NL1037811C2 - Werkwijze en inrichting voor het reinigen en spuien van leidingen. - Google Patents

Description

Werkwijze en inrichting voor het reinigen en spuien van leidingen

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het 5 reinigen door spuien van ondergrondse leidingen, leidingen in zuiveringsinstallaties en collectieve leidingsystemen in gebouwen. Voorts heeft de uitvinding betrekking op een inrichting voor het reinigen en spuien van leidingen en leidingsystemen.

10 STAND DER TECHNIEK

Bekend is het spuien van leidingen, bijvoorbeeld waterleidingen, met vloeistof, bijvoorbeeld water, waarbij door het verhogen van de vloeistofstroming in de leidingen het bezonken, aangekoekte of aangegroeide vuil wordt opgewoeld en uitgespoeld. 15 Deze techniek wordt vooral toegepast bij leidingen met een diameter < 300 mm.

Bekend is ook het piggen van leidingen, bijvoorbeeld waterleidingen, waarbij een prop of 'pig' in de leiding wordt gebracht, waarna deze prop door middel van de vloeistofdruk cq.

20 het vloeistoftransport door de leiding wordt gedrukt. Op deze wijze worden vooral grotere leidingen (> 300 mm) gereinigd omdat spuien met alleen vloeistof dan minder effectief is en/of meer vloeistofverlies tot gevolg heeft.

Bekend is ook Duits patent DE 44 38 939, waarbij waterlei-25 dingen gereinigd worden door, tijdens het spuien met water, lucht in gasvorm te injecteren, onder hogere druk dan de vloeistofdruk. Door de lucht onder hogere druk en discontinu in te brengen wordt extra turbulentie in de leidingen gecreëerd.

Bekend is voorts het nog niet gepubliceerde Nederlands pa-30 tent NL 2002519, waarbij spiraalgewonden membranen, die in serie in horizontaal opgestelde drukbuizen zijn geplaatst, worden gereinigd met water, waarin vooraf een goed oplosbaar gas, bijvoorbeeld koolzuurgas of een mengsel van koolzuurgas met een ander gas, is opgelost. Door de drukval over de membranen ontstaat 35 een geleidelijke gasvorming over de in serie geplaatste membranen. Bovendien ontstaat de gasvorming gelijkmatig verdeeld over de hoogte van de drukbuizen en ontstaat meer gasvorming op locaties waar de drukval hoger is.

1037811 2

NADELEN STAND DER TECHNIEK

Het op conventionele wijze reinigen van leidingen, bijvoorbeeld waterleidingen, met behulp van alleen een vloeistofspoeling, bijv. spuien met water, heeft als nadeel dat een dergelij-5 ke reiniging beperkt effectief is, tenzij een groot vloeistof-verlies wordt geaccepteerd. Om dezelfde reden is deze techniek al helemaal niet effectief bij grotere leidingdiameters (met een diameter 300 mm of groter). Daarom worden deze grotere leidingen dan ook veelal gereinigd met proppen of 'piggen'.

10 Het reinigen van grotere leidingen (diameter 300 mm of gro ter) met proppen heeft echter ook een aantal nadelen. Zo zijn er extra installaties nodig voor het inbrengen van de prop, de zogenoemde pig lanceer stations. Daarnaast komt het regelmatig voor dat proppen vast komen te zitten, bijv. ter plaatse van een 15 vervorming in een leiding door zettingen, verbuigingen of belastingen vanaf het grondoppervlak. Ook kan de prop vast komen te zitten achter afsluiters of andere appendages.

