DE3502969A1

DE3502969A1 - Verfahren und vorrichtung zur reinigung einer rohrleitung

Info

Publication number: DE3502969A1
Application number: DE19853502969
Authority: DE
Inventors: Alfred Dr.-Ing. 7500 Karlsruhe Kuch; Ivo Dr.-Ing. 7520 Bruchsal Wagner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-01-30
Filing date: 1985-01-30
Publication date: 1986-07-31
Also published as: EP0211056A1; WO1986004530A1

Description

PATENTANWALT DR.-ING. KLAUS DURM KARLSRUHE FELIX-MOm-³STOASSE ~1 ä ' TECEFON 853355 ZUGELASSENER VERTRETER BEIM EUROPÄISCHEN* PATENTAMT

K 3287/85 r

24. Januar 1985

Dr.-Ing. Alfred Kuch, Chemie-Ingenieur Rintheimer Hauptstraße

7500 Karlsruhe 1

Dr.-Ing. Ivo Wagner, Chemiker Behringstraße 19

7520 Bruchsal 5

Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung einer Rohrleitung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung einer Rohrleitung mittels eines unter Druck stehenden, aus einer Flüssigkeit und einem Gas zusammengesetzten Mediums durch gleichzeitiges Einleiten von Impulsen der Flüssigkeit und des Gases in die Rohrleitung, wobei sich die Impulse mischen und in einem Zug von

nacheinander folgenden, durch Pausen getrennten Gesamtimpulsen die Rohrleitung durchsetzen; die Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine Vorrichtung zur Reinigung ei,ner Rohrleitung mittels eines unter Druck

_~ stehenden Mediums, welches aus einer Flüssigkeit und einem Gas zusammengesetzt ist, mit einer Durchgangsleitung für die Flüssigkeit sowie einer in diese mündenden Zuleitung für das Gas, mit einem Flüssig-

keits-Absperrventil, einem Gas-Absperrventil und einem Flüssigkeits-Regulierschieber sowie mit Meßorganen für die Flüssigkeit und das Gas.

Es ist bekannt, daß Rohrleitungen nach ihrem Verlegen Verunreinigungen enthalten» Bei der Montage von Rohren aus Metall verbleiben Fremdstoffe in Gestalt von Metallspänen, Resten von Dichtungsmitteln und Hanf, Flußmittelrückständen, Sand und anderen Partikeln im Leitungsinnern, welche die Korrosion begünstigen und aus hygienischen Gründen nicht unbedenklich sind. Zur Entfernung dieser Verunreinigungen werden deshalb neu verlegte Rohrleitungen ebenso wie solche, an denen Reparaturen oder Änderungen durchgeführt worden sind, vor der Inbetriebnahme gereinigt, was am einfachsten durch Ausspülen mit unter Druck stehendem Wasser geschieht. Die Reinigung von neu installierten Trinkwassernetzen ist vorgeschrieben und zur Durchführung der geforderten Reinigungsvorgänge gibt es bestimmte Empfehlungen.

Zur Spülung und Reinigung einer Wasserleitung ist ein Verfahren bekannt, nach welchem zunächst ein Spülmedium durch die Leitung geschickt wird, das anschliessend in umgekehrter Strömungsrichtung durch die Leitung zurückgesaugt wird. Jedoch ist der Reinigungseffekt dieser Methode oft unzureichend und die dabei erforderliche Vorrichtung aufwendig sowie umständlich

zu bedienen (Europäische Patentanmeldung 0027 980). 30

Es ist weiterhin bekannt, fertiggestellte Trinkwassernetze in Wohnhäusern mittels eines Wasser-Luft-Gemisches zu säubern, welches unter Druck intermittierend

