| Dokumentenidentifikation |
DE10336679A1 03.03.2005 |
| Titel |
Verfahren zum Feststellen von Leckagen an Flüssigkeit führenden Bauteilen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
| Anmelder |
Rittal GmbH & Co. KG, 35745 Herborn, DE |
| Erfinder |
Strackbein, Heinrich, 35444 Biebertal, DE; Hain, Markus, 35684 Dillenburg, DE; Kreiling, Jörg, 35444 Biebertal, DE |
| Vertreter |
Jeck · Fleck · Herrmann Patentanwälte, 71665 Vaihingen |
| DE-Anmeldedatum |
09.08.2003 |
| DE-Aktenzeichen |
10336679 |
| Offenlegungstag |
03.03.2005 |
| Veröffentlichungstag im Patentblatt |
03.03.2005 |
| IPC-Hauptklasse |
G01M 3/18
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| Zusammenfassung |
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Feststellen von Leckagen an Flüssigkeit führenden Bauteilen mittels eines auf Leckage ansprechenden Sensors. Ist dabei vorgesehen, dass das zu überwachende Bauteil in eine verschließbare Leckflüssigkeit aufnehmende Umhüllung eingebracht wird, dass in die Umhüllung Elektroden eingebettet werden, dass bei in die geschlossene Umhüllung eintretender Leckflüssigkeit der Widerstand und/oder die Kapazität zwischen den Elektroden verändert wird und dass mit einem auf Widerstands- und/oder Kapazitätsänderungen ansprechenden, an die Elektroden angeschlossenen Sensor ein Anzeige- und/oder Alarmsignal ausgelöst wird, dann kann das gesamte Bauteil auf Leckage überwacht werden.
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| Beschreibung[de] |
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Feststellen von Leckagen
an Flüssigkeit führenden Bauteilen mittels eines auf Leckage ansprechenden Sensors
und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Es ist eine altbekannte Tatsache, dass Flüssigkeit führende Systeme
undicht werden können, wobei an den in das System einbezogenen Bauteilen Leckflüssigkeit
austritt. Diese Gefahr ist umso größer, wenn die Flüssigkeit im System unter Druck
steht.
Im Schaltschrankbau werden Flüssigkeit führende Systeme vorwiegend
zur Kühlung von elektrischen und elektronischen Bauteilen und Baugruppen eingesetzt.
Dabei kommen Wasser und Wasser-Frostschutzmittel-Mischungen als Flüssigkeit,
hier Kühlwasser oder Kaltwasser genannt, in Frage.
Gerade bei derartigen Kühlsystemen sind auftretende Undichtigkeiten
besonders nachteilig, da durch die Abnahme des Kühlwassers die Kühlleistung abfällt
was zur Gefahr für den Ausfall der elektrischen oder elektronischen Bauteile und
Baugruppen führen kann. Das als Leckage auftretende Kühlwasser kann zudem noch zu
anderen Schäden und Gefahren für das Kühlsystem und die Bauteile und Baugruppen
führen.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine
Vorrichtung zu schaffen, mit denen Leckagen an Bauteilen von Flüssigkeit führenden
Systemen schnell und ohne großen technischen Aufwand erkannt und Maßnahmen getroffen
werden können, um größere Schäden durch diese Leckagen vermeiden zu können.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung mit einem Verfahren dadurch
gelöst, dass das zu überwachende Bauteil in eine verschließbare Leckflüssigkeit
aufnehmende Umhüllung eingebracht wird, dass in die Umhüllung Elektroden eingebettet
werden, dass bei in die geschlossene Umhüllung eintretender Leckflüssigkeit der
Widerstand und/oder die Kapazität zwischen den Elektroden verändert wird und dass
mit einem auf Widerstands- und/oder Kapazitätsänderungen ansprechenden, an die Elektroden
angeschlossenen Sensor ein Anzeige- und/oder Alarmsignal ausgelöst wird.
Mit der Umhüllung ist das Bauteil des Systems voll umschlossen und
die Leckflüssigkeit kann in diese Umhüllung eindringen und den Widerstand und/oder
die Kapazität zwischen den Elektroden so verändern, dass der angeschlossene Sensor
anspricht und eine Anzeige- und/oder ein Alarmsignal auslöst. Der Fehlerursache
kann dann nachgegangen und größerer Nachteil und Schaden vermieden werden.
