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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatisierten Dichtheitsprüfung eines Fluidversorgungssystems und ein Fluidversorgungssystem und liegt somit auf dem technischen Gebiet der Fluidversorgungssysteme, insbesondere der Gasversorgungssysteme und der Dichtheitsprüfungen.
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Stand der Technik
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Für die Versorgung von Einrichtungen und/oder Verbrauchern mit Fluiden, wie etwa Gasen und/oder Flüssigkeiten, werden häufig zentrale Fluidversorgungseinrichtungen verwendet, welche beispielsweise ein zentrales Reservoir mit dem bereitzustellenden Fluid und ein Leitungssystem zur Verteilung des Fluides zu einer oder mehreren Entnahmestellen aufweisen.
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Um einen effizienten und sicheren Betrieb solcher Fluidversorgungseinrichtungen zu überprüfen und/oder zu gewährleisten, sind Wartungen der Fluidversorgungseinrichtungen erforderlich, bei welchen insbesondere die Dichtheit der Fluidversorgungseinrichtungen überprüft wird. Dichtheitsprüfungen an Fluidversorgungseinrichtungen werden typischerweise bei einer Inbetriebnahme, bei einer Wartung und/oder bei einem Verdacht auf Undichtheit einer Fluidversorgungseinrichtung durchgeführt. Die Häufigkeit und/oder Regelmäßigkeit solcher Dichtheitsprüfungen wird dabei typischerweise auf ein Minimum reduziert, da diese häufig sehr aufwendig und/oder mit einer Ausfallzeit bzw. Betriebsunterbrechung der Fluidversorgungseinrichtung verbunden sind und/oder einen hohen Personalaufwand erfordern.
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Bei Dichtheitsprüfungen wird die zu überprüfende Fluidversorgungseinrichtung bzw. das darin befindliche Fluid unter Druck gesetzt und sodann ein Verlauf des Drucks des Fluides in dem Fluidversorgungssystem über einen Testzeitraum gemessen und/oder ermittelt. Typischerweise beträgt eine Messdauer bzw. ein Testzeitraum etwa 24 Stunden. Während des Testzeitraums kann typischerweise die Fluidversorgungseinrichtung nicht benutzt werden, so dass die daran angeschlossenen Verbraucher während dieser Zeit nicht von der Fluidversorgungseinrichtung mit Fluid versorgt werden können. Bereits aus diesem Grund werden Dichtheitsprüfungen auf ein absolutes Minimum reduziert, um einerseits einen sicheren Betrieb der Fluidversorgungseinrichtung zu gewährleisten, aber andererseits die Betriebsunterbrechungen und den Wartungsaufwand so gering wie möglich zu halten.
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Zusätzlich zur Aufzeichnung eines Druckverlaufs während des Testzeitraums kann ferner bei herkömmlichen Dichtheitsprüfungen ein Heliumlecktest durchgeführt werden und/oder ein Lecktest mittels eines Lecksprays erfolgen. Allerdings führt dies dazu, dass der Wartungsaufwand noch weiter erhöht wird.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und ein Fluidversorgungssystem bereitzustellen, welche Dichtheitsprüfungen mit reduziertem Wartungsaufwand ermöglichen.
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Offenbarung der Erfindung
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Erfindungsgemäß werden ein Verfahren und ein Fluidversorgungssystem mit den Merkmalen der jeweiligen unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
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In einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur automatisierten Dichtheitsprüfung eines Fluidversorgungssystems mit zumindest einer Entnahmestelle, umfassend ein Ermitteln mittels einer an der zumindest einen Entnahmestelle angeordneten Durchflussmesseinrichtung, ob an der zumindest einen Entnahmestelle ein Fluid aus dem Fluidversorgungssystem entnommen wird. Ferner umfasst das Verfahren ein Erhöhen eines Leitungsdrucks des Fluides in dem Fluidversorgungssystem auf einen Testdruck, sofern ermittelt wurde, dass an der zumindest einen Entnahmestelle kein Fluid aus dem Fluidversorgungssystem entnommen wird, wobei der Testdruck einen Arbeitsdruck des Fluidversorgungssystems übersteigt. Zudem umfasst das Verfahren ein Messen des Leitungsdrucks während eines vorbestimmten Testzeitraums, sowie ein Feststellen einer Undichtheit des Fluidversorgungssystems, wenn während des Testzeitraums ein Abfall des Leitungsdrucks um zumindest einen vorbestimmten Schwellenwert auftritt, und/oder Feststellen einer Dichtheit des Fluidversorgungssystems, wenn während des Testzeitraums kein Abfall des Leitungsdrucks oder ein Abfall des Leitungsdrucks um weniger als den vorbestimmten Schwellenwert auftritt.
