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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beaufschlagen
einer Rohrleitung mit Flüssigkeitsdruck
zum Zwecke einer Druck- und/oder Dichtigkeitsprüfung insbesondere gemäß DVGW-Arbeitsblatt
W 400-2, mit einem Tank, der eine Flüssigkeit, insbesondere Wasser,
enthält
und der einen Leitungsanschluss aufweist, durch den sich eine Zuleitungsverbindung
zu der Rohrleitung zum Einleiten der Flüssigkeit in die Rohrleitung
herstellen lässt.
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Rohrleitungen
spielen in jeder Art von Infrastruktur eine große Rolle. Sie werden zum Leiten
unterschiedlichster Fluide verlegt, sie haben je nach Bedarf unterschiedlichste
Längen
und Querschnitte, und sie bestehen aus den verschiedensten Materialien.
Nach dem Verlegen einer Rohrleitung ist es in aller Regel erforderlich,
sich über
deren Dichtigkeit zu vergewissern. Ein übliches Testverfahren, welches zum
Beispiel auch zum Überprüfen von
Wasserverteilungsanlagen im DVGW-Arbeitsblatt W 400-2 festgelegt
ist, sieht vor, die zu prüfende
Rohrleitung an beiden Enden verschlossen mit Flüssigkeit zu füllen und
dann mit bestimmtem Druck zu beaufschlagen – um daraufhin zu messen, welchen
zeitlichen Verlauf der Druck in der Rohrleitung anschließend nimmt. Dies
lässt Rückschlüsse auf
die Dichtigkeit der Rohrleitung zu.
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Abhängig von
der Dimension und/oder dem Material der Rohrleitung und/oder der
Flüssigkeit, welche
von der Rohrleitung gefördert
werden soll, gibt es Standards (wie zum Beispiel von der oben erwähnten DVGW),
nach denen Parameter solcher Druck- und/oder Dichtigkeitsprüfungen vorgeschrieben
sind: der aufzubauende Prüfdruck;
die Zeit, in welcher der Prüfdruck
aufzubauen ist; die Zeitdauer, die der Prüfdruck innerhalb eines gewissen
Toleranzintervalls zu halten ist; Druck, welcher vor dem eigentlichen
Prüfdruck
aufzubauen ist zum Beispiel zum Setzen von Material und Verbindungen
in der Rohrleitung oder zur Sättigung
des Rohrleitungsmaterials mit der Prüfflüssigkeit (auch wiederum möglicherweise
in bestimmter Zeit, für
bestimmte Zeitdauer, in einem bestimmten Druck-Toleranzintervall) – um nur
einige Beispiele zu nennen.
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Praktisch
wird eine derartige Druckprüfung ausgeführt, indem
die zu prüfende
Rohrleitung beidseitig geschlossen zunächst drucklos mit Flüssigkeit gefüllt wird.
Anschließend
kann mit der eigentlichen Prüfprozedur
begonnen werden, nämlich
Flüssigkeits druck
in der Rohrleitung aufzubauen. Zu diesem Zweck wird herkömmlich eine
Zuleitungsverbindung zwischen einem Tank oder sonst einer Wasserversorgung,
wie zum Beispiel einem Hydranten, einerseits und der Rohrleitung
andererseits hergestellt und mit einer Pumpe versehen. Der Tank
ist üblicherweise
mit derselben Flüssigkeit
gefüllt
wie die Rohrleitung, nämlich
zum Beispiel mit Wasser. Der erforderliche Prüfdruck in der Rohrleitung wird
nun durch die Pumpe aufgebaut, welche die Flüssigkeit durch die Zuleitungsverbindung
in die Rohrleitung fördert.
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Diese
Art des Druckaufbaus hat verschiedene Nachteile: Für eine Druck-
oder Dichtigkeitsprüfung
einer Rohrleitung mit verhältnismäßig großem Volumen
ist bislang eine große,
leistungsfähige – und sehr
teure – Pumpe
erforderlich. Eine den meisten Prüfbetrieben nur zur Verfügung stehende
kleinere Pumpe bräuchte übermäßig lange
Zeit, um den Druck aufzubauen, so dass die meisten Prüfbetriebe Prüfungen an
großvolumigen
Rohrleitungen nicht anbieten können.
Bei Rohrleitungen mit verhältnismäßig kleineren
Volumina genügt
zwar die Leistungsfähigkeit
der kleineren, üblicherweise
zur Verfügung stehenden
Pumpen zumeist. Aber auch diese brauchen verhältnismäßig viel Zeit, um den erforderlichen Prüfdruck aufzubauen.
