DE2408562C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Leckmenge in geschlossenen Räumen, insbesondere in Niederdruckgasanlagen - Google Patents

Description

Durch das deutsche Patent 22 45 577 der Anmelderin ist bereits ein Gerät bekannt, mit dem ein exaktes Messen der Leckverluste, insbesondere ki Niederdruckgasanlagen durchgeführt werden kann. Dies wird dadurch erreicht, daß das Meßehment aus einer im Gehäuse fest eingespannten und entsprechend dem Prüfdruck gewichts- oder federbelasteten Rollmembran besteht Zar Durchführung der Messung wird eabei so viel Prüf&cs nachgefahren, daß der Prüfdruck in der to Leitung erhalten bleibt. Die nachgefahrene Gasmenge entspricht dann der Leckmenge. Obwohl dieses Gerät zufriedenstellend arbeitet, können bei bestimmten Anwendungen noch gewisse Verfälschungen auftreten, die durch Expansion bzw. Kompression des Rohrleitungsvolumens bei Veränderung des an sich genau pinzuhaltenden Prüfdrucks bedingt sind. Da derartige Ungenauigkeiten bei der Messung mit der Größe des Rohrleitungssysteme zunehmen, ist dieses Verfahren nicht für sämtliche möglichen Anwendungsbereiche geeignet.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein zum Messen der Leckmenge in geschlossenen Räumen, insbesondere in Niederdruckgasanlagen geeignetes Verfahren vorzuschlagen, das unter jeder Anwendungsbedingung von den zuvor genannten Störeinflüssen unabhängig ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Prüfgas in einem oberen und unteren konstanten Grenzwert entsprechenden Mengen nachgeführt und der Prüfdruck bzw. die sich ergebenden Veränderungen des Prüfdrucks gemessen werden. Durch das Nachführen des Prüfgases in einer einem oberen und unteren konstanten Grenzwert entsprechenden Menge und das anschließende Messen des Prüfdruckes bzw. der sich ergebenden Veränderungen läßt sich exakt feststellen, ob und in weichem Umfang die zu prüfenden Räume bzw. Leitungen dicht sind. Hierbei wird davon ausgegangen, daß der obere Grenzwert ein nicht gebrauchsfähiges, der untere Grenzwert ein gebrauchsfähiges und die zwischen dem oberen und unteren Grenzwert liegenden Werte ein vermindert gebrauchsfähiges Leitungssystem bestimmen.

In konkreter Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bedeutet dies, daß die zu prüfenden Räume bzw. Leitungen zunächst mit Prüfgas gefüllt werden, worauf das Prüfgas in einer dem oberen Grenzwert entsprechenden Menge und danach in einer dem unteren Grenzwert entsprechenden Menge nachgeführt wird. Ist dann der Leckverlust der Leitung größer als die jeweils eingespeiste Prüfgasmenge, so fälit der Druck in der Leitung ab. 1st hingegen die festgestellte Leckmenge kleiner, so steigt der Druck an. Werden dann der Prüfdruck bzw. die sich ergebenden Veränderungen gemessen, so läßt sich leicht feststellen, ob die zu überprüfende Leitung gebrauchsfähig, vermindert gebrauchsfähig oder nicht gebrauchsfähig ist. Es wird also jeweils so viel Prüfgas nachgefahren, wie dem zulässigen Grenzwert entspricht. Die Druckänderung zeigt dann, ob die Leckmenge größer oder kleiner ist. Die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist somit von der Größe der zu prüfenden Rohrleitungen völlig unabhängig.

Das Messen des Prüfdruckes bzw. der eintretenden Veränderungen läßt sich dann besonders leicht vornehmen, wenn es in mm Wassersäule erfolgt.

Eine zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Vorrichtung besitzt eine verschiedene konstante Darchströmmengen des Prüfgases gewährleistende Drosseleinrichtung sowie ein den Prüfdruck bzw. die eintretenden Veränderungen des Prüfdrucks kontrollierendes Meßgerät.

