DE102007024017A1

DE102007024017A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Überwachung einer Reinigungs- und/oder Belüftungsanlage

Info

Publication number: DE102007024017A1
Application number: DE102007024017A
Authority: DE
Inventors: Peter Szlama; Klaus Connrad; Wolfgang Bunte
Original assignee: KSB AG
Current assignee: KSB SE and Co KGaA
Priority date: 2007-05-22
Filing date: 2007-05-22
Publication date: 2008-11-27
Also published as: RU2009146908A; WO2008141728A1; AU2008253308B2; RU2439375C2; CA2686531C; BRPI0809803A8; CN101715517A; EP2147215A1; CA2686531A1; BRPI0809803A2; AU2008253308A1; US20100135105A1

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Überwachung und Unterstützung der Wartung einer Reinigungs- und/oder Belüftungsanlage für eine Einrichtung, die der Aufnahme und zeitweiligen Speicherung von verunreinigter Flüssigkeit dient, wobei die Reinigungsanlage ein oder mehrere Aggregate umfasst, welche in der Einrichtung befindliche Flüssigkeit ansaugen und in Form eines Strahles in die Einrichtung ausbringen. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Überwachung und Unterstützung der Wartung einer Reinigungs- und/oder Belüftungsanlage mit einer solchen Vorrichtung. Im Bereich eines Luftsaugrohres (8) sind ein oder mehrere Messmittel (10) zur Überwachung des Strömungsverhaltens der Flüssigkeit angeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überwachung und Unterstützung der Wartung einer Reinigungs- und/oder Belüftungsanlage für eine Einrichtung, die der Aufnahme und zeitweiligen Speicherung von verunreinigter Flüssigkeit dient, wobei die Reinigungsanlage ein oder mehrere Aggregate umfasst, welche in der Einrichtung befindliche Flüssigkeit ansaugen und in Form eines Strahls in die Einrichtung ausbringen. Außerdem bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Überwachung einer Reinigungs- und/oder Belüftungsanlage mit einer solchen Vorrichtung.
Neben Anlagen mit Mischern oder Rührern werden vor allem solche Reinigungsanlagen eingesetzt, die mit Pumpen bestückt sind, welche die Flüssigkeit der Einrichtung ansaugen und über eine oder mehrere Rohrleitungen in die Einrichtung zurückfördern. Dabei können im übrigen mit Injektordüsen bestückte Rohrleitungsabschnitte vorgesehen sein, durch welche Außenluft in den Förderstrahl der Kreiselpumpe eingesaugt wird, um so eine Belüftung und eine Verbesserung der Reinigungsleistung am Boden der Einrichtung zu erreichen.
Derartige Reinigungsanlagen sind unter anderem durch die DE 199 55 424 C2 und die EP 1 039 053 B1 bekannt. Sie werden bevorzugt in Schmutzwasserbehältern, Regenüberlaufbecken und Staukanälen eingesetzt. Da sie für die Reinigung bzw. Belüftung das in der jeweiligen Einrichtung befindliche, mit Schwebstoffen belastete Wasser verwenden, besteht die Gefahr, dass Engstellen im Förderweg des Wassers, also vor allem die Düsen, durch sich anlagernde Schmutzteile verstopft werden. Der Prozess der Verstopfung ist meist schleichend. Da die verstopfungsgefährdeten Teile der Reinigungs- oder Belüftungsanlage unterhalb des zumindest zeitweise vorhandenen Wasserspiegels liegen, ist eine Kontrolle durch Augenscheinnahme nicht immer möglich. Deshalb wird eine Verstopfung oft erst dann erkannt, wenn bereits ein vollständiger Verschluss eingetreten ist. Die Folge ist ein Totalausfall der Reinigungsanlage.
Durch die DE 10 2005 023 269 A1 ist ein Verfahren und eine Einrichtung zur Überwachung einer Reinigungsanlage bekannt, bei denen bereits sich anbahnende Störungen erkannt werden. Dazu wird innerhalb des von einem Aggregat erzeugten Flüssigkeitsstroms das Strömungsverhalten der Flüssigkeit überwacht. Dabei erfolgt die Überwachung des Flüssigkeitsstroms anhand des vom Aggregat erzeugten Strahls, wird bei Verwendung einer Kreiselpumpe als Strahl ausbringendes Aggregat das Saugverhalten der Kreiselpumpe im Ansaugbereich oder das Strömungsverhalten der Flüssigkeit in den von der Kreiselpumpe durch Sog oder Druck beschickten Rohrleitungen überwacht. Die dort beschriebenen Messungen innerhalb eines von einem Aggregat erzeugten Flüssigkeitsstroms sind anfällig gegenüber in der Flüssigkeit befindlichen Verunreinigungen oder bergen die Gefahr eines schnellen Verschleißes der eingesetzten Sensoren.
