EP0531902A1 - Apparatus for removing deposits, especially metal oxide (e.g. rust) or scale, in a pipeline system - Google Patents
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- EP0531902A1 EP0531902A1 EP92115173A EP92115173A EP0531902A1 EP 0531902 A1 EP0531902 A1 EP 0531902A1 EP 92115173 A EP92115173 A EP 92115173A EP 92115173 A EP92115173 A EP 92115173A EP 0531902 A1 EP0531902 A1 EP 0531902A1
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- B08B2209/00—Details of machines or methods for cleaning hollow articles
- B08B2209/005—Use of ultrasonics or cavitation, e.g. as primary or secondary action
Definitions
- the present invention relates to a method and a device for removing deposits, preferably metal oxide (e.g. rust) or lime deposits in a pipeline system, in particular a water pipeline system.
- deposits preferably metal oxide (e.g. rust) or lime deposits in a pipeline system, in particular a water pipeline system.
- the object of the present invention is to provide a method and a device of the type described at the outset which have an improved effectiveness in comparison with the known solutions.
- ultrasonic vibration energy is emitted into the pipeline system by means of an ultrasound source arranged within a pipeline system and surrounded by water. It has surprisingly been found that ultrasonic waves have a very strong cleaning function on the interior of the piping system, the liquid medium present in the piping system, e.g. Water, the cleaning medium. Water, in particular, is particularly suitable for transmitting ultrasonic vibrations, so that the cleaning ultrasonic waves spread widely in the pipeline system and their effect is felt even in the most remote areas.
- the vibration energy of the ultrasound source is radiated in the longitudinal direction of the piping system, preferably in the water flow direction.
- a piezoelectric sound generator can advantageously be used as the ultrasound source, which has the advantage has that it can be manufactured in any shape.
- the oscillation frequency and / or oscillation energy of the emitted ultrasonic oscillation in view of the data given by the installer, namely details of the type of deposits (red-brown for rust or white for limescale deposits) the oscillation frequency and / or oscillation energy is set accordingly can be.
- the method can consequently be operated by the user with different vibration frequencies and / or vibration energies. The selection of the respective company can be done with a simple switch.
- the temperature at the respective ultrasound source is expediently monitored. For example, at a measured temperature of more than 35 ° C, the operation of the method can be automatically stopped by emitting an appropriate signal. If the water in the piping system flows around the respective ultrasound source, there is no risk of overheating. However, as soon as the water in the area of the ultrasound source is left for a long time, such heating and sometimes overheating is possible.
- the respective emission of ultrasonic vibrations in the pipeline system in certain time periods, ie intermittently. For example, this can be done in minute or even hourly intervals.
- the emission of ultrasonic vibrations with alternating vibration frequencies can expediently take place with the aim of exposing the deposits to one (of several possible) vibration frequencies that is particularly effective.
- the device according to the invention is characterized in that at least one ultrasound source is provided in a housing and the housing can be integrated into the piping system, so that the ultrasound source is able to deliver its vibrational energy to the water in the piping system.
- the ultrasound source is expediently located in a resonator, which emits the vibrations generated by the ultrasound source, the resonator being in water contact and from a two-part housing is surrounded, which can be connected to the piping system.
- the resonator In order to ensure effective transmission of the ultrasonic vibrations, the resonator consists of solid material, the ultrasonic source being arranged in a recess of the resonator and the recess being closed by a cover.
- the main direction of vibration of the ultrasound source can be influenced by the shape (e.g. plate or disk shape) and arrangement of the ultrasound source within the resonator. If a disk-shaped ultrasound source is arranged perpendicular to the longitudinal axis of the piping system, the ultrasound vibrations are also emitted in the longitudinal direction of the piping system.
- the resonator is provided with support projections which engage on the inside of the housing and there is otherwise a circumferential gap between the housing and the resonator, which ensures that the resonator is completely surrounded by water except for the surface of the support projections.
- the resonator is thus only connected to the housing via its support projections.
- the support projections are preferably made of flexible material (for example made of flexible plastic or rubber) in order to avoid unpleasant vibration noises being generated in the piping system, in particular when using a low-frequency fundamental vibration.
- the housing can have an annular recess, in which an ultrasound source designed in the form of a ring or semi-ring is arranged, which at least partially surrounds the resonator.
- the ultrasound source emits its vibration energy directly to the housing of the cleaning device and thus to the pipeline system that is firmly connected to the latter.
- the piping system itself is consequently set in vibration, which, as already mentioned, can further increase the cleaning effect.
- this embodiment it is therefore possible with this embodiment to at least temporarily set the pipeline system in vibration and thereby intensify the cleaning effect.
- the ring-shaped or semi-ring-shaped ultrasound source is arranged directly on the outside of the pipe wall of the pipe system in order to achieve the same purpose.
- Reference number 1 stands for the entire device according to the invention, which is installed in a water pipe 2 of a pipe system.
- the device 1 comprises a housing 3 consisting of two half-shells with a centrally arranged longitudinal recess 8 and an annular recess 15 arranged concentrically around it.
- the two half-shells of the housing 3 are connected to one another using a screw connection 26 and circumferential seals 18 and 28.
- the respective water pipe 2 opens into an inlet opening 4 or outlet opening 5, the connection of the water pipe 2 with the inlet or outlet opening being effected via a conventional screw closure 6 or 7, which is only indicated in the drawing.
