DE6605195U

DE6605195U - Einrichtung zur anzeige von undichtheiten an einem lagerbehaelter fuer fluessiges lagergut.

Info

Publication number: DE6605195U
Application number: DE19686605195
Authority: DE
Inventors: Walter Nicolai
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-07-19
Filing date: 1968-07-19
Publication date: 1970-04-09

Description

«^Einrichtung zur Anzeige von Undichtheiten an einem Lagerbehälter für flüssiges Lagergut >

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Anzeige von Undichtheiten an einem Behälter für flüssiges Lagergut, insbesondere Mineralöl, mit einem Bezugsraum (Testraum), in dem ein vom normalen Atmosphärendruck abweichender Druck (Unterdruck oder Überdruck) von einer an den Testraum ständig angeschlossenen, mit Unterbrechungen arbeitenden Pumpe innerhalb eines Druck-Sollwertbereiches gehalten wird, und mit einer die Anzeige bewirkenden Meßein-richtung, die in Abhängigkeit von Änderungen einer durch den Dichtheitszustand beeinflußten Betriebsgröße steuerbar ist.

Es sind bereits verschiedene Ausführungsformen solcher Einrichtungen bekannt. Der Lagerbehälter Kann dabei zum Beispiel ein doppelwand!ger Lagerbehälter sein, dessen Wandzwischenraum als Bezugsraum (Testraum) dient. Handelt es sich um einen ursprünglich einwandig^n, starren Behälter, insbesondere einen einwandten Stahlbehälter, so Kann der Wandzwischenraum durch Anbringung einer Auskleidung oder

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Umhüllung,	etwa in Form einer	Blase aus flexibler Kunst-
stoffolie,	geschaffen werden.	Der Druck-Sollwertbereich
	muß dann im Bereich negativen	Druckes (Unterdruck, Vakuum)		I
	liegen. Abweichungen des Druckwertes von diesem Bereich,

die sich aufgrund einer unzulässigen Ündichtheit im Sinne
eines Druckausgleichs gegenüber der äußeren Atmosphäre
ergeben, können als vom Dichtheitszustand abhängige,

^ steuernde Betriebsgröße für die die Anzeige, insbesondere

ein Alarmsignal, bewirkende Meßeinrichtung dienen. Handelt
es sich um einen doppeIwandigen Behälter mit starren
Wandungen, so kann der Druck-Sollwertbereich im Wandzwischenraum gewünschtenfalls auch im Bereich positiven Druckes
(Überdruck) gewählt werden. Es sind außerdem Einrichtungen
der eingangs genannten Art bekannt, bei denen der Lagerbehälter ein starrer, luftdicht verschlossener einwandiger =

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Behälter ist und der Raum oberhalb des Flüssigkeitsspiegels \

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f im Behälter als Bezugsraum (Testräum) dient, wobei der I

f Druck-Sollwert im Unterdruckbereich liegt und bei Nicht- |

Vorhandensein einer unzulässigen Undichtheit mindestens so j groß ist wie die hydrostatische Druckhöhe der Flüssigkeit
an der tiefsten Stelle des Behälters.

Die bei diesen bekannten Einrichtungen bisher ver- 1

wendeten Mittel zur Überwachung der Aufrechterhaltung, der ]

Verzögerung und/oder des Ausbleibens der Herbeiführung des ί

Druek-Sollwertbereichs im Bezugsraum (Testraum) erfordern {

einen hohen Aufwand. |

Vor allem waren bei den bisher bekannten Einrichtungen

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der zur Rede stehenden Art zum Steuern des elektrischen Antriebs der zwecks Regelung des Druckes (bzw. Unterdruckes) mit Unterbrechungen arbeitenden Pumpe ausschließlich Druckschalter, insbesondere Membrandruckschalter vorgesehen. Diese mußten bei verhältnismäßig kleinen Druckdifferenzen ansprechen. Das war - insbesondere bei Einrichtungen, bei denen die Größe des Testraumes in Abhängigkeit vom Füll-

( stand des Behälters veränderlich ist, also namentlich bei

Verwendung eines starren, luftdicht verschlossenen einwandigen Behälters - nur durch Verwendung von teuren Druckschaltern mit hoher Ansprechempfindlichkeit möglich. Bei Verwendung von Membrandruckschaltern waren solche mit besonders großflächiger Membrane erforderlich.

