CH667146A5 - Sensor zum feststellen von nassstellen in thermischen isolierungen von rohrleitungen. - Google Patents

Description

  
 



   BESCHREIBUNG



   Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Sensor zum Feststellen von Nassstellen in thermischen Isolierungen von Rohrleitungen, mit einem zur Verbindung mit einem externen Mess-, Anzeige- oder Alarmgerät bestimmten Feuchtigkeitsfüh   ler    aus zwei elektrisch leitenden Platten, die zwischen sich einen Spalt begrenzen, in welchem eine Schicht angeordnet ist, die in trockenem Zustand die Platten elektrisch voneinander isoliert, während in den Spalt eindringende Feuchtigkeit die Platten elektrisch leitend verbindet.



   Anwendungsgebiet solcher Sensoren sind insbesondere erdverlegte, thermisch isolierte Leitungen, z.B. Fernwärmeleitungen, bei denen das jeweils als Stahlrohr ausgebildete, mediumführende Innenrohr von einem Mantelrohr umschlossen und der Zwischenraum mit einem verschäumten Isoliermaterial, meist einem PU-Schaum ausgeschäumt ist. Da das Isoliermaterial in feuchtem Zustand seine wärmedämmende Eigenschaft einbüsst und für die Innenrohre dann auch die Gefahr der Korrodierung besteht, wenn die sie umgebende Isolation durchfeuchtet ist, müssen Massnahmen getroffen werden, um das Auftreten von Nassstellen infolge von Undichtheiten der Rohrummantelung oder des Innenrohres, möglichst frühzeitig festzustellen und möglichst genau zu orten.

  Hierzu werden in Abständen in der Rohrleitung, z.B. alle 6, 12 oder 18 m Sensoren in die Wärmedämmschicht eingebettet, die ihrerseits über ebenfalls in die Wärmedämmung eingebettete elektrische Leitungsdrähte mit einem externen Mess-, Anzeige- oder Alarmgerät verbunden sind, welches eine allfällig auftretende Leckstelle anzeigt und ortet.



   Dieses Gerät kann z.B. ein Impuls-Echogerät sein. Zwischen den Platten einer bekannten Sensorausführung ist ein elektrisch isolierendes, saugfähiges Material, z.B. Löschpapier angeordnet. Dabei ist die Anordnung so getroffen, dass der Sensor im trockenen Zustand einschliesslich des Wasseraufnahmematerials zwischen den Platten den Kennwiderstand der verwendeten Leiter nicht wesentlich verändert, aber im feuchten Zustand einen erheblichen Nebenschluss zwischen den beiden Leitern erzeugt, der über das Mess- und Anzeigegerät festgestellt und geortet werden kann.



   In der Praxis treten jedoch bei der Anwendung solcher bekannter Sensoren Schwierigkeiten insofern auf, als sie zu empfindlich sind und daher vielfach Fehlalarme verursachen können, welche zu kostspieligen Freilegungen zwingen, die sich dann als unnötig erweisen.



   Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Sensoren der eingangs genannten Art so zu verbessern, dass sie erst beim Auftreten relevanter Wassermengen in flüssiger Form ansprechen, welche eindeutig von einer Leckstelle stammen, nicht aber beim Auftreten von Wasserdampf oder geringer Feuchtigkeit, insbesondere von Restfeuchtigkeit im Wärmedämmaterial, und die zusätzlich vor Zersetzung durch Fremdströme in Verbindung mit Bestandteilen der Verschäumung geschützt sind.



   Zur Lösung dieser Aufgabe zeichnet sich der erfindungsgemässe Sensor dadurch aus, dass der Feuchtigkeitsfühler dampfdicht von einer Hülle aus einem hydrolisierbaren oder wasserlöslichen Material umschlossen ist.



   Dabei wird unter einem hydrolisierbaren Material ein solches verstanden, das durch chemische Reaktion mit Wasser zerstörbar ist, unter einem wasserlöslichen Material entsprechend ein solches das auf physikalischem Wege durch Wasser löslich ist.



   Die den Feuchtigkeitsfühler umschliessende Hülle verhindert, dass Restfeuchtigkeit, z.B. aus einer verschäumten Wärmedämmschicht, insbesondere Dampf, an die erwähnte Schicht zwischen die Platten des Feuchtigkeitsfühlers gelangt und diesen zu einem Alarm verleitet. Restfeuchtigkeit aus der Verschäumung, insbesondere Dampf oder geringe Mengen kondensierten Wassers, insbesondere Kondensat in Tröpfchenform, werden durch die Hülle aufgenommen und von dieser zurückgehalten, ohne dass der Sensor anspricht. Erst bei einem ernsthaften Leck, das auch eine Störmeldung auslösen soll, d.h. wenn grössere flüssige Wassermengen zum Sensor gelangen, wird die Schutzhülle zerstört, so dass das Wasser in den Spalt zwischen den Platten gelangen kann und der Sensor anspricht.

