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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Systemspülanlage zum Spülen von Rohrleitungen und ein Verfahren zum Spülen von Rohrleitungen.
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Rohrleitungssystem für die Trinkwasserversorgung in Gebäuden können im Laufe der Zeit verschmutzen und mit einem Biofilm belastet sein, so dass eine Keimbelastung nicht ausgeschlossen werden kann. Ist dies der Fall müssen diese Rohrleitungssysteme gereinigt werden. Hierzu werden die Rohrleitungssysteme mit einer Spülflüssigkeit gespült, wie beispielsweise Wasser. Bei dieser Reinigung sollen alle Verschmutzungen und Keime aus den Rohrleitungssystemen weitestgehend entfernt werden.
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Es ist die technische Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Reinigungswirkung der Spülflüssigkeit beim Reinigen von Rohrleitungen zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird durch Gegenstände mit den technischen Merkmalen nach den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung und der Zeichnungen.
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Gemäß einem ersten Aspekt wird die technische Aufgabe durch eine Systemspülanlage zum Spülen von Rohrleitungen gelöst, mit einem Eingang zum Einlassen einer Spülflüssigkeit für ein Spülen der Rohrleitungen; einem Mischbehälter mit einer Düse zum Erzeugen von Luftblasen in der Spülflüssigkeit; und einem Ausgang zum Ausgeben der Spülflüssigkeit mit den erzeugten Luftblasen. Durch die mit Luftblasen angereicherte Spülflüssigkeit wird der technische Vorteil erreicht, dass die Rohrleitungen besser gereinigt werden können und Keime schneller absterben. Die Systemspülanlage kann eine oder mehrere Düsen zum Erzeugen der Luftblasen umfassen. Durch unterschiedliche Düsen lassen sich Luftblasen innerhalb des Mischbehälters in unterschiedlicher Anzahl und Größe erzeugen. Auf diese Weise kann die Reinigungswirkung an die tatsächlichen Gegebenheiten des Rohrleitungssystems angepasst werden.
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In einer technisch vorteilhaften Ausführungsform der Systemspülanlage ist die Düse durch eine Kugeldüse gebildet. Durch die Kugeldüse wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass der Spülflüssigkeit gleichmäßige kleine Luftblasen hinzugefügt werden, die eine abtragende oder schleifende Wirkung im Rohrleitungssystem haben.
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In einer weiteren technisch vorteilhaften Ausführungsform der Systemspülanlage ist die Düse durch eine Vollstrahldüse gebildet. Durch die Vollstrahldüse wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass viele kleine Luftblasen stoßartig hinzugefügt werden können.
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In einer weiteren technisch vorteilhaften Ausführungsform der Systemspülanlage ist die Düse durch eine Rundstrahldüse gebildet. Durch die Rundstrahldüse wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass große Luftblasen zum Abtransport von Ablagerungen erzeugt werden können.
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In einer weiteren technisch vorteilhaften Ausführungsform der Systemspülanlage die Größe des Luftstroms durch die Düse steuerbar. Werden mehrere Düsen verwendet kann der Luftstrom jeder Düse von den anderen Düsen unabhängig steuerbar sein. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass sich die Erzeugung von Luftblasen in der Spülflüssigkeit gezielt steuern lässt.
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In einer weiteren technisch vorteilhaften Ausführungsform der Systemspülanlage umfasst die Systemspülanlage einen Kompressor zum Erzeugen von Druckluft für die Düse. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass auf einen externen Druckluftanschluss verzichtet werden kann und sich die Druckluft autonom innerhalb der Systemspülanlage erzeugen lässt.
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In einer weiteren technisch vorteilhaften Ausführungsform der Systemspülanlage umfasst der Mischbehälter eine Velocity- oder Venturi-Düse zum Homogenisieren der Mischung aus der Spülflüssigkeit und den Luftblasen. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass die Geschwindigkeit der Spülflüssigkeit verwendet werden kann, um die Geschwindigkeit des Luftstroms zu erhöhen.
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In einer weiteren technisch vorteilhaften Ausführungsform der Systemspülanlage umfasst die Systemspülanlage einen Durchflusssensor zum Erfassen eines Volumenstroms der eintretenden Spülflüssigkeit. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass das Erzeugen von Luftblasen in der Spülflüssigkeit in Abhängigkeit des Volumenstroms gesteuert werden kann.
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In einer weiteren technisch vorteilhaften Ausführungsform der Systemspülanlage umfasst die Systemspülanlage einen Temperatursensor zum Erfassen einer Temperatur der eintretenden Spülflüssigkeit. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass das Erzeugen von Luftblasen in der Spülflüssigkeit in Abhängigkeit der Temperatur gesteuert werden kann.
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In einer weiteren technisch vorteilhaften Ausführungsform der Systemspülanlage umfasst die Systemspülanlage einen Drucksensor zum Erfassen eines Drucks der eintretenden Spülflüssigkeit. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass das Erzeugen von Luftblasen in der Spülflüssigkeit in Abhängigkeit des Drucks gesteuert werden kann.
