WO2017050448A1 - Channel system for a conduit component of a process engineering apparatus, system for detecting a process medium leak, and conduit component of the process engineering apparatus - Google Patents

Channel system for a conduit component of a process engineering apparatus, system for detecting a process medium leak, and conduit component of the process engineering apparatus Download PDF

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WO2017050448A1
WO2017050448A1 PCT/EP2016/065413 EP2016065413W WO2017050448A1 WO 2017050448 A1 WO2017050448 A1 WO 2017050448A1 EP 2016065413 W EP2016065413 W EP 2016065413W WO 2017050448 A1 WO2017050448 A1 WO 2017050448A1
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channel
detection
channel system
liner
line component
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PCT/EP2016/065413
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Marcus Miertz
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Pfeiffer Chemie-Armaturenbau Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a duct system, in particular for detecting a process medium leakage between a line component and a liner lining the inside of the line component, such as a plastic lining. Furthermore, the invention relates to a system for detecting the process media leakage that may result between the liner and the valve component due to damage to the liner. Moreover, the invention relates to a line component as such, which comprises the channel system according to the invention and / or the detection system according to the invention.
  • a protective lining such as the liner, is known from German Utility Model GM 77 07 794.
  • the liner is formed by a plate-like plastic layer of polytetrafluoroethylene (PTFE), with the aim that the housing of the conductive component forming material, often metal, not in direct contact with the most corrosion-resistant process media, such as liquid chlorine gas, cryogenic media, etc ., come.
  • the piping component is, for example, a ball valve, whereby other piping components, such as piping itself, valves, throttles, linear or rotary valves, pig units or the like, can be provided with a protective lining.
  • the protective lining has also been further developed with regard to the material to be used, with thermoplastic plastics, such as PFA, now being supposed to completely line the process-fluid-conducting inside of the pipeline.
  • a line component such as a control valve, a ball valve, a linear or pivot valve, a pig unit, etc.
  • a channel system in particular for Leckagedetelction and / or construction of a barrier gas layer, for a line component, such as a conduit, a control valve, such as a butterfly valve, a ball valve, a throttle valve, a linear or rotary valve, a pig unit or the like, a procedural Plant, such as a petrochemical plant or a food plant, such as a brewery, provided.
  • a control valve such as a butterfly valve, a ball valve, a throttle valve, a linear or rotary valve, a pig unit or the like
  • a procedural Plant such as a petrochemical plant or a food plant, such as a brewery
  • the particular use of the invention relates to process engineering plants in which corrosion-prone media, such as liquid chlorine gas, cryogenic media, etc. are processed.
  • the channel system according to the invention is intended to be formed between an inner side of the line component substantially conducting the process flow of the process medium and a liner lining the inner side, such as a protective lining, in particular made of plastic such as PTFE.
  • a liner lining the inner side such as a protective lining, in particular made of plastic such as PTFE.
  • the inside of the line component is usually formed by the housing of the line component, which is often formed for cost reasons of metal, such as cast metal.
  • the liner serves to protect the inside of the housing from the aggressive process media.
  • the inner surfaces of the line component to be provided with the lining which can be injured due to the flow conditions within the pipe component with the process medium.
  • the channel system according to the invention is to be formed in the intermediate region between the liner and the line component in such a way, starting from or at least over a predetermined location of the liner which is susceptible to damage, to at least one detection outlet of the line component, in particular through the housing structure of the line component, and / or or toward a sealed or sealable detection cavity of the conduit component such that a continuous, uninterrupted fluidic connection is formed from the predetermined damage-susceptible location across the conduit system to the at least one detection outlet and / or to the at least one detection cavity.
  • the process medium reaches the intermediate region between the liner and the inside of the pipe component, the leakage process medium enters the channel system, along which it can flow out to the associated outlet and / or to the associated detection cavity.
  • the channel system is to be arranged, in particular, at the points at which experience shows that the likelihood of the liner being damaged is greatest.
  • the concentration of the Kanalwegêt can be increased, so that is proposed as a general rule, at any point of a channel line a minimum distance to an adjacent channel distance not 1 cm, 2 cm, 3 cm or 5 cm or 10 cm to be depending on the dimensioning of the corresponding line component.
  • the channel system has a continuous fluid connection to the detection point, namely to provide the detection outlet or the detection cavity, so that the channel path is to form as continuously as possible.
  • the channel path is to be formed along an extension with a constant cross section.
  • the channel system according to the invention comprises at least one channel trunk, which opens into the at least one outlet and / or into the at least one detection cavity.
  • the channel trunk may have a larger channel cross-section than the channel branches with channel branches which may possibly adjoin the channel trunk and which may fan out peripherally for surface detection of the intermediate area between the liner and the line component. In this way, a large-area detection of the intermediate region can be realized.
  • the at least one channel stem has at least one, preferably a plurality of branches from the at least one branch, in particular from the plurality of branches, wherein two or more channel branches may run away, thereby forming a peripheral branch structure distal from the detection outlet and / or the detection cavity , which allows a large-area detection.
  • the channel trunk may have a rectilinear extent in the circumferential direction or in the axial direction of the line component, it being understood that the channel trunk may also be curved if the necessary ducting of the channel system towards a particular point susceptible to damage requires it.
  • a plurality of detection outlets and / or detection cavities are provided in the conduit component.
  • Each detection outlet and / or each detection cavity is assigned a trunk channel of the channel system in order to avoid a short-circuit function when removing the leakage process medium. It may be advantageous that in a multi-branch branch from one channel trunk, a channel bridge to another channel trunk is advantageous to allow a shorter withdrawal path to a separate Detektierauslass and / or Detektierhohlraum.
  • channel trunks of which preferably a plurality of channel branches branch off, opening into one and the same detection outlet and / or detection hollow space.
  • the channel trunk and, if appropriate, channel branches can end in a respective channel bag alley, wherein each dead end channel end is coupled to a pressure sink at the detection outlet and / or detection cavity to ensure that also process medium entering the dead end channel channel can be diverted.
  • the channel system according to the invention has several with the at least one detection outlet and / or detection cavity in fluid Compound, dead-end, peripheral channel ends, all of which are fluidly associated with a detection outlet and / or detection cavity.
  • one or more channel ends of one channel end can be associated with two or more detection outlets and / or detection cavities.
  • the channel system according to the invention is formed in particular exclusively on the inside of the line component, preferably on the inside of the housing of the line component, and / or in particular exclusively on the outside of the liner facing the inside in groove form.
  • the groove shape facilitates entry of the process medium into the channel system once it has reached the intermediate region between the liner and the conduit component.
  • it forms in each case opposite boundary surfaces of the liner or of the line component, in order to enable a channel-like closing of the channel system, with production-related gaps always opening up, along which the leakage process medium flows and can reach the groove-like channel structure.
  • the groove-shaped channel system is open on the line component side or on the liner side, in particular along the entire extension of the channel system.
  • the leakage process medium which collects in the intermediate region, can penetrate into the channel system and be discharged to the pressure sink.
  • the channel system is designed, in particular dimensioned such that a pressure difference along the entire Kanalwegrange, from the peripheral channel ends to the detection point, so the pressure sink, through the at least one Detektierauslass and / or by the at least one Detection cavity is formed is achieved.
  • the channel system at least partially in cross-section completely circumferentially closed within the components, the liner and / or the inner side of the pipe component forming wall, be formed. This may be necessary, for example, to make shortcuts to particular other channel sections to shorten the path to a detection site.
  • the channel system as described above, mostly grooved or groove-shaped, ie with an open towards the opposite device side.
  • the channel system in particular in the region of the at least one detection outlet and / or the at least one detection cavity, has a device for detecting process medium, in particular a process medium concentration measuring device.
  • a special process media sensor can be used, which can determine the concentration of the process medium absolute, the change in the process medium concentration over time.
  • the detection device preferably has a sensor and / or at least one signal output, via which a detection signal, such as an emergency signal overlapping a concentration limit, can be delivered, in particular to an electronic control unit of the process plant, in particular a positioner or another receiver.
  • the control electronics can also be part of the channel system, in particular process media sensors.
  • the detection device can be equipped with a microprocessor, which in particular carries out a process medium concentration monitoring continuously, intermittently or in the case of manual retrieval.
  • the microprocessor may be connected to a memory which, on the one hand, stores the acquired data and, on the other hand, can record externally received desired data.
  • the data memory is to store concentration thresholds which, when exceeded, which comparison is carried out by the microprocessor, an emergency signal is to be output.
  • the detection device is formed by a container which is preferably transparent or at least has a transparent viewing window.
  • the container is fluid tightly attached to the at least one detection outlet and preferably filled with a signal fluid such as ammonia.
  • the signal fluid may be configured to change its color and / or its contrast when in contact with the process medium or when the process medium concentration within the container exceeds a particular predetermined concentration threshold.
  • the channel system according to the invention can in particular be designed to be connected to a barrier gas source, wherein preferably at least one detection outlet can be used as connection point.
  • the barrier gas source can be realized, for example, by an electrically operating barrier gas generator, which comprises a release valve, which can be actuated in particular by a line-specific electronic component.
  • the barrier gas generator may be adapted to inject into the duct system a sealing gas, such as Inert gas, such as nitrogen, to initiate to form a barrier gas layer between the inside of the line component and the outside of the liner.
  • the barrier gas layer can form over the entire surface and continuously between the channel systems and is interrupted only in particular punctiform and line-wise, where the liner rests against the line component.
  • the introduced barrier gas serves primarily to seal a leakage or damage site in the liner.
  • the barrier gas barrier prevents process fluid from migrating beyond the point of leakage or damage. If the barrier gas always has a constant pressure or flow behavior with an undamaged liner, a leak can also be detected via a pressure change or via a changed flow behavior.
  • the dimensioning of the channel system, in particular of the individual channel strands is substantially constant along the entire channel system.
  • a minimum depth for the channel strands may be at least 0.4 mm, 0.5 mm or 1 mm and at most 5 mm.
  • a channel system in particular channel paths of the channel system there are arranged in particular dense, where the liner is designed weakened particular construction.
  • the detection outlet is arranged such that it passes from the inside to the outside of the line component, in particular into the closable detection cavity, which serves for example for receiving a valve packing.
  • a damaged area of the liner is formed by a flow cross-sectional taper of the pipe component, such as a projection, a step, a step.
  • the channel system may be so branched and fanned out to assure a high density, which is determined such that at each channel location, an adjacent channel path at a minimum distance of less than 1 cm, 2 cm,
  • the invention relates to a line component, such as a conduit, a control valve, a ball valve, a throttle valve, a linear or swing valve, a molar ch necessarily or the like, a process engineering plant, such as a petrochemical process plant, a food processing plant, such as a brewery or the like.
  • the process plant can process in particular liquid chlorine gas or cryogenic medium.
  • the conduit component has an inner side facing a process medium and a liner lining the inside, such as a protective lining, and a channel system according to the invention, which is formed in particular on the inside of the conduit component and / or on the outside of the liner.
  • the invention relates to a system for detecting a leakage process medium between an inside of a particular above-mentioned line component according to the invention and a liner lining the inside of the line component, such as a protective lining.
  • the detection system comprises a channel system according to the invention as well as a process medium detection device, as arranged on the at least one detection outlet and / or on the at least one detection cavity.
  • Figure 1 is a plan view of a line component in the form of a butterfly valve closed valve flap.
  • FIG. 2 shows a cross-sectional view of the line component along the section line II - II according to FIG. 1;
  • FIG. 3 shows a detail cross-sectional view of the line component along the section line X-X in an embodiment of a channel system according to the invention
  • FIG. 4 shows a detail view corresponding to FIG. 3 in a second embodiment
  • Fig. 5 is a detail cross-sectional view of FIG. 3 and 4 in a third embodiment and Fig. 6 is an enlarged cross-sectional view of FIG. 2 with a detection system according to the invention.
