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Die Erfindung betrifft einen Verdrängungskörper zum Reinigen von flüssigkeitsführenden Leitungen, einen Einführapparat und eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Reinigung von Leitungen.
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Ablagerungen in Form von Sedimenten, losen Partikeln und haftenden Belägen in flüssigkeitsführenden Leitungen und die damit einhergehenden Probleme sind allgemein bekannt. Insbesondere kommen sie in Leitungssystemen der Trinkwasserverteilung vor. Die Ablagerungen können systemextern eingetragen sowie systemintern gebildet werden und sich anreichern. Einige der eingetragenen bzw. bereits vorhandenen Organismen können diese Ablagerungen besiedeln und als Nahrungsquelle nutzen. Hierzu zählen insbesondere speziell angepasste Mikroorganismen. Diese dienen wiederum höheren Organismenstufen als Nahrung. Mit der Zeit können sich so große Populationen bestimmter Organismen innerhalb des Leitungssystems aufbauen. Insbesondere Asseln stellen ein Problem dar, da sie nur sehr schwer aus Leitungssystemen entfernt werden können. Zum einen sind sie sehr unempfindlich gegenüber chemischen Desinfektionsmitteln, zum anderen können sie sich durch ihre Form starken Strömungen sehr gut widersetzen.
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Um die Ablagerungen bzw. Organismen aus den Leitungssystemen zu entfernen, bedarf es einer ausreichend hohen Fließgeschwindigkeit. Hierdurch wird ein turbulentes Strömungsbild erzeugt, wodurch eine geringe laminare Grenzschicht an der Leitungswandung vorliegt.
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Um Asseln aus den Leitungssystemen zu entfernen, sind eine Reihe an Spülverfahren bekannt. Hierzu zählen beispielsweise die Molchung, die Wasserspülung, die Luft-Wasserspülung, die Eisspülung und die Spülung durch Wasser mit erhöhtem CO2-Gehalt. Jedes dieser Verfahren ist jedoch mit Nachteilen behaftet. Sie sind entweder nicht effektiv genug, mit einem großen technischen Aufwand verbunden, benötigen große Spülwassermengen oder sind kosten- und/oder zeitintensiv. Zum Großteil müssen die Verfahren kombiniert werden, um den gewünschten Effekt überhaupt zu erzielen. Gerade bei großen Durchmessern und niedrigen Betriebsdrücken stoßen derartige Verfahren an ihre Grenzen. Des Weiteren sind Rohrreinigungsvorrichtungen bekannt, die zur Sedimententfernung im Rohrinneren eingesetzt werden. Hierbei handelt es sich um Verdrängungskörper, die schwammartig oder ballartig ausgebildet sind. Nachteilig bei derartigen Verdrängungskörpern ist, dass sie starr ausgebildet sind und somit nur in Leitungen sinnvoll eingesetzt werden können, die einen gleichbleibenden Durchmesser aufweisen. Für unterschiedlich ausgebildete Leitungen müssen verschiedene Verdrängungskörper verwendet werden.
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Aus der
US 1,177,629 ist beispielsweise ein Kanalreinigungskörper bekannt, der einen konischen Körper aufweist, wobei an seiner unteren Seite eine Schürze angeordnet ist, an der seilförmige Elemente befestigt sind. Der Körper ist in erster Linie für die Reinigung von nicht vollständig mit Flüssigkeit gefüllten und nicht unter Druck stehenden Abwasserrohren vorgesehen und weist im oberen Bereich Schwimmkörper auf. Die Reinigung erfolgt, indem der Körper zurückgezogen und Verunreinigungen von der Rohrwandung „abgeschabt” werden
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Die
DE 196 16 860 A1 offenbart ein Verfahren zum Reinigen der Innenseite eines Rohrs, wobei eine Flüssigkeit durch das Rohr gespült wird und die Flüssigkeitsdurchflussrate in der Nähe der Rohrwandung lokal dadurch erhöht wird, dass ein Körper in dem Bereich des zu reinigenden Teils des Rohrs angeordnet wird, der Durchlässe im Außenbereich aufweist. Bei dem Körper handelt es sich insbesondere um einen Hohlkegel.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren der oben genannten Art zu schaffen, mit der/mit dem an der Leitungswandung ein lokales, ortsveränderbares, turbulentes Strömungsbild mit sehr hoher Fließgeschwindigkeit und einer laminaren Grenzschicht, die gegen Null geht, erzeugt werden kann, so dass Ablagerungen und Organismen mobilisiert werden und somit ein Austrag dergleichen von nahezu 100% aus den Leitungen ermöglicht werden kann.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Verdrängungskörper mit den Merkmalen des Anspruchs 1, einem Einführapparat mit den Merkmalen des Anspruchs 5 sowie einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 11 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 12. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind jeweils Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale auch in beliebiger und technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und somit weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen.