- a resonator 9 which contains the ultrasound source.
- the resonator 9 comprises a resonator body 10 which is made of solid material e.g. Aluminum, brass, copper or stainless steel and has a recess 24 on the downstream end, in which an ultrasound source in the form of a piezoelectric disk 14 is arranged.
- a resonator body 10 which is made of solid material e.g. Aluminum, brass, copper or stainless steel and has a recess 24 on the downstream end, in which an ultrasound source in the form of a piezoelectric disk 14 is arranged.
- the recess 24 is closed by the resonator cover 11.
- the resonator 9 has on its end faces made of flexible material support projections 22 which engage in corresponding recesses 25 on the respective end face of the longitudinal recess 8.
- a circumferential gap 23 is provided between the inside of the longitudinal recess 8 and the resonator 9, which is enlarged in the area of the incision 12 (upstream) or the incision 13 located downstream.
- the piezoelectric disk 14 is arranged within the device 1 such that its normal runs parallel to the flow direction of the water in the pipeline system, so that the main direction of the ultrasonic oscillation of the piezoelectric disk 14 takes place in the longitudinal direction of the pipeline system.
- the ultrasonic waves are accordingly emitted from the piezoelectric disk 14 via the resonator 9 to the water present in the incisions 12 and 13, respectively, into the piping system.
- a contact plate 30, 31 with connecting lines is provided on the main surfaces of the piezoelectric disk 14.
- a further ultrasound source in the form of a piezoelectric half ring or half jacket is provided within the annular recess 15, which preferably emits its vibrational energy perpendicular to the longitudinal axis of the piping system.
- a temperature sensor 19 for example in the form of a thermocouple, is provided directly on the piezoelectric disk 14 in the recess 24 on the resonator 9.
- the temperature sensor 19 is connected to a controller (not shown) and, when a limit temperature (for example 35 ° C.) is exceeded, causes the operation of the device 1 according to the invention to be switched off automatically
- a feedthrough 21 is provided in the resonator 9, which, with the interposition of a seal 27 in the region of the gap 23, in a housing bushing passes in the form of a bore 20.
- a suitable connection 29 is provided on the outside in order to be able to connect the connecting lines to the relevant components.
- a control not shown, is provided which ensures the setting of the oscillation frequency and / or oscillation energy of the respective ultrasound sources.
- the ultrasonic vibration to be applied to the pipeline system comprises a fundamental vibration of, for example, 25 Hz with a harmonic of, for example, 45 kHz.
- This ultrasonic vibration can be intermittent depending on the requirements, i.e. be applied to the piping system at certain intervals.
- ultrasonic vibration energy with an alternating vibration frequency and / or vibration energy can act on the pipeline system. This can be easily ensured by electronic means.
- an ultrasound source 16 ′ can be provided instead of the ultrasound source 16 provided in the annular recess 15, which emits its vibrational energy via the housing 3 to the piping system 2, which directly on the outer wall of the piping system or water pipe 2 is arranged and serves the same purpose.
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Beseitigung von Ablagerungen, vorzugsweise Metalloxid- (z.B. Rost) oder Kalkablagerungen in einem Rohrleitungssystem, insbesondere Wasserrohrleitungssystem.The present invention relates to a method and a device for removing deposits, preferably metal oxide (e.g. rust) or lime deposits in a pipeline system, in particular a water pipeline system.
Normales Leitungswasser aber auch Quellwasser beinhaltet regelmäßig geloste Mineralien, insbesondere Kalk, welche im Installationsbereich z.B. in Wärmetauschern, Boilern, Kühlaggregaten, Wasserhähnen in nicht zuletzt Rohrleitungen sich ablagern und im Laufe der Zeit die Funktion derartiger Installationsanlagen negativ beeinflussen. Gleiches gilt für die Bildung von Metalloxiden z. B. Rost an dafür anfälligen Installationsteilen. Darüber hinaus treten auch in industriellen Anlagen z.B. Kühlwassersystemen Ablagerungen unterschiedlichster Art auf, welche sich negativ auf die Funktion des jeweiligen Leitungssystems auswirken. Zu diesem Zweck gibt es bereits Anlagen, welche auf einen Abstand eines Rohrleitungssystems ein elektrodynamisches Magnetfeld mit einer pulsierenden Schwingung ausüben, wobei eine Erniedrigung der Ablagerungsintensität von im Wasser gelösten Mineralien festgestellt worden ist. Darüber hinaus soll diese Methode auch geeignet sein, bestehende Ablagerungen in einem Rohrleitungssystem zu entfernen. Diese bekannte Lösung ist jedoch hinsichtlich ihres Wirkungsgrads noch nicht zufriedenstellend.Normal tap water but also spring water regularly contains dissolved minerals, especially lime, which are deposited in the installation area, e.g. in heat exchangers, boilers, cooling units, taps in pipes, and last but not least, and negatively affect the function of such installation systems over time. The same applies to the formation of metal oxides such. B. rust on susceptible installation parts. In addition, deposits of various types also occur in industrial systems, for example cooling water systems, which have a negative effect on the function of the respective piping system. For this purpose, there are already systems which exert an electrodynamic magnetic field with a pulsating vibration at a distance from a pipeline system, a reduction in the deposition intensity of minerals dissolved in the water having been found. In addition, this method should also be suitable for removing existing deposits in a pipeline system. However, this known solution is not yet satisfactory in terms of its efficiency.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, welche eine im Vergleich zu den bekannten Lösungen verbesserte Wirksamkeit besitzen.The object of the present invention is to provide a method and a device of the type described at the outset which have an improved effectiveness in comparison with the known solutions.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mittels einer innerhalb eines Rohrleitungssystems angeordneten, von Wasser umschlossenen Ultraschallquelle Ultraschallschwingungsenergie in das Rohrleitungssystem abgegeben wird. Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß Ultraschallwellen eine sehr starke Reinigungsfunktion auf das Innere des Rohrleitungssystems auswirken, wobei das im Rohrleitungssystem vorhandene flüssige Medium, z.B. Wasser, das Reinigungsmedium darstellt. Insbesondere Wasser ist besonders dazu geeignet, Ultraschallschwingungen zu übertragen, so daß sich die reinigenden Ultraschallwellen weit im Rohrleitungssystem verbreiten und ihre Wirkung auch in den entlegensten Bereiche entfaltet.This object is achieved in that ultrasonic vibration energy is emitted into the pipeline system by means of an ultrasound source arranged within a pipeline system and surrounded by water. It has surprisingly been found that ultrasonic waves have a very strong cleaning function on the interior of the piping system, the liquid medium present in the piping system, e.g. Water, the cleaning medium. Water, in particular, is particularly suitable for transmitting ultrasonic vibrations, so that the cleaning ultrasonic waves spread widely in the pipeline system and their effect is felt even in the most remote areas.
