DE1525465B1 - Device for the automatic control of a vacuum pump for maintaining an internal bottom pressure in a storage container which is lower than the atmospheric ambient pressure - Google Patents
Device for the automatic control of a vacuum pump for maintaining an internal bottom pressure in a storage container which is lower than the atmospheric ambient pressureInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur selbsttätigen Steuerung einer an einen mit Flüssigkeit gefüllten Lagerbehälter oberhalb von dessen maximalem Flüssigkeitspegel angeschlossenen Vakuumpumpe zur Aufrechterhaltung eines Binnenbodendrucks im Lagerbehälter, der niedriger ist als der atmosphärische Umgebungsdruck, zwecks Verhinderung des Herausfließens von Flüssigkeit aus dem Lagerbehälter bei Vorliegen eines Lecks im Lagerbehälter, mit einem die Vakuumpumpe bei vorgegebenen Ansprechdrucken einschaltenden und ausschaltenden Druckschalter, der an ein in den Lagerbehälter eingesetztes, nahe dem Boden des Lagerbehälters mündendes Meßrohr angesetzt ist. The invention relates to a device for automatic Control of a storage container filled with liquid above it vacuum pump connected to the maximum liquid level to maintain a The internal bottom pressure in the storage container, which is lower than the ambient atmospheric pressure, to prevent liquid from flowing out of the storage container Presence of a leak in the storage container, with a the vacuum pump at predetermined Pressure switch that switches on and off, which is connected to on in the Storage container inserted measuring tube opening near the bottom of the storage container is set.
Es ist eine Vorrichtung dieser Art bekannt, die zwar kein Meßrohr mit den angegebenen Merkmalen aufweist, bei der aber ein Druckschalter an einem Hilfsvakuumbehälter liegt, der in die Leitung zwischen dem Lagerbehälter und der Vakuumpumpe eingeschaltet ist. Dieser Druckschalter wird somit von dem Druck betätigt, der im Raum oberhalb des Flüssigkeitspegels des Lagerbehälters herrscht, denn dieser Druck ist gleich dem im Hilfsvakuumbehälter. A device of this type is known which does not have a measuring tube with the specified features, but in which a pressure switch on one Auxiliary vacuum tank is located in the line between the storage tank and the The vacuum pump is switched on. This pressure switch is thus operated by the pressure which prevails in the space above the liquid level of the storage container, because this one The pressure is the same as that in the auxiliary vacuum tank.
Bei Entnahme von Flüssigkeit aus dem Lagerbehälter fällt der Druck oberhalb des Flüssigkeitspegels im Lagerbehälter ab. Somit müßten die Ansprechdrucke des Druckschalters in Abhängigkeit vom Flüssigkeitspegel gesteuert werden. Um dies nicht tun zu müssen, ist bei der vorbekannten Vorrichtung am Lagerbehälter ein Unterdruckregelventil vorgesehen, das den im Lagerbehälter eingestellten Unterdruck bis zur gänzlichen Entleerung des Behälters konstant halten soll. Das hat zur Folge, daß der Unterdruck auf einer im Sinne der Verhinderung des Herausfließens von Flüssigkeit aus dem Lagerbehälter bei Vorliegen eines Lecks im Lagerbehälter, überflüssig großen Höhe zu halten ist, denn an sich reicht zur Verhinderung des Herausfließens ein Unterdruck aus, der mit abfallendem Flüssigkeitspegel abnehmen kann.When liquid is withdrawn from the storage container, the pressure drops above the liquid level in the storage container. Thus the response pressures should of the pressure switch can be controlled depending on the liquid level. To this not having to do is a vacuum control valve in the previously known device on the storage container provided that the vacuum set in the storage container up to the complete Emptying of the container should keep constant. This has the consequence that the negative pressure on one in terms of preventing liquid from flowing out of the storage container in the event of a leak in the storage container, an unnecessarily high height must be maintained, because in itself a negative pressure is sufficient to prevent the outflow, the can decrease with decreasing liquid level.