Die Drossel besteht vorzugsweise aus auf unterschiedliche Drosselwerte eingestellten Düsensätzen, die vorzugsweise auf die zu untersuchende Gasart abgestimmt sind. Das Druckgefälle in drn Düsensätzen wird zweckmäßigerweise verhältnismäßig groß gewählt, so daß geringe Abweichungen im Vordruck und Hinterdruck praktisch keinen Einfluß auf die Menge haben. Ein konstanter Vordruck läßt sich beispielsweise durch eine Druckgasflasche mit einem Druckregler oder durch ein Druckgasgefäß mit Füllpumpe erreichen, das zweckmäßigerweise über unterschiedliche Drosselwirkungen hervorrufende Düsen mit einer zum Prüfling führenden Ausgangsleitung verbunden ist.

Damit die zu prüfenden Räume bzw. Leitungen rasch mit Prüfgas aufgefüllt werden können, ist zwischen dem Druckgasgefäß und der Ausgangsleitung parallel zu den Drosselventilen ein Füllventil angeordnet.

Zum Messen des Prüfdruckes bzw. der sich ergebenden Veränderungen können die verschiedensten Druckmeßgeräte eingesetzt werden. Obwohl hierzu ein Manometer, beispielsweise ein Feinmanometer geeignet ist, wird hier eine Vorrichtung benutzt, bei der das Druckgasgefäß durch einen Zwischenboden in einen oberen, den Fülldruck aufweisenden Speicher und eine untere, mit der Ausgangsleitung in Verbindung stehende Meßkammer unterteilt ist, die zweckmäßigerweise mit Wasser gefüllt und mit einem U-Rohr-Manometer verbunden ist. Eine Anzeige in mm Wassersäule ist sehr gut geeignet, da ein solches Gerät nicht nur einfach und billig herzustellen ist, sondern durch Veränderung der Wasseroberfläche auch sehr schnell eintretende Druckänderung anzeigt.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist an Hand der Zeichnung erläutert, in der ein Druckgasgefäß 1 dargestellt ist, das durch einen Zwischenboden 2 in einen oberen Speicher 3 und eine untere Meßkammer 4 unterteilt ist. Zentrisch in dem Druckgasgefäß 1 sitzt eine Füllpumpe 5 mit einem Kolben 6 und einer Kolbenstange 7, an deren aus der Pumpe 5 herausragendem Ende sich ein Handgriff 8 befindet. Am unteren Ende der Füllpumpe 5. etwas oberhalb des Zwischenbodens 2 ist an der Füllpumpe 5 ein Rückschlagventil 9 angeordnet. Am oberen Ende der Pumpe 5 befindet sich ein Einlaßstutzen 11. der mit der freien Atmosphäre oder durch einen nicht dargestellten Schlauch mit der Ansaugöffnung einer Gasleitung verbunden sein kann. Durch Betätigen der Füllpumpe 5 kann im Speicher 3 ein Vordruck aufgebaut werden, der an einem am oberen Ende des Speichers 3 sitzendes Manometer 12 abgelesen werden kann.

Am oberen Ende des Speichers 3 befinden sich weiterhin drei Entnahmesiutzen 13, 14, 15, in denen Absperrventile 16, 17 und 18 sitzen, die über Ausgangsleitungen 19, 21 und 22 mit einer zu den zu prüfenden Räumen bzw. Leitungen führenden Ausgangsleitung 23 in Verbindung stehen. Hinter den Absperrventilen 16,17 liegen in den Ausgangsleitungen 19, 21 auf unterschiedliche Werte eingestellte Drosselstellen 24,25. Die Drosselstelle 24 ist beispielsweise auf eine Durchflußmenge von 1 l/h ausgelegt, während die Durchflußmenge der Drosselstelle 25 beispielsweise 5 l/h beträgt. Das Absperrventil 18 ist als Füllventil ausgebildet. Die Ausgangsleitung 23 ist mit ihrem unteren Ende in die Meßkammer 4 hineingeführt. Die

Meßkammer 4 besitzt eine Wasserfüllung 26, in die das offene Ende eines Meßrohres 27 eines U-Rohr-Manometers 28 hineinragt. Zweckmäßigerweise ist der außerhalb des Speichers liegende Teil des Meßrohres 27 durchsichtig. Das Meßrohr 27 ist so lang, wie der Prüfdruck in mm Wassersäule betragen soll, damit sich während der Druckänderungen eine Wasserkuppe, d. h. eine konvexe Oberfläche bilden kann.