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Der erfindungsgemäße Verdrängungskörper umfasst einen Grundkörper mit einer offenen Seite und einer Mehrzahl an seilförmigen Elementen, wobei der Grundkörper aus einem flexiblen Material besteht und schirm- oder sackartig ausgebildet ist, so dass er durch die in der Leitung fließende Flüssigkeit aufgebläht werden kann und sich an den Innendurchmesser der Leitung anpasst, und wobei die seilförmigen Elemente entlang des Umfangs des Grundkörpers festgelegt sind, und zeichnet sich durch ein Steuerseil aus, das im Zentrum des Grundkörpers angebracht ist. Wenn der Grundkörper zu einem Schirm oder Sack aufgebläht ist, befindet sich der Anbringungspunkt somit in der Spitze des Grundkörpers.
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Sowohl bei der Befestigung der seilförmigen Elemente entlang des Umfangs des Grundkörpers als auch bei der Befestigung des Steuerseils im Zentrum des Grundkörpers ist ein gewisser Spielraum für die Befestigung vorhanden, d. h. als entlang des Umfangs im Sinne der Erfindung wird auch eine Festlegung um den Grundkörper herum mit einem gewissen Abstand zum Rand als erfindungsgemäß verstanden. Ebenso wird auch eine Festlegung im Zentralbereich des Grundkörpers als „im Zentrum” im Sinne der Erfindung verstanden, selbst wenn die Festlegung nicht im exakten Zentrum des Grundkörpers vorgenommen wurde.
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Der Umfang des Grundkörpers, der eine offene Seite des Grundkörpers umgibt, ist grundsätzlich während der Reinigung der Leitung in der Leitung stromaufwärts orientiert, d. h. die in der Leitung strömende Flüssigkeit kann über die offene Seite in den Grundkörper einströmen und diesen aufblähen. Die seilförmigen Elemente sowie das Steuerseil verlaufen vom Grundkörper aus stromaufwärts, wobei die seilförmigen Elemente in der Regel stromaufwärts des Grundkörpers zusammenlaufen.
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Im Sinne der Erfindung ist mit Zentrum des Grundkörpers der Bereich gemeint, der während der Reinigung der Leitung bei aufgeblähtem Grundkörper und ohne dass eine entgegen der Fließrichtung der Flüssigkeit ausgeübte Zugkraft auf das Steuerseil ausgeübt wird, am weitesten entfernt von der offenen Seite angeordnet ist. Es handelt sich insbesondere um den Bereich des Grundkörpers, der während der Reinigung der Leitung stromabwärts orientiert ist.
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Die Anordnung eines Steuerseils am Zentrum bietet unter anderem den Vorteil, dass sich hierdurch der Verdrängungskörper innerhalb der Leitung umstülpen lässt. Bei einem umgestülpten Verdrängungskörper ist das Zentrum des Grundkörpers in der Leitung stromaufwärts orientiert. Der umgestülpte Verdrängungskörper bietet dem Wasser nahezu keinen Wiederstand und kann somit leicht zurückgezogen und aus der Leitung wieder entfernt werden. Das Umstülpen des Verdrängungskörpers wird insbesondere dadurch erreicht, dass an dem Steuerseil entgegen der Fließrichtung der Flüssigkeit gezogen wird. Wird das Steuerseil wieder locker gelassen und befindet sich der Verdrängungskörper noch innerhalb der Leitung, so bewegt sich das Zentrum des Grundkörpers stromabwärts, wodurch sich der Verdrängungskörper aufbläht und der Reinigungsvorgang erneut durchgeführt werden kann. Das erneute Umstülpen des Verdrängungskörpers ist besonders vorteilhaft bei der Reinigung von verzweigten Leitungen. Hierdurch lassen sich passierte Abzweige von der zuvor gereinigten Leitungsstrecke ohne Widerstand anfahren und anschließend reinigen.
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Ferner lässt sich durch das am Zentrum angeordnete Steuerseil auch die Form des Grundkörpers verändern. Durch Ausübung einer Zugkraft an dem Steuerseil kann die Wölbung des Grundkörpers und damit auch die der sich ausbildenden Spitze verändert werden. Je weniger an dem Steuerseil entgegen der Fließrichtung der Flüssigkeit gezogen wird, umso spitzer ist der Grundkörper ausgebildet. Für die Erzeugung turbulenter Wirbel kann es beispielsweise vorteilhaft sein, wenn der Grundkörper keine vollständig konvexe Form aufweist, sondern das Zentrum etwas eingestülpt ist. Dies ist erfindungsgemäß dahingehend zu verstehen, dass das Zentrum in den Innenraum des Grundkörpers hineinragt oder das Zentrum abgeflacht ist. Ggf. kann auch durch das Ziehen an dem Steuerseil das Zentrum des Grundkörpers, das sich während des Reinigens bevorzugt im Bereich der Mittelachse der Leitung befindet, zu einer Leitungswand hinbewegt werden.
