DE102013114380B4

DE102013114380B4 - Vorrichtung zur Detektion von einer nichtleitfähigen Flüssigkeit in Wasser

Info

Publication number: DE102013114380B4
Application number: DE102013114380.6A
Authority: DE
Inventors: Torsten Krüger; Torsten Hoppe; Torsten Kaben; Michael Penz
Original assignee: Endress and Hauser Deutschland GmbH and Co KG
Current assignee: Endress and Hauser Deutschland GmbH and Co KG
Priority date: 2013-12-18
Filing date: 2013-12-18
Publication date: 2021-12-30
Anticipated expiration: 2033-12-19
Also published as: DE102013114380A1

Abstract

Vorrichtung zur Detektion einer nichtleitfähigen Flüssigkeit (19) in Wasser (18), wobei die Flüssigkeit (19) eine niedrigere Dichte als die Dichte des Wassers (18) aufweist, umfassendein Rohrelement (2) mit einer Einlassöffnung (3) und einer Auslassöffnung (4), zum Einströmen und Ausströmen des Wassers,wobei das Rohrelement (2) in seinem Innenraum mindestens zwei Stauwehre (5, 6, 7, 8) aufweist, die den Innenraum des Rohrelements (2) in mindestens drei Kammern (9, 10, 11, 12, 13) unterteilen,wobei die Einlassöffnung (3) in eine erste Kammer (9) und die Auslassöffnung (4) aus einer letzten Kammer mündet,wobei jedes der Stauwehre (5, 6, 7, 8) mindestens eine Durchlassöffnung (14, 15, 16, 17) aufweist, die zwei benachbarte Kammern miteinander verbindet, wobei die Durchlassöffnungen (14, 15, 16) des ersten bis des vorletzten Stauwehrs (5, 6, 7) in einem oberen Bereich des Stauwehrs (5, 6, 7) angeordnet sind, so dass die Flüssigkeit (19) mit dem strömenden Wasser durch die Durchlassöffnungen (14, 15, 16) bis in die vorletzte Kammer (9, 10, 11, 12) fließt,wobei die Durchlassöffnung (17) des letzten Stauwehrs (8) in einem unteren Bereich des letzten Stauwehrs (8) angeordnet ist, so dass überwiegend Wasser (18) durch die Durchlassöffnung (17) des letzten Stauwehrs (8) in die letzte Kammer (13) fließt,wobei in der vorletzten Kammer (13) eine erste Messsonde angeordnet ist, welche den Füllstand der Flüssigkeit (19) detektiert, und wobei in der ersten Kammer (9) eine zweite Messsonde angeordnet ist, welche zweite Messsonde als eine Stabsonde ausgestaltet ist, um eine zweite Flüssigkeit zu detektieren, die eine höhere Dichte aufweist als die Dichte des Wassers (18).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Detektion von einer Flüssigkeit, die nichtleitend ist und eine niedrigere Dichte als die Dichte des Wassers aufweist, in Wasser.
Lagertanks, insbesondere zur Beherbergung von Ölen, beispielsweise Benzin oder anderen Treibstoffen, sind in der Regel doppelwandig ausgeführt und weisen eine umlaufende Flüssigkeitsauffangrinne auf. Diese ist mit einem Ablaufrohr verbunden, welches beispielsweise in die Kanalisation mündet. In der Regel sammelt sich in der Flüssigkeitsauffangrinne Regenwasser an, welches durch das Ablaufrohr abfließen kann. Weist der Tank jedoch ein Leck auf, kann die im Tank gelagerte Flüssigkeit an dieser Stelle austreten und sich ebenfalls in der Auffangrinne ansammeln. Neben dem Verlust des Lagerguts hat dessen Austreten auch ökologische Konsequenzen, sodass bei derartigen Tanks ein System zur Leckageerkennung eingesetzt wird.
Aus der DE 1 498 728 A ist eine Vorrichtung zur Detektion einer nichtleitfähigen Flüssigkeit in Wasser bekannt, wobei die Flüssigkeit eine niedrigere Dichte als die Dichte des Wassers aufweist.
Die DE 101 10 540 A1 beschreibt einen Lagerbehälter für wassergefährdende Flüssigkeiten mit einem Leckageerkennungs- und -rückhaltesystem.
Die US 4 400 274 A offenbart eine Trennvorrichtung zum Trennen von Bestandteilen mit niedriger und hoher Dichte einer Flüssigkeit, umfassend einen Tank. Der Tank hat einen Flüssigkeitseinlass, einen gegenüberliegenden Flüssigkeitsauslass und einen oberen Seitenabfluss. Im Tank ist neben dem Einlass ein Filter zum Filtern der abfließenden Flüssigkeiten angebracht.
Die DE 2 330 405 A offenbart eine Ölabscheidevorrichtung zum Abscheiden von Öl, das leichter ist als die gereinigte Flüssigkeit.