  • a erfmdungs proper line component is shown in detail and formed as a valve with throttle. It should be understood that this valve component is only an example, and other piping components, such as control valves, conduits, etc., can accommodate the subject invention.
  • the valve 1 comprises a valve housing 3, which has a reinforced bearing portion 5 for supporting the throttle shaft 7, via which the flap 11 is actuated.
  • a guide bush 13 is provided, to which a cavity 15 connects in the axial direction, in which a valve packing in the form of sealing sleeves 17 is arranged.
  • Disc springs 21 act on the valve packing in the axial direction.
  • the seat for the valve packing is partially formed by a protective lining 23 made of PTFE, wherein the protective lining 23 also extends around inside sections of the valve housing 5.
  • the protective lining 23 serves to protect the inside, which would be acted upon by the process medium, not shown, and / or exposed surfaces in front of the process medium. As such, the protective liner 23 conforms to the inside of the housing of the conduit component (at 25).
  • the process medium in particular on the protective lining 23, partially changes the state of aggregation and can become gaseous, whereby a diffusion and permeation through the lining 23 to the inside of the housing 3 of the line components, which is often formed of metal, is accompanied.
  • the subject matter of the invention involves detecting process medium collecting in the intermediate region 31 between the inner side 33 of the housing 3 of the line component and the protective lining 23, thereby detecting too early a too high concentration of process medium in the transition region. In this way, a corrosion stage can be detected early and appropriate maintenance work can be made low cost.
  • an inventive channel system 41 is provided which is groove-like or groove-shaped on the inside of the housing section 3 incorporated into the line component.
  • the channel system is shown in FIG. 3 with two channel curves 43, which rotate helically to the axial direction A, so that a channel strip in the embodiment according to FIG. 3 is formed.
  • the two channel strips 43 are also separate and may open into a common or separate cavity (eg, 15) where a detecting device may be located. This will be explained later with reference to FIG. 6.
  • the channel system 41 extends to the floo space 15, in which, for example, an electrical detection device is arranged, which measures the concentration in the fluid arriving above the channel system 41 and, if necessary, passes on.
  • an outlet can be arranged in the housing 3, so that a detection device can also be arranged outside the line component.
  • the cavity 15 has the advantage that a separate seal with regard to the avoidance of the escape of a process medium outside the housing 3 of the line component is prevented.
  • the channel system 41 is arranged in particular at a weakened position, in particular concavely curved portion of the protective lining 23, which is by design. It is particularly in the selection of the positioning of the channels 43 of the channel system 41 of advantage to arrange them where there is a high vulnerability of the protective lining 23.
  • the vulnerability can be designed especially where the protective lining is particularly thin-walled, and this thin-walled construction.
  • radially protruding projections within the process medium leading duct of the line component may be a place to a conduit system, in particular in a branch, not shown, is necessary in order to cover as large areas of the transition region between the protective lining and the inside of the housing of the line component can detect.
  • FIG. 4 also represents the sectional view X-X, but comprises a different channel system 51 with more closely spaced channels 53 also extending helically to the axial direction A.
  • the channels 53 may also be discrete channels that are parallel to each other and terminate in a channel trunk (not shown) that extends toward the detection cavity 15 or the outlet.
  • the groove-like channels are formed with the same width b as in the embodiment according to FIG. 3, but the depth T varies. The depth T can vary between 1 mm and 5 mm or can also be made constant.
  • FIG. 5 A further embodiment of a channel system according to the invention is shown in FIG. 5, which is particularly suitable for detecting large-area detection areas.
  • the channel system 61 according to FIG. 5 has a significantly greater width of at least 2 mm, preferably 5 mm to 15 mm, in particular about 10 mm.
  • the groove-shaped channel is formed with a depth T of about 0.5 mm to 2 mm, preferably 1 mm, wherein the channel bottom is flat smooth.
  • the channel system 61 which is shown in Fig. 5 with two channels 63, can extend helically with respect to the axial direction A, wherein alternatively two independent, parallel channel sections can be provided, which can lead to a further, even wider channel trunk.
  • a support plate can be incorporated into the inside of the housing structure, which represents a perforated plate, for example, so that an inlet of the process medium into the channels 63 is made possible.
  • the protective plate serves to support the protective lining, so that it does not enter the channel passage and thus causes a "clogging" of the channel passage and on the other hand high tensile and compressive stresses due to the deformation of the indentation are avoided.
  • a stepped recess can be made, which is dimensioned such that the support plate is well fitted.
  • the channels 63 are provided as a further recess, so that a kind of stepped recess portion is formed by the recording of the support plate and the channel structure.
  • a female connector 71 is introduced, on which a plug, not shown, can be screwed.
  • the plug can be connected to a detection device, which is designed, for example, to detect the concentration of process medium.
  • Other detection devices may be attached to the terminal 71.
  • the port 71 passes through a channel 73, which extends at an angle, into the detection chamber 15, in which the above-mentioned duct system 41, 51 open.
  • the port 71 can also be used to connect a barrier gas source through which sealing gas can be introduced into the duct system.
  • the barrier gas source may be formed, for example, by a barrier gas generator that generates barrier gas, such as an inert gas, such as nitrogen, that has a particular low reactivity with the process medium.
  • barrier gas such as an inert gas, such as nitrogen
  • the sealing gas which enters the intermediate region 31 via the channel system 41, 51 and 61, forces the possibly permeated / diffused process medium, the gas, from away from the housing section to be protected. Even small damage openings on the protective lining 23 are virtually sealed by the provision of an inert gas layer.
  • a sealing gas consumer may be provided, which measures the consumption of sealing gas. If, for example, a sealing gas penetrates into the line component via a damage opening, this can be detected by the detection device, so that in this way too rapid maintenance of the corresponding line component can be accompanied by the channel system.

Abstract

The invention relates to a channel system for leak detection and/or for building up a barrier gas layer, for a conduit component, such as a pipe, a control valve, a ball valve, a throttle valve, a linear or pivoting valve, a pig unit or the like, a process-engineering apparatus, in particular for processing corrosion-prone media, such as liquid chlorine gas, a cryogenic medium, etc. The channel system is to be formed between an inner face of the conduit component substantially conveying the process stream of the process medium and a liner lining the inner face, in particular a plastic lining, and extends from or at least over a damage-prone point of the liner to at least one detection outlet of the conduit component and/or an at least one detection cavity within the conduit component which is accessible from the outside of the conduit component in such a way that a continuous fluid connection of the damage-prone point via the at least one detection outlet and/or the at least one detection cavity is formed.

Description

Kanalsystem für eine Leitungskomponente einer prozesstechnischen Anlage, System zum Detektieren einer Prozessmediumsleckage und Leitungskomponente der prozesstechnischen Anlage  Channel system for a piping component of a process plant, system for detecting a process medium leakage and piping component of the process plant
Die Erfindung betrifft ein Kanalsystem, insbesondere zum Detektieren einer Prozessmediumsleckage zwischen einer Leitungskomponente und einem die Innenseite der Leitungskomponente auskleidenden Liner, wie einer Kunststoffauskleidung. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein System zum Detektieren der Prozessmediumsleckage, die sich zwischen dem Liner und der Ventilkomponente aufgrund einer Beschädigung des Liners ergeben kann. Zudem betrifft die Erfindung eine Leitungskomponente als solche, die das erfmdungsgemäße Kanalsystem und/oder das erfindungsgemäße Detektionssystem umfasst. The invention relates to a duct system, in particular for detecting a process medium leakage between a line component and a liner lining the inside of the line component, such as a plastic lining. Furthermore, the invention relates to a system for detecting the process media leakage that may result between the liner and the valve component due to damage to the liner. Moreover, the invention relates to a line component as such, which comprises the channel system according to the invention and / or the detection system according to the invention.
Eine Schutzauskleidung, wie der Liner, ist aus dem deutschen Gebrauchsmuster GM 77 07 794 bekannt. Der Liner bildet sich durch eine plattenartige Kunststofflage aus Polytetrafluo- rethylen (PTFE), mit dem Ziel, dass das Gehäuse der Leitungskomponente bildende Material, häufig Metall, nicht in den unmittelbaren Kontakt mit den meist korrosionsträchtigen Prozessmedien, wie flüssiges Chlorgas, kryogene Medien, etc., kommt. In dem Gebrauchsmuster ist die Leitungskomponente beispielsweise ein Kugelhahn, wobei auch andere Leitungskomponenten, wie Leitungen an sich, Ventile, Drosseln, Linear- oder Schwenkventile, Molcheinheiten oder dergleichen, mit einer Schutzauskleidung versehen werden können. In den letzten Jahren wurde die Schutzauskleidung auch im Hinblick auf das zu verwendende Material weiterentwickelt, wobei nun thermoplastische Kunststoffe, wie PFA, vollflächig die prozessfluid- führende Leitungsinnenseite auskleiden sollen. A protective lining, such as the liner, is known from German Utility Model GM 77 07 794. The liner is formed by a plate-like plastic layer of polytetrafluoroethylene (PTFE), with the aim that the housing of the conductive component forming material, often metal, not in direct contact with the most corrosion-resistant process media, such as liquid chlorine gas, cryogenic media, etc ., come. In the utility model, the piping component is, for example, a ball valve, whereby other piping components, such as piping itself, valves, throttles, linear or rotary valves, pig units or the like, can be provided with a protective lining. In recent years, the protective lining has also been further developed with regard to the material to be used, with thermoplastic plastics, such as PFA, now being supposed to completely line the process-fluid-conducting inside of the pipeline.
Es sind technische Entwicklungen bekannt, bei denen die Korrosionsbeständigkeit von Leitungskomponenten dadurch verbessert wird, indem hochwertige Materialien, wie Metalllegierungen, eingesetzt werden. Es ist allerdings noch nicht gelungen, ein wirtschaftlich tragbares Fertigungs verfahren solcher korrosionsbeständiger Leitungskomponenten bereitzustellen. Die Erfinder fanden heraus, dass bei Leitungskomponenten mit Schutzauskleidung sich Prozess- medium im Übergangsbereich zwischen der Außenseite der Schutzauskleidung und der prozessleitenden Innenseite der Leitungskomponente sammeln kann. Es zeigte sich, dass einige Prozessmedien, insbesondere in Gasform, die Fähigkeit haben, durch die Kunststoff- Schutzauskleidung hindurch zu permieren/diffundieren, so dass sich im Zwischenbereich der Schutzkleidung und der Ventilkomponente Prozessmedium ansammelt. Es stellte sich heraus, dass aufgrund des niedrigen Konzentrationsgefälles, der niedrigen Permeations- /Diffusionsgeschwindigkeit an dem Zwischenbereich keine schweren kurzfristigen Korrosionsschäden auftreten können, allerdings zeigte sich, dass langfristig durchaus Leitungskomponenten durchaus stärker in Mitleidenschaft gezogen werden. Ein besonders starker Korrosionsschaden entsteht vor allem dann, wenn die Schutzauskleidung aufgrund des Betriebs der prozesstechnischen Anlage beschädigt sein sollte. Besonders schadensanfällige Stellen der Schutzauskleidung sind Quer Schnitts Verjüngungen innerhalb der Leitungskomponente. Es zeigte sich, dass nicht selten aufgrund von Montagearbeiten Werkzeugmaterialen, wie Schrauben, Muttern, etc., innerhalb der Leitungskomponente vergessen werden, welche von der Prozessmediumsströmung mitgerissen werden und gegen die Schutzauskleidung prallen, wo sich Risse sowie kleine Öffnungen bilden, durch die hindurch ein unmittelbarer Zugriff des Prozessmediums auf die Innenseite der insbesondere metallischen Leitungskomponente verursacht ist. Aufgrund des dann ständigen Austausches von Prozessmedien an der Leitungskomponente über die Schadensstelle, bewirkt ein starkes Konzentrationsgefälle schwere Korrosionsschäden, die im schlimmsten Fall zum Durchbruch der ausgebildeten Leitungskomponente führen können. Spätestens dies führt dann zu einer sofortigen Wartung und Abschaltung der prozesstechnischen Anlage. There are known technical developments in which the corrosion resistance of piping components is improved by using high-grade materials such as metal alloys. However, it has not yet been possible to provide an economically viable manufacturing method of such corrosion-resistant line components. The inventors have found that line components with protective liners medium in the transition region between the outside of the protective lining and the process-leading inside of the pipe component can collect. It has been found that some process media, especially in gaseous form, have the ability to permeate / diffuse through the plastic protective lining so that process fluid accumulates in the intermediate region of the protective clothing and the valve component. It turned out that due to the low concentration gradient, the low permeation / diffusion rate at the intermediate area, no severe short-term corrosion damage can occur, however, it was found that in the long run line components are indeed affected more severely. A particularly strong corrosion damage occurs especially when the protective lining should be damaged due to the operation of the process engineering system. Particularly vulnerable areas of the protective lining are cross-sectional rejuvenations within the pipe component. It has been found that not infrequently, due to assembly work, tooling materials such as bolts, nuts, etc., are lost within the ductwork component, which are entrained in the process fluid flow and collide with the protective liner where cracks and small openings form through it immediate access of the process medium is caused on the inside of the particular metallic line component. Due to the then constant exchange of process media on the line component over the damaged area, causes a strong concentration gradient severe corrosion damage, which can lead to the breakthrough of the trained line component in the worst case. At the latest, this leads to an immediate maintenance and shutdown of the process plant.