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Die Anordnung eines Steuerseils neben den seilförmigen Elementen am Grundkörper bietet auch hinsichtlich sicherheitstechnischer Aspekte Vorteile. Kommt es während des Reinigungsvorgangs zu einem Seilbruch, beispielsweise aufgrund zu starken Wasserdrucks, wodurch der Grundkörper in sich zusammenfällt und nicht mehr ausreichend aufgebläht wird, kann er am anderen Seil einfach aus der Leitung gezogen werden.
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Bevorzugt bildet der Grundkörper eine geschlossene Fläche, d. h. die in den Grundkörper einströmende Flüssigkeit kann nicht durch den Grundkörper hindurchtreten, sondern kann diesen nur durch den Raum zwischen Grundkörper und Leitungsinnenwandung passieren. Durch den Flüssigkeitsdruck und die geringe Fläche des Zwischenraums bilden sich lokal sehr hohe Fließgeschwindigkeiten mit einem turbulenten Strömungsbild aus. Der Verdrängungskörper erzeugt somit insgesamt ein lokal begrenztes, wandungsnahes, turbulentes Strömungsbild. Bei dem Verdrängungskörper tritt somit die höchste Fließgeschwindigkeit und damit auch der beste Spüleffekt an der Leitungswandung auf. Hierdurch werden die Ablagerungen und Organismen, insbesondere die Asseln, von hinten, d. h. entgegen der Hauptströmungsrichtung erfasst und unterspült und damit von der Leistungswandung gelöst. Die Ablagerungen und Organismen können somit im Wasser schwebend ausgetragen werden. Ein derartig ausgebildeter Verdrängungskörper weist somit gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil auf, dass ein sehr weitgehender Austrag der Ablagerungen und Organismen erreicht wird, bis hin zu fast 100%.
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Es ist aber auch möglich, dass der Grundkörper wenigstens eine Öffnung aufweist, durch die die fließende Flüssigkeit durchströmen kann. Beispielsweise kann der Grundkörper eine Mehrzahl an Öffnungen aufweisen, die idealerweise gleichmäßig am Grundkörper angeordnet sind. Ferner kann in dem Grundkörper auch eine Art Sicherheitsventil eingebaut sein. Dieses öffnet sich automatisch, sobald ein zuvor bestimmter Druck überschritten wird und ermöglicht somit das Durchfließen der Flüssigkeit.
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Indem sich der Grundkörper des Verdrängungskörpers durch seine flexible Struktur an den Innendurchmesser der Leitungen immer optimal anpassen kann, kann er zur Reinigung bei einer Vielzahl an flüssigkeitsführenden, unter Versorgungsdruck stehenden Leitungen eingesetzt werden. Die Anpassungsfähigkeit des flexiblen Verdrängungskörpers ermöglicht es zudem, Leitungsstränge mit aufeinanderfolgenden Abschnitten unterschiedlicher Nennweiten in einem Arbeitsgang zu reinigen.
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Um eine optimale Mobilisierung und Abtragung von Ablagerungen und Organismen gewährleisten zu können, ist die offene Seite des Grundkörpers idealerweise größer als der größte zu erwartende Leitungsdurchmesser. Verringert sich der Leitungsdurchmesser auf der zu reinigenden Strecke, dann passt sich der Grundkörper wegen seiner flexiblen Ausgestaltung an die Größe des Durchmessers an. Insgesamt kann so eine bestmögliche Abtragung von Ablagerungen und Organismen mit nur einem Grundkörper erreicht werden.
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Indem der Grundkörper aus einem flexiblen Material besteht, kann er in der Leitung aufgebläht werden und passt sich so den unterschiedlichen Leitungsdurchmessern individuell an. Idealerweise ist der Grundkörper aus einem Kunststoff gefertigt, bevorzugt aus einem leichten Kunststoffgewebe. Hierdurch weist er zum einen nur ein geringes Gewicht auf, so dass er von der fließenden Flüssigkeit ohne weiteres transportiert werden kann. Zum anderen weist er aber auch eine hohe Reiß- bzw. Dehnfestigkeit auf, so dass der Grundkörper über einen langen Zeitraum zum Einsatz kommen kann, ohne dass damit eine Verschlechterung der abtragenden Funktion aufgrund Reißens des Grundkörpers einhergeht. Denkbar ist aber auch, dass der Grundkörper aus einem Textilgewebe oder einer Folie besteht. Als besonders ideal haben sich Materialien erwiesen, die auch bei Ballons oder Lenkdrachen zum Einsatz kommen.
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Um die Haltbarkeit des Grundkörpers weiter zu verbessern, kann dieser wenigstens bereichsweise, bevorzugt an seiner Außenseite, die der der Leitungswandung zugewandten Seite entspricht, eine Verstärkungsschicht aufweisen. Die Verstärkungsschicht sorgt dafür, dass abrasiver Verschleiß am Grundkörper, der durch die herumwirbelnden Ablagerungen entsteht, verringert wird. Durch die Verstärkungsschicht geht die flexible Eigenschaft des Grundkörpers nicht verloren.
