DE7802014U1 - Vorrichtung zur dichtheitspruefung von mit fluessigkeit gefuellten behaeltern, insbesondere flachbodentanks mit grossem fassungsvermoegen zur lagerung von fluessigen mineraloelprodukten u.dgl. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Dichtheitsprüfung von unterirdischen Tanks, insbesondere Flachbodentanks mit großem Passungsvermögen zur Lagerung von flüssigen Mineralölprodukten u.dgl.

Da diese Flachbodentanks mit sehr großem Passungsvermögen üblicherweise eine vollkommene Erdabdeckung erhalten, sind sie hinsichtlich der Dichtheitsprüfung wie unterirdische Tanks zu behandeln, so daß eine Prüfung der Tankdichtigkeit nicht mit einem Gasüberdruck durchgeführt werden kann. Die bisher bekannten Meßgeräte gehen von dem Druck im Gasraum als Meßgröße aus. Bei den hier zu prüfenden Tanks ist dieses Meßverfahren wegen Temperaturbeeinflussung nicht geeignet. Dieses gilt auch für Meßgeräte, die nach dem Differenzdruckprinzip arbeiten, denn hierbei wird nur die Temperaturänderung im Gasraum kompensiert. Bei diesen Verfahren geht man davon aus, daß das Gasvolumen im Tank eine gleichmäßige Temperaturänderung erfährt. Bei Tanks der hier vorliegenden Größenordnung ist diese Annahme aber nicht richtig, denn die Ausbildung des Gasraumes ist eine flache Gasscheibe mit einer großen Flächenausdehnung, bei der an verschiedenen Stellen durchaus unterschiedliche Temperaturänderungen zu erwarten sind.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur Dichtheitsprüfung unterirdischer Lagertanks mit großem Fassungsvermögen zu schaffen, die die Nachteile bekannter

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Meßgeräte vermeidet. Insbesondere sollen Temperaturänderungen des Lagermediums und Druckänderungen im Gasraum während der Prüfzeit den Prüfvorgang nicht beeinflussen.

Erfindungsgemäß erfolgt die Lösung der Aufgabe durch ein als Meßwertaufnehmer ausgebildetes, zwei Kammern aufweisendes Meßrohr, von denen die eine Kammer unter Ausbildung eines Gasraumes mit dem im Tank befindlichen Fluid gefüllt ist und die andere Kammer mit dem oberhalb des Fluids in dem Tank ausgebildetem Gasraum in V.'irkverbindung steht und einem Anzeigegerät mit einer Meßeinrichtung, die mittels Anschlußleitungen mit der oder den Kammern des Meßrohres in Wirkverbindung steht.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt:

Fig, 1 eine aus Meßrohr und Anzeigegerät bestehende erfindungsgemäße Vorrichtung in einer schematischen Seitenansicht,,

Fig. 2 eine weitere Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer schematischen Seitenansicht ,

Fig. 3 eine weitere Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer schematischen Seitenansicht .

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Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung Io zur Tankdichtheitsprüfung besteht aus einem Meßrohr 11 und einem mit diesem verbundenen Anzeigegerät 16. Das Meßrohr 11 ist als Hohlkörper ausgebildet und weist zwei Kammern 13,1¹I auf. An der bodenseitigen Wandung 2o des Meßrohres 11 ist ein als Absperrventil dienendes Bodenventil 21 ausgebildet, das der Kammer zugeordnet ist. Über dieses Bodenventil 2o ist die Kammer I¹I mit dem Fluid 8 des Tankes 9 verbindbar, wobei im oberen Bereich der Kammer 14 ein Gasraum 15 ausgebildet wird. Dieser Gasraum 15 ist mittels eines Absperrventiles 22 mit dem oberhalb des Fluids 8 in dem Tank 9 ausgebildeten Gasraum 7 in Verbindung bringbar. Die Kammer 13 ist mittels einer Trennwand von der Kammer 1*1 getrennt und steht über eine in der Wandung des Meßrohres 11 ausgebildete Durchbrechung 23 mit dem Gasraum 7 in Verbindung. Die Kammer 13 ist mittels der Anschlußleitung l8 mit einem Rohrstutzen 24, die Kammer lh mittels der Anschlußleitung 19 mit dem Rohrstutzen 25 an dem Anzeigegerät 16 verbunden. Zwischen den Rohrstutzen 2¹I, 25 sind nacheinander und parallel geschaltet eine Ausgleichskapillare 26, eine Meßkapillare 27 und eine Tarierkapillare 28 angeschlossen. Vor den Anschlußstücken 26a, 26b der Ausgleichskapillare 26 ist an den den Anschlußleitungen 18,19 zugewandten Abschnitten der Rohrstutzen 2^,25 jeweils ein Absperrventil 29,3o angeordnet. Ein weiteres Absperrventil 31 befindet sich in dem Rohrstutzen 25 zwischen den Anschlußstücken 27a der Meßkapillare 27 und der Tarierkapillare 28. Die Meßkapillare

