DE3232211A1 - Medium transportation line - Google Patents
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Abstract
Description
Mediumtransportleitung Medium transport line
Die Erfindung betrifft eine Mediumtransportleitung, insbesondere Fernheizleitung, mit einem für den Transport dienenden Innenrohr mit mindestens einem außerhalb des Innenrohrs angeordneten, der Überwachung und Fehlerortung dienenden Fühler, der mit einer zum Schutz und zur Isolierung dienenden Abdeckschicht versehen ist. The invention relates to a medium transport line, in particular District heating pipe, with an inner pipe serving for transport with at least one arranged outside the inner tube, which is used for monitoring and fault location Sensor provided with a protective and insulating cover layer is.
Mit Hilfe derartiger bekannter Mediumtransportleitungen kann man mit Hilfe der Fühler die Stelle von auftretendem Wasser bestimmen und somit auch das Vorhandensein einer möglichen Leckage der Transportleitung. Dabei besteht jedoch der Nachteil, daß es sich nicht feststellen läßt, ob das Auftreten von Wasser tatsächlich von reiner Leckage der Transportleitung herrührt oder ob nicht etwa von außen Wasser in die Mediumtransportleitung eingedrungen ist. With the help of such known medium transport lines one can with the help of the sensor determine the location of the occurring water and thus also the presence of a possible leak in the transport line. However, there is the disadvantage that it cannot be determined whether the occurrence of water has actually occurred originates from pure leakage of the transport line or whether it is not water from the outside has penetrated the medium transport line.
Außerdem ist bei den bisherigen Fühlern der Transportleitung eine mögliche Beschädigung des Fühlers häufiger aufgetreten, wodurch die Anzeige beeinträchtigt oder überhaupt ausblieb, indem die Perforierung, durch die das Wasser für die Messung eintreten muß, besondere Angriffspunkte für eine mechanische Beschädigung bot. In addition, the previous sensors in the transport line have a possible damage to the sensor occurred more frequently, which affects the display or failed at all by the perforation through which the water was used for the measurement must occur, offered special points of attack for mechanical damage.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Mediumtransportleitung mit Fühler verfügbar zu machen, die bei einer erhöhten Betriebssicherheit die Feststellung ermöglicht, ob ein Medium austritt oder Wasser von außen in die Leitung eingetreten ist. The invention is therefore based on the object of a medium transport line to make available with a sensor, the determination with an increased operational safety enables whether a medium is leaking or water has entered the line from outside is.
Diese der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird dadurch gelost, daß bei einer bfediuTatransportleitung der eingangs erwähnten .;\rt die Abdeckschicht des Fühlers aus einem Material besteht, das bei bestimmten Temperaturen i4#sst:;r unter Anderung seiner elextriscltell Eigenschaf- ten, insbesondere des Ohm'schen und/oder kapazitiven Widerstands , aufnimmt. In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß bei dem Fühler die Abdeckechicht auf Sensoren beliebiger Raumform aufgebracht ist, die in Abständen entlang der Mediumtransportleitung zur Impulsreflexionsmessung durch einen isolierten Leiter verbunden sind. This object on which the invention is based is achieved by that in the case of a bfediuTatransportleitung the aforementioned.; \ rt the cover layer of the sensor is made of a material that i4 # sst at certain temperatures:; r while changing its elextriscltell properties th, in particular of the ohmic and / or capacitive resistance. In an advantageous Embodiment of the invention provides that the cover layer in the sensor is applied to sensors of any spatial shape, which are spaced along the medium transport line for pulse reflection measurement are connected by an insulated conductor.
Eine andere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß der Fühler aus wenigstens einer Meldeader besteht, die mit der Abdeckschicht umgeben ist. Another embodiment is characterized in that the sensor consists of at least one reporting wire which is surrounded by the cover layer.
Dabei kann in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, daß die Meldeader eine Abdeckschicht aufweist, die nur bei warmem Wasser eine Durchdringung des Wassers ermöglicht. Zweckmäßig besteht in einem solchen Fall die Abdeckschicht aus Polyurethan, vorzugsweise Polyurethanschaum. It can be provided in an advantageous manner that the message headers has a cover layer which penetrates the water only when the water is warm enables. In such a case, the cover layer is expediently made of polyurethane, preferably polyurethane foam.