Um ein allmähliches Absinken des Unterdrucks bei Entleerung des Lagerbehälters zu erreichen, ist es bekannt, mehrere Unterdruckregelventile genannter Art vorzusehen, die nacheinander durch einen Schwimmer freigegeben werden. Diese Maßnahme hat aber nicht nur den erhöhten Aufwand zur Folge, der durch mehrere Unterdruckregelventile gegeben ist, sondern es müssen nun überdies die Ansprechdrucke des Druckschalters gesteuert werden, was aufwendig ist und wie die Vielzahl von Unterdruckregelventilen auch Unsicherheitsfaktoren mit sich bringt. A gradual decrease in the negative pressure when the storage container is emptied to achieve, it is known to provide several vacuum control valves of the type mentioned, which are released one after the other by a swimmer. But this measure has not only result in the increased effort caused by multiple vacuum control valves is given, but it must now also the response pressures of the pressure switch be controlled, what is expensive and how the large number of vacuum control valves also brings with it uncertainty factors.
Bei einer schon vorgeschlagenen Einrichtung zur Leckanzeige an Flüssigkeitsbehältern und damit verbundenen Rohrsystemen durch Überwachung des Druckes im Luftraum des Behälters, in dem ein Unterdruck erzeugt und bei etwaigen Druckänderungen wieder hergestellt wird, der mindestens so groß ist wie die jeweilige hydrostatische Druckhöhe der Flüssigkeit an der tiefsten Stelle des Behälters, ist einem von oberhalb des höchsten Flüssigkeitsstandes bis etwa zum Boden des Behälters reichenden Lufteinlaßrohr ein an sich bekannter Siphonflüssigkeitsverschluß vorgeschaltet, dessen U-Schenkel und dessen Flüssigkeitsfüllung so bemessen sind, daß die in das Einlaßrohr eintretende Luft einen Gegendruck der Verschlußflüssigkeit zu überwinden hat, der größer ist als die Differenz der statischen Flüssigkeitsdrücke am unteren Ende des Einlaßrohres und dem tiefsten Punkt des Behälters oder der mit diesem ver- bundenen Leitungen. Durch diese Einrichtung soll eine Verbesserung und Vereinfachung der oben als bekannt beschriebenen Vorrichtung bezüglich der Einstellung des Unterdrucks erzielt werden. Der Unterdruck im Luftraum des Behälters soll stets so groß bleiben, daß beim Auftreten einer Undichtigkeit in dem Behälter oder den Rohrleitungen keine Flüssigkeit aus dem Behälter austreten kann. Der Unterdruck im Luftraum des Behälters soll sich der jeweils vorhandenen Füllhöhe und auch dem äußeren Luftdruck selbsttätig anpassen. In an already proposed device for leak detection on liquid containers and associated pipe systems by monitoring the pressure in the air space of the Container in which a negative pressure is generated and again in the event of any pressure changes is produced, which is at least as large as the respective hydrostatic head the liquid at the lowest point of the container is one from above the highest liquid level to about the bottom of the container reaching air inlet pipe upstream of a known liquid siphon, its U-leg and whose liquid filling are dimensioned so that the entering into the inlet pipe Air has to overcome a counter pressure of the sealing liquid which is greater as the difference in static fluid pressures at the bottom of the inlet tube and the lowest point of the container or the bonded lines. This facility aims to improve and simplify what is known as above described device can be achieved with respect to the setting of the negative pressure. The negative pressure in the air space of the container should always remain so great that when it occurs a leak in the container or the pipelines can leak out of the container. The negative pressure in the air space of the container should increase automatically adapt to the respective filling level and the external air pressure.
Der Siphonflüssigkeitsverschluß bewirkt, daß nach jeder Befüllung des Behälters mit dem Start der Vakuumpumpe zur Evakuierung des Lagerbehälters die Sperrflüssigkeit in dem Schenkel des Siphons, der in den Lagerbehälter hinein verlängert ist, aufsteigt und daß ein Ausschalten der Vakuumpumpe bereits dann erfolgt, wenn die im Siphonrohr innerhalb des Lagerbehälters befindliche Flüssigkeit noch nicht aus diesem Rohr entfernt ist, was bedeutet, daß das Vakuum im Lagerbehälter die das Herausfließen von Lagerflüssigkeit verhindernde Größe nicht erreicht. The siphon liquid seal ensures that after each filling of the container with the start of the vacuum pump to evacuate the storage container Barrier fluid in the leg of the siphon that extends into the storage container is, rises and that the vacuum pump is switched off already when the liquid in the siphon pipe inside the storage container is not yet is removed from this tube, which means that the vacuum in the storage container is the the size preventing the storage liquid from flowing out is not reached.