  Diese Hülle bildet aber auch eine erste Barriere gegen eine Beschädigung des Feuchtigkeitsfühlers durch externe Bestandteile, insbesondere ein Eindringen von Fremdstoffen in den Spalt zwischen den Platten. Ein noch wirksamerer Schutz des Feuchtigkeitsfühlers gegen solche schädigende Einflüsse kann erreicht werden, wenn für die Hülle ein hydrolisierbarer oder wasserlöslicher Kunststoff verwendet wird, der gegen beim Verschäumen des für die wärmedämmende Isolierung meist verwendeten Polyurethanschaumes verwendeten bzw. freiwerdenden Stoffe resistent ist.



   Eine besonders zweckmässige Ausführung des erfindungsgemässen Sensors ergibt sich, wenn die Hülle als ein- oder mehrteiliges hermetisch abschliessendes Gehäuse ausgebildet ist, wobei dann vorteilhaft das Gehäuse Mittel aufweist, die seine rasche und einfache Befestigung an einem Rohr mittels einer Drahtschlaufe oder einer Bride erlauben.



   Die Hülle oder das Gehäuse können z.B. aus einem hydrolisierbaren Schaumstoff bestehen.



   Eine weitere Sicherheit gegen durch Restfeuchtigkeit, insbesondere in Dampfform ausgelöste Alarme gewährleistet eine Weiterbildung, bei welcher die zwischen den Platten des Feuch  tigkeitsfühlers angeordnete Schicht wasserdurchlässig ist und aus einem Material besteht, das keine Feuchtigkeit aufnimmt, wobei dann die Schicht aus einem handelsüblichen gewebeartigen Kunststoffgebilde, z.B. einem Kunststoffeingewebe aus Monofilamenten bestehen kann, das eine Struktur aufweist, die z.B. durch Kapillarwirkung Flüssigkeit in den Spalt zwischen den Platten eindringen lässt. Dadurch wird sichergestellt, dass nur in relevanten Mengen flüssig an den Spalt gelangendes Wasser eine Leckanzeige auslösen kann.



   Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 einen an einem Mediumrohr befestigten Sensor teilweise geschnitten, und
Fig. 2 eine zur Fig. 1 um eine vertikale Achse um   90D    gedrehte Ansicht des Sensors ebenfalls teilweise geschnitten.



   Mit 1 ist das mediumführende Innenrohr, in der Regel ein Stahlrohr, z.B. einer erdverlegten Fernwärmeleitung bezeichnet.



  Dieses Rohr 1 verläuft koaxial mit Zwischenraum in einem nicht dargestellten Mantelrohr, gewöhnlich ein Kunststoffrohr und der ringförmige Zwischenraum zwischen dem Mantelrohr und dem Innenrohr 1 ist durch eine ebenfalls nicht dargestellte, z.B. eingeschäumte Wärmedämmung fugenlos und homogen ausgefüllt. Abschnitte solcher Isolierrohre werden vorfabriziert mit über das Mantelrohr und die Isolation vorstehenden Enden des Innenrohrs 1 auf die Baustelle verbracht und dort z.B. in entsprechende im Erdreich ausgehobene Gräben verlegt. An der Stossstelle zweier miteinander zu verbindender Isolierrohrabschnitte werden zuerst die vorstehenden Enden der beiden Innenrohre durch eine Schweissnaht miteinander verbunden und die Schweissung durch eine Druckprobe geprüft.

  Danach wird die Wärmedämmung ergänzt und, z.B. durch Überschieben einer die angrenzenden Mantelrohrenden überlappenden Muffe abgedeckt. Um die Signalisierung und Ortung von   Nass stellen    in der wärmedämmenden Schicht derart verlegter Rohrleitungen zu ermöglichen, werden in regelmässigen Abständen, z.B.



  alle 6, 12 oder 18 m vorzugsweise an den Verbindungsstellen Sensoren 2 in die Wärmedämmung eingebettet. Diese sind über elektrische Leitungsdrähte 3, 4, die zweckmässig bereits bei der Herstellung der Isolierrohre mit in die Isolierung eingeschäumt und an geeigneten Stellen ins Freie geführt werden, an ein externes Mess-, Anzeige- oder Alarmgerät (nicht dargestellt) angeschlossen.



   Jeder der Sensoren 2 umfasst einen Feuchtigkeitsfühler, welcher zwei Platten 5 und 6 aus elektrisch leitendem Material umfasst, die je an eine der beiden Leitungen 3 bzw. 4 angeschlossen sind und die durch eine Zwischenschicht 7 aus elektrisch isolierendem Material unter Bildung eines engen Spalts 8 elektrisch voneinander getrennt sind. Wird die elektrische Isolation zwischen den Platten 5, 6 bzw. durch in den Spalt eindringendes Wasser überbrückt, wird der in diesem Sensor 2 entstandene Nebenschluss über die Leitungen 3, 4 vom Mess- und Anzeigegerät angezeigt und geortet.