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In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Fluidversorgungssystem, aufweisend zumindest ein Leitungssystem mit einem Leitungsdruckmesselement zur Messung eines Leitungsdrucks des Fluides in dem Leitungssystem. Zudem weist das Fluidversorgungssystem zumindest eine Entnahmestelle zur Entnahme von Fluid aus dem Leitungssystem bzw. aus dem Fluidversorgungssystem auf, wobei die zumindest eine Entnahmestelle eine Durchflussmesseinrichtung zum Ermitteln einer Entnahme des Fluides aus der zumindest einen Entnahmestelle aufweist. Außerdem weist das Fluidversorgungssystem eine Steuereinheit auf, welche dazu eingerichtet, ist mittels der Durchflussmesseinrichtung zu ermitteln, ob an der zumindest einen Entnahmestelle ein Fluid aus dem Fluidversorgungssystem entnommen wird und den Leitungsdrucks des Fluides in dem Fluidversorgungssystem bzw. in dem Leitungssystem auf einen Testdruck zu erhöhen, sofern ermittelt wurde, dass an der zumindest einen Entnahmestelle kein Fluid aus dem Fluidversorgungssystem entnommen wird, wobei der Testdruck einen Arbeitsdruck des Fluidversorgungssystems übersteigt; ferner mittels des Leitungsdruckmesselements den Leitungsdrucks während eines vorbestimmten Testzeitraums zu messen; und schließlich eine Undichtheit des Fluidversorgungssystems festzustellen, wenn während des Testzeitraums ein Abfall des Leitungsdruck um zumindest einen vorbestimmten Schwellenwert auftritt, oder eine Dichtheit des Fluidversorgungssystems festzustellen, wenn während des Testzeitraums kein Abfall des Leitungsdrucks oder ein Abfall des Leitungsdrucks um weniger als den vorbestimmten Schwellenwert auftritt.
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Das Fluid kann dabei insbesondere einen gasförmigen und/oder einen flüssigen Stoff umfassen. Entsprechend ist das Fluidversorgungssystem vorzugsweise dazu ausgelegt, ein oder mehrere gasförmige und/oder flüssige Fluide bereitzustellen. Sofern mehrere Fluide bereitgestellt werden, können diese beispielsweise zusammen in einem Leitungssystem oder in mehreren separaten Leitungssystemen des Fluidversorgungssystems bereitgestellt werden.
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Der Leitungsdruck ist dabei der Druck, den das Fluid auf das Leitungssystem bzw. die Leitungen des Fluidversorgungssystems ausübt. Der Arbeitsdruck entspricht vorzugsweise einem Druck des Fluides im Leitungssystem, welcher während der normalen Betriebsbedingungen vorherrscht. Beispielsweise kann der Leitungsdruck zwischen 1 bar und 100 bar liegen. Bevorzugt liegt der Leitungsdruck zwischen 10 und 40 bar. Insbesondere kann eine Ringleitung für Gasversorgungen einen Leitungsdruck von 10, 20 oder 40 bar aufweisen. Der Testdruck ist hingegen höher als der Arbeitsdruck und wird vorzugsweise nur während Dichtheitsprüfungen und/oder während anderweitiger Wartungsarbeiten und/oder Tests angelegt. Beispielsweise kann der Testdruck etwa zwischen 0,5 bar und 10 bar, vorzugweise zwischen 1 bar und 2 bar, höher sein, als der Arbeitsdruck.
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Der Testzeitraum ist dabei vorzugsweise ein Zeitraum bzw. eine Zeitspanne, In welchem bzw. über welche die automatisierte Dichtheitsprüfung durchgeführt wird. Beispielsweise kann der Testzeitraum eine Zeitdauer von etwa 1 Stunde aufweisen. Vorzugsweise wird zu Beginn des Testzeitraums zur Dichtheitsprüfung der Druck des Fluides in den Leitungen des Fluidversorgungssystems auf den Testdruck erhöht und sodann bis zum Ende des Testzeitraums der Druckverlauf des Fluides in den Leitungen des Fluidversorgungssystems beobachtet bzw. gemessen.
