FI58970C - Anordning foer detektering av i tryckdelen av en panna foerekommande brott - Google Patents

Description

f55r71 [B] (11)«CUULUTUSjULKAISU c P Q Ο Π lJ ' ' UTLÄGGNI NOSSKMFT 5 o 9 7 0 ^ Patent rc»dl-J?lat ^ ^ (51) K».ik.3/i««.ci.3 Ϊ 22 B 37/4-2 SUOMI—FIN LAND (21) Putunttlhukumui— Patuntaiwflknlnf 2890/73 (22) H«k*ml*pUv» — AmMcnbigad*· 17-09-73 (23) ΑΗαιρβΜ—GlkigliMdag 17-09-73

(41) Tullut luikituksi — BIMt offtmll| 26.03.7U

Patentti· ja rakUtarihallitus (44) Nlhtivlk,lpwen,. kuuL)ulkkiwn

Patent· och regicteratyrelMn ' Amsion uti«*d och utUkri(tm pubikurad 30.01.81 (32)(33)(31) Pyydetty Muolkawi—S«|lrd priorltut 25-09-72

Japani-Japan(JP) 95907/72 (71) Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha, 5-l> Marunouchi 2-chome, Chiyoda-ku, Tokyo, Japani-Japan(JP) (72) Takashi Yamamoto, Nagasaki-ken, Kenichi Yasukouchi, Nagasaki-ken,

Ryuichi Sato, Nagasaki-ken, Japani-Japan(jP) (?U) Oy Kolster Ab (5U) Laite kattilan paineosassa esiintyvän murtuman toteamiseksi jo varhaisessa vaiheessa - Anordning för detektering av i tryckdelen av en panna förekom-mande brott

Alkalin regeneroimie-, talteenottokattilasea, jossa poltetaan massan-keittoliuosta kemikaalien ja lämmön regeneroimiseksi, talteenottamiseksi, massankeittoliuos syötetään kattilan tulipesään alkalin talteenottokattilan muetalipeäsuuttimesta hienoina hiukkasina. Vesi ja haihtuvat ainekset, jotka sisältyvät massankeittoliuokseen, höyrystyvät ja liuos liukenee, kun taas siinä olevat hienot hiukkaset putoavat kattilan tulipesän pohjalle ja muodostavat sinne hiilikerroksen, joka koostuu pääasiassa hiilestä ja epäorgaanisista kemikaaleista. Hiilikerroksessa olevat epäorgaaniset kemikaalit sulavat ja muodostavat ns. sulatusaltaan hiilikerroksen alapuolelle.

Jos vettä jostain syystä pääsee tunkeutumaan alkalin talteenottokattilan tulipesään, se höyrystyy räjähdyksenomaisesti, jolloin hiilikerroksessa tapahtuu vesikaasureaktio, kun taas sulatteen ja veden välillä tapahtuu sulatusaltaassa seuraava reaktio:

Na2S + 4H20---------Na2S04 + 4¾.

58970 Tätä reaktiota seuraa tavallisesti räjähdys, joka on paljon voimakkaampi kuin veden nopea räjähdysmäinen höyrystyminen. Tämän vuoksi, jos kattilan paineosan murtuma johtuu veden tunkeutumisesta kattilan tulipesään vaikkakin vesimäärä olisi hyvin pieni, murtuma-aukko suurenee, kun paineen-alainen vesi tai höyry suihkuaa sen läpi, ja kattilan tulipesään virtaavan veden tai höyryn määrä lisääntyy asteittain aiheuttaen lisää pieniä räjähdyksiä ja suurentaen murtumaa jatkuvasti, sillä seurauksella, että tapahtuu voimakas räjähdys. Tällainen räjähdys vahingoittaa tuntuvasti alkalin tal-teenottokattilaa ja on myös vaarallinen kattilan käyttöhenkilökunnalle. Sen vuoksi alkalin talteenottokattilan toiminta on pysäytettävä välittömästi veden tunkeuduttua sen tulipesään. Jotta voitaisiin estää veden kattilan tuli-pesään tunkeutumisen aiheuttama alkalin talteenottokattilan räjähtäminen, on erittäin tärkeätä, että kattila tarkastetaan huolellisesti ennen sen käyttöönottoa ja siinä suoritetaan tarvittavat korjaukset. Lisäksi käyttöhenkilökuntaa on opetettava käyttämään kattilaa siten, että onnettomuudet pystytään jo ennakolta ehkäisemään.

