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Der Gegenstand betrifft ein Verfahren sowie ein System zur Dichtheitsprüfung von trockenen Rohrleitungssystemen in Brandbekämpfungsanlagen.
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Brandbekämpfungsanlagen werden in der Regel in nasse und trockene Anlagen unterteilt. Nasse Anlagen zeichnen sich dadurch aus, dass in ihren Rohrleitungen Löschfluid dauerhaft gelagert ist. Im Fall eines Brandes wird der Druck des Löschfluids in den Rohrleitungen erhöht und gegebenenfalls Ventile geöffnet, um Löschfluid aus Löschdüsen im Bereich des Brandherdes ausbringen zu können. Bei an sich trockenen Brandbekämpfungsanlagen sind die Rohrleitungen mit Luft oder Gas gefüllt. Im Brandfall wird das Löschfluid zunächst in die Rohrleitungen gepumpt und von dort zu den Löschdüsen transportiert, um von den Löschdüsen ausgebracht zu werden.
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Insbesondere im Schienenverkehr werden vornehmlich trockene Brandbekämpfungsanlagen eingesetzt. Dies hat den Vorteil, dass die Rohrleitungen nur im Brandfall mit Löschfluid gefüllt sind und somit gegenüber nassen Anlagen leichter sind. Außerdem tritt im Falle einer Leckage im Rohrleitungssystem nicht unmittelbar Löschfluid aus den Rohrleitungen aus. Da insbesondere Schienenfahrzeuge dauerhaft in Bewegung sind, üben diese dynamische Belastungen auf die Rohrleitungssysteme aus, so dass es im Gegensatz zu in Immobilien installierten Brandbekämpfungsanlagen eher zu Leckagen in den Rohrleitungen kommt. Da austretendes Löschfluid insbesondere in Schienenfahrzeugen höchst unerwünscht ist, setzt man daher trockene Systeme ein.
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Jedoch auch bei trockenen Systemen muss sichergestellt sein, dass diese frei von Leckagen sind, da im Brandfall das Löschfluid sicher durch die Rohrleitungen zu den dem Brandherd zugewandten Löschdüsen transportiert werden muss. Insbesondere bei Hochdrucksystemen, die mit Löschmediumdrucken zwischen 5 und über 100 bar arbeiten, jedoch auch bei Niederdrucksystemen, die mit niedrigeren Drucken arbeiten, ist sicherzustellen, dass keine Leckage im Rohrleitungssystem existiert. Kann dies nicht sichergestellt werden, ist auch nicht gesichert, dass im Brandfall tatsächlich das Löschfluid an der Stelle des Brandherdes ausgebracht wird. Vielmehr kann ein Teil oder alles Löschfluid durch die Leckage entweichen und eine sichere Brandbekämpfung ist dann unmöglich.
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Aus diesem Grunde lag dem Gegenstand die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie ein System zur Dichtheitsprüfung von an sich trockenen Rohrleitungssystemen, insbesondere in Schienenfahrzeugen zur Verfügung zu stellen, welches in besonders einfacher Weise eine Leckage detektierbar macht.
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Diese Aufgabe wird gemäß eines ersten Aspektes gelöst durch Erzeugen eines Gas-Überdrucks im Rohrleitungssystem, Erfassen eines Ist-Gasdrucks und/oder eines Ist-Gasvolumenstroms in dem Rohrleitungssystem, Vergleichen des erfassten Ist-Gasdrucks mit einem Soll-Gasdruck und/oder Vergleichen des erfassten Ist-Gasvolumenstroms mit einem Soll-Gasvolumenstrom, und Ausgeben eines Warnsignals bei einer Detektion einer Abweichung des Ist-Gasdrucks von dem Soll-Gasdruck und/oder des Ist-Gasvolumenstroms von dem Soll-Gasvolumenstrom.
