DE20318962U1 - Einrichtung zur Entfernung von Inkrustationen und Biofilmen in offenen Fluidsystemen - Google Patents
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Abstract
Einrichtung zur Entfernung von Inkrustationen und Biofilmen in offenen Fluidsystemen insbesondere Brunnenanlagen, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb eines in den Brunnenschacht (31) absenkbaren und fixierbaren Reaktorbehälters (32) mit Austrittsöffnungen (33) eine Einrichtung mit einem Reaktorsystem, bestehend aus einem Heißdampferzeuger (1) mit einem Ein- und Ausgang (2), einem Ventil (3) am Ein- und Ausgang (2) und einer Steuerung (4) für die Energiezuführung (5) des Heißdampferzeugers (1) und des Ventils (3) und einer Kapillardüse (6) als Fortsetzung des Ein- und Ausganges (2) nach dem Ventil (3) besteht, wobei die Kapillardüse (6) im Fluidsystem (7) an den Austrittsöffnungen (33) endet, angeordnet ist und in dem Reaktorbehälter (31) zusätzlich ein Ozonerzeuger angeordnet ist, der durch einen externen Spannungsumformer (12) gespeist wird und der Ozonerzeuger weiterhin mit einem externen Druckluftgenerator (34) oder Sauerstoff- oder Druckluftgasflasche (35) und einer Steuerung (4) verbunden ist, wobei die Verbindung zwischen dem Reaktorbehälter (32) zu den externen Apparaten über Kabel und...
Description
- Einrichtungen zur Entfernung von Inkrustationen und Biofilmen in Fluidsystemen, insbesondere offener Wassersysteme, wie z.B. Brunnen, Wasserbecken u. a. bei gleichzeitiger Nutzung der Einrichtungen nach
DE 102 37 674 . - In der Schrift WO 9402422 wird ein Verfahren und die dazugehörige Vorrichtung zur Beeinflussung von Wasser bzw. der in Wasser gelösten Substanzen, vorzugsweise von Kalziumkarbonat, beschrieben. Dabei wird in das Wasser elektromagnetische Energie, vorzugsweise elektromagnetische Wellen im Mikrowellenfrequenzbereich eingetragen. Sie werden mit einer entsprechenden Apparatur in die Flüssigkeit eingekoppelt. Gleichzeitig wird die Wirkung des elektromagnetischen Wellengenerators und der Durchfluss der Flüssigkeit gemessen und kontrolliert.
- In der Schrift WO 0125152 wird ein Verfahren und die dazugehörige Vorrichtung zur kostengünstige Entfernung von vorhandenen Kalk- und Rostablagerungen und anderen Inkrustationen in Wasserleitungsrohren und anderen Wasseranlagenteilen beschrieben. Hierzu wird ein spezielles gläsernes Erregergefäß benutzt, an dessen Boden ein Magnetron angeordnet ist, das Mikrowellen in das Innere des Erregergefäßes abstrahlt. Durch die besondere Gestaltung eines im oberen Bereich des Erregergefäßes angeordneten Metallrohres wird im Betrieb der Vorrichtung eine Wasserdampfglocke erzeugt. Entstehende Gasbläschen werden über die Rohre in das zu reinigende Rohrsystem geführt und bedingen dort einen Abbau der Inkrustationen.
- Ein weiteres Verfahren und eine dazugehörige Vorrichtung zur Behandlung von Wasser durch pulsierende elektromagnetische Strahlung ist in der
EP 0338697 dargelegt. Bei diesem Verfahren wird durch elektromagnetische Signale das sogenannte Absorptions/Emissions-Profil der Flüssigkeit ermittelt. In die Flüssigkeit werden elektromagnetische Signale zwischen 0,1 kHz bis zu 1000 MHz über an der Wandung des Flüssigkeitssystem angeordneten Zündkerzen kontinuierlich oder intermittierend eingebracht. - In der
DE 3920046 werden für die innere Rohrreinigung intermittierende Druckstöße eines pulsierenden Wasser-Luft-Gemisches genutzt. - 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.
- Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, Apparate zu schaffen, um in bestehenden offenen Fluidanlagen vorhandene Verockerungen, Inkrustationen, Ablagerungen und Biofilme in den Anlagenteilen sicher und kostengünstig zu beseitigen.
- Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass durch die erfindungsgemäßen Einrichtung, die an die zu reinigende Fluidanlage angeschlossen wird, auf chemisch-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 wird nach Abschluss der Reinigungsarbeiten wieder von der Anlage entfernt. 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 angeboten werden.