Mikäli vettä on kaikesta huolimatta päässyt tunkeutumaan kattilan tulipesään, tämä oliei pystyttävä toteamaan mahdollisimman varhaisessa vaiheessa, ja kattilan käyttö olisi heti lopetettava onnettomuusvaaran minimoimiseksi. Aikaisemmin ei ole kuitenkaan missään suhteessa yritetty kehittää menetelmää, jolla veden tai höyryn tunkeutuminen alkalin talteenottokatti-laan voitaisiin varmasti saada selville, ja vaikka lukuisia tämäntyyppisiä onnettomuuksia on tapahtunut TJSA:ssa ja Kanadassa, vasta kattilan käyttäjä on jokaisessa tällaisessa tapauksessa todennut sen epänormaalin tilan tarkastaessaan kattilan tulipesän sisäpuolta todettuaan normaalista poikkeavaa ääntä niissä monissa erilaisissa äänissä, jotka syntyvät alkalin talteen-ottokattilaa käytettäessä, esimerkiksi jatkuvien, pienten räjähdysten aiheuttama ääni liuotu8ammeessa, kattilan tulipesässä esiintyvä palamisesta aiheutuva ääni sekä imu- ja pakkovetopuhaltimien aiheuttamat käyttöäänet.

Kattilan epänormaali tila, joka on aiheutunut veden tai höyryn tunkeutumisesta sen tulipesään kattilan paineosasta, käsittää tavallisuudesta poikkeavia ääniaaltoja ja värähtelyjä, jotka aiheutuvat veden tai höyryn tunkeutumisesta tulipesään, ja kun on kysymyksessä alkalin talteenottokat-tila, em. epänormaaliin tilaan kuuluu höyryn osapaineen lisääntyminen tuli-pesän kaasuissa ja vetykaasun muodostuminen, mikä taas aiheutuu reaktiosta tulipesän seinämään kerääntyneen sulatteen ja suihkuavan veden tai höyryn välillä.

Käytännössä on mahdotonta käyttää hyväksi höyryn osapaineen lisääntymistä ja vetykaasun muodostumista, kun halutaan aikaisessa vaiheessa todeta veden tai höyryn suihkuaminen talteenottokattilan paineosasta. Tämä johtuu siitä, että höyryn osapaineen tai vedyn osapaineen lisääntymissuhde on 58970 3 hyvin pieni, koska tulipesän kaasuja on äärettömän suuri määrä, ja koska höyryn osapaine on tulipesässä jo alunperin korkea ja höyryn vaihtelu joka johtuu väkevöitymisvaihteluista sekä mustan lipeän määrä vaihteluista on suuri, sillä alkalin talteenottokattilan tulipesään mustalipeäsuuttimesta suihkutettu musta lipeä on kuivaamatonta ja sisältää paljon vettä.

Arvellaan, että kattilan paineosan murtuma voidaan havaita jo varhaisessa vaiheessa tutkimalla tavallisuudesta poikkeavia värähtelyjä, jotka liittyvät veden tai höyryn suihkuamiseen kattilan paineosasta, sillä kun jostain syystä kattilan paineosassa on tapahtunut murtuminen, ja vettä tai höyryä suihkuaa tästä murtumasta äänen nopeudella tai ultraäänen nopeudella, syntyy epätavallisia ääniaaltoja ja värähtelyjä murtumakohdassa tai lähellä sitä. Epänormaalien ääniaaltojen ja värähtelyjen taajuudet voivat olla jopa 20 Mi ·, värähtelyt näin korkealla taajuusalueella etenevät keksinnön mukaan

A

teräselimessä, joka on kytketty kattilan paineosaan. Värähtelyt tulevat edelleen ilmaisinpäähän, joka on sijoitettu sopivaan kohtaan kattilaraken-netta. Ilmaisinpää ilmaisee sitten nämä teräselimeen suoraan siirtyneet epänormaalit värähtelyt.

Esimerkkinä tunnetusta tekniikasta voidaan mainita US-patentissa 3192516 esitetty menetelmä, jossa vuodosta aiheutuva n. ho kHz ultraääni havaitaan ultraäänistnturoilia.Ko. menetelmässä aikaansaadaan myös sähköisellä värähtelijällä sähkösignaali, jonka taajuus eroaa noin 3 - 5 kHz em. vuodosta aiheutuvasta signaalista. Viimeksi mainittu signaali sekoitetaan vuodosta aiheutuvan signaalin kanssa 3~5 kHz huojuntasignaalin aikaansaamiseksi, jolloin vuodosta aiheutuva kuulumaton ultraäänisignaali voidaan muuttaa 3“5 kHz ääni-taajuussignaaliksi ja vuoto voidaan siten kuulla kovaäänisen kautta.

