DE4032118C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Abdichteinrichtung für ein Brunnenreinigungsgerät mit den im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen.

Aus der DE 29 47 282 A1 ist eine Abdichtung zwischen dem Gehäuse von Brunnenreinigungsgeräten und Brunnenschachtwandungen bekannt, bei der auf der Umfangsmantelfläche des Trennelementes ein sich über den gesamten Gehäuseumfang erstreckender elastischer Hohlreifen aufgezogen ist, welcher über eine Druckleitung an eine steuerbare Wasserpumpe angeschlossen ist. Bei einer derartigen Anordnung, die in einen Tiefbrunnen eingefahren wird, kann die Leistung der Pumpe relativ klein sein, da lediglich ein Überdruck gegenüber dem Wasserdruck in der Tiefbohrung erzeugt werden muß, um eine Abdichtung der Trennelemente gegenüber der Innenseite der Brunnenschachtwandung zu erreichen. Die Pumpe bleibt dabei ständig in Betrieb, um die Einhaltung eines gegenüber dem hydrostatischen Druck der Wassersäule über dem Brunnenreinigungsgerät fest vorgegebenen genauen Druckes innerhalb des Hohlreifens zu gewährleisten. Beim Abschalten der Pumpe strömt das in den Hohlreifen gepreßte Wasser durch die Eigenelastizität des Hohlreifens und den umgebenden Wasserdruck rückwärts wieder aus und dringt in den Brunnenschacht, aus dem es entnommen worden ist, bis ein Druckausgleich besteht. Dafür sind keine zusätzlichen Ventile oder sonstige Installationen, wie etwa weitere Leitungen oder Bedienknöpfe, notwendig.

Aus der DE-PS 9 72 254 ist eine Vorrichtung zum Reinigen und Desinfizieren von zylinderischen Filtertiefbrunnen mittels Preßluft bekannt, die über einen in dem Filterrohr auf- und abbewegbaren und gegenüber der Filterrohrwandung an seinem oberen und unteren Rand abdichtbaren Trennelement durch die Filterschlitze hindurch in den Filterkies eingepreßt wird und der ggf. feste, flüssige oder gasförmige Reinigungs- und Desinfektionsmittel beigefügt sind, bei welchem die beiden Trennelemente mittels eines auf dem Mantel aufgezogenen Gummischlauches abgedichtet an der Innenseite des Filterrohres anliegen. Dieser Schlauch wird zum Abdichten mit dem Druckmedium Preßluft gefüllt und paßt sich den Unebenheiten des Filterrohres an, wodurch das Trennelement im Filterrohr abgedichtet und festgehalten ist. Die Preßluft zum Aufblasen des Gummischlauches wird dabei von außen über eine Druckleitung zugeführt, deren Enden in den Schläuchen einmünden. Um die Etagenanordnung, z. B. ein Etagengestell mit montierten Trennelementen, in dem Brunnen auf- und abbewegen zu können, um zu den zu reinigenden Rohrwandungszonen zu gelangen, wird die Preßluft wieder ausgelassen, so daß der Gummischlauch nicht mehr an der Innenwand des Filterrohres anliegt.

Die Schachtwände von Tiefbrunnen weisen in der Regel aneinandergereihte Filterrohre aus Beton, Stahl oder beschichtetem Stahl, Kunststoff oder glasierten Keramik sowie Holz auf, wobei die Filterrohre längs und/oder radial verlaufende Schlitze oder runde Durchbrüche als Durchdringungsöffnungen für das durch die Kiesschichten unterschiedlicher Körnung, die um das so gebildete Filterrohr herum gelegt sind, in den Brunneninnenraum fließende Brunnenwasser aufweisen. Von hier aus wird das Wasser abgepumpt bzw. das Brunnenwasser durch eigenen Druck herausgeführt (artesischer Brunnen). Die Tiefbrunnen können dabei wenige Meter tief aber auch mehrere hundert Meter tief sein. Ebenso können die Tiefbrunnen mit Brunnenwasser vollgefüllt oder nur im unteren Bereich gefüllt sein. In jedem Fall muß das Brunnenreinigungsgerät in solche Zonen des Brunnenschachtes verbracht werden, in die das Wasser aus dem Erdreich in den Brunnenschacht über die Durchdringungsöffnungen der Schachtwand fließt. Der örtliche Druck ist deshalb von der überstehenden Wassersäule und der Tiefe des Brunnens abhängig.