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Vorteilhafterweise kann der Grundkörper an seiner offenen Seite bzw. am Umfang wenigstens bereichsweise verstärkt ausgebildet sein. Idealerweise ist die Verstärkung als Kreisring ausgebildet und erstreckt sich entlang des gesamten Umfangs. Durch die Verstärkung kann das Einführen des Grundkörpers in die Leitung vereinfacht werden. Ferner kann durch die Verstärkung die Ausrichtung des Grundkörpers innerhalb der Leitung verbessert werden, so dass die fließende Flüssigkeit den Grundkörper bestmöglich aufblähen kann. Die Verstärkung ist so ausgebildet, dass sie die Flexibilität des Grundkörpers keineswegs einschränkt. Trotz Verstärkung kann sich der Grundkörper weiterhin an sich ändernde Leitungsdurchmesser anpassen.
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Als seilförmige Elemente bzw. Steuerseile können sowohl Bänder als auch Seile oder Drähte verwendet werden. Die seilförmigen Elemente sollten eine möglichst hohe Zugfestigkeit aufweisen, damit sie beim Reinigen der Leitungen nicht reißen und der Grundkörper in der Leitung nicht verloren geht. Idealerweise sind die seilförmigen Elemente an mit gleichmäßigen Abständen angeordneten Stellen entlang des Umfangs angeordnet.
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In einer Ausführungsform können die seilförmigen Elemente an einem Halteseil befestigt sein. Die seilförmigen Elemente laufen stromaufwärts des Grundkörpers an einem Punkt zusammen und sind dort mit dem Halteseil verbunden. Vorteilhaft hierbei ist, dass ein Verheddern der seilförmigen Elemente weitestgehend verhindert werden kann, da die seilförmigen Elemente nur eine geringe Länge aufweisen. Ferner muss der Benutzer des Verdrängungskörpers neben dem Steuerseil nur ein weiteres Seil in der Hand halten. Das Steuerseil sowie das Halteseil im Sinne der Erfindung können auch metallisch sein, d. h. in Form eines Drahtes vorliegen.
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Denkbar ist auch, dass an dem Grundkörper, dem Halteseil und/oder dem Steuerseil wenigstens eine Kamera angeordnet ist. Die Kameras sind bevorzugt kabellos ausgebildet und senden die aufgezeichneten Daten über Funk oder speichern sie auf einem Datenträger, der in die Kamera integriert oder an die Kamera angeschlossen ist. Eine derartige Ausgestaltung findet insbesondere in der Leitungsinspektion Verwendung.
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Ferner ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein Einführapparat. Der erfindungsgemäße Einführapparat zum Einführen eines Verdrängungskörpers weist einen Injektorkörper und ein Injektorrohr zur Aufnahme des Verdrängungskörpers und Einführung des Verdrängungskörpers in die Leitung mit einem oberen und einem unteren Rohrende auf, wobei der Injektorkörper einen Anschluss für einen herkömmlichen Hydranten aufweist.
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Durch den erfindungsgemäßen Einführapparat kann ein Verdrängungskörper leicht über einen Hydranten, insbesondere über einen Unterflurhydranten in eine flüssigkeitsführende Leitung eingebracht werden. Dies bietet den Vorteil, dass keine zusätzlichen Vorrichtungen in das Wassernetz eingebaut werden müssen. Idealerweise ist der Anschluss des Einführapparats für den Hydranten als Dichtfläche ausgebildet.
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Das Injektorrohr dient zur Einführung des Verdrängungskörpers in die Leitung. Das Rohr kann aus Kunststoff, bevorzugt aus Polyethylen sein. Derartige Rohre sind für Trinkwasser geeignet. Idealerweise weist das Injektorrohr eine glatte Außenwandung auf. Hierdurch lässt sich das Rohr leicht in den Hydranten einführen.
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Der Injektorkörper kann wenigstens eine Bohrung aufweisen. In der Bohrung ist das Injektorrohr beweglich angeordnet. Ferner kann die Bohrung vorteilhafterweise ein Dichtungselement, bevorzugt einen Wellendichtring, aufweisen. Das Dichtungselement dient zur Führung und Abdichtung. Der Injektorkörper kann ferner wenigstens einen Ablauf aufweisen. Falls aufgrund des hohen Leitungsdrucks und der Durchführung von Steuerseil und Halteseil die Bohrung nicht richtig abgedichtet werden kann, wird die durch die Bohrung austretende Flüssigkeit über den Ablauf abgeleitet.