Kattilassa suoritetaan ajoittain ns. nokipuhallustoimenpide, ts. kattilaan puhalletaan paineenalaista höyryä noen ja muiden vesiputkien seinämiin kerääntyneiden aineiden poistamiseksi. Nokipuhallukseen käytettävän paineenalaisen höyryn määrä on niin suuri, kun sitä verrataan paineosan murtumasta suihkuavan ja todettavan höyiyn määrään, että tavallisuudesta poikkeavien värähtelyjen havaitseminen on erittäin vaikeata, jos samanaikaisesti suoritetaan nokipuhallusta. Kattila on yleensä varustettu 10 - 20 noki-puhaltimella, jotka toimivat peräkkäin (jokaisen nokipuhaltimen toiminta-aika on 2 - 10 minuuttia), yhden nokipuhallusvaiheen suorittamiseksi 1 - 2 tunnissa. Tavallisessa yleiskattilassa riittää päivittäin 2-3 nokipuhallus-toimintoa nokipuhalluksen suorittamiseksi, jolloin ilmaisinlaite, jolla todetaan veden tai höyryn suihkuamisen aiheuttamat värähtelyt tai ääniaallot, voi toimia normaalisti lopun ajasta. Kuitenkin esimerkiksi alkalin talteen-ottokattilassa, jossa nokea kerääntyy paljon, nokipuhallusta on suoritettava jatkuvasti melkein koko päivän, ja nimenomaan alkalin talteenottokattilan ollessa kyseessä vesi- tai höyryvuodon tarkka löytäminen on melko vaikeata, siitä huolimatta, että tällainen vuoto voi mahdollisesti aiheuttaa 4 58970 vakavan onnettomuuden.

Edellä mainitusta syystä voidaan harkita sellaisen ilmaisinlaitteen käyttämistä, joka on varustettu porttivirtapiirillä, joka avautuu ja siirtää edelleen ilmaisinlaitteen "tiedotuksen" vain silloin, kun nokipuhaltimet eivät ole toiminnassa. Ko. laitetta voidaan sen vuoksi käyttää myös sellaisessa kattilassa, joka edellyttää jatkuvaa nokipuhallusta melkein koko kattilan toiminta-ajan, jotta löydettäisiin vesi- tai höyryvuoto, joka johtuu paineosan murtumisesta ja jotta muuten vuodosta aiheutuvat haittavaikutukset voitaisiin eliminoida.

Nyt käsiteltävänä olevan keksinnön omistaja suoritti kokeen alkalin talteenottokattilalla, joka oli kuvion 1 esittämää tyyppiä ja jonka paine-putkeen 01 oli tarkoituksella tehty 0,5 mm 0 aukko, minkä jälkeen po. putH yhdistettiin esilämmittimen tuloputkeen, ja edellä selostetun tyyppisen vä-rähtelynilmaisinlaitteen ilmaisinpää yhdistettiin kohtaan 02 joka on alle 5 m päässä em. paineputkeen liitetyn osan purkausaukosta. Kokeessa veden ja höyryn annettiin suihkuta ko. aukosta kattilan ollessa toiminnassa, ja tällöin huomattiin, että värähtelyn taajuuskirjo on pääasiassa samanlainen kuin kuviossa 2 esitetyn normaalivärähtelyn taajuuskirjo, jolloin suihkuavan veden ja höyryn aiheuttamaa epänormaalia värähtelyä ei voida todeta. Tämä merkitsee sitä, että kattilan normaalivärähtely on kattilan olleesa käytössä melko suuri pientaajuudesta 20 KE^:n suurtaajuuteen, verrattuna epänormaaliin värähtelyyn, joka aiheutuu veden tai höyryn suihkuamisesta ilmaisinpään paikasta riippuen. Epänormaalia värähtelyä ei voida havaita suodattamalla kattilan normaalivärähtely, joten veden tai höyryn suihkuamisen varma toteaminen kattilarakenteestä tulevasta värähtelystä on vaikeata.

Kuitenkin kattilan paineosassa tapahtuvan häiriön sattuessa on välttämätöntä löytää edellä mainitun suuruinen vuoto mahdollisimman pian ja ryhtyä välttämättömiin toimenpiteisiin räjähdyksen estämiseksi.

Toisaalta ääniaallolla, joka on syntynyt siitä, että paineenalainen vesi tai höyry suihkuaa läpi murtuma-aukosta, joka on jostakin syystä muodostunut kattilan paineosaan, on ultraäänen nopeus, ääniaalto laajenee kattilan tu-lipesässä ja täyttää sen sisäosan heijastuen samalla tulipesää ympäröivään vesijäähdytteiseen putkeen. Tämä vesijäähdytteinen putki ja muut tulipesään yhdistetyt osat imevät osan ääniaallosta mutta loppu siitä siirtyy ilmaan ja tulee ääniaallonilmaisimeen tai vastaavaan laitteeseen, joka on sijoitettu sopivaan kohtaan tulipesän seinämään. Tämä ääniaalto on yhtä suuri tai useita kertoja suurempi kuin kattilan matalan pohjaäänen ääniaalto taajuusalueella, joka vaihtelee noin 5 KH^:n pientaajuudesta 20 KH^:n ultraäänitaajuuteen.