Es ist allgemein bekannt, daß Tiefbrunnen im Laufe der Jahre bedeutend an Ergiebigkeit nachlassen und oft ganz versiegen. Dies ist weitgehend darauf zurückzuführen, daß das in den Tiefbrunnen eingebaute Filterrohr, das beispielsweise Innendurchmesser von 200 mm bis 1500 mm aufweisen kann, und vor allem die dahinter liegenden verschiedenen Lagen von Filterkies durch Eisen, Kalk, Ton und andere sich im Laufe der Zeit auch ansetzende Partikel von Lehm und Protozoen verschmutzen und sich dadurch eine so starke Filterhaut bildet, daß das Quellwasser schwer oder überhaupt nicht mehr in den Brunnenkörper einströmen kann und gezwungen ist, sich einen anderen Weg durch das Erdreich zu suchen. Weiterhin lagern sich im Laufe der Nutzungsdauer eines Brunnens an den Innenseiten und im Kantenbereich der Durchdringungsöffnungen kristalline Ablagerungen an, die den Durchtrittsbereich der Durchdringungsöffnung in unerwünschter Weise verkleinern, so daß sich hieran anschließend Ablagerungen schneller aufbauen können. Um diese Ablagerungen abzutragen und auszuspülen, sind verschiedene Reinigungsverfahren und -geräte bekannt. Nach einem bekannten Verfahren wird Wasser durch die Durchdringungsöffnungen hindurch sowohl in eine Richtung als auch in beide Richtungen von einer Kammer in die andere mittels einer in dem mittleren Trennelement angeordneten Pumpeinrichtung mit nahezu gleichen Durchströmungsgeschwindigkeiten des Wassers oder der Reinigungsflüssigkeit durch die Durchdringungsöffnungen und die Kiesschichten gepumpt. Es wird dabei die gleiche Volumenmenge des angesogenen Wassers durch die zweite Kammer in die Kiesschicht wieder hineingedrückt.

Es ist weiterhin bekannt, daß in Filteranlagen usw. die Kiesschichten durch Preßluft umgewälzt und dadurch gereinigt werden. Ferner ist es bekannt, zur Erhöhung der Reinigungswirkung die Preßluft über einen in dem Filterrohr auf- und abbewegbaren und gegenüber der Filterrohrwandung an seinem oberen und unteren Rand abdichtbaren Reinigungskörper durch die Filterschlitze hindurch in den Filterkies einzupressen. Der Preßluft können dabei ggf. feste, flüssige oder gasförmige Reinigungs- und Desinfektionsmittel beigefügt sein.

Bei einer Reinigungsvorrichtung nach der DE 34 45 316 C2 wird ein Druckunterschied wechselnder Richtung zwischen den beiden Kammern dadurch erzeugt, daß in dem Trennelement ein in Schachtlängsrichtung verlaufendes Rohr vorgesehen ist mit einer zur Ausbildung einer Rohrströmung ausreichenden Länge, in dem zwei entgegengesetzt wirkende Pumpen angeordnet sind. Anstelle der beiden entgegengesetzt wirkenden Pumpen ist in der Druckschrift auch vorgeschlagen, daß das zwischen den beiden Kammern angeordnete Trennelement zur Erzeugung des Druckunterschiedes gegenüber den äußeren Trennelementen der Kammern - wie bei einer Kolbenpumpe - verschiebbar ist. Durch die bekannte Pumpeneinrichtung wird in der einen Kammer der Druck erhöht und dadurch die sich in dieser Kammer befindende Reinigungsflüssigkeit bzw. das Wasser durch die Durchdringungsöffnungen der Schachtwand hindurchgepreßt und durchströmt die benachbarte Kiesschicht und wird dann über die saugende Wirkung der Pumpeneinrichtung in der zweiten Kammer durch den gegebenen Druckunterschied über die Durchdringungsöffnungen des Schachtwandabschnittes, den diese Kammer begrenzt, wieder angesogen. Die Durchströmungsgeschwindigkeit des ausgedrückten Wassers bzw. der Flüssigkeit aus der einen Kammer über die Durchdringungsöffnungen in die Kiesschicht und die Einströmungsgeschwindigkeit des angesaugten Wassers bzw. der Reinigungsflüssigkeit in die Durchdringungsöffnungen der Schachtwand der zweiten Kammer ist dabei jeweils abhängig von der Pumpenleistung der Pumpenanordnung in dem mittleren Trennelement.

Aus der DE 26 31 513 B2 ist weiterhin eine Einrichtung zum Reinigen von Brunnenschächten, insbesondere der unmittelbar an die Schachtwand grenzenden Kiesschichten, bekannt, die ebenfalls ein absenkbares Etagengestell aufweist. In diesem Etagengestell sind Etagenböden befestigt, die auf ihrem Umfang je einen aufblasbaren sich in aufgeblasenem Zustand dichtend an die Schachtwand legenden Pneu tragen, wodurch zwei Kammern gebildet werden. Der oberste Etagenboden weist einen abgedichteten Durchlaß für ein Kabel sowie einen weiteren für einen Druckluftschlauch und schließlich eine Rohrmündung auf, wobei die Einrichtung eine von einem in der Drehrichtung umkehrbaren Unterwassermotor angetriebene Druckerzeugungsvorrichtung aufweist. Zur Kreiszirkulation der Reinigungsflüssigkeit bzw. des Wassers zwischen den beiden Kammern ist in dem mittleren Etagenboden eine Förderöffnung vorgesehen, in der ein Propeller einer Propellerpumpe eingesetzt ist. Bei Pumpenbetrieb wird somit von der einen Kammer das über die Durchtrittsöffnung in den Brunnenschächten angesogene Wasser in die zweite Kammer gefördert und von hier wieder durch die Durchdringungsöffnungen dieses Abschnittes des Brunnenschachtes in die Kieswand gedrückt.