Die Funktionsweise des beschriebenen Gerätes ist wie folgt:

Zunächst wird die Ausgangsleitung 23 mit der zu prüfenden Leitung verbunden. Danach wird mittels der Füllpumpe 5 der Speicher 3 auf einen bestimmten Druck gebracht, beispielsweise 1 atü. Nach öffnen des Füllventils 18 wird dann die zu prüfende Leitung auf Prüfdruck gebracht, z. B. 500 mm Wassersäule. Nach dem Temperaturausgleich wird dann eventuell nochmals nachgefüllt. Die Kuppe der Wassersäule im Meßrohr 27 wird danach beobachtet; fällt die Wasserkuppe zusammen, so bedeutet dies einen Druckabfall, d. h., es liegt eine Undichtigkeit vor.

Hiernach wird das Absperrventil 17 geöffnet, so daß eine der Drossel 25 entsprechende Menge, nämlich 5 l/h, über die Zwischenleitung 21 in die Ausgangsleitung 23 und damit in die zu prüfende Leitung einströmen kann. Fällt der Druck im Leitungssystem weiterhin ab, was durch weiteres Zusammenfallen der Wasserkuppe iin Meßrohr 27 ersichtlich ist, so liegt eine Undichtigkeit im Leitungssystem vor, die größer als der Grenzwert von 5 l/h ist.

Hierauf wird dann die Drosselstelle 25 durch Schließen des Ventils 17 abgesperrt und anschließend durch öffnen des Absperrventils 16 die Drosselstelle 24

ίο geöffnet, die einem Grenzwert von 1 l/h entspricht. Fälli der Druck im Leitungssystem, so ist die Leckmeng« größer als 1 l/h. Die Messung ist abgeschlossen, όΐ festgestellt werden konnte, daß die Leckmeng« zwischen 1 l/h und 5 l/h liegt. Es handelt sich somit be der zu überprüfenden Leitung um ein Leitungssystem das nur noch vermindert gebrauchsfähig ist. Ist die Leckmenge kleiner als 1 l/h so ist die Leitung gebrauchsfähig, während bei einer Leckmenge übei 5 l/h die Leitung nicht mehr gebrauchsfähig ist.

Diese Angaben bzw. Grenzwerte für die be Betriebsdruck gemessenen Leckmengen ergeben siel aus anerkannten technischen Regeln für das nachträgli ehe Abdichten von bestehenden Gasinnenleitungen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   I. Verfahren zum Messen der Leckmenge in geschlossenen Räumen, insbesondere in Niederdruckgasanlagen, mittels eines in die zu prüfenden Räume bzw. Leitungen nachführbaren Prüfgasen, dadurch gekennzeichnet, daß das Prüfgas in einem oberen und unteren konstanten Grenzwert entsprechenden Mengen nachgeführt und der Prüfdruck bzw. die sich ergebenden Veränderungen des Prüfdrucks gemessen werden.

   Z Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu prüfenden Räume bzw. Leitungen zunächst mit Prüfgas aufgefüllt werden, worauf das Prüfgas in einer dem oberen Grenzwert entsprechenden Menge und danach in e^;ner dem unteren Grenzwert entsprechenden Menge nachgeführt wird,

   3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Prüfdruck bzw. die eintretenden Veränderungen des Prüfdrucks in mm Wassersäule gemessen werden.

   4. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine verschiedene konstante Durchströmmengen des Prüfgases gewährleistende Drosseleinrichtung (24,25) sowie ein den Prüfdruck bzw. die eintretenden Veränderungen des Prüfdrucks kontrollierendes Meßgerät.

   5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosseleinrichtung (24, 25) aus auf unterschiedliche Drosselwerte eingestellten Düsensätzen besteht.

   6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsensätze auf die zu untersuchende Gasart abgestimmt sind.

   7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 6, gekennzeichnet durch eine Druckgasflasche mit Druckregler.

   8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 6, gekennzeichnet durch ein Druckgasgefäß (1) mit Füllpumpe (5).

   9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckgasgefäß (1) über unterschiedliche Drossel-Wirkungen hervorrufende Ventile mit einer zum Prüfling führenden Ausgangsleitung (23) verbunden ist.

   10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 9, gekennzeichnet durch ein zwischen Druckgasgefäß (1) und Ausgangsleitung (23) angeordnetes, parallel zu den Drosselventilen liegendes Füllventil (18).

   II. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllpumpe (5) zen'risch in das Druckgefäß (1) eingebaut ist.