Sen vuoksi suihkuava ääni voidaan havaita suhteellisen yksinkertaisesti kattilan matalasta pohjaäänestä ottamalla selville ao. ääniaalto ja siirtämällä se sopivan taajuusalueen omaavan äänieuodattimen läpi. Tällä tavalla on mah- 5 58970 dollieta löytää sellainen pieni vesi- tai höyryvuoto, jota ei voida havaita kattilarakenteeseen tulleesta värähtelystä. Tämän todistamiseksi ko. keksinnön tekijä suoritti kokeen, jossa paineputki (merkitty numerolla 01 kuviossa l), johon oli tarkoituksella tehty 0,5 mm 0 reikä, yhdistettiin esilämmit-timen tuloaukkoon täsmälleen samalla tavalla kuin edellä selostetussa väräh-telyjenetsintäkokeessa. Po. kokeessa ääniaallonilmaisinlaitteen ilmaisinpää kiinnitettiin esilämmittimen miesluukkuun 03, jonka jälkeen veden ja höyryn annettiin suihkuta em. aukosta kattilan ollessa toiminnassa. Tulos voidaan nähdä kuviosta 3· Kuten kuviosta näkyy, suihkuavan veden tai höyryn aiheuttaman äänen taajuuskirjo saavuttaa monta kertaa korkeamman tason kuin kattilan matala pohjaääni taajuusalueella 3-20 KH^.

Jotta räjähdys voitaisiin ennakolta estää alkalin talteenottokattilas-sa, on paljon välttämättömämpää havaita vesi- ja höyryvuoto tulipesäosassa tai höyryntulistinosassa kuin löytää vuoto esilämmittimen osassa, kuten jo edellä mainittiin. Näin ollen on välttämätöntä osoittaa vielä, että vuoto tulipesäosassa ja höyryntulistinosassa voidaan havaita. Ei kuitenkaan ole syytä järjestää veden tai höyryn suihkuamista tavallisen kattilan tulipesäosaan, koska se aiheuttaa räjähdysvaaran. Sen vuoksi keksinnön suorittaja yritti ensin vahvistaa kokeen avulla, että ilmaa voidaan käyttää veden ja höyryn asemesta. -Tällöin huomattiin, että 5 kg/cm suuruisen paineilman aiheuttaman ääniaallon taajuuskirjo ko. paineilman suihkutessa 5 mm 0 aukosta on hyvin lähellä nii-den ääniaaltojen kirjoja, jotka ovat syntyneet 90 kg/cm suuruisen höyryn ja kyllästetyn veden vaikutuksesta po. aineiden suihkutessa 0,5 mm 0 aukosta, ja että ilmaa voidaan näin ollen aivan hyvin käyttää veden ja höyryn asemesta. Tältä pohjalta keksijä suoritti kokeen, jossa käytettiin ilmaa koko kattilan alueella ja totesi, että ilmaa voidaan käyttää myös tavallisessa kattilassa. Kokeessa 5 kg/cm suuruinen paineilma purettiin 5 mm '0 aukosta, joka oli tehty käynnistyspolttimen suuttimeen (merkitty numerolla 04 kuvio l), ja mus-talipeäsuuttimen vastaavansuuruisesta aukosta, minkä jälkeen näin syntyneiden äänien painetasot taajuusalueella 3-20 KHg mitattiin äänenilmaisinpäällä 07, joka oli sijoitettu tulipesän poistoputkeen ja joka piirsi tulokset viivakoor-dinasteille tuloksen näkyessä kuviosta 5· Äänillä oli riittävät äänen paineen tasot, kuten kuvioon 5 on merkitty a ja b. Tämäkin merkitsee sitä, että veden tai höyryn suihkuaminen 0,5 mm 0 aukosta voidaan hyvin havaita.

Nyt käsiteltävänä olevan keksinnön tarkoituksena on saada aikaan laite, jota voidaan käyttää yleiskattilassa kattilan paineosan murtumisesta johtuen tulipesään suihkuavan veden toteamiseksi viipymättä ja tällöin todennäköisen onnettomuusvaaran minimoimiseksi. Kun laitetta käytetään alkalin tai- 6 58970 teenottokattilassa, sen tarkoituksena on, että kattilan käyttäjä pystyy havaitsemaan veden tai höyryn tunkeutumisen kattilan tulipesään jo aikaisessa vaiheessa ja ehdottomalla varmuudella, jolloin hän voi pysäyttää kattilan toiminnan. Tällöin voidaan välttää kattilassa mahdollisesti tapahtuva vaarallinen räjähdys.

