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Sonde zur Anzeige von Undichtigkeiten an Ulbehältern od. dgl. Bei
Ölbehältern besteht vielfach die Aufgabe, Leckstellen, aus idenen Öl austritt, frühzeitig
erkennbar zu machen, um einerseits größere Ölverluste zu vermeiden und andererseits
eine Verunreinigung des Grundwassers durch ausgelaufenes und in den Erdboden versickertes
Öl zu verhüten. Am dringendsten ist dieses Problem bei Iden zahlreich vorhandenen
Öltanks von Ölheizungsanlagen und bei Öllagertanks, weil diese Behälter sehr große
Ölmengen fassen, deren Auslaufen zu hohen! Ölverlusten und zu einer starken und
lang anhaltenden Verseuchung,des Erdbodens mit Öl führen kann.
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Zur Anzeige von Undichtigkeiten an Flüssigkeit oder Gas führenden
Rohrleitungen ist es bereits bekannt, diesen entlang eine oder mehrere in eine Isoliermasse
eingebettete Drähte anzuordnen, die unter elektrischer Spannung stehen und deren
Isoliermasse durch das aus einer Leckstelle austretende Medium aufgelöst wird, so
daß ein Erd- oder Körperschluß entsteht, der durch ein Gerät angezeigt wird. Zum
Nachweis von Undichtigkeiten an Behältern für Benzin oder ähnliche brennbare Flüssigkeiten
ist es ferner bekannt, elektrisch leitenden Gummi oder ähnliche elektrisch leitfähig
gemachte Massen zu verwenden, deren elektrischer Widerstand durch die aus einer
Leckstelle austretende Flüssigkeit verändert und ,durch Meßgeräte überwacht wird.
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Demgegenüber bezieht sich die Erfindung auf eine Sonde, die auf einem
ganz anderen Prinzip beruht und die als kleines handliches Gerät ausführbar ist
und sich daher zur Anzeige von Undichtigkeiten an Ölbehältern u. d!gl. besonders
gut eignet.
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Erfindungsgemäß besteht die Sonde aus einem Formkörper aus einem in
Öl quellfähigen Stoff und aus einem elektrischen Leitersystem"das mit dem genannten
Formkörper derart verbunden ist, daß; die durch die Quellung bei Öleinwirkung hervorgerufene
mechanische Veränderung des Formkörpers das elektrische Leitersystem im Sinne einer
Stromkrefsschließung bzw. -unterbrechung betätigt. Das elektrische Leitersystem
kann hierbei zur Anzeige in einen geeigneten Auslöse- oder Überwachungsstromkreis,
etwa nach Art der bekannten Ruhestrom- oder Arbeitsstromschaltungen, geschaltet
sein. Für den quellfähigen Formkörper ,der Sonde wird vorzugsweise ein Kunststoff
verwendet, der, außer der Eigenschaft, in Öl quellfähig zu sein, zugleich wasserbeständig
und hinreichend standfest ist. Insbesondere sind hierfür Silikongummi oder ein entsprechend
hochmolekulares oder durch geeigneten: Füllstoffzusatz hinreichend standfest gemachtes
Polyisobutylen geeignet. Der Formkörper kann beispielsweise die Gestalt eines Würfels
oder eines Zylinders haben. Vorteilhaft ist er als Hohlkörper ausgebildet und das
elektrische Leitersystem im Innern dieses Hohlkörpers angeordnet. Die Sonde wird
unter oder neben dem zu überwachenden Behälter angebracht. Gelangt aus einer Leckstelle
des Behälters Öl an die Sonde, so quillt der Formkörper der Sontde, und der elektrische
Auslöse- oder Überwachungsstromkrefs. wird betätigt.
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Abgesehen davon, daß sie auf einem ganz anderen Prinzip beruht, hat
die Sonde nach der Erfindung gegenüber den oben geschilderten bekannten Anordnungen
den Vorteil einer höheren Ansprechgeschwindigkeit. Die bekannten, in Isoliermnasse
eingebetteten Drähte können erst nach vielen Stunden oder nach Tagen auslösen, weil
durch das aus einer Leckstelle autretende Medium erst in einem langdauernden Lösungsvorgang
die Isoliermasse auf eine solche Länge entfernt werden muß"daß die Drähte Kontakt
geben. Bei der anderen bekannten Anordnung, die sich der Änderung des elektrischen
Widerstandes von elektrisch leitfähigem Gummi od. dgl. bedient, wird zwar diese
Widerstandsänid'erung dadurch bewirkt, daß der leitfähige Gummi durch die laus der
Leckstelle aus- -treten@de Flüssigkeit gequollen wird. Dabei wird aber durch die
hohen Anteile an Ruß oder anderen el,ektrisch leitenden Füllmitteln, (die dem Gummi
zur Erzielung .der erforderlichen elektrischen Leitfähigkeit notwendigerweise zugesetzt
werden müssen, die Quellung außerordentlich verzögert. Demgegenüber braucht der
erfindungsgemäß verwendete quellfähige Formkörper allenfalls nur geringe Zusätze
von Füllstoffen zu enthalten, so daß die bei Öleinwirkung eintretende Öuellung,
wenn überhaupt, nur geringfügig verzögert ist. Beiden bekannten Anordnungen gegenüber
ergibt sich somit ein erheblich schnelleres Ansprechen der Sonde nach der Erfindung.