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In einer weiteren technisch vorteilhaften Ausführungsform der Systemspülanlage umfasst die Systemspülanlage einen Drucksensor zum Erfassen eines Drucks der ausgegebenen Spülflüssigkeit. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass der Druck, mit dem das Rohrleitungssystem beaufschlagt wird, überwacht werden kann.
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Gemäß einem zweiten Aspekt wird die technische Aufgabe durch ein Verfahren zum Spülen von Rohrleitungen gelöst, mit den Schritten eines Einlassens einer Spülflüssigkeit für ein Spülen der Rohrleitungen in einen Eingang einer Systemspülanlage; eines Erzeugens von Luftblasen in der Spülflüssigkeit mit einer Düse in einem Mischbehälter; und eines Ausgebens der Spülflüssigkeit mit den erzeugten Luftblasen aus einem Ausgang der Systemspülanlage. Durch das Verfahren werden die gleichen technischen Vorteile wie durch die Systemspülanlage nach dem ersten Aspekt erreicht.
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In einer technisch vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens werden die Luftblasen durch eine Kugeldüse, eine Vollstrahldüse und/oder eine Rundstrahldüse erzeugt. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass sich Luftblasen mit unterschiedlicher Größe effizient erzeugen lassen, so dass eine Tiefenwirkung erreicht wird.
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In einer weiteren technisch vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens wird die Größe des Luftstroms durch die Düse gesteuert. Die Größe des Luftstroms kann beispielsweise in Abhängigkeit eines Volumenstroms, einer Temperatur und/oder eines Drucks der eintretenden Spülflüssigkeit gesteuert werden. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass sich die Erzeugung von Luftblasen ja nach Eingangsparameter verändern lässt.
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In einer weiteren technisch vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens wird die Druckluft für die Düse durch einen Kompressor der Systemspülanlage erzeugt. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass sich die Systemspülanlage ohne Druckluftanschluss autonom betreiben lässt.
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Gemäß einem dritten Aspekt wird die technische Aufgabe durch eine Systemspülanlage zum Spülen von Rohrleitungen gelöst, mit einem Eingang zum Einlassen einer Spülflüssigkeit für ein Spülen der Rohrleitungen; einem Pulsator zum Übertragen von mechanischen Schwingungen auf die Spülflüssigkeit; und einem Ausgang zum Ausgeben der in Schwingungen versetzen Spülflüssigkeit. Durch die mechanischen Schwingungen wird der technische Vorteil erreicht, dass die Reinigungswirkung der Spülflüssigkeit innerhalb der Rohrleitungen erhöht wird.
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In einer technisch vorteilhaften Ausführungsform der Systemspülanlage ist der Pulsator ausgebildet, Schwingungen mit einer Frequenz zwischen 5 bis 15 Hz zu erzeugen. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass sich Ablagerungen an den Wänden der Rohrleitungen besonders effektiv lösen und somit entfernen lassen.
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In einer weiteren technisch vorteilhaften Ausführungsform der Systemspülanlage ist die Frequenz des Pulsators veränderbar. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass die Schwingungen an die zu reinigenden Rohrleitungen angepasst werden können und eine hohe Reinigungswirkung erzielt wird.
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In einer weiteren technisch vorteilhaften Ausführungsform der Systemspülanlage ist der Pulsator ein mit Druckluft betreibbarer Pulsator. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass auf elektrische Anschlüsse und Leitungen verzichtet werden kann.
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In einer weiteren technisch vorteilhaften Ausführungsform der Systemspülanlage liegt der Druckluftbereich zum Betreiben des Pulsators zwischen 3 und 8 Bar. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass die Rohrleitungen ohne Beschädigungen gereinigt werden können.
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In einer weiteren technisch vorteilhaften Ausführungsform der Systemspülanlage ist der Luftstrom zu dem Pulsator durch ein Ventil unterbrechbar. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass der Pulsator auf einfache Weise deaktiviert werden kann.
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In einer weiteren technisch vorteilhaften Ausführungsform der Systemspülanlage ist der Pulsator angeordnet, die Luftleitung zu einer Düse im Inneren eines Mischbehälters mit einem pulsierenden Druck zu beaufschlagen. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass sich die Schwingungen auf einfache Weise auf die Spülflüssigkeit übertragen lassen.
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In einer weiteren technisch vorteilhaften Ausführungsform der Systemspülanlage ist die Düse durch eine durch eine Kugeldüse, eine Vollstrahldüse und/oder eine Rundstrahldüse gebildet. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass sich gleichzeitig während eines Übertragens der Schwingungen Luftblasen zum Reinigen der Rohrleitungen erzeugen lassen.
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In einer weiteren technisch vorteilhaften Ausführungsform der Systemspülanlage ist zwischen der Düse und dem Pulsator ein Rückflussverhinderer angeordnet. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass sich die Schwingungen effizient auf die Spülflüssigkeit übertragen lassen.