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Der vorbestimmte Schwellenwert kann ein festgesetzter, relativer oder absoluter Druckwert sein, welcher für die Beurteilung der Dichtheit des Fluidversorgungssystems relevant ist. Fällt beispielsweise während des Testzeitraums der Druck des Fluides vom Testdruck unterhalb eines vorbestimmten Schwellenwerts, kann eine Undichtheit des Fluidversorgungssystems festgestellt werden. Fällt hingegen der Druck während des Testzeitraums nicht unterhalb des vorbestimmten Schwellenwerts, kann das Fluidversorgungssystem als dicht beurteilt werden bzw. die Dichtheit des Fluidversorgungssystems festgestellt werden. Beispielsweise kann der vorbestimmte Schwellenwert ein bestimmter absoluter Druckwert unterhalb des Testdrucks sein. Alternativ oder zusätzlich kann der Schwellenwert als ein relativer Druckwert vorliegen, welcher beispielsweise bei 90 % des Testdrucks liegt. Vorzugsweise können mehrere vorbestimmte Schwellenwerte vorgegeben seien, um beispielsweise die Dichtheit bzw. Undichtheit des Fluidversorgungssystems quantifizieren zu können, je nachdem welcher der Schwellenwerte unterschritten wird oder nicht unterschritten wird.
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Das Leitungsdruckmesselement umfasst vorzugsweise einen präzisen Druckmesser, welcher vorzugsweise an einem Hauptdruckregler des Fluidversorgungssystems ausgebildet ist.
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Die Durchflussmesseinrichtung umfasst vorzugsweise einen Durchflusswächter, welche vorzugsweise dazu eingerichtet ist, einen hindurchströmenden Fluidstrom zu messen. Insbesondere kann die Durchflussmesseinrichtung einen elektronischen Durchflusswächter aufweisen, welcher mit elektronischen Mitteln ausgelesen werden kann. Ferner kann die zumindest eine Entnahmestelle vorzugsweise ein Abschaltventil, besonders bevorzugt ein elektrisch betriebenes Abschaltventil, aufweisen, welches mit elektronischen Mitteln geschaltet, d.h. geöffnet und/oder geschlossen, werden kann. Vorzugsweise kann eine Schaltstellung des Abschaltventils dazu benutzt werden, um festzustellen ob ein Durchfluss von Fluid durch das Abschaltventil vorhanden ist oder nicht. Beispielsweise kann anhand eines geschlossenen Ventils darauf geschlossen werden, dass kein Durchfluss vorliegt, während anhand eines offenen Ventils auf das Vorliegen eines Durchflussesgeschlossen werden kann.
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Insbesondere kann die Durchflussmesseinrichtung vorzugsweise direkt vor dem Abschaltventil montiert sein. Die Durchflussmesseinrichtung und/oder das Abschaltventil können vorzugsweise nach einem Druckminderer der Entnahmestelle angeordnet sein und/oder als eine Armatur der Entnahmestelle ausgebildet sein.
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Die Steuereinheit kann dabei vorzugsweise als eine elektronische Recheneinheit ausgebildet sein. Vorzugsweise ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, den Leitungsdruck in dem Fluidversorgungssystem zu steuern und/oder zu regeln und/oder eine Dichtheitsprüfung des Fluidversorgungssystems durchzuführen. Insbesondere kann die Steuereinheit vorzugsweise dazu eingerichtet sein, aufgrund von Werten von der Durchflussmesseinrichtung zu ermitteln, ob Fluid an der entsprechenden Entnahmestelle entnommen wird. Ferner kann die Steuereinheit vorzugsweise dazu eingerichtet sein, mittels des Leitungsdruckmessers den Leitungsdruck in dem Fluidversorgungssystem zu ermitteln.
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Die Erfindung bietet den Vorteil, dass für die Durchführung der Dichtheitsprüfung regelmäßig keine Betriebsunterbrechung des Fluidversorgungssystems erforderlich ist.
