DE8427528U1

DE8427528U1 - Hohle Leitung zur Anwendung bei der Bestimmung von Konzentrationsprofilen flüssiger oder gasförmiger Stoffe

Info

Publication number: DE8427528U1
Application number: DE8427528U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Publication date: 1985-01-17

Description

PATENTANWALT DR.-ING, KLAUS DURM KARLSRUHE REUX-MOTTL¹StRJ^SE,'Ul TELEFON 853355

ZUGELASSENE,^ ,VE^YflETER 6eiM feUFfopAlStftiEN PATENTAMT

I 3247/84

27. August 1984

Dr. - ing. Wolfgang Issel
Stösserstraße 6a

7500 Karlsruhe 21
10

Hohle Leitung zur Anwendung bei der Bestimmung von Konzentrationsprofilen flüssiger oder gasförmiger Stoffe

Die Neuerung bezieht sich auf eine hohle Leitung zur Anwendung bei der Bestimmung von Konzentrationsprofilen flüssiger oder gasförmiger Stoffe entlang einer Strecke, wobei die Leitung aus einem Material besteht, durch welches die Stoffe in das Leitungsinnere hineindiffundieren.

Mit der Offenlegungsschrift 24 31 907 des Anmelders sind ein Verfahren und eine Vorrichtung bekannt geworden, mit welchen Konzentrationsprofile von flüssigen und festen Stoffen längs ainer Strecke auf relativ einfache Weise mit hoher Präzision bestimmt werden können· Dieses Verfahren hat insbesondere Anwendung bei der Überwachung von Rohöl- und Gas-Fernleitungen auf Lecks gefunden, wobei die zu überwachenden Strecken mehrere Kilometer lang sind. Hierbei wird bisher eine hohle Leitung - vorzugsweise ein Schlauch aus Kunststoff - verwendet, die aus einem Material besteht, durch welches die Stoffe in das Leitungsinnere hineindiffundieren können.

ι χ « ■■ t · tt*

• · « S fl f · I f · · ·

ι ί ι ι ι ι
ι ill Ii i

t t I I I III

Die Einsatzmöglichkeiten des bekannten Verfahrens werden durch zwei Umstände beeinflußt: durch die Diffusionsrate der nachzuweisenden Stoffe durch die Wandung der hohlen Leitung zwecks Ausbildung eines Konzentrationeprofils, Welche groß genug sein muß, und durch die Aufrechterhaltung der Amplitude des ausgebildeten Konzentrationsprofiles beim Durchschieben durch die Leitung bis zum Eintreffen am Detektor. Das Problem hierbei ist, daß die für die hohle Leitung zur Verfügung stehenden Kunststoffe zwar ausreichende Diffusionseigenschaften besitzen, viele eindiffundierten Stoffe aber beim Durchschieben zum Detektor wieder hinausdiffundieren lassen. Dies hat zur Folge, daß manche Stoffe, wie z.B. Benzol und Dieselöl bereits nach einer kurzen Laufstrecke in der hohlen Leitung aus dem Prüfmedium verschwinden und am Detektor nicht ankommen.

Die Aufgabe der Neuerung besteht nun darin, die hohle Leitung so auszubilden, daß deren Wandabsorption herabgesetzt wird, ohne dabei die Eindiffusion nennenswert zu beeinträchtigen.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird von einer hohlen Leitung ausgegangen, die aus einem Material besteht, durch welches die Stoffe, deren Konzentrationsprofil gemessen werden soll, in das Leitungsinnere hineindiffundieren, und gelöst wird die Aufgabe dadurch, daß im Innern der Leitung und in deren Längsrichtung eine hohle Innenleitung vorgesehen ist, deren Wandung Öffnungen aufweist und die aus einer Substanz besteht, durch welche die Stoffe nicht hineindiffundieren können.

Mit der Neuerung wird demzufolge vorgeschlagen, die hohle Leitung nicht mehr wie bisher mit einer homogenen Wandung herzustellen, sondern diese sozusagen in zwei

■■■« t ■·■· «*·

II 9 1 1 1 1.1

Ii ιίιι 111

I III Il It III«

III I I 111 · lllll III · · t ♦

11 Il ·■ t· ·

— 3 —

Schichten aufzubauen. Die äußere Schicht besteht aus einem Material, durch weiches die Stoffe hindurchdiffundieren können, und die innere Schicht ist aus einem Material hergestellt,welches praktisch keine Eindiffusion erlaubt und daher auch keine absorptiven Eigenschaften besitzt - jedoch eine Vielzahl von kleinen Öffnungen aufweist, durch welche die durch die äußere Schicht hindurchdiffundierten Stoffe in das Leitungsinnere eindringen können. Diese Anordnung hat ihr Vorbild in der Natur in Gestalt des Verdunstungsmechanismus eines Blattes, bei welchem durch eine Vielzahl von Blattöffnungen praktisch die gleiche Verdunstungsleistung erreicht wird wie wenn die gesamte Blättoberfläche an der Verdunstung beteiligt wäre.