Aus DE 101 14 558 AI ist ein Kugelhahn mit einem mit Kunststoff ausgekleideten Kugelhahneinsatz bekannt. In einem Gehäuseteil des Kugelhahns ist eine Bohrung für einen Kon- trollanschluss zum Zwecke der Dichtigkeit an einer Schaltwellenverlängerung zur Atmosphäre hin vorgesehen. DE 20 2008 01 1 406 Ul offenbart ein Kugelventil, dessen Gehäuse mit einer Auskleidung aus Kunststoff belegt ist. Zur Befestigung der Auskleidung sind Eingriffsnuten vorgesehen, die umlaufend in der Wandung des Kugelventilgehäuses ausgebildet sind. From DE 101 14 558 AI a ball valve with a plastic-lined ball valve insert is known. In a housing part of the ball valve, a bore is provided for a control connection for the purpose of sealing against a shift shaft extension to the atmosphere. DE 20 2008 01 1 406 Ul discloses a ball valve whose housing is covered with a plastic lining. For attachment of the liner engaging grooves are provided, which are circumferentially formed in the wall of the ball valve housing.
Es ist Aufgabe der Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden, insbesondere die Ausfallrückständigkeit von einer Leitungskomponente, wie ein Stellventil, ein Kugelhahn, ein Linear- oder Schwenkventil, eine Molcheinheit, etc. in Hinblick auf die durch das Prozessmedium verursachten Korrosionsschäden zu reduzieren, insbesondere Korrosionsschäden bereits vor deren Entstehung zu vermeiden. It is an object of the invention to overcome the disadvantages of the prior art, in particular the failure resistance of a line component, such as a control valve, a ball valve, a linear or pivot valve, a pig unit, etc. in terms of through the process medium caused to reduce corrosion damage, in particular to avoid corrosion damage even before their emergence.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst. This object is solved by the features of claim 1.
Danach ist ein Kanalsystem, insbesondere zur Leckagedetelction und/oder zum Aufbau einer Sperrgasschicht, für eine Leitungskomponente, wie ein Leitungsrohr, ein Stellventil, beispielsweise eine Schmetterlingsklappe, einen Kugelhahn, eine Drosselklappe, ein Linear- oder Schwenkventil, eine Molcheinheit oder dergleichen, einer prozesstechnischen Anlage, wie einer petrochemischen Anlage oder einer Lebensmittelanlage, wie einer Brauerei, vorgesehen. Der besondere Einsatz der Erfindung betrifft prozesstechnische Anlagen, bei denen korrosionsträchtige Medien, wie flüssiges Chlorgas, kryogene Medien, etc. verarbeitet werden. Das erfindungsgemäße Kanalsystem soll zwischen einer die Prozessströmung des Prozessmediums im Wesentlichen leitenden Innenseite der Leitungskomponente und einem die Innenseite auskleidenden Liner, wie einer Schutzauskleidung, insbesondere aus Kunststoff, wie PTFE, ausgebildet sein. Die Innenseite der Leitungskomponente ist meistens durch das Gehäuse der Leitungskomponente gebildet, die häufig aus Kostengründen aus Metall, wie Gussmetall, gebildet ist. Der Liner dient dazu, die Gehäuseinnenseite vor den aggressiven Prozessmedien zu schützen. Insofern sind die Innenflächen der Leitungskomponente mit der Auskleidung zu versehen, die aufgrund der Strömungsverhältnisse innerhalb der Leitungskomponente mit dem Prozessmedium verletzt werden können. Thereafter, a channel system, in particular for Leckagedetelction and / or construction of a barrier gas layer, for a line component, such as a conduit, a control valve, such as a butterfly valve, a ball valve, a throttle valve, a linear or rotary valve, a pig unit or the like, a procedural Plant, such as a petrochemical plant or a food plant, such as a brewery, provided. The particular use of the invention relates to process engineering plants in which corrosion-prone media, such as liquid chlorine gas, cryogenic media, etc. are processed. The channel system according to the invention is intended to be formed between an inner side of the line component substantially conducting the process flow of the process medium and a liner lining the inner side, such as a protective lining, in particular made of plastic such as PTFE. The inside of the line component is usually formed by the housing of the line component, which is often formed for cost reasons of metal, such as cast metal. The liner serves to protect the inside of the housing from the aggressive process media. In this respect, the inner surfaces of the line component to be provided with the lining, which can be injured due to the flow conditions within the pipe component with the process medium.
Das er fmdungs gemäße Kanalsystem ist so in dem Zwischenbereich zwischen dem Liner und der Leitungskomponente auszubilden, dass es sich ausgehend oder zumindest über eine vorbestimmte, schadensanfällige Stelle des Liners derart zu wenigstens einem Detektierauslass der Leitungskomponente, insbesondere durch die Gehäusestruktur der Leitungskomponente hindurch, und/oder hin zu einem abgeschlossenen oder abschließbaren Detektierhohlraum der Leitungskomponente erstreckt, so dass eine stetige, ununterbrochene fluidale Verbindung von der vorbestimmten schadenanfälligen Stelle über das Kanalsystem hin zu dem wenigstens einen Detektierauslass und/oder zu dem wenigstens einen Detektierhohlraum gebildet ist. Erreicht das Prozessmedium den Zwischenbereich zwischen dem Liner und der Innenseite der Leitungskomponente, so gelangt das Leckageprozessmedium in das Kanalsystem, entlang dem es hin zu dem zugeordneten Auslass und/oder zu dem zugeordneten Detektierhohlraum abströmen kann. Versuche zeigten, dass eine Differenzdrucksituation stets längs des Kanal- Systems besteht, so dass an sich keine zusätzlichen Unterdruckverhältnisse im Bereich des Detektierauslasses oder des Detektierhohlraums notwendig sind, um ein Abziehen des Leckageprozessmediums zu veranlassen. Mit der Erfindung konnten bereits geringfügige Beschädigungen an dem Liner in einem frühen Stadium detektiert werden, weil das Kanalsystem dazu dient, an nur einer einzigen Stelle eine Detektiereinrichtung vorzusehen, die aufgrund der Erstreckung des Kanalsystems längs der gesamten Kontaktfläche zwischen dem Liner und der Innenseite der Komponente den Zwischenbereich detektieren kann. Je nach Erstreckung des Kanalsystems kann die Schadenstelle auf einen eingeschränkten Bereich der Leitungskomponente reduziert werden. Je nach Ausbildung von verschiedenen Detektierauslässen oder De- tektierhohlräumen mit entsprechenden Detektiereinrichtungen kann der Schadensort immer stärker eingeschränkt werden. The channel system according to the invention is to be formed in the intermediate region between the liner and the line component in such a way, starting from or at least over a predetermined location of the liner which is susceptible to damage, to at least one detection outlet of the line component, in particular through the housing structure of the line component, and / or or toward a sealed or sealable detection cavity of the conduit component such that a continuous, uninterrupted fluidic connection is formed from the predetermined damage-susceptible location across the conduit system to the at least one detection outlet and / or to the at least one detection cavity. When the process medium reaches the intermediate region between the liner and the inside of the pipe component, the leakage process medium enters the channel system, along which it can flow out to the associated outlet and / or to the associated detection cavity. Experiments showed that a differential pressure situation always runs along the As such, there is no need for additional negative pressure conditions in the region of the detection outlet or the detection cavity to cause the leakage process medium to be withdrawn. The invention has already been able to detect minor damage to the liner at an early stage because the channel system serves to provide a detection means at only a single location, along the entire contact surface between the liner and the inside of the component due to the extent of the channel system can detect the intermediate area. Depending on the extent of the sewer system, the damaged area can be reduced to a restricted area of the line component. Depending on the design of different detection outlets or detection cavities with corresponding detection devices, the point of damage can be increasingly limited.
Häufig ist es ausreichend, für jede einzelne Leitungskomponente lediglich einen Detektieraus- lass oder einen Detektierhohlraum bereitzustellen, da auf diese Weise eine Wartung derjenigen Leitungskomponente möglich ist. Da bereits geringe Konzentrationsänderungen detektiert werden können, die aufgrund des Kanalsystems zur Detektionseinrichtung gelangen, muss bei einer entsprechenden Konzentrationserhöhung nicht sofort mit einem Versagen der Leitungskomponente gerechnet werden, sondern unter Umständen sind kleine Wartungsmaßnahmen ausreichend, um kleine Leckageöffnungen in dem Liner auszubessern. It is often sufficient to provide only one detection outlet or one detection cavity for each individual line component, since in this way maintenance of that line component is possible. Since even small changes in concentration can be detected, which reach the detection device due to the channel system, a failure of the line component must not be immediately expected with a corresponding increase in concentration, but may be small maintenance measures are sufficient to mend small leakage openings in the liner.
Es sei klar, dass das Kanalsystem insbesondere an den Stellen anzuordnen ist, an denen erfahrungsgemäß die Wahrscheinlichkeit am größten ist, dass der Liner beschädigt wird. Insbesondere an solchen schadenanfälligen Stellen kann die Konzentration von der Kanalwegdichte erhöht werden, so dass als allgemeine Regel vorgeschlagen wird, an jedem Punkt einer Kanalstrecke einen Mindestabstand zu einer benachbarten Kanalstrecke nicht 1 cm, 2 cm, 3 cm oder 5 cm oder 10 cm werden zu lassen, je nach Dimensionierung der entsprechenden Leitungskomponente. It is clear that the channel system is to be arranged, in particular, at the points at which experience shows that the likelihood of the liner being damaged is greatest. In particular, at such sites susceptible to damage, the concentration of the Kanalwegdichte can be increased, so that is proposed as a general rule, at any point of a channel line a minimum distance to an adjacent channel distance not 1 cm, 2 cm, 3 cm or 5 cm or 10 cm to be depending on the dimensioning of the corresponding line component.