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Insbesondere ermöglicht die Erfindung, die Dichtheitsprüfung dann automatisiert, insbesondere selbstständig und regelmäßig durchzuführen, wenn ohnehin keine Entnahme von Fluid an der Entnahmestelle stattfindet und/oder eine Entnahme an der Entnahmestellen nicht zu erwarten ist. Somit können erfindungsgemäß die Betriebspausen und/oder Ruhezeiten des Fluidversorgungssystems genutzt werden, um während dieser Zeiten Wartungsarbeiten, wie etwa die Dichtheitsprüfung, durchzuführen, ohne dass dadurch der Betrieb bzw. die Verwendbarkeit des Fluidversorgungssystems eingeschränkt wird, da während der ausgewählten Zeitspanne ohnehin keine Bereitstellung von Fluid durch das Fluidversorgungssystems zu erwarten ist. Folglich müssen vorteilhafterweise keine Dichtheitsprüfungen zu anderen Zeiten durchgeführt werden, in denen gegebenenfalls die Bereitstellung von Fluid durch das Fluidversorgungssystem erforderlich ist. Dadurch können somit unerwünschte Ausfallzeiten des Fluidversorgungssystems vermieden werden, bzw. die Folgen eines Ausfalls bzw. einer Betriebsunterbrechung des Fluidversorgungssystems während einer Dichtheitsprüfung gemildert werden. Mit anderen Worten erspart die Erfindung die Durchführung von Dichtheitsprüfungen zu Zeiten, in denen eine Benutzung bzw. ein Betrieb des Fluidversorgungssystems wünschenswert und/oder notwendig ist.
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Ferner bietet die Erfindung den Vorteil, dass eine regelmäßige, automatisierte Prüfung des Systems vorzugsweise ohne personellen Aufwand ermöglicht wird. Insbesondere ist es erfindungsgemäß nicht erforderlich, Wartungspersonal zur Durchführung der Dichtheitsprüfung bereitzustellen, da die Dichtheitsprüfung auf automatisierte Weise von dem Fluidversorgungssystem selbst durchgeführt werden kann und vorzugsweise die Ergebnisse der Dichtheitsprüfung an eine entfernte Kontrollstelle bzw. Überwachungseinrichtung gesendet werden können.
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Vorzugsweise erfolgt eine Regelung und/oder Steuerung des Leitungsdrucks in zentraler Weise durch das Fluidversorgungssystem, insbesondere durch einen elektronisch einstellbaren Hauptdruckregler.
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Vorzugsweise erfolgt das Ermitteln, ob an der zumindest einen Entnahmestelle ein Fluid aus dem Fluidversorgungssystem entnommen wird, zeitlich vor dem Testzeitraum und zumindest teilweise während des Testzeitraums. Insbesondere wird vorzugsweise vor einem Beginn einer Dichtheitsprüfung, d.h. vor dem Testzeitraum, mittels der zumindest einen Durchflussmesseinrichtung ermittelt, ob an der entsprechenden Entnahmestelle eine Entnahme von Fluid aus dem Fluidversorgungssystem erfolgt, wobei die Dichtheitsprüfung vorzugsweise nur dann durchgeführt wird, wenn ermittelt wurde, dass keine Entnahme von Fluid an der entsprechenden Entnahmestelle erfolgt. Sofern die Fluidversorgungseinrichtung mehrere Entnahmestellen aufweist, ist vorzugsweise an jeder der Entnahmestellen eine zugehörige Durchflussmesseinrichtung ausgebildet, sodass für jede der Entnahmestellen ermittelt werden kann, ob an der entsprechenden Entnahmestelle ein Fluid aus dem Fluidversorgungssystem entnommen wird. Vorzugsweise wird die Dichtheitsprüfung nur dann durchgeführt, wenn an keiner der mehreren Entnahmestellen eine Entnahme von Fluid vorliegt.
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Besonders bevorzugt erfolgt das Ermitteln, ob an der zumindest einen Entnahmestelle Fluid aus dem Fluidversorgungssystem entnommen wird, über einen längeren Zeitraum, beispielsweise über eine oder mehrere Stunden. Beispielsweise kann eine Dichtheitsprüfung dann durchgeführt werden, wenn ermittelt wird, dass über den gesamten, längeren Zeitraum keine Entnahme von Fluid aus dem Fluidversorgungssystem erfolgt bzw. erfolgte.
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Dies ermöglicht, den Zeitpunkt bzw. Zeitraum für die Durchführung einer Dichtheitsprüfung in geeigneter Weise zu wählen, sodass das Risiko eines Betriebsausfalls des Fluidversorgungssystems während Zeiten, in denen der Betriebsausfall ungünstige Folgen hätte, minimiert werden kann.
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Alternativ oder zusätzlich kann erfindungsgemäß die Dichtheitsprüfung vorzugsweise zu bestimmten Tageszeiten, Wochentagen und/oder Jahreszeiten vorgesehen sein, in welchen erfahrungsgemäß nicht mit einer Notwendigkeit einer Fluidentnahme über die zumindest eine Entnahmestelle zu rechnen ist. Beispielsweise kann die automatisierte Dichtheitsprüfung vorzugsweise nachts und/oder an Wochenenden und/oder an Feiertagen vorgesehen werden.
