Die Erfindung betrifft ein Vakuum- Leckschutz- und Alarmgerät mit hoher Ansprechempfindlichkeit für Lagertanks, vorzugsweise für erdverlegte Lagertanks, deren Gasraum betriebsmässig unter Vakuum steht.
Für die Regulierung bzw. Aufrechterhaltung des Grundvakuums an der Sohle des Lagertanks wurden von mehreren Firmen Apparate gebaut, die jedoch stets einen schwenviegenden Mangel aufwiesen.
Gemäss Verordnung zum Schutze derG ewässer gegen Ver- unreinigung durch wassergefährdende Flüssigkeiten vom 19.
Juni 1972 bzw. den Tech. Tankvorschriften (TTV), Anhang 2, V. 15. Sept. 1969, muss ein Vakuum- Leckschutzgerät die Lagerflüssigkeit nicht nur zurückhalten, sonder das Gerät muss ein entstandenes Leck auch erkennbar machen, also alarmieren. Beim Entstehen eines Korrosionsleckes bestimmter minimaler Grösse, das bei einem - während der periodischen Nachfüllung und der Evakuierungszeit gemäss Betriebsvorschrift ausser Betrieb gesetzten - Leckschutzgerät mehr als die zulässige Menge Lagergut ins Erdreich auslaufen lassen würde, muss ein optischer und akustischer Alarm ausgelöst werden.
Einige Versuche haben gezeigt, dass ein relativ grosses, natürlich entstandenes Korrosionsleck von ca. 7 mm Durchme ser, das in feinem Sand eingebettet ist, nicht alarmiert wird.
Ein solches Leck würde gegebenenfalls bedeutend mehr Lagergut als die limitierte Menge ins Erdreich austreten lassen.
Die Fördermengen der Regelpumpen der Leckschutzgeräte sind in der Regel so bemessen, dass ein Aufbau des Grundvakuums bei kleineren Tanks mit der Regelpumpe allein innert nützlicher Frist erreicht werden kann. Diese Fördermengen sind jedoch im Fall der Alarmierung eines entstehenden Leckes viel zu gross, so dass die Luftmenge, die durch ein relativ grosses, in Sand oder Kies eingebettetes Korde sionsleck in den Lagertank einströmt, ohne weiteres durch die Regelpumpe weggefördert wird, ohne einen Alarm auszulösen. Dies hat zur Folge, dassjedesmal bei der Auffüllung des Tanks, d.h. wenn die Vakuumhaltung aufgehoben ist, eine erhebliche Menge Lagergut in das Erdreich unbemerkt ausfliessen kann.
Zweck der Erfindung ist, während des Normalbetriebes die Leistung der Regelpumpe so zu reduzieren, dass die geförderte Luftmenge knapp ausreicht. um die Verluste, die durch unvermeidliche Undichtheiten am Mannlochdeckel, in den Armaturen und Rohranschlüssen sowie im Messrohr entstehen, zu decken. Sobald weitere Verluste, z.B. durch ein Korrosionsleck entstehen, wird eine Alarmeinrichtung ausgelöst.
Im folgenden wird anhand des beiliegenden Schemas ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Leckschutzgerätes beschrieben.
Annahme: EinstellungdesGrundvakuumsan derTanksohle zwischen -200 bis -100 mm WS: dies gilt als Minimum, es können, je nach Tankbauart, Unterdrücke bis 500 mm WS und mehr gewählt werden.
A. Inbetnebsetzung. Vor der Inbetriebsetzung des Leckschutzgerätes ist - bei zu 95% gefülltem Lagertank - das Grundvakuum = Null, bzw. der Druck an der Tanksohle, resp. im Schlammsack entspricht der Höhe der statischen
Flüssigkeitssäule.
Mit dem Einschalten des Leckschutzgerätes leuchtet die Betriebslampe 13, Kontakt B des Vakuumreglers 1 schaltet über Relais 5 die Regelpumpe 3 auf Dauerlauf, Kontrollampe
14 leuchtet, und die Signallampe 16 Voralarm-Kontrolle der Ansprechempfindlichkeit wird durch Relais 6 eingeschaltet.