Andererseits ermöglicht
auch die erfindüngsgemäß_ angewendete mechanische
Betätigung des anzeigenden -elektrischen Leitersysteme, daß schon eine kleinere
Quellung des Formkörpers für die Auslösung genügen kann. Im übrigen läßt diese Art
:der Auslösung-,auch eine einfachere Signalgabe erreichen.
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Das elektrische Leitersystem der Sonde enthält vorteilhaft einen elektrischen
Kontakt, der durch die'durch die Quellung bei (Öleinwirkung bewirkte mechanische
Veränderung des Formkörpers betätigt wird. Der Kontakt kann dabei als Ruhestrom-
oder als Arbeitsstromkontakt ausgeführt sein.
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Das elektrische Leitersystem kann auch einen Reißdraht enthalten,
der durch die durch,die Quellung bei öleinwirkung bewirkte mechanische Veränderung
des Formkörpers zerrissen wird. Bei dieser Ausführung ist es allerdings erforderlich,
nach jeder Auslösung der Sonde einen neuen Reißdraht einzusetzen.
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Vier Ausführungsbeispiele der Sonde; die gleichzeitig einige weitere
Merkmale der Erfindung erkennen lassen, sind in den Fig. 1 bis 4 der Zeichnung,
jeweils im Schnitt gesehen,,schemati,sch dargestellt.
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In Fig. 1 bezeichnet 1-'den' Förmkörper aus in Öl quellfähigem Stoff,
z. B. aus Silikongummi, der- in das Metallgehäuse 2 eingesetzt ist. Der Formkörper
ist zu diesem Zweck mit einem Bund 3 versehen, der in eine entsprechende Erweiterung
4 des Metallgehäuses eingreift. In dieser Lage wird -der Formkörper 1 durch die
Überwurfmutter 5 gehalten. Das elektrische Leitersystem besteht aus den beiden Drahtwendeln
6 und 7 sowie den beiden Kontaktscheiben 8 und 9. Die Kontaktscheibe 8 ist auf dem
freien Ende des Formhörpers 2, die Kontaktscheibe 9 mittels der Draht wendel 7 über
dem Boden des Gehäuses 2 angebracht. 10 und 11 sind die beiden Anschlußleitungen
der Sonde. Die Kontaktscheiben 8 und 9 stehen sich mit kurzem axialem Abstand gegenüber.
Wenn der Formkörper 1 bei Öleinwirkung quillt, verlängert er sich und bringt so
die beiden Kontaktscheiben miteinander in leitende Berührung. Der vorher durch die
offenen Kontakte 8 und 9 unterbrochene Stromkreis,der Sonde wird dadurch geschlossen.
Die Drahtwendel 7 hat bei dieser Anordnung -den Zweck, bei einer weitergehenden
Quellung des Formkörpers 1, als sie für die Kontaktgabe an sich erforderlich ist,
die Kontaktscheibe 9 axial federnd abzufangen. Die im Innern des Formkörpers 1 liegende
Drahtwendel 6 ,dient gleichzeitig als versteifende Einlage für den Formkörper 1.
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Bei -den Ausführungsbeispielen der Mg. 2 bis 4 hat der Formkörper
aus quellfähigem Stoff die Gestalt eines becherartigen Hohlkörpers 12 und ist auf
die Grundplatte 13, die aus einem in Öl nicht quellfähigen Isolierstoff besteht,
dicht schließend aufgeschraubt. Der Formkörper 12 ist wiederum durch eine hier mit
14 bezeichnete Drahtwendel versteift. Das elektrische Leitersystem ist jeweils im
Hohlraum,des quellfähigen Formkörpers 12 angeordnet und mittels der Justierschraube
15 einstellbar. Die durch die isolierende Grundplatte 13 hindurchgeführten Anschlußleitungen
der Sonde sind mit 16 und 17 bezeichnet.
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Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 besteht das elektrische Leitersystem
aus -dem Reißdraht 18, der zwischen -der im Boden: des Formkörpers 12 eingesetzten
Metallplatte 19 und der Justierschraube 15 einstellbar ausgespannt ist. Der Reißdraht
18 ist an seinem einen Ende mit der Anschlußleitung 16 un' seinem anderen Ende über
die Metallplatte 19 und die Drahtwendel 14 mit der Anschlußleitung 17 leitend verbunden.