Mit Vorteil kann auch vorgesehen sein, daß die Meldeader eine Abdeckschicht aufweist, die nur bei kaltem Wasser eine Druchdringung des Wassers ermöglicht. Zweckmäßig besteht eine solche Abdeckschicht aus Polyamid. It can also advantageously be provided that the message head has a cover layer which only allows the water to penetrate when the water is cold. Appropriate such a cover layer consists of polyamide.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung sind zwei Meldeadern mit unterschiedlicher Temperaturcharakteristik vorgesehen. Dabei können die beiden Meldeadern mit unterschiedlicher Temperaturcharakteristiic getrennt außerhalb des Innenrohrs angeordnet sein,oder die beiden Meldeadern unterschiedlicher Teinperaturcharakteristik sind zu einem Meldekabel zusammengefaßt. In diesem Fall besteht eine zweckmäßige Ausführungsform darin, daß die eine Meldeader mit einer Abdeckschicht eines ersten Materials versehen ist und mit der anderen Meldeader von einer gemeinsamen Abdeckschicht aus einem zweiten Material umschlossen wird. According to a development of the invention, two message wires are included different temperature characteristics provided. The two message wires with different temperature characteristics separated outside the inner tube be arranged, or the two message wires of different Teinperaturcharakteristik are combined to form a signal cable. In this case there is an appropriate one Embodiment is that the one message head with a cover layer of a first Material is provided and with the other reporting line from a common cover layer is enclosed from a second material.
Zweckmäßig ist der Fühler am untersten Punkt der Fernleitung oder in einem die Leitun;srohre auf'nehmelden Betonkanal mit schrägen Boden an sler tiefsten Stelle angeordnet. The sensor is expediently at the lowest point of the long-distance line or in a concrete channel with a sloping bottom at its deepest Place arranged.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Awusführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die bCj ~S:ei'ugt Zeichnungen näher erläutert werden. In den Zeichnungen zeigen: Fig. 1 den Querschnitt durch eine Mediumtransportleitung mit Fühler; Fig. 2 den Querschnitt durch ein aus zwei Meldeadern bestehenden Meldekabel; Fig. 3 den Querschnitt durch eine einen Betonkanal umfassende Mediumtransportleitung; Fig. 4 den Querschnitt durch eine anderen Ausführungsform einer Mediumtransportleitung und Fig. 5 eine graphische Darstellung der Abhängigkeit des Widerstands über der Temperatur bei Material 4 en der Abdeckschicht des Fühlers. In the following, the invention is intended to be based on exemplary embodiments with reference to the bCj ~ S: ei'ugt Drawings explained in more detail will. In the drawings: FIG. 1 shows the cross section through a medium transport line with feeler; 2 shows the cross section through a signaling cable consisting of two signaling wires; 3 shows the cross section through a medium transport line comprising a concrete channel; 4 shows the cross section through another embodiment of a medium transport line and FIG. 5 shows a graph of the dependence of the resistance on the Temperature for material 4 en of the cover layer of the sensor.
In Fig;l ist eine Mediumtransportleitung 1 dargestellt. Sie umfaßt ein aus Stahl hergestelltes Innenrohr 2, das zum Transport von Flüssigkeiten: oder Gasen dient. Eine bevorzugte Anwendungsform ist der Transport von Wärme in Fernheizleitungen. Das Innenrohr 2, das normalerweise eine Wandstärke von 3 mm aufweist, ist von einer Isolierschicht 3 zur Wärmeisolierung umgeben. Diese Isolierschicht 3 besteht vorzugsweise aus einem Kunststoff-Hartschaum, wie Polyurethan. Die Isolierschicht 3 wird nach außen von einer Ummantelung 4 abgeschlossen, die aus einem Hart-Polyäthylen bestehen kann. Während die Isolierschicht 3 50 mm dick ist, beträgt die Dicke der Ummantelung 4 etwa 5 mm. A medium transport line 1 is shown in FIG. It includes an inner tube 2 made of steel, which is used to transport liquids: or Gases is used. A preferred form of application is the transport of heat in district heating lines. The inner tube 2, which normally has a wall thickness of 3 mm, is of a Surrounding insulating layer 3 for thermal insulation. This insulating layer 3 is preferably made made of a rigid plastic foam such as polyurethane. The insulating layer 3 is after closed on the outside by a sheath 4, which consist of a hard polyethylene can. While the insulating layer 3 is 50 mm thick, the thickness of the jacket is 4 about 5 mm.