durch das Leitungssystem gepreßt wird. Hierzu wird 35

1 oft erst vor Ort - eine einfache Wasser-Druckluft-Mischvorrichtung erstellt und verwendet, die aus einer kurzen Leitungsanordnung sowie einigen Armaturen und Meßgeräten besteht. Da hierbei einerseits verschiedene Druck- und Durchflußmessungen durchge-, führt und andererseits zum Herstellen des Gemisches die Wasser- und Luft-Ventile gleichzeitig periodisch geöffnet und geschlossen werden müssen, ist mit dieser Vorrichtung eine sorgfältige und wirkungsvolle, vorschriftsmäßige Rohrreinigung nur schwer möglich bzw. nur mit erheblichem personellen und zeitlichen Aufwand gewährleistet. Hier will nun die Erfindung Abhilfe schaffen.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, die Effektivität der Reinigung von Rohrleitungen mittels eines intermittierenden Luft-Wasser-Gemisches zu erhöhen und darüber hinaus den Reinigungsvorgang zu automatisieren sowie so zu vereinfachen, daß er schnell und zeitsparend bei geringem Personalaufwand durchgeführt werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird von einem Verfahren bzw. einer Vorrichtung ausgegangen, wie diese in den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 6 dargestellt sind, und gelöst wird die Aufgabe durch einen neuen Verfahrensschritt gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 sowie durch eine neuartige Vorrichtung nach dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 6.

Die mit dem Patentanspruch 1 vorgeschlagene Auflösung des Impulses der Flüssigkeit bzw. des Impulses des

- a Gases in mehrere Einzelimpulse hat - wie sich gezeigt hat - eine ganz beträchtliche Verbesserung der Wirkung der Reinigung zur Folge, während mit der durch den Patentanspruch 6 vorgeschlagenen, leicht zu handhabenden Vorrichtung Bedienungsfehler vermieden werden und die Reinigung so erheblich vereinfacht wird, daß sie auch von einer einzelnen ungeübten Person problemlos durchgeführt werden kann.

Vorteilhafte Einzelheiten des Verfahrens sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Vorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 5 bzw. 7 - 10 in Verbindung mit den nachfolgenden Erläuterungen der Erfindung.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig· 1 zwei Impulse der Flüssigkeit ;

Fig. 2 zwei aus jeweils 5 Einzelimpulsen

bestehende Impulse des Gases ;

Fig. 3 einen Zug von zwei nacheinander

folgenden, durch eine Pause getrennte Gesamtimpulsen;

Fig. 4 eine Vorrichtung zur Reinigung

einer Rohrleitung in einem Längsschnitt, in angenähert natürlichem Maßstab, vereinfacht dargestellt.

ι ■*■

Bei dem vorgeschlagenen Verfahren zur Reinigung einer Rohrleitung mittels eines unter Druck stehenden zusammengesetzten Mediums wird z.B. als Flüssigkeit Wasser, welches dem Wasserleitungsnetz entnommen wird, und als Gas ölfreie Luft aus einer Stahlflasche oder einem Kompressor benutzt. Das Wasser und die Luft werden gleichzeitig in die zu reinigende Rohrleitung eingeführt, wobei der Druck der Luft etwas höher als derjenige des Wassers ist.

Zum Lockern, Lösen und Fortspülen der in der Rohrleitung sitzenden Feststoffe geschieht das Einleiten des Wassers und der Luft in Form von rechteckigen, nacheinander folgenden Impulsen a und b (vgl. Figuren 1 und 2), wobei sich das Wasser und die Luft miteinander vermischen und als Gesamtimpulse c (Figur 3) die Rohrleitung bis zu deren offenen Ende durchsetzen. Um den Reinigungseffekt zu erhöhen, bestehen die Impulse b der Luft aus fünf Einzelimpulsen b. - b₅ gleicher Abstände d, gleicher Amplitude e und gleicher Länge f.

Da der Druck des Wasserleitungsnetzes und derjenigen der Preßluft unterschiedlich groß sein können, werden die Mengen des eingeleiteten Wassers und der Luftdruck gemessen und die Länge und/oder die Abstände der Einzelimpulse b^ - bj- in Abhängigkeit von der Wassermenge und dem Luftdruck gesteuert.

Die vorgeschlagene Vorrichtung zur automatisierten Reinigung einer Rohrleitung mittels eines unter Druck

ι stehenden, aus einer Flüssigkeit und einem Gas zusammengesetzten Medium besteht im Wesentlichen aus einem Flüssigkeitskanal 1 sowie einem Gaszuführungsstutzen

Der beispielsweise aus Messing hergestellte Flüssigkeitskanal 1 besteht aus drei Teilstücken 3, 4 und 5, welche Armaturen, Meßeinrichtungen und Befestigungsvorrichtungen tragen. Die drei Teilstücke 3,4,5 sind durch Flansche 6 (oder auch durch Verschraubungen) lösbar miteinander verbunden. Der Flüssigkeitskanal 1 kann auch aus einem Stück - beispielsweise aus Messingguß - bestehen.