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ist geradlinig ausgebildet und winklig zu den parallel zu- i einander befindlichen Ausgleichskapillare 26 und Tarier- |

'ι. kapillare 28 angeordnet. An dem unteren Endabschnitt 27b |

der Meßkapillare 27 befindet sich ein Vorratsbehälter" 32 \ für Meßflüssigkeit, an dem eine Volumenverstellvorrichtung 33 ausgebildet ist. Die Meßflüssigkeit besteht vorzugsweise aus Alkohol od.dgl.

Die Tankdichtheitsprüfung geht wie folgt vor sich: Das Meßrohr 11 wird in den zu prüfenden Tank 9 bis auf den Tankboden eingeführt. Die Arretierung erfolgt entweder am .Tankboden, indem das Meßrohr 11 einfach aufgestellt wird, oder an der Rohrdurchführung im Mannlochdeck. Die Einführung in den Tank 9 soll bei geöffnetem Bodenventil 21 erfolgen. Der Gasraum 15 in der Kammer 14 ist über das Absperrventil 22 mit dem Gasraum 7 des Tanks verbunden. Damit der in der Tarierkapillare 28 befindliche Alkohol nicht über die Meßleitungen 18,19 entweicht, ist es zweckmäßig, das Absperrventil 29 während des Füllvorganges geschlossen zu halten. Es ist auch möglich, das außenliegende Anzeigegerät 16 erst dann anzuschließen, wenn sich das Meßrohr 11 mit dem Fluid 8 gefüllt hat. Nach Druckausgleich sowohl zwischen dem Bodendruck im Meßrohr 11 und dem Tankraum als auch zwischen dem Gasraum 15 und dem Gasraum 7 über das Absperrventil 22 wird das Bodenventil 21 geschlossen, so daß das Fluid im Meßrohr 11 jetzt eingesperrt ist. Während der

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Meßperiode, die sich nach der Tankgröße richtet, sollten die Absperrventile 31, 22 geschlossen und die Absperrventile 31a, 29 und 3o geöffnet sein. Gasdruckschwankungen im Gasraum 7, wodurch auch immer hervorgerufen, haben auf das Meßergebnis keinen Einfluß. Bei einer Tankleckage wird sich das Flüssigkeitsniveau im Tank 9 absenken, so daß eine Bodendruckdifferenz von Δ h entsteht. Zur Vorbereitung des Anzeigegerätes 16 wird der Alkoholpfropfen in der Tarierkapillare 28 durch Justieren des Anzeigegerätes 16'bei geöffneten Absperrventilen 31a, 31 und geschlossenem Absperrventil 29 in die Mittellage bis zu einem Markierungspunkt gebracht. Wenn der Alkoholpfropfen nicht mehr auswandert, ist gewährleistet, daß die Tarierkapillare 28 sich genau in der Waagerechten befindet.

Nach Ablauf der Meßperiode werden die Absperrventile 29, 22 wieder geöffnet. Nunmehr gleich sich der Druck zwischen dem Gasraum 15 und dem Gasraum 7 im Bereich des Tankes 9 und der Druck zwischen den Absperrventilen 29 und ?o über das Absperrventil 31a im außenliegenden Anzeigegerät 16 aus. Dieser Ausgleichsvorgang ist abgeschlossen, wenn bei geschlossenem Absperrventil 31a der Alkoholpropfen in der Tarierkapillare 28 nicht mehr auswandert. Nunmehr wird auch das Absperrventil 22 geschlossen und anschließend das Bodenventil 21 geöffnet. Bei einer Tankleckage ist der Bodendruck im Tankraum um ά h gegenüber dem Bodendruck im Meßrohr 11 abgefallen. Das Verschiebungsvolumen Δ h χ F. (F₁ gleich Fläche des Meßrohres) will dabei den Alkohol-