Kontakt C des Vakuumreglers 1 schaltet über Relais 7 die Arbeitspumpe 4 über deren Motorschutzschalter 9 ein, Kontrollampe 15 leuchtet, und Signallampe 17 = Alarm wird durch Relais 7 eingeschaltet, ebenso das akustische Signal 20.
Durch Drehen des Timers 12 (Rücklaufzeit max. 2 Stunden) bzw. durch Drücken des an Stelle des Timers angeordneten Impuls- Druckknopfes (Ein) wird Relais 8 unter Spannung gesetzt und damit das akustische Signal ausgeschaltet, gleichzeitig leuchtet Signallampe 18 als Zeichen dafür, dass das akustische Signal durch den Timer bzw. den Impulsdruckknopf zum Schweigen gebracht wurde.
Arbeits- und Regelpumpe werden nun in Betrieb bleiben, bis das Grundvakuum erreicht ist. Sollte die Laufzeit des Timers 12(2 Stunden) für die Erstellung des Grundvakkums nicht ausreichen, wird das Alarmhorn 20 wieder ertönen (Fehlalarm). In diesem Fall ist der Timer erneut zu betätigen.
Bei der Ausführung mit EIN-Druckknopf an Stelle des Timers wird kein Fehlalarm ausgelöst, die Alarmbereitschaft wird aber beim Erreichen des Grundvakuums automatisch wieder hergestellt.
Mit dem Absenken des Druckes wird der Vakuumregler 1 bei100 mm WS zuerst Kontakt C öffnen, dies bleibt jedoch ohne jeden Einfluss, weil Kontakt C nur beim Einschalten (als Impulskontakt) arbeitet, Relais 7 wird über dessen Selbsthaltekontakt sowie den AUS-Impulsdruckknopf 11 eingeschaltet bleiben, bis es beim Erreichen des Grund vakuums von ca.
150 mm WS am Vakuumregler 1 durch öffnen von Kontakt B spannungslos wird. Relais 7 wird die Arbeitspumpe 4 ausschalten, ebenso Kontrollampe 15 und Alarmlampe 17. Relais 8 wird ebenfalls ausgeschaltet und damit auch Signallampe 18, die Alarmbereitschaft des akustischen Signals ist automatisch wieder hergestellt.
Durch kurzes Drücken des AUS-Impulsdurckknopfes 11 kann Relais 7 ausgeschaltet werden, dies als Test, ob Kontakt C des Vakuumreglers 1 schon geöffnet ist.
Regelpumpe 3 wird nun (ohne Laufzeitbegrenzung) dauernd in Betrieb bleiben, bis der Vakuumregler 1 bei ca.
-200 mm WS Kontakt A öffnet und damit Relais 5 Spannungslos wird, Regelpumpe 3 sowie deren Kontrollampe 14 werden ausgeschaltet. Relais 6 bleibt durch dessen Selbsthaltekontakt eingeschaltet, Signallampe 16 < (Voralarm-Kontrolle der Ansprechempfindlichkeit leuchtet, bis sie durch drücken des Impulsdruckknopfes 10 manuell ausgeschaltet wird.
B. Dauerbelrieb. Ausgangspunkt: Grundvakuum ca.
-200 mm WS. Durch unvermeidliche Undichtheiten am Mannlochdeckel des Tanks, an Ventilen und Rohrleitungen, sowie durch die betriebsmässigen Verluste durch das Messrohr, wird das Vakuum leicht abfallen, so dass Kontakt A des Vakuumreglers 1 einschaltet. Der Laufzeitbegrenzer 2 wird nun die Regelpumpe 3 ein- oder mehrere Male ein und ausschalten bis das Grund vakuum wieder angestiegen ist und Kontakt A des Vakuumreglers 1 wieder öffnet. Die Laufzeiten der Regelpumpe 3 sind an Kontrollampe 14 ersichtlich.