In dem ersten vorderen Teilstück 3 des Flüssigkeitskanals 1 sind ein Flüssigkeits-Druckgeber 7 befestigt und eine Flüssigkeits-Engsteile 8 in Gestalt einer Blende mit einer kreisförmigen Öffnung 9 angeordnet. Seitlich am vorderen Teilstück 3 ist eine Umwegleitung 10 - ein "Bypass" - angesetzt, durch welche ein Teil des Flüssigkeitsstromes an der Flüssigkeits-Engstelle 8 vorbeifließen kann. Die Flüssigkeits-Engstelle 8 dient zur definierten Aufteilung des Flüssigkeitsstromes in Umwegleitung 10 und Flüssigkeitskanal

In der Umwegleitung 10 ist ein Flüssigkeits-Durchflußmengenmesser 11 in Gestalt eines Turbinenzählers vorgesehen, welcher mit Hilfe von Flanschen 12 (oder auch mittels Verschraubungen) in der Umwegleitung 10 befestigt

ist. Mit diesem Flüssigkeits-Durchflußmengenmesser 11 wird der Flüssigkeitsstrom in der Umwegleitung 10 direkt sowie momentan (differentiell) gemessen, diese Maßnahme dient der Reduzierung der Größe dieser Meßeinrichtung.

Mit dem elektrischen Flüssigkeits-Druckgeber 7 wird der Ruhedruck der im vorderen Teilstück 3 anstehenden Flüssigkeit bei geschlossenem Flüssigkeits-Absperrventil 14 gemessen.
5

Das vordere Teilstück 3 trägt an seinem freien Ende eine Verschraubung 13 in Gestalt eines Außengewindes mit dazugehörigem in der Zeichnung nicht sichtbaren Haltestück und einer (ebenfalls nicht sichtbaren) Dichtung.

Im Innern des zweiten mittleren Teilstückes 4 des Flüssigkeitskanals 1 sitzt ein Flüssigkeits-Absperrventil 14 in der Ausführungsform eines Durchgangsventils. Das Absperrorgan 15 - der Ventilkegel - ist mit einer elektromagnetischen Betätigungsvorrichtung 16 verbunden. Dieses Magnetventil arbeitet schnell öffnend und langsam schließend.

in dem dritten hinteren Teilstück 5 mündet der zweimal gegensinnig rechtwinklich abgeknickte Gaszuführungsstutzen 2, welcher der Zuleitung des Gases dient. Dieser Gaszuführungsstutzen 2 kann einstückig mit dem hinteren Teilstück 5 beispielsweise aus Messingguß

hergestellt sein. t

Im Innern des Gaszuführungsstutzens 2 ist nächst dem hinteren Teilstück 5 ein Rückschlagventil 17 vorgesehen, welches verhindert, daß unbeabsichtigt die Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitskanal 1 in die Gaszuführorgane eindringt, sobald der Gasdruck abfällt oder der Flüssigkeitsdruck ansteigt. Dargestellt ist

ein federbelastetes Eckventil mit einem Ventilkegel, es kann aber ebensogut ein handelsüblicher Rückflußverhinderer Anwendung finden, wie er in Verbindung mit Kompressor-Anlagen benutzt wird.

In dem Gaszuführungsstutzen 2 ist eine Gas-Engstelle 18 in Gestalt einer mit einem Loch 19 versehenen Blende eingebaut, mit welcher der maximal mögliche Gasdurchsatz bei dem für das Gerät bestimmungsgemäßen Maximal-Gasvordruck festgelegt wird. Diese Blende kann austauschbar eingesetzt sein.

Zwischen dem Rückschlagventil 17 und der Gas-Engstelle 18 ist im Gaszuführungsstutzen 2 ein Gas-Absperrventil 20 angeordnet, welches als Eckventil ausgebildet ist. Das Absperrorgan 21 - der Ventilkegel - steht mit einer elektromagnetischen Betätigungsvorrichtung 22 in Verbindung. Auch dieses Magnetventil arbeitet schnell öffnend und vorzugsweise langsam schließend.