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Am unteren Rohrende kann das Injektorrohr wenigstens eine, bevorzugt zwei Aussparungen aufweisen. Vorteilhaft hierbei ist, dass das Rohr bis zum Leitungsboden geschoben und der Verdrängungskörper dann immer noch durch die Aussparung in die Leitung geschoben werden kann. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass der Verdrängungskörper in der richtigen Weise in die zu reinigende Leitung eingeführt wird.
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Bevorzugt kann der Einführapparat eine Seiltrommel aufweisen. Die seilförmigen Elemente bzw. das Halteseil und/oder das Steuerseil können dann auf der Seiltrommel aufgerollt werden. Bevorzugt sind zwei Seiltrommeln, nämlich eine für das Halteseil, eine für das Steuerseil vorgesehen. Idealerweise weist die Seiltrommel ein Zählwerk auf. Hierdurch ist es dem Benutzer möglich zu sehen, wie weit der Verdrängungskörper von der Seiltrommel abgewickelt worden ist bzw. welche Strecke der Verdrängungskörper in der Leitung zurückgelegt hat.
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Idealerweise weist der Einführapparat ein Druckerzeugungselement auf. Über das Druckerzeugungselement wird der Verdrängungskörper bevorzugt mittels Druckluft oder Wasserdruck in die Leitung eingeblasen. Bei dem Druckerzeugungselement kann es sich um einen Druckstutzen handeln. Dieser kann nach Einleiten des Verdrängungskörpers in die Leitung verschlossen werden, so dass der Leitungsdruck wieder hergestellt wird und die Spülung erfolgen kann.
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Ferner kann der Injektorkörper eine Seilführung zur Führung der seilförmigen Elemente/des Halteseils bzw. des Steuerseils des Verdrängungskörpers aufweisen. Aufgrund der Seilführung ist in der Regel eine vollständige Abdichtung des Injektorkörpers nicht möglich. Aus diesem Grund weist der Injektorkörper bevorzugt einen Druckminderer oder Diffusor auf, durch den das Steuerseil/Halteseil geführt wird.
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Der Injektorkörper kann aus einem Injektorfuß und einem Injektorkopf ausgebildet sein. Um einen möglichst stabilen Injektorkörper zu erhalten, können der Injektorfuß und der Injektorkopf über ein Verbindungsgestänge miteinander verbunden sein.
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Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Reinigen von flüssigkeitsführenden Leitungen, die einen erfindungsgemäßen Verdrängungskörper sowie einen erfindungsgemäßen Einführapparat aufweist. Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung lassen sich Ablagerungen und Organismen in flüssigkeitsführenden Leitungen weitgehend entfernen.
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Indem bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die höchste Fließgeschwindigkeit und damit auch der beste Spüleffekt idealerweise an der Leitungswandung auftritt, werden die Ablagerungen und Organismen unterspült und damit von der Leitungswandung gelöst. Die Ablagerungen und Organismen können somit im Wasser schwebend ausgetragen werden. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann somit ein Austrag von nahezu 100% erreicht werden. Ferner lässt sich die erfindungsgemäße Vorrichtung durch den Einführapparat schnell an Leitungssysteme anbringen.
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Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Reinigen von flüssigkeitsführenden Leitungen, insbesondere unter Druck stehenden Trinkwasserleitungen. Das Verfahren weist folgende Verfahrensschritte auf:
- – Einführen eines Verdrängungskörpers in die Leitung, wobei der Verdrängungskörper von außerhalb der Leitung mittels eines Steuerseils und mittels eines Halteseils bzw. seilförmiger Elemente gehalten wird,
- – Aufblähen des Verdrängungskörpers entsprechend dem Leitungsquerschnitt durch die Flüssigkeit und den Leitungsdruck,
- – Transportieren des Verdrängungskörpers in Fließrichtung der Flüssigkeit durch die Leitung, wodurch die Leitung gereinigt wird, und
- – Entfernen des Verdrängungskörpers aus der Leitung durch Umstülpen und Zurückziehen des Verdrängungskörpers.
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Erfindungsgemäß erfolgt das Umstülpen des Verdrängungskörpers insbesondere durch das Ziehen des Steuerseils entgegen der Fließrichtung der Flüssigkeit. Das Steuerseil ist dabei im Zentrum des Grundkörpers angebracht.
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Bevorzugt wird die Leitung vor dem Einführen des Verdrängungskörpers in die Leitung und/oder vor dem Entfernen des Verdrängungskörpers aus der Leitung drucklos gemacht. Entsprechend muss der Leitungsdruck nach Einführen des Verdrängungskörpers in die Leitung wiederaufgebaut werden, so dass die Flüssigkeit erneut zu fließen beginnt und der Verdrängungskörper von der Flüssigkeit entsprechend dem Leitungsquerschnitt aufgebläht wird.