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Es ist erkannt worden, dass in offenen Rohrleitungssystemen ein Soll-Druck bzw. ein Soll-Gasvolumenstrom bestimmt werden kann, der erreicht wird, wenn das Rohrleitungssystem mit einem Prüfdruck beaufschlagt wird, ohne dass Leckagen vorhanden sind, z. B. unmittelbar nach der Installation. Insbesondere bei der Verwendung von offenen Düsen, die an das offene Rohrleitungssystem angeschlossen sind, tritt im Fall des Gas-Überdrucks in dem Rohrleitungssystem auch aus den Düsen Gas aus. Es kann jedoch gemessen oder berechnet werden, wie groß die Gasmenge ist, die in einem leckagenfreien Rohrleitungssystem aus den offenen Düsen austreten kann. Mit Hilfe dieser Information kann der Soll-Gasdruck bestimmt werden. Auch ist es möglich, den Soll-Gasvolumenstrom zu messen oder zu berechnen.
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So kann zu Testzwecken in einem leckagefreien Rohrleitungssystem ein Gas-Überdruck mit einem bestimmten Druck verwendet werden und es kann gemessen werden, welcher Volumenstrom an einem Messpunkt fließt. Der Volumenstrom bestimmt sich aus dem Gas, welches aus der Summe aller Öffnungen im Rohrleitungssystem, insbesondere die Öffnungen, die durch die Düsen bereitgestellt werden, strömt. Im Falle einer Leckage hat das Rohrleitungssystem neben den Öffnungen durch die Düsen auch zumindest eine Öffnung im Bereich der Leckage, durch die ebenfalls Gas austritt, wodurch der Gasvolumenstrom an dem Messpunkt erhöht sein kann. In diesem Fall weicht ein Ist-Gasvolumenstrom von dem Soll-Gasvolumenstrom ab.
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Wenn der Ist-Gasdruck von dem Soll-Gasdruck abweicht oder der Ist-Gasvolumenstrom von dem Soll-Gasvolumenstrom abweicht, kann auf eine Leckage geschlossen werden und ein entsprechendes Warnsignal ausgegeben werden.
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Durch das gegenständliche Verfahren ist es möglich, an sich trockene Rohrleitungssysteme während des Betriebs auf Leckagen zu überprüfen, ohne die Rohrleitungssysteme mit Löschfluid zu fluten oder aufwändige Untersuchungen durchführen zu müssen. Das Überprüfen eines offenen Rohrleitungssystems kann regelmäßig in bestimmten Intervallen erfolgen. So ist es beispielsweise möglich, dass einmal am Tag oder einmal die Woche der Gas-Überdruck erzeugt wird und der Ist-Gasdruck bzw. der Ist-Gasvolumenstrom gemessen wird. Ergeben sich Abweichungen zu den Soll-Werten, kann ein Warnsignal ausgegeben werden.
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Beim Vorliegen eines Warnsignals kann durch einen Techniker das Rohrleitungssystem überprüft werden und die Leckage behoben werden. Somit wird sichergestellt, dass im Brandfall das Rohrleitungssystem mit hoher Wahrscheinlichkeit frei von Leckagen ist und eine gute Brandbekämpfung erfolgen kann.
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Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass an das Rohrleitungssystem angeschlossene Düsenkörper derart offen sind, dass im Falle des Überdrucks Gas aus den Düsen austritt, wobei beim Soll-Gasdruck und/oder beim Soll-Gasvolumenstrom das so austretende Gas berücksichtigt worden ist. Wie Eingangs bereits erläutert, werden in offenen Rohrleitungssystemen häufig auch offene Düsenkörper eingesetzt. Offene Düsenkörper zeichnen sich dadurch aus, dass die Düsen bzw. Düseneinsätze nicht gegenüber dem Rohrleitungssystem abgedichtet sind. Gas kann aus den Rohrleitungssystemen austreten oder in das Rohrleitungssystem eintreten, je nachdem, wie der Relativdruck innerhalb des Rohrleitungssystems gegenüber dem Umgebungsdruck ist. Im Falle des Überdrucks kann somit Gas aus dem Rohrleitungssystem durch den Düsenkörper austreten. Der Druckabfall bzw. der Volumenstrom des Gases, welches aus dem Düsenkörper austritt, ist mess- und/oder berechenbar. Somit ist es möglich, beim Bestimmen des Soll-Gasdrucks bzw. des Soll-Gasvolumenstroms zu berücksichtigen, dass an das Rohrleitungssystem offene Düsenkörper angeschlossen sind.