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pfropfen in der Tarierkapillaro 28 um das gleiche Volumen nämlich U χ F^o (P-g gleich Querschnitt der Tarierkapillare) verschieben, wobei Δ 1 die Länge der Verschiebung des Alkoholpfropfen bedeutet. Damit die Reibungsarbeit für die Pfropffenverschiebung nicht von dem kleinen Differenzdruck Ah aufgebracht werden muß, wird das Verschiebungsvolumen über die Meßkapillare 27 mit der außenliegenden Volumenverstelleinrichtung 33 durch Verschiebung von Alkohol in der Meßkapillare 27 kompensiert.Δ 1 der Meßkapillarfüllung wird solange verändert, bis der Alkoholpropfen in der Tarierkapillare 28 seinen Ausgangsmarkierungspunkt wieder erreicht hat und in Ruhelage bleibt. Damit ist die Messung abgeschlossen. Durch die Kompensation der Volumenverschiebung läßt sich eine wesentliche Meßzeitverkürzung erreichen.

Das Verschiebungsvolumen Δ 1 χ F₂~ entspricht dem Verschiebungsvolumen Δ h χ F,. Bei bekanntem Flächenverhältnis F_ : F^ (F₂ gleich Tankfläche) im Tank 9 läßt sich aus der gemessenen Verschiebungsmenge Δ 1 χ Fp₇ in der Meßkapillare 27 die Leckrate des Tankes 9 berechnen.

Die Tankdichtheitsprüfung läßt sich als reine Standprüfung auch mit überdruck durchführen. Bei einer Prüfung mit überdruck kann mit der gleichen Vorrichtung Io getrennt voneinander ermittelt werden, ob eine festgestellte Leckage im Gasraum 7 oder im Flüssigkeitsbereich des Tankes liegt. Allerdings muß bei einer Prüfung mit überdruck nach Aufbrin-

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gen des Überdruckes in den Tank 9 eine Wartezeit vorgesehen werden, damit ein Temperaturausgleich zwischen dem Meßrohr 11 und der Tankfüllung eintreten kann. Wenn das Meßrohr nicht wärmedicht ist, können sonst durch unterschiedliche Temperaturen Zirkulationsströmungen im Meßrohr auftreten, deren Reibungskräfte sich dem statischen Druck überlagern und somit zu einer Meßverfälschungführen. Um diese zu vermeiden, ist es auch erforderlich, die im Meßrohr 11 befindlichen Abschnitte der Anschlußleitungen 18,19 miteinander, z.B. durch Lötung, zu verbinden, damit diese gleiche Temperatur haben.

Um.barometrische Einflüsse bei der Tankdichtheitsprüfung auszuschließen, können auch zur Tankdichtheitsprüfung Vorrichtungen wie in den Fig. 2 und 3 dargestellt verwendet werden. Die Vorrichtung loa gemäß Fig. 2 besteht aus einem außerhalb des Tankes 9 anzuordnenden Meßrohr 11a und einem Anzeigegerät l6a. Das Meßrohr 11a ist als eine Kammer 3¹* aufweisender Hohlkörper ausgebildet und erstreckt sich über die gesamte Tankhöhe. Der obere Abschnitt 34a des Meßrohres 11a ist mittels einer Anschlußleitung l8a mit einem Absperrventil 24a mit dem Gasraum 7 des Tankes 9 verbunden. An dem unteren Abschnitt ~5kb des Meßrohres 11a befindet sich eine Anschlußleitung 19a mit einem Anzeigegerät l6a, das mit dem unteren Tankraum verbunden ist. In dem Anzeigegerät 16a sind zwei Rohrstutzen 35, 36 ausgebildet, an die die Anschlußleitungen 19a und 19b angeschlossen sind. Zwischen den Rohrstutzen 35,36 befindet sich eine Meßkapillare 37 und als Beipaß zu dieser

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eine Ausgleichkapillare 38. In der Ausgleichskapillare 38 ist ein Absperrventil 39 angeordnet. Zwischen den Anschlußstücken 37a, 37b der Meßkapillare 37 sind im Abstand voneinander zwei Absperrventile Ίο, ¹Il in der Meßkapillare 37 vorgesehen. Nach Herstellung lecksicherer Verbindungen zwischen dem Meßrohr 11a und dem Tank 9 werden die Absperrventile ¹Jo, kl geschlossen und die Absperrventile 2k a, geöffnet. Das Meßrohr 11a füllt sich hierbei mit dem Fluid bis zwischen den Anschlußleitungen 19a, 19b Druckausgleich herrscht. Dann werden die Absperrventile 2¹Ia, 39 geschlossen. Durch Betätigung der Stelleinrichtung 6 wird die in.der Meßkapillare 37 befindliche Luftblase fixiert. Das Absperrventil ko ist geöffnet. Nach Ablauf der Meßzeit werden die Absperrventile 2k&₃kl geöffnet. Das Absperrventil ^o ist ebenfalls offen. Aufgrund des durch die Leckage im Tank verminderten Bodendruckes sinkt das Niveau des Fluids 8 im Meßrohr 11a ab, wodurch die Luftblase in der Meßkapillare verschoben wird. Diese Verschiebung ist, wie bei der Vorrichtung Io, ein Maß für die Größe des Lecks.