Da beim Durchschieben der durch die neuerungsgemäß ausgebildete hohle Leitung eindiffundierten Stoffe diese fast nur noch mit der nicht absorbierenden Innenleitung in Berührung kommen, können diese nicht mehr hinausdiffundieren, sodaß auch zur Bestimmung von Konzentrationsprofilen bisher kritischer Stoffe (Benzol, Dieselöl) die zu überwachenden Strecken mehrere Kilometer lang sein können.

Vorteilhaft ist der Querschnitt aller Öffnungen eines Abschnittes der Innenleitung wenigstens fünfzig mal kleiner als die Mantelfläche dieses Abschnittes. Bei dieser Dimensionierung ist das Hinausdiffundieren der Stoffe äußerst gering.

Die Öffnungen können am Umfang der Innenleitung in Form von Kränzen angeordnet sein, sie können auch parallel zur Längsachse in Gestalt von Reihen sitzen, wobei zwischen den Kränzen bzw. den Reihen zweckmäßig Abstände vorgesehen sind.

> I I I I «It • · · ti

— 4 —

Nach einem weiteren Merkmal der Neuerung liegt die Innenleitung dicht an der Innenwand der hohlen Leitung an. Die Innenleitung kann aber auch lose in der hohlen Leitung liegen, in diesem Fall beträgt der Durchmesser der Ünnenleitung zweckmäßig zwischen 3/4 und 1/4 der lichten Weite der hohlen Leitung.

Aus Gründen zweckmäßiger Herstellung kann die Innenlei-* tung durch ein spiralig gewundenes Band gebildet sein. Sofern dieses Band dicht gewickelt ist, wird eine seiner Längskanten zwecks Bildung der erforderlichen Öffnungen mit einer Vielzahl von kleinen Ausnehmungen versehen sein.

Vorteilhaft beisteht die Innenleitung aus Hart-Polyvinyl-Chlorid, ein Material, welches so gut wie keine absorptiven Eigenschaften aufweist.

Die vorgeschlagene Neuerung wird in mehreren Ausführungs· formen nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Stück einer hohlen Leitung mit einer

hohlen Innenleitung, welche Kränze von Öffnungen aufweist, in perspektivischer Darstellung, ungefähr in natürlicher Größe;

Fig. 2 einen Abschnitt einer hohlen Leitung mit einer Innenleitung, deren Durchmesser kleiner ist als die Weite der Leitung und die

Reihen von Öffnungen besitzt, perspektivisch sowie etwa in natürlicher Größe wiedergegeben ;

til S)

t κ ι ι ι a · ι ι ι ■ ■

ι · > r ■ • * ι ■ * ■ ■ » ■

I r

kit

I C I t t I ( t I

-δ-Fig. 3 eine hohle Leitung mit einer Innenleitung in Gestalt eines dicht gewickelten Bandes mit Ausnehmungen an der Längskante, in natürlicher Größe und perspektivischer Wiedergabe.

Die in Figur 1 dargestellte hohle Leitung 1 ist entweder ein biegsames Rohr oder ein flexibler Schlauch, und besteht aus einem Material, durch das die flüssigen oder gasförmigen Stoffe, deren Konzentrationsprofil bestimmt werden soll, in das Leitungsinnere hineindif.fundieren können. Diese hohle Leitung 1 besteht vorzugsweise aus Polyäthylen, welches eine hohe Durchlässigkeit infolge von Diffusion gegenüber den flüssigen Stoffen Benzin, Benzol, Dieselöl und Alkoholen sowie gegenüber den gasförmigen Stoffen Wasserstoff, Methan, Ammoniak und Äthylen besitzt. Diese hohle Leitung 1 wird parallel zu einer Strecke verlegt, beispielsweise einer Rohöl- bzw. Gasfernleitung, oder sie wird in den Erdboden eingegraben.

Im Innern der Leitung 1 ist in deren Längsrichtung 2 eine hohle Innenleitung 3 koaxial angeordnet, welche dicht an der Innenwand der Leitung 1 anliegt. Diese Innenleitung 3 in Gestalt eines biegsamen Rohres bzw. flexiblen Schlauches besteht aus einer Substanz, durch welche die Stoffe, deren Konzentrationsprofil bestimmt werden soll, nicht oder nur geringfügig hindurchdiffundieren können; demgemäß besteht die Innenleitung vorzugsweise aus Hart-Polyvinyl-Chlorid, welches eine sehr kleine Durchlässigkeit (infolge von Diffusion) gegenüber den oben genannten Flüssigkeiten und Gasen aufweist.

Die Wandung 4 der Innenleitung 3 ist mit vielen kleinen Öffnungen 5 versehen, die unterschiedlich angeordnet

* Il I I I I t I t t I · t

■ «I Il III

•I I till It

»lit * I * V ·

(C «I ti L.t

LI lit* lit.

