DE102015107017A1 - Device for cleaning and associated method of open and closed fluid systems, in particular well systems, pipelines and boilers by means of a cavitation nozzle system - Google Patents
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Abstract
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Einrichtung und ein dazugehöriges Verfahren zu schaffen, um in bestehenden geschlossenen und offenen Fluidanlagen vorhandene Verockerungen, Inkrustationen, Ablagerungen und Biofilme in den Anlagenteilen sicher und kostengünstig zu beseitigen und aus den Anlagenteilen nach außerhalb der Anlage zu entsorgen. Die einfachste Variante der Einrichtung zur Reinigung von Fluidsystemen besteht aus einer Hochdruckpumpe (21) mit Kavitationsdüsen 6 und entsprechenden Verbindungsrohren. Die erfindungsgemäße Einrichtung zur Reinigung von offenen Fluidsystemen insbesondere Brunnenanlagen mittels eines Kavitationsdüsensystems besteht aus einem in den Brunnenschacht (1) absenkbaren und fixierbaren Reinigungskopf (2) mit einem Halte- und Verbindungssystem (3), welches gleichzeitig als ein Medienzu- und -abführsystem (3) ausgebildet ist und einer integrierten Schmutzwasserpumpe (4), mindestens einer Kamera (5) mit Beleuchtung, mindestens einer Kavitationsdüse (6), Zentrierschlauchringe (7) und an der Unterseite des Reinigungskopfes (2) einer Auffangschale (8) und außerhalb des Brunnenschachtes (1) einer Hochdruck-Fluiderzeugungsanlage (9) mit einer Verbindung zum Reinigungskopf (2). Beim Verfahren zur Reinigung von Brunnenanlagen wird der Reinigungskopf (2) über ein Seil in den Brunnenschacht (1) abgelassen. Anschließend werden die Kavitationsdüsen (6) optimal ausgerichtet. Dann wird die Hochdruck-Fluiderzeugungsanlage (9) in Betrieb gesetzt und ein Hochdruckstrom (16) durch die Kavitationsdüsen (6) zur Erzeugung eines Kavitationskegels (17) geschickt und somit der Reinigungsprozess in Gang gesetzt. Abgetragene Partikel und Verunreinigungen werden abgepumpt. Nach der Reinigung des ersten Abschnittes des Schlitzbrückenfilters (11) wird der Reinigungskopf (2) weiter abgesenkt, um den nächsten Ringsektor zu reinigen. Gleichzeitig wird eine Überprüfung des zuvor gereinigten Sektors vorgenommen.The invention is based on the problem to provide a device and an associated method to safely and inexpensively remove existing in existing closed and open fluid systems Verkleerungen, incrustations, deposits and biofilms in the system parts and to dispose of the equipment to the outside of the system. The simplest variant of the device for cleaning fluid systems consists of a high-pressure pump (21) with cavitation nozzles 6 and corresponding connecting tubes. The device according to the invention for cleaning open fluid systems, in particular well systems by means of a cavitation nozzle system, consists of a cleaning head (2), which can be lowered and fixed into the well shaft (1), with a holding and connection system (3) which simultaneously serves as a media supply and removal system (3 ) and an integrated waste water pump (4), at least one camera (5) with lighting, at least one cavitation nozzle (6), centering rings (7) and at the bottom of the cleaning head (2) a collecting tray (8) and outside of the well shaft ( 1) a high-pressure fluid generating system (9) with a connection to the cleaning head (2). In the process of cleaning well systems, the cleaning head (2) is drained via a cable into the well shaft (1). Subsequently, the cavitation nozzles (6) are optimally aligned. Then, the high-pressure fluid generating system (9) is put into operation and sent a high-pressure stream (16) through the Kavitationsdüsen (6) for generating a Kavitationskegels (17) and thus set the cleaning process in motion. Removed particles and impurities are pumped out. After cleaning the first portion of the slot bridge filter (11), the cleaning head (2) is lowered further to clean the next ring sector. At the same time, a review of the previously cleaned sector will be carried out.