Ferner war bei den bisher bekannten Ausführungen von Einrichtungen der zur Rede stehenden Art die Meßempfindlichkeit der Anzeige eines Lecks dadurch beschränkt, daß die

^ Anzeige erst dann erfolgte, wenn die Durehströmleistung des

Mediums Luft (oder gegebenenfalls auch Lagergutflüssigkeit " oder Grundwasser) größer ist als die von der Pumpe bei deren Dauerbetrieb geförderte Luftmenge. Eine hohe Meßempfindlichkeit der Leckanzeige ist aber aus vielerlei Gründen bei den verschiedenen möglichen Ausführungsformen anzustreben. Das gilt in besonderem Maße für die erwähnten Ausführungsformen mit einem dicht verschlossenen, einhändigen starren Lagerbehälter, weil hier bei zu geringer Anzeigeempfindlichkeit während der Füllstandspeilung oder

der Befüllung des Lagerbehälters und in der Zeit bis zur Wiederherstellung des Betriebsunterdruokes im Falle des Vorhandenseins schon eines verhältnismäßig kleinen, aber noch nicht angezeigten schädlichen Lecks relativ viel Lagergut ausfließen kann. Andererseits wird durch eine höhere Meßempfindlichkeit der Anzeige erreicht, daß zur Wiederherstellung des Betriebsunterdrucks nach dem Peilen

(} oder dem Befüllen des Behälters, wo der Behälter nicht

j
S durch Unterdruck gegen Ausfließen von Lagergut gesichert

ist, eine geringere Evakuierungsleitung (d. h. Luftförder-

menge pro Zeiteinheit) der Pumpe erforderlich ist als bei

j unempfindlicheren Einrichtungen. Auch aus diesem Grunde

[ ist es erwünscht, die Meßempfindlichkeit der Anzeige so

groß wie möglich zu machen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit erheblich

geringerem Aufwand bei Einrichtungen der eingangs genannten i
~~ Art eine mindestens ebenso zuverlässig genaue Einhaltung

eines verhältnismäßig engen Druck-Sollwertbereichs im j Normalbetrieb und zugleich eine noch größere Empfindlichkeit

der Leckanzeige zu ermö,e;licfcen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß eine selbsttätig in vorbestimmten Zeitintervallen arbeitende Schaltvorrichtung zum Ein- und Ausschalten des elektrischen Antriebs der Pumpe vorgesehen ist. Dabei ist vorzugsweise die Arbeitsperiode der Pumpe kurzer bemessen als ihre Ruheperiode, weil sich daraais Vorteile für die Dimensionierung

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der Pumpe ergeben können.

Eine selbsttätig in vorbestimmten Zeitintervallen arbeitende Schaltvorrichtung, wie sie gemäß der Erfindung verwendet wird, kann zum Beispiel aus einer gewöhnlichen, mit gleichförmiger Geschwindigkeit umlaufenden, Kontakte betätigenden Nockenscheibenanordnung bestehen. Sie ist erheblich einfacher und billiger als innerhalb enger ^ Ansprechgrenzen arbeitende Druckschalter. Die Ein- und Ausschaltperiode der Schaltvorrichtung und damit die Arbeits- und Ruheperiode der Pumpe sind dann auf einfache Weise - je nach der Größe des Testraumes, der Förderleistung der Pumpe, der Größe der gesamten, als zulässig angenommenen "natürlichen" Undichtheit und der gewünschten Empfindlichkeit der Anzeige größerer, nicht mehr zulässiger Undichtheiten derart einstellbar, daß das durch zulässige, "natürliche" Undichtheiten strömende Medium, zum Beispiel Luft, flüssiges

ι Lagergut oder Grundwasser, den Ausgleich des Druckes (bzw.