Keksinnön mukaiselle laitteelle on pääasiallisesti tunnusomaista, että siinä on a) ääniaallonsiirtoputki, joka avautuu etupäässään talteenottokatti-lan tulipesään ja jonka takapää on yhdistetty 3~tieventtiilillä putkeen, johon on sijoitettu mikrofoni; h) laite em. mikrofonin tehon siirtämiseksi nauhasuodattimeen ja suodattimen tehon siirtämiseksi porttivirtapiiriin, joka synnyttää murtuman ilmaisevan lähtösignaalin; c) laite paineilman suihkuttamiseksi em. ääniaallonsiirtoputken takaosaan toisen venttiilin ja 3-tieventtiilin avulla; d) laite paineilman suihkuttamiseksi venttiilin avulla ääniaallonsiirtoputken avoimeen päätyosaan putken ollessa talteenottokattilan tuli-pesän seinän läheisyydessä ja e) tarkkailulaite porttivirtapiirin sulkemista, venttiilin avaamista ja kolmitieventtiilin käyttämistä varten, ääniaallonsiirtoputken saamiseksi yhteyteen venttiilin kanssa, ennen talteenottokattilan nokipuhalluksen aloittamista, sekä porttivirtapiirin avaamista, venttiilin sulkemista ja 3-tieventtiilin ohjaamista varten, ääniaallonsiirtoputken saamiseksi yhteyteen mikrofoniputken kanssa nokipuhalluksen päättymisen jälkeen.

Keksinnön edut käyvät selville seuraavasta selostuksesta, joka koskee erästä tämän keksinnön rakennemuotoa.

Kuviot 1 - 5 ovat kaavioita, jotka havainnollistavat ko. keksinnön taustaa.

Niissä kuvio 1 on kaavio, joka havainnollistaa kattilan paineosassa olevaa murtumaa tutkittaessa käytetyn laitteiston ilmaisutehoa tavanomaisessa alkalin talteenottokattilassa, kuvio 2 on kaavio, joka havainnollistaa kattilan normaalivärähtelyn taajuuskirjojen ja saman kattilan epänormaalivärähtelyn (kattilassa murtuma) välistä vertailua, kuvio 3 on kaavio, joka havainnollistaa kattilan matalan pohjaäänen taajuuskirjojen ja saman kattilan epänormaalin äänen (murtuma kattilassa) välistä vertailua, kuvio 1+ on kaavio, joka havainnollistaa veden, höyryn ja ilman suih- 7 58970 kuamisäänien taajuuskirjojen välistä vertailua, kuvio 5 on kaavio, joka havainnollistaa kattilan tulipesäosassa havaittua ilman suihkuamista, kuvio 6 on kuva, joka havainnollistaa ko. keksinnön mukaisen laitteen asentoa alkalin talteenottokattilassa, kuvio 7 on yhteiskaavio, joka havainnollistaa lyhyesti keksinnön mukaisen laitteen rakennetta, kuviot 8 ja 9 ovat piirroksia, jotka havainnollistavat keksinnön mukaisen laitteen erästä suositeltavaa rakennemuotoa, ja kuvio 10 on ns. juoksukaavio, joka havainnollistaa keksinnön mukaisen laitteen toimintaa.

Ko. keksinnön mukaista laitetta selostetaan seuraavassa sovellettuna alkalin talteenottokattilaan ja samalla viitataan oheisiin piirustuksiin.

Kuvio 6 esittää erästä osaa alkalin talteenottokattilasta, jolloin viitenumero 1 tarkoittaa kattilan tulipesän putkea, 2 tarkoittaa höyryntulistinta, 3 kattilan putkea, 4 esilämmitintä, 5 miesbiukkuja, 6 tirkistyereikää ja 7 ääniaallon ilmaisinpään sijaintia.

Kuvio 7 esittää yhteiskaaviona keksinnön mukaisen laitteen rakennetta. Kuten kuviosta näkyy, keksinnön mukainen laite käsittää mikrofonin 8, jolla ääniaallot muutetaan sähkömerkinannoiksi, sekä edelleen nauhasuodattimen 9 veden tai höyryn suihkuamisäänien asettamiseksi optimi-ilmaisutaajuudelle ja lisäksi vielä monitorin, johon kuuluu suihkuamisäänen tason ilmaisin ja hälytin.

Kuviot 8 ja 9 havainnollistavat kiinteän ääniaallonilmaieinpään rakennetta; ilmaisinpää sijoitetaan esimerkiksi kuvion 6 kohtaan 7.

Yleensä numerolla 11 merkitty ilmaisinpää käsittää ilmajäähdytetyn ääniaallonsiirtoputken 12, sähköisen 3-tieventtiilin 13, ääniaallonsiirto-putken 14 ja mikrofonin 13. Koska ilmaisinpää 11 on sijoitettu tulipesän seinämään, on kiinnitettävä erityistä huomiota siihen, että se saadaan kuumuutta kestäväksi ja pölytiiviiksi.

Ääniaallonsiirtoputken 12 ympärille on järjestetty jäähdytyskammio 16 putken 12 jäähdyttämiseksi ilmalla. Jäähdytyskammion 16 sijoittaminen laitteeseen on edullista, koska se vähentää siirtoputken 12 pituutta ja koska sen avulla pystytään suorittamaan äänenilmaisua hyvin suurella herkkyydellä, ilman että joudutaan vaimentamaan etsittävää suurtaajuusääniaaltoa.