Nach einer Ausgestaltung ist dabei vorzugsweise vorgesehen, dass die
Umhüllung des Bauteils aus einem Leckflüssigkeit aufnehmenden Werkstoff hergestellt
wird, die zumindest auf der Außenseite flüssigkeitsdicht verschlossen wird. Die
Leckflüssigkeit gelangt dabei auf einfache Weise in den Bereich der eingebetteten
Elektroden, kann aber aus der Umhüllung nicht austreten und dort Schaden anrichten.
Die Einbettung der Elektroden erfolgt in einer vorteilhaften Weise
dadurch, dass die Elektroden in die Umhüllung, vorzugsweise in Flussrichtung der
Flüssigkeit in dem umschlossenen Bauteil, eingebettet werden.
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist in erster Linie
dadurch gekennzeichnet, dass eine Flüssigkeit aufnehmende Umhüllung mittels einer
Öffnung auf das zu überwachende Bauteil aufbringbar ist, wobei die Innenkontur an
die Außenkontur des Bauteils angepasst ist und eine elektrische Isolationsschicht
trägt, jedoch selbst flüssigkeitsdurchlässig ist, und dass nach dem Aufbringen der
Umhüllung auf das Bauteil die Öffnung und die Außenkontur der Umhüllung flüssigkeitsdicht
verschließbar ist. Die Umhüllung ist daher leicht auf das Bauteil aufzubringen und
zu verschließen, so dass das Bauteil voll umschlossen ist und die an jeder Stelle
des Bauteils auftretende Leckage gut erfaßbar ist. Dabei kann der Form des Bauteils
durch die Anpassung der Konturen von Bauteil und Umhüllung leicht Rechnung getragen
werden. So kann nach einer Ausgestaltung vorgesehen sein, dass bei einem als Schlauch
oder Rohr ausgebildeten Bauteil die Umhüllung selbst als in Längsrichtung mit einem
Schlitz als Öffnung versehen ist und dass dieser Schlitz nach Aufbringen der Umhüllung
auf das Bauteil flüssigkeitsdicht verklebt oder überklebt ist.
Die Einbringung der Elektroden kann dabei in Verbindung mit der Umhüllung
so gelöst sein, dass zumindest zwei Elektroden in Längsrichtung der Umhüllung in
den offenporigen Schaumstoff eingebettet sind, wobei die Elektroden in Längsrichtung
der Umhüllung auch noch spiralförmig in gleichbleibendem Abstand geführt sind oder
als Drahtgestell ausgebildet sein können. Für die Ausbildung der Umhüllung und die
Einbettung der Elektroden gibt es viele Möglichkeiten ohne das Grundprinzip der
Erfindung zu verlassen. So kann auch aus Herstellungsvereinfachung vorgesehen sein,
dass die Umhüllung mehrschichtig ausgebildet ist und dass die Elektroden zwischen
den Lagen der Umhüllung angeordnet sind.
Für den Anschluss des Sensors kann eine Ausgestaltung von Vorteil
sein, die dadurch gekennzeichnet ist, dass eine Elektrode als Masseanschluss für
den Sensor verwendet ist. Dieser Masseanschluss kann besonders ausgelegt und gekennzeichnet
sein. Der Aufbau der Umhüllung kann ebenfalls aus unterschiedlichen Schichten bestehen,
wie flüssigkeitsdurchlässige Folien, Filze oder Fliesse.
Bei komplexen Systemen mit Leitungen, Amaturen und dgl. kann die Gesamtüberwachung
dadurch realisiert werden, dass in einem Flüssigkeitssystem hintereinander angeordnete
Bauteile mit getrennten Umhüllungen mit eingebetteten Elektroden versehen sind und
dass den Elektroden getrennte Sensoren zugeordnet sind oder dass die Elektroden
parallelgeschaltet und an einem gemeinsamen Sensor angeschlossen sind. Dabei können
die unterschiedlichen Bauteile mit angepassten und mit Elektroden versehenen Umhüllungen
überwacht und zu einem Gesamtüberwachungssystem zusammengefasst werden, wobei ein
allgemeines Fehlersignal oder bauteilindividuelle Fehlersignale ableitbar sind.