Bei einer derartigen Mediumtransportleitung wie einer Fernheizleitung, besteht das Problem, daß Leckstellen geortet werden müssen. Zu diesem Zweck ist ein Fühler 5 bzw. eine Fühlerader vorgesehen, die mit einer zum Schutz und zur Isolierung dienenden Abdeckschicht 6 versehen ist. Der Fühler 5 läuft mit der Mediumtransportleitung 1 mit und weist eilie Abdcckschicht G auf, die aus einem Material besteht, welches bei bestimmten Temperaturen Wasser unter Alderung seiner elektrischen Eigenschaf- ten, insbesondere des Ohm'schen und/oder kapazitiven Widerstands aufnimmt. Auf diese Art und Weise ist es möglich, durch entsprechende Messungen festzustellen, an welcher Stelle Wasser in der Mediumtransportleitung auftritt. In the case of a medium transport line such as a district heating line, there is the problem that leaks have to be located. To that end is a sensor 5 or a sensor wire is provided with a for protection and insulation serving cover layer 6 is provided. The sensor 5 runs with the medium transport line 1 with and has a cover layer G, which consists of a material which at certain temperatures water with deterioration of its electrical properties th, in particular the ohmic and / or capacitive resistance. To this In this way it is possible to determine which one is by taking appropriate measurements Place water occurs in the medium transport line.
Da jedoch - wie erwähnt - die Abdeckschicht 6 des Fühlers 5 bei bestimmten Temperaturen Wasser aufnimmt, so kann auch festgestellt werden, ob warmes Wasser aus dem:Innenrohr 2 austritt oder bei Beschädigung der Ummantelung 4 Wasser von außen in die Mediumtransportleitung 1 eingedrungen ist. Der Fühler 5 kann, wie in Fig. 3 schematisch dargestellt ist, aus Sensoren 7.bestehen, die eine beliebige Raumform aufweisen können. Diese Sensoren 7 sind mit einer der bereits beschriebenen Abdeckschicht entsprechenden Abdeckschicht 8 versehen, entlang der Mediumtransportleitung 1 in Abständen angeordnet und zur Impulsreflexionsmessung durch einen isolierten Leiter 9, in Fig.However, since - as mentioned - the cover layer 6 of the sensor 5 at certain If water absorbs temperatures, it can also be determined whether the water is warm from which: the inner pipe 2 emerges or, if the casing 4 is damaged, water from has penetrated the outside of the medium transport line 1. The sensor 5 can, as in Fig. 3 is shown schematically, from sensors 7. exist, which any May have three-dimensional shape. These sensors 7 are associated with one of those already described Cover layer provided corresponding cover layer 8, along the medium transport line 1 spaced and for pulse reflection measurement through an isolated Head 9, in Fig.
3 gestrichelt dargestellt, verbunden.3 shown in dashed lines connected.
Wie weiter in Fig. 1 dargestellt ist, kann dem Fühler 5, der aus einer Meldeader 10 und einer diese umgebende Abdeckschicht 6 besteht, eine zweite Meldeader 10a zugeordnet sein, die ebenfalls mit einer Abdeckschicht 6a umgeben ist. Wenn die beiden Abdeckschichten 6 und 6a der Meldeadern 10 bzw. 10a eine unterschiedliche Temperaturcharakteristik aufweisen, ist es möglich, durch entsprechende Meßergebnisse genauere Informationen über auftretende Fehler in der Fernheiz1eitung zu erhalten. Wie in Fig. 1 dargestellt ist, können die beiden Meldeadern getrennt außerhalb des Innenrohres 2 angeordnet sein; es ist aber auch möglich, die beiden Meldeadern 10 und iOa zusammenzufassen, beispielsweise durch Verseilung oder wie es in Fig. 2 dargestellt ist. As is further shown in Fig. 1, the sensor 5, from a message leader 10 and a covering layer 6 surrounding it, a second Message headers 10a are assigned, which are also surrounded by a cover layer 6a is. If the two cover layers 6 and 6a of the message wires 10 and 10a are different Have temperature characteristics, it is possible through appropriate measurement results to get more detailed information about faults occurring in the district heating line. As shown in Fig. 1, the two message wires can be separated outside of the Inner tube 2 be arranged; but it is also possible to use the two message wires 10 and iOa, for example by stranding or as shown in FIG. 2 is shown.
Das in Fig. 2 dargestellte Meldekabel besteht aus den beiden Meldeadern 12 und 13 . Die Meldeader 12 ist mit einer Abdeckschicht 14 aus einem erst Material versehen. Die Meldeader 12 mit der hbdpckschicht 14 und die Meldeader 13 Silld beide ,e.1>insam ipil einer Abcleckschicht 15 aus einem zweiten >'aterial versehen, dessen physikalische Eigenschaften von dem Material der Audeck schicht 14 abweichen. The signal cable shown in Fig. 2 consists of the two signal wires 12 and 13. The reporting wire 12 has a cover layer 14 made of a first material Mistake. The message head 12 with the hbdpckschicht 14 and the message head 13 Silld both , e.1> insam ipil a covering layer 15 from a second> 'aterial provided, its physical properties depend on the material of the audeck layer 14 differ.
