DE29607030U1 - Test facility - Google Patents
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Description
PrüfanlageTest system
Die Neuerung bezieht sich auf eine Prüfanlage zum Prüfen von Wasserbehandlungsgeräten, insbesondere zum Prüfen von physikalischen Wasserbehandlungsgeräten und dabei speziell zum Prüfen der Wirksamkeit solcher Geräte, die eine Kalkablagerung oder Steinbildung in Wasserversorgungssystemen usw. verhindern sollen.The innovation relates to a test facility for testing water treatment devices, in particular for testing physical water treatment devices and specifically for testing the effectiveness of such devices designed to prevent limescale deposits or stone formation in water supply systems, etc.
Prüfanlagen dieser Art sind in unterschiedlichsten Ausführungen bekannt. Allen bekannten Anlagen ist jedoch gemeinsam, daß mit ihnen Untersuchungen insbesondere auch der Wirksamkeit von Wasserbehandlungsgeräten nicht mit einer ausreichend hohen Präzision möglich sind. Die Gründe hierfür liegen u.a. in ungeeigneten Versuchsbedingungen, in zu langen Meßzeiten, in der hohen Anfälligkeit bezüglich äußerer Störeinflüsse und in den hierdurch bedingten enormen Streuungen der Meßergebnisse.Test systems of this type are known in a wide variety of designs. However, all known systems have one thing in common: they cannot be used to test the effectiveness of water treatment devices with sufficient precision. The reasons for this include unsuitable test conditions, excessively long measurement times, high susceptibility to external interference and the resulting enormous scatter in the measurement results.
Aufgabe der Neuerung ist es, eine Prüfanlage aufzuzeigen, mit der Prüfungen in verbesserter Qualität und mit geringerem Zeitaufwand durchgeführt werden können.The aim of the innovation is to demonstrate a testing system with which tests can be carried out with improved quality and less time.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Prüfanlage entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Schutzanspruches 1 ausgebildet.To solve this problem, a test system is designed in accordance with the characterizing part of claim 1.
Die mit der neuerungsgemäßen Prüfanlage können Untersuchungen mit wesentlich verbesserter Qualität durchgeführt werden.The new testing system enables tests to be carried out with significantly improved quality.
Weiterbildungen der Neuerung sind Gegenstand der Unteransprüche.Further developments of the innovation are the subject of the dependent claims.
Die Neuerung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:The innovation is explained in more detail below using the figures and examples of implementation. They show:
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Fig. 1 in schematischer Funktions- und Blockdarstellung eine Test- und Meßeinrichtung gemäß der Neuerung;Fig. 1 shows a schematic functional and block diagram of a test and measuring device according to the innovation;
Fig. 2 in vereinfachter Darstellung und im Schnitt einen für die beiden Teststrecken der Anlage gemeinsamen Vielfach-Rohr-Wärmetauscher;Fig. 2 shows a simplified representation and a cross-section of a multi-tube heat exchanger common to the two test sections of the system;
Fig. 3 eine Draufsicht auf den Wärmetauscher der Figur 2;Fig. 3 is a plan view of the heat exchanger of Figure 2;
Fig. 4 in einer Darstellung wie Figur 2 eine weitere mögliche Ausführung des Wärmetauschers.Fig. 4 in a representation like Figure 2 another possible design of the heat exchanger.
Die in der Figur 1 dargestellte Prüfanlage dient zum Testen von Geräten zur Wasserbehandlung, insbesondere auch zur physikalischen Wasserbehandlung und dabei speziell zum Prüfen solcher Geräte, die eine Steinbildung in wasserführenden Systemen und dabei insbesondere auch in Boilern zur Warmwasserbereitung verhindern sollen.The test system shown in Figure 1 is used to test devices for water treatment, in particular for physical water treatment and in particular for testing devices that are intended to prevent the formation of scale in water-carrying systems and in particular in boilers for hot water preparation.
Die Prüfanlage umfaßt zwei Prüfstrecken 1 und 2, die in der nachfolgend nach näher beschriebenen Weise jeweils identisch ausgebildet sind und von denen die Prüfstrecke 1 so ausgeführt ist, daß diese Prüfstrecke entweder ohne ein Gerät oder aber mit einem ausgeschalteten Gerät 3 (Dummy) betrieben werden kann, während in der Prüfstrecke 2 sich in das zu testende Gerät 3 befindet.The test system comprises two test sections 1 and 2, which are each identically designed in the manner described in more detail below and of which the test section 1 is designed in such a way that this test section can be operated either without a device or with a switched-off device 3 (dummy), while the test section 2 contains the device 3 to be tested.