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In einer weiteren technisch vorteilhaften Ausführungsform der Systemspülanlage ist der Pulsator in einem Metallgehäuse angeordnet. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass der Pulsator vor mechanischen Beschädigungen geschützt ist.
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Gemäß einem vierten Aspekt wird die technische Aufgabe durch ein Verfahren zum Spülen von Rohrleitungen gelöst, mit den Schritten eines Einlassens einer Spülflüssigkeit zum Spülen der Rohrleitungen an einem Eingang einer Systemspülanlage; eines Übertragens von mechanischen Schwingungen auf die Spülflüssigkeit durch einen Pulsator; und eines Ausgebens der in Schwingungen versetzen Spülflüssigkeit aus einem Ausgang der Systemspülanlage. Dadurch werden die gleichen technischen Vorteile wie durch die Systemspülanlage nach dem dritten Aspekt erreicht.
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In einer technisch vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens die Schwingungen mit einer Frequenz zwischen 5 bis 15 Hz erzeugt. Dadurch wird beispielsweise ebenfalls der technische Vorteil erreicht, dass sich Ablagerungen an den Wänden der Rohrleitungen besonders effektiv lösen und somit entfernen lassen.
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In einer weiteren technisch vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens wird der Pulsator mit Druckluft betrieben. Dadurch wird beispielsweise ebenfalls der technische Vorteil erreicht, dass auf elektrische Anschlüsse und Leitungen verzichtet werden kann.
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In einer weiteren technisch vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens wird der Pulsator in einem Druckluftbereich zwischen 3 und 8 Bar betrieben. Dadurch wird beispielsweise ebenfalls der technische Vorteil erreicht, dass die Rohrleitungen ohne Beschädigungen gereinigt werden können.
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In einer weiteren technisch vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens beaufschlagt der Pulsator die Luftleitung zu einer Düse im Inneren eines Mischbehälters mit einem pulsierenden Druck. Dadurch wird beispielsweise ebenfalls der technische Vorteil erreicht, dass sich die Schwingungen auf einfache Weise auf die Spülflüssigkeit übertragen lassen.
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Gemäß einem fünften Aspekt wird die technische Aufgabe durch eine Systemspülanlage zum Spülen von Rohrleitungen gelöst, mit einem Eingang zum Einlassen einer Spülflüssigkeit für ein Spülen der Rohrleitungen; einer Zuführvorrichtung zum Lösen einer fluiden Substanz in der Spülflüssigkeit; und einem Ausgang zum Ausgeben der Spülflüssigkeit mit der gelösten Substanz. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass die ursprüngliche Spülflüssigkeit je nach Bedarf an unterschiedliche Reinigungsanforderungen angepasst werden kann.
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In einer technisch vorteilhaften Ausführungsform der Systemspülanlage ist die Zuführvorrichtung in einem Mischbehälter zum Mischen der Spülflüssigkeit mit der fluiden Substanz angeordnet. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass sich die fluide Substanz homogen innerhalb der Spülflüssigkeit verteilt.
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In einer weiteren technisch vorteilhaften Ausführungsform der Systemspülanlage umfasst die Systemspülanlage einen Vorratsbehälter oder einen Zuleitungsanschluss für die fluide Substanz. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass die Systemspülanlage autonom betrieben werden kann oder die fluide Substanz in beliebiger Menge von außen zugeführt werden kann.
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In einer weiteren technisch vorteilhaften Ausführungsform der Systemspülanlage ist die fluide Substanz gasförmiges Kohlendioxid oder Sauerstoff. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass sich Keime in den Rohrleitungen abtöten lassen.
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In einer weiteren technisch vorteilhaften Ausführungsform der Systemspülanlage umfasst die Systemspülanlage einen Druckminderer zum Mindern des Gasdrucks, der stromaufwärts vor der Zuführvorrichtung angeordnet ist. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass eine Beschädigung der Rohrleitungen oder des Mischbehälters durch hohe Drücke verhindert wird.
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In einer weiteren technisch vorteilhaften Ausführungsform der Systemspülanlage ist die Zuführvorrichtung durch eine zumindest eine Nebeldüse gebildet. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass sich das Gas gut innerhalb der Spülflüssigkeit löst. Das Gas kann beispielsweise Kohlendioxid oder Kohlensäure umfassen. Zudem erzeugt die Nebeldüse einen Sprühnebel und dient zum „Foggen“ der Systemspülanlage. Dadurch kann eine Desinfektion der Verrohrung der Systemspülanlage erreicht werden, damit diese nach einem Einsatz eigensicher ist. Es erfolgt eine automatische Desinfektion durch „Foggen“ der gesamten Verrohrung mittels eines Desinfektionssprühnebels durch die Regel- und Systemeinheiten der Systemspülanlage. Hierdurch werden die Eigensicherheit und Keimfreiheit des Trinkwassers realisiert.