Das Kanalsystem hat eine stetige fluidale Verbindung zu der Detektierstelle, nämlich dem Detektierauslass oder dem Detektierhohlraum bereitszustellen, so dass der Kanalweg möglichst ununterbrochen auszubilden ist. Vorteilhafterweise ist der Kanalweg längs einer Erstreckung mit einem konstanten Querschnitt zu bilden. Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung umfasst das erfmdungs gemäße Kanalsystem wenigstens einen Kanalstamm, der in den wenigstens einen Auslass und/oder in den wenigstens einen Detektierhohlraum mündet. Der Kanalstamm kann einen größeren Kanalquerschnitt aufweisen, als die möglicherweise an dem Kanalstamm anschließenden Kanalabzweigungen mit Kanalästen, die sich peripher zur flächigen Detektierung des Zwischenbereichs zwischen Liner und Leitungskomponente auffächern können. Auf diese Weise ist eine großflächige Detektion des Zwischenbereichs realisierbar. Vorzugsweise hat der wenigstens eine Kanalstamm wenigstens eine, vorzugsweise mehrere Verzweigungen von der wenigstens einen Verzweigung, insbesondere von den mehreren Verzweigungen, wobei sich zwei oder mehrere Kanaläste weg verlaufen können, so dass eine von dem Detektierauslass und/oder dem Detektierhohlraum distale periphere Aststruktur gebildet wird, die eine großflächige Detektion zulässt. Der Kanalstamm kann eine in Umfangsrichtung oder in Axialrichtung der Leitungskomponente geradlinige Erstreckung aufweisen, wobei klar ist, dass der Kanalstamm auch gekrümmt sein kann, wenn die notwendige Leitung des Kanalsystems hin zu einer besonderen schadenanfälligen Stelle es erforderlich macht. The channel system has a continuous fluid connection to the detection point, namely to provide the detection outlet or the detection cavity, so that the channel path is to form as continuously as possible. Advantageously, the channel path is to be formed along an extension with a constant cross section. In a preferred embodiment of the invention, the channel system according to the invention comprises at least one channel trunk, which opens into the at least one outlet and / or into the at least one detection cavity. The channel trunk may have a larger channel cross-section than the channel branches with channel branches which may possibly adjoin the channel trunk and which may fan out peripherally for surface detection of the intermediate area between the liner and the line component. In this way, a large-area detection of the intermediate region can be realized. Preferably, the at least one channel stem has at least one, preferably a plurality of branches from the at least one branch, in particular from the plurality of branches, wherein two or more channel branches may run away, thereby forming a peripheral branch structure distal from the detection outlet and / or the detection cavity , which allows a large-area detection. The channel trunk may have a rectilinear extent in the circumferential direction or in the axial direction of the line component, it being understood that the channel trunk may also be curved if the necessary ducting of the channel system towards a particular point susceptible to damage requires it.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung sind mehrere Detektierauslässe und/oder Detektierhohlräume in der Leitungskomponente vorgesehen. Jedem Detektierauslass und/oder jedem Detektierhohlraum ist ein Stammkanal des Kanalsystems zugeordnet, um eine Kurzschlussfunktion beim Abziehen des Leckageprozessmediums zu vermeiden. Es kann von Vorteil sein, dass bei einer Vielastverzweigung von einem Kanalstamm eine Kanalbrücke zu einem anderen Kanalstamm von Vorteil ist, um einen kürzeren Abzugsweg hin zu einem separaten Detektierauslass und/oder Detektierhohlraum zu ermöglichen. In a preferred embodiment of the invention, a plurality of detection outlets and / or detection cavities are provided in the conduit component. Each detection outlet and / or each detection cavity is assigned a trunk channel of the channel system in order to avoid a short-circuit function when removing the leakage process medium. It may be advantageous that in a multi-branch branch from one channel trunk, a channel bridge to another channel trunk is advantageous to allow a shorter withdrawal path to a separate Detektierauslass and / or Detektierhohlraum.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung münden bei mehreren Kanalstämmen, von denen sich vorzugsweise mehrere Kanaläste abzweigen, in ein und denselben Detektierauslass und/oder Detektierhohlraum. Alternativ oder zusätzlich kann der Kanalstamm und gegebenenfalls Kanaläste in einer jeweiligen Kanalsackgasse enden, wobei jedes sackgassenartige Kanalende mit einer Drucksenke am Detektierauslass und/oder Detektierhohlraum gekoppelt ist, um sicherzustellen, dass auch an dem Sackgassenkanalende eintretendes Prozessmedium abgeleitet werden kann. In a further development of the invention, in the case of a plurality of channel trunks, of which preferably a plurality of channel branches branch off, opening into one and the same detection outlet and / or detection hollow space. Alternatively or additionally, the channel trunk and, if appropriate, channel branches can end in a respective channel bag alley, wherein each dead end channel end is coupled to a pressure sink at the detection outlet and / or detection cavity to ensure that also process medium entering the dead end channel channel can be diverted.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung hat das erfindungsgemäße Kanalsystem mehrere mit dem wenigstens einen Detektierauslass und/oder Detektierhohlraum in fluidaler Verbindung stehenden, sackgassenartigen, peripheren Kanalenden, von denen alle einem De- tektierauslass und/oder Detektierhohlraum fluidal zugeordnet sind. Dabei kann ein Kanalende oder mehrere Kanalenden zwei oder mehreren Detektionsauslässen und/oder Detektierhohl- räumen fluidal zugeordnet sein. In a preferred embodiment of the invention, the channel system according to the invention has several with the at least one detection outlet and / or detection cavity in fluid Compound, dead-end, peripheral channel ends, all of which are fluidly associated with a detection outlet and / or detection cavity. In this case, one or more channel ends of one channel end can be associated with two or more detection outlets and / or detection cavities.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist das erfindungsgemäße Kanalsystem insbesondere ausschließlich an der Innenseite der Leitungskomponente, vorzugsweise an der Gehäuseinnenseite der Leitungskomponente, und/oder insbesondere ausschließlich an der der Innenseite zugewandten Außenseite des Liners in Rillenform ausgebildet. Die Rillenform erleichtert das Eintreten des Prozessmediums in das Kanalsystem, sobald es den Zwischenbereich zwischen dem Liner und der Leitungskomponente erreicht hat. Dabei bildet sie jeweils gegenüberliegende Begrenzungsflächen des Liners bzw. der Leitungskomponente, um ein kanalartiges Verschließen des Kanalsystems zu ermöglichen, wobei sich fertigungsbedingt stets Lücken auftun, entlang denen das Leckageprozessmedium fließt und die rillenartige Kanalstruktur erreichen kann. Vorzugsweise ist das rillenförmige Kanalsystem leitungskomponentenseitig oder linerseitig offen, insbesondere längs der gesamten Erstreckung des Kanalsystems. In a further development of the invention, the channel system according to the invention is formed in particular exclusively on the inside of the line component, preferably on the inside of the housing of the line component, and / or in particular exclusively on the outside of the liner facing the inside in groove form. The groove shape facilitates entry of the process medium into the channel system once it has reached the intermediate region between the liner and the conduit component. In this case, it forms in each case opposite boundary surfaces of the liner or of the line component, in order to enable a channel-like closing of the channel system, with production-related gaps always opening up, along which the leakage process medium flows and can reach the groove-like channel structure. Preferably, the groove-shaped channel system is open on the line component side or on the liner side, in particular along the entire extension of the channel system.
Auf diese Weise kann das Leckageprozessmedium, das sich in dem Zwischenbereich sammelt, in das Kanalsystem eindringen und hin zur Drucksenke abgeleitet werden. In this way, the leakage process medium, which collects in the intermediate region, can penetrate into the channel system and be discharged to the pressure sink.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist das Kanalsystem dazu ausgelegt, insbesondere derart dimensioniert, dass eine Druckdifferenz längs der gesamten Kanalwegstrecke, von den peripheren Kanalenden bis hin zu der Detektierstelle, also der Drucksenke, die durch den wenigstens einen Detektierauslass und/oder durch den wenigstens einen Detektierhohlraum gebildet ist, erreicht wird. In a further development of the invention, the channel system is designed, in particular dimensioned such that a pressure difference along the entire Kanalwegstrecke, from the peripheral channel ends to the detection point, so the pressure sink, through the at least one Detektierauslass and / or by the at least one Detection cavity is formed is achieved.
Bei einer besonderen Ausführung der Erfindung kann das Kanalsystem zumindest abschnittsweise im Querschnitt vollständig umlaufend geschlossen innerhalb der Bauelemente, des Liners und/oder der die Innenseite der Leitungskomponente bildenden Wandung, ausgebildet sein. Dies kann beispielsweise notwendig sein, um Abkürzungen zu besonderen anderen Kanalabschnitten zu bilden, um den Weg hin zu einer Detektionsstelle zu verkürzen. Vorzugsweise ist allerdings das Kanalsystem, wie oben beschrieben ist, größtenteils rillen- oder nutförmig, d.h. mit einer hin zum gegenüberliegenden Bauelement offenen Seite. Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung hat das Kanalsystem insbesondere im Bereich des wenigstens einen Detektierauslasses und/oder des wenigstens einen Detektierhohl- raums eine Einrichtung zum Detektieren von Prozessmedium, insbesondere eine Prozessme- diumskonzentrationssensiereimichtung. Dabei kann eine besondere Prozessmediumsensorik eingesetzt werden, welche die Konzentration des Prozessmediums absolut, die Änderung der Prozessmediumskonzentration im Laufe der Zeit bestimmen kann. Vorzugsweise hat die Detektionseinrichtung einen Sensor und/oder zumindest einen Signalausgang, über den ein De- tektionssignal, wie ein eine Konzentrations grenze überschneidendes Notsignal, insbesondere an eine Steuerungselektronik der prozesstechnischen Anlage, insbesondere einem Stellungsregler oder einem anderen Empfänger, abgebbar ist. Die Steuerelektronik kann auch Teil des Kanalsystems, insbesondere Prozessmediumsensorik, sein. In a particular embodiment of the invention, the channel system at least partially in cross-section completely circumferentially closed within the components, the liner and / or the inner side of the pipe component forming wall, be formed. This may be necessary, for example, to make shortcuts to particular other channel sections to shorten the path to a detection site. Preferably, however, the channel system, as described above, mostly grooved or groove-shaped, ie with an open towards the opposite device side. In a preferred embodiment of the invention, the channel system, in particular in the region of the at least one detection outlet and / or the at least one detection cavity, has a device for detecting process medium, in particular a process medium concentration measuring device. In this case, a special process media sensor can be used, which can determine the concentration of the process medium absolute, the change in the process medium concentration over time. The detection device preferably has a sensor and / or at least one signal output, via which a detection signal, such as an emergency signal overlapping a concentration limit, can be delivered, in particular to an electronic control unit of the process plant, in particular a positioner or another receiver. The control electronics can also be part of the channel system, in particular process media sensors.