Die Erfindung wird anhand von schematischen Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Es zeigen:
1 im Längs- und Querschnitt eine Leckage-Überwachungsvorrichtung
für ein Rohr oder einen Schlauch mit einem auf Widerstandsänderungen ansprechenden
Sensor und
2 im Längs- und Querschnitt eine Leckage-Überwachungsvorrichtung
für ein Rohr oder einen Schlauch mit einem auf Kapazitätsänderungen ansprechenden
Sensor.
In 1 ist im linken Teil ein Teil einer
Schlauchleitung als Bauteil 10 gezeigt, in dessen Innenhohlraum
11 die Flüssigkeit fließt. Diese Schlauchleitung wird in eine schlauchartige
Umhüllung 15 eingebracht, die zum Zwecke des auch nachträglich vorgesehenen
Aufbringens mit einem Längsschlitz als Öffnung 18 versehen ist. Diese Unhüllung
15 besteht aus offenporigem Schaumstoff, mehrlagiger Folie oder Fliess
mit Flüssigkeit aufnehmender Eigenschaft, so dass auftretende Leckflüssigkeit leicht
eindringen kann. Die Innenkontur 16 der Umhüllung 15 ist an die
Aussenkontur der Schlauchleitung, d.h. des Bauteils 10, angepaßt. Dies
gilt unabhängig von der Form des Bauteils 10. Die Innenkontur
16 der Umhüllung 15 wird vorteilhafterweise durch eine elektrische
Isolationsschicht gebildet, die aber flüssigkeitsdurchlässig ist, während die Außenseite
17 der Umhüllung 15 flüssigkeitsdicht ist, um das Austreten der
aufgenommenen Leckflüssigkeit zu vermeiden.
In die Umhüllung 15 sind im inneren Bereich mindestens zwei
Elektroden 20 eingebettet, die einen Abstand zueinander einnehmen und in
Längsrichtung des Bauteils 10 verlaufen; dabei aber auch spiralförmig unter
Beibehaltung des Abstandes geführt sein können oder auch als Gewebe- oder Mattenteile
ausgebildet sein können.
Die Elektroden 20 sind über Anschlüsse 21 und
22 aus der Umhüllung herausgeführt und mit dem Sensor verbunden sind. Der
Sensor liefert dabei auch eine Spannung für die Widerstandsmessung zwischen den
Elektroden 20. Der Abstand der Elektroden 20 ist dabei so gewählt,
dass er bei trockener Umhüllung 15 sehr hochohmig und bei in die Umhüllung
15 eingetretener Leckflüssigkeit so niederohmig ist, dass der Sensor sehr
früh und schon bei kleiner Leckage ein Signal abgibt. Die Öffnung 18 der
Umhüllung 15 kann nach dem Aufbringen auf das Bauteil 10 dicht
verklebt oder überklebt werden.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach 2 ist
der Aufbau der Umhüllung 15 im Prinzip gleich. Lediglich die Elektroden
20 bilden einen Kreis um das Bauteil 10 und die Innenkontur
16 der Umhüllung 15 bildet einen Masseanschluss 24. Die
zwischen den Masseanschluss 24 und die Elektroden 20 eintretende
Leckflüssigkeit gelangt an die Elektroden 20 und verändert die Kapazität
zu dem Masseanschluss 24, so dass mit einem entsprechend auf Kapazitätsänderungen
ausreichenden Sensor das Auftreten von Leckage überwacht und ein Anzeige- und/oder
Alarmsignal abgeleitet werden kann. Mit diesem Signal können entsprechende Schutzmaßnahmen,
wie Druckabschaltung oder Druckreduzierung im System oder dergleichen eingeleitet
werden.
Dieselben Maßnahmen nach 1 oder
2 können bei jeder Form des Bauteils
10 mit entsprechend gestalteter Umhüllung 15 angewendet werden,
die auch aus mehreren Zuschnitten zusammengesetzt sein kann.