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In einer weiteren technisch vorteilhaften Ausführungsform der Systemspülanlage umfasst die Systemspülanlage ein Regelventil zum Steuern des Gasflusses. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass das Gas in einer gewünschten Konzentration zugegeben werden kann.
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In einer weiteren technisch vorteilhaften Ausführungsform der Systemspülanlage ist die fluide Substanz eine Flüssigkeit. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass sich die fluide Substanz auf einfache Weise speichern und handhaben lässt.
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In einer weiteren technisch vorteilhaften Ausführungsform der Systemspülanlage umfasst die Systemspülanlage eine Pumpe zum Transportieren der Flüssigkeit. Die Pumpe kann eine Impfpumpe sein. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass die Flüssigkeit dosiert zugegeben werden kann.
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In einer weiteren technisch vorteilhaften Ausführungsform der Systemspülanlage umfasst die Flüssigkeit eine Farblösung zum Färben der Spülflüssigkeit. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass ein Austreten der Spülflüssigkeit aus den Rohrleitungen optisch erkannt werden kann. Die Signalfarben dienen zum einen dem Schutz vor einer Verwendung des Wassers als Trinkwasser. Zum anderen kann der Rohrverlauf verfolgt werden. Unterschiedliche Farblösungen können für unterschiedliche Anschlüsse oder Rohrleitungen verwendet werden.
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In einer weiteren technisch vorteilhaften Ausführungsform der Systemspülanlage umfasst die Systemspülanlage zwischen der Zuführvorrichtung und dem Ausgang ein Sichtfenster zum Erfassen der Farbe der Spülflüssigkeit. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass die Färbung der Spülflüssigkeit optisch überwacht werden kann.
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Gemäß einem sechsten Aspekt wird die technische Aufgabe durch ein Verfahren zum Spülen von Rohrleitungen gelöst, mit den Schritten eines Einlassens einer Spülflüssigkeit für ein Spülen der Rohrleitungen in einen Eingang einer Systemspülanlage; eines Lösens einer fluiden Substanz in der Spülflüssigkeit durch eine Zuführvorrichtung; und eines Ausgebens der Spülflüssigkeit mit der gelösten Substanz aus einem Ausgang der Systemspülanlage. Durch das Verfahren werden die gleichen technischen Vorteile wie durch die Systemspülanlage nach dem fünften Aspekt erreicht.
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In einer technisch vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens werden die fluide Substanz in einem Mischbehälter mit der Spülflüssigkeit vermischt. Dadurch wird beispielsweise ebenfalls der technische Vorteil erreicht, dass sich die fluide Substanz homogen innerhalb der Spülflüssigkeit verteilt.
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In einer weiteren technisch vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens wird die fluide Substanz in einem Vorratsbehälter innerhalb der Systemspülanlage gespeichert oder von außen über einen Zuleitungsanschluss zugeführt. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass die Systemspülanlage autonom betrieben werden kann oder die fluide Substanz in beliebiger Menge von außen zugeführt werden kann
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In einer weiteren technisch vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens ist die fluide Substanz ein Gas oder eine Flüssigkeit. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass auf Pumpen verzichtet werden kann oder sich die fluide Substanz auf einfache Weise speichern und handhaben lässt.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.
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Es zeigen:
- 1 eine schematische Ansicht einer Systemspülanlage;
- 2 eine schematische Ansicht eines Mischbehälters der Systemspülanlage;
- 2A eine Kugeldüse;
- 2B eine Vollstrahldüse;
- 2C eine Rundstrahldüse;
- 3 eine schematische Ansicht eines Pulsatorsystems der Systemspülanlage;
- 4 eine schematische Ansicht eines Gassystems der Systemspülanlage;
- 5 eine schematische Ansicht eines Farbsystems der Systemspülanlage; und
- 6 ein Blockdiagram eines Verfahrens zum Spülen von Rohrleitungen.
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1 zeigt eine schematische Ansicht einer Systemspülanlage 100. Die Systemspülanlage 100 dient zum Spülen von Rohrleitungen 101, die beispielsweise in Gebäuden für die Wasserversorgung verbaut sind. Die transportierbare Systemspülanlage 100 kann an einer geeigneten Stelle im Gebäude aufgestellt werden, an der diese an die Rohrleitungen 101 des Gebäudes angeschlossen werden kann.
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Zum Durchführen des Spülvorgangs wird an einem Eingang 103 eine Spülflüssigkeit 109 in die Systemspülanlage 100 eingeleitet, wie beispielsweise Leitungs- oder Trinkwasser. Zu diesem Zweck weist die Systemspülanlage 100 am Eingang eine Anschlussvorrichtung auf, an die beispielsweise ein Schlauch angeschlossen werden kann, über den die Spülflüssigkeit 109 zugeleitet wird.