Description
Einrichtungen zur Reinigung und dazugehöriges Verfahren von offenen und geschlossenen Fluidsystemen, insbesondere offener Wassersysteme, wie z.B. Brunnen, Wasserbecken und von Rohrleitungen, Boilern u. a. mittels eines Kavitationsdüsensystems.Apparatus for cleaning and associated method of open and closed fluid systems, in particular open water systems, such as e.g. Wells, basins and piping, boilers u. a. by means of a cavitation nozzle system.
In der Schrift
In der Schrift
Ein weiteres Verfahren und eine dazugehörige Vorrichtung zur Behandlung von Wasser durch pulsierende elektromagnetische Strahlung ist in der
In der
Alle diese Verfahren und dazugehörigen Vorrichtungen können jedoch keine in den Wasseranlagen fest abgelagerten Inkrustationen beseitigen. Die meisten Verfahren und Vorrichtungen können bestenfalls den Ansatz bzw. das Wachstum der Ablagerungen in den Wasseranlagen vermindern. Außerdem sind die bekannten Geräte zur Beseitigung von Inkrustationen nicht für den mobilen Einsatz geeignet.However, all of these methods and associated apparatus can not eliminate incrustations solidly deposited in the water systems. Most processes and devices can at best reduce the build-up or growth of deposits in the water facilities. In addition, the known devices for the removal of incrustations are not suitable for mobile use.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Einrichtung und ein dazugehöriges Verfahren zu schaffen, um in bestehenden geschlossenen und offenen Fluidanlagen vorhandene Verockerungen, Inkrustationen, Ablagerungen und Biofilme in den Anlagenteilen sicher und kostengünstig zu beseitigen und aus den Anlagenteilen nach außerhalb der Anlage zu entsorgen.The invention is based on the problem to provide a device and an associated method to safely and inexpensively remove existing in existing closed and open fluid systems Verkleerungen, incrustations, deposits and biofilms in the system parts and to dispose of the equipment to the outside of the system.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass durch die erfindungsgemäßen Einrichtung, die an die zu reinigende Fluidanlage angeschlossen wird, auf physikalischem Weg eine Ablösung der vorhandenen Inkrustationen und/oder Biofilme ohne Zusatz von chemischen Mitteln erfolgt. Die Fluidanlage kann während der Reinigungsprozedur der Einrichtung weiter betrieben werden. Die erfindungsgemäße Einrichtung kann nach Abschluss der Reinigungsarbeiten wieder von der Anlage entfernt werden. In den meisten Fällen wird sie daher nur zeitweilig an der entsprechenden Anlagen eingesetzt. Durch den verhältnismäßig einfachen Aufbau, aber durch die effiziente Wirkung kann die erfindungsgemäße Vorrichtung relativ preiswert gestaltet werden. Damit kann ein kostengünstiges Verfahren zur Reinigung z. B. von Brunnenanlagen als offene Fluidsysteme oder von Rohrleitungen und Boilern als geschlossene Fluidsysteme angeboten werden. The achievable with the present invention consist in particular that takes place by the inventive device which is connected to the fluid system to be cleaned, on physical way, a replacement of the existing incrustations and / or biofilms without the addition of chemical agents. The fluid system may continue to operate during the cleaning procedure of the device. The device according to the invention can be removed again from the system after completion of the cleaning work. In most cases, it is therefore only used intermittently at the corresponding facilities. Due to the relatively simple structure, but by the efficient effect of the device according to the invention can be made relatively inexpensive. This can be a cost-effective method for cleaning z. B. of wells as open fluid systems or of pipelines and boilers are offered as closed fluid systems.