Die WO 2012/080092 A1 beschreibt ein System zur Überwachung der Dichtheit eines Tanks. Der Tank ist mit einer Flüssigkeit gefüllt, die eine geringere Dichte als die Dichte von Wasser aufweist, und verfügt über eine Flüssigkeitsablaufrohrleitung. Das System umfasst ein Behältnis mit einer Talsohle, wobei das Behältnis waagerecht in die Flüssigkeitsablaufrohrleitung integriert ist, und einen Stauelement aufweist, welches das Behältnis in einen zulaufseitigen Teilbereich und einen ablaufseitigen Teilbereich unterteilt. Ein vibronisches Messgerät mit einer in den zulaufseitigen Teilbereich der Talsohle hineinragenden schwingfähigen Einheit bestimmt, ob die Mediumsdichte einen vorgegebenen Grenzwert unterschreitet.
Nachteilig an solch einem System ist, dass die Flüssigkeit, die aus dem Tank in den zulaufseitigen Teilbereich der Talsohle des Behältnisses gelangt, sich dort mit dem Wasser vermischt und zusammen mit dem Wasser von dem zulaufseitigen Teilbereich in den ablaufseitigen Teilbereich fließt und von dort aus dem System gelangt. Das Flüssigkeit-Wasser-Gemisch hat also keine Gelegenheit sich so zu beruhigen, dass sich die Flüssigkeit oben auf dem Wasser ablagert. Dies reduziert die Menge der Flüssigkeit an der Wasseroberfläche in dem zulaufseitigen Teilbereich des Behältnisses, wodurch die Überwachung der Dichtheit des Tanks ineffizient wird.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur Überwachung der Dichtheit eines Tanks anzugeben, die effizient ist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand der Erfindung gelöst. Der Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Detektion einer nichtleitfähigen Flüssigkeit in Wasser, wobei die Flüssigkeit eine niedrigere Dichte als die Dichte des Wassers aufweist, umfassend ein Rohrelement mit einer Einlassöffnung und einer Auslassöffnung, zum Einströmen und Ausströmen des Wassers, wobei das Rohrelement in seinem Innenraum mindestens zwei Stauwehre aufweist, die den Innenraum des Rohrelements in mindestens drei Kammern unterteilen, wobei die Einlassöffnung in eine erste Kammer und die Auslassöffnung aus einer letzten Kammer mündet, wobei jedes der Stauwehre mindestens eine Durchlassöffnung aufweist, die zwei benachbarte Kammern miteinander verbindet, wobei die Durchlassöffnungen des ersten bis des vorletzten Stauwehrs in einem oberen Bereich des Stauwehrs angeordnet sind, so dass die Flüssigkeit mit dem strömenden Wasser durch die Durchlassöffnungen bis in die vorletzte Kammer fließt, wobei die Durchlassöffnung des letzten Stauwehrs in einem unteren Bereich des letzten Stauwehrs angeordnet ist, so dass überwiegend Wasser durch die Durchlassöffnung des letzten Stauwehrs in die letzte Kammer fließt, wobei in der vorletzten Kammer eine erste Messsonde angeordnet ist, welche den Füllstand der Flüssigkeit detektiert. Gemäß der Erfindung ist in der ersten Kammer eine zweite Messsonde angeordnet, die als eine Stabsonde ausgestaltet ist, um eine zweite Flüssigkeit zu detektieren, die eine höhere Dichte aufweist als die Dichte des Wassers. Die zweite Messsonde, die als Stabsonde ausgebildet ist, ragt fast bis zu einem Boden der ersten Kammer, um den Füllstand der zweiten Flüssigkeit zu messen.
Da die erfindungsgemäße Vorrichtung mindestens drei Kammern aufweist, hat das Wasser Gelegenheit sich in den ersten Kammern so zu beruhigen, dass die Flüssigkeit sich oben auf dem Wasser anlagert und in die nächstbenachbarte Kammer gelangt. Auf diese Weise erhöht sich die Konzentration der Flüssigkeit von Kammer zu Kammer mit dem fließenden Wasser und kann in der vorletzten Kammer gemessen werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die erste Messsonde als eine schwimmende Messsonde ausgestaltet. Da die Flüssigkeit sich auf dem Wasser anlagert, ist es vorteilhaft die erste Messsonde schwimmend auszugestalten, damit die erste Messsonde bei jedem Füllstand einen Kontakt zu der Flüssigkeit aufweist.
Gemäß einer günstigen Variante ist die erste Messsonde als eine konduktive Messsonde ausgestaltet. Die konduktive Messsonde ist die einfachste und kostengünstigste Methode den Füllstand der Flüssigkeit zu messen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform weist mindestens eine der Durchlassöffnungen ein Gitter auf, damit grobkörnige Feststoffe nicht von einer Kammer in eine benachbarte Kammer gelangen. Mit Feststoffen sind bevorzugt die Feststoffe gemeint, die mit dem Wasser mitgeführt werden oder von außen ins Wasser gelangt sind.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

