SE507585C2 - Liquid leak detection apparatus, for cooling medium in conduit - uses microwaves to detect bubbles, droplets or liquid level in conduit or container - Google Patents

Description

507 585 2 av denna förskruvning finns alltid risk för köldmedieläckage. Om problem med detektorn uppstår måste köldmediet sugas ned i kylaggregatets köld- mediebehållare för att detektorn skall kunna bytas ut eller repareras. Sådana kylaggregat som saknar behållare måste tömmas före utbyte eller reparation.

För att komma ifrån läckagerisker i köldmediesystem skall man, enligt Natur- vårdsverkets rekommendationer, där så är tekniskt möjligt övergå från skruv- till lödförband, för att erhålla tätare system.

Uppfinningen i sammanfattning Ett ändamål med uppfinningen är, att åstadkomma en anordning vars uppgift är att förhindra köldmedieläckage till atmosfären, och som känne- tecknas av att den omedelbart vid köldmedieläckage i ett köldmediesystem indikerar och efter inställd tidsfördröjning larmar, så att åtgärder kan vidtagas för att snabbt reparera läckaget och stoppa utsläppet. Anordningen består av en mikrovågsdetektor som är monterad utvändigt ett i vätskeledningen be- fintligt alternativt inlött synglas genom vilket det strömmar köldmedium . AI- ternativt är mikrovågsdetektorn och synglaset sammanbyggda till en enhet och omslutna av ett element som är tillverkat av ett material som ej släpper igenom mikrovågorna. Härigenom förhindras falsklarm p.g.a. yttre rörelser, t ex roterande fläktar etc.

Anordningen är avsedd att placeras, med avseende på strömnings- riktningen i vätskeledningen, efter torkfiltret. Eftersom denna mikrovågsde- tektor är placerad utvändigt synglaset i köldmediesystemet och därmed ald- rig kommeri kontakt med köldmedievätskan i det slutna kylsystemet medför detta att några läckageproblem inte kan uppstå. En annan fördel med denna mikrovågsdetektor är, att vid ev utbyte av densamma erfordras ej något in- grepp i köldmediesystemet.

Uppfinningen kan också användas mer generellt för andra ändamål. I stället för att indikera oönskad förekomst av gas i vätska kan oönskad före- komst av vätska i gas indikeras. inom livsmedelsindustrin förekommer 10 15 20 25 30 507 585 3 många tillverknings- och förpackningsprocesser, inom vilka uppfinningen kan användas och snabbt indikera luftbubblor i ett vätskeflöde. På liknande sätt kan uppfinningen användas för att indikera gas i bensin och vätska i olika typer av gasledningar. Ytterligare en tillämpning är vid lackering, varvid upp- finningen används för att kontrollera att luft inte förekommer i ledningar för färg. I samband med värmeväxlare kan läckage mellan värmeväxlarmedier indikeras. lnom sjukvård förekommer många behandlingar, vid vilka det är mycket viktigt att kontrollera vätskeflöden och indikera förekomst av gas eller luft i vätskan.

Detektoms arbetsprincip är att mottagaren registrerar den reflekterade utsända signalen från sändaren. Enligt dopplerprincipen kommer denna sig- nal att ha en lägre frekvens om ett reflekterande föremål förflyttar sig från detektorn och en högre frekvens om föremålet närmar sig reflektorn. På grund av den höga frekvensen är våglängden mycket kort, vilket gör att en ytterst liten förflyttning resulterar i en stor frekvensförändring, vilket medför att känsligheten blir mycket hög. Under normala driftbetingelser strömmar köldmediet, en klar genomskinlig vätska (motsvarande vatten), genom synglaset utan gasbildning. Om däremot köldmedieläckage föreligger, kom- mer gasbubblor att bildas och transporteras med mediet vilket indikeras via mikrovågsdetektorn och lann utlöses. Eftersom dessa gasbubblor omedel- bart uppstår om köldmediemängden minskar, kommer ett mycket tidigt larm att utlösas och stora köldmediemängder kan, via snabba åtgärder, hindras att strömma ut och förorena atmosfären. Anordningens egenskaper medför dessutom besparingar för brukaren med avseende på köldmediekostnader och minimering av förstörda livsmedel. Även det senare bör vara intressant för de bolag som handhar försäkringsfrågorna. En ytterligare fördel med denna anordning är, att strypning eller partiell igensättning i torkfiltret, vilket förorsakar gasbubblor i synglaset, kommer att indikeras, vilket innebär, att serviceföretag kan tillkallas innan anläggningsfunktionen äventyras och va- ruskador uppstår. Vid anläggning med flera separata kylsystem kan varje system förses med denna anordning och samtliga anordningar kopplas till 5Û7 585 10 FIG 2 FIG 3 15 20 25 30 FIG 1 FIG 4 4 gemensam larrncentral, från vilken lamt vidarebefordras enligt önskemål, t.ex. via telenätet.