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Nach dem Einleiten der Spülflüssigkeit 109 in die Systemspülanlage 100 wird deren Temperatur T über einen Temperatursensor 119 und deren Druck P über einen Drucksensor 117 bestimmt. Zudem wird die Durchflussrate der Spülflüssigkeit 109 mittels eines Durchflusssensors 113 bestimmt, der zwischen zwei Rückschlagventilen RV1 und RV2 angeordnet ist. Diese Parameter können später zur Steuerung der Systemspülanlage 100 verwendet werden. Durch die beiden Rückschlageventile RV1 und RV2 kann ein ungewolltes Zurückfließen oder ein Durchleiten der Spülflüssigkeit 109 in der „falschen“ Richtung verhindert werden.
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Anschließend wird die Spülflüssigkeit 109 in einen Mischbehälter 105 im Inneren der Systemspülanlage 100 geleitet. In diesem Mischbehälter 105 wird die Spülflüssigkeit 109 für den beabsichtigen Reinigungszweck aufbereitet. Dabei können der Spülflüssigkeit 109 beispielsweise Luftblasen hinzugefügt werden oder die Spülflüssigkeit 109 kann mit unterschiedlichen Substanzen vermischt werden, die zur Reinigung der Rohrleitungen 101 dienen. Der Mischbehälter 109 stellt zu diesem Zweck ein Volumen bereit, in dem die Vermengungsvorgänge ablaufen können.
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Nachdem die aufbereitete Spülflüssigkeit 109 aus dem Mischbehälter 105 austritt, wird erneut der Druck P der Spülflüssigkeit 109 über einen Drucksensor 121 bestimmt. Auf diese Weise können Überdrücke der Spülflüssigkeit 109 erkannt werden, so dass eine Beschädigung der Rohrleitungen 101 verhindert werden kann. Die für die Reinigung der Rohrleitungen aufbereitete Spülflüssigkeit wird aus einem Ausgang 107 der Systemspülanlage 100 ausgeben und den Rohrleitungen 101 des Gebäudes zugeführt, wo diese die Reinigungswirkung entfaltet. Durch die normalen Zapfstellen der Rohrleitungen wird die Spülflüssigkeit anschließend aus den Rohrleitungen 101 ausgelassen und verworfen. Durch dieses Spülen lassen sich Ablagerungen und Keime aus den Rohrleitungen 101 entfernen.
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2 zeigt eine schematische Ansicht eines Mischbehälters 105 der Systemspülanlage 100. Der Mischbehälter 105 weist einen gegenüber der Zuleitung 153 vergrößerten Strömungsquerschnitt auf, so dass sich die Strömungsgeschwindigkeit der Spülflüssigkeit 109 innerhalb des Mischbehälters 105 entsprechend verlangsamt. Dies führt dazu, dass die Spülflüssigkeit 109 leicht mit unterschiedlichen funktionalen Substanzen oder Luftblasen angereichert werden kann. Zudem kann innerhalb des Mischbehälters 105 eine homogene Vermengung der Spülflüssigkeit 109 mit den funktionalen Substanzen bewirkt werden. Auf diese Weise lässt sich die Spülflüssigkeit 109 für den Reinigungsvorgang konditionieren.
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Der Mischbehälter 105 umfasst eine Vielzahl unterschiedlicher Düsen 111-1, ..., 111-5, 115 und 125-1, ..., 125-3. Diese Düsen sind aus Edelstahl gefertigt, so dass diese eine hohe Lebensdauer aufweisen.
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Bei der Düse 111 1 handelt es sich beispielsweise um eine Kugeldüse, die in Strömungsrichtung mittig innerhalb des Mischbehälters 105 verbaut ist (2A). Die Kugeldüse weist einen Kugelkopf mit einer Vielzahl von Öffnungen auf, aus denen Druckluft austritt. Beispielsweise weisen die Kugeldüse 40 Einzelbohrungen auf und ermöglicht das Ausbringen von Druckluft in einem Winkel von 240° in der umgebenden Spülflüssigkeit. Dadurch wird der Spülflüssigkeit 109 eine Vielzahl von Luftblasen hinzugefügt, die im Rohrleitungen 101 eine schleifende oder abrasive Wirkung aufweisen. Im Allgemeinen kann aber auch eine andere Ausführungsform einer Kugeldüse verwendet werden.
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Bei den Düsen 111-2 und 111-3 handelt es sich um Vollstrahldüsen, die ebenfalls in Strömungsrichtung verbaut sind (2B). Die Vollstrahldüsen erzeugen einen zielgerichteten, punktförmigen Luftstrahl. Diese Vollstrahldüsen erzeugen eine hohe Anzahl an Luftblasen, die stoßartig in der Spülflüssigkeit 109 hinzukommen können.
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Bei den Düsen 111-4 und 111-5 handelt es sich um Rundstrahldüsen, die ebenfalls in Strömungsrichtung verbaut sind (2C). Die Rundstrahldüsen sind beispielsweise Mikro-Mehrkanal-Düsen, die einen punktförmigen Luftstrahl erzeugen. Diese Mehrkanal-Düsen weisen mehrere parallele Austrittskanäle für die Druckluft auf. Diese Rundstrahldüsen erzeugen in dem Mischbehälter große Luftblasen, die besonders zum Abtransport der Ablagerungen in den Rohrleitungen 101 geeignet sind.
