdem über 'eine Rutschkupplung 45,45' und ein Schneckengetriebe 46, 46' einen Kontakthebel 47, 47' an, der in_> der gezeichneten Stellung den oberen der Kontakte 48, 48' berührt. Bei Umkehr der Umlaufsrichtung der beiden Messer 40 und 4a'- kommt es zu einer unterbrechungslosen Umschaltung auf den unteren Kontakt 48 und 48'. Tritt aber eine unterschiedliche Stellung der Kontakthebel 47 und 47' auf, wie dies bei Rohrbrücheii oft der Fall sein wird, so wirkt sich die Stromimpulsgabe bei 43 nicht mehr auf die Einrichtung 44 infolge Unterbrechung bei 47', 48 aus, so daß die Einrichtung 44 nunmehr allein durch die Stromimpulsgabe bei 43' gesteuert wird und somit in. kurzer Zeit die Abschaltung der gestörten Rohrleitung 2 bewirkt.

Durch den bei Änderung der Strömungsrichtung selbsttätig umgelegten Umschaltekontakt wird somit im Sinne der Erfindung erreicht, daß bei derart ernsten. Rohrschäden, die eine Umkehr der Strömungsrichtung an einem der beiden angeschlossenen Messer zur Folge haben, eine alsbaldige Abschaltung der Rohrleitung erfolgt. In dem Beispiel wird dies bewirkt durch Betätigung irgendwelcher Schaltorgane, wie eines elektrischen Widerstandes oder eines Stromimpulssenders, durch den einen der beiden Messer. Eine derartige Ausführung setzt voraus, daß der zuletzt erwähnte Messer an demjenigen Ende des überwachten Leitungszweiges liegt, voii dem aus der Hauptzufluß zu der Rohrleitung bei nor-

malem Betriebszustande stattfindet. Dies ist in den Beispielen der Messer 3' und 40' angedeutet.

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   ι. Rohrbruchsicherung für Gas-, Dampf- oder Flüssigkeitsleitungen mit zwei im Abstand voneinander an die Rohrleitung angeschlossenen Druck- oder Mengenmessem, welche eine ihre Angaben vergleichende elektrische Überwachungs- bzw. Abschaltevorrichtung beeinflussen, dadurch, gekennzeichnet, daß die Strömungsrichtung an den beiden Messern (3, 3') mit Hilfe zweier sich bei Umkehr der Strömungsrichtung selbsttätig umlegender Umschaltekontakte (z.B. 10, 13 und io', 13') überwacht wird, derart, daß bei unterschiedlicher Stellung der beiden Umschaltekontakte die Beeinflussung der Überwachungs- bzw. Abschaltevorrichtung (6, 7) durch den einen Messer (3), beispielsweise durch Kurzschließen eines von dem Messer (3) gesteuerten Widerstandes (4), aufgehoben ist.
2. 2. Rohrbruchsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltekontakte (io, 13 'und 10', 13') für unterbrechungslose Umschaltung ausgebildet sind.
3. 3. Rohrbruchsicherung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltekontakte (23, 25, 26 und 39) von einem umlaufenden Mengenmesser (18) oder einem Motorzähler (32) betätigt werden, der bei Umkehr der Strömungsrichtung in der Rohrleitung (2) seinen Umlaufsinn ändert.
4. 4. Rohrbruchsicherung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der gleiche Mengenmesser (40, 40') sowohl den Umschaltekontakt (47, 48,47', 48') als auch elektrische Teile (43, 43') zur Beeinflussung der Überwachungs- bzw. Abschalteinrichtung (44) betätigt.
5. 5. Rohrbruchsicherung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der umlaufende Messer (18, 32, 40 und 40') mit seinem Umschaltekontakt (23, 39, 47, 47') über eine Rutschkupplung (20, 36, 45, 45') verbunden ist.
6. 6. Rohrbruchsicherung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltekontakte in ein Quecksilbermanometer (10, 10') eingebaut sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen