NO811866L - Foeler for lekkasjemaaling. - Google Patents

Description

FØLER FOR LEKKASJEMÅLING.

Foreliggende oppfinnelse vedrører en føler som benyttes i en meget følsom fremgangsmåte for å bestemme lekkasje pr. tidsenhet av væske fra en lagertank, spesielt for å påvise og bestemme lekkasje pr. tidsenhet av hydrokarboner i allerede installerte undergrunns lagertanker.

i

Det finnes tusenvis av undergrunns lagertanker på det store antall bensinstasjoner og lignende rundt om i verden, og i tidens løp vil det uomgjengelig forekomme lekkasjer som gjør at flytende hydrokarboner såsom bensin, dieselolje o.l. strøm-mer ut i grunnen. Slike lekkasjer utgjør naturligvis en fare for miljøet siden de kan føre til forurensning av grunnvannet. Videre kan utlekket væske samle seg i bygninger og resultere

i farlig og giftig fordampning av hydrokarboner i lukkede luftrom. Lekkasje inn i lagertanker forekommer også, oftest vann, som vil forurense tankens innhold. Det er således viktig at slike lekkasjer kan bestemmes så fort som mulig slik at korrigerende forholdsregler kan tas. For å kunne bestemme slike lekkasjer tidlig, er det viktig at påvisningsmetoden er meget følsom (av størrelsesorden 3 cm 3 pr. min.) for å

kunne bestemme meget liten lekkasje i løpet av en kort tidsperiode. Dette er nødvendig av flere grunner, bl.a. tids-verdien av prøven i seg selv, nødvendigheten av å minimali-

sere den tid lagertanken er ute av bruk, og lignende. Tidligere har ingen slik egnet fremgangsmåte vært tilgjengelig.

Det er tidligere kjent å måle massen av væske i en lagertank

ved å benytte Archimedeses oppdriftsprinsipp under bruk av en flottør i væsken. Imidlertid er ingen av de kjente anordninger eller fremgangsmåter anvendbar for en meget følsom,

rask fremgangsmåte for lekkasjebestemmelse i vanskelig til-gjengelige lagertanker (dvs. allerede installerte nedgravde tanker). Eksempelvis viser US patent nr. 967.378 en lager-

tank som er forsynt med en veieanordning av hydrometertypen for å anslå vekten av væske lagret i tanken. US patent nr. 988.342 viser en lignende anordning montert på en lagertank,

men hvor vekten befinner seg på bakkenivå for lettere adkomst.

I

Foreliggende oppfinnelse vedrører en føler av ny konstruksjon og dens bruk. Føleren er koblet til en føleanordning for å måle masseforskyvning over en tidsperiode. Som det skal be-skrives nærmere i det følgende, er følerens konstruksjon slik at den kompenserer for endringer på grunn av fordampning av væsken. Føleranordningen kalibreres for å bestemme mengden av. væske pr. endringsenhet, og etter en kort tidsperiode, vanligvis kun noen minutter, registreres endringen i masseforskyvning på grunn av lekkasjen. På denne måte kan væske-tapet bestemmes ved hjelp av en enkel beregning.

Føleranordningen ifølge oppfinnelsen omfatter et hovedparti som har opphengningsmidler for befestigelse til en vektstang eller et annet påvisningsmiddel for masseforskyvning, og et væskeholderparti i hovedlegemet, idet tverrsnittsarealet av væskeholderpartiet er hovedsakelig likt tverrsnittsarealet av det legemsparti som er i kontakt med væsken i tanken. Det er dette spesielle trekk ved væskeholderpartiet som mulig-gjør kompensering av fordampningstap.

Det skal så vises til tegningene:

Fig. 1 er et oppriss av en undergrunns lagertank for hydrokarboner med føleren og påvisningsanordningen i posisjon.

Fig. 2 er et detaljert riss av påvisningssystemet.

Fig. 3 og 4 er detaljerte riss av foretrukne følere.

Fig. 5 og 6 illustrerer innsetning av en føler i tanken.

Fig. 7 og 8 illustrerer fjerning av en føler fra tanken.