Die Detektiereinrichtung kann insbesondere mit einem Mikroprozessor ausgestattet sein, der insbesondere ständig, taktweise oder bei manuellem Abruf eine Prozessmediumskonzentrati- onsüberwachung durchführt. Der Mikroprozessor kann mit einem Speicher verbunden sein, der einerseits die erfassten Daten abspeichert, andererseits extern empfangene Solldaten aufnehmen kann. Insbesondere soll der Datenspeicher Konzentrationsschwellen speichern, bei deren Überschreitung, welcher Vergleich durch den Mikroprozessor durchgeführt wird, ein Notsignal ausgegeben werden soll. In particular, the detection device can be equipped with a microprocessor, which in particular carries out a process medium concentration monitoring continuously, intermittently or in the case of manual retrieval. The microprocessor may be connected to a memory which, on the one hand, stores the acquired data and, on the other hand, can record externally received desired data. In particular, the data memory is to store concentration thresholds which, when exceeded, which comparison is carried out by the microprocessor, an emergency signal is to be output.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Detektionseinrichtung durch einen Behälter gebildet, der vorzugsweise durchsichtig ist oder zumindest ein durchsichtiges Sichtfenster aufweist. Der Behälter ist fluiddicht an dem wenigstens einen Detektierauslass angebracht und vorzugsweise mit einem Signalfluid, wie Ammoniak, gefüllt. Das Signalfluid kann dazu ausgelegt sein, seine Farbe und/oder seinen Kontrast zu verändern, wenn es in Kontakt mit dem Prozessmedium gelangt oder die Prozessmediumskonzentration innerhalb des Behälters eine insbesondere vorgegebene Konzentrationsschwelle überschreitet. In a preferred embodiment of the invention, the detection device is formed by a container which is preferably transparent or at least has a transparent viewing window. The container is fluid tightly attached to the at least one detection outlet and preferably filled with a signal fluid such as ammonia. The signal fluid may be configured to change its color and / or its contrast when in contact with the process medium or when the process medium concentration within the container exceeds a particular predetermined concentration threshold.
Das erfindungsgemäße Kanalsystem kann insbesondere dazu ausgelegt sein, an eine Sperrgasquelle angeschlossen zu werden, wobei vorzugsweise als Anschlusspunkt der wenigstens eine Detektierauslass herangezogen werden kann. Die Sperrgasquelle kann beispielsweise durch einen elektrisch arbeitenden Sperrgaserzeuger realisiert sein, der ein Freigabeventil umfasst, das insbesondere durch eine leitungsindividuelle Elektronikkomponente ansteuerbar ist. Der Sperrgaserzeuger kann dazu ausgelegt sein, in das Kanalsystem ein Sperrgas, wie ein Inertgas, beispielsweise Stickstoff, einzuleiten, um zwischen der Innenseite der Leitungskomponente und der Außenseite des Liners eine Sperrgasschicht zu bilden. Die Sperrgasschicht kann sich vollflächig und ununterbrochen auch zwischen den Kanalsystemen ausbilden und ist nur dort insbesondere punkt- und linienweise unterbrochen, wo der Liner an der Leitungskomponente anliegt. Das eingeleitete Sperrgas dient vor allem dazu, eine Leckage- oder Schadenstelle in dem Liner abzudichten. Die Sperrgasbarriere verhindert, dass Prozessmedium über die Leckage- oder Schadenstelle hinaus wandert. Sollte das Sperrgas bei einem unbeschädigten Liner immer einen konstanten Druck oder Strömungsverhalten aufweisen, kann über eine Druckveränderung bzw. über verändertes Strömungsverhalten eine Leckage ebenfalls detektiert werden. The channel system according to the invention can in particular be designed to be connected to a barrier gas source, wherein preferably at least one detection outlet can be used as connection point. The barrier gas source can be realized, for example, by an electrically operating barrier gas generator, which comprises a release valve, which can be actuated in particular by a line-specific electronic component. The barrier gas generator may be adapted to inject into the duct system a sealing gas, such as Inert gas, such as nitrogen, to initiate to form a barrier gas layer between the inside of the line component and the outside of the liner. The barrier gas layer can form over the entire surface and continuously between the channel systems and is interrupted only in particular punctiform and line-wise, where the liner rests against the line component. The introduced barrier gas serves primarily to seal a leakage or damage site in the liner. The barrier gas barrier prevents process fluid from migrating beyond the point of leakage or damage. If the barrier gas always has a constant pressure or flow behavior with an undamaged liner, a leak can also be detected via a pressure change or via a changed flow behavior.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Dimensionierung des Kanalsystems, insbesondere der einzelnen Kanalstränge, im Wesentlichen längs des gesamten Kanalsystems konstant. Vorzugsweise ist eine Kanalbreite von wenigstens 1 mm, vorzugsweise wenigstensIn a preferred embodiment of the invention, the dimensioning of the channel system, in particular of the individual channel strands, is substantially constant along the entire channel system. Preferably, a channel width of at least 1 mm, preferably at least
2 mm, vorgesehen. Eine Mindesttiefe für die Kanalstränge kann wenigstens 0,4 mm, 0,5 mm oder 1 mm und höchstens 5 mm sein. 2 mm, provided. A minimum depth for the channel strands may be at least 0.4 mm, 0.5 mm or 1 mm and at most 5 mm.
Vorzugsweise ist ein Kanalsystem, insbesondere sind Kanalwege des Kanalsystems dort insbesondere dichter angeordnet, wo der Liner insbesondere konstruktionsbedingt geschwächt ausgeführt ist. Preferably, a channel system, in particular channel paths of the channel system there are arranged in particular dense, where the liner is designed weakened particular construction.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist der Detektierauslass derart angeordnet, dass er von der Innenseite zur Außenseite der Leitungskomponente, insbesondere in den verschließbaren Detektionshohlraum gelangt, der beispielsweise zum Aufnehmen einer Ventilpackung dient. In one development of the invention, the detection outlet is arranged such that it passes from the inside to the outside of the line component, in particular into the closable detection cavity, which serves for example for receiving a valve packing.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist eine schadenträchtige Stelle des Liners durch eine Durchströmungsquerschnittsverjüngung der Leitungskomponente, wie einem Vorsprung, einem Absatz, eine Stufe, gebildet. Das Kanalsystem kann derart verzweigt und aufgefächert sein, dass eine hohe Dichte sichergestellt wird, die derart bestimmt ist, dass an jeder Kanalstelle ein benachbarter Kanalweg in einem Mindestabstand von weniger als 1 cm, 2 cm,In a preferred embodiment of the invention, a damaged area of the liner is formed by a flow cross-sectional taper of the pipe component, such as a projection, a step, a step. The channel system may be so branched and fanned out to assure a high density, which is determined such that at each channel location, an adjacent channel path at a minimum distance of less than 1 cm, 2 cm,
3 cm, 5 cm und 10 cm liegt. 3 cm, 5 cm and 10 cm.
Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Leitungskomponente, wie ein Leitungsrohr, ein Stellventil, einen Kugelhahn, eine Drosselklappe, ein Linear- oder Schwenkventil, eine Mol- cheinheit oder dergleichen, einer prozesstechnischen Anlage, wie einer petrochemischen Prozessanlage, einer lebensmittelverarbeitenden Anlage, wie einer Brauerei oder dergleichen. Die prozesstechnische Anlage kann insbesondere flüssiges Chlorgas oder kryogenes Medium verarbeiten. Die Leitungskomponente hat eine einem Prozessmedium zugewandte Innenseite und einem die Innenseite auskleidenden Liner, wie eine Schutzauskleidung, und ein erfindungsgemäßes Kanalsystem, das insbesondere an der Innenseite der Leitungskomponente und/oder an der Außenseite des Liners ausgebildet ist. Furthermore, the invention relates to a line component, such as a conduit, a control valve, a ball valve, a throttle valve, a linear or swing valve, a molar cheinheit or the like, a process engineering plant, such as a petrochemical process plant, a food processing plant, such as a brewery or the like. The process plant can process in particular liquid chlorine gas or cryogenic medium. The conduit component has an inner side facing a process medium and a liner lining the inside, such as a protective lining, and a channel system according to the invention, which is formed in particular on the inside of the conduit component and / or on the outside of the liner.
Schließlich betrifft die Erfindung ein System zum Detektieren eines Leckageprozessmediums zwischen einer Innenseite einer insbesondere oben genannten erfindungsgemäßen Leitungskomponente und einem die Innenseite der Leitungskomponente auskleidenden Liner, wie einer Schutzauskleidung. Das Detektiersystem umfasst ein erfindungsgemäßes Kanalsystem sowie eine Prozessmediumsdetektiereinrichtung, wie an dem wenigstens einen Detektieraus- lass und/oder an dem wenigstens einen Detektierhohlraum angeordnet ist. Finally, the invention relates to a system for detecting a leakage process medium between an inside of a particular above-mentioned line component according to the invention and a liner lining the inside of the line component, such as a protective lining. The detection system comprises a channel system according to the invention as well as a process medium detection device, as arranged on the at least one detection outlet and / or on the at least one detection cavity.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Preferred embodiments of the invention are specified in the subclaims.
Weitere Merkmale, Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden durch die folgende Beschreibung einer bevorzugten Ausführung anhand der beiliegenden Zeichnungen deutlich, in denen zeigen: Further features, characteristics and advantages of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment with reference to the accompanying drawings, in which:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Leitungskomponente in Form eines Schmetterlingventils geschlossener Ventilklappe; Figure 1 is a plan view of a line component in the form of a butterfly valve closed valve flap.
Fig. 2 eine Querschnittsansicht der Leitungskomponente entlang der Schnittlinie II-II nach Fig. 1 ; FIG. 2 shows a cross-sectional view of the line component along the section line II - II according to FIG. 1; FIG.
Fig. 3 eine Detailquerschnittsansicht der Leitungskomponente entlang der Schnittlinie X-X in einer Ausführung eines erfmdungsgemäßen Kanalsystems; 3 shows a detail cross-sectional view of the line component along the section line X-X in an embodiment of a channel system according to the invention;
Fig. 4 eine Detailansicht entsprechend Fig. 3 in einer zweiten Ausführung; 4 shows a detail view corresponding to FIG. 3 in a second embodiment;
Fig. 5 eine Detailquerschnittsansicht gemäß Fig. 3 und 4 in einer dritten Ausführung und Fig. 6 eine vergrößerte Querschnitts ansieht gemäß Fig. 2 mit einem Detektionssystem gemäß der Erfindung. Fig. 5 is a detail cross-sectional view of FIG. 3 and 4 in a third embodiment and Fig. 6 is an enlarged cross-sectional view of FIG. 2 with a detection system according to the invention.
In Fig. 1 und 2 ist eine erfmdungs gemäße Leitungskomponente im Detail dargestellt und als Ventil mit Drosselklappe ausgebildet. Es sei klar, dass diese Ventilkomponente nur ein Beispiel darstellt, und andere Leitungskomponenten, wie Stellventil, Leitungsrohre, etc., den Gegenstand der Erfindung aufnehmen können. In Fig. 1 and 2, a erfmdungs proper line component is shown in detail and formed as a valve with throttle. It should be understood that this valve component is only an example, and other piping components, such as control valves, conduits, etc., can accommodate the subject invention.
Das Ventil 1 umfasst ein Ventilgehäuse 3, das einen verstärkten Lagerabschnitt 5 zum Lagern der Drosselklappenwelle 7 aufweist, über den die Klappe 11 betätigbar ist. Zur Bildung der Lagerung ist eine Führungsbuchse 13 vorgesehen, an die in axialer Richtung ein Hohlraum 15 anschließt, in dem eine Ventilpackung in Form von Dichtungsmanschetten 17 angeordnet ist. Tellerfedern 21 beaufschlagen die Ventilpackung in axialer Richtung. The valve 1 comprises a valve housing 3, which has a reinforced bearing portion 5 for supporting the throttle shaft 7, via which the flap 11 is actuated. To form the bearing, a guide bush 13 is provided, to which a cavity 15 connects in the axial direction, in which a valve packing in the form of sealing sleeves 17 is arranged. Disc springs 21 act on the valve packing in the axial direction.