Zur Messung des Ruhedruckes £>ei geschlossenem Gas-Absperrventil 20 dient ein Gas-Druckgeber 23, der nahe dem freien Ende 24 vorgesehen ist, welches eine Schnellkupplung 25 handelsüblicher Bauart trägt.

Im hinteren Teilstück 5 des Flüssigkeitskanals 1 sitzt ein Flüssigkeits-Regulierschieber 26, dessen Absperrorgan 27 mittels eines Handrads 28 betätigbar ist.

Am Ende des hinteren Teilstückes "5 ist eine Verschraubung 29 in Gestalt eines Außengewindes mit

* * it

dem zugehörigen Haltestück und einer Dichtung angeordnet.

Der Flüssigkeits-Druckgeber 7, der Flüssigkeits-Durchflußmengenmesser 11, der Gas-Druckgeber 23 sowie die beiden elektromagnetischen Betätigungseinrichtungen 16 und 22 sind - wie durch die mit Endpfeilen versehenen Strichlinien angedeutet - durch elektrische Leitungen mit einem Mikrocomputer 30 verbunden, mit dessen Hilfe die Auswertung der Meßgrößen und die Steuerung der Vorrichtung erfolgt.

Die Funktion der vorgeschlagenen Vorrichtung bei der Reinigung der Rohrleitungen einer Trinkwasser-Hausinstallation ist folgende.

Die Vorrichtung wird nach dem Wasserfilter in das Trinkwassernetz mit Hilfe der beiden Verschraubungen 13 und 29 eingesetzt, und über die Schnellkupplung 25 wird hygienisch einwandfreie Preßluft aus einer Stahlflasche oder einem Kompressor zugeführt.

Unter Berücksichtigung des Wasser-Ruhedruckes wird mittels einer außerhalb der Vorrichtung an der Preß-" luftflasche oder dem Kompressor vorgesehenen Druckregelarmatur der Luft-Ruhedruck von Hand eingestellt, welcher höher sein muß als der Wasser-Ruhedruck und etwa 1 bar höher als dieser gewählt wird.

Nach Messung des Wasser-Ruhedruckes mit dem Flüssigkeits-Druckgeber 7 und Einstellung des Luft-Ruhedruckes wird mit dem Flüssigkeits-Regulierschieber 26 der für die vorgesehene Reinigung erforderliche Wasserdurchsatz eingestellt, welcher mit

dem Flüssigkeits-Durchflußmengenmesser 11 gemessen wird.

Mit Hilfe des elektromagnetisch betätigten Flüssigkeits-Absperrventiles 14 und des Gas-Absperrventiles 20, welche von dem Mikrocomputer 30 gesteuert sind, werden getrennt voneinander Wasserimpulse sowie Luftimpulse unterschiedlicher Länge erzeugt, welche sich am Ausgang des Flüssigkeitskanales 1 zu Wasser-Luft-Impulsen zusammenmischen und in einem vorgegebenen Rhythmus das Trinkwassernetz durchströmen, wobei in den Rohrleitungen befindliche Feststoffe nach Lockerung durch die Druckwellen gelöst und weggespült werden. Um dabei die Druckschläge im Trinkwassernetz gering zu halten, schließen das Flüssigkeits-Absperrventil 14 und das Gas^Absperrventil 2Ö langsam und sie öffnen schnell, um Druckwellen mit steiler Flanke zu erzeugen.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, wenn die elektromagnetischen Betätigungsvorrichtungen 16 und 22 durc hydraulische Betätigungen ersetzt werden, ι

K 3287/85 ^

24. Januar 1985

Zusammenstellung der verwendeten Bezuqsziffern

a Impuls (Flüssigkeit)

b Impuls (Gas)

c Gesamtimpuls (Flüssigkeit und Gas)

b^ - be Einzelimpulse

d Abstand

e Amplitude

f Länge

	Flüssigkeitskanal
2	Gaszuführungsstutzen
3	Teilstück (vorderes)
4	Teilstück (mittleres)
5	Teilstück (hinteres)
25 r. D	Flansche
7	Flüssigkeits-Druckgeber
8	Flüssigkeits-Engstelie
9	Öffnung
10	Umwegleitung
30 _n	Flüssigkeits-Durchflußmengenmesser
12	Flansche
13	Verschraubung
14	Flüssigkeits-Absperrventil
15	Absperrorgan