Het Duits octrooi DE 44 38 939 is weliswaar een verbetering ten opzichte van gewoon spuien met alleen water of spuien met 20 een prop, maar heeft aanvullende nadelen. Zo heeft de geïnjecteerde lucht maar over een beperkte leidinglengte het gewenste effect doordat de ingebrachte lucht de neiging heeft om zich bovenin de leiding te verzamelen en zich derhalve niet over langere afstanden als een geheel leidingvullende prop door de leiding 25 beweegt. Hierdoor wordt de effectiviteit van de reinigende werking vanaf de injectie gemeten, snel minder. Deze reinigingstechniek is daarom ook nauwelijks effectief voor het reinigen van zinkers. Terwijl bekend is dat juist in zinkers veel vuil ophoping plaatsvindt als gevolg van lagere stroomsnelheden door-30 dat zinkers vaak dubbel worden uitgevoerd.

Een ander belangrijk nadeel van het Duits patent DE 44 38 939 is, dat er, na het reinigen, altijd lucht achterblijft in de leidingen. Als leidingen horizontaal zijn gepositioneerd, wat veelal het geval is, is deze lucht moeilijk te verwijderen, zo-35 dat dit veel tijd en waterverlies kost.

Tenslotte is een nadeel van DE 44 38 939 dat lucht wordt gebruikt. Van lucht is bekend dat het geen chemische reinigings-werking heeft. Lucht bevat voornamelijk stikstofgas en zuurstof, en maar weinig koolzuurgas. De stikstof en het zuurstof hebben 40 'slechts' een effect op de turbulentie. De in lucht aanwezige, 3 zeer geringe fractie koolzuurgas, veelal < 1% heeft ook geen chemisch reinigingseffect en is bovendien onbetekenend.

Het basisprincipe van een goed oplosbaar gas, zoals in NL 2002519 beschreven als reinigingsmethode voor het reinigen van 5 membranen, blijkt weliswaar toepasbaar voor het reinigen van horizontale transport- en distributieleidingen, maar heeft dan een ander werkingsprincipe. De toepassing van een goed oplosbaar gas, opgelost in de vloeistof, bij het reinigen van horizontale leidingen is namelijk op een aantal punten fundamenteel ver-10 schillend met de toepassing in membranen. Omdat de drukval over leidingen per strekkende meter veel lager is, en de lengte waarover gereinigd moet worden veel hoger, vindt de gasvorming minder snel en in lagere volumes plaats. Daarnaast is een transport- of distributieleiding geheel met vloeistof gevuld, terwijl 15 het volume in een drukbuis grotendeels wordt opgevuld door de membranen. Bij toepassing op membranen vindt de gasvorming veel gemakkelijker plaats vanwege het grote oppervlak per strekkende meter waarlangs de vloeistof met het daarin opgeloste gas stroomt. Daarnaast is de drukval per strekkende meter hoger bij 20 membraaninstallaties, zodat hier meer gas wordt gevormd. Door genoemde bovenstaande omstandigheden is de effectiviteit van een goed oplosbaar gas principieel verschillend en moet de gasvorming bij het reinigen van transport- en distributieleidingen via een andere werkwijze tot stand worden gebracht, teneinde de ge-25 wenste reinigingseffecten te bereiken.

Een doel van de onderhavige uitvinding is om een verbeterde werkwijze en inrichting te verschaffen waarbij de bovengenoemde nadelen, althans gedeeltelijk, zijn opgeheven.

30

BESCHRIJVING VAN DE UITVINDING

Tenminste één van de hiervoor genoemde doelen wordt verkregen door een werkwijze voor het reinigen of spuien van ondergrondse leidingen, leidingen in installaties en leidingen in ge-35 bouwen, in het bijzonder waterleidingen, met het kenmerk, dat een in de vloeistof goed oplosbaar gas wordt gedoseerd in de leiding tijdens het spuien met vloeistof door diezelfde leiding, waarbij de volgende stappen achtereenvolgend worden doorlopen: (l)Het gedurende een bepaalde tijd doseren van een in de 40 vloeistof goed oplosbaar gas in de leiding tijdens het trans- 4 port van vloeistof door de leiding, waarbij de druk in de leiding kunstmatig hoog wordt gehouden door een hydraulische weerstand in de spui afvoer; (2) Het verlagen van de druk in de leiding door de introductie 5 van een hydraulische weerstand in de leiding ter plaatse van het gas injectie punt, gecombineerd met het verminderen van de hydraulische weerstand in de spuiafvoer; (3) Het gedurende een bepaalde tijd intermitterend verhogen en verlagen van de druk in de leiding, door het wisselend verho- 10 gen en verlagen van de hydraulische weerstand in de spuiafvoer; (4) Het naspoelen van de leiding om resterend gas te verwijderen .