Der Sitz für die Ventilpackung ist teilweise von einer Schutzauskleidung 23 aus PTFE gebildet, wobei sich die Schutzauskleidung 23 auch um innenseitige Abschnitte des Ventilgehäuses 5 erstreckt. Die Schutzauskleidung 23 dient dazu, die Innenseite, welche mit dem nicht dargestellten Prozessmedium beaufschlagt werden würde, und/oder freiliegende Flächen vor dem Prozessmedium zu schützen. Insofern umgibt die Schutzauskleidung 23 formangepasst (bei 25) die Innenseite des Gehäuses der Leitungskomponente. The seat for the valve packing is partially formed by a protective lining 23 made of PTFE, wherein the protective lining 23 also extends around inside sections of the valve housing 5. The protective lining 23 serves to protect the inside, which would be acted upon by the process medium, not shown, and / or exposed surfaces in front of the process medium. As such, the protective liner 23 conforms to the inside of the housing of the conduit component (at 25).
Es zeigte sich, dass das Prozessmedium insbesondere an der Schutzauskleidung 23 abschnittsweise den Aggregatszustand ändert und gasförmig werden kann, wodurch eine Diffusion und Permeation durch die Auskleidung 23 hindurch hin zur Innenseite des häufig aus Metall gebildeten Gehäuses 3 der Leitungskomponenten einhergeht. It was found that the process medium, in particular on the protective lining 23, partially changes the state of aggregation and can become gaseous, whereby a diffusion and permeation through the lining 23 to the inside of the housing 3 of the line components, which is often formed of metal, is accompanied.
Bei dem Erfindungsgegenstand geht es darum, dass sich im Zwischenbereich 31 zwischen der Innenseite 33 des Gehäuses 3 der Leitungskomponente und der Schutzauskleidung 23 sammelnde Prozessmedium zu detektieren und dadurch frühzeitig eine zu hohe Konzentration von Prozessmedium in dem Übergangsbereich zu erfassen. Auf diese Weise kann ein Korrosionsstadium bereits frühzeitig entdeckt werden und entsprechende Wartungsarbeiten geringen Aufwands können vorgenommen werden. Um die Konstellation von Prozessmedium in dem Zwischenbereich 31 zu detektieren, ist ein erfindungsgemäßes Kanalsystem 41 vorgesehen, das nutartig oder rillenförmig an der Innenseite des Gehäuseabschnitts 3 in die Leitungskomponente eingearbeitet ist. Das Kanalsystem ist in Fig. 3 mit zwei Kanalverläufen 43 dargestellt, die sich schraubenförmig zur Axialrichtung A umlaufen, so dass ein Kanalzug in der Ausbildung gemäß Fig. 3 gebildet ist. Es sei klar, dass die beiden Kanalzüge 43 auch separat sind und in einen gemeinsamen oder getrennten Hohlraum (beispielsweise 15) münden können, wo eine Detektiereinrichtung angeordnet sein kann. Diese wird später anhand Fig. 6 erläutert. The subject matter of the invention involves detecting process medium collecting in the intermediate region 31 between the inner side 33 of the housing 3 of the line component and the protective lining 23, thereby detecting too early a too high concentration of process medium in the transition region. In this way, a corrosion stage can be detected early and appropriate maintenance work can be made low cost. In order to detect the constellation of process medium in the intermediate region 31, an inventive channel system 41 is provided which is groove-like or groove-shaped on the inside of the housing section 3 incorporated into the line component. The channel system is shown in FIG. 3 with two channel curves 43, which rotate helically to the axial direction A, so that a channel strip in the embodiment according to FIG. 3 is formed. It should be understood that the two channel strips 43 are also separate and may open into a common or separate cavity (eg, 15) where a detecting device may be located. This will be explained later with reference to FIG. 6.
Das in Fig. 3 dargestellte Kanalsystem mit einem einzigen Kanallauf, der sich schraubenförmig entlang der Innenseite der Leitungskomponente erstreckt, hat eine Tiefe T von 1 mm bis 3 mm, vorzugsweise 3 mm, und eine Axialbreite b von 0,5 mm bis 2 mm, vorzugsweise 1 mm. The channel system with a single channel run shown in FIG. 3, which extends helically along the inside of the line component, has a depth T of 1 mm to 3 mm, preferably 3 mm, and an axial width b of 0.5 mm to 2 mm. preferably 1 mm.
Das Kanalsystem 41 erstreckt sich, wie oben angegeben, zu dem Flohlraum 15, in dem beispielsweise eine elektrische Detektionseinrichtung angeordnet ist, die die Konzentration in dem über dem Kanalsystem 41 ankommenden Fluid misst und gegebenenfalls weitergibt. The channel system 41, as stated above, extends to the floo space 15, in which, for example, an electrical detection device is arranged, which measures the concentration in the fluid arriving above the channel system 41 and, if necessary, passes on.
Anstatt und/oder zusätzlich zu dem Hohlraum 15 kann ein Auslass in dem Gehäuse 3 angeordnet sein, so dass eine Detektionseinrichtung auch außerhalb der Leitungskomponente angeordnet sein kann. Instead of and / or in addition to the cavity 15, an outlet can be arranged in the housing 3, so that a detection device can also be arranged outside the line component.
Der Hohlraum 15 hat den Vorteil, dass eine eigene Abdichtung im Hinblick auf das Vermeiden von dem Austreten eines Prozessmediums außerhalb des Gehäuses 3 der Leitungskomponente verhindert wird. The cavity 15 has the advantage that a separate seal with regard to the avoidance of the escape of a process medium outside the housing 3 of the line component is prevented.
Wie in Fig. 3 ersichtlich ist, ist das Kanalsystem 41 insbesondere an einer geschwächten Position, insbesondere konkav-gekrümmten Abschnitt der Schutzauskleidung 23 angeordnet, welche konstruktionsbedingt ist. Es ist insbesondere bei der Auswahl der Positionierung der Kanäle 43 des Kanalsystems 41 von Vorteil, diese dort anzuordnen, in der eine hohe Schadenanfälligkeit der Schutzauskleidung 23 besteht. Die Schadenanfälligkeit kann insbesondere dort ausgelegt sein, wo die Schutzauskleidung besonders dünnwandig ausgebildet ist, und diese Dünnwandigkeit konstruktionsbedingt ist. Auch radial vorstehende Vorsprünge innerhalb des prozessmediumfuhrenden Leitungskanals der Leitungskomponente können ein Ort sein, an dem ein Leitungssystem, insbesondere in einer nicht dargestellten Verzweigung, notwendig ist, um so großflächige Bereiche des Übergangsbereichs zwischen der Schutzauskleidung und der Innenseite des Gehäuses der Leitungskomponente detektierend abdecken zu können. As can be seen in Fig. 3, the channel system 41 is arranged in particular at a weakened position, in particular concavely curved portion of the protective lining 23, which is by design. It is particularly in the selection of the positioning of the channels 43 of the channel system 41 of advantage to arrange them where there is a high vulnerability of the protective lining 23. The vulnerability can be designed especially where the protective lining is particularly thin-walled, and this thin-walled construction. Also radially protruding projections within the process medium leading duct of the line component may be a place to a conduit system, in particular in a branch, not shown, is necessary in order to cover as large areas of the transition region between the protective lining and the inside of the housing of the line component can detect.
Es zeigte sich, dass ein Prozessmedium, das durch die Schutzauskleidung 23 hindurchtritt, und benachbart dem relaisartigen Kanalabschnitt in den Zwischenbereich austritt, längs des Zwischenbereichs hin zu dem Kanalabschnitt gezogen wird, da eine sich natürlich ergebende Druckdifferenz ausgenutzt wird. Es ist auch diese Druckdifferenz, welche das Prozessmedium, das bereits den Kanal 43 erreicht hat, hin zu der Detektionsstelle, also dem Hohlraum 15 oder dem nicht näher dargestellten Auslass transportiert wird. It has been found that a process medium passing through the protective liner 23 and exiting the intermediate region adjacent to the relay-like channel portion is drawn along the intermediate region toward the channel portion since a naturally occurring pressure difference is utilized. It is also this pressure difference which the process medium, which has already reached the channel 43, is transported to the detection point, that is to say the cavity 15 or the outlet (not shown).
Es ist dabei darauf zu achten, dass unter Umständen in dem Hohlraum 15 ein Umgehungsdruck besteht. It is important to note that there may be a bypass pressure in the cavity 15.
Eine weitere alternative Ausführung des Kanalsystems 51 wird im Hinblick auf Fig. 4 beschrieben, welche ebenfalls die Schnittansicht X-X darstellt, allerdings ein unterschiedliches Kanalsystem 51 mit enger aneinander laufenden, ebenfalls schraubenförmig zur Axialrichtung A erstreckende Kanäle 53 umfasst. Es sei klar, dass die Kanäle 53 auch eigenständige Kanäle sein können, die parallel zueinander verlaufen und in einen Kanalstamm (nicht dargestellt) münden, der sich hin zu dem Detektierhohlraum 15 oder dem Auslass erstreckt. Wie in Fig. 4 ersichtlich ist, sind die nutartigen Kanäle mit derselben Breite b, wie bei der Ausführung gemäß Fig. 3 ausgebildet, allerdings variiert die Tiefe T. Die Tiefe T kann zwischen 1 mm und 5 mm variieren oder auch konstant ausgebildet sein. Wie ersichtlich ist, gibt es vier separate Detektionsfelder 55, die sich durch eng aneinander verlaufende Kanalbereiche charakterisieren. Es zeigte sich, dass diese Kanalabschnitte besonders schadenanfällig sind, so dass hier die Konzentration der Kanaldichte erhöht ist. Auf diese Weise kann schneller delektiert werden, sollte sich gerade an den schadenanfälligen Schutzauskleidungsstellen Prozessmedium austreten, dass anschließend entlang der benachbarten Kanäle schnell zu dem Detektierhohlraum oder dem Detektierauslass gelangen kann. A further alternative embodiment of the channel system 51 will be described with reference to FIG. 4, which also represents the sectional view X-X, but comprises a different channel system 51 with more closely spaced channels 53 also extending helically to the axial direction A. It will be appreciated that the channels 53 may also be discrete channels that are parallel to each other and terminate in a channel trunk (not shown) that extends toward the detection cavity 15 or the outlet. As can be seen in FIG. 4, the groove-like channels are formed with the same width b as in the embodiment according to FIG. 3, but the depth T varies. The depth T can vary between 1 mm and 5 mm or can also be made constant. As can be seen, there are four separate detection fields 55 characterized by closely spaced channel areas. It turned out that these channel sections are particularly susceptible to damage, so that here the concentration of the channel density is increased. In this way it can be detected faster if process medium escapes from the damage-prone protective lining locations, which can then quickly reach the detection cavity or the detection outlet along the adjacent channels.
Eine weitere Ausführung eines erfindungsgemäßen Kanalsystems ist in Fig. 5 dargestellt, das besonders dafür geeignet ist, großflächige Detektierbereiche zu erfassen. Das Kanalsystem 61 gemäß Fig. 5 hat eine deutlich größere Breite von wenigstens 2 mm, vorzugsweise 5 mm bis 15mm, insbesondere etwa 10 mm. Wie in Fig. 5 ersichtlich ist, ist der nutförmige Kanal mit einer Tiefe T von etwa 0,5 mm bis 2 mm, vorzugsweise 1 mm, gebildet, wobei der Kanalboden eben glatt ist. Das Kanalsystem 61, das in Fig. 5 mit zwei Kanälen 63 dargestellt ist, kann schraubenförmig bezüglich der Axialrichtung A verlaufen, wobei alternativ auch zwei unabhängige, parallel verlaufende Kanalabschnitte vorgesehen sein können, die in einen weiteren, noch breiteren Kanalstamm münden können. A further embodiment of a channel system according to the invention is shown in FIG. 5, which is particularly suitable for detecting large-area detection areas. The channel system 61 according to FIG. 5 has a significantly greater width of at least 2 mm, preferably 5 mm to 15 mm, in particular about 10 mm. As can be seen in Fig. 5, the groove-shaped channel is formed with a depth T of about 0.5 mm to 2 mm, preferably 1 mm, wherein the channel bottom is flat smooth. The channel system 61, which is shown in Fig. 5 with two channels 63, can extend helically with respect to the axial direction A, wherein alternatively two independent, parallel channel sections can be provided, which can lead to a further, even wider channel trunk.