Fig. 1 viser en nedgravet, fylt lagertank 11 for hydrokarboner med en føler 12 anbragt i væsken. Toppen av føleren befinner seg over væskenivået, og bunnen av føleren befinner seg mellom 2 1/2 til 5 cm fra bunnen av tanken. Føleren har en hette 13 og også et kopparti 14 (vist i detalj på fig. 3) som understøttelser i form av wire eller tråd 15 er festet i tiIl, hvilke i sin tur er forbundet med en line 16 som under-støtter føleren fra en veiearm 17 i en vekt angitt generelt med 18. En kobling 22 kan med fordel benyttes for å forbinde linen 16 med vektarmen. Enhver endring av masse i tanken vil resultere i at væskenivået endres, noe som i sin tur vil resultere i en endring i vekten av føleren. Denne endring av

i

masse som registreres av føleren, føles også av en differensialtransformator 24 som omgir understøttelseslinen 16. Vekten 18 kan understøttes på en boks 19, som i sin tur er understøt-tet av en sokkel 20 som har nivelleringsskruer 21. Boksen 19 kan også inneholde forønsket instrumentering og/eller være forsynt med inngangs- og utgangsplugger for tilkobling til passende anordninger som beskrevet i det følgende. Vekten kan være beskyttet mot vind ved hjelp av det viste deksel 23.

På fig. 2 er det vist at linen 16 er forbundet med vektstangen 17 ved hjelp av en frigjørbar kobling 22 og passerer gjennom en differensialtransformator (dvs. en forskyvningstrans-duktor) 24. Et ferromagnetisk materiale 25 er festet til linen 16 og befinner seg mellom transduktorens spoler, idet materialets bevegelse endrer den elektromagnetiske fluks av transduktoren, noe som registreres av de elektroniske kretser 26 som tilføres kraft fra en kraftkilde 27. Det vil forstås at transduktoren ikke nødvendigvis behøver å befinne seg rundt linen 16, men kan plasseres i en hvilken som helst egnet posisjon, idet kravet kun er at den reagerer på bevegelse av vektstangen. En egnet transduktor er beskrevet i US patent nr. 3.179.193, hvor den benyttes i forbindelse med en utkrag-et understøttelse for en brennstofftank for å veie brennstof-fet som fjernes fra tanken og tilføres en forbrenningsmotor. De elektroniske kretser.26 vil også inneholde en forsterker for å kunne sende et forsterket signal til en digital avles-ningsenhet 28, som om nødvendig, kan være forbundet med en skriver for å gi en skrevet fortegnelse av målingene,

i

På fig. 3, som er et snitt langs linjen 3-3 på fig. 1, er det vist en føler som har en hette 13 og et kopparti 14 som er vist i detalj. Føleren er fylt med væske fra tanken og strekker seg fra over væskenivået 30 i fyllrøret 31 ned til like over bunnen av lagertanken 11. Det vil være klart fra teg-ningen at innerdiameteren av koppartiet 14 er hovedsakelig lik ytterdiameteren av føleren for å oppnå kompensasjon for fordampning av hydrokarbonene i tanken. Hele følersystemet kan lett understøttes av linen 16 ved hjelp av wire eller snorer 15 og koblingsinnretningen 22.

Kompensasjon for fordampning skjer på grunn av det faktum at når det befinner seg hydrokarboner i koppartiet, vil den fordampning som måtte forekomme, skje både fra overflaten av væsken i tanken og fra overflaten av væsken i koppen. Opp-driften av hydrokarbonvæsken mot føleren er en funksjon av følerens diameter, men siden innerdiameteren av koppen er hovedsakelig den samme som ytterdiameteren av føleren, vil fordampningstapet av væske fra koppen kompensere oppdrifts-endringen på grunn av fordampning av væske i tanken. Når hydrokarbonene i tanken fordamper, vil således oppdrifts-kraften reduseres og føleren bli tyngre. Men fordampningen av væsken i koppen reduserer vekten av føleren med nøyaktig like mye som den oppdriftskraft som tapes, slik at det ikke skjer noen endring av vekten av føleren. Det vil naturligvis forstås at istedenfor at føleren er rørformet (dvs. har sir-kulært tverrsnitt), kan den ha en annen fasong, og den kopp-lignende seksjon vil da utformes slik at den har samme tverr-snittsfasong.