Die erfindungsgemäße Einrichtung und vorteilhafte Ausgestaltungen der Einrichtung sind in den Ansprüchen 1 bis 9 beschrieben. Die Ansprüche 10 bis 13 beschreiben das Verfahren bzw. Verfahrensvarianten. Die Weiterbildung nach Anspruch 2 umfasst einen Ringkanal an denen Mehrere Kavitationsdüsen nach innen oder nach außen gerichtet sind. Hierdurch erhöht sich der Reinigungseffekt der Einrichtung. Nach Anspruch 3 kann in das Fluidsystem ein Kavitationsbehälter integriert sein. Dieser besitzt eine Fluideintrittsöffnung und eine Fluidaustrittsöffnung vorzugsweise für geschlossenen Fluidsyteme. Der Kavitationsbehälter besitzt mindestens eine Kavitationsdüse, vorzugsweise jedoch am Umfang verteilt mehrere Kavitationsdüsen, die über eine oder mehrere Hochdruckleitungen mit einer Hochdruckpumpe verbunden sind. Die Hochdruckpumpe besitzt eine Rohrleitung als Zuleitung vom Fluidsystem zur Hochdruckpumpe. Weiterhin besitzt der Kavitationsbehälter vorteilhaft ein Entlüftungsventil. Dieses Entlüftungsventil wird benutzt, um das bei der Mikrokristallbildung frei werdende Kohlendioxyd aus dem System zu entfernen. Smit wird eine irreversible Mikrokristallbildung gewährleistet. The inventive device and advantageous embodiments of the device are described in
Bei der Weiterbildung nach Anspruch 4 kann bei fluidführenden geschlossenen Systemen mit relativ geringen Nennweiten eine Systemerweiterung an der Eindüsstelle erforderlich sein, um eine Beschädigung der gegenüberliegenden Wandungen zu verhindern.In the development according to
Bei der Einrichtung nach Anspruch 5 handelt es sich um eine Einrichtung von offenen Fluidsytemen, insbesondere Brunnenanlagen. Die Einrichtung besitzt einen absenkbaren und fixierbaren Reinigungskopf mit einem Halte- und Verbindungssystem, welches gleichzeitig als Medienzu- und -abführsytem ausgebildet ist. Die Einrichtung besitzt weiterhin eine Schmutzwasserpumpe, mindestens eine Kamera mit Beleuchtung, mindestens eine Kavitationsdüse, Zentrierschlauchringe und an der Unterseite eine Auffangschale für gelöste Schmutzpartikel und außerhalb des Brunnenschachtes eine Hochdruck-Fluiderzeugungsanlage mit einer Verbindung zum Reinigungskopf.In the device according to
Im Anspruch 6 kann als modifizierte Variante der Einrichtung nach Anspruch 5 zusätzlich die Hochdruck-Fluiderzeugungsanlage im Reinigungskopf integriert sein. Hierdurch muss die Hochdruck-Fluiderzeugungsanlage nicht als zusätzliches Gerät neben der Brunnenanlage bei einem Reinigungsvorgang aufgebaut werden.In
Nach Anspruch 7 ist am Reinigungskopf ein Sensor, vorteilhaft ausfahrbar, zur Schichtdickenmessung des Schlitzbrückenfilters angeordnet, der insbesondere beim Überprüfungsvorgang der vorgenommenen Reinigung eingesetzt werden kann.According to
Bei der Weiterbildung nach Anspruch 8 sind die Kavitationsdüsen am Reinigungskopf gleichmäßig am Umfang des Reinigungskopfes verteilt und in ihrem Abstand zum Schlitzbrückenfilter und mit ihrem Abstrahlwinkel zum Schlitzbrückenfilter einstellbar.In the development according to
Hierdurch ergibt sich eine optimale Reinigung über den gesamten Oberflächenbereich des ausgewählten Sektors des Schlitzbrückenfilters, ohne dass einzelne Bereiche des Sektors nicht gleichzeitig bearbeitet werden.This results in optimum cleaning over the entire surface area of the selected sector of the slit bridge filter, without individual sections of the sector being processed simultaneously.