Nach einer zweckmäßigen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Abstrahlung der Schwingungsenergie der Ultraschallquelle in Längsrichtung des Rohrleitungssystems und zwar vorzugsweise in Wasserflußrichtung.According to an expedient embodiment of the method according to the invention, the vibration energy of the ultrasound source is radiated in the longitudinal direction of the piping system, preferably in the water flow direction.
Es wurde gefunden, daß sich die Reinigungswirkung des erfindungsgemäßen Verfahrens noch dadurch steigern läßt, daß unter Verwendung einer weiteren Ultraschallquelle Schwingungen erzeugt werden, die schräg oder senkrecht zur Rohrwand des Rohrleitungssystems verlaufen.It has been found that the cleaning effect of the process according to the invention can be increased further by using an additional ultrasound source to generate vibrations which run obliquely or perpendicular to the pipe wall of the piping system.
Als Ultraschallquelle kann zweckmäßigerweise ein piezoelektrischer Schallgeber verwendet werden, der den Vorteil besitzt, daß er in beliebigen Formen herstellbar ist.A piezoelectric sound generator can advantageously be used as the ultrasound source, which has the advantage has that it can be manufactured in any shape.
Dadurch, daß eine Regelung, d.h. Einstellmöglichkeit der Schwingungsfrequenz und/oder Schwingungsenergie der abgestrahlten Ultraschallschwingung erfolgt, besteht die Möglichkeit, daß in Anbetracht der durch den Installateur gegebenen Daten, nämlich Angaben über die Art der Ablagerungen (rotbraun für Rost oder weiß für Kalkablagerungen) die Schwingungsfrequenz und/oder Schwingungsenergie entsprechend eingestellt werden kann. Das Verfahren kann demzufolge vom Anwender mit unterschiedlichen Schwingungsfrequenzen und/oder Schwingungsenergien betrieben werden. Die Wahl des jeweiligen Betriebs kann durch einen einfachen Schalter erfolgen.In that a regulation, i.e. It is possible to set the oscillation frequency and / or oscillation energy of the emitted ultrasonic oscillation, in view of the data given by the installer, namely details of the type of deposits (red-brown for rust or white for limescale deposits) the oscillation frequency and / or oscillation energy is set accordingly can be. The method can consequently be operated by the user with different vibration frequencies and / or vibration energies. The selection of the respective company can be done with a simple switch.
Um Überhitzungen durch den Betrieb der Ultraschallquelle oder verstärkte Bakterienbildung in aufgrund des Betriebs der Ultraschallquelle zu warmem Wassers zu vermeiden, ist zweckmäßigerweise eine Überwachung der Temperatur an der jeweiligen Ultraschallquelle vorgesehen. Beispielsweise kann bei einer gemessenen Temperatur von mehr als 35° C der Betrieb des Verfahrens durch Abgabe eines entsprechenden Signals automatisch eingestellt werden. Sofern die jeweilige Ultraschallquelle vom Wasser im Rohrleitungssystem umflossen wird, besteht keine Überhitzungsgefahr. Sobald jedoch das Wasser im Bereich der Ultraschallquelle längere Zeit steht, ist eine derartige Erwärmung und mitunter Überhitzung möglich.In order to avoid overheating due to the operation of the ultrasound source or increased bacterial formation in water that is too warm due to the operation of the ultrasound source, the temperature at the respective ultrasound source is expediently monitored. For example, at a measured temperature of more than 35 ° C, the operation of the method can be automatically stopped by emitting an appropriate signal. If the water in the piping system flows around the respective ultrasound source, there is no risk of overheating. However, as soon as the water in the area of the ultrasound source is left for a long time, such heating and sometimes overheating is possible.