* * * ■ ( «ti a title

■ ■ it ·■ ■ · a

-δ-sein können. Der gesamte Querschnitt aller Öffnungen 5 eines bestimmten Abschnittes der Innenleitung 3 ist wenigstens fünfzig mal kleiner als die Mantelfläche dieses Abschnittes. Durch diese Öffnungen 5 gelangen die durch die hohle Leitung 1 hindurchdiffundierten Stoffe praktisch ungehindert in das Leitungsinnere»

Bei der in Figur 1 abgebildeten Ausführungsform der Leitung 1 sind die Öffnungen 5 am Umfang der Innenleitung 3 in Form von Kränzen 6 angeordnet, während gemäß der in Figur 2 wiedergegebenen Ausführungsform die Öffnungen 5 parallel zur Längsachse 7 der Innenleitung 3 in Reihen 8 liegen. Zwischen den einzelnen Kränzen bzw. zwischen den Reihen sind in Längsrichtung betrachtet Abstände vorgesehen.

Bei derjenigen Ausführungsform, die in Figur 2 dargestellt ist, ist der Durchmesser D der Innenleitung 3 nur etwa halb so groß wie die lichte Weite W der Leitung 1, ^un£i die Innenleitung 3 liegt demgemäß lose in der hohlen Leitung 1. Solange der Durchmesser D der Innenleitung nicht größer als etwa 3/4 der lichten Weite W ist, kann die Innenleitung 3 leicht in die hohle Leitung 1 eingeschoben werden, was sich auch bei Leitungslängen von 100 und mehr Metern bewerkstelligen läßt.

Die Innenleitung 3 kann, wie die Figur 3 verdeutlicht, auch durch ein entsprechend der Form einer Spirale gewundenes Band 9 aus Hart-Polyvinyl-Chlorid gebildet sein.

Ist dieses*Band nicht zu dicht gewickelt, dann bilden dessen Längskanten 10 einen etwas unregelmäßigen, schmalen, spiraligen Spalt, der als Öffnungen wirksam ist. Ist jedoch das Band 9 dicht gewickelt, so ist wenigstens eine seiner Längskanten 10 mit kleinen Ausnehmungen 11 versehen.

* * * Il I I I I C < r I ti ti

' I I Il Il I I I I

Es ist technisch kein Problem, die vorgeschlagene Neuerung herzustellen. Hierbei werden bei den Ausführungsformen gemäß Figuren 1 und 2 die Öffnungen 5 in die Wandung 4 der Innenleitung 4 eingestanzt und dann die (äußere) Leitung 1 durch Extrudieren aufgebracht. Die Leitung 1 könnte auch durch Bewickeln der mit den Öffnungen 5 versehenen Innenleltung 4 mit einem Band aus Polyäthylen gefertigt werden.

1 · Il Mill'*! Il t

^J ' Il Ii 1 I I ι

Ii »ν*

f lit a

-ΙΟ

Ι I 3247/84 «MB 27. August 1984

ZusamtP.ens teilung der verwendeten Bezugs ziffern

1 (hohle) Leitung

2 Längsrichtung

3 Innenleitung

4 Wandung (von 3)

5 Öffnungen 6 Kränze

7 Längsachse <von 3)

8 Reihen

D Durchmesser (von 3)

W lichte Weite (von 1)

9 Band

10 Längskante (von 5)

11 Ausnehmungen

tilt I 1 * ill

Claims

• O * · * ■ Π - ft · I »{(I

*» * fm a« r a r · ·

I 3247/84 «Mtl 27. August 1984

Ansprüche

1. Hohle Leitung zur Anwendung bei der Bestimmung von Konzentrationsprofilen flüssiger oder gasförmiger Stoffe entlang einer Strecke, wobei die Leitung aus einem Material besteht, durch welches die Stoffe in das Leitungsinnere hineindiffundieren, dadurch gekennzeichnet , daß im Innern der Leitung (1) und in deren Längsrichtung (2) eine hohle Innenleitung (3) vorgesehen ist, deren Wandung (4) Öffnungen (5) aufweist und die aus einer Substanz besteht, durch welchi. die Stoffe nicht hindurchdiffundieren können.

2. Hohle Leitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Querschnitt aller Öffnungen (5) eines Abschnittes der Innenleitung (3) wenigstens fünfzig mal kleiner ist als die Mantelfläche dieses Abschnittes.

3. Hohle Leitung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Öffnungen (5) am Umfang der Innenleitung (3) in Form von Kränzen (6) angeordnet sind.

4. Hohle Leitung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Öffnungen (5) parallel zur Längsachse (7) der Innenleitung (3) in Gestalt von Reihen (8) angeordnet sind.

■ ·

■ι · * ·· rna·

- 9 -

15. Hohle Leitung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Kränzen (6) bzw. den Reihen (8) Abstände ohne Öffnungen (5) vorgesehen sind.

6. Hohle Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

C dadurch gekennzeichnet, daß die

Innenleitung (3) dicht an der Innenwand der hohlen Leitung (1) anliegt.

7. Hohle Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser (D) der Innenleitung (3) zwischen 3/4 und 1/4 der lichten Weite (W) der Leitung (1) beträgt.

15

8. Hohle Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenleitung (3) durch ein spiralig gewundenes Band (9) gebildet ist.

20

9. Hohle Leitung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (9) dicht gewickelt und wenigstens eine seiner Längskanten (10) mit Ausnehmungen (11) versehen ist.

25

10. Hohle Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenleitung (3) aus Hart-Polyvinyl-Chlorid besteht.

30

35