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Vorzugsweise wird der Leitungsdruck vom Testdruck auf einen niedrigeren Druck reduziert, wenn zeitlich nach dem Erhöhen des Leitungsdrucks auf den Testdruck während des Testzeitraums ermittelt wird, dass an der zumindest einen Entnahmestelle das Fluid aus dem Fluidversorgungssystem entnommen wird. Mit anderen Worten kann die Dichtheitsprüfung vorzugsweise abgebrochen werden, wenn nach Beginn der Dichtheitsprüfung, insbesondere nach dem Erhöhen des Drucks auf den Testdruck, aus der zumindest einen Entnahmestelle Fluid entnommen wird. Dies bietet den Vorteil, dass durch die vorzugsweise sofortige Reduzierung des Drucks auf einen niedrigeren Wert als den Testdruck, vorzugsweise auf den Arbeitsdruck, Schäden an dem Fluidversorgungssystem und/oder an damit in Verbindung stehenden Apparaturen und/oder Personenschäden zuverlässig vermieden werden können, welche beispielsweise entstehen könnten, wenn an den Entnahmestellen ein unerwartet hoher Fluiddruck anliegt. Außerdem bietet dies den Vorteil, dass eine Verfälschung des Ergebnisses der Dichtheitsprüfung vermieden werden kann, welche beispielsweise daher rühren kann, dass eine Entnahme von Fluid aus der zumindest einen Entnahmestelle den während der Dichtheitsprüfung gemessenen Druckverlauf verfälscht.
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Vorzugsweise wird das Messen des Leitungsdrucks zeitlich vor dem Reduzieren des Leitungsdrucks vom Testdruck auf den Arbeitsdruck beendet, wenn zeitlich nach dem Erhöhen des Leitungsdrucks auf den Testdruck während des Testzeitraums ermittelt wird, dass an der zumindest einen Entnahmestelle das Fluid entnommen wird. Mit anderen Worten wird bei einer Entnahme von Fluid während des Testzeitraums nicht nur der Druck auf einen niedrigeren Druck als der Testdruck reduziert, sondern auch das Messen des Leitungsdrucks beendet. Dies bietet den Vorteil dass keine verfälschten Messwerte bezüglich des Leitungsdrucks aufgezeichnet und/oder verwendet werden, welche beispielsweise dadurch verfälscht sind, dass eine Entnahme von Fluid an der zumindest einen Entnahmestelle eine Änderung des Leitungsdrucks verursacht. Optional können die bis zur Beendigung des Messens des Leitungsdrucks erhaltenen Messwerte jedoch für ein Feststellen der Dichtheit bzw. Undichtheit des Fluidversorgungssystems herangezogen werden.
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Vorzugsweise umfasst das erfindungsgemäße Verfahren ferner ein Erstellen einer Mitteilung über die festgestellte Dichtheit und/oder Undichtheit des Fluidversorgungssystems. Weiter bevorzugt umfasst das erfindungsgemäße Verfahren ferner ein Erstellen einer Mitteilung, wenn innerhalb eines vorgegebenen Wartungszeitraums keine vollständige automatisierte Dichtheitsprüfung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche durchgeführt wurde. Sofern beispielsweise während des Wartungszeitraums keine vollständige automatisierte Dichtheitsprüfung durchgeführt werden kann, beispielsweise weil stets eine Entnahme von Fluid an der zumindest einen Entnahmestelle die Durchführung der Dichtheitsprüfung verhindert, kann eine anderweitige Wartung und/oder ein aktives Blockieren der zumindest einen Entnahmestelle erforderlich sein, beispielsweise mittels eines Abschaltventils, um eine Dichtheitsprüfung durchführen zu können. Beispielsweise kann der vorgegebene Wartungszeitraum eine oder mehrere Wochen oder Monate betragen. Diese Mitteilungen können beispielsweise in einem elektronischen Speichersystem abgelegt werden und/oder von entsprechendem Wartungspersonal ausgelesen werden.