Nach Anspruch 9 ist am Reinigungskopf ein auswechselbarer, dem Brunneninnenrohrdurchmesser angepasster Ring mit verstellbaren Kavitationsdüsen angeordnet. Somit kann bei standardisierten Brunneninnenrohrdurchmessern ein vorbereiteter Reinigungskopf eingesetzt werden, bei dem sonst anfallende Einstellarbeiten am Reinigungsort entfallen können.According to
Das Verfahren zur Reinigung von offenen Fluidsystemen insbesondere Von Brunnenanlagen wird in Anspruch 10 beschrieben. Bei der Variante des Verfahrens nach Anspruch 11 wird das abgesaugte Schmutzwasser von der Auffangschale und im Bereich der Kiesschicht hinter dem Schlitzbrückenfilter bereits im Reinigungskopf und nicht erst außerhalb der Brunnenanlage gefiltert. Hierzu muss jedoch im Reinigungskopf eine entsprechende Filtervorrichtung installiert sein.The method for cleaning open fluid systems, in particular well systems, is described in
Bei einer weiteren Verfahrensvariante nach Anspruch 12 wird der Druckstrom zur Überprüfung der Reinigung über die Schmutzwasserpumpe oder durch Umschalten auf eine zusätzliche Pumpe erzeugt. Sind die Pumpenwerte, wie z. B. die Fördermenge pro Zeiteinheit bekannt, können somit einzelne Messinstrumente entfallen.In a further variant of the method according to
Nach Anspruch 13 kann der Sensor am Reinigungskopf zur Überprüfung der Reinigung des gereinigten Sektorbereiches mit genutzt werden. Hierdurch lassen sich zusätzliche Werte zur Reinigung ermitteln, die eine genauere Aussage zulassen.According to
Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Several embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the drawing. Show it:
Die erfindungsgemäße Einrichtung besitzt eine Hochdruckpumpe
Zur Verstärkung der Reinigungswirkung ist ein Ringkanal
In einer Variante kann die Einrichtung einen Kavitationsbehälter
Die erfindungsgemäße Einrichtung zur Reinigung von offenen Fluidsystemen insbesondere von Brunnenanlagen mittels eines Kavitationsdüsensystems arbeitet mit einem in den Brunnenschacht
Das Kamerasystem am Reinigungskopf
Am Reinigungskopf
Ebenso wie die Anordnung der Kameras
In einer Ausführungsvariante des Reinigungskopfes
Die Kavitationsdüsen
Das Verfahren zur Reinigung von offenen Fluidsystemen insbesondere Brunnenanlagen unter Nutzung der erfindungsgemäßen Einrichtung und ihren Varianten arbeitet nach folgendem Chema. Der Reinigungskopf
Nach der Reinigung des ersten Abschnittes des Schlitzbrückenfilters
Das abgesaugte Schmutzwasser von der Auffangschale
Der Druckstrom zur Überprüfung der Reinigung kann über die Schmutzwasserpumpe oder auch durch Umschalten auf eine zusätzliche Pumpe erzeugt werden.The pressure flow to check the cleaning can be generated via the dirty water pump or by switching to an additional pump.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Brunnenschacht well shaft
- 22
- Reinigungskopf cleaning head
- 33
- Halte- und Verbindungssystem, Medienzu- und Medienabführsystem Holding and connection system, media supply and media removal system
- 44
- Schmutzwasserpumpe Dirty water pump
- 55
- Kamera camera
- 66
- Kavitationsdüse cavitation nozzle
- 77
- Zentrierschlauchringe Zentrierschlauchringe
- 88th
- Auffangschale drip tray
- 99
- Hochdruck-Fluiderzeugungsanlage High-pressure fluid generation plant
- 1010
- Sensor sensor
- 1111
- Schlitzbrückenfilter Slot bridge filters
- 1212
- Ring mit verstellbaren Kavitationsdüsen Ring with adjustable cavitation nozzles
- 1313
- Abschnitt in Form eines Kegelstumpfes an der Austrittsöffnung der Kavitationsdüse Section in the form of a truncated cone at the outlet opening of the cavitation nozzle
- 1414
- konvergenter Querschnitt am Düseneingang convergent cross-section at the nozzle inlet
- 1515
- divergenter Querschnitt am Düsenausgang divergent cross-section at the nozzle exit
- 1616
- Hochdruckstrom High pressure stream
- 1717
- Kavitationskegel Kavitationskegel
- 1818
- fluidführende Rohrleitung fluid-carrying pipeline
- 1919
- Fluidstrom fluid flow
- 2020
- Hochdruckleitung High-pressure line
- 2121
- Hochdruckpumpe high pressure pump
- 2222
- Ringkanal annular channel
- 2424
- Fremdeinspeisung External power supply
- 2525
- Nennweitenvergrößerung Nominal magnification
- 2626
- Entlüftungsventil vent valve
- 2727
- Kavitationsbehälter cavitation tank
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- WO 9402422 [0002] WO 9402422 [0002]
- WO 0125152 [0003] WO0125152 [0003]
- EP 0338697 [0004] EP 0338697 [0004]
- DE 3920046 [0005] DE 3920046 [0005]
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Legal Events
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