Die beiden Prüfstrecken 1 und 2 sind an einem gemeinsamen Wasseranschluß 4 angeschlossen, der in Strömungsrichtung des Wassers einen Druckbinderer 5 und auf diesen folgend ein Magnetventil 6 aufweist, an dessen Ausgang die beiden Prüfstrecken 1 und 2 angeschlossen sind. Letztere umfassen folgende Elemente, die in der nachstehenden Reihenfolge in Strömungsrichtung des Wassers durch die Prüfstrecken aufeinander folgen:The two test sections 1 and 2 are connected to a common water connection 4, which has a pressure regulator 5 in the direction of water flow and, following this, a solenoid valve 6, to the output of which the two test sections 1 and 2 are connected. The latter comprise the following elements, which follow one another in the following order in the direction of water flow through the test sections:
Wasseruhr 7;Water meter 7;
Absperrhahn bzw. Kugelhahn 8;Shut-off valve or ball valve 8;
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Durchflußmesser 9;
Dammy 2 bzw. zu testendes Gerät 3;
Absperr-bzw. Kugelhahn 10;
Durchflußmesser 11;
Verteilerzylinder 12.Flow meter 9;
Dammy 2 or device under test 3;
Shut-off or ball valve 10;
Flow meter 11;
Distribution cylinder 12.
Zwischen dem Ausiaß des jeweiligen Durchiaßmessers 9 und dem Einlaß des jeweiligen Absperrhahnes 10 befindet sich derjenige Teil der jeweiligen Prüfstrecke 1 bzw. 2, in den das nicht eingeschaltete Gerät 3 oder aber ein dieses Gerät vollständig ersetzendes Rohrstück bzw. das zu testende Gerät 3 eingebaut werden können.Between the outlet of the respective flow meter 9 and the inlet of the respective shut-off valve 10 is that part of the respective test section 1 or 2 into which the non-switched-on device 3 or a pipe section completely replacing this device or the device 3 to be tested can be installed.
Jeder Verteälerzylinder 12 besitzt eine Vielzahl von Ausgängen 13, von denen jeder mit einem Wärmetauscherrohr eines eine Vielzahl solcher Rohre 14 aufweisenden Wärmetauschers 15 verbunden ist. Bei der dargestellten Ausführungsform sind insgesamt dreißig Wärmetauscherrohre 14 vorgesehen. Der Wärmetauscher 15 besitzt ein zylinderförmiges Gehäuse, welches beispielsweise eine Höhe von etwa 1000 mm und einen Durchmesser von etwa 290 mm aufweist. Die Wärmetauscherrohre 14 sind parallel zur Achse des zylinderförmigen Gehäuses durch den unteren und oberen, geschlossenen Boden dieses Gehäuses dicht hindurchgeführt und entlang der Innenfläche des Zylindermantels gleichmäßig verteilt. Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Wärmetauscherrohre 14 jeweils nahtlose Kupferrohre mit einem Außendurchmesser von etwa 8 mm und einem Innendurchmesser von etwa 6 mm. Die Wärmetauscherrohre 14 besitzen jeweils den gleichen Achsabstand von der Zylinderachse des Gehäuses 16. Der Achsabstand zwischen zwei benachbarten Wärmetauscherrohren 14 beträgt etwa 20 mm.Each distributor cylinder 12 has a plurality of outlets 13, each of which is connected to a heat exchanger tube of a heat exchanger 15 having a plurality of such tubes 14. In the embodiment shown, a total of thirty heat exchanger tubes 14 are provided. The heat exchanger 15 has a cylindrical housing, which for example has a height of approximately 1000 mm and a diameter of approximately 290 mm. The heat exchanger tubes 14 are guided parallel to the axis of the cylindrical housing through the lower and upper, closed base of this housing and are evenly distributed along the inner surface of the cylinder jacket. In the embodiment shown, the heat exchanger tubes 14 are each seamless copper tubes with an outer diameter of approximately 8 mm and an inner diameter of approximately 6 mm. The heat exchanger tubes 14 each have the same axial distance from the cylinder axis of the housing 16. The axial distance between two adjacent heat exchanger tubes 14 is approximately 20 mm.