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Zur Kalibrierung des Systems kann unmittelbar z. B. nach der Montage beispielsweise der Gas-Überdruck auf das Rohrleitungssystem gegeben werden und an einen Messpunkt der Gasdruck bzw. der Gasvolumenstrom gemessen werden. Dieser entspricht in der Regel dem Soll-Gasdruck bzw. dem Soll-Gasvolumenstrom, da unmittelbar nach der Montage keine Leckagen im Rohrleitungssystem vorhanden sein sollten. Anschließend kann das Rohrleitungssystem in Betrieb genommen werden und im Fall eines Tests kann der zuvor gemessene Soll-Gasdruck bzw. Soll-Gasvolumenstrom mit einem im Testzeitraum gemessenen Ist-Gasdruck oder Ist-Gasvolumenstrom verglichen werden. Weichen die Werte voneinander ab, so hat sich im Bereich des Rohrleitungssystems etwas verändert, beispielsweise ist eine Leckage aufgetreten. Diese führt zu einem verminderten Ist-Gasdruck bzw. einem erhöhten Ist-Gasvolumenstrom, der somit detektierbar ist.
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Beim Vergleich des Ist-Gasdrucks mit dem Soll-Gasdruck bzw. des Ist-Gasvolumenstroms mit dem Soll-Gasvolumenstrom kann beispielsweise auch die Umgebungstemperatur berücksichtigt werden. Unterschiedliche Umgebungstemperaturen ergeben unterschiedliche Gasdrucke bzw. Gasvolumenströme, so dass auch eine Abweichung der Ist-Werte von den Soll-Werten ohne eine Leckage in dem Rohrleitungssystem auftreten kann, beispielsweise bei veränderten Temperaturbedingungen im Vergleich zu den Bedingungen während des Kalibrierens. Auch der Umgebungsdruck sowie die relative Luftfeuchte kann zu Variationen in den Ist-Werten führen. Diese Variationen aufgrund der veränderten Umweltbedingungen können bei der Bestimmung der Soll-Werte berücksichtigt werden. Ein Vergleich der Ist-Werte mit den Soll-Werten kann dann unter Berücksichtigung der genannten Variationen erfolgen, so dass eine Abweichung des Ist-Wertes von einem Soll-Wert, die abhängig von veränderten Umweltbedingungen ist, unberücksichtigt bleiben kann.
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Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird auch vorgeschlagen, dass der Soll-Gasdruck und/oder der Soll-Gasvolumenstrom mit A) offenen Bereichsventilen und/oder B) zumindest teilweise geschlossenen Bereichsventilen gemessen wird, wobei die Bereichsventile eine Hauptleitung des Rohrleitungssystems mit daran angeschlossenen Bereichsleitungen und Düsenkörpern fluiddicht verschließbar verbindet. Regelmäßig werden Rohrleitungssysteme durch Hauptleitungen und Bereichsleitungen gebildet. Eine Hauptleitung kann sich beispielsweise durch ein ganzes Fahrzeug bzw. einen Waggon erstrecken und davon können durch Ventile gesichert, Bereichsleitungen abzweigen. An den Bereichsleitungen können die Düsenkörper angeschlossen werden. Durch die Bereichsleitung ist es möglich, einen größeren Überwachungsbereich in kleinere Einheiten zu unterteilen, so dass eine Brandbekämpfung gezielt erfolgen kann. Im Fall eines Brandes ist es möglich, nur die Bereichsventile zu öffnen, die Bereiche betreffen, die dem Brand zugewandt sind. Somit wird das Löschfluid nur im Bereich eines Brandes ausgebracht und effektiv eingesetzt.