Viitenumero 17 tarkoittaa jäähdytysilman tuloputkea, 18 on taas pai-neensäädin, jolla säädetään jäähdytys!lman virtausnopeus sekä eliminoidaan 8 58970 ee haittavaikutus äänenilmaisulaitteeseen, joka aiheutuu jäähdytysilman virtauksen johdosta, kun jäähdytysilman virtausnopeus on liian suuri. Numero 19 tarkoittaa vertausvuoroäänen synnyttämiseen käytettävää reikää sellaisen vertausvuotoäänen aikaansaamiseksi, jota käytetään tarkistettaessa mikrofonin toiminnan laatua tai huononemista tai ilmaisinlaitteen tavallisuudesta poikkeavaa toimintaa. Numero 20 on vertaus vuotoäänen synnyttämiseen tarvittavan ilman tuloputki. Numero 21 on sähköinen ilmaventtiili, joka avaa ja sulkee vertausvuotoäänen synnyttämiseen tarvittavan ilman käytävän, ja numero 22 on haaraputki, joka on erillään jäähdytysilman tuloputkesta 17.

Jotta voitaisiin estää ääniaallonsiirtoputken 12 tuloaukon tukkeutuminen noesta, joka tarttuu kattilan tulipesän sisäseinästään siihen kohtaan, johon ilmaisinpää on kiinnitetty, laite on varustettu virtausilman tulokam-miolla 23 ilman suihkuttamiseksi ääniaallonsiirtoputkeen 12 neljään suuntaan. Numerot 24 ja 23 tarkoittavat taas suihkutusilman tuloputkea. Sähköinen 3-tieventtiili 13 on sijoitettu ääniaallonsiirtoputkien 12 ja 14 väliin, ja se katkaisee yhteyden ko. putkien 12 ja 14 välillä, jolloin ääniaallon siirto mikrofoniin 13 loppuu. Edelleen ko. venttiili saa aikaan yhteyden putken 12 ja suihkutusilman tuloputken 23 välillä nokipuhallusta suoritettaessa ja muodostaa suihkutusilmalle kulkutien em. virtausilman tuloputkesta 23 ja ääni-aallonsiirtoputkessa 12 sähköisen ilmaventtiilin 26 avulla, joka on silloin auki.

Laitteessa on paineenilmaisin 28, joka aiheuttaa hälytyksen, jos ääni-aallonsiirtokäytävä on tukkeutunut noesta, jota on tarttunut ääniaallonsiirtoputken 12 tulo-osaan. Tämä paineenilmaisin 28 on suunniteltu siten, että se aiheuttaa hälytyksen, kun paine-ero ääniaallonsiirtoputken 12 ja tulipesän sisäisten paineiden välillä*· tai ääniaallonsiirtoputken 12 sisäinen paine saavuttaa tietyn tason. Numerot 27 ja 29 viittaavat putkiin, joilla tuli-pesän ja ääniaallonsiirtoputken sisäiset paineet syötetään paineenilmaisimeen 28.

Numero 30 tarkoittaa telinettä, jonka avulla mikrofoni asennetaan ääniaallonsiirtoputkeen 14. Teline on tehty lämpöä eristävästä materiaalista. 31 on 0-rengas, 32 on jäähdytys!lman poistoputki, 1 on tulipesän jäähdytysvesi-putki, 34 on lämmöneristysmateriaali ja 33 on kotelo.

Ääniaallonsiirtoputken 12 etupää on exponentiaalitorven muotoinen.

Sen tarkoituksena on vaimentaa pientääjuusaallot noin alle 3 KH^.

Kuvio 10 esittää yhteiskaavion eräästä keksinnön mukaisen ilmaisin-laitteen rakennemuodosta ja selvittää laitteen toimintaperiaatetta. Ko. il-maieinlaite käsittää nauhasuodattimen 36, portin 37» joka avautuu ja sul- ' 58970 keutuu säätölaitteesta 58 tulevien signaalien vaikutuksesta. Edelleen ee käsittää monitorin ja nokipuhallussäätimen 40, joka synnyttää signaaleja nokipu-haltimien käynnistämiseksi ja niiden pysäyttämiseksi.