Kort beskrivning av ritningarna Uppfinningen ska nu närmare beskrivas med hjälp av utföringsexem- pel under hänvisning till bifogade ritningar, på vilka visar en anordning för detektering av läckage av köldmedievätska i ett kylsystem, visar schematiskt ett köldmediesystem, visar en anordning för detektering av läckage av köldmedievätska i ett kylsystem och visar schematiskt ett utförande av uppfinningen vid en alternativ tillämpning.

Beskrivning I utförandet enligt FIG 1 sänder en mikrovågsdetektor 6, innehållande sändare S och mottagare M, mikrovågor MV mot ett synglas 5, vilket är monterat i en vätskeledning 15. När dessa passerar glaset G in i synglaset 5 träffar de gasbubblor GB och reflekteras tillbaka till mottagaren M, som kän- ner av en frekvensförändring på grund av gasbubblornas förflyttning. Mikro- vågsdetektorn indikerar således förekomsten av gasbubblor och aktiverar larrncentral. När gasbubblor inte förekommer i synglaset utan enbart vätska passerar genom detsamma, reagerar inte mikrovågsdetektorn på mediets cirkulerande rörelser i det slutna kylsystemet. Element 14, hindrar mikrovå- gorna så att dessa ej påverkas av utanför elementet förekommande rörelser från t.ex. roterande fläktblad etc, för att undvika falsklarm.

Vid placering av flera detektorer i samma kylmaskinrum, kan dessa vara bärvågsmodulerade för att ej störa varandra. Elementet 14 kan också utföras, så att mikrovågssignalerna från en detektor förhindras nå övriga detektorer. Mikrovågsdetektorn är en aktiv detektor med sändare och motta- 10 15 20 25 30 507 585 5 gare i samma hölje. Detektorn sänder och mottager i frekvensområdet runt 10 GHz.

FIG 2 visar schematiskt uppfinningen använd i ett köldmediesystem, i vilket köldmedium i form av högtrycksånga pumpas av en kompressor 1 till en kondensor 2. l kondensorn 2 avkyls köldmediet och övergår till vätskefas.

Vätskan fortsätter till en köldmediebehållare 3, sedan via vätskeledningen 15, genom ett torkfilter 4 och synglaset 5, fram till en expansionsventil 7. Vid passage genom expansionsventilen 7 och en förångare 8 sjunker köldmedie- trycket, varvid mediet övergår till ångfas. Ångan sugs sedan via vätskeav- skiljare 9, tillbaka till kompressorn 1. Vid läckage minskar vätskemängden i köldmedelbehållaren 3 och gasbubblor bildas och strömmar med köldmedie- vätskan fram mot expansionsventilen 7. När dessa gasbubblor passerar synglaset 5 indikeras detta av mikrovågsdetektom 6, som sänder signal till en larmcentral 10, vilken i sin tur efter inställd tidsfördröjning vidarebefordrar larm till larmmottagare 11. Normala oroligheter som uppträder i synglaset vid start och stopp samt vid interrnittent drift av kondensorfläktar, kommer ej att utlösa larmet. Dessa signaler har för kort varaktighet och överskrider ej den förutinställda signaltiden som intrimmats. Därigenom undviks falsklarm och systemet blir ytterst anpassningsbart för det individuella driftsfallet. Vid stille- stånd, när ej kylbehov föreligger, kan larmindikeringen automatiskt bort- kopplas för att återigen inkopplas när kylkompressorn startar. Pumpar 12 och 13 pumpar lämpligt värrneöverföringsmedium genom kondensorn 2 och förångaren 8 för upptagning respektive avgivning av värme.