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Durch das erfindungsgemäße Verfahren können Leitungen von Sedimenten und Ablagerungen nahezu vollständig befreit werden. Nach Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens müssen sich somit an den Leitungswandungen Ablagerungen erst einmal wieder grundlegend neu entwickeln. Die Zeitspanne, bis es zur erneuten Ansiedlung von höheren Organismenstufen kommt, ist entsprechend groß und die Reinigungsintervalle verlängern sich in vorteilhafter Weise.
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Das Drucklosmachen der Leitung erfolgt erfindungsgemäß dadurch, dass ein Fließen der Flüssigkeit unterbunden wird. Der Durchfluss der Leitung wird gestoppt. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Leitung mittels eines Schiebers verschlossen wird. Aber auch andere Methoden sind denkbar, durch die eine Entnahme von Flüssigkeit aus der Leitung unterbunden wird.
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Idealerweise wird der Verdrängungskörper durch einen Hydranten, bevorzugt einen Unterflurhydranten, in die Leitung eingeführt.
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Nachdem der Verdrängungskörper in die Leitung eingeführt worden ist, wird der Leitungsdruck wieder aufgebaut. Dies geschieht beispielsweise durch Öffnen eines Schiebers. Bei Öffnung einer stromabwärts befindlichen Entnahmestelle beginnt die Flüssigkeit dorthin zu fließen. Dabei ist die Menge an über den Einführapparat austretender Flüssigkeit sehr gering.
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Die Flüssigkeit strömt durch die offene Seite in den Grundkörper des Verdrängungskörpers hinein und bläht diesen auf, wodurch sich dieser ideal an den Leitungsdurchmesser anpasst. Die zur Entnahmestelle strömende Flüssigkeit kann den Grundkörper vornehmlich bzw. bei einem geschlossen ausgebildeten Grundkörper nur durch den Raum zwischen Leitungswandung und Grundkörperaußenseite passieren. Aufgrund des Flüssigkeitsdrucks und der geringen Fläche des Zwischenraums bilden sich lokal sehr hohe Fließgeschwindigkeiten mit einem turbulenten Strömungsbild aus. Die laminare Grenzschicht geht gegen Null. Entlang des Grundkörpers entsteht an der Leitungswandung ein Düseneffekt. Hinter dem Grundkörper steht der Flüssigkeit wieder der gesamte Leitungsdurchmesser zur Verfügung, die Fließgeschwindigkeit verringert sich entsprechend. Der auf den Grundkörper ausgeübte Druck der fließenden Flüssigkeit, welcher über die Fließgeschwindigkeit an der Entnahmestelle reguliert wird, transportiert den Verdrängungskörper in Fließrichtung durch die Leitung. Nach Beendigung der Reinigung wird der Verdrängungskörper mittels des Steuerseils bzw. der seilförmigen Elemente an der Stelle aus der Leitung herausgezogen, an der der Verdrängungskörper schon in die Leitung eingeführt wurde.
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Bevorzugt wird ein Einführapparat, insbesondere ein zuvor beschriebener, erfindungsgemäßer Einführapparat verwendet, mittels der der Verdrängungskörper in die Leitung eingeführt wird. Der Einführapparat kann dabei vorteilhafterweise so ausgebildet sein, dass er den Leitungszugang verschließt und die Leitung wieder unter Druck genommen werden kann.
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Idealerweise wird ein Einführapparat verwendet, der an einem Unterflurhydranten angebracht werden kann. Damit der Einführapparat die Leitung sicher abschließt, weist er eine Dichtfläche auf, über die der Einführapparat mit der Leitung bzw. dem Hydranten verbunden wird.
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Um den Verdrängungskörper auf einfache Art und Weise in die Leitung befördern zu können, wird bevorzugt ein Einführapparat verwendet, der ein Druckerzeugungselement aufweist. Durch das Druckerzeugungselement wird der Verdrängungskörper in die Leitung eingeblasen. Das Druckerzeugungselement dient insbesondere zur Erzeugung von Druckluft oder Wasserdruck.
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Bevorzugt wird eine Seiltrommel verwendet, auf die das Steuerseil aufrollbar ist. Die Verwendung einer Seiltrommel bietet den Vorteil, dass hierdurch viele Meter Seil sicher und platzsparend aufbewahrt werden können. Idealerweise weist die Seiltrommel einen Griff auf, durch dessen Betätigung der Verdrängungskörper leicht aus der Leitung zurückgezogen werden kann.
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In einer Ausgestaltung können die gelösten Ablagerungen und Organismen zu einem Auslasshydranten gefördert und dort entfernt werden.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung wie auch das erfindungsgemäße Verfahren eignen sich zum Reinigen von flüssigkeitsführenden Leitungen in den unterschiedlichsten Bereichen. Insbesondere handelt es sich dabei um unter Druck stehende Trinkwasserleitungen, die normalerweise vollständig mit Wasser gefüllt sind. Bei den Leitungen kann es sich aber auch um Abwasser-, Rohrwasser- oder Prozesswasserleitungen handeln. Denkbar ist auch, dass die vorliegende Erfindung im Bereich der Nahrungsmittelproduktion Anwendung findet.