Bei einer anderen Einrichtung nach der DE-PS 9 73 316 ist in einer der Kammern eine Unterwasserpumpe als Druckerzeugungsvorrichtung angeordnet, mittels derer ein Spüldruck auf die den Brunnenschacht umgebende Kiesschicht ausgeübt wird. Durch Umschalten der Pumpe fördert sie über ein an der Rohrmündung im obersten Etagenboden angeschlossenes Pumprohr das Schmutzwasser nach oben.

Bei allen Brunnenreinigungsgeräten der beschriebenen Art wird ein individueller Abdichtungsdruck des das Trennelement als Abdichtungseinrichtung umgebenden Schlauches, der Manschette oder des Hohlreifens aus elastischem Material, wie Gummi, mit einem bestimmten eingestellten Druck aufgeblasen oder mit Wasser aufgefüllt, um so eine Abdichtung zwischen Trennelement und Innenfläche des Brunnenschachtes oder Filterrohres herzustellen. Die Abdichtung der Brunnenreinigungsgeräte ist, insbesondere dann, wenn diese in größerer Tiefe arbeiten müssen, recht problematisch, da ein sehr großer Innendruck zum Aufpumpen der äußeren, ringförmigen Hohlreifen benötigt wird, der beispielsweise dann, wenn das Gerät in 20 m Tiefe arbeitet, größer als 2 bar sein muß, in 100 m Tiefe bereits größer als 10 bar, sofern der Brunnenschacht mit Brunnenwasser vollgefüllt ist. Ein derart hoher Druck muß dazu noch mit einer besonders großen Genauigkeit eingehalten werden, weil andernfalls die Gefahr besteht, daß geringe Drucküberschreitungen zu einer Zerstörung der elastischen, z. B. aus Gummi bestehenden Hohlreifen oder Schläuche führen würde. Durch geeignete Armierungen der Schläuche unter Verwendung von Druckluft oder von Wasser als Druckmedium kann darüber hinaus ein sehr hoher Anpreßdruck als Abdichtungsdruck aufgebaut werden. Da aber die Filterrohre bzw. Brunnenschachtwandungen auch aus empfindlichen Materialien aufgebaut sein können, z. B. Holz oder Keramik, ist es bei Steigerung des Druckes nicht auszuschließen, daß auch die Wandung der Filterrohre oder die Wandung des Brunnenschachtes im Andruckbereich beschädigt wird. Andererseits darf der Anpreßdruck nicht so gering sein, daß der erhöhte Spüldruck in der Kammer zwischen zwei Trennelementen dazu führt, daß das Spülmittel, versetzt mit Druckluft oder Reinigungsgasen oder Chemikalien, nicht zwischen der Abdichtungseinrichtung und der Innenfläche des Filterrohres oder den Brunnenschacht hindurch nach oben oder unten weggepreßt wird. Vielmehr soll das Reinigungsmittel mit der Reinigungsflüssigkeit mit dem Brunnenwasser durch die Durchdringungsöffnungen der Brunnenschachtwand und durch die benachbarte Kiesschicht hindurch in eine oder mehrere benachbarte Kammern gedrückt werden, aus der es jeweils abgesogen oder im Wechselbetrieb in entgegengesetzter Richtung durch die Wandung hindurch gedrückt wird. Ein Reinigungsspüldruck von 30-40 bar ist dabei nicht unüblich. Wird deshalb die Abdichteinrichtung, die aus dem Schlauch, einer Manschette oder einem Hohlreifen besteht, nur mit einem empirisch ermittelten Wert beaufschlagt, z. B. 2 bar bei einer Tiefe von 20 m, so ist nicht auszuschließen, daß infolge des hohen Reinigungsdruckes in der Kammer zwischen zwei benachbarten Trennelementen ein Teil der Reinigungsflüssigkeit oder der Flüssigkeit, die mit Reinigungsmittel versetzt ist, zwischen der Abdichteinrichtung und der Brunnenschachtwand hindurchströmt und nicht wunschgemäß durch die Kiesschichten und die angrenzenden Brunnenschichten gedrückt wird, um diese von Ablagerungen zu reinigen. Ebenso wird dann das Reinigungswasser nicht durch die Schlitze gedrückt, um diese durch Absprengung von Ablagerungen ebenfalls zu reinigen. Das Reinigungswasser sucht sich immer den Weg des geringsten Widerstandes und wird dabei praktisch innerhalb der Brunnenwand nach oben oder unten gedrückt, je nachdem, wie die Etagenanordnung des Brunnenreinigungsgerätes ausgelegt ist. Der gewünschte Reinigungseffekt ist dann nicht gegeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung für eine Abdichteinrichtung eingangs genannter Art anzugeben, die gewährleistet, daß die Abdichtung der Trennelemente so erfolgt, daß zwischen der Abdichtung und der Innenfläche des Brunnenschachtes oder des Filterrohres möglichst keine Flüssigkeit beim Reinigen hindurchströmen kann, auch dann nicht, wenn ein extrem hoher Spül- bzw. Arbeitsdruck in der Kammer zwischen zwei benachbarten Trennelementen aufgebaut wird. Ferner soll aber auch eine druckmäßige Überlastung der Abdichteinrichtungen vermieden werden.