Zur Vermeidung solcher Überhitzungen und/oder bei besonders großem Anfall von Ablagerungen im Zuge des Reinigungsverfahrens aber auch zur Vermeidung von Neuablagerungen in einem neu installierten oder bereits bestehenden Rohrleitungssystems erfolgt gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens die jeweilige Abgabe von Ultraschallschwingungen in das Rohrleitungssystem in bestimmten Zeitabschnitten, d.h. intermittierend. Beispielsweise kann dies in Minuten- oder sogar Stundenabständen erfolgen.To avoid such overheating and / or in the event of a particularly large accumulation of deposits in the course of the cleaning process, but also to avoid new deposits in a newly installed or already existing piping system, according to another Embodiment of the method according to the invention the respective emission of ultrasonic vibrations in the pipeline system in certain time periods, ie intermittently. For example, this can be done in minute or even hourly intervals.
Für den Fall, daß man besondere Ablagerungen eines Rohrleitungssystems zu bekämpfen versucht, jedoch nicht weiß, um welche Ablagerungen es sich handelt, kann zweckmäßigerweise die Abgabe von Ultraschallschwingungen mit alternierenden Schwingungsfrequenzen erfolgen, mit dem Ziel, die Ablagerungen einer (von mehreren möglichen) Schwingungsfrequenz auszusetzen, die besonders wirksam ist.In the event that one tries to combat special deposits in a pipeline system, but does not know which deposits are involved, the emission of ultrasonic vibrations with alternating vibration frequencies can expediently take place with the aim of exposing the deposits to one (of several possible) vibration frequencies that is particularly effective.
Eine besonders gute Wirkung des Verfahrens hat sich dann gezeigt, wenn die jeweilige Abgabe von Ultraschallschwingungen in das Rohrleitungssystem mit mehreren, überlagerten Schwingungsfrequenzen erfolgt. Man geht beispielsweise von einer Grundschwingung im Bereich von 25 Hz aus und überlagert diese Grundschwingung mit einer Oberschwingung im Ultraschallbereich z.B. 45 kHz.A particularly good effect of the method has been shown when the respective emission of ultrasonic vibrations into the piping system takes place with several, superimposed vibration frequencies. For example, one assumes a fundamental oscillation in the range of 25 Hz and this fundamental oscillation is overlaid with a harmonic in the ultrasonic range, e.g. 45 kHz.
Zur Lösung der eingangs zitierten Aufgabe ist die erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Ultraschallquelle in einem Gehäuse vorgesehen ist und das Gehäuse in das Rohrleitungssystem integrierbar ist, so daß die Ultraschallquelle in der Lage ist, ihre Schwingungsenergie auf das Wasser im Rohrleitungssystem abzugeben.To achieve the object cited at the outset, the device according to the invention is characterized in that at least one ultrasound source is provided in a housing and the housing can be integrated into the piping system, so that the ultrasound source is able to deliver its vibrational energy to the water in the piping system.
Zweckmäßigerweise befindet sich die Ultraschallquelle in einem Resonator, welcher die von der Ultraschallquelle erzeugten Schwingungen abstrahlt, wobei der Resonator in Wasserkontakt steht und von einem zweiteiligen Gehäuse umgeben ist, welches mit dem Rohrleitungssystem verbindbar ist.The ultrasound source is expediently located in a resonator, which emits the vibrations generated by the ultrasound source, the resonator being in water contact and from a two-part housing is surrounded, which can be connected to the piping system.
Um eine wirksame Übertragung der Ultraschallschwingungen zu gewährleisten, besteht der Resonator aus Vollmaterial, wobei die Ultraschallquelle in einer Ausnehmung des Resonators angeordnet und die Ausnehmung von einem Deckel verschlossen ist. Die Hauptschwingungsrichtung der Ultraschallquelle läßt sich durch Form (z.B. Platten- oder Scheibenform) und Anordnung der Ultraschallquelle innerhalb des Resonators beeinflussen. Wird eine scheibenförmige Ultraschallquelle senkrecht zur Längsachse des Rohrleitungssystems angeordnet, so werden die Ultraschallschwingungen ebenfalls in Längsrichtung des Rohrleitungssystems abgegeben.In order to ensure effective transmission of the ultrasonic vibrations, the resonator consists of solid material, the ultrasonic source being arranged in a recess of the resonator and the recess being closed by a cover. The main direction of vibration of the ultrasound source can be influenced by the shape (e.g. plate or disk shape) and arrangement of the ultrasound source within the resonator. If a disk-shaped ultrasound source is arranged perpendicular to the longitudinal axis of the piping system, the ultrasound vibrations are also emitted in the longitudinal direction of the piping system.
Um einen möglichst vollständigen Kontakt des Resonators mit dem Wasser des Rohrleitungssystems zu gewährleisten, ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung der Resonator mit Auflagevorsprüngen versehen, die an der Innenseite des Gehäuse angreifen und zwischen Gehäuse und Resonator ansonsten ein umlaufender Spalt besteht, der gewährleistet, daß der Resonator bis auf die Fläche der Auflagevorsprünge vollständig mit Wasser umgeben ist. Der Resonator steht damit lediglich über seine Auflagevorsprünge mit dem Gehäuse in Verbindung.In order to ensure the most complete possible contact of the resonator with the water of the piping system, according to a further embodiment of the invention, the resonator is provided with support projections which engage on the inside of the housing and there is otherwise a circumferential gap between the housing and the resonator, which ensures that the resonator is completely surrounded by water except for the surface of the support projections. The resonator is thus only connected to the housing via its support projections.