Um ein Eindrücken der Auskleidung im Bereich der breiten Kanäle zu vermeiden, kann eine Stützplatte in die Innenseite der Gehäusestruktur eingearbeitet sein, die beispielsweise eine Lochplatte darstellt, so dass ein Zulauf des Prozessmediums in die Kanäle 63 ermöglicht ist. Die Schutzplatte dient dazu, die Schutzauskleidung abzustützen, damit sie nicht in den Kanalgang gelangt und damit ein„Verstopfen" des Kanalgangs bewirkt und andererseits hohe Zug- und Druckspannungen aufgrund der Verformung des Eindrückens vermieden werden. In order to avoid impressions of the lining in the area of the wide channels, a support plate can be incorporated into the inside of the housing structure, which represents a perforated plate, for example, so that an inlet of the process medium into the channels 63 is made possible. The protective plate serves to support the protective lining, so that it does not enter the channel passage and thus causes a "clogging" of the channel passage and on the other hand high tensile and compressive stresses due to the deformation of the indentation are avoided.
Um die Stützplatte zu erfassen, kann eine stufenmäßige Aussparung vorgenommen werden, die derart dimensioniert ist, dass die Stützplatte gut eingepasst ist. Die Kanäle 63 sind als weitere Vertiefung vorgesehen, so dass eine Art stufenförmiger Vertiefungsabschnitt durch die Aufnahme der Stützplatte und der Kanalstruktur gebildet ist. In order to grasp the support plate, a stepped recess can be made, which is dimensioned such that the support plate is well fitted. The channels 63 are provided as a further recess, so that a kind of stepped recess portion is formed by the recording of the support plate and the channel structure.
In Fig. 6 ist ein erfindungsgemäßes Detektiersystem dargestellt, bei dem in dem Gehäuse 3 insbesondere im Lagerabschnitt ein weibliches Anschlussstück 71 eingebracht ist, an dem ein nicht dargestellter Stecker anschraubbar ist. Der Stecker kann mit einer Detektiereinrichtung, die beispielsweise dazu ausgelegt ist, die Konzentration von Prozessmedium zu erfassen, verbunden sein. Auch andere Detektiereinrichtungen können an dem Anschluss 71 angebracht sein. Der Anschluss 71 gelangt über einen Kanal 73, der winklig verläuft, in den Detektier- raum 15, in dem die oben genannten Kanalsystem 41, 51 münden. In Fig. 6, an inventive detection system is shown, in which in the housing 3 in particular in the bearing portion, a female connector 71 is introduced, on which a plug, not shown, can be screwed. The plug can be connected to a detection device, which is designed, for example, to detect the concentration of process medium. Other detection devices may be attached to the terminal 71. The port 71 passes through a channel 73, which extends at an angle, into the detection chamber 15, in which the above-mentioned duct system 41, 51 open.
Der Anschluss 71 kann auch dazu genutzt werden, eine Sperrgasquelle anzuschließen, über die Sperrgas in das Kanalsystem eingebracht werden kann. Die Sperrgasquelle kann beispielsweise durch einen Sperrgaserzeuger gebildet sein, der Sperrgas, wie ein Inertgas, wie Stickstoff, erzeugt, das ein besonderes geringes Reaktionsvermögen mit dem Prozessmedium aufweist. Das Sperrgas, das über das Kanalsystem 41, 51 und 61 in den Zwischenbereich 31 gelangt, drängt das unter Umständen permeierte/diffundierte Prozessmedium, das Gas, von dem zu schützenden Gehäuseabschnitt weg. Selbst kleine Schadensöffnungen an der Schutzauskleidung 23 werden durch das Vorsehen von einer Inertgasschicht quasi abgedichtet. The port 71 can also be used to connect a barrier gas source through which sealing gas can be introduced into the duct system. The barrier gas source may be formed, for example, by a barrier gas generator that generates barrier gas, such as an inert gas, such as nitrogen, that has a particular low reactivity with the process medium. The sealing gas, which enters the intermediate region 31 via the channel system 41, 51 and 61, forces the possibly permeated / diffused process medium, the gas, from away from the housing section to be protected. Even small damage openings on the protective lining 23 are virtually sealed by the provision of an inert gas layer.
Dabei kann im Bereich des Anschlusses oder in Verbindung mit der Sperrgasquelle ein Sperrgasverbraucher vorgesehen sein, der den Verbrauch von Sperrgas bemisst. Sollte beispielsweise ein Sperrgas in die Leitungskomponente über eine Schadensöffnung eindringen, kann dies über die Detektiereinrichtung erfasst werden, so dass auch auf diese Weise eine schnelle Wartung der entsprechenden Leitungskomponente mit dem Kanalsystem einhergehen kann. In this case, in the region of the connection or in connection with the sealing gas source, a sealing gas consumer may be provided, which measures the consumption of sealing gas. If, for example, a sealing gas penetrates into the line component via a damage opening, this can be detected by the detection device, so that in this way too rapid maintenance of the corresponding line component can be accompanied by the channel system.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Figuren und den Ansprüchen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Realisierung der Erfindung in den verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein. The features disclosed in the foregoing description, the figures and the claims may be of importance both individually and in any combination for the realization of the invention in the various embodiments.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Ventil 1 valve
3 Ventilgehäuse 3 valve housing
5 Lagerabschnitt5 bearing section
7 Welle 7 wave
11 Klappe  11 flap
15 Hohlraum  15 cavity
17 Dichtungsmanschetten 17 gaskets
21 Tellerfeder 21 plate spring
23 S chutzauskleidung 23 protective lining
31 Zwischenbereich31 intermediate area
33 Innenseite 33 inside
41, 51, 61 Kanalsystem  41, 51, 61 duct system
43, 53, 63, 73 Kanalverlauf  43, 53, 63, 73 Channel course
55 Detektionsfeld 55 detection field
71 Anschlussstück 71 connection piece
A Axialrichtung b Axialbreite A Axial direction b Axial width
T Tiefe  T depth

Claims

Ansprüche claims
1. Kanalsystem (41, 51, 61), insbesondere zur Leckagedetektion und/oder zum Aufbau einer Sperrgasschicht, für eine Leitungskomponente, wie ein Leitungsrohr, ein Stellventil, einen Kugelhahn, eine Drosselklappe, ein Linear- oder Schwenkventil, eine Molcheinheit oder dergleichen, einer prozesstechnischen Anlage, insbesondere zum Verarbeiten korrosionsträchtiger Medien, wie flüssiges Chlorgas, ein kryogenes Medium, etc., wobei das Kanalsystem (41, 51, 61) zwischen einer die Prozessströmung des Prozessmediums im Wesentlichen leitenden Innenseite (33) der Leitungskomponente und einem die Innenseite auskleidenden Liner, insbesondere einer Kunststoffauskleidung (23), auszubilden ist und sich ausgehend oder zumindest über eine schadensanfällige Stelle des Liners derart zu wenigstens einem Detektionsauslass der Leitungskomponente und/oder einem von der Außenseite der Leitungskomponente zugänglichen wenigstens einen Detektionshohlraum (15) innerhalb der Leitungskomponente erstreckt, dass eine stetige, fluidale Verbindung von der schadensanfälligen Stelle über das Kanalsystem hin zu dem wenigstens einen Detektionsauslass und/oder dem wenigstens einen Detektionshohlraum (15) gebildet ist. A channel system (41, 51, 61), in particular for leakage detection and / or for constructing a barrier gas layer, for a line component, such as a conduit, a control valve, a ball valve, a throttle, a linear or pivot valve, a pig unit or the like, a process engineering plant, in particular for processing corrosion-prone media, such as liquid chlorine gas, a cryogenic medium, etc., wherein the channel system (41, 51, 61) between a process flow of the process medium substantially conducting inside (33) of the line component and the inside lining liner, in particular a plastic lining (23), is formed and extending starting from or at least on a damage prone location of the liner to at least one detection outlet of the line component and / or accessible from the outside of the line component at least one detection cavity (15) within the line component that a continuous, fluid connection is formed from the damage-susceptible point via the channel system towards the at least one detection outlet and / or the at least one detection cavity (15).
2. Kanalsystem (41, 51, 61) nach Anspruch 1, bei dem es wenigstens einen Kanalstamm aufweist, der in den wenigstens einen Auslass oder in den wenigstens einen Detektionshohlraum (15) mündet, wobei insbesondere der wenigstens eine Kanalstamm wenigstens eine, vorzugsweise mehrere Verzweigungen aufweist, von der sich zwei oder mehrere Kanaläste wegerstrecken, um weitere distale schadensträchtige Linerstellen zu erreichen, und/oder sich der wenigstens eine Kanalstamm schraubenförmig in einer Umfangsrichtung insbesondere mehrfach umlaufend erstreckt, oder der Kanalstamm eine in Umfangsrichtung oder in Axialrichtung (A) der Leitungskomponente geradlinige Erstreckung aufweist. 2. A duct system (41, 51, 61) according to claim 1, wherein it comprises at least one channel trunk, which opens into the at least one outlet or in the at least one detection cavity (15), wherein in particular the at least one channel trunk at least one, preferably a plurality Branching, from which two or more channel branches extend away, to reach more distal punctuated Linerstellen, and / or the at least one channel trunk extends helically in a circumferential direction, in particular multi-circumferential, or the channel trunk a circumferentially or in the axial direction (A) of Line component has rectilinear extent.
3. Kanalsystem (41, 51, 61) nach Anspruch 1 oder 2, bei dem mehrere Detektionsausläs- se und/oder Detektionshohlräume (15) in der Leitungskomponente vorgesehen sind und jedem Detektionsauslass und/oder Detektionshohlraum ein Stammkanal des Kanalsystems zugeordnet ist, von dem sich insbesondere wenigstens zwei Kanaläste wegerstrecken, wobei insbesondere einige oder alle Kanaläste des Kanalsystems mit sämtlichen Auslässen in ununterbrochener fluidaler Verbindung stehen. 3. The duct system (41, 51, 61) according to claim 1 or 2, wherein a plurality of detection outlets and / or detection cavities (15) are provided in the ductwork component and associated with each detection outlet and / or detection cavity is a trunk channel of the channel system from which in particular at least two channel branches extend, wherein in particular some or all channel branches of the channel system are in continuous fluid communication with all the outlets.
4. Kanalsystem (41, 51, 61) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem mehrere Kanalstämme, von denen sich vorzugsweise mehrere Kanaläste abzweigen, in ein- und denselben Detektionsauslass und/oder Detektionshohlraum (15) münden, und/oder bei dem der wenigstens eine Kanalstamm und gegebenenfalls die daran angebundenen Kanaläste insbesondere zumindest teilweise in einer Kanalsackgasse endet, wobei insbesondere die Kanalsackgasse mit nur einem Detektionsauslass der Leitungskomponente oder nur einem Detektionshohlraum (15) in fluidaler ununterbrochener Verbindung steht. 4. duct system (41, 51, 61) according to any one of the preceding claims, in which a plurality of channel trunks, of which preferably branch off several channel branches, in one and the same detection outlet and / or detection cavity (15) open, and / or wherein the at least one channel trunk and possibly the channel branches connected thereto ends, in particular, at least partially in a channel bag alley, wherein in particular the channel dead end is in fluid uninterrupted communication with only one detection outlet of the line component or only one detection cavity (15).
