LU93342B1 - Verfahren zur Überprüfung der Funktion eines oder mehrerer Ventile - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überprüfung der Funktion eines oder mehrerer Ventile innerhalb eines Rohrleitungssystems, wobei der Geräuschpegel in Kombination mit der Schallfrequenz eines durch das Rohrleitungssystem fließenden Mediums an einer oder mehreren Stellen innerhalb des Rohrleitungssystems Aussagen über die korrekte Funktion der Ventile oder anderer Regelorgane zulassen.

Description

VERFAHREN ZUR ÜBERPRÜFUNG DER FUNKTION EINES ODER MEHRERER VENTILE

Technisches Gebiet [0001] Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein die Überwachung von Rohrleitungssystemen und insbesondere die Überprüfung der in diesen Rohrleitungssystemen befindlichen Regelorgane auf korrekte Funktion.

[0002] In Zusammenhang mit der Erfindung ist die Bezeichnung „Ventil“ der Sammelbegriff für alle Regelorgane wie Ventile, Kugelhähne, Schieber, Hähne oder andere Komponenten, die zur Durchflussanpassung in hydraulischen Systemen eingesetzt werden, zu verstehen.

Stand der Technik [0003] Rohrleitungssysteme beinhalten in der Praxis meistens eine Vielzahl an Ventilen deren korrekte Funktion genereli maßgeblich für das gesamte System ist. Z. B. werden oft sehr viele kleine Ventile mit Stellantrieben zur Regelung in Heiz-und Kühlsystemen eingesetzt. Ventile sind aber teilweise empfindlich in Bezug auf Verschmutzungen. Auch ist die korrekte Funktion von Ventilen mit Stellantrieb eben durch diesen Stellantrieb zusätzlich anfällig für Fehlfunktionen. Häufig schließen diese Ventile nicht mehr korrekt oder sind in einer Stellung blockiert. Da in größeren Gebäuden mehrere 1000 Stuck Ventile eingesetzt werden können, ist nicht nur die Wahrscheinlichkeit einer Fehlfunktion innerhalb eines solchen Systems sehr hoch, sondern folglich auch der Aufwand für deren Überprüfung, bzw. Wartung.

Aufgabe der Erfindung [0004] Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Möglichkeit einer einfachen, wenig arbeitsintensiven und verlässlichen Funktionskontrolle für solche Anwendungen vorzuschlagen.

Allgemeine Beschreibung der Erfindung [0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Überprüfung der Funktion eines oder mehreren Ventilen innerhalb eines Rohrleitungssystems, wobei der Schallpegel in Zusammenhang mit der

Schallfrequenz eines durch das Rohrleitungssystem fließenden Mediums an einer oder mehreren Stellen innerhalb des Rohrleitungssystems gemessen wird.

[0006] in einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein korrektes Schließverhalten des oder der Ventile durch einen ansteigenden Schallpegel bei einer Frequenz gefolgt von einem abrupten Abfall gemessen.

[0007] Ein nicht korrektes Schiießen von einem oder mehreren Ventilen kann durch ein Ansteigen der Schallpegel der für das System typischen Schallfrequenz gefolgt von deren Verbleiben auf höherem Niveau gemessen werden. Der verbleibende Restpegei ist abhängig von der Leckage des Ventiles.

[0008] Im erfindungsgemäßen Verfahren können ein oder mehrere sich nicht bewegende oder defekte Ventile, bzw. defekte Stellantriebe durch eine gleichbleibende Schallintensität gemessen werden.

[0009] Die Messung wird vorzugsweise mittels einem oder mehreren am Rohrleitungssystem und/oder an den Ventilen angebrachten Körperschall-Schwingungssensoren und/oder Mikrofonen durchgeführt.

[0010] Es hat sich herausgestellt, dass die Messungen am besten mittels Auswertung des Schallpegels im Frequenzbereich, zwischen 500 und 15000 Hz durchgeführt werden. Die Wahl des Frequenzbereichs ist abhängig von der Strömungsgeschwindigkeit im Ventil und der Baugröße des Ventiles. Niedrige Strömungsgeschwindigkeiten erzeugen kaum Oberwellen, hohe Strömungsgeschwindigkeiten dagegen viele Oberwellen. Zusätzlich besteht eine Abhängigkeit von der Durchflussmenge für den Pegel dieser Oberwellen.

[0011] In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird die Messung so aufbereitet, dass für Schallfrequenz und Schallpegel ein spezieller Kennwert, der abhängig vom Ventiltyp ist, gebildet wird. Für einen Einsatz vor Ort für eine nicht akustisch geübte Fachkraft steht dann ein einfacher Kennwert zur Kontrolle zur Verfügung.

[0012] Das erfindungsgemäße Verfahren kann sowohl zur Kontrolle einer Einregulierung der Ventile, als auch zur Erkennung defekter Ventile und Antriebe und/oder der Größenordnung des Durchflusses durchgeführt werden.

[0013] Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Rohrleitungssystem, umfassend ein oder mehrere Ventile, ein oder mehrere am Rohrleitungssystem und/oder an den Ventilen angebrachte Körperschall-Schwingungssensoren und/oder Mikrofone, sowie eine Kontrolleinheit zur Auswertung einer oder mehreren Messungen, wobei die Kontrolleinheit ausgebildet ist das hierin beschriebene Verfahren durchzuführen..

[0014] Die Erfindung erlaubt es demnach, schnell und unkompliziert, defekte Ventile und Antriebe inklusive der Größenordnung des Durchflusses, durch ein standardisiertes einfaches Verfahren, sicher zu erkennen.

[0015] Die Qualität der Verteilung kann gleichzeitig über den Vergleich der gemessenen Schallemissionen der Ventile geprüft werden.

Beschreibung mehrerer Ausgestaltungen der Erfindung [0016] Generell gilt: Jeder Druckverlust in einem Rohrleitungsnetz hat ein Strömungsrauschen zur Folge. Der Schallpegel des Strömungsrauschens sinkt mit dem Öffnungsquerschnitt des Ventiles und steigt mit dem Druckverlust. 1. Die Erfindung besteht darin das Strömungsrauschen in Verbindung mit der Frequenz zu Messung auf korrekte Funktion zu nutzen. 2. Die Erfindung nutzt das Strömungsrauschen um Aussagen über die relative Durchflussmenge zu erhalten.

[0017] Eine Ânderung im Durchfluss durch Querschnittsverengung in einem Ventil weist einen typischen Schwingungsverlauf auf.

[0018] Mit der Reduzierung des Querschnitts steigen sowohl die der Schallpegel wie auch der Oberwellenanteil an. Kurz vor dem Schließen wird der Maximalwert der Kôrperschallerzeugung erreicht. Wenn das Ventil geschlossen ist, fâllt das Ergebnis für das Ventil auf Null und es ist nur noch das tieffrequente Grundrauschen des Systems messbar.

[0019] Mit einem Körperschall-Schwingungssensor oder Mikrofon am Ventil können diese Schwingungen gemessen werden. Eine einfache Funktionskontrolle ist sofort möglich. 1. Ansteigender Schallpegel mir ansteigender Frequenz, gekoppelt mit einem Abfall auf das Grundrauschen wenn das Ventil geschlossen ist, bedeutet korrektes Regelverhalten. 2. Der Schallpegel und die Frequenz steigen nur an und verbleiben auf einem Niveau oberhalb des Grundrauschens: Ventil schließt nicht korrekt 3. Gleichbleibende Schallintensität: Ventil bewegt sich nicht, Antrieb oder Ventil defekt.

[0020] Da in einem Netz in der Regel viele gleiche Ventile mit gleichen Verbrauchern eingesetzt sind, ist der Verlauf der Kurven der Pegel bei gleichem Durchfluss und gleicher Einbausituation identisch, ein niedriger Pegel ist gleichbedeutend mit einem geringeren Durchfluss und der maximale Schallpegel in Verbindung mit der Frequenz Iiefert auch Angaben über die Größenordnung des Durchflusses und des Druckverlustes im Ventil. Für eine Umrechnung in exakte Durchflussmengen werden in der Regel Diagramme für die Geräuschentwicklung vom Hersteller benötigt.

[0021] In realen Systemen mit vielen Ventilen herrscht immer ein hohes Grundrauschen, da viele Ventile gleichzeitig regeln und gemeinsam mit der Pumpe Geräusche verursachen, so dass eine Messung an einem Punkt haufig keine ausreichenden Geräuschunterschiede feststellen kann.

[0022] Hier nutzt die Erfindung es, dass hohe Frequenzen stark gedämpft werden, diese sind nur noch in unmittelbarer Nähe der Geräuschquelle feststeilbar. In der Folge werden im realen Netz bei einem zu messenden Ventil, nur die hohen Frequenzen benötigt. Diese sind praktisch in unmittelbarer Nähe des zu prüfenden Ventiles messbar.

[0023] Die Erfindung beruht darauf, den Schallpegel an den Messstellen über den Zeitraum eines Schiießvorganges von 100% auf bis 0% den Pegel und die Frequenz aufzuzeichnen. Sie ermittelt aus den Messwerten eine korrekte Ventilfunktion.

[0024] Zusätzlich wird das Signal aus Frequenz und Schallpegel aufbereitet und über einer Zeitachse aufgetragen um einen einfachen Kontrollwert zu erhalten. Dieser ist abhöngig vom Typ des Ventiles, der Baugröße und der generellen Einbausituation. Der Kontrollwert wird über einer Zeitachse aufgezeichnet umso noch einfachere Kurven zu erhalten. Wenn der Vergleich der Kurven an verschiedenen Messstellen über die Zeitachse zeigt ob die Regelfunktion korrekt ist.

[0025] Für die Kontrolle einer Einregulierung können auch gleichzeitige Messungen an vielen Ventilen sinnvoll sein.

Claims (11)

1. Verfahren zur Überprüfung der Funktion eines oder mehrerer Ventile innerhalb eines Rohrleitungssystems, wobei das Verfahren im Wesentlichen wie hierin beschrieben durchgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Strömungsgeräusch eines durch das Rohrleitungssystem fließenden Mediums an einer oder mehreren Stellen innerhalb des Rohrleitungssystems gemessen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein korrektes Schließverhalten des oder der Ventile durch einen ansteigenden Schallpegel bei höherer Frequenz gefolgt von einem Abfall gemessen wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein nicht korrektes Schließen des einen oder mehreren Ventilen durch ein Ansteigen der Schallpegel gefolgt von deren Verbleiben auf höherem Niveau ohne Abfall auf das Grundrauschen gemessen wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein oder mehrere sich nicht bewegende oder defekte Ventile, bzw. defekte Stellantriebe durch eine gleichbleibende Schallintensität gemessen werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Messung mittels einem oder mehreren am Rohrleitungssystem und/oder an den Ventilen angebrachten Körperschall-Schwingungssensoren und/oder Mikrofonen durchgeführt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Messung mittels Auswertung des Schallpegels im Frequenzbereich, zwischen 500 und 15000 Hz durchgeführt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die gemessenen Daten der Schallpegel aufbereitet und über einer Zeitachse aufgetragen werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Messung zur Kontrolle einer Einregulierung der Ventile durchgeführt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Messung zur Erkennung defekter Ventile und Antriebe und/oder der Größenordnung des Durchflusses durchgeführt wird.

11. Rohrleitungssystem, umfassend ein oder mehrere Ventile, ein Oder mehrere am Rohrleitungssystem und/oder an den Ventilen angebrachte Körperschall-Schwingungssensoren und/oder Mikrofone, sowie eine Kontrolieinheit zur Auswertung einer oder mehreren Messungen, wobei die Kontrolieinheit ausgebildet ist das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 durchzuführen.