Die Aufgabe löst die Erfindung durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebene technische Lehre, wonach in der Kammer eine Druckerfassungseinrichtung vorgesehen ist, um den tatsächlichen Druck in der Kammer zu ermitteln und in Abhängigkeit von dem gemessenen Druck in der Abdichteinrichtung einen Druck in den Abdichteinrichtungen aufzubauen, der ausreichend ist, um zu verhindern, daß die Spül- und Reinigungsflüssigkeit aus der Kammer zwischen der Abdichteinrichtung und Brunnenschachtwand hindurchströmen kann. Der Druck in der Abdichteinrichtung ist somit variier- und anpaßbar an den mittels der Druckerfassungseinrichtung festgestellten tatsächlichen Druck in der Spülkammer. Der Druck in der Abdichteinrichtung kann gesteuert, z. B. manuell über Handventile, eingestellte Pumpen- oder Kompressorleistung, auf einen bestimmten Wert eingestellt oder auch geregelt werden. Bei der Steuerung wird ein in Abhängigkeit von dem gemessenen Druck in der Kammer eingestellter Druck in der Abdichteinrichtung aufgebaut und auf diesem Niveau gehalten, während bei einer Verwendung eines Regelsystems die Abdichteinrichtung Druckschwankungen in der Kammer unmittelbar folgt, da ein geschlossener Regelkreis vorgesehen ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Vorrichtungsanordnungen sind im einzelnen in den Unteransprüchen angegeben.

Auf einfache Weise kann ein Regelkreis dadurch erzielt werden, daß über eine Referenzdruckleitung der Druck in der Kammer ermittelt wird, welche Referenzdruckleitung über ein steuerbares Ventil, vorzugsweise ein Überdruckventil, das in Richtung der Referenzdruckleitung öffnet, mit einem Druckrohr verbunden ist, über das das Druckmedium in die Abdichteinrichtung der Trennelemente gedrückt wird. Überschreitet dabei der Druck in der Abdichteinrichtung den gemessenen Druck in der Referenzdruckleitung um den voreingestellten Wert, z. B. 1,6 bar bei 16 bar Nominaldruck in der Referenzdruckleitung, so strömt das Druckmedium aus der Druckzuführungsleitung nicht mehr in die Druckleitung der Abdichteinrichtung, sondern in die Referenzdruckleitung über das geöffnete Überdruckventil, so daß ein Druckausgleich erfolgt, wodurch weder die Abdichteinrichtung infolge eines Überdruckes zerstört noch durch einen Überdruck die Wandung der Brunnenschachtwand beschädigt werden kann. Die Ansprechschwelle des Überdruckventiles ist zweckmäßigerweise individuell einstellbar. Dies kann entweder von Hand erfolgen oder durch Fernsteuerung eines steuerbaren Überdruckventils, so daß auch dann ein ausreichender Abdichtdruck der Abdichteinrichtung gewährleistet ist, wenn über eine Druckleitung Reinigungsflüssigkeit oder Reinigungsluft mit hohem Druck in die Kammer hineingepreßt wird, um diese durch die Durchdringungsöffnungen in der Brunnenschachtwand oder dem Filterrohr in die sich anschließenden Kiesschichten strömen zu lassen, wodurch die Ablagerungen abgesprengt werden. Das durchströmende Reinigungsmedium wird in benachbarte Kammern gepreßt und hieraus abgesogen oder in einen Zwischenspeicher für einen Reinigungskreislauf eingegeben oder wieder in die erste Spülkammer gedrückt. Die Reinigungsverfahren und -vorrichtungen sind eingangs beschrieben; die Erfindung ist auf alle diese und weitere anwendbar, die sich einer Etagenanordnung von Reinigungskammern bedienen.