- Die einzelnen Einrichtungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Einrichtungen sind in den Ansprüchen 2 bis 10 beschrieben. Im Anspruch 2 sind als modifizierte Variante der Einrichtung nach Anspruch 1 zusätzlich Lichtquellen und Fernsehkameras am Reaktorbehälter angeordnet. Hierdurch lässt sich der Reinigungsprozess besser überwachen. Nach Anspruch 3 kann der Heißdampferzeuger und/oder das Ventil mit einer speziellen gerätetechnischen Lösung gekühlt werden. Die Weiterbildung nach Anspruch 4 beschreibt den zusätzlichen Einsatz eines Spannungsumformers in der Einrichtung. Nach der Weiterbildung des Anspruches 5 kann der sonst nur mit einem gemeinsamen Ein- und Ausgang ausgerüstete Heißdampferzeuger auch mit einem separaten Einlass- bzw. Einspritzvorrichtung für das Fluid ausgestattet werden. Der Anspruch 6 ist eine Variante des Anspruches 5. An Stelle des Ventils ist im Rohrsystem eine Pumpe eingesetzt. Nach Anspruch 7 besteht eine weitere Einrichtung aus einem parallel zur Fluidanlage verlaufenden Rohrsystem mit einem Ein- und Ausgang, wobei beide bypassartig von einander getrennt an der Fluidanlage mit einer im Rohrsystem integrierten Pumpe angeschlossen sind. Nach Anspruch 8 besitzt diese Einrichtung nach Anspruch 7 zusätzlich noch einen Heißdampferzeuger. Nach Anspruch 9 ist dieser Heißdampferzeuger zusätzlich mit einer Wärmeisolierung versehen. Der Anspruch 10 stellt eine beliebige Kombination der einzelnen Einrichtungen dar.
- Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
-
1 einem Reaktorbehälter mit externem Hochspannungserzeuger, Druckluftgenerator usw. beim Einsatz in einem Brunnen, -
2a das Prinzipschaltbild einer Einrichtung mit einem steuerbaren Heißdampferzeuger mit einer gemeinsamen Kapillardüse als Ein- und Ausgang in das Fluidsystem als zusätzliche Einrichtung im Reaktorbehälter, -
2b das Prinzipschaltbild der Einrichtung ähnlich2a , jedoch mit einer Kühleinrichtung am Ventil, -
3 das Prinzipschaltbild einer Einrichtung ähnlich wie2a , jedoch mit einer separaten Einlass- oder Einspritzvorrichtung für das Fluid in den Heißdampferzeuger und einer Pumpe im Rohrsystem dieser Einrichtung als zusätzliche Einrichtung im Reaktorbehälter, -
4a das Prinzipschaltbild einer Einrichtung mit einem bypassartigen Rohrsystem innerhalb des Reaktorbehälters mit einer integrierten Pumpe, Rückschlagventil und Steuerung, -
4b das Prinzipschaltbild einer Einrichtung nach4a , jedoch mit einem zusätzlichen Heißdampferzeuger nach der Pumpe und dem Rückschlagventil, -
5 das Prinzipschaltbild der Einrichtung mit am Reaktorbehälter eingebrachten Elektroden mit einem Spannungsumformer und der Steuerung, -
6 das Prinzipschaltbild der kombinierten Einrichtungen nach2a und5 , -
7 das Prinzipschaltbild der kombinierten Einrichtungen nach4a und5 und -
8 das Prinzipschaltbild der kombinierten Einrichtungen nach4b und5 . - In einem in den zu reinigenden Brunnen oder das Wasserbecken eintauchbaren Reaktorbehälter