Schließlich ist auch eine Vorrichtung eingangs genannter Art, also mit einem Meßrohr, bekannt, bei der die Vakuumpumpe in Abhängigkeit von dem Druck oberhalb des Flüssigkeitspegels des Lagerbehälters in nicht näher bekannter Weise geschaltet wird, um den Sollwert des Unterdrucks oberhalb des Flüssigkeitspegels aufrechtzuerhalten. Auch bei dieser bekannten Vorrichtung wird also von einem festgelegten Sollwert des Unterdrucks ausgegangen und dieser Sollwert soll wie bei der oben beschriebenen bekannten Vorrichtung aufrechterhalten werden, was bedeutet, daß bei niedrigem Flüssigkeitspegel der Unterdruck zwecks Verhinderung des Herausfließens von Flüssigkeit aus dem Lagerbehälter auf einem überflüssig hohen Wert gehalten wird. Das Meßrohr ist bei dem Meßvorgang bis über den Flüssigkeitspegel im Lagerbehälter hinaus gefüllt; Einzelheiten der verwendeten Meßtechnik, insbesondere der Ansprechdrucke der Druckschalter, sind nicht bekannt. Finally, there is also a device of the type mentioned at the beginning, that is with a measuring tube, known, in which the vacuum pump as a function of the pressure above the liquid level of the storage container in an unspecified manner is switched to the setpoint of the negative pressure above the liquid level maintain. In this known device, too, is determined by a fixed Setpoint of the negative pressure assumed and this setpoint should be as described above known device are maintained, which means that at low liquid level the negative pressure to prevent liquid from flowing out of the storage container is kept at an unnecessarily high value. The measuring tube is in the measuring process filled to above the liquid level in the storage container; Details of the Measurement technology used, in particular the response pressures of the pressure switches not known.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung eingangs genannter Art anzugeben, die es gestattet, den Druck oberhalb des Flüssigkeitspegels mit zunehmender Entleerung des Lagerbehälters allmählich so ansteigen zu lassen, wie dies die Forderung nach Verhinderung des Herausfließens von Flüssigkeit aus dem Lagerbehälter bei Vorliegen eines Lecks im Lagerbehälter noch ermöglicht und die es überdies ermöglicht, die Ansprechdrucke des Druckschalters auf konstante Drucke einzustellen, die nicht in Abhängigkeit vom Füllstand des Lagerbehälters geändert werden müssen. Diese Aufgabe soll für den Fall gelöst werden, daß das Meßrohr zur Atmosphäre nicht völlig dicht ist Die Lösung besteht darin, daß die Ansprechdrucke des mit dem zur Atmosphäre nicht völlig dichten Meßrohr verbundenen Druckschalters bei von Lagerflüssigkeit leergesaugtem Meßrohr auf Werte eingestellt sind, die unter dem um einen Sicherheitszuschlag verringerten atmosphärischen Umgebungsdruck liegen. In das Meßrohr soll also von unten keine Flüssigkeit eintreten. Der Sicherheitszuschlag berücksichtigt insbesondere den Abstand zwischen dem unteren Ende des Meßrohrs und dem Boden des Lagerbehälters. Herrscht somit unterhalb des Meßrohrs ein Binnenbodendruck, der geringer ist als der atmosphärische Umgebungsdruck, so auch nach dem Prinzip des hydrostatischen Gleichgewichts im Bereich des ganzen Bodens des Lagerbehälters, gleichgültig, wie hoch der Flüssigkeitspegel im Lagerbehälter ist. Die Ansprechdrucke des Druckschalters werden auf Werte eingestellt, die unter dem um den Sicherheitszuschlag verringerten atmosphärischen Druck liegen, wobei selbstverständlich der Einschaltdruck für die Vakuumpumpe höher liegt als der Ausschaltdruck. The object of the invention is to provide a device mentioned at the beginning Specify a type that allows the pressure above the liquid level to increase with increasing Let the emptying of the storage container gradually increase as required after preventing liquid from flowing out of the storage container if present of a leak in the storage container and which also enables the Set the response pressures of the pressure switch to constant pressures that are not in Must be changed depending on the level of the storage container. This task should be solved in the event that the measuring tube is not completely tight to the atmosphere The solution is that the set pressures of the with the to the atmosphere not completely tight measuring tube connected pressure switch with storage liquid emptied measuring tube are set to values that are below that by a safety margin reduced atmospheric pressure. So in the measuring tube of no liquid can enter below. The safety surcharge takes into account in particular the distance between the lower end of the measuring tube and the bottom of the storage container. If there is thus an internal floor pressure below the measuring tube which is less than the atmospheric ambient pressure, also according to the principle of hydrostatic equilibrium in the area of the entire bottom of the storage tank, no matter how high the liquid level in the storage container is. The response pressures of the pressure switch are set to values below that of the safety margin reduced atmospheric pressure, with of course the cut-in pressure for the vacuum pump is higher than the cut-out pressure.