Danach liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine kostengünstige und zuverlässige Überwachung des Strömungsverhaltens der Flüssigkeit zur Verfügung stellt.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass im Bereich eines Luftsaugrohres ein oder mehrere Messmittel zur Überwachung des Strömungsverhalten der Flüssigkeit angeordnet sind. Durch die Überwachung des Strömungsverhaltens der Flüssigkeit innerhalb des Strömungswegs der Anlage über Messmittel, die am oder im Bereich des Luftsaugrohres und/oder in dessen Umfeld angeordnet sind, sind geringere Anforderungen an die eingesetzten Messmittel gestellt. Das gemessene Fluid ist in aller Regel die angesaugte Außenluft im Luftsaugrohr. Im normalen Betrieb wird für die Strahlerzeugung eine bestimmte Menge Luft durch das Luftsaugrohr angesaugt. Eine Veränderung des Strömungsverhaltens der durch das Luftsaugrohr angesaugten Luft weist auf eine beginnende Verstopfung im Bereich einer Engstelle des Flüssigkeitsströmungswegs innerhalb der Anlage hin. Das Messergebnis wird nicht durch im Strömungsmedium befindliche Verunreinigungen oder Festkörper beeinflusst. Darüber hinaus sind die Messmittel nicht – wie an anderen Stellen innerhalb der Reini gungsanlage – dauerhaft einer abrasiven und korrosiven Flüssigkeit ausgesetzt, was die Standzeit der Messmittel erhöht.
Alternativ kann in Anlagen, bei denen aufgrund der Einbaulage und der vorherrschenden Flüssigkeitsstände die Saugleistung einer Injektordüse nicht ausreicht, die Eintrittsöffnung des Luftsaugrohres mit einer externen Luftquelle verbunden sein. In einem solchen Fall erfolgt ein Zustrom der Luft durch das Luftsaugrohr zum Strahl nicht mehr mit einem Unterdruck, sondern mit einem Überdruck gegenüber einem Umgebungsdruck.
Die Erfindung stellt nicht nur eine kostengünstige, zuverlässige und frühzeitige Überwachung von Verstopfungen einer Reinigungsanlage zur Verfügung. Überraschenderweise bietet die Erfindung den zusätzlichen Vorteil, dass durch die am Luftsaugrohr angeordneten Messmittel die in den erzeugten Flüssigkeit-Luft-Strahl eingebrachte Luftmenge festgestellt wird. Somit ist eine Aussage über den Grad der Belüftung eines Behälters oder Beckens durch eine erfindungsgemäße Reinigungsanlage ermöglicht.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass ein oder mehrere Messmittel einen im Luftsaugrohr befindlichen Luft- und/oder Flüssigkeitsstroms überwachen und/oder messen. Die Messmittel überwachen also mittels des von einem Aggregat erzeugten Luftstroms durch das Luftsaugrohr das Strömungsverhalten der Flüssigkeit. Zusätzlich ist vorgesehen, dass die Messmittel einen im Luftsaugrohr befindlichen Flüssigkeitsstrom überwachen und/oder messen. So ist gewährleistet, dass im Falle eines überfluteten Luftsaugrohrs und/oder im Falle eines bei starker Verstopfung auftretenden Flüssigkeitsanstiegs im Luftsaugrohr gleichwohl gemessen werden kann.
Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, dass die Vorrichtung ein oder mehrere in oder am Luftsaugrohr angeordnete Sensoren zur Überwachung und/oder Messung eines Luftstroms und/oder eines Flüssigkeitsstroms aufweist. Solche Sensoren können in das Luftsaugrohr hineinragen oder in anderer Weise befestigt sein. Die Sensoren weisen eine flüssigkeitsdichte, überflutbare oder gegen aggressive Flüssigkeiten geschützte Bauart auf, um bei temporären oder dauernden Überflutungen auch funktionsfähig zu sein.
Von Vorteil ist es, wenn die Vorrichtung eine Auswerteeinheit zur Detektion verschiedener Betriebszustände aufweist. Eine solche Auswerteeinheit detektiert verschiedene Betriebszustände wie „Einwandfreier Durchfluss", „Teilweise Verstopfung" und „Betriebsstörung/Verstopfung". Zusätzlich kann ein Anzeigegerät Verwendung finden, wodurch jederzeit eine Kontrolle über den Zustand der Anlage und vor allem ein rechtzeitiges Eingreifen bei sich ergebenden Veränderungen möglich ist. Und mittels einer Dokumentationsfunktion der Auswerteeinheit lassen sich die jeweiligen Betriebszustände einer Anlage über einen Zeitraum speichern und nachweisbar aufzeichnen.
Ein Verfahren zur Überwachung und Unterstützung der Wartung einer eingangs erwähnten Reinigungs- und/oder Belüftungsanlage sieht vor, dass das Strömungsverhalten der Flüssigkeit mittels ein oder mehrerer im Bereich eines Luftsaugrohres angeordneter Messmittel überwacht wird.
Dabei ist es von Vorteil, dass die Messmittel einen im Luftsaugrohr befindlichen Luft- und/oder Flüssigkeitsstroms überwachen und/oder messen.
Eine Auswerteeinheit detektiert verschiedene Betriebszustände wie „Einwandfreier Durchfluss", „Teilweise Verstopfung" und „Betriebsstörung/Verstopfung". Zusätzlich kann ein Anzeigegerät den jeweiligen Betriebszustand der Anlage anzeigen.
Ein kostengünstiges Verfahren überwacht und/oder misst mittels ein oder mehrerer in das Luftansaugrohr hineinragender Sensoren einen Luftstrom und/oder einen Flüssigkeitsstroms.
Alternativ ist ein Verfahren vorgesehen, bei dem ein Luftstrom und/oder ein Flüssigkeitsstrom durch ein oder mehrere in oder am Luftansaugrohr angebrachte Messmittel überwacht und/oder gemessen wird. Als einfach montierbar hat sich eine äußere Anordnung erwiesen.
Anhand eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert. Die Figur zeigt eine auf dem Boden 1 eines – nicht dargestellten – Regenüberlaufbeckens angeordnete Kreiselpumpe 2 mit einem Saugrohr 3, über das sie Wasser aus dem Becken ansaugt. Das von der Kreiselpumpe 2 mit Druck beaufschlagte Wasser wird über ein Rohr 4, ein Putzstück 5, eine Injektordüse 6 und ein Strahlrohr 7 in das Becken zurückgefördert. Bei diesem Vorgang wird Luft über ein Luftsaugrohr 8, welches über den höchstmöglichen Wasserstand des Beckens hinausragt, in die Injektordüse 6 gesaugt und mit dem geförderten Wasser vermischt. Somit tritt am Strahlrohr 7 ein Wasser-Luft-Gemisch aus. Alternativ kann das Luftsaugrohr auch von einer Druckluftquelle versorgt sein. Dies kann abhängig sein von den Einbau- und/oder Anlagenbedingungen.
Aufgrund des Umstandes, dass das im Regenüberlaufbecken befindliche Wasser mit Verunreinigungen versetzt ist, ergeben sich zwei Problemzonen für die Reinigungsanlage: Dies sind der Ansaugbereich 9 am Eintritt in das Saugrohr 3 und der Bereich vor der Injektordüse 6. Vor allem im letztgenannten Bereich, der eine erhebliche Engstelle bildet, kann es zu Anlagerungen von Schmutz kommen, wobei insbesondere faserige Bestandteile sehr leicht zum Hängenbleiben neigen. Hieraus kann sich eine zunehmende Verstopfung ergeben, die zu einer Verschlechterung der Belüftungs- und Reinigungsleistung und schließlich zu einer Verstopfung, also einem Ausfall der Anlage führt.
Durch einen im oberen Bereich des Luftsaugrohres 8 angeordneten und mit seinem Messfühler in das Luftsaugrohr 8 hineinragenden Strömungssensor 10 wird im Betrieb der Anlage die durch das Luftsaugrohr 8 angesaugte Luft gemessen. Geeignet ist beispielsweise ein nach dem kalorimetrischen Prinzip arbeitender Strömungssensor, dessen Ausgangssignal ein Maß für die Strömungsgeschwindigkeit der an dessen Messfühler vorbeistreifenden Luft und damit für die durch das Luftsaugrohr 8 angesaugte Luftmenge ist. Alternativ kann ein von außen messendes Messmittel Verwendung finden, wie beispielsweise ein am Luftsaugrohr befestigter Ultraschallsensor. Ein aus dem Signal gebildeter Messwert gibt Aufschluss über die Strömungsgeschwindigkeit. Daraus ist durch die Auswerteeinheit 12 die in den in der Injektordüse 6 erzeugten Wasser-Luft-Strahl eingebrachte Luftmenge bestimmbar. Von der Auswerteeinheit 12 ist so der Grad der Belüftung der Beckenreinigungsanlage bestimmbar und auf deren Anzeige anzeigbar. Über ein Sensorkabel 11 übermittelt der Strömungssensor 10 den jeweiligen Betriebszustand an eine Auswerteeinheit 12 zur Auswertung der Sensorsignale und zu deren Anzeige.
Im Falle einer Verstopfung innerhalb des Flüssigkeitsströmungswegs des Aggregates wird die im Betrieb angesaugte Luftmenge durch das Luftsaugrohr 8 geringer. Die Auswerteeinheit 12 detektiert dann eine Verstopfung. Je nach übermittelten Sensorsignalen unterscheidet die Auswerteeinheit 12 verschiedene Betriebszustände wie einwandfreier Betrieb, Teilverstopfung oder Betriebsstörung, die diese optisch und/oder akustisch meldet. Anstelle einer solchen Auswerteeinheit 12 kann selbstverständlich auch ein beliebiges anderes Gerät, beispielsweise ein Computer, verwendet werden.
Da die Strömung im Luftsaugrohr 8 nicht nur von etwaigen Verstopfungen an der Injektordüse 6, sondern Veränderungen im gesamten Förderbereich der Kreiselpumpe 2 beeinflusst wird, erfasst der Strömungssensor 10 auch an anderer Stelle, also z. B. im Ansaugbereich 9 auftretende Störungen. Ebenfalls ist detektierbar, wenn es zu einer Überflutung des Luftsaugrohres 8 in Folge eines zu hohen Flüssigkeitsstandes im Becken kommt.
Eine erfindungsgemäße Anordnung eines Strömungssensors 10 ist nicht auf das Luftsaugrohr 8 an sich beschränkt, sondern ist beispielsweise auch in Luftansaugbereichen der Injektordüse 6 vorgesehen. Nach der Erfindung sind auch weitere, nach anderen Messprinzipien arbeitende Messmittel wie beispielsweise Drucksensoren verwendbar.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 19955424 C2 [0003]
- EP 1039053 B1 [0003]
- DE 102005023269 A1 [0004]

Claims

Vorrichtung zur Überwachung und Unterstützung der Wartung einer Reinigungs- und/oder Belüftungsanlage für eine Einrichtung, die der Aufnahme und zeitweiligen Speicherung von verunreinigter Flüssigkeit dient, wobei die Reinigungsanlage ein oder mehrere Aggregate umfasst, welche in der Einrichtung befindliche Flüssigkeit ansaugen und in Form eines Strahles in die Einrichtung ausbringen, wobei das Strömungsverhalten der Flüssigkeit überwacht wird, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich eines Luftsaugrohres (8) ein oder mehrere Messmittel (10) zur Überwachung des Strömungsverhalten der Flüssigkeit angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 gekennzeichnet durch ein oder mehrere Messmittel (10), die einen im Luftsaugrohr (8) befindlichen Luft- und/oder Flüssigkeitsstroms überwachen und/oder messen.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein oder mehrere, in oder am Luftansaugrohr (8) angeordnete Sensoren (10) zur Überwachung und/oder Messung eines Luftstroms und/oder eines Flüssigkeitsstroms.
Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch eine Auswerteeinheit (12), die verschiedene Betriebszustände detektiert und/oder dokumentiert.
Verfahren zur Überwachung und Unterstützung der Wartung einer Reinigungs- und/oder Belüftungsanlage für eine Einrichtung, die der Aufnahme und zeitweiligen Speicherung von verunreinigter Flüssigkeit dient, wobei die Reinigungsanlage ein oder mehrere Aggregate umfasst, welche in der Einrichtung befindliche Flüssigkeit ansaugen und in Form eines Strahles in die Einrichtung ausbringen, wobei das Strömungsverhalten der Flüssigkeit überwacht wird, insbesondere mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Strömungsverhalten der Flüssigkeit mittels ein oder mehrerer im Bereich eines Luftansaugrohres (8) angeordneter Messmittel (10) überwacht wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Messmittel (10) einen im Luftsaugrohr (8) befindlichen Luft- und/oder Flüssigkeitsstroms überwachen und/oder messen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere in oder am Luftansaugrohr (8) angeordnete Sensoren (10) einen Luftstrom und/oder einen Flüssigkeitsstroms überwachen und/oder messen.
Verfahren nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine Auswerteeinheit (12) verschiedene Betriebszustände detektiert und/oder dokumentiert werden.