32 mit Austrittsöffnungen33 sind die verschiedensten, kombinierten Einrichtungen untergebracht. So ist z. B. noch ein Ozonerzeuger im Reaktorbehälter32 angeordnet. Über Kabel und Schläuche36 , die über Kabelrollen37 aufgerollt sind, besteht eine Verbindung z. B. zu einem externen Spannungsumformer12 , einem Druckluftgenerator34 und/oder Sauerstoff- oder Druckluftgasflasche35 . Die Steuerung4 ist ebenfalls vorzugsweise extern z. B. beim Spannungsumformer12 untergebracht. Der Reaktorbehälter32 kann so z. B. in einem Brunnenschacht31 oder ähnlichen Fluidanlagen eingesetzt werden. Über entsprechende Haltevorrichtungen und Kabelrollen37 ist eine Absenkung und Fixierung im Brunnenschacht31 leicht realisierbar. Der Reaktorbehälter32 wird dabei mit seinen Austrittsöffnungen33 in Richtung der Wassereintrittsschlitze38 des Brunnenschachtes31 ausgerichtet und fixiert. Im Reaktorbehälter32 werden mittels des Ozonerzeugers und der entsprechenden Zusatzgeräte Druckbedingungen geschaffen, die ein schnelles und vollständiges Lösen von Ozon im Brunnenwasser innerhalb des Reaktionsbehälters32 ermöglicht. Das ozonangereicherte Wasser wird anschließend in den Brunnen- bzw. Kiesfilter39 gedüst. Das Ozon dient im Falle der Ablösung von Eisen- und Manganbelägen als starkes Oxidationsmittel zur Inaktivierung bzw. Abtötung von eisen- und manganoxidierenden Bakterien. Hierdurch wird ein wesentlicher Verockerungspfad blockiert. - Zusätzlich können im Reaktorbehälter
32 die unterschiedlichsten Einrichtungen zur Behandlung inkrustierter geschlossener und/oder offener Fluidsysteme7 integriert sein, so z. B. Einrichtungen nachDE 102 37 674 , die aus einem Reaktorsystem bestehen. Das Reaktorsystem besteht wiederum aus einem Heißdampferzeuger1 , der nur einen Ein- und Ausgang2 über ein Ventil3 , vorzugsweise ein elektrisch betätigtes Magnetventil, zu einer Kapillardüse6 besitzt. Die Kapillardüse6 ist bis in das Fluidsystem7 geführt und wird hier vorzugsweise in die Fließrichtung des Fluids bzw. der zu behandelnden Fläche zeigen. Der Heißdampferzeuger1 besitzt eine Energiezuführung5 , die über eine Steuerung4 die einstellbaren Grenzwerte bezüglich Temperatur, Zeit und/oder Druck überwacht. Die Steuerung4 steuert auch gleichzeitig das Ventil3 . Die Energiezuführung5 kann direkt oder indirekt erfolgen und z. B. eine elektrische Widerstandsheizung, ein induktiver Wärmeerzeuger, ein Gasbrenner sein oder Infrarot- bzw. Mikrowellenstrahlung ausnutzen. Die Funktion des Heißdampferzeugers1 und des Ventils3 kann manuell oder durch eine Steuerung4 erfolgen. Zur rascheren Abkühlung des Heißdampferzeugers1 und damit für einen schnelleren Zyklus von Aufheizung und Abkühlung und damit Füllung des Heißdampferzeugers1 mit Fluid sowie Ausstoß des Fluiddampfes kann eine Kühleinrichtung8 vorgesehen werden, die neben dem Heißdampferzeuger1 gleichzeitig noch das Ventil3 kühlt. Zur Kühlung kann das vorhandene Fluid eingesetzt werden. Denkbar ist jedoch auch eine völlig vom Fluidsystem7 getrennte, separate Kühlung. Es ist daher auch eine separate Einlass- oder Einspritzvorrichtung, wie in2a dargestellt, für das Fluid am Heißdampferzeuger1 denkbar. In diesem Fall wird der Fluideinlass in den Heißdampferzeuger1 ebenfalls über die Steuerung4 geregelt. - Die Arbeitsweise dieser Einrichtung entsprechend
2a und2b ist folgende. Der Heißdampferzeuger1 wird erstmalig mit Fluid des Fluidsystems7 manuell gefüllt. Anschließend wird der Heizvorgang am Heißdampferzeuger1 gestartet. Nach dem Erreichen der eingestellten Grenzwerte, wie Temperatur und/oder Druck wird durch Öffnen des Ventils3 das erhitzte Fluid über die Kapillardüse6 explosionsartig in das Fluidsystem7 eingedüst. Nach dem Entspannen des Fluiddampfes wird Fluid durch den entstandenen Unterdruck in den Heißdampferzeuger1 angesaugt, das Ventil3 anschließend geschlossen und das Fluid im Heißdampferzeuger1 wieder erhitzt. Dieser sich ständig wiederholende Zyklus von Fluideinspritzen-Verdampfen-Fluiddampfausstoß kann hinsichtlich der Taktfrequenz über die Steuerung4 festgelegt bzw. geändert werden. - Eine Variante einer Einrichtung des Reaktorsystems innerhalb des Reaktorbehälters