Insbesondere beim sogenannten „Kontraktionsverfahren" nach DVGW-Arbeitsblatt
W400-2 ist aber ein schneller Druckaufbau erforderlich, mit dem
die kleineren, üblicherweise
zur Verfügung
stehenden Pumpen zumeist auch schon bei kleineren zu prüfenden Rohrleitungsvolumina überfordert
sind.
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Außerdem ist
es mit Pumpen überhaupt recht
schwierig, den erforderlichen Prüfdruck
für bestimmte
Zeit möglichst
konstant, mindestens aber innerhalb einer bestimmten Toleranz zu
halten. Bei langsam nachlassendem Druck in der Rohrleitung ist zwar
immer erst einmal nur eine geringe Druckminderung zum Wiederherstellen
des Prüfdrucks
auszugleichen. Aber diese jeweils erst einmal geringe erforderliche
Druckerhöhung
lässt sich
mit der Pumpe nicht genügend
empfindlich erzeugen – so
dass in den Prüfvorschriften
wie zum Beispiel nach DVGW-Arbeitsblatt W400-2 ein nachteilig breites Druck-Toleranzfeld
gestattet werden muss, weil erst nur eine größere Druckdifferenz nach größerem Druckverlust
mit einer Pumpe „nachgeregelt" werden kann. Dies
hat nachteilig große
Druckschwankungen zur Folge, die notgedrungen toleriert werden müssen.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
zum Beaufschlagen einer Rohrleitung mit Flüssigkeitsdruck zum Zwecke einer Druck-
und/oder Dichtigkeitsprüfung
zu schaffen, bei der der Flüssigkeitsdruck
einfacher und schneller aufgebaut werden kann und besser dosierbar
ist.
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Diese
Aufgabe wird mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst.
Bevorzugte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Um
eine Druck- und/oder Dichtigkeitsprüfung insbesondere gemäß DVGW-Arbeitsblatt
W 400-2 durchzuführen,
hat eine dafür
erfindungsgemäß vorgesehene
Vorrichtung einen Tank – erfindungsgemäß vorzugsweise
in Form eines Druckbehälters,
der für
Druck bis vorzugsweise ca. 21 bar ausgelegt ist – und eine Druckquelle. Der
Tank ist mit Flüssigkeit,
insbesondere Wasser. Der Tank hat einen Leitungsanschluss, durch
den sich eine Zuleitungsverbindung zu der Rohrleitung herstellen
lässt. Durch
diese Zuleitungsverbindung kann die Flüssigkeit in die zu prüfende Rohrleitung
eingeleitet werden. Dazu lassen sich sämtliche möglicherweise in der Zuleitungsverbindung
angeordneten Ventile und/oder Absperrungen öffnen. Und mittels der Druckquelle – erfindungsgemäß als Gasdruckquelle in
Druckleitungsverbindung mit dem Tank ausgestaltet – wird der
Tank unter Druck gesetzt. Dieser Druck im Tank drückt die
Flüssigkeit
durch die Zuleitungsverbindung in die zu prüfende Rohrleitung und setzt auch
darin die Flüssigkeit
unter Druck – und
setzt damit die Rohrleitung dem Prüfdruck aus.
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Die
erfindungsgemäße Gasdruckquelle
kann ein Gasspeicher, also ein geeigneter Behälter mit einem unter Druck
gespeicherten Gas, sein – und
zwar insbesondere eine „Gasflasche". Eine Gasflasche
ist bekanntlich ein torpedoförmiger
Behälter
aus Stahl, der mit einem unter Druck (üblicherweise bis zu 200 bis
300 bar) stehenden Gas, zum Beispiel Stickstoff oder Druckluft,
gefüllt
ist. Gasflaschen stehen in dieser Form, allerdings zu völlig anderem
Zweck, handelsüblich
zur Verfügung.
Um aus einer solchen Gasflasche das unter Druck stehende Gas entnehmen
zu können,
weist die Entnahmeöffnung
der Gasflasche üblicherweise
ein Absperrventil auf. Es wird manuell geöffnet, damit das Gas aus der
Gasflasche genutzt werden kann. Erfindungsgemäß ist vorzugsweise vorgesehen,
in der Leitungsverbindung zwischen der Gasflasche als Gasdruckquelle
und dem Tank ein einstellbares Drosselventil zu verwenden, um durch Öffnen des
Ventils das unter Druck stehende Gas in den Tank einzuleiten und
dabei durch vorzugsweise stufenloses Drosseln des Ventils den Druck
im Tank einstellbar zu machen.