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Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren eine besonders bevorzugte Ausführungsvariante der Erfindung zeigen. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die gezeigte Ausführungsvariante beschränkt. Insbesondere umfasst die Erfindung, soweit es technisch sinnvoll ist, beliebige Kombinationen der technischen Merkmale, die in den Ansprüchen aufgeführt oder in der Beschreibung als erfindungsrelevant beschrieben sind.
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Es zeigen:
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1 schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Verdrängungskörpers in einer ersten Ausführungsform,
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2a–2c schematische Ansichten von erfindungsgemäßen Verdrängungskörpern, mit unterschiedlich verformten Grundkörpern,
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3 schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Verdrängungskörpers in einer umgestülpten Ausgestaltung,
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4 schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Ausgestaltungsform,
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5 schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Einführapparates in einer Ausgestaltungsform.
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1 zeigt eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Verdrängungskörpers 20 in einer Ausführungsform. Der Verdrängungskörper 20 weist einen Grundkörper 21 mit einer offenen Seite 26, einem Steuerseil 29 und eine Mehrzahl an seilförmigen Elementen 28 auf. Der Grundkörper 21 ist aus einem flexiblen Material und schirmartig ausgebildet. Hierdurch kann der Grundkörper 21 durch die in der Leitung 12 fließende Flüssigkeit aufgebläht werden und sich an die Größe der Leitung 12 anpassen. Das Steuerseil 29 ist im Zentrum des Grundkörpers 21, d. h. im aufgeblähten Zustand an der Spitze 22 des Grundkörpers 21 befestigt. Unter der Spitze 22 wird erfindungsgemäß der Bereich des Grundkörpers 21 verstanden, der bei aufgeblähtem Grundkörper 21 und nicht unter Spannung stehendem Steuerseil 29 am weitesten von der offenen Seite 26 entfernt ist. Die seilförmigen Elemente 28 sind entlang des Umfangs 24 des Grundkörpers 21 angeordnet. Hinter dem Grundkörper 21 treffen die seilförmigen Elemente 28 zusammen und sind an einem Halteseil 30 befestigt. Der Grundkörper 21 weist bevorzugt eine geschlossene Fläche 23 auf. Die zu einer Entnahmestelle strömende Flüssigkeit kann den Grundkörper 21 somit nur durch den Raum zwischen Leitungswandung und Grundkörperaußenseite passieren. Bei dem erfindungsgemäßen Verdrängungskörper 20 tritt die höchste Fließgeschwindigkeit und damit auch der beste Spüleffekt folglich an der Leitungswandung auf. Hierdurch werden die Ablagerungen 14 und Organismen, insbesondere Wasserasseln, unterspült und damit von der Leistungswandung gelöst. Die Ablagerungen 16 und Organismen können somit im Wasser schwebend ausgetragen werden.
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Die 2a bis 2c zeigen schematische Ansichten von erfindungsgemäßen Verdrängungskörpern 20 mit unterschiedlich verformten Grundkörpern 21. Durch das an der Spitze 22 angeordnete Steuerseil 29 lässt sich die Form des Grundkörpers 21 verändern. Durch Ausübung einer Zugkraft an dem Steuerseil 29 kann die Wölbung des Grundkörpers 21 und damit auch die der Spitze 22 verändert werden. Je weniger an dem Steuerseil 29 entgegen der Fließrichtung der Flüssigkeit gezogen wird, umso spitzer ist der Grundkörper 21 ausgebildet. Die spitze Form ist insbesondere dann von Vorteil, wenn Engstellen innerhalb der Leitung passiert werden müssen.
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In 2a befindet sich die Spitze 22 außermittig. Die Spitze 22 ist zu einer Leitungswand hingezogen. In 2b weist der Grundkörper 21 eine stumpfe Form auf. In 2c ist die Spitze 22 eingestülpt. Die Spitze 22 ragt in den Innenraum des Grundkörpers 21 hinein. Eine derartige Ausgestaltung ist für die Erzeugung turbulenter Wirbel besonders vorteilhaft.
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3 zeigt eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Verdrängungskörpers 20 in einer umgestülpten Ausgestaltung. Bei einem umgestülpten Verdrängungskörper 20 ist die Spitze 22 des Grundkörpers 21 in der Leitung stromaufwärts orientiert. In dieser Ausrichtung drückt vorbeiströmende Flüssigkeit den vormals aufgeblähten Verdrängungskörper 20 zusammen. Der umgestülpte Verdrängungskörper 20 bietet dem Wasser nahezu keinen Widerstand und lässt sich somit leicht zurückziehen und aus der Leitung entfernen. Das Umstülpen des Verdrängungskörpers 20 wird insbesondere dadurch erreicht, dass an dem Steuerseil 29 entgegen der Fließrichtung der Flüssigkeit gezogen wird. Wird das Steuerseil 29 locker gelassen und befindet sich der Verdrängungskörper 20 noch innerhalb der Leitung, so bewegt sich die Spitze 22 des Grundkörpers 21 wieder stromabwärts, wodurch sich der Verdrängungskörper 20 aufbläht und der Reinigungsvorgang erneut durchgeführt werden kann.