Het heeft, met het oog op een efficiënte werkwijze volgens 15 de uitvinding, een groot voordeel wanneer gebruik wordt gemaakt van een gas, dat in de vloeistof een verzadigingsconcentratie van 500 mg/1 of meer heeft, bij een temperatuur van 20 graden Celsius en bij atmosferische druk op zeeniveau. Een dergelijk gas is zodanig goed oplosbaar in de vloeistof, dat er veel gas 20 kan worden opgelost in de vloeistof.

Bij voorkeur wordt bij de werkwijze volgens de uitvinding in stap 1. minstens zoveel gas gedoseerd in de vloeistof als theoretisch bij de actuele druk en temperatuur in de leiding ter plaatse van het gas injectie punt kan worden opgelost. Wanneer 25 de vloeistofstroom geheel verzadigd is met gas, treedt de meeste gasvorming op bij drukverlagingen als gevolg van hydraulische weerstand over de leiding en appendages.

Bij voorkeur is bij de werkwijze volgens de uitvinding het vloeistofdebiet door de leiding tijdens stap 1. zodanig, dat de 30 stroomsnelheid van de vloeistof minimaal 0,25 m/s, en bij voorkeur >0,5 m/s bedraagt. Hiermee wordt bereikt, dat al het gas dat wordt gedoseerd in de leiding, daadwerkelijk wordt meegenomen door de vloeistofstroom.

Het is gunstig voor de werkwijze volgens de uitvinding, als 35 tijdens stap 1. de dosering van gas discontinu plaatsvindt, waarbij de tijdsduur van de dosering en de tijdsduur tussen de doseringen kunnen worden ingesteld. Een discontinue dosering beperkt het verbruik van gas.

Het is gunstig voor de werkwijze volgens de uitvinding, als 40 de tijdsduur van stap 1. zodanig wordt gekozen, dat over de ge- 5 hele lengte van de leiding pakketjes vloeistof, waarin gas tot het verzadigingsniveau is opgelost, aanwezig zijn. Hiermee wordt bereikt dat de gehele leiding optimaal wordt gereinigd.

Bij voorkeur is bij de werkwijze volgens de uitvinding het 5 vloeistofdebiet door de leiding tijdens stap 2. zodanig, dat de stroomsnelheid van de vloeistof minimaal 1 m/s, en bij voorkeur tussen 1,25 en 1,75 m/s is. Een voldoende hoge stroomsnelheid is vereist voor een goed reinigingsresultaat. Bovendien is het hydraulisch drukverlies per lengte eenheid van de leiding groter, 10 waardoor een groter volume gas zal ontstaan.

In een bijzonder voordelige uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding, wordt de druk in de leiding tijdens stap 2. ter plaatse van het gas injectie punt met minimaal 0,1 bar, en bij voorkeur met meer dan 0,25 bar, verlaagd ten opzich-15 te van de druk op ditzelfde punt tijdens stap 1. Hiermee wordt ook een goede gasvorming gerealiseerd ter plaatse van het gas injectie punt.

Bij voorkeur wordt bij de werkwijze volgens de uitvinding de druk in de leiding tijdens stap 3. intermitterend verhoogd en 20 verlaagd door het wisselend meer sluiten en openen van een klep in de afvoer van de spuivloeistof. Door de drukstoten die hierdoor ontstaan, zal gas dat in gasvorm aanwezig is, wisselend worden gecomprimeerd en geëxpandeerd. Daarnaast zal gas dat in gasvorm aanwezig is, wisselend opnieuw in oplossing gaan dan wel 25 uit de oplossing vrijkomen als gevolg van de drukverhoging respectievelijk drukverlaging.