I

Ved å plassere føleren nær bunnen av lagertanken som er full-stendig fylt med væske og ved at den strekker seg i hovedsakelig hele høyden av væsken i tanken og stigerøret 31 som vist på fig. 1, vil effekten av temperaturendringer minimaliseres. Dette skyldes at temperaturen av væsken i føleren er stort sett den samme som temperaturen av væsken i tanken og har samme gradient, dersom en sådan eksisterer. Som angitt er det ønskelig at systemet kan måle en endring på omtrent 3 cm<3>pr. min., eller omtrent 200 cm 3pr. time. Siden målingene i henhold til oppfinnelsen utføres i løpet av få minutter, er det lite sannsynlig at det vil skje en temperaturendring på mere enn en brøkdel av en grad. Prøver har vist at med en tank fylt med bensin og under benyttelse av en føler med 1/6 cm diameter i et stigerør med 5 cm diameter, vil en endring på 0,55 C gi en masseekvivalentendring på 0,3 cm . En slik endring på 0,3 cm 3 utgjør en ubetydelig feil på 0,15%. Således er temperaturendringer uten betydning når målingene utføres i en hovedsakelig full tank og ved bruk av en føler som strekker seg stort sett ned til bunnen av tanken. Det vil naturligvis forstås at hvor det ikke forventes temperatur-problemer, behøver føleren ikke strekke seg ned til nær bunnen av tanken, slik at en kortere føler kan benyttes. Dersom temperaturkompensasjon ikke er ønsket, vil det heller ikke være nødvendig å foreta målingen med full tank.

Ved utførelsen av fremgangsmåten for lekkasjemåling ifølge oppfinnelsen med temperaturkompensasjon er det ønskelig å tette eventuelle kanaler i tanksystemet såsom stigerør og lignende for å redusere arealet av slike stigerør og derved opp-rettholde følsomhet under lekkasjemålinger. Etter at nødven-dig tetning er utført, stilles vekten opp over fyllrørhullet, peilehullet eller et annet adkomsthull i tanken, hvorpå føl-eren fylles med væske fra tanken og innsettes gjennom hullet. Følerens opphengningswire festes så til vektens vektstang.

Det må påses at føleren og dens opphengningswire ikke berører røret eller tanken. Deretter nivelleres vekten, og de nød-vendige elektriske forbindelser foretas til kraftkilden, transduktoren og registratoren. Det er ofte ønskelig å dekke til vekten for å beskytte den mot vindstøt eller andre forstyrrel-ser. Kalibrering utføres så ved å tilføre tanken en kjent væskemengde og observere endringen i registreringsinstrumentet. Man observerer så registreringsanordningen for å notere eventuelle endringer. Dersom man benytter en skriver, noe som er å foretrekke, vil pennen tegne en rett linje dersom det ikke forekommer lekkasjer. Dersom det foreligger en lekkasje, vil pennen avbøyes, og avbøyningsvinkeleh vil gi en indikasjon på lekkasjehastigheten. Ut fra antall delstreker på skriverpa-piret som pennen har krysset, tidsintervallet for utskrivning-en, og avbøyningen pr. væskeenhet funnet ved kalibreringen, kan lekkasjehastigheten lett beregnes. Dersom man starter pennen midt på papiret og standardiserer avbøyningsretningen, kan man. bestemme om lekkasjen skjer inn i eller ut av tanken. 1 SoIm nevnt er det mulig å utføre målingen med delvis fylt tank når temperaturkompensasjon ikke anses for å være kri-tisk. I slike målinger er det ikke nødvendig å tette igjen stigerør og andre kanaler fra tanken, og det er hensiktsmes-sig, å benytte en anderledes utformet føler. Det vil forstås at følsomheten av føleren er avhengig av væskenivået i tanken og tankens form. Jo mindre væskearealet er, desto større vil følerens utslag være. Når tanken er fylt med væske i et sti-gerørsparti, vil således føleren være mest følsom. På midt-punktet av en sylindrisk tank hvor væskenivået er størst, vil følsomheten være lavest, og følsomheten vil ligge mellom disse to ytterve.rdier på andre nivåer. Når således en delvis fylt tank skal måles, er det ønskelig med en relativt stor fortrengning for å øke følsomheten. Dessuten kan en mer nøy-aktig vekt benyttes for å øke følsomheten.