Unterdruckes) im Testraum nur bis fast zum Alarmdruckwert zuläßt, bevor die Pumpe wieder eingeschaltet wird; daß jedoch, wenn eine größere und damit unzulässige Undichtheit vorhanden ist, durch das hindurchströmende Medium ein Druckausgleich bis zum Alarmdruckwert erreicht wird, bei welchem die die Anzeige bewirkende Meßeinrichtung anspricht.

Auf diese Weise wird mittels der einfachen, periodisch arbeitenden Schaltvorrichtung gemäß der Erfindung die erforderliehe Regelung des Druckes (bzw. Unterdruckes) und zugleich eine besonders hohe Empfindlichkeit der Leckanzeige

mit sehr geringem Aufwand erreicht.

Die Erfindung läßt sich auf sehr verschiedene Weise verwirklichen und zur Verbesserung bereits bekannter AusfUhrungsformen von Einrichtungen der zur Rede stehenden Art nutzbar machen. Dabei kann als Betriebsgröße, deren vom Dichtheitszustand abhängige Änderungen die Meßeinrichtung steuern, welche die Leckanzeige bewirkt, in an sich bekannter Weise der Druck im Testraum dienen.

Im folgenden ist die Erfindimg anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 das Schema einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur Leckanzeige nach dem Vakuumprinzip in Verbindung mit einem doppelwandigen Flüssigkeitslagerbehälter.

Fig. 2 und 3 veranschaulichen verschiedene Betriebszustände einer solchen Leckanzeigeeinrichtung.

In Fig. 1 sind mit 1 und 2 die Innenwandung und die Außenwandung eines doppelwandigen Lagerbehälters bezeichnet. Der Wandzwischenraum zwischen beiden bildet den gasdichten Bezugsraum oder Testraum 3>. An ihn ist über die Rohrleitung ständig die Luftpumpe 5 angeschlossen. Sie hält, indem sie periodisch arbeitet, den im Testraum j5 erzeugten Unterdruck innerhalb eines vorbestimmten Sollwertbereichs aufrecht.

Bei der erstmaligen Inbetriebnahme oder einer späteren Betriebskontrolle der Leckanzeigeeinrichtung kann das für die Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Einrichtung erforderliche

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Grundvakuum des Druck-Sollwertbereichs beispielsweise dadurch hergestellt werden, daß die Schalter 7 und 10 durch eine (nicht dargestellte) Überbrückung kurzgeschlossen werden, wodurch die Luftpumpe so lange in Dauerbetrieb gesetzt wird, bis das Vakuum im Testraum innerhalb des Unterdruck-Sollwertbereichs, vorzugsweise an dessen oberer Grenze, liegt. Danach kann die Überbrückung aufgehoben und der Normalbetrieb der erfindungsgemäßen Leckanzeigeeinrichtung aufgenommen werden. Stattdessen kann aber auch für die Herstellung des Grundvakuums eine (nicht dargestellte) zusätzliche, vorübergehend an den Testraum 3 anschließbare Luftpumpe vorgesehen sein.

Das Meßglied eines an die Rohrleitung 4 angeschlossenen Druckmessers 13 betätigt den Schalter 7 derart, daß bei steigendem Unterdruck der Schalter 7 auf die Stellung "a" schaltet, sobald bei der Evakuierung des Testraums 3 die untere Grenze des Sollwertbereichs erreicht ist, und auf Stellung "b" schaltet, wenn der Unterdruck den Sollwertbereich um ein vorbestimmtes Maß unterschreitet. Im Stromkreis der Luftpumpe 5 ist außer dem Schalter 7 der Schalter 10 angeordnet, der periodisch in vorbestimmten Intervallen mittels eines Zeitwerks, bestehend aus dem Antrieb 8, beispielsweise einem Getriebemotor, und der Nockenscheibe 9 geöffnet und geschlossen wird. Statt der Nockenscheibe 9 und des mechanischen Schalters 10 kann auch eine berührungslose Magnetschaltvorrichtung, die durch den Antrieb δ angetrieben wird,

oder eine ähnliche, beispielsweise elektronische Schaltvorrichtung verwendet werden. Die Signalvorrichtung 11, die bei geschlossenem Stromkreis ein optisches oder akustisches Signal oder beides erzeugt, wird eingeschaltet, wenn der Schalter J auf Stellung "b" schaltet. Die Stromquelle 12 dient zur Energieversorgung. Das Rohrstück 6 ist der Auspuff der !uuftpumpe.