Es ist ersichtlich, daß zu Beginn eines Reinigungsprozesses zunächst ein höherer Spüldruck aufgebaut werden muß, um überhaupt die Ablagerungen von den Wänden der Durchdringungsöffnung der Innenwandung und den einzelnen Kieselsteinen abzusprengen, während bei fortschreitendem Reinigungsvorgang der Druck in der Kammer merklich nachläßt. Durch eine Überwachung des Referenzdruckes in der Referenzdruckleitung ist es somit möglich, sofort feststellen zu können, ob ein positiver Reinigungseffekt eingetreten ist. Ist nämlich eine Drucksteigerung gegenüber dem normalen Druck in der Arbeitstiefe in der Kammer nicht mehr möglich, so ist der Reinigungsvorgang effizient verlaufen oder sogar bereits abgeschlossen. Mit der Registrierung des Druckverlaufes in der Kammer während des Reinigungsprozesses kann der Reinigungsverlauf dokumentiert werden, was ein zusätzlicher, nicht unbeachtlicher Vorteil der Erfindung ist.

Durch die Erfindung ist es möglich, den Aufblasdruck der untereinander über eine Druckleitung verbundenen Abdichteinrichtungen zweier oder mehrerer Trennelemente wassertiefenunabhängig einzustellen. Der eingestellte Aufblasdruck kann durch einen Differenzdruckmesser, der in oder parallel zu dem Verbindungsstück mit dem Überdruckventil in einer Rohrleitung angeordnet ist, überwacht werden. Eine abgestufte Differenzdrucksteuerung aus mehreren parallelen Druckregelventilen, die in Rohrnebenschlüssen angeordnet sind, kann über zugeordnete Ventile wahlweise in den Regelkreis einbezogen werden, wodurch eine Anpassung an die Festigkeit der Filterrohrwand erleichtert wird.

Grundsätzlich kann die Erfindung sowohl bei Verwendung von Wasser als auch von Druckluft als Druckmedium eingesetzt werden. Die Verwendung von Druckluft als Druckmedium hat den Vorteil, daß die Abdichteinrichtungen von dem säurehaltigen Regenerat nicht zersetzt werden können, wenn das Wasser dem Brunnen direkt während der Reinigung entnommen wird. Dasselbe trifft auch zu für eine unter Wasser angeordnete Pumpe zum Aufbau des Druckes in der Abdichteinrichtung. Letzteres wäre allerdings vermeidbar, wenn anstelle des Regenerates aus dem Brunnen die Pumpeinrichtung außerhalb des Brunnens angeordnet ist und Frischwasser, dem keine Reinigungssäure zugesetzt ist, eingegeben wird. Bei der Zufuhr von Druckluft ist immer gewährleistet, daß kein säurehaltiges Regenerat die Abdichteinrichtung zerstören kann. Die Druckluft wird von außen zugeführt. Die Regelung selbst kann unmittelbar an dem Etagengestell vorgenommen werden, d. h. die Rohrverbindungsleitungen mit den Ventilen und der Steuerung können unter Wasser liegen. Es ist aber auch möglich, außerhalb des Brunnens die Rohrleitungen so zu schalten und mit Ventilen zu versehen, daß hierüber die Anlage in gewünschter Weise arbeitet. Die elastischen Abdichteinrichtungen müssen so ausgebildet sein, z. B. armiert, daß sie dem Druck standhalten. Armierte Gummi, Kunststoffmanschetten oder Schläuche aus starkem Gummi sind hierfür geeignet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 einen Brunnenschacht 6 mit eingesetztem Filterrohr 7, das von Kiesschichten 8 umgeben ist, durch die aus dem Erdreich Wasser dringt,

Fig. 2 eine Rohranordnung in einem Steuer- und Regelsystem zur Druckbeaufschlagung der Abdichteinrichtung und weitere Einrichtungen des Brunnenreinigungsgerätes.

Das Brunnenwasser sammelt sich in dem Brunnenschacht 6. In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist in dem Brunnenschacht 6 ein Brunnenreinigungsgerät eingeführt, das aus einem unteren, langen Doppeltrennelement 9 besteht, um das oben eine erste und unten eine zweite Manschette 10, 11 gelegt sind. Die Manschetten 10 und 11, die z. B. aus armierten oder einem dickwandigen Gummi bestehen, bilden die Abdichteinrichtung. Sie werden über eine Druckleitung 12, z. B. einem Hochdruckgewebeschlauch, mit Druckluft aufgeblasen, so daß zwischen ihnen und der Mantelfläche des Doppeltrennelementes 9 und der Schachtwand 7 eine Kammer 13 gebildet wird, die als Reinigungskammer vorgesehen ist. In die Reinigungskammer 13 wird über eine Hochdruckleitung 3 Blasluft für die Kiesspülung und die Spülung der Durchdringungsöffnungen 14 in der Schachtwand 7 gepreßt oder aber auch mit Luft oder Reinigungsmittel versetztes Reinigungswasser zugeführt, das unter hohem Druck die Durchdringungsöffnungen 14 und die Kiesschichten 8 durchströmt und in die darüber sich befindende Kammer 15 fließt. Die Kammer 15 wird durch das untere Doppeltrennelement 9 und ein oberes Trennelement 16 gebildet, das seinerseits ebenfalls auf dem Außenmantel eine aufgezogene Manschette 17 aufweist, die über die Druckleitung 1 über einen einmündenden Abzweig mit Druckluft aufgeblasen wird, so daß sie dichtend an der Innenwand des Filterrohres 7 anliegt. In Verlängerung mit der Druckleitung 1 ist die verbindende Druckleitung 12 zu den Manschetten 10 und 11 des zweiten Trennelementes 9 eingezeichnet.