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Besonders bevorzugt umfasst das erfindungsgemäße Verfahren ferner ein Versenden der Mitteilung über die festgestellte Dichtheit und/oder Undichtheit des Fluidversorgungssystems an eine Überwachungseinrichtung und/oder ein Versenden der Mitteilung, wenn innerhalb eines vorgegebenen Wartungszeitraums keine vollständige automatisierte Dichtheitsprüfung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche durchgeführt wurde an eine entfernte Überwachungseinrichtung. Dies bietet den Vorteil, dass eine Diagnose und/oder eine Wartung und/oder eine Auswertung der Dichtheitsprüfung des Fluidversorgungssystems an der entfernten Überwachungseinrichtung durchgeführt werden können und sodann an der entfernten Überwachungseinrichtung gegebenenfalls erforderliche Maßnahmen zur Wiederherstellung und/oder Aufrechterhaltung und/oder Verbesserung des Betriebs des Fluidversorgungssystems in die Wege geleitet werden können. Beispielsweise kann die entfernte Überwachungseinrichtung eine Recheneinheit, wie etwa einen Server, umfassen, mittels welchem Vorzugsweise ein erfindungsgemäßes Fluidversorgungssystem über Telekommunikationsmittel verbunden sein kann.
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Vorzugsweise umfasst ein erfindungsgemäßes Verfahren ferner ein Feststellen einer minimalen, verfügbaren Fluidmenge bzw. Gasmenge an der zumindest einen Entnahmestelle, wobei das Feststellen der Undichtheit oder Dichtheit des Fluidversorgungssystems ferner auf Basis der festgestellten minimalen, verfügbaren Fluidmenge bzw. Gasmenge an der zumindest einen Entnahmestelle erfolgt. Ist beispielsweise die an einer Entnahmestelle verfügbare Fluidmenge gering, obwohl beispielsweise an anderer Stelle im Fluidversorgungssystem der Arbeitsdruck einen regulären Wert aufweist, kann dies ein Indiz für die Undichtheit des Fluidversorgungssystems bzw. des Leitungssystems sein.
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Vorzugsweise werden die Verfahrensschritte nacheinander wiederholt, insbesondere in periodischen Intervallen, ausgeführt werden. Beispielsweise kann in regelmäßigen und/oder unregelmäßigen Zeitabständen eine automatisierte Dichtheitsprüfung des Fluidversorgungssystems durchgeführt werden. Dies bietet den Vorteil, dass eine laufende Überwachung des Fluidversorgungssystems ermöglicht wird.
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Eine erfindungsgemäße Recheneinheit, z.B. ein Steuergerät eines Fluidversorgungssystems, ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.
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Auch die Implementierung des Verfahrens in Form eines Computerprogramms ist vorteilhaft, da dies besonders geringe Kosten verursacht, insbesondere wenn ein ausführendes Steuergerät noch für weitere Aufgaben genutzt wird und daher ohnehin vorhanden ist. Geeignete Datenträger zur Bereitstellung des Computerprogramms sind insbesondere magnetische, optische und elektrische Speicher, wie z.B. Festplatten, Flash-Speicher, EEPROMs, DVDs u.a.m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich.
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Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
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Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
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Figurenliste
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- 1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Fluidversorgungssystem gemäß einer bevorzugten Ausführungsform.
- 2 zeigt in einem schematischen Diagramm einen beispielhaften Verfahrensablauf gemäß einer bevorzugten Ausführungsform.
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Ausführungsform der Erfindung
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1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Fluidversorgungssystem 10 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform. Das Fluidversorgungssystem 10 umfasst ein Fluidreservoir 12, in welchem das bereitzustellende Fluid bevorratet werden kann. Ferner weist das Fluidversorgungssystem 10 eine Steuereinheit 14, auf welche dazu eingerichtet ist, den Leitungsdruck in den Leitungen 16 bzw. im Leitungssystem 16 des Fluidversorgungssystems 10 zu steuern und/oder zu regeln. Die Leitungen 16 stellen dabei eine fluidische Verbindung zwischen dem Fluidreservoir 12 und den Entnahmestellen 18 dar. Gemäß der gezeigten Ausführungsform weist das Versorgungssystem 10 zwei Entnahmestellen 18 auf, wenngleich andere Ausführungsformen lediglich eine Entnahmestelle 18 oder eine größere Anzahl von Entnahmestellen 18 aufweisen können.