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Leckagen treten in der Regel häufiger an den Hauptleitungen auf, da diese sich zum Einen über einen größeren Bereich erstrecken und zum Anderen größere Rohrquerschnitte aufweisen. Um die Überprüfung der Rohrleitungssystems zu verbessern, kann daher eine Messung der Ist-Werte beispielsweise nur der Hauptleitung erfolgen. In diesem Fall wären alle Bereichsventile geschlossen und eine Leckage könnte eindeutig der Hauptleitung zugeordnet werden.
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Auch kann bereichsweise jeweils ein Bereichsventil geöffnet werden und eine Messung und ein Vergleich der Ist- mit den Soll-Werten erfolgen. Somit ist es möglich, Leckagen einzelnen Bereichen oder der Hauptleitung zuzuordnen, was eine Reparatur vereinfacht, da die Fehlerstelle nicht aufwendig gesucht werden muss.
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So ist es beispielsweise möglich, rechnergestützt eine Testroutine zu steuern, bei der zunächst alle Bereichsventile geschlossen werden, und anschließend bereichsweise die Bereichsventile geöffnet werden, wobei jeweils der Ist-Wert mit dem Soll-Wert verglichen wird. Auch ist es möglich, alle Bereichsventile zu öffnen und die Ist-Werte bei einem komplett geöffneten System zu messen und mit den Soll-Werten zu vergleichen.
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Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass der Ist-Gasdruck und/oder der Ist-Gasvolumenstrom mit jeweils einem geöffneten Bereichsventil und/oder mit komplett geschlossenen Bereichsventilen gemessen wird. Die gemessenen Ist-Werte können mit den entsprechenden Soll-Werten verglichen werden, wobei die Soll-Werte bei einer Kalibrierung mit jeweils entsprechend geöffneten oder geschlossenen Bereichsventilen bestimmt worden sind. Somit kann bereichsweise eine Überprüfung des Rohrleitungssystems erfolgen. Bei komplett geschlossenen Bereichsventilen ist somit eine Überprüfung der Hauptleitung möglich und bei jeweils einem geöffneten Bereichsventil die Überprüfung des jeweils geöffneten Bereichs.
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Die Überprüfung auf Leckagen wird verbessert, indem die Ist-Werte über einen längeren Zeitraum eines Messintervalls gemessen werden. So ist es beispielsweise möglich, die zeitliche Veränderung des Ist-Gasdrucks innerhalb eines Messintervalls zu messen. So ist beispielsweise bei der Kalibrierung festgestellt worden, dass ein Gasüberdruck, der anfänglich 5 bar beträgt, innerhalb eines Zeitraums von 5 Minuten um 1 bar abnimmt. Diese Druckabnahme ist bedingt durch Öffnungen im Rohrleitungssystem, die beispielsweise durch Düsenkörper gegeben sind. Diese zeitliche Veränderung kann den Soll-Werten zugrunde gelegt werden, beispielsweise in Form eines Soll-Wertprofils, welches den Gasdruck über die Zeit abbildet. Die gemessenen Ist-Werte (das Ist-Wertprofil) können dann mit den Soll-Werten verglichen werden und bei einer Abweichung innerhalb des Messintervalls kann auf eine unerwünschte Leckage geschlossen werden.
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Auch der Gasvolumenstrom kann zum Beispiel über ein Messintervall gemessen und eine Sollkurve (Sollprofil) erfasst werden. Der Gasvolumenstrom kann beispielsweise mit der Zeit abnehmen, da der Gasdruck durch die Öffnungen der Düsenkörper ebenfalls abnimmt. Insbesondere, wenn der Gas-Überdruck über einen Druckgasbehälter bereitgestellt wird, kann sich die Veränderung des Gasvolumenstroms bzw. des Gasdrucks ergeben. Durch die Messung des Sollprofils innerhalb eines Messintervalls, wobei das Messintervall möglichst lange gewählt werden sollte, kann die Messgenauigkeit erhöht werden und somit wird eine Leckage sicherer detektiert.
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Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass der Gas-Überdruck mit Hilfe eines Druckgasbehälters und/oder einer Pumpe und/oder einer Druckerzeugungseinrichtung des Schienenfahrzeugs erzeugt wird.
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Bei der Verwendung eines Druckgasbehälters ist es beispielsweise möglich, dass dieser zu Beginn eines Tests mit einem definierten Volumen bei einem definierten Druck gefüllt wird. Anschließend kann der Druckgasbehälter über ein Ventil mit dem Rohrleitungssystem verbunden werden und dass in dem Druckgasbehälter befindliche Gas kann in das Rohrleitungssystem strömen. Die Veränderung des Gasdrucks bzw. des Gasvolumenstrom über die Zeit kann gemessen und mit Soll-Werten (Sollprofilen) verglichen werden.
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Bei der Verwendung einer Pumpe ist es beispielsweise möglich, dass diese zunächst an den Druckgasbehälter angeschlossen ist. Auch ist es möglich, dass die Pumpe unmittelbar an das Rohrleitungssystem angeschlossen ist. In diesem Fall würde die Pumpe den Druck konstant halten und der Gasvolumenstrom könnte gemessen werden. Der gemessene Wert kann mit einem Soll-Wert verglichen werden und überschreitet der gemessene Gasvolumenstrom den Soll-Gasvolumenstrom, so kann auf eine Leckage geschlossen werden.
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Schienenfahrzeuge weisen in der Regel eigene Druckerzeugungsrichtungen auf, beispielweise zum Betreiben der Bremsen oder Kupplungen. Diese Druckerzeugungseinrichtungen können dazu genutzt werden, die Druckgasbehälter für Testzwecke zu füllen, so dass keine weitere Einrichtung zum Befüllen des Druckgasbehälters notwendig wird.
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Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass an das Rohrleitungssystem angeschlossene Düsenkörper mit Hilfe von Kappen und/oder Berstscheiben derart fluiddicht verschlossen sind, dass im Falle des Überdrucks unter Normalbedingungen im Wesentlichen kein Gas aus den Düsen austritt. Der Gas-Überdruck, der zu Testzwecken an das Rohrleitungssystem angelegt werden kann, kann so gewählt sein, dass er geringer ist als der Berstdruck der Berstscheiben. In diesem Fall bersten die Berstscheiben nicht und der Druck innerhalb des Rohrleitungssystems sollte konstant bleiben. Eine Druckveränderung kann detektiert werden und gegebenenfalls als Hinweis auf eine Leckage gewertet werden. Sind die Düsenkörper durch die Berstscheiben oder Kappen vollständig verschlossen, ist im Testfall der Gasvolumenstrom gleich null bzw. nahe null, da kein Gas aus den Düsenkörpern austreten dürfte. Wird der Volumenstrom jedoch größer als ein bestimmter Grenzwert, so kann auf eine Leckage geschlossen werden. Die Kappen können beispielsweise Teflonkappen sein, die eine ausreichende Dichtung des Düsenkörpers gegenüber dem Rohrleitungssystem gewährleisten.
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Um zu verhindern, dass sich innerhalb des Rohrleitungssystems Kondenswasser oder Verschmutzungen bilden, wird vorgeschlagen, dass das Gas, mit welchem der Überdruck erzeugt wird, im Wesentlichen frei von Verunreinigungen ist. Das Gas, mit welchem der Überdruck erzeugt wird, kann trocken, ölfrei und/oder frei von Schmutzpartikeln sein. Ansonsten besteht die Gefahr, dass sich die Schmutzpartikel oder das Öl in die Düsenkörper setzt und im Falle des Brandes die Düsenkörper zugesetzt sind. Auch Ventile müssen frei von Schmutzpartikeln sein, da diese im Brandfall sicher geöffnet werden müssen. Wenn das Gas nicht trocken ist, so wird in das Rohrleitungssystem durch die Tests auf Leckagen Luftfeuchte eingebracht, welche sich an den Rohrleitungen niederschlägt und gegebenenfalls zu Rost oder Verkrustungen führt. Dies muss ebenfalls verhindert werden.
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Ein weiterer Gegenstand ist ein Dichtheitsprüfungssystem nach Anspruch 9.