Kuten edellä jo mainittiin, alkalin talteenottokattilan toiminta aiheuttaa voimakkaan noen muodostumisen ja edellyttää sen vuoksi toistuvaa nokipuhallusta. Tästä syystä vuotoäänen tutkimisen on tapahduttava nokipuhal-lusvaiheiden väliaikana. Kun jokin nokipuhallin käynnistetään 2-10 minuutiksi, sähköinen 3-tieventtiili 13 käynnistyy säätölaitteesta 38 tulevan signaalin ansiosta, ja ääniaallonsiirtokäytävä, joka johtaa mikrofoniin 15i sulkeutuu em. venttiilin vaikutuksesta, jolloin mikrofonin ylikuormitus estyy. Sen jälkeen sähköventtiili 26 avautuu ja saa aikaan ääniaallonsiirtokäytävän toiminnan . Tässä tapauksessa portti 37 on kiinni, jolloin se katkaisee signaalin siirtymisen nauhasuodattimesta 56 monitoriin 39 ja estää siten ilmaisin-laitteen virheellisen toiminnan, joka muuten tapahtuisi nokipuhaltimesta ja suihkutusilmavirtauksesta syntyvien äänien johdosta.

Sähköventtiili 26 sulkeutuu samanaikaisesti, kun ensimmäisen nokipuhal-timen toiminta lakkaa, ja sen vuoksi ääniaallonsiirtokäytävän toiminta pysähtyy. Tämän jälkeen sähköinen 3-tieventtiili 13 käynnistyy ja avaa mikrofonin 15 johtavan ääniaallonsiirtokäytävän. Samalla myjjs portti 37 avautuu. Mikäli vettä tai höyryä suihkuaa kattilan paineputkeen mahdollisesti syntyneestä murtumasta, ääniaallonilmaisinpää 11 ilmaisee tällaisen tapahtuman, joka siirtyy monitoriin 59 nauhasuodattimen 56 kautta suurtaajuussignaalina.

Tämän jälkeen toinen nokipuhallin käynnistyy, minkä jälkeen myös sähköinen 3-tieventtiili 13 käynnistyy ja sulkee mikrofoniin johtavan ääniaallonsiirtokäytävän. Samanaikaisesti portti 37 sulkeutuu, ja sähköventtiili 26 avautuu, niin että ääniaallonsiirtokäytävä tulee jälleen mukaan kuvaan. Ensimmäisen nokipuhaltimen toiminnan päättymisen ja toisen nokipuhaltimen käynnistymisen välinen aika on ainoastaan noin 30-100 sekuntia. Keksinnön mukaisella ilmaisinlaitteella voidaan kuitenkin tarkkailla kattilaa ajoittain koko päivän aikana em. lyhyinä ajanjaksoina.

Edellä selostettu, keksinnön mukainen ilmaisinlaite on varustettu pai-neenilmaisimella, jolla saadaan selville ääniaallonsiirtokäytävän 12 tulo-osan tukkeutuminen noen vaikutuksesta. PaineeniImaisin 28 antaa signaalin säätölaitteeseen, joka ilmaisee paksun nokikerroksen kerääntymisen, kun ääni-aallonsiirtoputken 12 sisäinen paine tai paine-ero po. ääniaallonsiirtoputken ja tulipesän sisäisten paineiden välillä on nokipuhalluksen aikana saavuttanut etukäteen säädetyn arvon.

58970 1

Haluttaessa tarkistaa mikrofonin tai ilmaislnlaitteen toimintaa, sähköinen 3-tieventtiili 13 käynnistetään, jolloin se sulkee mikrofoniin johtavan ääniaallonsiirtokäytävän, ja sähköventtiili 21 avautuu, joko automaattisesti säätölaitteen 38 vaikutuksesta tai käsikäyttöisesti, jonakin sellaisena sopivana ajankohtana, jolloin nokipuhaltimet eivät ole toiminnassa, ja tällöin ilma purkautuu vertausvuotoäänen synnyttävästä reiästä vertaus-vuotoäänen aikaansaamiseksi, kuten kuviossa 8 esitetään. Samanaikaisesti portti 37 avautuu. Tällöin syntyvä hälytys ilmaisee, että mikrofonin toiminta on huonontunut, tai että ilmaisinlaite toimii epänormaalisti, kun vuoto-ääni jää etukäteen säädetyn tason alapuolelle.

Kun vettä tai höyryä on tunkeutunut kattilan tulipesään, alkalin tal-teenottokattilan höyryntuiiätimeen ja savukaasun esilämmittimeen paineputkessa tapahtuneen murtuman vuoksi, ja kun laitteessa on syntynyt tavallisuudesta poikkeava ääniaalto, se leviää ilmaan ja mikrofoniin 13 tultuaan se muuttuu välittömästi sähkösignaaliksi, joka erottuu kattilan matalan äänen synnyttämästä sähkösignaalista nauhasuodattimen 36 vaikutuksesta ja siirtyy monitoriin 39 tuolloin auki olevasta portista 37·

Kun monitori 39 on saanut tällaisen sähkösignaalin, se siirtää sen edelleen hälytyslaitteeseen, esim. summeriin tai merkkilamppuun, käynnistää ne tai siirtää signaalin laitteeseen, joka automaattisesti pysäyttää kattilan toiminnan, tai monitori siirtää signaalin nokipuhaltimen säätölaitteeseen, jolloin vain nokipuhaltimet pysähtyvät. Laitteeseen voidaan vaihtoehtoisesti järjestää sellainen systeemi, että monitori, kun se on vastaanottanut ' sähkösignaalin, jatkaa hetken aikaa tarkkailutoimintaansa ja siirtää hälytyksen aikaansaavan signaalin tai kattilan pysäyttämiesignaalin, kun se on varmistunut siitä, että kattila on vaarassa.