Bij voorkeur wordt bij de werkwijze volgens de uitvinding het vloeistofdebiet door de leiding tijdens stap 3. zodanig gevarieerd, dat de stroomsnelheid van de vloeistof varieert tussen 30 0 m/s en maximaal 2 m/s. Hierdoor ontstaan flinke drukschomme- lingen.

In een bijzondere uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding, worden waterleidingen gereinigd en gespuid, waarbij als vloeistof oppervlaktewater, grondwater, afvalwater, pro-35 ceswater, zeewater, brak water, drinkwater of een andere, waterige vloeistof wordt gebruikt.

In een andere, bijzondere uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding, waarbij waterleidingen worden gereinigd, wordt koolzuurgas, of een mengsel van koolzuurgas met een ander 40 gas gebruikt. Koolzuurgas is goed oplosbaar in water. Hierdoor 6 is de gasvorming bij gebruik van koolzuurgas potentieel groter dan voor stikstof, zuurstof of buitenlucht. En door de goede oplosbaarheid wordt resterend koolzuurgas na de reiniging eenvoudig en snel verwijderd door spuien bij een hogere druk. Tenslot-5 te heeft koolzuurgas een chemische effect op ijzer- en kalkaanslag in leidingen. Stikstof, zuurstof en buitenlucht hebben een dergelijke werking niet.

In een andere, bijzondere uitvoering van de werkwijze volgens de uitvinding, wordt na afloop van stap 1., en voor het be-10 gin van stap 2., een prop in de leiding gebracht. De prop wordt dan tijdens de stappen 2. en 3. door de leiding naar het spui-punt getransporteerd en zorgt daarbij voor een extra reinigend effect. De ingebrachte prop veroorzaakt bovendien een drukverla-ging, waardoor de gasvorming voor de prop wordt gestimuleerd.

15 Bij voorkeur wordt bij de werkwijze volgens de uitvinding, waarbij koolzuurgas wordt gebruikt, vlak voor de spuiafvoer lucht in de leiding geïnjecteerd. Hiermee wordt voorkomen dat bij de uitstroming van de leiding een voor mens en dier gevaarlijke koolzuurgasconcentratie ontstaat. Door voldoende lucht bij 20 te injecteren wordt de koolzuurgas voldoende verdund.

In een bijzondere uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding, wordt het uittredende koolzuurgas ter plaatse van de spuiafvoer gecontroleerd afgevangen en hergebruikt.

De onderhavige uitvinding wordt nader toegelicht aan de 25 hand van fig. 1.

Fig. 1. toont een uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding.

Voorts heeft de uitvinding betrekking op een inrichting waarmee de werkwijze volgens de uitvinding geschikt kan worden 30 uitgevoerd, welke inrichting is getoond in fig. 1. In deze inrichting is een te reinigen leiding 1 voorzien van 2 afsluitbare koppelingen in de vorm van afsluitbare T-stukken of brandkranen, waarvan één aan de bovenstroomse zijde 4 en één aan de beneden-stroomse zijde 5, en is leiding 1 voorzien van een klep 2 aan de 35 bovenstroomse zijde van koppeling 4, en een klep 3 aan de bene-denstroomse zijde van koppeling 5, waarbij op koppeling 5 aan de benedenstroomse zijde van leiding 1 een spuiafvoer 6 is gekoppeld, met daarin een regelbare afsluiter 7 en een debietmeter 8, en waarbij op koppeling 4 aan de bovenstroomse zijde van leiding 40 1 een gastoevoer 9 is gekoppeld, welke aan de andere zijde is 7 verbonden met een onder druk gebrachte gas voorraad tank 10, en een regelklep 11 voor dosering van het gas.

De werkwijze volgens de uitvinding wordt nu aan de hand van fig. 1 toegelicht.