Es ist ersichtlich, daß das Doppeltrennelement 9 auch aus zwei einzelnen Trennelementen gebildet sein kann. Die Erfindung erstreckt sich somit auch auf verschiedene Ausführungsformen der Trennelemente. Im Darstellungsbeispiel ist eine Trennung nicht erforderlich, da der Reinigungseffekt überwiegend durch das Eindrücken von Druckluft für die Kiesspülung über die Leitung 3 erfolgt.

Das in die Kammer 15 einströmende mit Reinigungssedimenten belastete Brunnen- und Spülwasser kann über die Entnahmeleitung 5 abgepumpt werden, zu welchem Zweck eine Injektorpumpe über den Anschluß 2 angeschlossen ist.

Erfindungsgemäß ist bei dieser Anordnung eine Referenzdruckleitung 4 vorgesehen, mittels der der in der Kammer 13 aufgebaute Druck festgestellt wird. Im Ausführungsbeispiel sei angenommen, daß die Referenzdruckleitung 4 mit Druckluft beaufschlagt ist, so daß in die Druckleitung kein Brunnenwasser oder Spülflüssigkeit aufsteigen kann. Der gemessene Druck, der auch auf andere Art und Weise, z. B. mittels Drucksensoren in der Kammer 13 gemessen werden kann, wird ermittelt. Nunmehr kann in Abhängigkeit von dem ermittelten Druck in der entsprechenden Arbeitstiefe im Brunnen der Aufblasdruck der Manschetten 10, 11 und 17 festgelegt werden, wobei als zu berücksichtigende Störgröße der Zustand und die Wandstärke des Filterrohres sowie die Größe der Durchströmungsöffnungen 14 mit zu berücksichtigen ist.

Dieser Druck kann dann individuell manuell in Abhängigkeit von dem gemessenen Druck in der Kammer 13 eingestellt oder über einen geschlossenen Regelkreis, wie er aus der Fig. 2 ersichtlich ist, automatisch geregelt werden.

In Fig. 2 ist ein Rohrleitungs- und Regelsystem dargestellt, über das zum einen die Manschetten aufblasbar sind und zum anderen der Referenzdruck in der Kammer 13 ermittelt wird. Das Rohrleitungssystem weist eine gemeinsame Druckluftzuleitung 18 mit einem Handventil 19 auf. Der angeschlossene, nicht dargestellte Druckluftkompressor erzeugt z. B. einen Druck von 35 bar. Dieser wird mit dem Manometer 20 überwacht. Ein erster Rohrzweig 21 ist vorgesehen, um über diesen der Druckleitung 3 in Fig. 1 die für die Kiesspülung erforderliche Druckluft zuzuführen. Beispielhaft ist hierin ein Handventil 22 eingezeichnet. Die Einspeisung in die Rohrleitung 3 kann aber auch über ein Magnetventil 23, das beispielhaft in einem Rohrnebenschluß 24 angeordnet ist, erfolgen. Weiterhin ist ein Rohrleitungsabzweig 25 vorgesehen, über den eine Injektorpumpe mittels Druckluft betrieben werden kann, um das mit Ablagerungssedimenten, die durch die Spülung abgesprengt sind, angereicherte Wasser über die Entnahmeleitung 5 nach außen abpumpen zu können. Die Injektorpumpe ist in Fig. 1 aus Vereinfachungsgründen nicht dargestellt. Es soll durch den Rohrabzweig 25 lediglich deren Einspeisungsmöglichkeit angegeben werden. Über ein Handventil 22 oder alternativ über ein Magnetventil 23 kann die Druckbeaufschlagung wahlweise eingestellt werden.