Bei der Vorrichtung lob gemäß Fig. 3 wird als Meßflüssigkeit das in dem Tank 9 befindliche Fluid verwendet. Diese Vorrichtung lob weist ein Anzeigegerät l6b auf, das mit einem in dem Tank 9 befindlichen Meßrohr 11 verbunden ist. In dem Anzeigegerät l6b ist eine zwei parallele waagerechte Abschnitte 51, 52 aufweisende Kapillarenschleife 5o angeordnet, von denen der eine Abschnitt 52 als Meßkapillare 53

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und der andere Abschnitt 51 als Ausgleichskapillai'e 5^ ausgebildet ist. Mittels zweier Anschlußstutzen 55, 56 ist das Anzeigegerät ]6b mit Anschlußleitungen 58, 59 verbunden. Ein weiterer Anschlußstutzen 57 dient zur Verbindung des Anzeigegerätes l6b mit einer Ansaugpumpe. In der Ausgleichskapillare 5¹J sind im Abstand voneinander zwei Absperrventile 6o, 6l angeordnet, zwischen denen der Anschlußstutzen 56 ausgebildet ist. Im Bereich der Verbindung der Ausgleichskapillare 5*4 mit der Meßkapillare 53 ist ein Anschlußstück 62 ausgebildet, das einen Abzweig 62a aufweist. An diesem Abzweig 62a sind die Anschlußstutzen 55, 57 ausgebildet. In dem Anschlußstutzen 55 ist ein Absperrventil 6^, in dem Anschlußstatzen 57 ein Absperrventil 63 angeordnet. Der dem Anschlußstutzen 55 abgewandte Endabschnitt der Anschlußleitung 58 ist mit dem Bodenventil 21a des Meßrohres 11 verbunden. Das Bodenventil 21a ist als Dreiwegeventil ausgebildet. Der dem Anschlußstutzen 56 abgewandte Endabschnitt der Anschlußleitung 59 ist bis in den Bereich des Fluids in dem Tank 9 geführt. Zur Dichtheitsprüfung wird zunächst das Meßrohr 11 durch Betätigung des Bodenventiles 21a mit dem Fluid 8 gefüllt, wie in Fig. 1 beschrieben. Danach wird das Bodenventil 21a in Stellung III gebracht und somit zum Meßrohr 11 geschlossen. Nun wird die Kapillarenschleife 5o mit dem Fluid 8 mittels der Ansaugpumpe gefüllt. Hierzu wird das Absperrventil 60 geschlossen. Die Absperrventile 6l, 63, 64 sind geöffnet. Nach Abschluß des Ansaugvorganges und Entlüftung der Kapillarenschleife 5o bis auf eine Luftblase in der Meßkapillare

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wird das Absperrventil 63 geschlossen und die Ansaugpumpe ausgeschaltet. Die Luftblase in der Meßkapillare 53 wird durch Betätigung der Stelleinrichtung 6 in ihre Normallage gebracht. Die Absperrventile 6l, 6^J werden geschlossen; ebenfalls das Bodenventil 21a. Nach Ablauf der Meßzeit werden die Absperrventile 60, 6Ί und das Bodenventil 21a zum Meßrohr 11 geöffnet, über die Anschlußleitung 59 findet nunmehr ein Druckausgleich statt, wobei sich die Luftblase in der Meßkapillare 53 verschiebt. Die größte Verschiebung ist ein Maß für die Größe des Lecks im Tank 9, wobei die Berechnung analog zu der erfolgt, die bei der Vorrichtung durchgeführt werden muß.

Durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtungen lo, loa, lob ist eine einfache Dichtheitsprüfung großer
unterirdischer Flachbodentanks möglich, wobei die Meßunsicherheit klein gehalten wird. Diese kann beispielsweise noch dadurch verringert werden, daß bereits längere Zeit vor dem PrüfVorgang der Tank mit dem Fluid 8 gefüllt wird, damit während der Meßperiode keine Temperatur- und damit Volumenänderungen auftreten können.