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Bei der Düse 115 handelt es sich um eine Velocity- oder Venturi-Düse, die ebenfalls mittig im Mischbehälter in Strömungsrichtung verbaut ist. Die Velocity- oder Venturi-Düse nutzt die Strömungsgeschwindigkeit der Spülflüssigkeit 109, um die Geschwindigkeit des Luftstroms zu erhöhen. Die Velocity- oder Venturi-Düse erzeugt eine schnelle Luftbewegung durch den Venturi-Effekt. Auf diese Weise kann ein homogenes Luft/Spülflüssigkeit-Verhältnis mittels einer turbulenten oder alternativ intermittierenden Durchmischung erzeugt werden.
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Die Düsen 125-1, 125-2 und 125-3 sind Nebeldüsen, die am Rand des Mischbehälters 105 in Strömungsrichtung verbaut sind. Diese Nebeldüsen sind in der Lage, eine feine Verteilung zu bewirken. Durch diese Nebeldüsen lässt sich Kohlendioxid als fluide Substanz in der Spülflüssigkeit 109 lösen. Die so gelöste Kohlensäure verschiebt den pH-Wert im Fall von Wasser als Spülflüssigkeit 109 in den sauren Bereich von pH 6 bis 5. Dadurch wirkt das Wasser antibakteriell innerhalb der Rohrleitungen 101 und an den Rohrwandungen. Innerhalb der Rohleitungen 101 funktioniert das Austreiben von Kohlendioxid-Bläschen am besten an rauen und kantigen Ablagerungen, die von den Kohlendioxid-Bläschen angehoben werden. Auch hierdurch lässt sich die Reinigungswirkung der Spülflüssigkeit 109 in den Rohrleitungen 101 nochmals erhöhen.
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Im Allgemeinen kann jedoch auch eine andere Art, eine andere Kombination und eine andere Anzahl der Düsen vorgesehen sein, um die Luftblasen innerhalb des Mischbehälters 105 zu erzeugen. Der Luftstrom durch jede der Düsen 111-1, ..., 111-5, 115 und 125-1, ..., 125-3 kann durch eine entsprechende Regelelektronik individuell gesteuert werden. Dabei können für jede der Düsen 111-1, ..., 111-5, 115 und 125-1, ..., 125-3 unterschiedliche Zeitprofile abgefahren werden, so dass eine optimale Reinigungswirkung in den Rohrleitungen 101 erzielt werden kann.
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Der Zustand und der Luftstrom durch die Düsen 111-1, ..., 111-5, 115 und 125-1, ..., 125-3 kann auf einem berührungsempfindlichen Bildschirm (Touch Screen) angezeigt werden und über diesen gesteuert werden. Auf dem Bildschirm lassen sich alle relevanten Vorgänge anzeigen und steuern. Zudem können einzelne der Düsen 111-1, ..., 111-5, 115 und 125-1, ..., 125-3 oder Kombinationen gezielt von einem Benutzer zur Aufbereitung der Spülflüssigkeit 109 ausgewählt werden. Zudem umfasst die Systemspülanlage 100 eine Datenschnittstelle, über die eine Steuerung der Systemspülanlage 100 auch von einem ferngelegenen Computer aus gesteuert werden kann.
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Die Düsen 111-1, ..., 111-5 und 115 können mit variablen Impulssätzen und/oder hochfrequente Pulsatoren angesteuert werden. Diese fügen dem Strom des Spülmittels 109 schnelle Luftimpulse hinzu und versetzen diesen in Schwingungen, die den Reinigungsprozess unterstützen. Verschmutzungen in den Rohrleitungen lassen sich aufbrechen und abtransportieren.
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Der Mischbehälter 105 ist ein Stahlbehälter mit einer flachen Flanschplatte 123, durch die die Zuleitungen zu den einzelnen Düsen 111-1, ..., 111-5, 115 und 125-1, ..., 125-3 geführt sind, wie beispielsweise für Druckluft oder Kohlendioxid. Die Flanschplatte 123 ist gegenüber dem übrigen Mischbehälter 105 abgedichtet und mit diesem an mehreren Stellen verschraubt, so dass die Düsen 111-1, ..., 111-5, 115 und 125-1, ..., 125-3 nach einem Lösen der Schrauben zugänglich sind. Auf diese Weise können einzelne Düsen 111-1, ..., 111-5, 115 und 125-1, ..., 125-3 ausgetauscht werden.
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Beim Zuführen der Druckluft kann die Regelelektronik zusätzlich die erfassten Parameter für die Temperatur, den Druck und die Durchflussrate berücksichtigen, so dass eine zeitlich gleichbleibende Aufbereitung der Spülflüssigkeit erfolgt. Steigt die Durchflussrate, kann beispielsweise der Luftstrom durch die Düsen 111-1, ..., 111-5, 115 und 125-1, ..., 125-3 entsprechend erhöht werden, um eine gleichbleibende Reinigungswirkung zu erzielen.