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Jede der Entnahmestellen 18 weist dabei einen elektronischen Durchflusswächter und/oder ein elektronisches Abschaltventil auf, welcher mit der Steuereinheit 14 verbunden ist und von der Steuereinheit 14 ausgelesen werden kann. Auf diese Weise wird der Steuereinheit 14 ermöglicht, zu ermitteln, ob über die entsprechende Entnahmestelle 18 Fluid entnommen wird oder nicht. Darüber hinaus weisen die Entnahmestellen 18 ein elektronisches Abschaltventil auf, mittels welchem die Entnahmestelle 18 von der Steuereinheit 14 geöffnet und/oder geschlossen werden kann. Somit kann die Steuereinheit 14 die Entnahme von Fluid über eine entsprechende Entnahmestelle 18 ermöglichen und/oder unterbinden. Ferner weisen die Entnahmestellen 18 Entnahmestellendruckminderer auf, welche den Leitungsdruck reduzieren, sodass das Fluid an der Entnahmestelle 18 mit einem geringeren Druck entnommen werden kann, als dem in den Leitungen 16 vorherrschende Leitungsdruck.
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Ferner weist die Steuereinheit 14 einen präzisen Druckmesser an einem Hauptdruckregler auf, welcher gemäß der gezeigten Ausführungsform in die Steuereinheit 14 integriert ist. Der Druckregler dient dabei dazu, den Leitungsdruck in den Leitungen 16 zu regeln und beispielsweise während eines regulären Betriebs des Fluidversorgungssystems 10 das Fluid mit einem Arbeitsdruck bereitzustellen und/oder während einer Dichtheitsprüfung des Fluidversorgungssystems den Leitungsdruck auf einen Testdruck einzustellen. Mittels des präzisen Druckmessers in der Steuereinheit 14 kann sodann der Druckverlauf des Leitungsdrucks in den Leitungen 16 gemessen werden, in Zeitpunkten, in denen der Leitungsdruck gerade nicht durch den Hauptdruckregler aktiv angepasst wird.
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Zudem weist die Steuereinheit 14 gemäß der gezeigten Ausführungsform ein Kommunikationsmodul 14a auf, mittels welchem die Steuereinheit 14 eine Kommunikationsverbindung mit der entfernten Überwachungseinheit 20 über deren Kommunikationsmodul 20a herstellen kann. Insbesondere kann die Überwachungseinheit 20 eine Recheneinheit, wie etwa einen Server, aufweisen. Dies bietet den Vorteil, dass auf diese Weise Mitteilungen und/oder Meldungen und/oder Informationen von der Steuereinheit 14 des Fluidversorgungssystems 10 an die entfernte Überwachungseinheit 20 übertragen werden können. Folglich kann an entfernter Stelle, nämlich durch die Überwachungseinheit 20, eine Ferndiagnose und/oder eine Fernwartung und/oder eine Überwachung des Fluidversorgungssystems 10 vorgenommen werden, ohne dass notwendigerweise Wartungspersonal beim Fluidversorgungssystem 10 vor Ort sein muss.
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Insbesondere können über die Kommunikationsverbindung zwischen der Steuereinheit 14 und der Überwachungseinheit 20 Ergebnisse von durchgeführten Dichtheitsprüfungen und/oder Warnmeldungen und/oder Mitteilungen, das eine Durchführung von Dichtheitsprüfungen über den vorgegebenen Wartungszeitraum nicht möglich war, an die Überwachungseinheit 20 übertragen werden, sodass durch die Überwachungseinheit 20 gegebenenfalls weitere Schritte in die Wege geleitet werden können.
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2 zeigt in einem schematischen Diagramm 100 einen beispielhaften Verfahrensablauf zur automatisierten Dichtheitsprüfung eines Fluidversorgungssystems 10 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform.
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In Schritt 101 wird durch die Steuereinheit 14 mittels der Abschaltventile an allen Entnahmestellen 18 ermittelt, ob die jeweiligen Abschaltventile geschlossen sind. Diese Ermittlung kann einmalig erfolgen und/oder über einen längeren Zeitraum und/oder wiederholt erfolgen. Solange im Schritt 101 ermittelt wird, ob bzw. dass an zumindest einer der Entnahmestellen 18 ein Absperrventil geöffnet ist, wird mit der Durchführung der Dichtheitsprüfung des Fluidversorgungssystems 10 nicht fortgefahren. Insbesondere kann in der Steuereinheit 14 hinterlegt sein, dass die letzte Öffnung eines Abschaltventils an einer der Entnahmestellen 18 zumindest eine vorbestimmte Zeitdauer zurückliegen muss, beispielsweise eine Stunde, bis mit der weiteren Durchführung der Dichtheitsprüfung fortgefahren bzw begonnen werden kann.