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Desweiteren
ist mindestens eine Flüssigkeitsdruck-Messstelle
vorgesehen – vorzugsweise
in Form mindestens eines Prüfstutzens,
an den sich eine Messapparatur zum Beispiel mit Drucksensor und
Auswertungselektronik in Form eines geeignet programmierten PC oder
auch ein Manometer, ein zum Beispiel akustischer Drucksignalgeber
und/oder ein Druckschreiber anschließen lässt, und zwar vorzugsweise
im Bereich der Zuleitungsverbindung zwischen dem Tank und der zu
prüfenden
Rohrleitung. Dort und/oder an geeigneter anderer Stelle am Tank und/oder
der Rohrleitung selbst kann eine Druckmessstelle den Flüssigkeitsdruck
kontrollierbar machen, der sich mittels des bevorzugten Drosselventils so
auf diese erfindungsgemäße Weise
auch in der zu prüfenden
Rohrleitung einstellen lässt.
(Der an der Druckmessstelle kontrollierbare Flüssigkeitsdruck unterscheidet
sich von dem tatsächlich
in der Rohrleitung erzeugten Prüfdruck
allenfalls durch einen möglichen
Druckverlust in der Flüssigkeit
auf ihrem „Weg" zwischen der Druckmessstelle
und der Mündung
der Zuleitungsverbindung in die zu prüfende Rohrleitung).
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Der
erfindungswesentliche Unterschied zu den herkömmlichen Prüfvorrichtungen besteht darin, den
Druckaufbau, welcher die Flüssigkeit
aus dem Tank in die zu prüfende
Rohrleitung fördert,
durch eine Gasdruckquelle zu bewirken, welche in Leitungsverbindung
mit dem Tank steht. Dies macht die herkömmliche Druckerzeugung mittels
einer Pumpe in der Zuleitungsverbindung zwischen Tank und zu prüfender Rohrleitung
verzichtbar.
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Eine
alternative Ausführungsform
der Erfindung sieht vor, als erfindungsgemäße Gasdruckquelle einen Kompressor
einzusetzen. Auch dieser lässt sich
erfindungsgemäß in Leitungsverbindung
mit dem Flüssigkeitstank
bringen und erzeugt darin den zum erfindungsgemäßen Transport der Flüssigkeit durch
die Zuleitungsverbindung in die zu prüfende Rohrleitung erforderlichen
Druck im Tank.
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Die
vorliegende Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die beigefügte Figur
weiter beschrieben, in der eine Ausführungsform der Erfindung beispielhaft
abgebildet ist.
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Die
Figur zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Beaufschlagen
einer Rohrleitung mit Flüssigkeitsdruck
zum Zwecke einer Druck- und/oder Dichtigkeitsprüfung.
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In
der Figur ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung 2 zum
Beaufschlagen einer Rohrleitung 4 mit Flüssigkeitsdruck
zum Zwecke einer Druck- und/oder Dichtigkeitsprüfung der Rohrleitung 4 abgebildet.
Die Vorrichtung 2 weist einen Druckbehälter 6 auf, der mit
Wasser 8 gefüllt
ist. Am höchsten
Punkt des Druckbehälters 6 ist
ein Entlüftungs
ventil 10 angeordnet und an seinem tiefsten Punkt ein Leitungsanschluss 12 für eine Zuleitungsverbindung 14. Durch
die Zuleitungsverbindung 14 ist zwischen dem Druckbehälter 6 und
der zu prüfenden
Rohrleitung 4 eine Leitungsverbindung hergestellt.
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Bei
geöffnetem
Entlüftungsventil 10 wird
der Druckbehälter 6 mit
Wasser 8 gefüllt.
Abgebildet ist der Druckbehälter 6 zu
etwa drei Viertel gefüllt
mit Wasser. Er kann zunächst
auch restlos mit Wasser gefüllt
sein, so dass während
des Befüllens
durch den Leitungsanschluss 12 das Wasser schließlich oben
aus dem Entlüftungsventil 10 heraustritt
(zur Kontrolle, dass der Druckbehälter 6 wirklich voll
ist). Gefüllt
wird der Druckbehälter
durch den Absperrhahn 16 an dem Leitungsanschluss 12 des
Druckbehälters.
Nach dem Befüllen
des Druckbehälters
werden der Absperrhahn 16 sowie das Entlüftungsventil 10 geschlossen.