Mit den Verteiierzylindern 12 wird eine gleichmäßige Verteilung des die jeweilige Prüfstrecke 1 bzw. 2 durchströmenden Testwassers auf die Ausgänge 13 erreicht.The distribution cylinders 12 ensure an even distribution of the test water flowing through the respective test section 1 or 2 to the outlets 13.
Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Wärmetauscherrohre 14 mit diesen Ausgängen 13 so verbunden, daß benachbarte Wärmetauscherrohre 14 jeweils mit unterschiedlichen Prüfstrecken 1 bzw. 2 verbunden sind und die Wärmetauscherrohre 14In the embodiment shown, the heat exchanger tubes 14 are connected to these outlets 13 in such a way that adjacent heat exchanger tubes 14 are each connected to different test sections 1 and 2, respectively, and the heat exchanger tubes 14
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• des mit seinem Zylinderachse in vertikaler Richtung angeordneten Wärmetauschers 15 von unten nach oben durchströmt werden. An der Oberseite des Gehäuses 16 bzw. an den dort aus diesem Gehäuse vorstehenden Enden sind die Wärmetauscherrohre 14 jeweils mit einem U-Rohr oder Krümmer 17 aus Kupfer versehen, über welchen das austretende Testwasser in einem gemeinsamen Abfluß 18 geleitet wird. Sämtliche Wärmetauscherrohre 14 einschließlich der zugehörigen Krümmer 17 sind jeweils identisch derart ausgeführt, daß sämtliche Wärmetauscherrohre 14 gleiche Strömungseigenschaften, insbesondere auch den gleichen Strömungswiderstand besitzen.• of the heat exchanger 15, which is arranged with its cylinder axis in a vertical direction, from bottom to top. On the top of the housing 16 or at the ends protruding from this housing, the heat exchanger tubes 14 are each provided with a U-tube or bend 17 made of copper, through which the escaping test water is directed into a common drain 18. All heat exchanger tubes 14, including the associated bends 17, are each designed identically in such a way that all heat exchanger tubes 14 have the same flow properties, in particular the same flow resistance.
Der nach außen hin geschlossene Innenraum 19 des Gehäuses 16 weist unten am Zylinderboden einen Einlaß 20 und oben am Zylinderboden einen Aulaß 21 auf. Beide sind achsgleich mit der Zylinderachse angeordnet und dienen zum Zuführen bzw. Abführen eines Heizmediums, nämlich von Heiz-Wasser, welches dem Innenraum 19 ebenfalls von unten nach oben durchströmt. Um zu vermeiden, daß sich der Heiz-Wasser-Strom nicht nur in der Mitte des Gehäuses 16 ausbildet, ist am oberen Auslaß 21 eine Prall- oder Verteilerplatte vorgesehen. Ansonsten ist im Innenraum 19 auch Umlenkoder Verteilerplatten usw. bewußt verzichtet, um für sämtliche Wärmetauscherrohre 14 eine möglichst gleiche Umströmung durch das Heiz-Wasser zu erreichen. Am oberen Zylinderboden befindet sich noch ein Entlüftungshahn 22.The interior 19 of the housing 16, which is closed to the outside, has an inlet 20 at the bottom of the cylinder base and an outlet 21 at the top of the cylinder base. Both are arranged on the same axis as the cylinder axis and are used to supply or discharge a heating medium, namely heating water, which also flows through the interior 19 from bottom to top. In order to avoid the heating water flow not only forming in the middle of the housing 16, a baffle or distributor plate is provided at the upper outlet 21. Otherwise, deflection or distributor plates etc. are also deliberately omitted in the interior 19 in order to achieve as equal a flow of heating water as possible for all heat exchanger tubes 14. There is also a vent valve 22 at the upper cylinder base.
Im Wasseranschluß 4 kann nötigenfalls auch noch ein Wasserfiiter 23 vorgesehen sein, welches z.B. eine Maschenweite von 100 bis 130//m aufweist.If necessary, a water filter 23 can also be provided in the water connection 4, which, for example, has a mesh size of 100 to 130//m.