Bei einer in Fig. 3 dargestellten Mediumstransportleitung 1a sind die Innenrohre 2 mit ihrer Isolierschicht 3 durch Stege 16 auf einem schräg verlaufenden Boden 17 eines Betonkanals 18 angeordnet. Der Fühler 5 befindet sich an der tiefsten Stelle, in Fig. 3 in der rechten unteren Ecke des Betonkanals 18, wo sich das Wasser sammeln muß, das entweder von außen durch die Fuge 19 des Betonkanals 18 eintritt oder aus dem Innenrohr 2 austritt. In a medium transport line 1 a shown in FIG. 3 the inner tubes 2 with their insulating layer 3 by webs 16 on a sloping The bottom 17 of a concrete channel 18 is arranged. The sensor 5 is at the lowest Place, in Fig. 3 in the lower right corner of the concrete channel 18, where the water must collect that either enters through the joint 19 of the concrete channel 18 from the outside or emerges from the inner tube 2.
Wie beschrieben kann der Fühler aus Sensoren bestehen, die mit neutral isolierten Adern, z.B. Voll-PTFE-Adern, untereinander verbunden sind, oder der Fühler besteht aus längs der Transportleitung verlaufenden Meldeadern bzw. einem Meldekabel.As described, the sensor can consist of sensors with neutral insulated wires, e.g. full PTFE wires, are connected to one another, or the sensor consists of message wires or a message cable running along the transport line.
In Fig. 4 ist eine abgewandelte Ausführungsform einer Mediumtransportleitung lb dargestellt. Das Innenrohr 2 ist umhüllt mit einer Isolierschicht 3 aus Steinwolle, die ein mit Luft gefüllter Ringraum 20 umgibt Über Stege 21 ist ein äußeres Stahlmantelrohr 22 auf dem Innenrohr 2 abgestützt und schließt den Luftringraum 20 nach außen ab. An der tiefsten Stelle der Mediumtransportleitung 1 ist im Luftringraum 20 der Fühler 5 angeordnet. In Fig. 4 is a modified embodiment of a medium transport line lb shown. The inner tube 2 is covered with an insulating layer 3 made of rock wool, which surrounds an air-filled annular space 20. An outer steel jacket tube is located via webs 21 22 is supported on the inner tube 2 and closes the air ring space 20 from the outside. The sensor is located in the air ring space 20 at the lowest point of the medium transport line 1 5 arranged.
Da insbesondere bei einer Fernheizleitung aus dem Innenrohr 2 warmes Wasser austritt und vergleichsweise kaltes Wasser von außen in die Mediumtransportleitung eintreten kann, sind besonders aussagekräftige Messungen für möglich die Feststellung, ob und gegebenenfalls Anzeige von Leckstellen in den Strecken der Transportleitungvorliegt ,wenn bei einem Fühler 5 die Abdeckschicht nur bei warmem oder kaltem Wasser die Durchdringung ermöglicht. Since especially with a district heating line from the inner pipe 2 warm Water leaks and comparatively cold water from the outside into the medium transport line can occur, particularly meaningful measurements are possible to determine whether and, if so, there is a display of leaks in the routes of the transport pipeline , if with a sensor 5 the cover layer only with warm or cold water the Penetration made possible.
In Fig. 5 ist ein Schaubild dargestellt, bei dem die Abhängigkeit des Widerstandes über der Temperatur bei zwei Materialien für die Abdeckschicht dargestellt ist. Die untere Kurve PA bezieht sich auf Polyamid, während die etwa von links oben nach rechts unten verlaufende Kurve PU Polyurethan betrifft. In an(1e7e1 Weise as bei Polyamid wird bei Polyurethan durch Wasser ein Ilydrolysevcrgeng erzeugt, wobei der hydrolytische Abbau durch heißes Wasser, heiße wäßrige Lösungen, Sattdampf und heiße, feuchte Luft beschleunigt wird.FIG. 5 shows a diagram in which the dependency the resistance versus temperature for two materials for the cover layer is shown. The lower curve PA relates to polyamide, while the approx Curve running from top left to bottom right relates to PU polyurethane. In an (1e7e1 As in the case of polyamide, water creates an Ilydrolysisvcrgeng in polyurethane, where the hydrolytic degradation by hot water, hot watery Solutions, saturated steam and hot, humid air is accelerated.