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Das Rohrleitungssystem hat vorteilhafterweise zwei getrennt voneinander verwendbare Anschlüsse. Ein erster Anschluss ist an eine Fluidversorgungseinrichtung angeschlossen, über das das Löschfluid in die Rohrleitung gebracht werden kann. Ein zweiter, hiervon getrennter Anschluss ist beispielsweise für Druckerzeugungsmittel gedacht, mit denen der Gas-Überdruck für Testzwecke in das Rohrleitungssystem gebracht wird.
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Nachfolgend wird der Gegenstand anhand einer ein Ausführungsbeispiel zeigenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
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1 schematisch ein Rohrleitungssystem mit einer angeschlossenen Löschfluidversorgung sowie Druckerzeugungsmittel;
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2 einen Düsenkörper mit einer Berstscheibe;
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3 ein Ablauf eines Verfahrens gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel.
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1 zeigt ein Rohrleitungssystem 2 mit einer daran angeschlossenen Löschfluidversorgung 4 und Druckerzeugungsmitteln 6.
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Das Rohrleitungssystem 2 ist gebildet aus einer Hauptleitung 2a und daran angeschlossenen Bereichsleitungen 2b. Die Hauptleitung 2a ist an die Bereichsleitungen 2b über Bereichsventile 8a, 8b angeschlossen. Die Druckerzeugungsmittel 6 verfügen über eine Druckerzeugungseinrichtung 6a sowie einen Drucktank 6b. Die Druckerzeugungseinrichtung 6a kann beispielsweise eine Pumpe sein. Auch ist es möglich, dass die Druckerzeugungseinrichtung 6a eine Verbindung mit Druckerzeugungsmitteln des Schienenfahrzeugs hat und somit die Hochdruckpumpe des Schienenfahrzeugs, die beispielsweise für das Hydrauliksystem benötigt wird, nutzt. Die Druckerzeugungsmittel 6 sind über ein Ventil 10 und einen Anschluss 12 an die Hauptleitung 2a des Rohrleitungssystems 2 angeschlossen.
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Die Hauptleitung 2a ist ferner mit der Löschfluidversorgung 4 verbunden, die über ein Ventil 14 mit einem Hochdruckzylinder 16 verbunden ist. Im Brandfall wird mit einem nicht dargestellten Branddetektor ein Brand detektiert und ein Aktivierungssignal an das Ventil 14 übermittelt. Das Ventil 14 öffnet und das in der Löschfluidversorgung 4 gespeicherte Löschfluid wird mittels Hochdruck aus dem Hochdruckzylinder 16 aus dem Behälter 4 in die Rohrleitung 2a getrieben. Gleichzeitig wird eines der Bereichsventile 8a, b geöffnet und das Löschfluid kann durch die an die Bereichsleitungen 2b angeschlossenen Löschdüsen 22 austreten und somit den Brand bekämpfen.
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Für eine sichere Brandbekämpfung ist es jedoch notwendig, dass keine Leckagen in der Rohrleitung 2, insbesondere in der Hauptleitung 2a bzw. der Bereichsleitung 2b auftreten. Hierzu kann ein nachfolgend beschriebenes Testverfahren eingesetzt werden.
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Unmittelbar nach der Installation des Rohrleitungssystems 2 kann eine Kalibrierungsroutine durchgeführt werden. Hierbei wird zunächst ein definierter Druck über den Drucktank 6b und das Ventil 10 auf das Rohrleitungssystem 2 gegeben. Ein Sensor 18 ist in dem Rohrleitungssystem 2 angeordnet, der den Druck in dem Rohrleitungssystem 2 und/oder den Volumenstrom in dem Rohrleitungssystem 2 messen kann. Nacheinander werden die Bereichsventile 8a, b komplett geschlossen bzw. geöffnet und jeweils der Druck bzw. der Volumenstrom in dem Rohrleitungssystem 2 mittels des Sensors 18 gemessen. Beispielhaft sei das Messen des Drucks im Rohrleitungssystem 2 bei geschlossenen Bereichsventilen 8 beschrieben.
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Zunächst wird der Drucktank 6b über die Druckerzeugungsmittel 6a mit einem definierten Druck mit Gas befüllt. Anschließend wird die Verbindung zwischen Druckerzeugungseinrichtung 6a und Drucktank 6b geschlossen und über einen Steuerrechner 20 wird das Ventil 10 geöffnet. Gleichzeitig hat der Steuerrechner 20 die Bereichsventile 8 geschlossen. Der Gasdruck im Drucktank 6b verteilt sich auf die Hauptleitung 2a. Mittels des Sensors 18 wird der Gasdruck in der Hauptleitung 2a gemessen. Dabei ist es möglich, ein Druckprofil über eine Zeit zu messen. Bei einem vollkommen dichten System bleibt der Druck konstant. Bei tolerierten Leckagen nimmt der Druck allmählich ab, wobei die Druckabnahme jedoch gering ist.
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Das Druckprofil wird als Soll-Gasdruck in dem Steuerrechner 20 gespeichert.
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Anschließend wird das Ventil 10 über den Steuerrechner 20 geschlossen und das Rohrleitungssystem 2 bzw. die Hauptleitung 2a entlüftet, so dass in der Hauptleitung 2a ein Normaldruck herrscht.
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Daran anschließend kann beispielsweise über den Steuerrechner 20 das Bereichsventil 8a geöffnet werden und gleichzeitig der Drucktank 6b erneut über die Druckerzeugungseinrichtung 6a gefüllt werden. Im Anschluss daran wird die Verbindung zwischen der Druckerzeugungseinrichtung 6a und dem Drucktank 6b geschlossen und der Steuerrechner öffnet das Ventil 10. Der Gasdruck aus dem Drucktank 6b entweicht dann in die Hauptleitung 2a und über das Bereichsventil 8a in die Bereichsleitung 2b. Das Gas entweicht über die Düsen 22. Mittels des Sensors 18 kann ein Volumenstrom in der Rohrleitung 2a gemessen werden. Dieser Volumenstrom ergibt sich aufgrund des aus den Düsen 22 entweichenden Gases. Außerdem kann ein Druckprofil, welches den Druck über die Zeit aufträgt, erfasst und in dem Steuerrechner 20 gespeichert werden. Sowohl das Druckprofil als auch der Volumenstrom kann als Sollgröße in dem Steuerrechner gespeichert werden.
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Nachdem das System unmittelbar nach der Montage kalibriert wurde, kann über den Steuerrechner 20 in Abständen, beispielsweise einmal täglich, einmal wöchentlich, einmal monatlich, einmal jährlich, die soeben beschriebene Prozedur erneut durchgeführt werden. Die über den Sensor 18 gemessenen Druck- und Volumenstromwerte (Ist-Werte) werden mit den in dem Steuerrechner 20 gespeicherten Soll-Werten verglichen. Bei einer Abweichung der Ist-Werte von den Soll-Werten kann auf einer Leckage in dem jeweiligen Rohrbereich geschlossen werden.
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Die Düsen 22 sind in 2 beispielhaft dargestellt. Zum Einen ist es möglich, dass die Düsen vollständig offen sind, so dass Gas aus der Rohrleitung unmittelbar durch die Düsenöffnungen 22a entweichen kann. Jedoch ist es auch möglich, dass die Düsen über eine Berstscheibe 22b mit der Rohrleitung verbunden sind, wobei die Berstscheibe 22b die Düsen 22a gegenüber der Rohrleitung abdichtet. In diesem Fall kann aus den Düsen 22 im Testfall ebenfalls kein Gas austreten, so dass der Druck im Wesentlichen konstant bleiben müsste. In diesem Fall wäre es möglich, das Druckprofil bei der Kalibrierung zu erfassen und mit Druckprofilen aus den Testroutinen zu vergleichen. Volumenströme sollten in der Regel nicht auftreten, da die Rohrleitung über die Berstscheiben 22 abgedichtet ist.
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3 zeigt beispielhaft ein Verfahren wie es zuvor bereits beschrieben wurde. In einem ersten Schritt 30 wird der Drucktank 6b über die Druckerzeugungseinrichtung 6a mit Gas bei einem bestimmten Druck gefüllt. Anschließend steuert der Steuerrechner 20 die Ventile 8a, 8b derart an, dass diese schließen und das Ventil 10 wird durch den Steuerrechner 20 geöffnet.
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Dann kann entschieden werden, ob eine Volumenstrommessung oder eine Druckmessung in dem Sensor 18 erfolgen soll (34).
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Zunächst wird das Messen des Drucks beschrieben. Der Sensor 18 misst (36) den Druck in der Rohrleitung 2a bei geschlossenen Ventilen 8a, 8b. Hierbei wird ein Druckprofil über die Zeit erfasst.
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Anschließend wird das erfasste Druckprofil in dem Steuerrechner 20 mit einem Sollprofil verglichen (38). Weicht das gemessene Istprofil von dem Sollprofil, wird eine Warnmeldung 40 ausgegeben.
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Liegt das Istprofil innerhalb eines Toleranzbereiches im Sollprofil, so wird über den Steuerrechner 20 ein Entlüftungssignal ausgegeben und die Rohrleitung 2a wird entlüftet (42).
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Anschließend wird die nicht dargestellte Entlüftungsöffnung wieder geschlossen und beispielsweise ein Bereichsventil 8a geöffnet (44).
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Im Anschluss daran wird der Drucktank in den Schritten 30 und 32 erneut gefüllt und das Ventil 10 geöffnet. Im Schritt 34 wird entschieden, eine Volumenstrommessung durchzuführen.
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Bei der Volumenstrommessung wird über den Sensor 18 der Volumenstrom innerhalb der Rohrleitung 2a gemessen (46). Da die Düsen 22 offen sind und das Bereichsventil 8 geöffnet wurde, entweicht Gas über den Drucktank 6b und die Hauptleitung 2a sowie die Bereichsleitung 2b aus der Düse 22. Das so entweichende Gas stellt eine gewollte Öffnung dar und bewirkt einen Volumenstrom in der Rohrleitung 2a, der erlaubt ist. Nur im Falle einer Leckage entweder in der Hauptleitung 2a oder der Bereichsleitung 2b würde mehr Gas entweichen, als dies über die Düsen 22 der Fall wäre. Dies führte zu einem erhöhten Volumenstrom, der bei einem anschließenden Vergleich (48) mit einem Soll-Volumenstrom detektiert würde. Weicht der gemessene Volumenstrom von dem Soll-Volumenstrom ab, wird erneut ein Warnsignal ausgegeben (40), ansonsten werden die Leitungen 2a, 2b erneut entleert (42).
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Die beschriebenen Schritte können bereichsweise für jeden Bereich einzeln sowie für die Hauptleitung 2a alleine durchgeführt werden. Leckagen entweder in der Hauptleitung 2a oder in der Bereichsleitung 2b führen zu veränderten Volumenströmen oder zu veränderten Druckprofilen über die Zeit, so dass diese sicher detektiert werden können.
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Mit Hilfe des gezeigten Verfahrens und des gezeigten Systems ist es möglich, an sich trockene Rohrleitungssysteme auf Leckagen zu überprüfen, ohne die Rohrleitung mit Löschfluid füllen zu müssen. Das beschriebene Verfahren lässt sich mit Hochdruck als auch mit Niederdruck ausführen, wobei ein Hochdruck beispielsweise über 5 bar, besonders bevorzugt über 10 bar, insbesondere über 60 bar liegt und ein Niederdruck unterhalb der genannten Bereiche liegt. Die Düsen 22 können mit Berstscheiben 22b als auch mit Teflonkappen (nicht dargestellt) geschlossen sein. In diesen Fällen werden vornehmlich Druckprofile erfasst und keine Volumenströme, da diese nur im Fall eines Lecks auftreten dürften.
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Das beschriebene System lässt sich besonders vorteilhaft in Schienenfahrzeugen einsetzen, da diese regelmäßig mit trockenen Rohrleitungssystemen ausgestattet sind. Außerdem ist in Schienenfahrzeugen die Gefahr einer Leckage sehr groß, da die dort installierten Rohrleitungen ständig dynamischen Belastungen ausgesetzt sind.