   12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckgasgefäß (1) durch einen Zwischenboden (2) in einen oberen, den Fülldruck aufweisenden Speicher (3) und eine untere, mit der Ausgangsleitung (23) in Verbindung stehende Meßkammer (4) unterteilt ist.

   13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßkammer (4) mit Wasser (26) gefüllt und mit einem U-Rohr-Manometer(28) verbunden ist.

   Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum

   Messen der Leckmenge in geschlossenen Räumen, insbesondere in Niederdruckgasanlagen, mittels eines in die zu prüfenden Räume bzw. Leitungen nachfüllbaren Prüfgases.

   Zum Messen der Leckmenge in geschlossenen Räumen bzw. Leitungen gibt es zwei verschiedene Methoden. Die sogenannte Druckabfallmethode ist beispielsweise in der deutschen Patentschrift 6 37 058 beschrieben. Hierbei wird ein Gerät mit einer unter Federwirkung stehenden flachen Membran verwendet. Das Gerät wird in die Leitung eingesetzt und mittels einer Luftpumpe unter Druck gesetzt Fällt der Prüfdruck, so ist erwiesen, daß die Leitung undicht ist.

   Dieses nach der Druckabfallmethode arbeitende Gerät besitzt den erheblichen Nachteil daß nur festgestellt werden kann, ob die Leitung undicht ist oder nicht Es ist aber nicht möglich festzustellen, wie groß der Leckverlust ist Dies wäre nur dann möglich, wenn der Druckabfall pro Zeiteinheit gemessen und hieraus schließlich der Leckverlust errechnet würde. Dazu müßte jedoch der Rauminhalt des zu prüfenden Leitungssystems bekannt sein oder geschätzt werden, was jedoch bei alten und unter Putz liegenden Leitungsanlagen sehr oft nicht möglich bzw. mit einem erheblichen Unsicherheitsfaktor behaftet ist.

   Nach dem gleichen Prinzip arbeitet auch ein aus der deutschen Patentschrift 8 30 032 bekanntes Überwachungsgerät.

   Mit einem anderen bekannten Überwachungsgerät gemäß der deutschen Patentschrift 8 45 421 kann ebenfalls lediglich ein Druckabfall festgestellt werden, nicht jedoch ein exaktes Messen des Leckverlustes erfolgen.

   Um diese Nachteile auszuräumen, wird nach einem anderen Verfahren die Leckmenge mittels eines Mengenmeßgerätes ermittelt. Dabei wird in das zu prüfende Leitungssystem so viel Prüfluft nachgeführt, daß der Prüfdruck erhalten bleibt. Die nachgeführte Luftmenge wird dann über die Zeiteinheit gemessen, woraus sich dann die Leckmenge ergibt. Ein hierfür geeignetes Leckmengenmeßgerät ist beispielsweise in der deutschen Offenlegungsschrift 16 48 792 beschrieben. Bei diesem Leckmengenmeßgerät ist das Meßelement als in einer Bohrung mit Hilfe von Dichtmanschetten dicht geführter Meßkolben ausgebildet, dessen Kolbenstange aus dem Meßgerätegehäuse herausgeführt ist und mit seinem außerhalb des Gehäuses liegenden Ende mit einer Meßuhr zusammenwirkt.

   Beiderseits des Meßkolbens befindet sich eine Prüfkammer und eine Verdrängungskammer, wobei die Prüfkammer über einen Anschluß mit einer Druckmittelquelle, beispielsweise einer Hydraulikpumpe zum Aufbau des Prüfdruckes in Verbindung steht, während die Verdrängungskammer mit dem zu prüfenden Gerät und einem Flüssigkeitstank verbunden ist. Zum Einleiten der Prüfdruckflüssigkeit sind zwei weitere Anschlußöffnungen im Gehäuse erforderlich.
   Es handelt sich hierbei um ein kompliziertes Gerät mit einer Vielzahl von Anschlüssen zum Einleiten der Prüfluft und zum Anschließen der zu prüfenden Einheit mit jeweils in den Anschlußleitungen angeordneten Regel- und Umschaltventilen. Abgesehen von dem sehr hohen Bauaufwand eignet sich das bekannte Gerät wegen des in dichter Anlage an einer Innenbohrung des Gehäuses anliegenden Meßkolbens auch nicht für ein feinfühliges Messen, wie es beispielsweise für Dichtheitsprüfungen in Niederdruckgasanlagen erforderlich