Die in ein Gesamtsystem einbezogenen Bauteile 10 können individuell
oder auch gemeinsam überwacht werden. Bei der gemeinsamen Überwachung werden die
Elektroden 20, 25 aller Bauteile 10 parallel geschaltet
und mit einem gemeinsamen Sensor verbunden. Bei der individuellen Überwachung der
Bauteile 10 ist der Aufwand größer, da jedes Bauteil einen eigenen Sensor
erfordert. Die Fehlersuche wird jedoch erleichtert, da die Signale den Bauteilen
10 fest zugeordnet sind.
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| Anspruch[de] |
- Verfahren zum Feststellen von Leckagen an Flüssigkeit führenden Bauteilen
mittels eines auf Leckage ansprechenden Sensors, dadurch gekennzeichnet,
dass das zu überwachende Bauteil (10) in eine verschließbare
Leckflüssigkeit aufnehmende Umhüllung (15) eingebracht wird,
dass in die Umhüllung (15) Elektroden (20, 25) eingebettet
werden,
dass bei in die geschlossene Umhüllung (15) eintretender Leckflüssigkeit
der Widerstand und/oder die Kapazität zwischen den Elektroden (20,
25) verändert wird und
dass mit einem auf Widerstands- und/oder Kapazitätsänderungen ansprechenden, an
die Elektroden (20, 25) angeschlossenen Sensor ein Anzeige- und/oder
Alarmsignal ausgelöst wird.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung
(15) des Bauteils (10) aus einem Leckflüssigkeit aufnehmenden
Werkstoff hergestellt wird, die zumindest auf der Außenseite flüssigkeitsdicht verschlossen
wird.
- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
Elektroden (20, 25) in die Umhüllung (15), vorzugsweise
in Flussrichtung der Flüssigkeit in dem umschlossenen Bauteil (10), eingebettet
werden.
- Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis
3, dadurch gekennzeichnet,
dass eine Flüssigkeit aufnehmende Umhüllung (15) mittels einer Öffnung
(18) auf das zu überwachende Bauteil (10) aufbringbar ist, wobei
die Innenkontur (16) an die Außenkontur des Bauteils (10) angepasst
ist und eine elektrische Isolationsschicht trägt, jedoch selbst flüssigkeitsdurchlässig
ist, und
dass nach dem Aufbringen der Umhüllung (15) auf das Bauteil (10)
die Öffnung (18) und die Außenkontur (17) der Umhüllung (15)
flüssigkeitsdicht verschließbar ist.
- Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
dass bei einem als Schlauch oder Rohr ausgebildeten Bauteil (10) die Umhüllung
(15) selbst als in Längsrichtung mit einem Schlitz als Öffnung (18)
versehen ist und
dass dieser Schlitz nach Aufbringen der Umhüllung (15) auf das Bauteil
(10) flüssigkeitsdicht verklebt oder überklebt ist.
- Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest
zwei Elektroden (20, 25) in Längsrichtung der Umhüllung (15)
in den offenporigen Schaumstoff eingebettet sind.
- Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden
(20, 25) in Längsrichtung der Umhüllung (15) spiralförmig
in gleichbleibendem Abstand geführt sind.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
dass die Elektroden (20, 25) als Drahtgeflecht ausgebildet sind.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
dass die Umhüllung (15) mehrschichtig ausgebildet ist und dass die Elektroden
(20, 25) zwischen den Lagen der Umhüllung (15) angeordnet
sind.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
dass eine Elektrode (25) als Masseanschluss für den Sensor verwendet ist.
- Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichten
der Umhüllung (15) aus flüssigkeitsdurchlässigen Folien, Filz oder Fliess
bestehen.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 1 1, dadurch gekennzeichnet,
dass in einem Flüssigkeitssystem hintereinander angeordnete Bauteile (10)
mit getrennten Umhüllungen (15) mit eingebetteten Elektroden (20,
25) versehen sind und
dass den Elektroden (20, 25) getrennte Sensoren zugeordnet sind
oder dass die Elektroden (20, 25) parallel geschaltet und an einem
gemeinsamen Sensor angeschlossen sind.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
dass die Umhüllung (15) aus mehreren Zuschnitten, Formteilen und dgl. zusammengesetzt
oder gebildet ist.
Es folgt ein Blatt Zeichnungen
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