Für die zeitliche Steuerung der Fließverhältnisse (Durchfluß oder Stagnation) dient das Magnetventil 6, welches durch eine Zeituhr 24 oder aber durch eine zentrale Steuer- und Regelungseinrichtung der Prüfanlage so gesteuert wird, daß bezüglich des Wasserflusses und der Unterbrechung dieses Wasserfiusses (Stagnation) die Bedingungen einer typischen Hausinstallation simuliert werden. Grundsätzlich besteht bei der Prüfanlage aber auch die Möglichkeit, das Magnetventil 6 zu entfernen und durch ein Rohrstück zu ersetzen, sofern ein eventueller Einfluß durch eine magnetische Wirkung des Ventils auf das Versuchsergebnis ausgeschlossen werden soll.The solenoid valve 6 is used for the temporal control of the flow conditions (flow or stagnation), which is controlled by a timer 24 or by a central control and regulation device of the test system in such a way that the conditions of a typical domestic installation are simulated with regard to the water flow and the interruption of this water flow (stagnation). In principle, however, it is also possible to remove the solenoid valve 6 from the test system and replace it with a piece of pipe, provided that any influence of a magnetic effect of the valve on the test result is to be excluded.
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Durch die Hähne 8 wird der Volumenstrom in den Prüfstrecken 1 und 2 auf einen vorgegebenen Wert, beispielsweise auf 6 l/min eingestellt. Zur Kontrolle bzw. Überwachung und Steuerung der geflossenen Wassermenge dienen die Wasseruhren 7 und die Durchflußmesser 9.The valves 8 are used to set the volume flow in the test sections 1 and 2 to a predetermined value, for example 6 l/min. The water meters 7 and the flow meters 9 are used to check, monitor and control the amount of water flowing.
Eine Besonderheit besteht auch darin, daß am Eingang des jeweiligen Absperr- oder Kugelhahnes 10 eine abzweigende Leitung 25 vorgesehen ist in die jeweils ein Druck haltendes Ventil 26 eingebaut ist. Diese Druckhalteventiie 26 sind so eingestellt, daß eine vorgegebene Menge an Testwasser über die jeweilige Leitung 25 abfließt. Mit Hilfe der Durchflußmesser 9 und 11 können die Druckhalteventile 26 so eingestellt werden, daß auch bezüglich dieser über die Leitung 25 abfließenden Wassermengen in beiden Prüfstrecken 1 und 2 gleiche Verhältnisse vorliegen. Mit der über die Leitungen 25 abfließenden Wassermenge wird simuliert bzw. dem Umstand Rechnung getragen, daß in einer typischen Hausinstallation auch ein gewisser Teil des Wassers so verbraucht und nicht dem Gerät zur Erzeugung von Warmwasser zugeführt wird.Another special feature is that a branch line 25 is provided at the inlet of the respective shut-off or ball valve 10, into which a pressure-maintaining valve 26 is installed. These pressure-maintaining valves 26 are set so that a specified amount of test water flows out via the respective line 25. With the help of the flow meters 9 and 11, the pressure-maintaining valves 26 can be set so that the same conditions exist in both test sections 1 and 2 with regard to the water quantities flowing out via the line 25. The amount of water flowing out via the lines 25 is simulated or takes into account the fact that in a typical domestic installation a certain amount of water is used in this way and is not fed to the device for generating hot water.
Der Volumenstrom des über die Verteilerzylinder 12 dem Wärmetauscher 15 zugeführten Testwassers wird beispielsweise über die Hähne 10 so eingestellt, daß bei einer Temperatur des dem Einlaß 20 des Wärmetauschers 15 zugeführten Heizwassers von etwa 80 bis 900C das Testwasser in den Wärmetauscherrohren 14 auf wenigstens 700C erwärmt wird, so daß tatsächlich auch eine meßbare Steinbildung bzw. Bildung von Kalkstein in den Wärmetauscherrohren 14 stattfindet. Der an den jeweiligen Verteilerzylinder 12 fließende Volumenstrom wird etwa auf 1,3 l/min eingestellt.The volume flow of the test water fed to the heat exchanger 15 via the distributor cylinders 12 is set, for example, via the taps 10, so that at a temperature of the heating water fed to the inlet 20 of the heat exchanger 15 of approximately 80 to 90 ° C, the test water in the heat exchanger tubes 14 is heated to at least 70 ° C, so that a measurable formation of scale or limestone actually takes place in the heat exchanger tubes 14. The volume flow flowing to the respective distributor cylinder 12 is set to approximately 1.3 l/min.