Der dritte Rohrabzweig 26 ist von besonderer Wichtigkeit. Über ihn werden über die angeschlossene Leitung 1 die Manschetten 10, 11 und 17 in Fig. 1 aufgeblasen. Der Druck wird dabei mit dem Manometer 27 gemessen. Ebenso können in der Leitung Drucksensoren 28 vorgesehen sein, um den Druck elektrisch zu messen und auf einem gesonderten Anzeigeinstrument sichtbar zu machen. Während die Manschetten 10, 11, 17 aufgeblasen werden, ist das Handventil 29 in einem Entleerungsrohr 30, das mit dem Rohr 1 verbunden ist, geschlossen; alternativ ist ein Magnetventil 31 in einem Rohrnebenschluß zu dem Handventil 29 vorgesehen. Die Zuführung der Druckluft erfolgt in dem Rohrabzweig 26 über ein Handventil 32 oder über ein elektrisch steuerbares Magnetventil 33 in einem Parallelrohr. Mit der Druckleitung 1 zum Aufblasen der Manschetten ist eine Rohrleitung 37 verbunden, die in die Referenzdruckleitung 4 in ein Überdruckventil 35 mündet. Über die Referenzdruckleitung 4 wird der tatsächliche Druck in der Kammer 13 in Fig. 1 in der Arbeitstiefe, also der Tauchtiefe im Brunnen, ermittelt und kann z. B. mittels des Manometers 36 angezeigt werden. Das Überdruckventil 35 ist so eingestellt, daß es erst öffnet wenn der Druck in den Manschetten 10, 11, 17 um einen bestimmten Wert größer ist als der Referenzdruck, z. B. 1,6 bar, so daß das Druckmedium über die Referenzdruckleitung zusätzlich in die Kammer 13 gedrückt wird. Es erfolgt somit ein Druckausgleich. Das Überdruckventil 35 wird wieder geschlossen, wenn der eingestellte Differenzwert unterschritten wird. Um wahlweise auch für andere Differenzdruckbereiche eine Regelung zu ermöglichen, ist parallel zu der Rohrleitung 37 ein Rohrnebenschluß 38 mit einem Handventil 39 vorgesehen, das in die Rohrleitung 4 ebenfalls über ein Druckregelventil 34 mündet. Dieses Druckregelventil 34 spricht bereits bei 0,5 bar an, wenn das Ventil 39 geöffnet ist. Das Überdruckventil 35 bleibt dann unwirksam. Der Differenzdruck kann über einen Differenzdrucksensor 40 erfaßt werden, der mit einer Anzeigevorrichtung, z. B. einer elektronischen Aufzeichnungs- und Anzeigevorrichtung, verbunden ist. Ebenso kann der Druck in der Referenzdruckleitung 4 ständig mittels eines Drucksensors 41 kontrolliert und abgefragt werden, so daß der Druckzustand in der Kammer 13 aufgezeichnet werden kann, um fortlaufend eine Kontrolle über den Reinigungseffekt zu erzielen. Durch den Einsatz einer Differenzdrucksteuerung ist ein automatisches Regelsystem angegeben, das in jeder Brunnentiefe wirkungsvoll einsetzbar ist.

Es ist ersichtlich, daß bei Anwendung des Regelsystems mit dem vorgeschlagenen Rohrleitungssystem ein geschlossenes Druckregelsystem gegeben ist, bei dem in Abhängigkeit von dem Referenzdruck in der Referenzdruckleitung stets der Manschettendruck, also der Druck der Abdichteinrichtung, variierbar ist, so daß diese Anordnung in ein geschlossenes Regelsystem aufgenommen werden kann, wobei das geschlossene Regelsystem sowohl außerhalb des Brunnens als auch in dem Brunnen, im unmittelbaren Bereich des Etagengestells, herstellbar ist. Die letzte Ausführung hat den Vorteil, daß nur eine einzige Druckmedium-Zuleitung, z. B. Druckluftleitung, und nur ein Steuerhebel vorgesehen sein müssen. Bevorzugt wird diese Ausführung bei tiefen Brunnen (200 m bis 500 m) eingesetzt.

Claims (14)

1. Abdichteinrichtung für ein Brunnenreinigungsgerät mit einer in einem Brunnenschacht (6) bewegbaren Etagenanordnung aus quer zur Schachtlängsrichtung verlaufenden Trennelementen (9, 16) zur Bildung von einer oder mehreren aneinandergereihten Kammern (15, 13), welche Abdichteinrichtung aus einer oder mehreren auf der Umfangsmantelflächen der Trennelemente angebrachten Manschetten (10, 11, 17), Hohlreifen oder Schläuchen aus elastischem Material besteht, die mit einem Druckmedium aufblasbar oder auffüllbar sind und dabei abdichtend gegen die Innenfläche der Brunnenschachtwand (7) drücken, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kammer (13) eine Druckmeßeinrichtung vorgesehen ist, und daß der Druck in der Abdichteinrichtung (10, 11) in Abhängigkeit vom gemessenen Druck in der Kammer (13) regelbar ist.

2. Abdichteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Druckmedium Wasser oder Druckluft vorgesehen ist, und daß der Druck in der Abdichteinrichtung (10, 11, 17) über Ventil-, Pumpen- oder Kompressorsteuerungen einstellbar ist.

3. Abdichteinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Drucksensor in der Kammer (13) vorgesehen ist, der den gemessenen Druck in ein elektrisches Signal umsetzt, oder eine Referenzdruckleitung in der Kammer (13) mündet, über die mittels einer Druckmeßeinrichtung der Druck erfaßbar ist.

4. Abdichteinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Regeleinrichtung vorgesehen ist, die eine Stellgröße für die Ventil-, Pumpen- oder Kompressorsteuerung in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Sollgröße unter Berücksichtigung des in der Kammer als Regelgröße gemessenen Druckes ermittelt.

5. Abdichteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche unter Verwendung von Druckluft als Druckmedium zum Aufblasen der Abdichteinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß Abdichteinrichtungen (10, 11) mindestens zweier benachbarter Trennelemente (9) oder eine Kammer (13) auf einem Trennelement bildend miteinander über eine Druckluftleitung (1, 12) verbunden sind, die an einer gemeinsamen Druckluftleitung (18) angeschlossen sind, und daß in der Kammer (13) eine Referenzdruckleitung (4) mündet, über die der Druck in der Kammer ermittelbar ist, und daß die Druckluftleitung (18) und die Referenzdruckleitung (4) über ein fest eingestelltes oder variabel einstellbares Ventil (35) miteinander verbunden sind, wobei das Ventil (35) in die Verbindungsrohrleitung (37) beider Druckluftleitungen (1, 4) so eingeschaltet ist, daß es bei Überschreiten eines ermittelten bestimmten Differenzwertes der Druckzustände in den beiden Druckleitungen (1, 4) öffnet und ein Druckausgleich über die Referenzdruckleitung (4) erfolgt.

6. Abdichteinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (35) ein einstellbares oder nicht einstellbares Überdruckventil ist.

7. Abdichteinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Druckmeßeinrichtungen in der Verbindungsleitung (37) zwischen der Referenzdruckleitung (4) und der Druckleitung (1) zum Aufbau des Abdichtdruckes in der Abdichteinrichtung vor und hinter dem Ventil (35) vorgesehen sind, oder in einem parallel zur Verbindungsleitung (37) angeordneten Nebenschlußrohr eine Druckmeßeinrichtung vorgesehen ist.

8. Abdichteinrichtung nach einem der Ansprüche 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitung (37) im Bereich der Etagenanordnung vorgesehen ist.

9. Abdichteinrichtung nach einem der Ansprüche 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzdruckleitung (4) und die Druckleitung (1) zur Zuführung des Druckmediums zu den Abdichteinrichtungen (10, 11, 17) aus dem Brunnenschacht (6) herausgeführt sind und daß die Druckleitungen (1, 4) an ein Steuer- oder Regelgerät angeschlossen sind, das Druckanzeigeeinrichtungen aufweist, mit denen der Druck in der Referenzdruckleitung (4) und in der Druckleitung (1) zu den Abdichteinrichtungen (10, 11, 17) anzeigbar ist.

10. Abdichteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spülmittelzuführdruckleitung (3) in der Kammer (13) mündet, und daß das Brunnenwasser in der Kammer (13) mit einem Spülmittel, wie Druckluft oder Spülwasser unter Beisatz von Reinigungsmitteln, beaufschlagbar ist, und daß in der benachbarten Kammer (15) eine Absaugeinrichtung mündet, über die das durch die Durchdringungsöffnungen (14) in der Brunnenschachtwand (7) und die dahinter liegende Kiesschicht (8) gedrückte Spül- und Reinigungsmedium zusammen mit Brunnenwasser absaugbar ist.

11. Abdichteinrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2, 3 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Druckmedium für die Abdichteinrichtung Wasser dient, und daß das Wasser von außen zugeführt oder aus dem Brunennschacht über eine Pumpe entnommen wird, und daß die Pumpe zum Aufbau des Drucks in den Abdichteinrichtungen in Abhängigkeit von dem gemessenen Druck in der Kammer gesteuert oder geregelt ist.

12. Abdichteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in den Abdichteinrichtungen (10, 11, 17) in Abhängigkeit von dem gemessenen Druck in der Kammer (13) über manuell einstellbare Ventile (39) einstellbar ist.

13. Abdichteinrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei benachbarte Abdichteinrichtungen (10, 11) gemeinsam an den Druckregelkreis oder die Abdichteinrichtungen (10, 11) an diesen einzelnen angeschlossen sind, und daß der Druck in einer oder in mehreren Kammern (13), in denen ein Spüldruck besteht und keine Absaugung erfolgt, gemessen wird.

14. Abdichteinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wechselspülung aus einer Kammer (13, 15) in eine oder mehrere benachbarte und umgekehrt erfolgt, und daß als Referenzdruck immer der Druck in derjenigen Kammer (13) gemessen wird, in der der augenblicklich höchste Druck aufgebaut ist.