Der Unterdruck im Testraum J5, der durch die periodisch in vorbestimmten Intervallen arbeitende Luftpumpe innerhalb seines Sollwertbereichs aufrechterhalten wird, wird nun durch den Druckmesser 1J> kontinuierlich, vorzugsweise aber nur in den Betriebspausen der Luftpumpe, so überwacht, daß jede Undichtheit des Testraums 3 und der an diesen angeschlossenen Einrichtungen erfaßt, aber nur dann gemeldet wird, wenn ein Leck von einem bestimmten Mindestausmaß vorhanden ist.

Fig. 2 und J5 veranschaulichen die einzelnen Betriebszustände. Dabei wird vorausgesetzt, daß das Vakuum im Testraum bereits innerhalb des Sollwertbereichs liegt.

Durch die periodisch arbeitende Schaltvorrichtung wird die Pumpe im Zeitpunkt t eingeschaltet und im Zeitpunkt t. wieder ausgeschaltet. In diesem Zeitraum ist der Unterdruck im Testraum von dem Wert P₂ auf P, angestiegen. Dieser Unterdruckbereich kann beispielsweise als Druck-Sollwert-Bereich der Leckanzeigeeinrichtung gelten, er kann jedoch auch nach oben und bis zu einem gewissen Maß auch nach unten erweitert werden. Da der Unterdruck im Testraum infolge feinster, unschädlicher "natürlicher" Undichtheiten der Armaturen, der

Wandungen des Testraums« der Verbindungsleitungen und eier Leckanzeigevorrichtung, die jedoch noch nicht als schädliche Undichtheit im Sinne einer Leckage angesehen werden, allmählich nachläßt, wird im Zeitpunkt t^ die Vakuumpumpe wieder eingeschaltet und im Zeitpunkt tg ausgeschaltet. Die fest eingestellte Einschaltdauer bzw. Arbeitsperiode der Vakuumpumpe sowie ihre Ruheperiode kann abhängig gemacht werden von der Größe des Testraums, der Förderleistung der Pumpe, dem Ausmaß der zulässigen natürlichen Undichtheit und der gewünschten Anzeigeempfindlichkeit des Systems. Zweckmäßig ist die Betriebspause der Pumpe so einzustellen, daß das durch eine unerwünschte Undichfcheit strömende Medium den Unterdruck im Testraum bis fast zum Alarmpunkt des Druckmessers 13 absinken läßt, bevor die Luftpumpe wieder einschaltet, daß jedoch, wenn eine nur wenig größere und damit unzulässige Undichtheit vorhanden ist, der Alarcipunkt erreicht wird, so daß die Meßeinrichtung anspricht, welche die Anzeige bewirkt.

Während des Betriebes der Einrichtung wird der Unterdruck bei normal dichtem Testraum niemals tiefer sinken als die untere Grenze des Sollwertbereichs ^pp-^?3 (ⁱⁿ de^m Diagramm Fig. 2 und Fig. 2 ist der Einfachheit halber der Druckanstieg beim Evakuieren und das Absinken des Unterdrucks infolge natürlicher Undichtheiten so gezeichnet, daß der Druck-Sollwertbereich die Grenze der jeweils erreichten oberen und unteren Unterdruckwerte darstellt). Infolge der fest eingestellten Arbeitsperiode und hohen Periode der Pumpe wird das Vakuum im

Testraum stets innerhalb des Druck-Sollwertbereichs gehalten.

Durch entsprechende Einstellung der maximalen Förderhöhe der Vakuumpumpe kann eine obere Grenze des Unterdrucks im Testraum sichergestellt werden, um im Leckagefall bei Einbringen von Flüssigkeit in den Testraum ein Auspumpen dieser durch die Pumpe zu vermeiden.