32 , wie in3 dargestellt, besitzt eine separate Einlass- oder Einspritzvorrichtung. Diese besteht aus einem Rohrsystem9 , welches am Fluidsystem7 beginnt und am Heißdampferzeuger1 endet. Im Rohrsystem9 sind eine Pumpe13 und/oder ein Rückschlagventil10 angeordnet. - Der Vorteil beim Einsatz dieser Einrichtung besteht in der separaten Zuführung von Fluid in den Heißdampferzeuger
1 . Bei der separaten Zuführung von Fluid in den Heißdampferzeuger1 über eine Einspritzvorrichtung kann der Zyklus Einspritzen und Erhitzen des Fluids leichter variiert werden. Mittels der Steuerung4 erfolgt die Festlegung der Zyklen. - Unterschiedliche Problemstellungen bedingen auch unterschiedliche apparative Einrichtungen. Neben dem bereits beschriebenen Verfahren, welches nur einen intermittierenden Betrieb zulässt, können z. B. mit Hilfe der Einrichtung nach
4a auch kontinuierliche Abläufe erzeugt werden. Bei dieser Einrichtung ist ein Rohrsystem9 in Bypassform zum Fluidsystem7 z. B. an einer Rohrleitung des Fluidsystems7 bzw. innerhalb des Reaktorbehälters32 angebracht. Im Rohrsystem9 ist eine Pumpe13 mit einem Rückschlagventil10 kombiniert. Das Rohrsystem9 besitzt einen Eingang14 und einen Ausgang im Fluidsystem7 . Der Ausgang ist als Kapillardüse6 ausgebildet und endet im Fluidsystem7 bzw. in der Brunnenanlage im Brunnenschacht31 . Diese Einrichtung kann noch durch einen zusätzlichen Heißdampferzeuger1 mit einer Energiezufuhr5 , wie in4b dargestellt, ergänzt werden. Der Heißdampferzeuger1 ist hinter dem Rückschlagventil10 , in Fließrichtung des Fluids gesehen, angeordnet. Bei dieser Ausführungsform kann der Heißdampferzeugers1 zusätzlich mit einer Wärmeisolation15 umgeben sein. - Beim Einsatz dieser Einrichtung wird das Fluid aus dem Fluidsystem
7 über das Rohrsystem9 mit dem Eingang14 entnommen und mittels Pumpe13 , hinter der ein Rückschlagventil10 angeordnet ist, über die Kapillardüse6 wieder in das Fluidsystem7 eingedüst. Bei einer zusätzlichen Anordnung eines Heißdampferzeugers1 , durch den das Fluid geführt wird, kann das Fluid zusätzlich erhitzt oder verdampft werden. Im letzteren Fall treten am Ende der Kapillardüse6 Fluiddampfbläschen mit hoher Geschwindigkeit aus. - Als weitere Einrichtung zur Behandlung von Fluidsystemen ist die Einrichtung nach
5 zu nennen. Bei dieser Einrichtung sind in die Wandung des Reaktorbehälters32 zündkerzenähnliche Elektroden16 an einer oder an mehreren Stellen angeordnet. Die Elektroden16 ragen dabei in das Fluid hinein. Zwischen den Elektroden16 werden kontinuierlich oder diskontinuierlich Spannungsüberschläge erzeugt. Die Elektroden16 sind dazu über einen Spannungsumformer12 mit einem Energienetz verbunden. Über die Steuerung4 erfolgt die Einstellung der Intensität und Frequenz der Spannungsüberschläge an den Elektroden16 . - Alle vorher beschriebenen Einrichtungen lassen sich miteinander zu kombinierten Einrichtungen koppeln, um somit eine optimale Wirkung der Einrichtungen entsprechend der spezifischen Einsatzfälle zu erreichen.