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In Schritt 102 wird durch die Steuereinheit 14 mittels der Durchflusswächter an allen Entnahmestellen 18 ermittelt, ob über die entsprechenden Entnahmestellen 18 Fluid von dem Fluidversorgungssystem 10 entnommen wird. Diese Ermittlung kann einmalig erfolgen oder über einen längeren Zeitraum und/oder wiederholt erfolgen. Solange im Schritt 102 ermittelt wird, dass über zumindest eine der Entnahmestellen 18 Fluid entnommen wird, wird mit der Durchführung der Dichtheitsprüfung des Fluidversorgungssystems 10 nicht fortgefahren. Insbesondere kann in der Steuereinheit 14 hinterlegt sein, dass die letzte Fluidentnahme aus einer der Entnahmestellen 18 zumindest eine vorbestimmte Zeitdauer zurückliegen muss, beispielsweise eine Stunde, bis mit der weiteren Durchführung der Dichtheitsprüfung fortgefahren bzw. begonnen werden kann.
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Sofern keine Entnahme von Fluid über eine der Entnahmestellen 18 ermittelt wurde und/oder die letzte Entnahme von Fluid über eine der Entnahmestellen 18 bereits eine ausreichend lange Zeitdauer zurückliegt, erhöht die Steuereinheit 14 mittels des Hauptdruckträgers den Leitungsdruck in den Leitungen 16 auf den Testdruck. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass der regulär anliegende Arbeitsdruck in den Leitungen 16 erhöht wird, beispielsweise um 1 - 2 bar.
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Wenn die Erhöhung des Leitungsdrucks auf den Testdruck abgeschlossen ist, wird durch Steuereinheit 14 vorzugsweise die aktive Regelung des Leitungsdrucks durch den Hauptdruckregler vorübergehend beendet, sodass der Leitungsdruck nicht durch eine Zufuhr und/oder Abfuhr von Fluid mittels des Hauptdruckreglers beeinflusst wird.
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Im Schritt 104 wird sodann der Leitungsdruck über einen vorbestimmten Testzeitraum gemessen. Dies erfolgt vorzugsweise über die Steuereinheit 14 mittels des präzisen Druckmessers, welcher vorzugsweise in der Steuereinheit 14 ausgebildet ist und dazu eingerichtet ist, den in den Leitungen 16 vorherrschenden Druck zu messen. Insbesondere erfolgt das Messen des Leitungsdrucks vorzugsweise wiederholt, besonders vorzugsweise in kurzen Zeitabständen, während des Testzeitraums, so dass ein zeitlicher Verlauf des Leitungsdrucks und insbesondere zeitliche Änderungen des Leitungsdrucks festgestellt werden können.
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In Schritt 106 wird anschließend auf Basis des zuvor ermittelten zeitlichen Verlaufs des Leitungsdrucks die Dichtheit bzw. Undichtheit der Leitungen 16 bzw. des Fluidversorgungssystems 10 festgestellt. Wird durch die vorherige Druckmessung ein Abfall des Leitungsdrucks während des Testzeitraums unter den vorgegebenen Schwellenwert festgestellt, indiziert dies die Undichtheit des Fluidversorgungssystems 10. Fällt der Leitungsdruck während des Testzeitraums nicht unter den Schwellenwert, indiziert dies die Dichtheit des Fluidversorgungssystems 10.
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In Schritt 108 wird gemäß der bevorzugten Ausführungsform eine Mitteilung erstellt, welche das Ergebnis der festgestellten Dichtheit oder Undichtheit des Fluidversorgungssystems 10 enthält. Diese Mitteilung kann beispielsweise in einem elektronischen Systemspeicher abgelegt werden und ggf. zu einem späteren Zeitpunkt von einem Wartungspersonal ausgelesen werden.
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In Schritt 110 wird die in Schritt 108 erstellte Mitteilung über eine Kommunikationsverbindung an die entfernte Überwachungseinheit 20 gesendet. Dort kann die Mitteilung sodann ausgewertet werden und ggf. weitere, die Wartung und/oder den Betrieb des Fluidversorgungssystems betreffende Maßnahmen eingeleitet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Fluidversorgungssystem
- 12
- Fluidreservoir
- 14
- Steuereinheit
- 14a
- Kommunikationselement
- 16
- Leitung
- 18
- Entnahmestelle
- 20
- Überwachungseinrichtung
- 20a
- Kommunikationselement
- 100
- Diagramm
- 102 - 110
- Verfahrensschritte