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Die Druckluft für die Düsen 111-1, ..., 111-5, 115 und 125-1, ..., 125-3 kann von einem elektrisch betriebenen Kompressor erzeugt werden, der innerhalb der Systemspülanlage 100 angeordnet ist.
Die Systemspülanlage 100 kann jedoch auch einen Druckluftanschluss umfassen, über den die erforderliche Druckluft von außen über einen externen Kompressor zugeführt wird. Die zur Verfügung stehende Druckluft wird vorab mittels Aktivkohle gereinigt, sowie durch ein Entfeuchtungssystem getrocknet.
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3 zeigt eine schematische Ansicht eines Pulsatorsystems der Systemspülanlage 100. Die Kugeldüse 111-1 im Inneren des Mischbehälters 105 wird über eine Luftleitung 129 konstant mit Druckluft mit einem Druck P1 versorgt. Um ein unbeabsichtigtes Zurückströmen von Druckluft aus dem Mischbehälter 105 zu verhindern, wird ein Rückschlagventil 131 als Rückflussverhinderer in der Luftleitung 129 angeordnet. Der Luftstrom in der Luftleitung 129 wird über ein Regelventil 149 gesteuert. Dadurch lassen sich bestimmte Durchflussraten einstellen.
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Zusätzlich wird die Luftleitung 129 mit einem zweiten pulsierenden Druck P2 beaufschlagt. Dieser wird über eine weitere Luftleitung 151 zugeführt, in der ein Pulsator 127 und ein Rückflussverhinderer 132 angeordnet ist. Der Luftstrom in der Luftleitung 151 wird ebenfalls über ein Regelventil 149 gesteuert. Der Pulsator 127 erzeugt periodische Druckstöße mit einer Frequenz von 5 bis 15 Hz. Die Frequenz kann dabei durch Drehen einer Einstellschraube in diesem Bereich verändert werden. Damit der Pulsator vor Beschädigungen geschützt ist, ist dieser in einem Metallgehäuse angeordnet.
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Der Pulsator 127 wird autonom mit der zugeführten Druckluft im Bereich zwischen 3 und 8 Bar betrieben, so dass keine weiteren elektrischen Leitungen erforderlich sind. Im Ergebnis wird dem konstanten Luftstrom ein periodisch pulsierender Luftstrom durch den Pulsator 127 überlagert. Im Allgemeinen kann der Pulsator 127 auch durch andere Vorrichtungen implementiert sein.
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Durch den pulsierenden Luftstrom, der durch die Kugeldüse 111-1 in den Mischbehälter 105 eintritt, wird die Spülflüssigkeit 109 in den Rohrleitungen 101 in Schwingungen versetzt, so dass die Reinigungswirkung der Spülflüssigkeit 109 in den Rohrleitungen 101 zusätzlich erhöht.
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Zu diesem Zweck können jedoch im Allgemeinen auch alle anderen Anordnungen verwendet werden, durch sich mechanische Schwingungen auf die Spülflüssigkeit 109 übertragen lassen. Zudem kann der Pulsator auch mit anderen Düsen 111-2, ..., 111-5 oder sogar einer Kombination der gekoppelt Düsen 111-2, ..., 111-5 werden.
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4 zeigt eine schematische Ansicht eines Gaszuführsystems der Systemspülanlage 100. Das Gaszuführsystem ist eine spezielle Form einer Zuführvorrichtung zum Lösen einer fluiden Substanz 133 in der Spülflüssigkeit 109. Bei der fluiden Substanz handelt es sich um Kohlendioxid, das innerhalb der Systemspülanlage 100 in einer Gasflasche als Vorratsbehälter 139 gespeichert wird. Das Kohlendioxid wird über einen Druckminderer 135,ein Regelventil 143 und einen Rückflussverhinderer 155 den Düsen 125-1, 125-2 und 125-3 zugeführt, die das Kohlendioxid in dem Mischbehälter 105 feinförmig verteilen.
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Dadurch löst sich das Kohlendioxid in dem Wasser als Spülflüssigkeit 109 und bewirkt eine Verschiebung des pH-Wertes in den sauren Bereich. Dadurch wirkt das Wasser antibakteriell innerhalb der Rohrleitungen 101, so das festsitzende Keime in den Rohrleitungen 101 besser abgetötet werden können. Durch minimale Bläschen kann ein Biofilm, der an der Innenseite der Rohrleitungen 101 anhaftet, aufreißen und anschließend mit Luftstößen abtransportiert werden
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Beispielsweise kann auch reiner Sauerstoff in der Spülflüssigkeit 109 gelöst werden, der anaerobe Bakterien in den Rohrleitungen abtötet. Im Allgemeinen können jedoch auch andere Gase als fluide Substanz 133 zugeführt und verwendet werden.