Zum Schutz gegen unmittelbare Berührung mit der Drahtwendel 14 ist der Isolierschlauch
20 über den Reißdraht gezogen. Streckt sich der hohle Formkörper 12 durch die bei
Öleinwirkung eintretende Quellung, so übt er auf den Reißdraht 18 eine Zugkraft
aus, die schließlich den Reißdraht zerreißt. Der vorher durch den Reißdraht geschlossene
Stromkreis der Sonde wird dadurch unterbrochen.
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Nach Fig.3 ist in den Bodea -des becherartigen Formkörpers 12 ein
Isolierkörper 21 eingesetzt, an dem zwei Kontaktfedern 22 und 23 mit einander gegenüberliegenden
Kontakten 24 und 25 befestigt sind. Die Kontaktfedern sind durch die beweglichen
Leitungen 26 untd 27 mit den beiden Anschlußleitungen 16 und 17 verbunden. Zwischen
den beiden Kontaktfedern 22 und 23 ist auf dem die Verlängerung ,der Justierschraube
15 bildenden Isolierstab 28 einstellbar die Kontaktrolle 29 angeordnet. Zwecks besserer
axialer Führung ragt der Isolierstab 28 mit seinem freien Ende verschiebbar in die
zu diesem Zweck vorgesehene axiale Bohrung 30 des Isolierkörpers 21. Streckt sich
der hohle Formkörper 12 durch die bei Öleinwirkung eintretende Quellung, so werden
die auf den Kontaktfedern 22 und 23 angeordneten Kontakte 24 und 25 durch die Kontaktrolle
29 überbrückt, und der vorher offene Stromkreis der Sonde wird geschlossen.
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Nach Fig. 4 schließlich besteht das elektrische Leitersystem der Sonde
aus den beiden Kontaktfedern 31 und 32 mit den Kontakten 33 und 34. Die Kontaktfeder
31 ist in der isolierenden Grundplatte 13 befestigt, die Kontaktfeder 32 an der
im Boden des Formkörpers 12 befestigten- Metallplatte 35 angebracht. Dis Kontaktfeder
31 ist mit der Anschlußleitung 16, die Kontaktfeder 32 über die Metallplatte 35
und die Tragwendel 14 mit der Anschlußleitung 17 verbunden. Die beiden Kontakte
33 und 34 stehen im Ruhezustand miteinander in elektrisch leitender Berührung. Zwischen
der Metallplatte 35 und der isolierenden Grundplatte 13 ist weiterhin ein hinreichend
fester Haltedraht 36 ausgespannt, der eine Verlängerung des Formkörpers 12 bei Öleinwirkung
verhindert. Der Formkörper 12 kann sich( daher bei der durch die Öleinwirkung hervorgerufenen
Quellung nur verbiegen, wie in Fig. 4 strichpunktiert dargestellt und mit 37 bezeichnet.
Bei dieser Verbiegung nimmt die Kontaktfeder 32 die gleichfalls strichpunktiert
dargestellte Lage 38 ein, und die beiden Kontakte 33 und 34 werden voneinander entfernt.
Der, vorher geschlossene Stromkreis der Sonde wird dadurch unterbrochen. Um hierbei
das Kontaktspiel den jeweiligen Erfordernissen entsprechend einstellen zu können,
ist der Haltedraht 36 an der justierschraube 15 befestigt.
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Die Fig. 4 zeigt gleichzeitig einen gekapselten Einbau der in den
Fig. 2 bis 4 dargestellten Sonde, der die Sonde gegen Außendruck schützt, ohne den
Zutritt des Öles zu dem quellfähigen Formkörper zu verhindern. Zu diesem Zweck ist
über die isolierende Grundplatte 13 der Sonde auf der einen Seite der Becher 39
und auf der anderen Seite der Becher 40 geschraubt. Diese Becher müssen genügend
druckfest sein. Sie können laus Metall oder aus Kunststoff bestehen. Der den Formkörper
12 überdeckende Becher 39 ist mit Löchern 41: für den Durchtritt von Öl versehen.
Der Becher 40 besitzt eine zentrische, durch eine Stopfbuchse 42 abgedichtete Bohrung
43 für den Anschluß des elektrischen Kabels 44.
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Außer bei Öltanks und ähnlichen Ölbehältern ist die Sonde nach der
Erfindung auch geeignet, um Ölleitungen oder ölgefüllte elektrische Kabel punktweise
zu überwachen. Eine solche punktförmige Überwachung derartiger ölführender Rohre
oder Kabel kann unter
Umständen ausreichend sein, wenn .diese in
geneigten Kanälen oder Rinnen verlegt sind, anderen tiefster Stelle sich austretendes
Öl sammelt.