1: eine perspektivische Rückansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, und
2: eine perspektivische Frontansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

1 zeigt eine perspektivische Rückansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zur Detektion von einer Flüssigkeit 19 in Wasser. Die zu detektierende Flüssigkeit 19 bestehen aus Ölen, die eine niedrigere Dichte als die Dichte des Wassers 18 aufweisen. Die Vorrichtung 1 besteht aus einem Rohrelement 2 mit einer Einlassöffnung 3, die zum Einströmen der Flüssigkeit dient.
Das Rohrelement 2 weist einen Innenraum auf, der mittels vier Stauwehren 5, 6, 7, 8 in fünf Kammern 9, 10, 11, 12, 13 unterteilt ist. Jedes der vier Stauwehre 5, 6, 7, 8 weist jeweils eine Durchlassöffnung 14, 15, 16, 17 auf, die zwei benachbarte Kammern miteinander verbindet. Eingangsseitig weist ein erstes Stauwehr 5 eine erste Durchlassöffnung 14 auf, die in einem oberen Bereich an einem Rand des ersten Stauwehrs 5 angeordnet ist. Eine zweite und dritte Durchlassöffnung 15, 16 sind jeweils in einem oberen Bereich an einem Rand des zweiten und dritten Stauwehrs 6, 7 angeordnet. Jedes der Durchlassöffnungen 14, 15, 16 ist mittels eines Gitters 21 verschlossen, damit grobkörnige Feststoffe gefiltert werden. Ein Deckel 23 verschließt das Rohrelement 2 von oben.
Strömt das Wasser über die Einlassöffnung 3 in eine erste Kammer 9, fließt sie über die erste Durchlassöffnung 14 in die zweite Kammer 10, über die zweite Durchlassöffnung 15 in die dritte Kammer 11, und über die dritte Durchlassöffnung 16 in vierte Kammer 12. Da die erste bis dritte Durchlassöffnung 14, 15, 16 jeweils an einem oberen Bereich an einem Rand des ersten bis dritten Stauwehrs 5, 6, 7 angeordnet sind, fließt die Flüssigkeit 19 mit dem strömenden Wasser. Die Konzentration der ersten Flüssigkeit 19 nimmt dabei von der ersten bis zur vierten Kammer 9, 10, 11, 12 zu. Auf diese Weise sammelt sich die Flüssigkeit 19 an einer Oberfläche des Wassers 18 in der vierten Kammer 12.
Eine zweite Flüssigkeit (nicht dargestellt), die ebenfalls in dem Wasser enthalten ist und eine höhere Dichte als die Dichte des Wassers 18 aufweist, sammelt sich an einem Boden der ersten Kammer 9. Der Füllstand der zweiten Flüssigkeit wird von einer zweiten Messsonde, die als eine Stabsonde ausgebildet ist detektiert.
2 zeigt eine perspektivische Frontansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1. Das vierte Stauwehr 8 weist eine vierte Durchlassöffnung 17 auf, die in einem unteren Bereich des vierten Stauwehrs 8 angeordnet ist. Auf diese Weise gelangt lediglich das Wasser 18 aus der vierten Kammer 12 in die fünfte Kammer 13. Aus der fünften Kammer 13 mündet eine Auslassöffnung 4, durch welche das Wasser 18 ausströmt.
In der vierten Kammer 12 befindet sich eine erste Messsonde, die als eine auf der Flüssigkeit schwimmende konduktive Messsonde ausgebildet ist. Die erste Messsonde detektiert den Füllstand der Flüssigkeit 19.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung
2: Rohrelement
3: Einlassöffnung
4: Auslassöffnung
5: Erstes Stauwehr
6: Zweites Stauwehr
7: Drittes Stauwehr
8: Viertes Stauwehr
9: Erste Kammer
10: Zweite Kammer
11: Dritte Kammer
12: Vierte Kammer
13: Fünfte Kammer
14: Erste Durchlassöffnung
15: Zweite Durchlassöffnung
16: Dritte Durchlassöffnung
17: Vierte Durchlassöffnung
18: Wasser
19: Flüssigkeit
20: Erste Messsonde
21: Gitter
22: Zweite Messsonde
23: Deckel