Die Auflagevorsprünge bestehen vorzugsweise aus flexiblen Material (z.B. aus flexiblen Kunststoff oder Gummi), um zu vermeiden, daß insbesondere bei Verwendung einer niederfrequenten Grundschwingung unangenehme Schwingungsgeräusche im Rohrleitungssystem hervorgerufen werden.The support projections are preferably made of flexible material (for example made of flexible plastic or rubber) in order to avoid unpleasant vibration noises being generated in the piping system, in particular when using a low-frequency fundamental vibration.
Zur Erhöhung der Reinigungsintensität der Vorrichtung ist dieses mit mindestens einer weiteren Ultraschallquelle ausgestaltet, welche Schwingungen schräg oder senkrecht zur Längsachse des Gehäuses abgibt. In Ausgestaltung dessen kann das Gehäuse eine ringförmige Ausnehmung aufweisen, in welcher eine ring- oder halbringförmig ausgebildete Ultraschallquelle angeordnet ist, die den Resonator zumindest zum Teil umschließt.In order to increase the cleaning intensity of the device, it is designed with at least one further ultrasound source, which emits vibrations obliquely or perpendicular to the longitudinal axis of the housing. In an embodiment thereof, the housing can have an annular recess, in which an ultrasound source designed in the form of a ring or semi-ring is arranged, which at least partially surrounds the resonator.
Die Ultraschallquelle gibt ihre Schwingungsenergie hierbei unmittelbar an das Gehäuse der Reinigungsvorrichtung und somit an das mit letzterem fest verbundene Rohrleitungssystem ab. Das Rohrleitungssystem selbst wird demzufolge in Schwingung versetzt, wodurch der Reinigungseffekt wie bereits eingangs erwähnt noch gesteigert werden kann. Besonders bei sehr stark verschmutzten Rohrleitungssystemen ist es mit dieser Ausgestaltung daher möglich, zumindest zeitweise das Rohrleitungssystem in Schwingung zu versetzen und den Reinigungseffekt hierdurch zu intensivieren.The ultrasound source emits its vibration energy directly to the housing of the cleaning device and thus to the pipeline system that is firmly connected to the latter. The piping system itself is consequently set in vibration, which, as already mentioned, can further increase the cleaning effect. Particularly in the case of very heavily contaminated pipeline systems, it is therefore possible with this embodiment to at least temporarily set the pipeline system in vibration and thereby intensify the cleaning effect.
In analoger Ausgestaltung ist die ring- oder halbringförmig ausgebildete Ultraschallquelle zur Erzielung desselben Zwecks unmittelbar an der Außenseite der Rohrwandung des Rohrleitungssystems angeordnet.In an analogous embodiment, the ring-shaped or semi-ring-shaped ultrasound source is arranged directly on the outside of the pipe wall of the pipe system in order to achieve the same purpose.
Nachstehend wird eine spezielle Ausgestaltung der Erfindung anhand der Zeichnungsfigur naher erläutert. Der Einfachheit halber sind gleiche Merkmale lediglich einmal mit einem Bezugszeichen versehen.A special embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the drawing figure. For the sake of simplicity, the same features are provided with a reference symbol only once.
Bezugsziffer 1 steht für die gesamte erfindungsgemäße Vorrichtung, welche in ein Wasserleitungsrohr 2 eines Rohrleitungssystems installiert ist.
Die Vorrichtung 1 umfaßt ein aus zwei Halbschalen bestehendes Gehäuse 3 mit einer mittig angeordneten Längsausnehmung 8 sowie einer konzentrisch darum angeordneten ringförmigen Ausnehmung 15.The
Die beiden Halbschalen des Gehäuses 3 sind unter Verwendung einer Schraubverbindung 26 und umlaufender Dichtungen 18 sowie 28 miteinander verbunden.The two half-shells of the
Das jeweilige Wasserleitungsrohr 2 mündet in eine Einlaßöffnung 4 bzw. Auslaßöffnung 5, wobei die Verbindung von Wasserleitungsrohr 2 mit Einlaß- bzw. Auslaßöffnung über einen zeichnerisch lediglich angedeuteten, üblichen Schraubverschluß 6 bzw. 7 erfolgt.The
Im Inneren der Längsausrichtung 8 befindet sich ein Resonator 9, welcher die Ultraschallquelle beinhaltet.In the interior of the
Der Resonator 9 umfaßt einen Resonatorkörper 10, welcher aus vollmaterial z.B. Aluminium, Messing, Kupfer oder Edelstahl besteht und an der stromabwärts befindlichen Stirnseite eine Ausnehmung 24 aufweist, in der eine Ultraschallquelle in Form einer piezoelektrischen Scheibe 14 angeordnet ist.The resonator 9 comprises a
Die Ausnehmung 24 ist durch den Resonatordeckel 11 verschlossen.The
Der Resonator 9 besitzt an seinen Stirnseiten aus flexiblen Material bestehende Auflagevorsprünge 22, welche in entsprechende Ausnehmungen 25 an der jeweiligen Stirnseite der Längsausnehmung 8 eingreifen. Im übrigen ist zwischen der Innenseite der Längsausnehmung 8 und dem Resonator 9 ein umlaufender Spalt 23 vorgesehen, welcher im Bereich des Einschnitts 12 (stromaufwärts) bzw. des stromabwärts befindlichen Einschnitts 13 vergrößert ist.The resonator 9 has on its end faces made of flexible
Im Bereich des Spalts 23 sowie der beiden Einschnitte 12 und 13 befindet sich Wasser des Rohrleitungssystems.In the area of the