Hat der Lagerbehälter unter dem Flüssigkeitspegel ein Leck, so verhindert in bekannter Weise der über dem Flüssigkeitspegel herrschende Unterdruck ein Herausfließen von Flüssigkeit aus dem Lagerbehälter. If the storage container has a leak below the liquid level, prevent this in a known way, the negative pressure prevailing above the liquid level causes an outflow of liquid from the storage container.
Durch jedes Leck im Lagerbehälter - sei es über oder unter dem Flüssigkeitspegeldringt strömendes Medium (Atmosphäre oder Grundwasser) in den Behälter ein und verringert den Unterdruck. Die durch die Undichtigkeit im Meßrohrsystem eindringende Atmosphäre läßt den Druck im Meßrohr ansteigen, wodurch die Vakuumpumpe eingeschaltet wird. Gleiches gilt, wenn sich im Meßrohr selbst neben der einkalkulierten Undichtigkeit ein Leck befindet.Through every leak in the storage container - be it above or below the liquid level flowing medium (atmosphere or groundwater) into the container and reduced the negative pressure. The atmosphere penetrating through the leak in the measuring tube system increases the pressure in the measuring tube, which switches on the vacuum pump. The same applies if there is a calculated leak in the measuring tube itself there is a leak.
Bei der Ingangsetzung einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung muß man davon ausgehen, daß zunächst nach dem Füllen des Lagerbehälters, die Flüssigkeit in gleicher Höhe im Meßrohr steht. When starting a device designed according to the invention one must assume that after filling the storage container, the liquid is at the same height in the measuring tube.
Wird, von diesem Zustand ausgehend, die Vakuumpumpe in Gang gesetzt und das Meßrohr nach der Lehre der Erfindung bis zu seinem unteren Ende von Flüssigkeit geleert und findet danach erhöhte Entnahme von Flüssigkeit aus dem Lagerbehälter statt, wodurch sich auch bei Stillstand der Vakuumpumpe der Unterdruck sowohl im Lagerbehälter als auch im Meßrohr erhöht, kann der Fall eintreten, daß der Druck im Lagerbehälter und im Meßrohr so niedrig wird, daß Implosionsgefahr besteht. Um eine solche Implosionsgefahr unmöglich zu machen, ist bevorzugt an dem Meßrohr ein Einströmventil angebracht, das Umgebungsatmosphäre in das Meßrohr und über das Meßrohr in den Lagerbehälter einströmen läßt, wenn der Druck im Meßrohr unter ein vorgegebenes Maß sinkt.Starting from this state, the vacuum pump is started and the measuring tube according to the teaching of the invention up to its lower end of liquid emptied and then finds increased withdrawal of liquid from the storage container instead, whereby the negative pressure in both the Storage container as well as in the measuring tube increased, the case may arise that the pressure becomes so low in the storage container and in the measuring tube that there is a risk of implosion. Around To make such a risk of implosion impossible, is preferably on the measuring tube Inlet valve attached, the ambient atmosphere in the measuring tube and over the measuring tube can flow into the storage container when the pressure in the measuring tube falls below a predetermined value Level sinks.
Die Erfindung wird im folgenden an einem Ausführungsbeispiel unter Hinweis auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. The invention is illustrated below using an exemplary embodiment Referring to the attached drawing.
In der Zeichnung ist ein Lagerbehälter 1 dargestellt, der bis zur Pegelhöhe h mit Flüssigkeit 2 gefüllt ist. Oberhalb des maximal zulässigen Flüssigkeitspegels ist an dem Lagerbehälter 1 über eine Leitung 3 eine Vakuumpumpe 4 angeschlossen. Mit dieser Vakuumpumpe 4 kann ein Binnenbodendruck im Lagerbehälter 1 aufrechterhalten werden, der niedriger ist als der atmosphärische Umgebungsdruck. In the drawing, a storage container 1 is shown, which is up to Level h is filled with liquid 2. Above the maximum permissible liquid level A vacuum pump 4 is connected to the storage container 1 via a line 3. With this vacuum pump 4, an internal bottom pressure can be maintained in the storage container 1 which is lower than the ambient atmospheric pressure.