FIG 3 visar ett alternativt utförande av en anordning enligt uppfinning- en för detektering av läckage av köldmedievätska i ett kylsystem. Funktionen är likvärdig med 'den som beskrivs i FIG 1 med den skillnaden att, i detta ut- förande tvingas gasbubblor GB via vinkelvägg W mot glas G i synglaset 5.

Med detta utförande av synglaset erhålls förhöjd känslighet, eftersom käns- ligheten är särskilt hög då gasbubblorna strömmar mot och träffar glaset i synglaset.

I ytterligare andra utföranden av uppfinningen är ett för mikrovågor genomsläppligt parti G av en behållare 16 anordnat vid önskad höjd i behål- 507 585 6 laren. Mikrovågsarrangemanget enligt beskrivningen ovan är anordnat för utsändning av mikrovågssignaler mot nämnda parti G. När nivån hos en i behållaren 16 innesluten vätska stiger eller sjunker förbi partiet G, kommer detektorn 6 att indikera detta och avge lämplig larmsignal.

Ett exempel på sådant utförande framgår av FIG 4. En behållare 16 är försedd med någon form av synglas 5. l figuren visas till vänster ett synglas 5, som är anordnat i ett stigarrrör 17. Till höger i figuren är ett synglas 5 i stället anordnat i behållarens 16 vägg.

Claims (11)

10 15 20 25 30 507 585 7 PATENTKRAV

1. Sätt vid indikering av läckage av vätska, som utgör ett medium i en led- ning (15), kännetecknat av att mikrovågssignaler av viss frekvens sänds genom ett för mikrovågor genomsläppligt parti (G) av ledningen (15) mot mediet, att mikrovågssignaler påverkade av rörelser hos gasbubblor i mediet mottas och att de mottagna mikrovågssignaler utnyttjas för att indikera förekomst av gasbubblor, som passerar det genomsläppliga partiet (G) hos led- ningen (15).

2. Sättenligt krav 1, kä nnetecknat av att frekvensförändring mellan utsända och mottagna mikrovågssignaler bestäms, varvid förekomst av sådan frekvensförändring indikerar före- komst av gasbubblor som rör sig i ledningen (15). '

3. Sätten|igtkrav1, kännetecknat av att gasbubblorna bringas att röra sig intill det genomsläppligt partiet (G) i ledningen (15).

4. Anordning för indikering av läckage av vätska, som utgör ett medium i en ledning (15), kännetecknad av att ledningen (15) är utförd med ett för mikrovågor genomsläppligt parti (G). att en mikrovågssändare (S) är anordnad för sändning av mikrovågssig- naler mot nämnda parti (G), att en mikrovågsmottagare (M) är anordnad för mottagning av mikro- vågssignaler, som reflekterats från mediet, att ett mikrovågor avskärmande hölje (14) är anordnat för att förhindra att störningar från omgivningen når mottagaren (M) och 507 585 10 15 20 25 30 8 att mikrovågsmottagaren (M) är operativt förbunden med en detektor (6), vilken avger en indikerande signal vid förekomst av rörelse hos gas- bubblor i vätskan.

5. Anordning enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d av att detektorn (6) är utförd att bestämma en frekvensförändring mellan utsända och mottagna mikrovågssignaler.

6. Anordning enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d av att sändaren (S) och mottagaren (M) är utförda att sända respektive motta i ett frekvensområde omkring 10 GHz.

7. Anordning enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d av att sändaren (S) och mottagaren (M) är anordnade utvändigt ledningen (15) utom kontakt med mediet.

8. Anordning enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d av att ledningen (15) är anordnad i ett köldmediesystem och att partiet (G) är anordnat mellan en Kondensor (2) och en expan- sionsventil (7).

9. Anordning enligt krav 8, k ä n n e t e c k n a d av att partiet (G) utgör del av ett synglas (5) i ett befintligt köldmediesystem.

10. Anordning enligt något av krav 4-9, k ä n n e t e c k n a d av att detektorn (6) är operativt förbunden med en larmcentral (10) och att larmcentralen (10) är utförd att efter inställbar tidsfördröjning avge larm till larmmottagare (11).

11. Anordning enligt krav4, kä n n ete c k n ad av att höljet (14) är utfört som en låda, vilken kan placeras över en befintlig ledning (15).