5 Tijdens stap 1. van de werkwijze volgens de uitvinding, is klep 3 gesloten, klep 2 geheel open en klep 7 is deels geopend. Hierbij wordt klep 7 zover geopend, dat een vloeistofsnelheid van minimaal 0,25 m/s in de leiding ontstaat, waarbij de leiding zelf onder druk wordt gehouden. Tijdens stap 1. Wordt vervolgens 10 een goed oplosbaar gas gedoseerd via gastoevoer 9 die is gekoppeld aan koppeling 4 en gas voorraad tank 10. De optimale gasdosering is de gasdosering waarbij minimaal zoveel gas wordt gedoseerd als theoretisch oplosbaar is bij de druk en temperatuur ter plaatse van het gas injectie punt.

15 Vervolgens wordt tijdens stap 2. klep 2 gedeeltelijk geslo ten, zodat hierover een weerstand ontstaat, en klep 7 wordt geheel geopend. Klep 2 wordt zodanig gesteld, dat een vloeistof-snelheid van minimaal 1 m/s in de leiding ontstaat, en een drukval over. klep 2 van minimaal 0,25 bar aanwezig is.

20 Vervolgens wordt tijdens stap 3. klep 7 afwisselend meer gesloten en geopend, als gevolg waarvan de vloeistofsnelheid in de leiding varieert tussen 0 tot 2 m/s.

Vervolgens wordt tijdens stap 4. eventueel resterend gas verwijderd door de leiding na te spoelen met vloeistof.

25 Bij voorkeur is de inrichting volgens de uitvinding voor zien van een regelunit 15, waarmee op basis van een drukmeting 12 benedenstrooms van regelklep 11, een drukmeting 13 boven-strooms van regelklep 11, en een debietmeting 14 in de gastoevoer 9, de gasdosering kan worden geregeld met behulp van regel-30 klep 11.

Opgemerkt wordt dat de uitvinding geenszins is beperkt tot de hierboven beschreven uitvoeringsvormen.

1037811

Claims (16)

1. Werkwijze voor het reinigen of spuien van ondergrondse leidingen, leidingen in installaties en leidingen in gebouwen, 5 in het bijzonder waterleidingen, met het kenmerk, dat een, in de vloeistof goed oplosbaar gas wordt gedoseerd in de leiding tijdens het spuien met de vloeistof door diezelfde leiding, waarbij de volgende stappen achtereenvolgend worden doorlopen: (1) Het gedurende een bepaalde tijd doseren van een in de 10 vloeistof goed oplosbaar gas in de leiding tijdens het transport van vloeistof door de leiding, waarbij de druk in de leiding kunstmatig hoog wordt gehouden door een hydraulische weerstand in de spui afvoer; (2) Het verlagen van de druk in de leiding door de intro- 15 ductie van een hydraulische weerstand in de leiding ter plaatse van het gas injectie punt, gecombineerd met het verminderen van de hydraulische weerstand in de spuiafvoer; (3) Het gedurende een bepaalde tijd intermitterend verhogen en verlagen van de druk in de leiding, door het wisselend 20 verhogen en verlagen van de hydraulische weerstand in de spuiafvoer; (4) Het naspoelen van de leiding om resterend gas te verwijderen .

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat een 25 gas wordt gebruikt, dat in de vloeistof een verzadigingsconcen- tratie van 500 mg/1 of meer heeft, bij een temperatuur van 20 graden Celsius en bij atmosferische druk op zeeniveau.

3. Werkwijze volgens conclusies 1 en 2, met het kenmerk, dat minimaal zoveel gas wordt gedoseerd in de vloeistof als the- 30 oretisch bij de actuele druk en temperatuur in de leiding tijdens stap 1. ter plaatse van het gas injectiepunt kan worden opgelost .

4. Werkwijze volgens conclusies 1-3, met het kenmerk, dat het vloeistofdebiet door de leiding tijdens stap 1. zodanig is, 35 dat de stroomsnelheid van de vloeistof minimaal 0,25 m/s, en bij voorkeur >0,5 m/s bedraagt.

5. Werkwijze volgens conclusies 1-4, met het kenmerk, dat de dosering van gas tijdens stap 1., discontinue plaatsvindt, waarbij de tijdsduur van de dosering en de tijdsduur tussen de 40 doseringen kan worden ingesteld. 1037811

6. Werkwijze volgens conclusies 1-5, met het kenmerk, dat de tijdsduur van stap 1. zodanig wordt gekozen, dat over de gehele lengte van de leiding pakketjes vloeistof, waarin gas tot het verzadigingsniveau is opgelost, aanwezig zijn.

7. Werkwijze volgens conclusies 1-6, met het kenmerk, dat het vloeistofdebiet door de leiding tijdens stap 2. zodanig is, dat de stroomsnelheid van de vloeistof minimaal 1 m/s, en bij voorkeur tussen 1,25 en 1,75 m/s is.

8. Werkwijze volgens conclusies 1-7, met het kenmerk, dat 10 de druk in de leiding tijdens stap 2. ter plaatse van het gas injectie punt met minimaal 0,1 bar, en bij voorkeur > 0,25 bar, wordt verlaagd ten opzichte van de druk op ditzelfde punt tijdens stap 1.

9. Werkwijze volgens conclusies 1-8, met het kenmerk, dat 15 de druk in de leiding tijdens stap 3. intermitterend wordt verhoogd en verlaagd door het wisselend meer sluiten en openen van een klep in de afvoer van de spuivloeistof, waarbij de stroomsnelheid in de leiding varieert tussen 0 en 2 m/s.

10. Werkwijze volgens conclusies 1-9, met het kenmerk, dat 20 waterleidingen worden gereinigd en gespuid, waarbij als vloeistof oppervlaktewater, grondwater, afvalwater, proceswater, zeewater, brak water, drinkwater of een andere, waterige vloeistof wordt gebruikt.

11. Werkwijze volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat 25 koolzuurgas, of een mengsel van koolzuurgas met een ander gas wordt gebruikt.

12. Werkwijze volgens conclusies 1-11, met het kenmerk, dat een prop wordt ingebracht na afloop van stap 1.

13. Werkwijze volgens conclusies 10-12, met het kenmerk, 30 dat vlak voor de spuiafvoer lucht in de leiding wordt geperst.

14. Werkwijze volgens conclusies 10-12, met het kenmerk, dat het uittredende koolzuurgas ter plaatse van de spuiafvoer gecontroleerd wordt afgevangen en hergebruikt.

15. Inrichting voor het toepassen van de werkwijze volgens 35 conclusies 1-14, waarbij een leiding (1) minimaal: is voorzien van 2 afsluitbare koppelingen in de vorm van afsluitbare T-stukken of brandkranen, waarvan één aan de bovenstroomse zijde (4) en één aan de benedenstroomse zijde (5) ; is voorzien van een klep (2) aan de bovenstroomse zijde van koppeling (4); is voorzien van een klep (3) aan de benedenstroomse zijde van koppeling (5); 5 met het kenmerk, dat: op koppeling (5) aan de benedenstroomse zijde van leiding (1) een spuiafvoer (6) is gekoppeld, met daarin een regelbare afsluiter (7) en een debietmeter (8); op koppeling (4) aan de bovenstroomse zijde van leiding (1) 10 een gastoevoer (9) is gekoppeld, welke aan de andere zijde is verbonden met een onder druk gebrachte gas voorraad tank (10), en een regelklep (11) voor dosering van het gas.

16. Inrichting volgens conclusie 15, met het kenmerk, dat een regelunit (15) is voorzien voor het regelen van de dosering 15 van het gas op basis van een drukmeting (13) bovenstrooms van regelklep (11), en een drukmeting (12) benedenstrooms van regelklep (11), en met behulp van een debietmeting (14) in gastoevoer (9) . 1037811