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5 zeigt eine schematische Ansicht eines Farbzuführsystems der Systemspülanlage 100. Das Farbzuführsystem ist eine weitere spezielle Form einer Zuführvorrichtung zum Lösen einer fluiden Substanz 133 in der Spülflüssigkeit 109. In diesem Fall handelt es sich bei der fluiden Substanz um eine Flüssigkeit.
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In den drei Vorratsbehältern 141 befinden sich flüssige Farblösungen (Lebensmittelfarben) 137-1, 137-2 und 137-3 in den Farben Rot, Grün und Blau als fluide Substanzen. Diese werden jeweils einzeln über eine Membranpumpe 145-1, 145-2 und 145-3 in den Mischbehälter 105 gepumpt und dort mit der turbulenten Spülflüssigkeit 109 vermischt.
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Eine Ansteuerung der Membranpumpen 145-1, 145-2 und 145-3 kann über eine Busklemme mit einer unterschiedlichen Anzahl von elektrischen Impulsen erfolgen. Diese weisen beispielsweise eine Dauer von 20 ms auf. Jeder Impuls bewirkt dabei einen Hub der angesteuerten Membranpumpe 145-1, 145-2 und 145-3. Werden die drei Grundfarben Rot, Gelb und Blau verwendet, lässt sich die Spülflüssigkeit 109 in jeder beliebigen Farbe einfärben. In diesem Fall können unterschiedliche Behandlungsabschnitte mittels unterschiedlicher Farben gekennzeichnet werden. Ein zeitintensives Überprüfen mittels Teststreifen an den Zapfstellen kann entfallen.
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Der Durchflusssensor 113 kann ein Signal an die Steuerung der Membranpumpen 145-1, 145-2 und 145-3 liefern, so dass die Farblösungen 137-1, 137-2 und 137-3 auch bei unterschiedlichen Volumenströmen, so zugeben werden können, dass eine gleichbleibende Färbung der Spülflüssigkeit 109 erreicht wird. Stromabwärts nach dem Mischbehälter 105 ist ein transparentes Sichtfenster 147 angeordnet, durch das die Spülflüssigkeit 109 strömt und durch das die Färbung der Spülflüssigkeit 109 zudem optisch überwacht werden kann.
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6 zeigt ein Blockdiagram eines Verfahrens zum Spülen von Rohrleitungen 101. Im Schritt S101 wird eine Spülflüssigkeit 109 für ein Spülen der Rohrleitungen 101 in den Eingang 103 der Systemspülanlage 100 eingelassen. Anschließend wird in Schritt S102 eine fluiden Substanz 133 oder 137-1, ..., 137-3 in der Spülflüssigkeit 109 durch eine Zuführvorrichtung 125-1, 125-2, 125-3 gelöst. In Schritt S103 wird die Spülflüssigkeit 109 mit der gelösten Substanz 133, 137-1, 137-2, 137-3 aus einem Ausgang 107 der Systemspülanlage 100 ausgegeben, damit diese anschließend in den Rohrleitungen ihre reinigende Wirkung entfalten können. Mittels der gelösten Substanz kann eine höhere Reinigungswirkung innerhalb der Rohrleitungen 101 erzielt werden.
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Alle in Verbindung mit einzelnen Ausführungsformen der Erfindung erläuterten und gezeigten Merkmale können in unterschiedlicher Kombination in dem erfindungsgemäßen Gegenstand vorgesehen sein, um gleichzeitig deren vorteilhafte Wirkungen zu realisieren.
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Alle Verfahrensschritte können durch Vorrichtungen implementiert werden, die zum Ausführen des jeweiligen Verfahrensschrittes geeignet sind. Alle Funktionen, die von gegenständlichen Merkmalen ausgeführt werden, können ein Verfahrensschritt eines Verfahrens sein.
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Der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung ist durch die Ansprüche gegeben und wird durch die in der Beschreibung erläuterten oder den Figuren gezeigten Merkmale nicht beschränkt.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Systemspülanlage
- 101
- Rohrleitungen
- 103
- Eingang
- 105
- Mischbehälter
- 107
- Ausgang
- 109
- Spülflüssigkeit
- 111
- Düse
- 113
- Durchflusssensor
- 115
- Velocity-/Venturi-Düse
- 117
- Drucksensor
- 119
- Temperatursensor
- 121
- Drucksensor
- 123
- Flanschplatte
- 125
- Nebeldüse
- 127
- Pulsator
- 129
- Luftleitung
- 131
- Rückschlageventil
- 132
- Rückflussverhinderer
- 133
- fluide Substanz / Kohlendioxid
- 135
- Druckminderer
- 137
- fluide Substanz / Farblösung
- 139
- Vorratsbehälter
- 141
- Vorratsbehälter
- 143
- Regelventil
- 145
- Membranpumpe
- 147
- Sichtfenster
- 149
- Regelventil
- 151
- Luftleitung
- 153
- Zuleitung
- 155
- Rückflussverhinderer