Die piezoelektrische Scheibe 14 ist innerhalb der Vorrichtung 1 derart angeordnet, daß ihre Normale parallel zur Flußrichtung des Wassers im Rohrleitungssystem verläuft, so daß die Hauptrichtung der Ultraschallschwingung der piezoelektrischen Scheibe 14 in Längsrichtung des Rohrleitungssystems erfolgt. Die Ultraschallwellen werden demnach von der piezoelektrischen Scheibe 14 über den Resonator 9 auf das in den Einschnitten 12 bzw. 13 vorliegende Wasser in das Rohrleitungssystem abgegeben. An den Hauptflächen der piezoelektrischen Scheibe 14 ist jeweils eine Kontaktplatte 30, 31 mit Verbindungsleitungen vorgesehen.The
Innerhalb der ringförmigen Ausnehmung 15 ist eine weitere Ultraschallquelle in Form eines piezoelektrischen Halbrings bzw. Halbmantels vorgesehen, welcher seine Schwingungsenergie bevorzugt senkrecht zur Längsachse des Rohrleitungssystems abgibt. Zur Überwachung der durch den Betrieb der UltraschallA further ultrasound source in the form of a piezoelectric half ring or half jacket is provided within the
quelle erzeugten Temperatur ist ein Temperatursensor 19 beispielsweise in Form eines Thermoelements unmittelbar an der piezoelektrischen Scheibe 14 in der Ausnehmung 24 am Resonator 9 vorgesehen. Der Temperatursensor 19 steht mit einer nicht dargestellten Steuerung in Verbindung und bewirkt bei Überschreiten einer Grenztemperatur (z.B. 35° C) eine automatische Abschaltung des Betriebs der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1. Um die in der Figur angedeuteten Verbindungsleitungen von Temperatursensor 19 sowie piezoelektrischer Scheibe 14 nach außen führen zu können, ist im Resonator 9 eine Durchführung 21 vorgesehen, welche unter Zwischenschaltung einer Dichtung 27 im Bereich des Spalts 23 in eine Gehäusedurchführung in Form einer Bohrung 20 übergeht. An der Außenseite ist ein geeigneter Anschluß 29 vorgesehen, um die Verbindungsleitungen mit den betreffenden Bauelementen verbinden zu können.a
Desweiteren ist eine nicht dargestellte Steuerung vorgesehen, welche die Einstellung der Schwingungsfrequenz und/oder Schwingungsenergie der jeweiligen Ultraschall-quellen gewährleistet.Furthermore, a control, not shown, is provided which ensures the setting of the oscillation frequency and / or oscillation energy of the respective ultrasound sources.
Die auf das Rohrleitungssystem aufzubringende Ultraschallschwingung umfaßt eine Grundschwingung von beispielsweise 25 Hz mit einer Oberschwingung von beispielsweise 45 kHz. Diese Ultraschallschwingung kann je nach den Anforderungen intermittierend, d.h. in bestimmten Zeitabständen auf das Rohrleitungssystem aufgebracht werden. Ferner kann Ultraschallschwingungsenergie mit alternierender Schwingungsfrequenz und/oder Schwingungsenergie auf das Rohrleitungssystem einwirken. Dies läßt sich durch elektronische Mittel in einfacher Weise gewährleisten.The ultrasonic vibration to be applied to the pipeline system comprises a fundamental vibration of, for example, 25 Hz with a harmonic of, for example, 45 kHz. This ultrasonic vibration can be intermittent depending on the requirements, i.e. be applied to the piping system at certain intervals. Furthermore, ultrasonic vibration energy with an alternating vibration frequency and / or vibration energy can act on the pipeline system. This can be easily ensured by electronic means.
Um den Reinigungseffekt noch weiter zu erhöhen, kann anstelle der in der ringförmigen Ausnehmung 15 vorgesehenen Ultraschallquelle 16, welche ihre Schwingungsenergie über das Gehäuse 3 auf das Rohrleitungssystem 2 abgibt, eine Ultraschallquelle 16' Vorgesehen sein, die unmittelbar an der Außenwandung des Rohrleitungssystems bzw. Wasserleitungsrohrs 2 angeordnet ist und denselben Zweck erfüllt.In order to increase the cleaning effect even further, an
- 11
- erfindungsgemäße Vorrichtungdevice according to the invention
- 22nd
- WasserleitungsrohrWater pipe
- 33rd
- Gehäusecasing
- 44th
- EinlaßöffnungInlet opening
- 55
- AuslaßöffnungOutlet opening
- 66
- SchraubverschlußScrew cap
- 77
- SchraubverschlußScrew cap
- 88th
- LängsausnehmungLongitudinal recess
- 99
- ResonatorResonator
- 1010th
- ResonatorkörperResonator body
- 1111
- ResonatordeckelResonator cover
- 1212
- Einschnitt stromaufwärtsIncision upstream
- 1313
- Einschnitt stromabwärtsIncision downstream
- 1414
- piezoelektrischer Geber (Scheibe)piezoelectric encoder (disk)
- 1515
- ringförmige Ausnehmungannular recess
- 1616
- piezoelektrischer Geber (Ring)piezoelectric encoder (ring)
- 16'16 '
- piezoelektrischer Geber (Ring)piezoelectric encoder (ring)
- 1717th
- SchraubverbindungScrew connection
- 1818th
- Dichtungpoetry
- 1919th
- TemperatursensorTemperature sensor
- 2020th
- Bohrungdrilling
- 2121
- Durchführung ResonatorImplementation of the resonator
- 2222
- AuflagenvorsprungEdition lead
- 2323
- Spaltgap
- 2424th
- Ausnehmung am ResonatorRecess on the resonator
- 2525th
- AusnehmungRecess
- 2626
- SchraubverbindungScrew connection
- 2727
- Dichtungpoetry
- 2828
- Dichtungpoetry
- 2929
- AnschlußConnection
- 3030th
- KontaktplatteContact plate
- 3131
- KontaktplatteContact plate
Claims (26)
dadurch gekennzeichnet,
daß mittels mindestens einer innerhalb des Rohrleitungssystems angeordneten, von Wasser umschlossenen Ultraschallquelle Ultraschallschwingungsenergie in das Rohrleitungssystem abgegeben wird.Process for removing deposits, preferably metal oxide (eg rust) or lime deposits in a pipeline system, in particular water pipeline system,
characterized,
that ultrasonic vibration energy is emitted into the piping system by means of at least one ultrasound source arranged within the piping system and surrounded by water.