Entsteht nun beispielsweise im Zeitraum t-, (Fig. 3) ⁽ eine Undichtheit in einer der Testraumwandungen oder an einer anderen Stelle des angeschlossenen Systems, die so groß ist, daß der Unterdruck in der Betriebspause der Vakuum- I pumpe, d. h. nach dem Zeitpunkt t,, in welchem der Schalter 10 \

I geöffnet wird, und vor dem Zeitpunkt P^, in welchem der I

Schalter 10 wieder geschlossen wird, beispielsweise im Zeit- I punkt t^ bis auf den Wert P,, der unterhalb der Grenze P₂ des f Sollwertbereichs liegt, dann spricht der Druckmesser 13 an, I schaltet den Schalter 7 von der Stellung "a" auf die Stellung f f. "b", schließt den Stromkreis der Signalvorrichtung 11, bringt fj diese zum Ansprechen (Alarmsignal) und trennt den Stromkreis der Vakuumpumpe 5 auf, bevor dieser durch den Schalter 10 wieder geschlossen werden kann. Da die Vakuumpumpe 5 im Zeitpunkt t,- durch den Schalter 10 nicht mehr eingeschaltet werden kann, weil der Schalter 7 den Stromkreis aufgetrennt hat, sinkt der Unterdruck im Zeitpunkt tp auf P_Q, d. h. Atmosphärendruck.

Die vorstehend beschriebene Anordnung unter Verwendung eines Unterdrucks im Testraum für doppelwandige Lagerbehälter

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kann selbstverständlich sinngemäß auch für ein- oder doppelwandige Rohrleitungen und geschlossene ein- oder doppelwandige Gefäße anderer Art verwendet werden.

Gleichfalls kann bei Testräumen mit starren Wandungen statt eines Unterdrucks im Testraum auch ein Überdruck verwendet werden. In diesem Falle muß die Luftpumpe 4 mit dem Druckstutzen an den Testraum angeschlossen und statt eines f~ Vakuummeters für den Druckmesser 1J> ein Druckmanometer verwendet werden.

Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Einrichtung für einwandige geschlossene Gefäße mit veränderlichem Testraum, beispielsweise einwandige Lagerbehälter für Flüssigkeiten mit gegenüber der Atmosphäre dicht abgeschlossenen Armaturen und bei Verwendung eines Füllstandsanzeigers bekannter Art kann durch sinngemäße Übertragung der Füllstandsmeßwerte mit an sich bekannten Mitteln auf das Zeitschaltwerk 8, 9, 10 die Betriebsdauer und die Betriebspause der Luftpumpe 5 so gesteuert werden,

daß die infolge von Füllstandsänderungen auftretende Änderung der Testraumgröße keiner Einfluß auf die Wirksamkeit der Leckanzeigeeinrichtung hat.

Beispielsweise können mit größer werdendem Testraum (infolge Lagergutentnahme) die Betriebsdauer der Luftpumpe oder deren Betriebspausen oder beides gemeinsam vergrößert bzw. bei kleiner werdendem Testraum verkleinert werden.

Claims

1. Einrichtung zur Anzeige von Undichtheiten an einem Behälter für flüssiges Lagergut, insbesondere Mineralöl, mit einem Bezugsraum (Testraum), in dem ein vom normalen Atmosphärendruck abweichender Druck von einer an den Testraum angeschlossenen, mit Unterbrechungen arbeitenden Pumpe

innerhalb eines Druck-Sollwertbäreichs gehalten wird, und mit einer die Anzeige bewirkenden Meßeinrichtung, die in Abhängigkeit von Veränderungen einer durch den Dichtheitszustand beeinflußten Meßgröße steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine selbsttätig in vorbestimmten Zeitintervallen arbeitende Schaltvorrichtung zum Ein- und Ausschalten des elektrischen Antriebs der Pumpe vorgesehen ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschaltperiode der Schaltvorrichtung kürzer ist als ihre Ausschaltperiode.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise ein vom Druck-Sollwertbereich abweichender Druckwert im Testraum als vom Dichtheitszustand beeinflußte, die Meßeinrichtung steuernde Betriebsgröße dient.