Monitoriin 39 voidaan myös etukäteen säätää tavallisuudesta poikkeavan ääniaallon taajuus, amplitudi tai kestoaika. Monitori ottaa ne vastaan ja saa näin tiedon siitä, että kattila on vaaravyöhykkeessä.

Edellä esimerkin avulla selostettu keksinnön mukainen ilmaisinlaite tarkkailee jatkuvasti kattilan epänormaalia tilaa ilmaisimella ääniaallon, joka syntyy kattilan paineputkessa olevasta vesi- tai höyryvuodosta, joka leviää ilmaan tai jää tulipesään. Tämä ilmaisutoiminto tapahtuu tulipesän seinämään kiinnitetyn ilmaisinpään avulla, joka muuttaa ääniaallon sähkösignaa-leiksi ja erottaa sähkösignaalin nauhasuodattimen avulla niistä signaaleista, jotka aiheutuvat kattilan matalista pohjaäänistä. Keksinnön mukaisella laitteella on mahdollista saada selville murtuman esiintyminen kattilan paine-osassa, esimerkiksi vesiputkessa, jo murtuman alkuvaiheessa ja erittäin suu- 11 58970 rella varmuudella. Kun laite on havainnut tavallisuudesta poikkeavan ääniaallon, se muuttaa sen sähkösignaaliksi tai joko pneumaattiseksi tai hydrauliseksi signaaliksi, joka siirtyy hälytyslaitteeseen tai räjähdyksenestolait-teeseen, jolloin nämä käynnistyvät automaattisesti, ja räjähdys kattilan tu-lipesässä voidaan välttää ja .samalla välttyä suurilta sekä laitteistolle että sen käyttöhenkilökunnalle mahdollisesti aiheutuvilta vahingoilta.

Edellä selostetusta keksinnön rakennemuodosta voidaan tehdä tietysti monia muunnelmia ja siihen voidaan myös tehdä monia muutoksia kuitenkaan poikkeamatta keksinnön suojapiiristä. Näin ollen ko. suojapiiri on rajoitettu vain oheisten patenttivaatimusten puitteissa.

Claims (3)

12 58970

1. Laite talteenottokattilan paineosassa esiintyvän murtuman toteamiseksi varhaisessa vaiheessa kattilan ollessa varustettuna nokipuhaltimilla, tunnet-t u siitä, että siinä on a) ääniaallonsiirtoputki (12), joka avautuu etupäässään talteenottokattilan tulipesään ja jonka takapää on yhdistetty 3-tieventtiilillä (13) putkeen O1*), johon on sijoitettu mikrofoni (15); b) laite em. mikrofonin tehon siirtämiseksi nauhasuodattimeen (36) ja suodattimen tehon siirtämiseksi porttivirtapiiriin (37)» joka synnyttää murtuman ilmaisevan lähtösignaalin; c) laite paineilman suihkuttamiseksi em. ääniaallonsiirtoputken (12) takaosaan toisen venttiilin (26) ja 3-tieventtiilin (13) avulla; d) laite (2U) paineilman suihkuttamiseksi venttiilin (26) avulla ääniaallonsiirtoputken (12) avoimeen päätyosaan putken ollessa talteenottokattilan tuli-pesän seinän läheisyydessä ja e) tarkkailulaite (38) porttivirtapiirin (37) sulkemista, venttiilin (26) avaamista ja kolmitieventtiilin (13) käyttämistä varten, ääniaallonsiirtoputken (12) saamiseksi yhteyteen venttiilin (26) kanssa, ennen talteenottokattilan noki-puhalluksen aloittamista, sekä porttivirtapiirin (37) avaamista, venttiilin (26) sulkemista ja 3-tieventtiilin (13) ohjaamista varten, ääniaallonsiirtoputken (12) saamiseksi yhteyteen mikrofoniputken (lU) kanssa nokipuhalluksen päättymisen jälkeen.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että siihen on lisäksi järjestetty laite (17,18,20) paineilman suihkuttamiseksi mikrofonin putkeen (1U) suuttimesta (19) lisäventtiilin (21) kautta.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että siihen on järjestetty elimet (27,28,29), paine-eron ilmaisemiseksi ääniaallonsiirtoputken (12) takaosan paineen ja sen toisen pään paineen välillä, joka pää avautuu tulipesään. U. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että siihen on järjestetty jäähdytysilmakammio (16) ääniaallonsiirtoputken (12) ympärille. i