dadurch gekennzeichnet,
daß die Abstrahlung der Schwingungsenergie der Ultraschallquelle einseitig in Rohrlängsrichtung, vorzugsweise in Wasserflußrichtung erfolgt.Method according to claim 1,
characterized,
that the radiation of the vibration energy of the ultrasound source occurs on one side in the longitudinal direction of the pipe, preferably in the water flow direction.
dadurch gekennzeichnet,
daß die Abstrahlung der Schwingungsenergie der Ultraschallquelle beidseitig in Längsrichtung des Rohrleitungssystems erfolgt.Method according to claim 1,
characterized,
that the radiation of the vibration energy of the ultrasound source takes place on both sides in the longitudinal direction of the piping system.
dadurch gekennzeichnet,
daß unter Verwendung einer weiteren Ultraschallquelle Schwingungen erzeugt werden, die schräg oder senkrecht zur Rohrwandung des Rohrleitungssystems verlaufen.Process according to claims 1-3,
characterized,
that vibrations are generated using a further ultrasound source, which run obliquely or perpendicular to the pipe wall of the piping system.
dadurch gekennzeichnet,
daß als Ultraschallquelle ein piezoelektrischer Schallgeber verwendet wird.Process according to claims 1-4,
characterized,
that a piezoelectric sound generator is used as the ultrasound source.
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Regelung der Schwingungsfrequenz und/oder Schwingungsenergie der abgestrahlten Ultraschallschwingung erfolgt.Process according to claims 1-5,
characterized,
that the vibration frequency and / or vibration energy of the emitted ultrasonic vibration is regulated.
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Überwachung der Temperatur an der jeweiligen Ultraschallquelle erfolgt.Process according to claims 1-6,
characterized,
that the temperature is monitored at the respective ultrasound source.
dadurch gekennzeichnet,
daß die jeweilige Abgabe von Ultraschallschwingungen in das Rohrleitungssystem in bestimmten Zeitabschnitten, d.h. intermittierend erfolgt.Process according to claims 1-7,
characterized,
that the respective emission of ultrasonic vibrations in the pipeline system takes place in certain time intervals, ie intermittently.
dadurch gekennzeichnet,
daß die jeweilige Abgabe von Ültraschallschwingungen in das Rohrleitungssystem mit alternierenden Schwingungsfrequenzen erfolgt.Process according to claims 1-8,
characterized,
that the respective emission of ultrasonic vibrations in the pipeline system takes place with alternating vibration frequencies.
dadurch gekennzeichnet,
daß die jeweilige Abgabe von Ultraschallschwingungen in das Rohrleitungssystem mit mehreren, überlagerten Schwingungsfrequenzen erfolgt.Process according to claims 1-9,
characterized,
that the respective delivery of ultrasonic vibrations in the pipeline system is carried out with several superimposed vibration frequencies.
dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens eine Ultraschallquelle in einem Gehäuse (3) vorgesehen ist und das Gehäuse (3) in das Rohrleitungssystem integrierbar ist, so daß die Ultraschallquelle in der Lage ist, ihre Schwingungsenergie auf das Wasser im Rohrleitungssystem abzugeben.Device for removing deposits, preferably metal oxide (eg rust) or lime deposits in a pipeline system, in particular water pipeline system and / or for avoiding corresponding deposits, in particular for carrying out the method according to claims 1-10,
characterized,
that at least one ultrasound source is provided in a housing (3) and the housing (3) can be integrated into the piping system, so that the ultrasound source is able to deliver its vibrational energy to the water in the piping system.
dadurch gekennzeichnet,
daß die Ultraschallquelle sich in einem Resonator (9) befindet, welcher die von der Ultraschallquelle erzeugten Schwingungen abstrahlt, wobei der Resonator (9) in Wasserkontakt steht und von einem zweiteiligen Gehäuse (3) umgeben ist, welches mit dem Rohrleitungssystem verbindbar ist.Device according to claim 11,
characterized,
that the ultrasound source is located in a resonator (9) which emits the vibrations generated by the ultrasound source, the resonator (9) being in water contact and surrounded by a two-part housing (3) which can be connected to the piping system.