16 elektromagnetische Betätigungsvorrichtung

17 Rückschlagventil

18 Gas-Engstelle

19 Loch

20 Gas-Absperrventil ;

2.1 Absperrorgan '

22 elektromagnetische Be tätigungs vorrichtjung

23 Gas-Druckgeber >

24 Ende

25 Schnellkupplung

26 Flüssigkeits-Regulierschieber

27 Absperrorgan

28 Handrad

29 Verschraubung

30 Microcomputer ;

• ORIGINAL INSPECTED

- Leerseite -

Claims

K 3287/85

23. Januar 1985

Patentansprüche

fl. Verfahren zur Reinigung einer Rohrleitung mittels eines unter Druck stehenden, aus einer Flüssigkeit und einem Gas zusammengesetzten Mediums durch gleichzeitiges Einleiten von Impulsen der Flüssigkeit und des Gases in die Rohrleitung, wobei sich die Impulse mischen und in einem Zug von nacheinander folgenden,

durch Pausen getrennten Gesamtimpulsen die Rohrleitung durchsetzen, dadurch gekennzeichnet , daß die Impulse (a) der Flüssigkeit oder die Impulse (b) des Gases aus wenigstens zwei

Einzelimpulsen (b.., b~ ) bestehen.

^χ *
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Einzelimpulse (b^, bp ....) gleiche Abstände (d) voneinander aufweisen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Einzelimpulse

gleiche Amplitude (e) besitzen.

ORIGINAL INSPECTED „
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß

c die Einzelimpulse (b.. , b~ ....) gleiche Länge (f) haben.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge der eingeleiteten Flüssigkeit und der Druck des eingeleiteten Gases gemessen werden und die Länge (f) und/oder die Abstände (d) der Einzelimpulse (b.., b„ ....) in Abhängigkeit von der Menge der Flüssigkeit und dem Druck des Gases ge steuert werden.
6. Vorrichtung zur Reinigung einer Rohrleitung mittels eines unter Druck stehenden Mediums, welches aus einer

Flüssigkeit und einem Gas zusammengesetzt ist, mit einer Durchgangsleitung für die Flüssigkeit sowie einer in diese mündenden Zuleitung für das Gas, mit einem Flüssigkeits-Absperrventil, einem Gas-Absperr-

__ ventil und einem Flüssigkeits-Regulierschieber sowie /b

mit Meßorganen für die Flüssigkeit und das Gas, zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß als Durchgangsleitung ein aus drei Teilstücken (3, 4, 5) zusammengesetzter Flüssigkeitskanal (1) dient,
in dessen ersten, vorderen Teilstück (3) ein Flüssig-

keits-Druckgeber (7) sowie eine Flüssigkeits-Engstelle (8) angeordnet sind und an den eine Umwegen leitung (10) angesetzt ist, in welcher ein Flüssigkeits-Durchflußmengenmesser (11) vorgesehen ist,

in dessen zweiten, mittleren Teilstück (4) das Flüssi-gkeits-Absperrventil (14) sitzt, dessen Absperrorgan (15) mit einer elektromagnetischen Betätigungsvorrichtung (16) verbunden ist, und

in dessen dritten, hinteren Teilstück (5) der Flüssigkeits-Regulierschieber (26) angeordnet ist und ein ab-

■j^g geknickter Gaszuführungsstutzen (2) als Zuleitung mündet, in welchem ein Rückschlagventil (17), eine Gas-Engstelle (18) sowie ein Gas-Druckgeber (23) eingefügt sind sowie das Gas-Absperr-Ventil (20) sitzt, dessen Absperrorgan (21) mit einer elektromagnetischen Betä-

2Q tigungsvorrichtung (22) verbunden ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß das vordere und das p. hintere Teilstück (3 und 5) jeweils eine Verschraubung (13 bzw. 29) tragen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende (24)

des Gaszuführungsstutzens (2) eine Schnellkupplung (25) trägt.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß

die drei Teilstücke (3, 4, 5) fest miteinander ver-5

bunden sind.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9 , dadurch gekennzeichnet, daß '

der Flüssigkeits-Druckgeber (7), der Flüssigkeits-Durchflußmengenmesser (11), der Gas-Druckgeber (23) und die beiden elektromagnetischen Betätigungseinrichtungen (16 und 22) mit einem Mikrocomputer (30)

verbunden sind. 15