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Die
Zuleitungsverbindung 14 zu der Rohrleitung 4 kann
nun an den Leitungsanschluss 12 des Druckbehälters 6 angeschlossen
und entlüftet
werden. Da auch die zu prüfende
Rohrleitung 4 zuvor mit Wasser gefüllt und entlüftet worden
war, ist die abgebildete Vorrichtung 2 mit der zu prüfenden Rohrleitung 4 jetzt
unterhalb des abgebildeten Wasserspiegels 18 im Druckbehälter 6 restlos
entlüftet
und, zunächst
nur unter Umgebungsdruck (also „drucklos"), mit Wasser gefüllt.
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An
den Druckbehälter 6 wird
eine Gasdruckquelle 20 in Form einer Gasflasche 20 angeschlossen,
und zwar über
eine Druckleitungsverbindung 22 an einen in den Druckbehälter 6 mündenden
Druckleitungsflansch 24 mit einem Drosselventil 26.
Während
das Drosselventil 26 in dem Druckleitungsflansch 24 beim
Befüllen
des Druckbehälters
noch geschlossen war, wird es nun geöffnet. Dadurch strömt Gas aus
der Gasflasche 20 durch die Druckleitungsverbindung 22 in
den Druckbehälter 6 und
bildet darin eine „Gasblase" oberhalb des Wasserspiegels 18.
So wird Druck aus der Gasdruckquelle 20 in den Druckbehälter 6 eingeleitet.
Dabei strömt
das Gas so lange „blubbernd" durch das Wasser 8,
wie sich der Wasserspiegel 18 in dem Druckbehälter 6 oberhalb
der Mündung
des Flansches 24 befindet.
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Durch
weiteres Einleiten von Gas aus der Gasflasche 20 in den
Druckbehälter 6 baut
sich Druck in dem Druckbehälter 6 auf
und drückt
das Wasser 8 durch den Leitungsanschluss 12 unten
aus dem Druckbehälter 6 weiter
durch die Zuleitungsverbindung 14 in die zu prüfende Rohrleitung 4.
Der Druck, der so also auch in der zu prüfenden Rohrleitung 4 aufgebaut
wird, ist an einem Manometer 30 in der Zuleitung 14 nahe
der zu prüfenden
Rohrleitung 4 ablesbar. Das Drosselventil 26 wird
folglich so lange offen gelassen, bis der Prüfdruck sich gemäß dem Manometer 30 in
der zu prüfenden
Rohrleitung 4 eingestellt hat. Der Druck wird ferner mittels
einer Sensorelektronik 32 (umfassend einen PC und/oder
Datenlogger) gemessen und darin zusammen mit der Zeit und weiteren
prüfungsrelevanten
Daten gespeichert. Die Elektronik 32 ist dabei ebenfalls
an der Zuleitung 14 nahe der zu prüfenden Rohrleitung 4 angeschlossen.
Die Elektronik 32 ermöglicht
es, zeitliche Prüfdruckverläufe zum
Beispiel gemäß DVGW-Arbeitsblatt W 400-2
zu fahren, zu protokollieren und auszuwerten.
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Um
sicher zu stellen, dass der Druck durch das aus der Flasche 20 nachströmende Gas
im Druckbehälter
nicht einen kritischen Wert überschreitet,
ist oben am Druckbehälter 6 ein
Tankmanometer 34 und ein Sicherheitsventil 36 angeordnet.
Letzteres öffnet
sich, sobald der Druck im Druckbehälter einen bestimmten kritischen
Wert überschreitet.
Um sicher zu stellen, dass bei sich leerendem Druckbehälter nicht
versehentlich nur noch Gas durch den Leitungsanschluss 12 in
die Zuleitung 14 zu den Messstellen 30, 32 strömt, ist
unten am Druckbehälter 6 ein
Mindestfüllhöhen-Sensor 38 angeordnet,
welcher signalisiert, wenn diese Mindestfüllhöhe im Druckbehälter 6 unterschritten
wird und diese Stelle 38 trocken fällt.
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In
der Figur nicht dargestellt ist die alternative Ausgestaltung der
erfindungsgemäßen Vorrichtung,
bei der die Gasflasche 20 ersetzt ist durch einen an die
Druckleitungsverbindung 22 angeschlossenen Kompressor.
Dieser kann an- und ausgeschaltet werden, um an dem Messstellen 30, 32 kontrolliert Druck
im Druckbehälter 6 aufzubauen.
Oder er bleibt eingeschaltet, und der Druckaufbau in dem Druckbehälter 6 wird
dann am Drosselventil 26 in der Druckleitungsverbindung 22 reguliert.