dadurch gekennzeichnet,
daß der Resonator (9) einen Resonatorkörper (10) aus Vollmaterial mit Deckel (11) aufweist und die Ultraschallquelle in einer Ausnehmung (24) des Resonatorkörpers (10) derart angeordnet und/oder ausgebildet ist, daß die Ultraschallschwingungen in Längsrichtung des Resonators (9) abgegeben werden.Device according to claim 12,
characterized,
that the resonator (9) has a resonator body (10) made of solid material with a lid (11) and the ultrasound source in a recess (24) of the resonator body (10) is arranged and / or designed such that the ultrasonic vibrations are emitted in the longitudinal direction of the resonator (9).
dadurch gekennzeichnet,
daß ein aus zwei miteinander abdichtend verbindbaren Gehäuseschalen bestehendes Gehäuse (3) vorgesehen ist, welches eine Längsausnehmung (8) zur Aufnahme des Resonators (9) aufweist, das Gehäuse (3) mit an seiner jeweiligen Stirnseite vorgesehenen Ein- und Auslaßöffnungen (4 bzw. 5) an ein Rohrleitungssystem anschließbar ist, wobei der Resonator (9) mit mindestens einer seiner Stirnflächen in Kontakt zu Wasser steht.Device according to claims 10-13,
characterized,
that a housing (3) consisting of two housing shells which can be connected to one another is provided, which has a longitudinal recess (8) for receiving the resonator (9), the housing (3) with inlet and outlet openings (4 or 5) can be connected to a pipeline system, the resonator (9) being in contact with water with at least one of its end faces.
dadurch gekennzeichnet,
daß der Resonator (9) mit Auflagevorsprüngen (22) versehen ist, die an der Innenseite des Gehäuses (3) angreifen und zwischen Gehäuse (3) und Resonator (9) ansonsten ein umlaufender Spalt (23) besteht, der gewährleistet, daß der Resonator (9) bis auf die Fläche der Auflagensprünge (22) vollständig mit Wasser umgeben ist.Device according to claims 10-14,
characterized,
that the resonator (9) is provided with support projections (22) which engage on the inside of the housing (3) and between the housing (3) and the resonator (9) there is otherwise a circumferential gap (23) which ensures that the resonator (9) is completely surrounded by water except for the surface of the overlaps (22).
dadurch gekennzeichnet,
daß die Auflagensprünge aus flexiblem Material bestehen.Device according to claim 15,
characterized,
that the jumps in circulation are made of flexible material.
dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens eine weitere Ultraschallquelle vorgesehen ist, welche Schwingungen schräg oder senkrecht zur Längsachse des Gehäuses (3) abgibt.Device according to claims 10-14,
characterized,
that at least one further ultrasound source is provided, which emits vibrations obliquely or perpendicular to the longitudinal axis of the housing (3).
dadurch gekennzeichnet,
daß das Gehäuse (3) eine ringförmige Ausnehmung (15) aufweist, in welcher eine ring- oder halbringförmig ausgebildete Ultraschallquelle angeordnet ist, die den Resonator (9) zumindest zum Teil umschließt.Device according to claim 17,
characterized,
that the housing (3) has an annular recess (15), in which an annular or semi-annular ultrasonic source is arranged, which at least partially surrounds the resonator (9).
dadurch gekennzeichnet,
daS eine ring- oder halbringförmig ausgebildete Ultraschallquelle (16') unmittelbar an der Außenseite der Rohrwandung des Rohrleitungssystems angeordnet ist und ihre Schwingung schräg oder senkrecht zur Längsachse des Rohrleitungssystems unmittelbar auf dieses abgibt.Device according to at least one of claims 1-17,
characterized,
that a ring-shaped or semi-ring-shaped ultrasound source (16 ') is arranged directly on the outside of the pipe wall of the pipe system and transmits its vibration directly or obliquely to the longitudinal axis of the pipe system.
dadurch gekennzeichnet,
daR als Ultraschallquelle ein piezoelektrischer Schallgeber (14) verwendet wird.Device according to claims 10-19,
characterized,
that a piezoelectric sound generator (14) is used as the ultrasound source.
dadurch gekennzeichnet,
daß als Ultraschallquelle ein magnetostriktiver Schallgeber verwendet wird.Device according to claims 10-20,
characterized,
that a magnetostrictive sound generator is used as the ultrasound source.
dadurch gekennzeichnet,
daß die innerhalb des Resonators (9) angeordnete und in Längsrichtung des Gehäuses (3) abstrahlende Ultraschallquelle eine scheibenförmige Gestalt besitzt.Device according to claims 10-21,
characterized,
that the ultrasound source arranged inside the resonator (9) and emitting in the longitudinal direction of the housing (3) has a disk-like shape.
dadurch gekennzeichnet,
daß eine elektronische Steuerung zur Regelung und/oder Veränderung der Schwingungsamplitude und/- oder Schwingungsfrequenz vorgesehen ist.Device according to claims 10-22,
characterized,
that an electronic control for regulating and / or changing the oscillation amplitude and / or oscillation frequency is provided.
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Temperatursensor (19) im Resonator (9) vorgesehen ist.Device according to claims 10-23,
characterized,
that a temperature sensor (19) is provided in the resonator (9).
dadurch gekennzeichnet,
daß zwei zueinander senkrecht gerichtete Ultraschallquellen verwendet werden.Use according to claim 25,
characterized,
that two mutually perpendicular ultrasound sources are used.
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