   Damit dies nicht bereits eintritt, wenn geringe unbedenkliche Feuchtigkeitsmengen, z.B. aus dampfförmiger Restfeuchtigkeit des eingeschäumten wärmedämmenden Materials, in den Spalt 8 zwischen den Platten 5, 6 gelangen indem sie beispielsweise durch die Zwischenschicht 7 aufgesogen werden, ist gemäss einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die Zwischenschicht aus einem Material besteht, das selbst keine Feuchtigkeit aufnimmt. Die Schicht 7 ist aber so wasserdurchlässig, dass an den Spalt 8 gelangendes Wasser in flüssiger Form in diesen eintritt und dadurch eine Leckanzeige auslösen kann. Geeignete gewebeartige Kunststoffgebilde, z.B.

  Kunststoffeingewebe aus Monofilamenten mit einer Struktur, die bei Verwendung eines solchen Materials für die Zwischenschicht 7 beispielsweise durch Kapillarwirkung Flüssigkeit in den Spalt 8 zwischen den Platten 5, 6 eindringen lässt sind im Handel erhältlich und brauchen daher hier nicht näher erläutert zu werden.



   Um aber zu verhindern, dass unbedeutende Feuchtigkeitsmengen insbesondere in Dampfform aber auch als tröpfchenförmiges Kondensat überhaupt an den durch die Platten 5, 6 und die Zwischenschicht 7 gebildeten Feuchtigkeitsfühler gelangen und einen Fehlalarm auslösen können, ist erfindungsgemäss der ganze Feuchtigkeitsfühler dampfdicht von einer Hülle aus hydrolisierbarem oder wasserlöslichem Material umschlossen.



   Im dargestellten Beispiel ist diese Hülle durch ein Gehäuse 9 gebildet, das durch einen Schnappdeckel 10 hermetisch abschliessbar ist und in welchem der Feuchtigkeitsfühler 5, 6, 7 wie dargestellt eingebettet ist. Die elektrischen Zuleitungen 3, 4 zum Feuchtigkeitsfühler sind ebenfalls dampfdicht durch den Deckel 10 eingeführt. Ersatzweise sind auch entsprechend ausgebildete einteilige Gehäuse oder solche aus mehr als zwei Teilen denkbar.



   Das Gehäuse weist eine durchgehende Öffnung 11 auf, durch welche ein Draht 12, eine Bride oder dgl. durchgeführt werden kann um den Sensor 2 wie dargestellt an der Aussenfläche des Innenrohres 1 zu befestigen.

 

   Für das Gehäuse 9 und den Deckel 10 oder für eine anders geartete Hülle zum dampfdichten Umschliessen des Feuchtigkeitfühlers eignet sich ein beliebiger, im Handel erhältlicher und in geeigneter Weise verarbeitbarer, wasserlöslicher oder hydrolisierbarer Kunststoff. Bevorzugt werden jedoch aus den verfügbaren Kunststoffen mit diesen Eigenschaften für die Herstellung des dargestellten Gehäuses 9 mit Deckel 10 oder der Hülle solche ausgewählt, die zusätzlich gegen die Stoffe, die beim Verschäumen von Polyurethan, also beim Herstellen der Rohrisolierung verwendet, bzw. frei resistent sind, z.B. hydrolisierbares Schaummaterial, sodass die Hülle und insbesondere dann der Feuchtigkeitsfühler durch solche Stoffe nicht beschädigt werden können. 

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE 1. Sensor zum Feststellen von Nassstellen in thermischen Isolierungen von Rohrleitungen, mit einem zur Verbindung mit einem externen Mess-, Anzeige- oder Alarmgerät bestimmten Feuchtigkeitsfühler aus zwei elektrisch leitenden Platten, die zwischen sich einen Spalt begrenzen, in welchem eine Schicht angeordnet ist, die in trockenem Zustand die Platten elektrisch voneinander isoliert, während in den Spalt eindringende Feuch- tigkeit die Platten elektrisch leitend verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass der Feuchtigkeitsfühler (5, 6, 7) dampfdicht von einer Hülle (9, 10) aus einem hydrolisierbaren oder wasserlöslichen Material umschlossen ist.
2. 2. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle als ein- oder mehrteiliges, hermetisch abschliessendes Gehäuse (9) zur Aufnahme des Feuchtigkeitsfühlers (5, 6, 7) ausgebildet ist.
3. 3. Sensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (9, 10) Mittel aufweist, die seine Befestigung an einem Rohr (1) mittels einer Drahtschlaufe (12) oder Bride erlauben.
4. 4. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle bzw. das Gehäuse (9, 10) aus einem hydrolisierbaren oder wasserlöslichen Kunststoff besteht, der gegen beim Verschäumen von Polyurehtanschaum verwendete bzw. freiwerdende Stoffe resistent ist.
5. 5. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle oder das Gehäuse (9, 10) aus hydrolisierbarem Schaumstoff besteht.
6. 6. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zwischen den Platten (5, 6) des Feuchtig- keitsfühlers angeordnete Schicht (7) wasserdurchlässig ist und aus einem Material besteht, das keine Feuchtigkeit aufnimmt.
7. 7. Sensor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (7) aus einem gewebeartigen Kunststoffgebilde z.B.

   einem Kunststoffeingewebe aus Monofilamenten besteht mit einer Struktur, die Flüssigkeit in den Spalt (8) zwischen den Kontaktplatten eindringen lässt.