Wenn die Undichtheiten grösser werden, wird die durch den Laufzeitbegrenzer 2 eingestellte Laufzeit der Regelpumpe 3 nicht mehr ausreichen um den Unterdruck konstant zu halten, der Vakuumregler 1 schaltet Kontakt B ein. Damit wird Relais 5 unter Spannung gesetzt, wobei dessen Selbsthaltekon takt direkt ab Klemme A des Vakuumreglers 1 gespiesen wird,
Kontakt B funktioniert hier nur als Impulskontakt, d.h. er wird rasch wieder geöffnet,weil die Regelpumpe 3 nun (ohne Laufzeitbegrenzer) dauernd läuft, resp. bis beim Erreichen des
Vakuums von -200 mm WS durch Kontakt A des Vakuumre glers 1 die Ausschaltung erfolgt, dabei geht Relais 5 automa tisch in Grundstellung. Relais 6 wurde gleichzeitig mit Relais 5 eingeschaltet und lässt Signallampe 16 < (Voralarm-Kontrolle der Ansprechempfindlichkeit aufleuchten.
Relais 6 geht jedoch nicht automatisch in die Grundstellung zurück, weil es durch seinen Selbsthaltekontakt gehalten wird. Durch kurzes Drücken des Ausschalteknopfes 10 wird Relais 6 ausgeschaltet und Signallampe 16 löscht.
Es ist in Ordnung, wenn Signallampe 16 bisweilen aufleuchtet, dies gibt die Gewähr, dass der Laufzeitbegrenzer 2 richtig eingestellt ist und damit optimale Ansprechempfind lichkeit herrscht. Der Anlagebesitzer kann diese Signallampe jeweils mit Knopf 10 löschen, sollte sich dies jedoch sehr kurzfristig wiederholen, so ist die Laufzeit der Regelpumpe am Begrenzer etwas zu verlängern.
Sollte eine stärkere Undichtheit im System auftreten, so dass die volle, nicht begrenzte Leistung der Regelpumpe die Luftleckmenge nicht zu bewältigen vermag, so wird der Kontakt C des Vakuumreglers 1 (als Impulskontakt) das Relais 7 einschalten. Damit wird die Arbeitspumpe 4 in Betrieb gesetzt, deren Kontrollampe 15 leuchtet, ebenso die Signallampe 17 = Alarm , das akustische Signal 20 ertönt.
Durch Drehen des Timers 12 kann das akustische Signal ausgeschaltet werden, die Arbeitspumpe 4 läuft bis sie - nachdem das Grundvakuum wieder einen Stand von - 150 mm WS erreicht hat - durch den Vakuumregler 1 über dessen Kontakt B ausgeschaltet wird. Die Regelpumpe 3 auf mit Vollast weiter, und, wenn der Leckverlust weiterhin dieselbe Grösse aufweist, wird die Arbeitspumpe 4 von neuem eingeschaltet, ebenso die Alarmlampe 17 und das akustische Signal 20. Die Ursache des Leckverlustes ist durch die Servicefirma festzustellen.
Der Motorschutzschalter 9 bzw. dessen Wärmepaket ist mit einem Hilfskontakt ausgerüstet, der beim Ansprechen des Wärmepaketes die Signallampe 19 aufleuchten lässt.
Das ganze System ist auf eine sehr hohe Ansprechempfindlichkeit einstellbar. Dies hat zur Folge, dass bei voller Leistung der Regel- und derArbeitspumpe und bei minimal eingestelltem Luftzutritt durch das Einlassventil 21 bei der Inbetriebsetzung das Vakuum in der Messleitung zwischen dem Flüssigkeitsspiegel im Messrohr des Tanks und dem Vakuumregler 1 erreicht wird, bevor die Luft an der Tanksohle aus dem Messrohr perlt. Dabei werden die beiden Vakuumpumpen ausgeschaltet, während an der Tanksohle, bzw. im Schlammsack noch immer ein leichter Überdruck herrschen kann. Der Grund für diese Fehlschaltung liegt darin, dass bei relativ kurzen und klein dimensionierten Messleitungen sowie bei gross gewählten Tank-Tauchrohren für die Messleitung - die Luftdichte in der Messleitung zu rasch abnimmt.
Um diesen Misstand zu beheben, wird an die Messleitung ein Luftbehälter 22 angeschlossen, dessen Inhalt, je nach Leitungslänge und Dimension, so zu dimensionieren ist, dass die Luftverdünnung so verzögert wird, dass die durch das Einlassventil 21 angesaugte Luft am Fuss des Tankmessrohres austritt, bevor der Schaltpunkt am Vakuumregler 1 erreicht ist.
Der Luftbehälter kann sowohl in der Nähe des Leckschutzgerätes als auch im Mannlochschacht an die Messleitung angeschlossen werden.