Wie das Schaubild nach Fig. 5 zeigt, ist bei Polyamid bereits bei tiefen Temperaturen ein geringer Widerstand vorhanden, der sich auch bei höheren Temperaturen kaum verändert, während bei Polyurethan bei kaltem Wasser bzw. bei Wasser von Normaltemperatur ein sehr hoher Widerstand auftritt, der sehr stark bei Erwärmung des Wassers abgebaut wird. Werden die Materialien Polyamid und Polyurethan für die Abdeckschichten 6 und 6a des- Fühlers 5 nach Fig. 1 verwendet, so tritt bei kalter Feuchte, die von außen in die Mediumtransportleitung eintritt, bei der Fühlerader mit der Polyamidabdeckschicht ein geringer Widerstand,bei der Fühlerader mit der Polyurethan-Abdeckschicht ein hoher Widerstand auf. Tritt jedoch warme Feuchte aus dem Innenrohr 2 aus, so ist bei der Polyamidabdeckschicht wie bei der Polyurethanabdeckschicht ein geringer Widerstand zu verzeichnen. Das ist auch dann der Fall, wenn die kalte Feuchte von außen sich nach dem Eintritt inder Transportleitung erwärmt. As the diagram according to FIG. 5 shows, polyamide is already at There is a low resistance at low temperatures, which also increases at higher temperatures Temperatures hardly changed, while with polyurethane with cold water or with Water at normal temperature shows a very high resistance, which is very strong at Heating of the water is broken down. Are the materials polyamide and polyurethane used for the cover layers 6 and 6a of the sensor 5 according to FIG. 1, so occurs in the case of cold humidity that enters the medium transport line from the outside, in the case of Sensor wire with the polyamide cover layer has a low resistance, with the sensor wire a high resistance with the polyurethane cover layer. However, warm moisture occurs from the inner tube 2, it is the same with the polyamide cover layer as with the polyurethane cover layer there was little resistance. This is also the case when the cold External moisture heats up after entering the transport line.
Die erfinungsgemäße Mediumtransportleitung ermöglich somit neben der Feststellung, Ortung bzw. Anzeige von Leckstellen auch die Ermittlung, ob durch eine Leckstelle an aeln innenrohr die Feuchtigkeit verursacht ist, d.h. ob beispielsweise Wasser von innen austritt oder ob die Feucntigkeit von außen in die Mediumtransportleitung eingedrungen ist. Durch die verwendete Abdeckschicht 6, 8 bzw. 11 wird auch eine mechanisch geschlossene Struktur erreicht,und die Gefahr einer Beschädigung ist wesentlich herabgesetzt gegenüber der bisher erforderlichen Perforierung für den Wasserdurchtritt, die der Beschädigung Vorschub leistete. Neben der mechanischen Festigkeit und der glatten Oberfiäcfle sind auch dicke Isolierschichten mit einer dadurch hervorgerufenen großen lsolierwirkung zu errcichen , b# sher bei der rcchanlschen Perforierung ni clit möglich war Schließlich wird auch eine erhöh- cine te Meßgenauigkeit aei eincr sat bcren Definierbarkeit des Anspreebpegei s erreichr. . Im Falle der Impulsreflektometrie wird eine genaue,aussagekräftigere Impulsreflexion erzielt aufgrund des sich ändernden Wellenwiderstandes ,!indem sich die Dielektrizitätskonstante der Abdeckschicht aus Polyurethan oder Polyamid auf der Sensorfläche durch Aufnahme von Wasser ändert. Diese Vorteile werden erreicht, indem die Anbringung bzw. Verlegung des Fühlers erleichtert ist bei verringerter Beschädigungsgefahr. The medium transport line according to the invention thus enables in addition to the determination, location or display of leaks and the determination of whether through A leak on the inner pipe is causing moisture, i.e. whether, for example Water escapes from the inside or whether the fire enters the medium transport line from the outside has penetrated. The cover layer 6, 8 or 11 used is also a mechanically closed structure is achieved, and there is a risk of damage significantly reduced compared to the previously required perforation for the Water leakage that encouraged the damage. In addition to the mechanical Strength and the smooth surface are also thick layers of insulation with a To achieve the great insulating effect caused by this, or rather with the rchanlschen Perforation was not possible. Finally, there is also an increased accuracy of measurement There is a limit to the definability of the target level. . In case of Momentum reflectometry becomes an accurate, more meaningful momentum reflection achieved due to the changing wave resistance,! by changing the dielectric constant the cover layer made of polyurethane or polyamide on the sensor surface by recording of water changes. These advantages are achieved by attaching or laying the sensor is easier with a reduced risk of damage.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
8366 | Restricted maintained after opposition proceedings | ||
8305 | Restricted maintenance of patent after opposition | ||
D4 | Patent maintained restricted | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |