NL1025121C2 - Drukverhogingsinstallatie. - Google Patents

Description

Titel: Drukverhogingsinstallatie

De uitvinding heeft betrekking op een drukvat voor een drukverhogingsinstallatie van een waterleidingssysteem, omvattende een kamer die middels een in het drukvat aangebrachte opening tijdens bedrijf in vloeistofverbinding is met het waterleidingssysteem, waarbij het volume 5 van de kamer variabel is ten gevolge van een extern op de kamer uitgeoefende kracht en een in het waterleidingssysteem heersende druk.

Dergelijke drukvaten zijn in verschillende uitvoeringsvormen bekend en worden bijvoorbeeld in drukverho gingsinetallatiee toegepast. In grotere gebouwen, in het bijzonder in hoogbouw, garanderen dergelijke met 10 meerdere hogedrukpompen uitgeruste drukverhogingsinstaUaties een toereikende watervoorziening. Dergelijke drukvaten zijn als ketel uitgevoerd waarbij binnenin een balg is opgesteld die een watervulling opneemt. Voorts is tussen de ketel en de balg een ruimte beschikbaar voor opname van een gasvormige drukvulling. De elastische balg en de 15 drukgasvulling compenseren drukveranderingen die in het waterleidingssysteem worden veroorzaakt door waterslagen.

Voorts onderhoudt een dergelijk drukvat in de waterleidingen van een gebouw ook een gelijkmatige waterdruk op het moment dat de betreffende drukopbouwende pompen buiten bedrijf zijn. Bovendien vormt 20 een dergelijk drukvat een watervoorraad die verhindert dat bij het optreden van een geringe hoeveelheid lekkage binnen het waterleidingssysteem waardoor een drukval wordt veroorzaakt, de hogedrukpompen voortdurend korte tijd in bedrijf zijn.

Dergelijke drukvaten bestaan over het algemeen uit een ketel in de 25 vorm van een stalen omhulsel met een daarin opgesteld membraan, bijvoorbeeld vormgegeven door een rubberen balg of een flexibele scheidingswand. Aan de ene zijde van het membraan bevindt zich een drukvulling, waarvan de grootte is ingesteld, afhankelijk van de betreffende

102512H

2 pompgrootte en de betreffende pomp-inlaatdruk. De gaedrukvulling voorziet, afhankelijk van de druk in het leidingssysteem, in een waterinstroom in het vat en een wateruitstroom uit het drukvat. De andere zijde van het membraam vormt de watergeleidende kant en is aangesloten 6 op de waterleidingen van een gebouw. Aansluiting van het drukvat vindt plaats met bekende middelen.

Het risico bestaat dat zich aan de watervoerende zijde van een der gelijk drukvat bacteriën verzamelen wanneer geen of weinig vloeistof het drukvat in· en/of uitstroomt, met andere woorden, wanneer 10 vloeistofuitwisseling achterwege blijft. Het ontstaan van legionella kan daarbij als een van de grootste problemen worden beschouwd. Om die te bestrijden zijn in watervoerende installaties verschillende maatregelen bekend.

Uit octrooipublicatie DE 199 45 105 Al is het bekend de balg van 15 een drukvat te voorzien van een kiemgroei-afremmende bekleding. Wegens de verandering van het bovenste oppervlak van een dergelijke balg bestaat echter het risico dat een dergelijke kiemgroei-remmende bekleding oplost of op een andere wijze haar werking verliest. Een dergelijke werking is ook niet voor een langere tijd gegarandeerd.

20 Voorts is uit octrooipublicatie DE 199 51476 Al een inrichting en een werkwijze voor het bacterie-vrijmaken van watervoerende installaties bekend. Daarvoor is een zeer kostbare ontkalkingsinrichtmg met een ultra geluidseenheid, een filtereenheid, een stroombewaker en een oxidatie· eenheid vereist. Stroombewaking dient als aan-/uitschakelaar aangezien 25 deze bij een stilstand van de waterstroom de oxidatie -eenheid overschakelt. Binnenin dè oxidatie-eenheid wordt de waterstroom met elektrische stroom in beweging gezét om de zich in het water bevindende legionella of andere bacteriën te doden.

Uit octrooipublicatie DE 196 53 696 is eveneens een zeer kostbare 30 inrichting bekend waarbij met de hulp van een menginrichting koud en 1025121- 3 warm water met elkaar wordt gemengd om legionellavorming te doorbreken. Desinfectie van het leidingssysteem vindt plaats door een doorspoeling van bet leidingssysteem met heet water boven een temperatuur van 60*C.

5 Deze oplossingen zijn echter niet geschikt het ontstaan van legionella’s op betrouwbare wijze te verhinderen wanneer binnenin het drukvat geen vloeistofuitwisseling meer plaatsvindt. Oorzaken voor een te geringe doorstroming van de kamer van het drukvat kunnen zijn: 1. het gedurende een langere tijdspanne niet in bedrijf zijn van het 10 drukvat, bijvoorbeeld tijdens een vakantie; 2. het gescheurd zijn van het rubberen membraam binnenin het drukvat waardoor de gasdrukvulling binnenin de ketel verloren ie gegaan; 3. eén defect gasvulventiel waardoor de gasdrukvulling ie ontsnapt; 4. het in de loop van de tijd verliezen van de druk van de gasdrukvulling 15 ten gevolge van diffusie door de rubberen balg heen naar het water; 5. een verkeerde opstelling van het drukvat; en 6. een te hoge of te lage gasdruk van de gasdrukvulling.

Bjj enkele van deze hiervoor genoemde gevallen kan weliswaar nog een geringe vloeistofuitwisseling tussen het leidingssysteem en het drukvat 20 plaatsvinden, maar een vloeistofuitwisseling ie niet op betrouwbare wijze gegarandeerd.

De uitvinding beoogt een drukvat van de in de aanhefgenoemde soort, waarbij met behoud van de voordelen, genoemde nadelen worden vermeden. In het bijzonder beoogt de uitvinding een drukvat te verkrijgen 25 waarbij op een eenvoudige en betrouwbare wijze een risicosituatie voor bacterievorming in de kamer van het drukvat kan worden gedetecteerd dat een te geringe doorstroming van de kamer van het drukvat plaatsvindt, zodat bacterievorming, zoals legionella, kan worden tegengegaan. Daartoe is nabij de in het drukvat aangebrachte opening een stromingsseneor voor het 30 detecteren van een vloeistofstroom opgesteld.

1025121- 4

Door toepassing van een stromingssensor is het mogelijk een vloeistofstroom in en/of uit het drukvat te detecteren voortdurend vast te stellen. Vindt er geen vloeistofstroom plaats dan is dat een eenduidige indicatie dat er een situatie is ontstaan waarin door beschadiging van de 5 balg of door andere oorzaken bij het drukvat legionellavorming binnenin het drukvat mogelijk wordt. Een door de stromingssensor gegenereerd signaal kan daarbij op passende wijze worden verwerkt.

Opgemerkt wordt dat de Japanse octrooipublicatie JP 5 133 650 een koelwatersysteem beschrijft voor een airconditioninginstallatie, waarbij 10 een stromingssensor is opgesteld voor het detecteren van een lekstroming uit een tank van het open type.

Door met behulp van de stromingssensor een vloeistofinstroom te detecteren die vanuit het waterleidingssysteem naar de kamer van het drukvat plaatsvindt, kan een betrouwbare detectie worden verkregen. In 15 het geval van een druppelende kraan is de uitstroom vanuit het de kamer in het drukvat slechts gering. Detectie van deze vloeistofstroom is minder gemakkelijk dan bij het detecteren van een relatief grote vloeistofstroom naar de kamer die wordt bewerkstelligd door een hogedrukpomp. Aangezien de detectie bij instroom dus eenvoudiger kan worden verkregen, kan op 20 voordelige wijze een robuuste en betrouwbare detectie worden gerealiseerd. Uiteraard is het ook mogelijk de uitstroom te detecteren of zelfs detectie van beide typen stromingen.

Bij voorkeur omvat de kamer een wand die een flexibel gedeelte en een star gedeelte heeft en waarbij de externe kracht door een 25 gasdrukvulling wordt uitgeoefend op het flexibele gedeelte van de wand, zodat een min of meer uniform over het flexibele gedeelte van de wand van de kamer verdeelde druk wordt verkregen. Het is echter ook mogelijk de 1025121 4a externe kracht te realiseren met behulp van een mechanische constructie, zoals bijvoorbeeld een voorgespannen veer.

Op voordelige wijze is de stromingssensor losneembaar opgesteld nabij de in het drukvat aangebrachte opening, bijvoorbeeld met behulp van 5 een schroef* of klemverbinding. Hiermee kan op eenvoudige wijze ook bij een reeds opgeleverde installatie de stromingssensor bij het drukvat worden geplaatst, zodat legionellavorming kan worden tegengegaan.

1025121 5

Door de stromingseensor op te stellen tussen de in het drukvat aangebrachte opening en een leidingsegment van het waterleidingssysteem dat tijdens bedrijf in vloeistofverbinding is met de kamer, wordt bereikt dat een vloeistofetroom tussen het leidingsegment en de kamer van het drukvat 5 op eenvoudige wijze direct kan worden gedetecteerd.

Door de stromingseensor aan te sluiten op een tijdklok kan op elegante wijze worden nagegaan hoeveel tijd is verstreken sinds vloeistofuitwisseling met de kamer in het drukvat is gedetecteerd ten einde een inschatting te verkrijgen van de kans op legionellavorming, zodat 10 maatregelen ter bestrijding hiervan in werking kunnen worden gesteld.

De uitvinding heeft voorts betrekking op een stromingseensor die is ingericht om te worden opgesteld nabij de in het drukvat aangebrachte opening.

De uitvinding heeft eveneens betrekking op een 15 drukverhogingsinstallatie omvattende het drukvat die is aangesloten op het waterleidingssysteem.

Ook heeft de uitvinding betrekking op een werkwijze voor het detecteren van een risicosituatie voor bacterievorming in een kamer van een drukvat voor een drukverhogingsinstallatie van een waterleidingssysteem. 20 Verdere voordelige uitvoeringsvormen van de uitvinding zijn weergegeven in de volgconclusiee.

De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van uitvoeringsvoorbeelden die in de tekening zijn weergegeven. In de tekening toont: 25 Fig. 1 een schematisch aanzicht van een dwarsdoorsnede van een drukvat overeenkomstig de uitvinding in een eerste toestand;

Fig. 2 een schematisch aanzicht van een dwarsdoorsnede van het drukvat van Fig. 1 in een tweede toestand;

Fig. 3 een schematisch aanzicht van een dwarsdoorsnede van het 30 drukvat van Fig. 1 in een derde toestand; 102512J- 6

Fig. 4 een schematisch aanzicht van een dwarsdoorsnede van het drukvat van Fig. 1 in een vierde toestand; en

Fig. 5 een schematisch aanzicht van een stromingssensor overeenkomstig de uitvinding in een gedeeltelijk uiteengenomen toestand.

5 De figuren zijn slechts schematische weergaven van een voorkeursuitvoering van de uitvinding. In de figuren zijn gelijke of corresponderende onderdelen met dezelfde verwijzingscqfers aangegeven.

In Fig. 1 is een drukvat 1 overeenkomstig de uitvinding weergegeven in een eerste, normale toestand. Het drukvat 1 heeft een 10 stalen omhulsel 2 dat een kamer 3 en een gasdrukvulling 4, zoals bijvoorbeeld lucht, insluit. De kamer 3 wordt gedefinieerd door een flexibel rubberen balg 5 en een deel van het drukvat 1 waarin een opening 6 ie aangebracht. Het drukvat 1 is rondom de opening 6 voorzien van een schroefverbinding waaraan een eerste uiteinde 7 van een stromingssensor 8 15 is geschroefd. Een tweede uiteinde 9 van de stromingssensor 8 is bevestigd aan een waterleidingssegment 10. Het waterleidingssegment 10 is aangesloten op tenminste één (niet weergegeven) hogedrukpomp en (eveneens niet weergegeven) aftappunten voor gebruikers. Door de opstelling van de stromingssensor 8 wordt deze doorstroomd tijdens in* en 20 uitstroom van de kamer 3.

In de eerste bedrijfttoestand is de hogedrukpomp in rust en vindt door de gebruikers geen afname van water plaats. De balg 5 is opgerekt, zodat het volume van de kamer 3 maximaal is. Deze staat onder de hoge druk van een drukvulling binnen in het drukvat 1. Door de gasdrukvulling 4 25 wordt binnen in het watervoerend waterleidingssegment 10 een vooraf bepaalde druk in stand gehouden. De stromingssensor 8 bevindt zich in rusttoestand.

Figuur 2 toont een tweede toestand van het drukvat 1, waarbij sprake is van waterafhame vanuit de kamer 3 van het drukvat 1 naar het ^ 30 watervoerende waterleidingssegment 10, bijvoorbeeld ten gevolge van een 1025121- 7 door een gebruiker geopende waterkraan. Wordt er op een willekeurige plaats water afgenomen, dan bewerkt de druk die wordt veroorzaakt door de gasdrukvullmg 4 in het drukvat een eamendrukking van de balg 5, waardoor de in de kamer 3 opgeslagen waterhoeveelheid door de opening 6 5 van het drukvat 1 naar buiten treedt, de stromingssensor 8 doorstroomt en aansluitend in het waterleidingssegment naar de verbruiker stroomt. Dit is mogelijk totdat de druk binnen in het drukvat 1 tot een vooraf gedefinieerde waarde terugvalt. Wordt dit drukpunt bereikt, dan schakelen één of meer drukverhogingepompen in.

10 Figuur 3 toont een derde toestand van het drukvat 1 waarbij een pomp is geactiveerd, zodat water in het waterleidingssysteem 10 wordt ingevoerd. Daarbij stroomt een deelstroom 12 van het door de pomp aangevoerde watermengsel 11 door de stromingssensor 8 heen en vult de kamer 3 binnenin het drukvat 1 weer op. De gasdrukvullmg binnenin het 15 drukvat wordt weer gecomprimeerd en de druk neemt toe. In deze toestand detecteert de stromingssensor 8 de deelstroom 12 en genereert een signaal Figuur 4 toont een vierde toestand van het drukvat 1, waarbij geen deelstroom 12 meer in de kamer 3 wordt opgenomen, aangezien de gehele hoeveelheid aangevoerde watermengsel 11 wordt aangewend om te voorzien 20 in een waterstroom 19 naar de gebruiker. Nadat de gebruiker de waterafhame beëindigt, bijvoorbeeld door dichtdraaien van een waterkraan wordt de kamer 3 weer gevuld totdat de situatie in de eerste toestand van het drukvat 1 (zie Fig. 1) wordt bereikt. Bij het bereiken van een vooraf bepaalde druk in het systeem wordt de pomp dan uitgeschakeld.

25 Figuur 5 toont een schematisch aanzicht van de stromingssensor 8 in gedeeltelijk opengewerkte toestand. De stromingssensor 8 heeft een RVS behuizing 13 dat een buisstuk 18 vormt, waarin een doorstroombaar, onder veerwerking 16 staand element, hier als ringelement 14 uitgevoerd, is opgesteld, dat beweegbaar is opgesloten in het buisstuk 18. Zodoende vormt 30 het buisstuk 18 tezamen met het leidingsegment een geïntegreerd kanaal 1025121- 8 voor vloeistofstroom in en/of uit de kamer. Het ringelement 14 ia in hoofdzaak axiaal verschuifbaar gelagerd in het buisstuk 18 van de behuizing 13 en heeft een dooretroomopening 16. De doorstroomopening 16 vormt bij doorstroming een stromingsweerstand waardoor deze bij het 5 vullen van het drukvat 1 tegen de veerwerking 16 in uit zijn rustpositie wordt gedreven. Het ringelement 14 is als een magneet uitgevoerd, zodat een axiale beweging van het element 14 aan de buitenzijde van de behuizing 13 kan worden gedetecteerd met behulp van een magneetsensor 17.

In de eerste, tweede en vierde toestand van het drukvat 1 (zie Fig. 10 1, 2 en 4, respectievelijk) bevindt het ringelement 14 zich onder invloed van een voorgespannen veer 16 in een ruststand, aangezien er geen substantiële vloeistofstroom is naar de kamer van het drukvat. In de derde toestand van het drukvat 1 (zie Fig. 3) wordt het ringelement 14 tegen de veerwerking 16 in verschoven naar een meetstand. De oorzaak daarvan is de deelstroom 12 15 die de kamer 3 opvult, waarbij de stroming een weerstand tegen het ringelement 14 ontwikkelt. Hierbij bereikt het magnetische ringelement 14 de meetstand die wordt gedetecteerd door de magneetsensor 17. Doordat de magneetsensor 17 de meetstand van het element onderscheidt van de ruststand is op elegante wijze een stromingsdetectie verkregen. De 20 magneetsensor 17 is bijvoorbeeld uitgevoerd als een elektronisch schakelelement, bijvoorbeeld een reedcontact. De magneetsensor 17 genereert een signaal dat geschikt is voor verdere verwerking. Door een magnetisch ringelement 14 in combinatie met een magneetsensor 17 toe te passen wordt een robuuste, elegante positie detectie van het ringelement 25 verkregen. Bij voorkeur bevindt de magneetsensor 17 zich aan de buitenzijde van het buisstuk in of aan de behuizing 13, zodat overmatige slijtage van de sensor wordt tegengegaan.

Het elektronische schakelelement is aangesloten op een instelbare tijdklok. Telkens wanneer de magneetsensor een signaal geeft, bijvoorbeeld 30 een puls, wordt de tijdklok geïnitialiseerd. Daarmee kan met behulp van de 1025121- 9 klok worden vastgesteld, in welke tijdsperioden inetroom van water in het drukvat 1 heeft plaatsgevonden. In het geval nu dat gedurende een langere tijdsperiode geen vloeistof naar het drukvat is gestroomd, heeft dit tot gevolg, dat gedurende die tijd de magneetsensor niet is bekrachtigd.

5 Tengevolge van de falende doorstroom wordt het reedcontact niet geactiveerd. Met behulp van een regelinrichting en de tijdklok waarop de magneetsensor 17 is aangesloten, kan de tijdsduur worden bepaald waarin geen instroom in de kamer 3 heeft plaatsgevonden, die als nadelig voor de vorming van legionella's wordt bepaald. Wordt na een vooraf bepaalde 10 tijdsduur, bijvoorbeeld een bekende tijd waarin legionella zich kan ontwikkelen zoals bijvoorbeeld 50 uur of 100 uur, de magneetsensor 17 niet bekrachtigd, dan activeert de regelinrichting een alarminrichting, bijvoorbeeld een relaisschakelaar waarmee het het drukverhogingssysteem buiten werking wordt gesteld en/of waarmee een alarmsignaal wordt 15 gegenereerd. De vooraf bepaalde tijdsduur wordt bij voorkeur ingesteld met behulp van een potentiometer of een ander elektronisch instelelement. Op deze wijze wordt een gebruiker van de drukverhogmgsinstallatie op eenvoudige wijze geconfronteerd met het optreden van de storing, zodat bij het opstarten van de installatie en doeltreffende spoeling en/of 20 desinfectiecyclus plaats kan vinden.

De uitvinding is niet beperkt tot de hier beschreven uitvoeringsvoorbeelden. Vele varianten zijn mogelijk.

Zo is het niet noodzakelijk dat het element van de stromingssensor in hoofdzaak axiaal verschuifbaar is. Het element kan zich bijvoorbeeld ook 25 onder invloed van de stroming verplaatsen vanuit een ruststand naar een meetstand via een cirkelsegment of een andere geometrisch vormgegeven baan.

Ook kan het element niet via veerwerking, maar op een andere wijze in de ruststand worden gehouden, bijvoorbeeld met behulp van een 30 gaedrukpatroon.

1025121- 10

Voorts kan het verplaatsbare element zijn vormgegeven als een gesloten structuur waarlangs de vloeistof kan stromen, bijvoorbeeld een bol, in plaats van een open structuur waardoorheen de vloeistof kan stromen, bijvoorbeeld een ring. Zowel de gesloten als de open structuur genereren een 5 stromingsweerstand bij het optreden van een vloeistofstroom, waardoor de verplaatsing van het element wordt gerealiseerd.