-
- 1
- – Heißdampferzeuger
- 2
- – Ein- und Ausgang
- 3
- – Ventil
- 4
- – Steuerung
- 5
- – Energiezuführung
- 6
- – Kapillardüse
- 7
- – Fluidsystem
- 8
- – Kühleinrichtung
- 9
- – Rohrsystem
- 10
- – Rückschlagventil
- 11
- – Druckminderventil
- 12
- – Spannungsumformer
- 13
- – Pumpe
- 14
- – Eingang
- 15
- – Wärmeisolation
- 16
- – Elektroden
- 31
- – Brunnenschacht
- 32
- – Reaktorbehälter
- 33
- – Austrittsöffnungen
- 34
- – Druckluftgenerator
- 35
- – Sauerstoff- oder Druckluftgasflaschen
- 36
- – Kabel und Schläuche
- 37
- – Kabeltrommel
- 38
- – Wassereintrittsschlitze
- 39
- – Kiesfilter
Claims (10)
- Einrichtung zur Entfernung von Inkrustationen und Biofilmen in offenen Fluidsystemen insbesondere Brunnenanlagen, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb eines in den Brunnenschacht (
31 ) absenkbaren und fixierbaren Reaktorbehälters (32 ) mit Austrittsöffnungen (33 ) eine Einrichtung mit einem Reaktorsystem, bestehend aus einem Heißdampferzeuger (1 ) mit einem Ein- und Ausgang (2 ), einem Ventil (3 ) am Ein- und Ausgang (2 ) und einer Steuerung (4 ) für die Energiezuführung (5 ) des Heißdampferzeugers (1 ) und des Ventils (3 ) und einer Kapillardüse (6 ) als Fortsetzung des Ein- und Ausganges (2 ) nach dem Ventil (3 ) besteht, wobei die Kapillardüse (6 ) im Fluidsystem (7 ) an den Austrittsöffnungen (33 ) endet, angeordnet ist und in dem Reaktorbehälter (31 ) zusätzlich ein Ozonerzeuger angeordnet ist, der durch einen externen Spannungsumformer (12 ) gespeist wird und der Ozonerzeuger weiterhin mit einem externen Druckluftgenerator (34 ) oder Sauerstoff- oder Druckluftgasflasche (35 ) und einer Steuerung (4 ) verbunden ist, wobei die Verbindung zwischen dem Reaktorbehälter (32 ) zu den externen Apparaten über Kabel und Schläuche (36 ), geführt über eine Kabelrolle (37 ), erfolgt. - Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktionsbehälter (
32 ) zusätzlich mit Lichtquellen und Fernsehkameras ausgerüstet ist. - Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Heißdampferzeuger (
1 ) und/oder das Ventil (3 ) mit einer Kühleinrichtung (8 ) versehen ist. - Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass neben der Steuerung (
4 ) noch ein Spannungsumformer (12 ) angeordnet ist. - Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Heißdampferzeuger (
1 ) eine separate Einlass- oder Einspritzvorrichtung für das Fluid besitzt und diese Einlass- oder Einspritzvorrichtung aus einem Rohrsystem (9 ) besteht, welches am Fluidsystem (7 ) beginnt und am Heißdampferzeuger (1 ) endet und mit mindestens einem Ventil (3 ) und/oder einem Rückschlagventil (10 ) versehen ist und im Fluidsystem (7 ) zwischen dem Eingang des Rohrsystems (9 ) und der Kapillardüse (6 ) ein Druckminderventil (11 ) angeordnet ist. - Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass an Stelle des Ventils (
3 ) im Rohrsystem (9 ) eine Pumpe (13 ) integriert ist. - Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Reaktorsystem aus einem Rohrsystem (
9 ) mit einer integrierten Pumpe (13 ), mit einem nachgeordneten Rückschlagventil (10 ) und einer Steuerung (4 ) besteht, wobei das Rohrsystem (9 ) einen Eingang (14 ) im Fluidsystem (7 ) und einen Ausgang als Kapillardüse (6 ) ebenfalls im Fluidsystem (7 ) besitzt. - Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Rückschlagventil (
10 ) ein Heißdampferzeuger (1 ) mit einer Energiezufuhr (5 ) und der entsprechenden Steuerung (4 ) in das Rohrsystem (9 ) eingebunden ist. - Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Heißdampferzeuger (
1 ) allseitig mit einer Wärmeisolation (15 ) umgeben ist. - Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Einrichtungen nach Anspruch 2 bis 6 mit einer der Einrichtungen nach Anspruch 7 bis 9 miteinander gekoppelt sind und eine gemeinsame oder miteinander verbundene Steuerungen (
4 ) besitzen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE20318962U DE20318962U1 (de) | 2003-12-06 | 2003-12-06 | Einrichtung zur Entfernung von Inkrustationen und Biofilmen in offenen Fluidsystemen |
Applications Claiming Priority (1)
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DE20318962U DE20318962U1 (de) | 2003-12-06 | 2003-12-06 | Einrichtung zur Entfernung von Inkrustationen und Biofilmen in offenen Fluidsystemen |
Publications (1)
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DE20318962U1 true DE20318962U1 (de) | 2004-05-13 |
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DE20318962U Expired - Lifetime DE20318962U1 (de) | 2003-12-06 | 2003-12-06 | Einrichtung zur Entfernung von Inkrustationen und Biofilmen in offenen Fluidsystemen |
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---|---|
DE (1) | DE20318962U1 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109225997A (zh) * | 2018-07-26 | 2019-01-18 | 荆门市格林美新材料有限公司 | 一种正极材料水洗装置 |
CN111482161A (zh) * | 2020-04-17 | 2020-08-04 | 青岛理工大学 | 一种磁性生物氧化锰吸附材料及其制备与应用 |
WO2020229931A1 (en) * | 2019-05-10 | 2020-11-19 | Solmicrotek Ltd | Sensor |
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2003
- 2003-12-06 DE DE20318962U patent/DE20318962U1/de not_active Expired - Lifetime
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