Die einzelnen Wärmetauscherrohre 14 sind im Gehäuse des Wärmetauschers 15 herausnehmbar gehalten und mit den Anschlüssen 13 der Verteilerzylinder 12 trennbar verbunden, so daß nach Abschluß eines Tests die einzelnen Wärmetauscherrohre 14 bezüglich der jeweiligen Stein- oder Kalkablagerungen überprüft werden können, und zwar beispielsweise dadurch, daß die Rohre vor dem Test und nach dem Test jeweils imThe individual heat exchanger tubes 14 are held in the housing of the heat exchanger 15 and are separably connected to the connections 13 of the distribution cylinders 12, so that after completion of a test the individual heat exchanger tubes 14 can be checked for the respective stone or lime deposits, for example by checking the tubes before and after the test in the
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trockenem Zustand gewogen werden, nach dem Test der Zustand der Innenflächen der Wärmetauscherrohre 15 optisch beurteilt wird usw.weighed in a dry state, after the test the condition of the inner surfaces of the heat exchanger tubes 15 is visually assessed, etc.
Die Besonderheiten der beschriebenen Prüfanlage bestehen zum einen darin, daß der Volumenstrom der beiden Prüfstrecken 1 und 2 in eine Vielzahl von gleichen Teilströmen, nämlich bei der dargestellten Ausführungsform in fünfzehn gleiche Teilströme aufgespiittet wird, die dann jeweils durch getrennte Wärmetauscherrohre 14 geleitet werden. Hierdurch werden statistische Schwankungen ausgeglichen und die Meßgenauigkeit erhöht.The special features of the test system described are, on the one hand, that the volume flow of the two test sections 1 and 2 is split into a large number of equal partial flows, namely in the embodiment shown into fifteen equal partial flows, which are then each led through separate heat exchanger tubes 14. This compensates for statistical fluctuations and increases the measurement accuracy.
Eine weitere Besonderheit besteht auch darin, daß die Wärmetauscherrohre beider Prüfstrecken Bestandteil eines gemeinsamen Wärmetauschers 15 sind, bei denen die den Prüfstrecken 1 und 2 zugeordneten Wärmetauscherrohre 14 jeweils abwechseln.Another special feature is that the heat exchanger tubes of both test sections are part of a common heat exchanger 15, in which the heat exchanger tubes 14 assigned to test sections 1 and 2 alternate.
Zur Steuerung der Temperatur des Heizwassers dient beispielsweise der am Einlaß 20 vorgesehene Temperatursensor 27. Das Gehäuse 16 ist ebenfalls aus Kupfer hergestellt.The temperature sensor 27 provided at the inlet 20, for example, is used to control the temperature of the heating water. The housing 16 is also made of copper.
Die Figur 4 zeigt in vereinfachter Schnittdarstellung als weitere mögliche Ausführungsform einen Wärmetauscher 15a, der sich vom Wärmetauscher 15 im wesentlichen nur dadurch unterscheidet, daß im Innenraum des Gehäuses 16a ein Leit-Körper 28 vorgesehen ist, der im wesentlichen als achsgleich mit der Achse des Gehäuse 16a angeordneter und beidendig kegelförmig ausgebildeter Zylinder ausgeführt ist und dafür sorgt, daß der Heizwasserstrom auf den Teil des Innenraumes des Gehäuses 16a konzentriert ist, in welchem sich die Wärmetauscherrohre 14 erstrecken.Figure 4 shows a simplified sectional view of a further possible embodiment of a heat exchanger 15a, which essentially only differs from the heat exchanger 15 in that a guide body 28 is provided in the interior of the housing 16a, which is essentially designed as a cylinder arranged coaxially with the axis of the housing 16a and conical at both ends and ensures that the heating water flow is concentrated on the part of the interior of the housing 16a in which the heat exchanger tubes 14 extend.
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BezugszeichenlisteList of reference symbols
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Claims (7)
beispielsweise durch heißes Heiz-Wasser oder heiße Luft durchströmbar ist.6. Test system according to one of the preceding claims, characterized in that •the interior of the housing (16, 16a) is filled with a heat-transporting medium,
for example, hot heating water or hot air can flow through it.
vorgegebenen Menge an Testwasser vorgesehen ist, und daß die Vergleichs-Prüfstrecke (1) an gleicher Stelle ebenfalls eine solche Ableitung (25) aufweist.7. Test system according to one of the preceding claims, characterized in that in the test section (2) serving to receive the test object (3), a line (25) for discharging a
predetermined quantity of test water is provided, and that the comparison test section (1) also has such a discharge line (25) at the same location.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 19970213 |
|
| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 19990915 |
|
| R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
Effective date: 20020919 |
|
| R158 | Lapse of ip right after 8 years |
Effective date: 20041103 |