De positie van het element kan uiteraard niet alleen via een magnetische sensor, maar ook met andere typen verplaatsingsse nsoren worden gemeten, bijvoorbeeld op elektrisch wijze door het sluiten van een 10 stroomkring.

Ook kan de stromingssensor op geheel andere wijze zijn vormgegeven, bijvoorbeeld met behulp van akoestische signalen.

Dergelijke varianten zullen de vakman duidelijk zijn en worden geacht te liggen binnen het bereik van de uitvinding, zoals verwoord in de 15 hiernavolgende conclusies.

1025121-

Claims (17)

11

1. Drukvat voor een drukverhogingsinetallatie van een waterleidingssysteem, omvattende een kamer die middels een in het drukvat aangebrachte opening tijdens bedrijf in vloeistofverbinding is met het waterleidingssysteem, waarbij het volume van de kamer variabel is ten 5 gevolge van een extern op de kamer uitgeoefende kracht en een in het waterleidingssysteem heersende druk, en waarbij voorts nabij de in het drukvat aangebrachte opening een stromingssensor voor het detecteren van een vloeistofstroom is opgesteld.

2. Drukvat volgens conclusie 1, waarbij de stromingssensor ie 10 ingericht voor het detecteren van een vloeistofmetroom vanuit het waterleidingssysteem naar de kamer van het drukvat.

3. Drukvat volgens conclusie 1 of 2, waarbij de kamer een wand i omvat die een flexibel gedeelte en een star gedeelte heeft en waarbij de ' externe kracht door een gasdrukvulling wordt uitgeoefend op het flexibele 15 gedeelte van de wand.

4. Drukvat volgens één dér voorgaande conclusies, waarbij de stromingssensor losneembaar is opgesteld nabij de in het drukvat aangebrachte opening.

5. Drukvat volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de 20 stromingssensor is opgesteld tussen de in het drukvat aangebrachte opening en een leidingsegment van het waterleidingssysteem dat tijdens bedrijf in vloeistofverbinding is met de kamer.

6. Drukvat volgens conclusie 5, waarbij de stromingssensor een buisstuk omvat dat tezamen met het leidingsegment een kanaal vormt voor 25 de vloeistofstroom in en/of uit de kamer, en waarbij in het buisstuk een element is aangebracht dat onder invloed van de vloeistofstroom verplaatsbaar is vanuit een ruststand naar een meetstand. 1025121“ 12

7. Drukvat volgens conclusie 6, waarbij het element bij afwezigheid van een substantiële vloeistofstroom zich ten gevolge van een veerwerking in de ruststand bevindt.

8. Drukvat volgens conclusie 6 of 7, waarbij het element in hoofdzaak 5 axiaal verschuifbaar is in het buisstuk van de stromingssensor.

9. Drukvat volgens één der conclusie 6-8, waarbij het element een onder veerwerking staande, doorstroombare ring omvat.

10. Drukvat volgens één der conclusies 6-9, waarbij het element is uitgevoerd als een magneet en waarbij de stromingssensor voorts een 10 magneetsensor omvat.

11. Drukvat volgens conclusie 10, waarbij de magneetsensor buiten het buisstuk is opgesteld.

12. Drukvat volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de stromingssensor is aangesloten op een tijdklok.

13. Drukvat volgens conclusie 12, waarbij de stromingssensor is ingericht voor het bij detectie van een vloeistofstroom initialiseren van de tijdklok.

14. Stromingssensor die is ingericht om te worden opgesteld nabij de in het drukvat volgens conclusie 1 aangebrachte opening.

15. Drukverhogingsinstallatie omvattende een drukvat volgens conclusie 1 die is aangesloten op het waterleidingssysteem.

16. Werkwijze voor het detecteren van een risicosituatie voor bacterievorming in een kamer van een drukvat voor een drukverhogingsinstallatie van een waterleidingssysteem, waarbij de kamer 25 tijdens bedrijf middels een opening in vloeistofverbinding is met het waterleidingssysteem, waarbij de werkwijze de stap omvat van het detecteren van een vloeistofstroom nabij de in het drukvat aangebrachte opening.

17. Werkwijze volgens conclusie 16, waarbij na het detecteren van een 30 vloeistofstroom een tijdklok wordt geïnitialiseerd. 1025121-