5. Kanalsystem (41, 51, 61) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem es mit dem wenigstens einen Detektionsauslass oder dem wenigstens einen Detektionshohlraum (15) in fluidaler Verbindung stehende, sackgassenartige, periphere Kanalenden aufweist, von denen alle einem Detektionsauslass oder einem Detektionshohlraum (15) fluidal zugeordnet sind oder ein Kanalende oder mehrere Kanalenden zwei oder mehreren Detektionsauslässen oder Detektionshohlräumen (15) fluidal zugeordnet sind. A channel system (41, 51, 61) as claimed in any one of the preceding claims, wherein the at least one detection outlet or said at least one detection cavity (15) is in fluid communication with dead end peripheral channel ends, all of which communicate with a detection outlet or Detection cavity (15) are associated fluidly or one channel end or more channel ends two or more detection outlets or detection cavities (15) are associated fluidly.
6. Kanalsystem (41, 51, 61) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem es insbesondere ausschließlich an der Innenseite der Leitungskomponente und/oder insbesondere ausschließlich an der der Innenseite zugewandten Außenseite des Liners eine Rillenform aufweist, wobei insbesondere das rillenformige Kanalsystem (41, 51, 61) von der Außenseite des Liners oder von der Innenseite der Leitungskomponente bedeckt ist, wobei insbesondere das rillenförmige Kanalsystem (41, 51, 61) entweder leitungs- komponentenseitig oder linerseitig offen ist, so dass sich an der Außenseite des Liners befindendes Prozessmedium in das rillenartige Kanalsystem (41, 51, 61) eindringen und abgeleitet werden kann. 6. duct system (41, 51, 61) according to any one of the preceding claims, wherein it in particular exclusively on the inside of the line component and / or in particular exclusively on the inside facing the outside of the liner has a groove shape, in particular the groove-shaped channel system (41 , 51, 61) is covered by the outside of the liner or by the inside of the pipe component, wherein in particular the groove-shaped channel system (41, 51, 61) is open either on the line component side or on the liner side, so that process medium located on the outside of the liner into the groove-like channel system (41, 51, 61) and can be derived.
7. Kanalsystem (41, 51, 61) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem das Kanalsystem (41, 51, 61) derart ausgelegt ist, dass das Prozessmedium anhand einer flui- dalen Prozessmedium-Druckdifferenz längs des Kanalsystems (41, 51, 61) bis zu dem wenigstens einen Detektionsauslass oder dem wenigstens einen Detektionshohlraum (15) strömen kann. 7. Channel system (41, 51, 61) according to any one of the preceding claims, wherein the channel system (41, 51, 61) is designed such that the process medium based on a fluid dalen process medium pressure difference along the channel system (41, 51, 61) to the at least one detection outlet or the at least one detection cavity (15) can flow.
8. Kanalsystem (41, 51 , 61) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem das Kanalsystem (41, 51, 61) abschnittsweise im Querschnitt umlaufend geschlossen innerhalb des Liners und/oder einer die Innenseite (33) der Leitungskomponente bildenden Wandung ausgebildet ist. 8. duct system (41, 51, 61) according to any one of the preceding claims, wherein the channel system (41, 51, 61) partially in cross-section circumferentially closed inside the liner and / or a the inside (33) of the pipe component forming wall is formed ,
9. Kanalsystem (41, 51, 61) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem im Bereich des wenigstens einen Detektionsauslasses oder des wenigstens einen Detektions- hohlraums (15) eine Einrichtung zum Detektieren von Prozessmedium, insbesondere einer Prozessmediumskonzentration, angeordnet ist, wie eine Prozessmediumsensorik, wobei insbesondere die Detektionseinrichtung mit einem Sender oder einem Signalausgang versehen ist, über den ein Detektionssignal, wie ein eine Konzentrationsgrenze überschreitendes Notsignal, insbesondere an einer Steuerungselektronik der prozesstechnischen Anlage, insbesondere einem Stellungsregler oder einem anderen Empfänger, abgebbar ist, wobei insbesondere die Detektionseinrichtung mit einem Mikroprozessor versehen ist, der ständig, taktweise oder bei manuellem Abruf eine Prozessmediumskonzentrationsüberwachung durchführt. 9. duct system (41, 51, 61) according to any one of the preceding claims, in which in the region of the at least one detection outlet or the at least one detection cavity (15) a device for detecting process medium, in particular a process medium concentration, is arranged, such as Process medium sensor, wherein in particular the detection device is provided with a transmitter or a signal output, via which a detection signal, such as a concentration limit border emergency signal, in particular at a control electronics of the process plant, in particular a positioner or another receiver, can be issued, in particular the detection device is provided with a microprocessor that performs a process medium concentration monitoring constantly, intermittently or on manual call.
10. Kanalsystem (41, 51, 61) nach Anspruch 9, bei dem die Detektionseinrichtung durch einen durchsichtigen Behälter gebildet ist, der fluiddicht an dem Detektionsauslass angebracht ist und vorzugsweise mit einem Signalfluid, wie Ammoniak, gefüllt ist, wobei das Signalfluid dazu ausgelegt ist, seine Farbe und/oder seinen Kontrast zu verändern, wenn es in Kontakt mit dem Prozessmedium gelangt, insbesondere die Prozessmediumskonzentration innerhalb des Behälters eine insbesondere vorgegebene Schwelle überschreitet. The channel system (41, 51, 61) of claim 9, wherein the detection means is a transparent container fluid-tightly attached to the detection outlet and preferably filled with a signal fluid such as ammonia, the signal fluid being adapted thereto to change its color and / or its contrast when it comes in contact with the process medium, in particular the process medium concentration within the container exceeds a particular predetermined threshold.
11. Kanalsystem (41, 51, 61) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der wenigstens eine Detektionsauslass dazu ausgelegt ist, an eine Sperrgasquelle angeschlossen zu werden, wobei insbesondere ein insbesondere elektrisch arbeitender Sperrgaserzeuger, vorzugsweise umfassend ein Freigabeventil, das insbesondere durch eine leitungsindividuelle Elektronikkomponente ansteuerbar ist, dazu ausgelegt ist, in das Kanalsystem (41, 51, 61) ein Sperrgas, wie ein Inertgas, beispielsweise Stickstoff, einzuleiten, um zwischen der Innenseite (33) der Leitungskomponente und der Außenseite des Liners eine Sperrgasschicht zu bilden und/oder um an einer Leckagestelle, welche über das Leitungskanalsystem mit dem Auslass fluidisch verbunden ist, eine Sperrgasbarriere zu bilden. 11. duct system (41, 51, 61) according to any one of the preceding claims, wherein the at least one detection outlet is adapted to be connected to a barrier gas source, in particular a particular electrically working barrier gas generator, preferably comprising a release valve, in particular by a line-specific electronic component is controlled, is designed to be in the Channel system (41, 51, 61) to introduce a barrier gas, such as an inert gas, such as nitrogen, to form a barrier gas layer between the inside (33) of the conduit component and the outside of the liner and / or at a leakage point which is via the conduit channel system fluidly connected to the outlet to form a barrier gas barrier.
12. Kanalsystem (41, 51, 61) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Dimensionierung des Kanalsystems (41, 51, 61), insbesondere der Kanalstränge, im Wesentlichen längs des gesamten Kanalsystems (41, 51, 61) konstant ist, wobei insbesondere eine Kanalbreite (b) wenigstens 1 mm sein soll, eine Mindesttiefe für die Kanalstränge von wenigstens 0,4 mm oder 1 mm und höchstens 5 mm gebildet ist. 12. Channel system (41, 51, 61) according to any one of the preceding claims, wherein the dimensioning of the channel system (41, 51, 61), in particular of the channel strands, substantially along the entire channel system (41, 51, 61) is constant, wherein in particular a channel width (b) should be at least 1 mm, a minimum depth for the channel strands of at least 0.4 mm or 1 mm and at most 5 mm is formed.
13. Kanalsystem (41, 51, 61) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der De- tektionsauslass derart angeordnet ist, dass er von der Innenseite (33) zur Außenseite der Leitungskomponente in den insbesondere verschließbaren Detektionshohlraum (15) gelangt, der beispielsweise zum Aufnehmen einer Ventilpackung vorgesehen ist. 13. The duct system (41, 51, 61) according to any one of the preceding claims, wherein the detection outlet is arranged such that it passes from the inside (33) to the outside of the line component in the particular sealable detection cavity (15), for example is provided for receiving a valve pack.
14. Kanalsystem (41, 51, 61) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem eine schadensträchtige Stelle des Liners durch eine Durchströmquerschnittsverjüngung der Leitungskomponente, wie einen Vorsprung, einen Absatz, eine Stufe, gebildet ist, und/oder bei dem das Kanalsystem (41, 51, 61) derart verzweigt zwischen dem Liner und der Leitungskomponente angeordnet ist, dass an jeder Kanalstelle ein benachbarter Kanalweg in einem Abstand von weniger als 1 cm, 2 cm, 3 cm, 5 cm oder 10 cm angeordnet ist. 14. Channel system (41, 51, 61) according to any one of the preceding claims, in which a harmful point of the liner is formed by a flow cross-section taper of the line component, such as a projection, a shoulder, a step, and / or wherein the channel system ( 41, 51, 61) is arranged in such a branched manner between the liner and the line component that an adjacent channel path is arranged at each channel location at a distance of less than 1 cm, 2 cm, 3 cm, 5 cm or 10 cm.
15. Leitungskomponente, wie ein Leitungsrohr, ein Stellventil, ein Kugelhahn, eine Drosselklappe, ein Linear- oder Schwenkventil, eine Molcheinheit oder dergleichen, einer prozesstechnischen Anlage, wie einer petrochemischen Prozessanlage, einer lebensmittelverarbeitenden Anlage, wie einer Brauerei oder dergleichen, mit einer einem Prozessmedium zugewandte Innenseite (33) und einem die Innenseite (33) auskleidenden Liner, wie einer Schutzauskleidung (23), und einem nach einem der vorstehenden Ansprüche ausgebildeten Kanalsystem (41, 51, 61), das an der Innenseite der Leitungskomponente und/oder an der Außenseite des Liners ausgebildet ist. 15. Line component, such as a conduit, a control valve, a ball valve, a throttle valve, a linear or rotary valve, a pig unit or the like, a process plant, such as a petrochemical process plant, a food processing plant, such as a brewery or the like, with a Process medium facing the inside (33) and a liner lining the inside (33), such as a protective lining (23), and formed according to any one of the preceding claims channel system (41, 51, 61) on the inside of the line component and / or the outside of the liner is formed.
16. System zum Detektieren eines Leckageprozessmediums zwischen einer Innenseite (33) einer insbesondere nach Anspruch 15 ausgebildeten Leitungskomponente einer prozesstechnischen Anlage und einer die Innenseite (33) der Leitungskomponente auskleidenden Liner, wie einer Schutzauskleidung, umfassend ein nach einem der Ansprüche 1 bis 14 ausgebildetes Kanalsystem (41, 51, 61) und eine Prozessmediumsde- tektiereinrichtung, die an dem wenigstens einen Detektionsauslass und/oder an dem wenigstens einen Detektionshohlraum (15) angeordnet ist. 16. A system for detecting a leakage process medium between an inner side (33) of a particular designed according to claim 15 line component of a process plant and the inner side (33) of the line component lining liners, such as a protective lining, comprising a trained according to one of claims 1 to 14 channel system (41, 51, 61) and a Prozessmediumsde- tektiereinrichtung, which is arranged on the at least one detection outlet and / or on the at least one detection cavity (15).
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