Claims

Vorrichtung zur Detektion einer nichtleitfähigen Flüssigkeit (19) in Wasser (18), wobei die Flüssigkeit (19) eine niedrigere Dichte als die Dichte des Wassers (18) aufweist, umfassend ein Rohrelement (2) mit einer Einlassöffnung (3) und einer Auslassöffnung (4), zum Einströmen und Ausströmen des Wassers, wobei das Rohrelement (2) in seinem Innenraum mindestens zwei Stauwehre (5, 6, 7, 8) aufweist, die den Innenraum des Rohrelements (2) in mindestens drei Kammern (9, 10, 11, 12, 13) unterteilen, wobei die Einlassöffnung (3) in eine erste Kammer (9) und die Auslassöffnung (4) aus einer letzten Kammer mündet, wobei jedes der Stauwehre (5, 6, 7, 8) mindestens eine Durchlassöffnung (14, 15, 16, 17) aufweist, die zwei benachbarte Kammern miteinander verbindet, wobei die Durchlassöffnungen (14, 15, 16) des ersten bis des vorletzten Stauwehrs (5, 6, 7) in einem oberen Bereich des Stauwehrs (5, 6, 7) angeordnet sind, so dass die Flüssigkeit (19) mit dem strömenden Wasser durch die Durchlassöffnungen (14, 15, 16) bis in die vorletzte Kammer (9, 10, 11, 12) fließt, wobei die Durchlassöffnung (17) des letzten Stauwehrs (8) in einem unteren Bereich des letzten Stauwehrs (8) angeordnet ist, so dass überwiegend Wasser (18) durch die Durchlassöffnung (17) des letzten Stauwehrs (8) in die letzte Kammer (13) fließt, wobei in der vorletzten Kammer (13) eine erste Messsonde angeordnet ist, welche den Füllstand der Flüssigkeit (19) detektiert, und wobei in der ersten Kammer (9) eine zweite Messsonde angeordnet ist, welche zweite Messsonde als eine Stabsonde ausgestaltet ist, um eine zweite Flüssigkeit zu detektieren, die eine höhere Dichte aufweist als die Dichte des Wassers (18).
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste Messsonde als eine schwimmende Messsonde ausgestaltet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste Messsonde als eine konduktive Messsonde ausgestaltet ist.
Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei mindestens eine der Durchlassöffnungen (14, 15, 16, 17) ein Gitter (21) aufweist, damit grobkörnige Feststoffe nicht von einer Kammer in eine benachbarte Kammer gelangen.