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4 zeigt eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 in einer Ausführungsform. Die Vorrichtung 10 weist einen Einführapparat 32 und einen Verdrängungskörper 20 auf. Der Einführapparat 32 setzt sich aus einem Injektorkörper 34 und einem Injektorrohr 36 zusammen. Das Injektorrohr 36 weist am unteren Rohrende eine Aussparung 38 auf. Durch die Aussparung 38 kann das Rohr 36 bis zum Leitungsboden geschoben und der Verdrängungskörper 20 durch die Aussparung 38 in die Leitung 12 eingebracht werden. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass der Verdrängungskörper 20 in der richtigen Weise in die zu reinigende Leitung 12 eingeführt wird.
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Der Einführapparat 32 weist eine Seiltrommel 42 auf. Die seilförmigen Elemente 28 bzw. das Halteseil 30 und/oder das Steuerseil 29 können auf der Seiltrommel 42 aufgerollt werden. Idealerweise weist die Seiltrommel 42 ein Zählwerk auf. Hierdurch ist es dem Benutzer möglich zu sehen, wieweit der Verdrängungskörper 20 von der Seiltrommel 42 abgewickelt worden ist. Um für den Benutzer das Aufwickeln des Seils auf die Seiltrommel 42 zu erleichtern, weist die Seiltrommel 42 einen Griff 44 auf. Der Injektorkörper 34 weist ferner einen Ablauf 40 auf. Flüssigkeit, die aufgrund des hohen Leitungsdrucks in den Injektorkörper 34 eintritt, kann durch den Ablauf 40 abgeleitet werden.
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5 zeigt eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Einführapparates 32 in einer Ausführungsform. Der Injektorkörper 34 ist aus einem Injektorfuß 48 und einem Injektorkopf 46 ausgebildet. Um einen möglichst stabilen Injektorkörper 34 zu erhalten, können der Injektorfuß 46 und der Injektorkopf 48 über ein Verbindungsgestänge 58 miteinander verbunden sein.
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Der Injektorkörper 34 weist Bohrungen 54 auf. In den Bohrungen 54 ist das Injektorrohr 36 beweglich angeordnet. Ferner sind in den Bohrungen 54 Dichtungselemente 56, bevorzugt Wellendichtringe, angeordnet. Die Dichtungselemente 56 dienen zur Führung des Injektorrohrs 36 und zur Abdichtung des Injektorkörpers 34.
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Ferner weist der Einführapparat 32 ein Druckerzeugungselement 50 auf. Über das Druckerzeugungselement 50 wird der Verdrängungskörper 20 mittels Druckluft oder Wasserdruck in die Leitung 12 eingeblasen. Bei dem Druckerzeugungselement 50 kann es sich um einen Druckstutzen handeln. Das Druckerzeugungselement 50 wird nach Einleiten des Verdrängungskörpers 20 in die Leitung 12 verschlossen, so dass der Leitungsdruck wieder hergestellt werden und die Spülung erfolgen kann.
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Der Injektorkörper 34 kann zudem eine Seilführung 52 zur Führung der seilförmigen Elemente 28/des Halteseils 30 sowie des Steuerseils 29 des Verdrängungskörpers 20 aufweisen. Indem das Halteseil 30 bei der Reinigung der Leitung 12 mit dem Verdrängungskörper 20 in die Leitung 12 eingezogen wird, ist eine Abdichtung der Seilführung 52 nicht möglich. Aus diesem Grund weist der Injektorkörper 34 des Weiteren bevorzugt einen Druckminderer oder Diffusor auf.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Vorrichtung
- 12
- Leitung
- 14
- feste Ablagerungen
- 16
- gelöste Ablagerungen
- 20
- Verdrängungskörper
- 21
- Grundkörper
- 22
- Spitze Grundkörper
- 23
- geschlossene Fläche
- 24
- Umfang
- 26
- offene Seite
- 28
- seilförmige Elemente
- 29
- Steuerseil
- 30
- Halteseil
- 32
- Einführapparat
- 34
- Injektorkörper
- 36
- Injektorrohr
- 38
- Aussparung
- 40
- Ablauf
- 42
- Seiltrommel
- 44
- Griff
- 46
- Injektorkopf
- 48
- Injektorfuß
- 50
- Druckerzeugungselement
- 52
- Seilführung
- 54
- Bohrung
- 56
- Dichtungselement
- 58
- Verbindungsgestänge
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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Zitierte Patentliteratur
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- US 1177629 [0005]
- DE 19616860 A1 [0006]