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Claims (6)

1. Vorrichtung zur Dichtheitsprüfung von mit Flüssigkeit gefüllten Behältern, insbesondere von Flachbodentanks, mit großem Fassungsvermögen zur Lagerung von flüssigen Mineralölprodukten u.dgl. mit einem Meßwertaufnehmer und einem mit diesem verbundenen Anzeigegerät mit Meßeinrichtung, in der zur Messung von Druckdifferenzen eine Meß-, Tarier- und Ausgleichskapillare angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwertaufnehmer als Meßrohr (11) ausgebildet ist und aus zwei hintereinander angeordneten, mittels eines Trennbodens voneinander getrennten Kammern (13,1¹O besteht und in der mantelseitigen Wandung der Kammer (13) eine Durchbrechung (23) und in dem dem Trennboden zugeordneten Endabschnitt der mantelseitigen Wandung der Kammer (I¹I) ein Absperrventil (22) und in der bodenseitigen Wandung (20) der Kammer (14) ein Bodenventil (21) angeordnet und in der deckelseitigen Wandung (13) Anschlußstutzen ausgebildet sind, und daß an dem mittels einer Stellschraube (6)

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um eine Drehachse (5) vertikal schwenkbaren Anzeigegerät (I6,l6b) Rohrstutzen (2^,25,56) mit Absperrventilen (29,3O;64) angeordnet sind, deren gehäuseinnenseitige Endabschnitte als Anschlußytücke (26a,26b) ausgebildet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Anschlußstücken (26a₃26b) eine geradlinige Ausgleichskapillare (26) angeordnet ist, zu der im Abstand parallel eine geradlinige Tarierkapillare (28) ausgeoildet ist, und daß zwischen der Ausgleichskapillare (26) und der Tarierkapillare (28) winklig zu diesen eine Meßkapillare

(27) angeordnet ist, zwischen deren Anschlußstück (27a) am oberen Endabschnitt und der Tarierkapillare

(28) ein Absperrventil (3D und an deren unterem Endabschnitt (27b) ein Vorratsbehälter (32) für Meßflüssigkeit mit einer Volumenversteilvorrichtung (33) ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß an dem Rohrstutzen (55) geräteinnenseitig ein T-förmiges Anschlußstück (62) angeordnet ist, ai dessen einem Abzweig ein Anschlußstutzen (57) mit Absperrventil (63) und an dessen anderem Abzweig (62a) eine zwei zueinander parallele waagerechte Abschnitte (51,52) aufweisende Kapillarenschleife (50) ange-

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ordnet ist, von der der eine Abschnitt (52) als Meßkapillare (53) und der andere Abschnitt (51) als Ausgleichskapillare (5¹O mit im Abstand voneinander angeordneten zwei Absperrventilen (60,61) ausgebildet ist, zwischen denen ein sich bis zur Gehäusewand erstreckender Anschlußstutzen (56) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß in der mantelseitigen Wandung der Kammer (12) ein als Dreiwegeventil ausgebildetes Bodenventil (21a) angeordnet ist.

5· Vorrichtung zur Dichtheitsprüfung von mit Flüssigkeit gefüllten Behältern, insbesondere von Flachbodentanks mit großem Fassungsvermögen zur Lagerung von flüssigen Mineralölprodukten u.dgl. mit einem Meßwertaufnehmer und einem mit diesem verbundenen Anzeigegerät mit Meßeinrichtung, in der zur Messung von Druckdifferenzen eine Meß-, Tarier- und Ausgleichskapillare angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der als Meßrohr (lla) ausgebildete Meßwertaufnehmer als eine Kammer (3^) aufweisender Hohlkörper ausgebildet ist, in dessen oberem Abschnitt (3^a) in der Mantelwandung eine mittels eines Absperrventiles (24a) absperrbare Durchbrechung und an dessen unterem Abschnitt (3^b) in der Mantelwandung eine mit dem anschlußseitigen Rohrstutzen (35) mittels einer Stellschraube (6)

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um eine Drehachse (5) vertikal verschwenkbaren Anzeigegerätes (l6a) verbindbare Durchbrechung angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem anzeigegerätseitigen Abschnitt des Rohrstutzens (35) und dem anzeigegerätausgangsseitigen Rohrstutzen (36) eine Meßkapillare (37) mit zwei im Abstand voneinander angeordneten Absperrventilen (40, Hl) ausgebildet ist, zu der als Beipaß eine Ausgleichskapillare (38) mit einem Absperrventil (39) angeordnet ist.