In den Lagerbehälter 1 ist ein Meßrohr 5 eingesetzt, daß nahe dem Boden des Lagerbehälters im Abstand wo mündet. Am oberen Ende des Meßrohrs 5 befindet sich ein an sich bekannter und daher in seinen Einzelheiten nicht näher dargestellter Druckschalter 6. An das Meßrohr 5 sind ferner ein Einströmventil 7 und ein Ausströruventil 8 angesetzt. In the storage container 1, a measuring tube 5 is used that close to the Bottom of the storage container at a distance where it empties. Located at the upper end of the measuring tube 5 is a known per se and therefore not shown in its details Pressure switch 6. An inflow valve 7 and an outflow valve are also attached to the measuring tube 5 8 set.
Das Meßrohr 5 ist innerhalb des Lagerbehälters 1 von einem Schutzrohr 9 umschlossen, das in Höhe des unteren Endes des Meßrohrs 5 mit einer Erweiterung 10 endet. Zwischen dem unteren Ende des Meßrohrs 5 und des Schutzrohrs 9 befindet sich eine Kappe 11. The measuring tube 5 is inside the storage container 1 by a protective tube 9 enclosed, the level of the lower end of the measuring tube 5 with an extension 10 ends. Located between the lower end of the measuring tube 5 and the protective tube 9 a cap 11.
Die Ansprechdrucke des mit dem zur Atmosphäre nicht völlig dichten Meßrohr 5 verbundenen Druckschalters 6 sind bei von Lagerflüssigkeit leergesaugtem Meßrohr auf Werte eingestellt, die unter dem um einen Sicherheitszuschlag verringerten atmosphärischen Druck liegen. Im Bereich des Meßrohrs 5 hat also bei der Einstellung die Lagerflüssigkeit die Höhe ho. The response pressures of the with that to the atmosphere are not completely sealed Measuring tube 5 connected pressure switch 6 are sucked empty of storage liquid Measuring tube set to values which are reduced by a safety margin below atmospheric pressure. In the area of the measuring tube 5, therefore, when setting the storage liquid is the height ho.
Das an dem Meßrohr 5 angebrachte Einströmventeil 7 läßt Umgebungsatmosphäre in das Meßrohr 5 und über das Meßrohr 5 in den Lagerbehälter 1 einströmen, wenn der Druck im Meßrohr 5 unter ein vorgegebenes Maß sinkt. The inflow valve 7 attached to the measuring tube 5 leaves the ambient atmosphere flow into the measuring tube 5 and via the measuring tube 5 into the storage container 1, if the pressure in the measuring tube 5 drops below a predetermined level.
Das an dem Meßrohr 5 angebrachte Ausströmventil 8 läßt Gas aus dem Meßrohr 5 in die Umgebungsatmosphäre ausströmen, wenn der Druck im Meßrohr 5 über den Druck der Umgebungsatmosphäre steigt. Dieser Fall soll eigentlich nicht auftreten, kann aber auftreten, wenn die Vakuumpumpe 4 ausfällt oder wenn der Lagerbehälter 1 ohne Ingangsetzung der Pumpe 4 gefüllt wird. The attached to the measuring tube 5 discharge valve 8 lets gas out of the Measuring tube 5 flow out into the ambient atmosphere when the pressure in the measuring tube 5 is above the pressure of the surrounding atmosphere increases. This case should not actually occur but can occur if the vacuum pump 4 fails or if the storage container 1 is filled without starting the pump 4.
Das Schutzrohr 9 dient dazu, ein Schäumen der im Lagerbehälter 1 befindlichen Flüssigkeit zu verhindern, wenn Gas aus dem Meßrohr 5 austritt. The protective tube 9 serves to prevent the in the storage container 1 to prevent the liquid present when gas escapes from the measuring tube 5.
Lediglich die vom Schutzrohr9 umschlossene Flüssigkeit kann dann schäumen, was unschädlich ist.Only the liquid enclosed by the protective tube9 can then foam, what is harmless.
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