En foretrukket føler for bruk i en tank som ikke er full, er vist på fig. 4 og kan ha form av et flatt bord 32 med en ut-presset øvre flate 33 og med understøttelseswire 34 og 35. Bordet 32 må være tilstrekkelig smalt til å kunne passere gjennom et rør ned i væsken i tanken. Føleren opphenges på væskeoverflaten i horisontal stilling med noe av væsken i det utpressede parti 33, idet tverrsnittsarealet av væsken i det utpressede eller utvidede parti er hovedsakelig det samme som tverrsnittsarealet i kontakt med væsken i tanken. På denne måte oppnås kompensasjon for fordampning på samme måte som beskrevet ovenfor. Måten den smale føler innføres i tanken og fjernes fra denne på er illustrert på fig. 4 til 8. Føleren er forsynt med midler for innføring i tanken og for å mulig-gjøre dens funksjon i horisontal stilling på væskeoverflaten. Disse midler må også gjøre det mulig å fjerne føleren fra. tanken gjennom samme åpning den ble ført inn gjennom. Slike midler, som generelt er betegnet med 48 på fig. 4 og 4a, omfatter en raskt frigjørbar mekanisme for å lette fjerning av føleren. Som det vil ses på fig. 4, omfatter en egnet fri-gjøringsinnretning en massiv, sylindrisk kjernedel 36 som om-gis av et ytre deksel 37 fremstilt av plåtemateriale, plast eller annet egnet materiale. Et skjevt borehull i kjernedel-en er forsynt med en skyvefjær 38 og en skyvestang 39. Under-

! I

støttelseslinen 16 passerer gjennom midten av toppen av det ytre deksel 37 og er festet til en liten sylindrisk fitting 40 med et ringformet spor 41 som holdes i fast posisjon i kjernen 36 av en settskrue 42. Kjernen er også forsynt med

.et<1>skrueøye 43 eller en annen anordning for feste av linen 34. En konisk fjær 42 er plassert mellom toppen av kjernen 36 og det ytre deksel 37. Det ytre deksel er forsynt med en port 44 innrettet med skyvestangen 39. Kanten 37a av det ytre deksel som dannes av porten 44 virker som en hekte for en tapp 4 5 som er forsynt med et ringformet spor 4 6 og er festet til linen 35. Porten 44 er omtrent dobbel så lang som diameteren av tappen 45. Det ytre deksel 37 kan også være forsynt med stoppere 47 for å holde montasjen sammen. Før føleren innføres i tanken, innsettes tappen 45 i porten 44 mot virkningen av skyvestangen 39, og sporet 46 i tappen plasseres slik at det hektes fast på kanten 37a av det ytre deksel. Fjæren 42 virker til å holde det ytre deksel i fast stilling, og av denne grunn og på grunn av fjæren 38, vil tappen 45 forbli fast festet i hektekanten 37a. Føleren an-bringes så i tanken gjennom et fyllrør eller annet adkomsthull som vist på fig. 5. Når den er ført helt gjennom røret, åpner føleren seg som vist på fig. 6, og etter at den er dyp-pet ned i væsken for å anbringe væske i dens trauparti, til-lates den å komme til ro på overflaten av væsken som vist på fig. 7. Etter at lekkasjebestemmelsen er utført og det er ønskelig å fjerne føleren, blir en vekt 50 som omgir ledning-en 16, sluppet ned gjennom fyllrøret 31 på hurtigutløsnings-systemet 48. Som vist på fig. 4a, slår vekten mot det ytre deksel 37 og skyver det nedad, noe som i sin tur fjerner hektekanten 37a fra sporet 46 i tappen 45. Dette bevirker at føleren inntar den stilling som er vist på fig. 8. Fjerning av føleren utføres så ganske enkelt ved å trekke den opp gjennom fyllrøret 31.

i

Claims (2)

1. Føleranordning for bruk ved måling av masseforskyvning i en lekkende tank, omfattende et hovedlegemsparti som er forsynt med opphengningsmidler for befestigelse til en vektstang eller et annet middel for påvisning av masseforskyvning, og et væskeholderparti i nevnte følerlegeme for å inneholde væske over væskenivået i tanken, idet tverrsnittsarealet av det væskeholdende parti er hovedsakelig likt i tverrsnittsareal med det legemsparti som er i kontakt med væsken i tanken, hvorved endringer i nevnte masseforskyvningsmåling på grunn av fordampningstap kompenseres.

2. Føler ifølge krav 1, som har en bordlignende fasong og er konstruert for opphengning i tanken i horisontal stilling, hvilken væskeholderinnretning har et utbrettet parti i den bordlignende flate og hvor opphengningsmidlene har en raskt frigjørbar mekanisme for å tillate fjerning av føleren gjennom en trang åpning i tanken.