CH721801A2 - Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Reinwasser mit hohen Qualitätsanforderungen wie beispielsweise Reinwasser für pharmazeutische Anwendungen - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Leitungssystem (100), welches in einem Normalbetrieb und in einem Reinigungsbetrieb betreibbar ist, umfassend eine Ringrohrleitung (3) mit einer Hauptrohrleitung (10), einem Ringrohrleitungsvorlauf (70) und einem Ringrohrleitungsrücklauf (80), sowie bevorzugt mindestens einer Nebenrohrleitung (20), ein Fliessminderungselement, mindestens einen Druckausgleichsbehälter (60) und/oder mindestens eine Pumpe, wobei der Ringrohrleitungsvorlauf (70) mit einem Auslass (91) einer Wasseraufbereitungsanlage (90) und der Ringrohrleitungsrücklauf (80) mit einem Einlass (41) eines Vorlagetanks (40) verbindbar ist, wobei sich der Vorlagetank (40) am Einlass (92) der Wasseraufbereitungsanlage befindet und wobei das Leitungssystem (100) eine Bypass-Rohrleitung (50) umfasst, um die Verbindung des Ringrohrleitungsvorlaufs (70) mit dem Vorlagetank (40) zu ermöglichen; und der Druckausgleichsbehälter (60) im Ringrohrleitungsrücklauf (80) angeordnet ist.

Description

Technisches Gebiet der Erfindung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Leitungssystem, durch welches insbesondere Reinwasser für pharmazeutische Anwendungen, z. B. für die Dialyse, bereitgestellt wird. Die Erfindung betrifft aber auch andere Anwendungen, bei denen an die Qualität des Reinwassers hohe Anforderungen gestellt werden wie z.B. Trinkwasser, Wasser in der Chipfabrikation etc. Deshalb muss das Leitungssystem regelmässig gereinigt werden. Das erfindungsgemässe Leitungssystem zeichnet sich dadurch aus, dass das Wasser im Normalbetrieb in einer Hauptfliessrichtung durch das Leitungssystem fliesst und im Reinigungsbetrieb in einer Gegenfliessrichtung. Da der Fluss des Wassers in Gegenfliessrichtung pulsartig ausgeführt werden kann, ist die Reinigung des Leitungssystems besonders effektiv. Das Verfahren zur Reinigung des Leitungssystems ist daher ebenso ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung.

[0002] Das erfindungsgemässe Leitungssystem umfasst eine Ringrohrleitung mit einem Ringrohrleitungsvorlauf, einem Ringrohrleitungsrücklauf, einer Hauptrohrleitung und einer Entnahmestelle für Reinwasser, insbesondere für pharmazeutische Anwendungen, sowie vorzugsweise mit mindestens einer Nebenrohrleitung, ein Fliessminderungselement, mindestens einen Druckausgleichsbehälter und/ oder mindestens eine Pumpe; wobei der Ringrohrleitungsvorlauf mit einem Auslass einer Wasseraufbereitungsanlage und der Ringrohrleitungsrücklauf mit einem Einlass eines Vorlagetanks verbindbar ist; wobei sich der Vorlagetank am Einlass der Wasseraufbereitungsanlage befindet.

[0003] Das erfindungsgemässe Leitungssystem ist dadurch gekennzeichnet, dass es eine Bypass-Rohrleitung umfasst, um die Verbindung des Ringrohrleitungsvorlaufs mit dem Vorlagetank zu ermöglichen; und der mindestens eine Druckausgleichsbehälter und/oder die mindestens eine Pumpe im Ringrohrleitungsrücklauf angeordnet ist/sind. Durch entsprechende Ventile sind die jeweiligen Verbindungen absperrbar.

[0004] Die Bypass-Rohrleitung, die im Reinigungsbetrieb des Leitungssystems verwendet wird, ermöglicht das Durchfliessen des Leitungssystems zu dessen Reinigung.

[0005] Zudem ist ein weiterer Gegenstand der Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung von Reinwasser, insbesondere für pharmazeutische Anwendungen, welche das erfindungsgemässe Leitungssystem umfasst.

Stand der Technik

[0006] Bekannt ist eine Anlage, wie in Fig. 1 gezeigt, bei der eine Ringrohrleitung derart an eine Anlage zur Wasseraufbereitung angeschlossen ist, dass der Ringrohrleitungsvorlauf mit dem Auslass der Wasseraufbereitungsanlage und der Ringrohrleitungsrücklauf mit dem Einlass eines Vorlagetanks am Einlass der Wasseraufbereitungsanlage über zwei Leitungen verbunden ist. Eine Leitung im Ringrohrleitungsrücklauf ist absperrbar.

[0007] Bei Reinigung der Ringrohrleitung wird das Ventil am Einlass des Vorlagetanks kurzzeitig geöffnet und geschlossen, so wird das in mindestens einem im Ringrohrleitungsvorlauf angeordneten Druckausgleichsbehälter befindliche Wasser pulsartig durch die Ringrohrleitung eingespeist und diese so reinigen.

[0008] Es hat sich gezeigt, dass diese Art der Reinigung nicht ausreichend ist. Der zur Verfügung stehende Differenzdruck ist ebenfalls geringer, da der Ringleitungsrücklauf mit einem geringeren Druck bereits besteht und der Differenzdruck durch das offene Druckhalteventil (V2) und dem Öffnen von V1 nur noch geringer ist (z.B. von 4 bar auf 0 bar) gesenkt wird. (Siehe Fig. 8a und 8b) Es besteht ferner die Gefahr, dass der Druckausgleichsbehälter beschädigt sein kann und dann kontaminiertes Wasser statt Reinwasser durch den im Vorlauf befindlichen Druckausgleichsbehälter über längere Zeit in das Leitungssystem für pharmazeutische Anwendungen unerkannt eingespeist wird.

[0009] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es also, ein Leitungssystem bereitzustellen, das effizienter gereinigt werden kann und höchste Sicherheit im Normalbetrieb bietet.

Zusammenfassung der Erfindung

[0010] Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Leitungssystem, welches in einem Normalbetrieb und in einem Reinigungsbetrieb betreibbar ist, und a) eine Ringrohrleitung, die von Wasser im Normalbetrieb in einer Hauptfliessrichtung und im Reinigungsbetrieb in einer Gegenfliessrichtung durchströmbar ist, wobei die Ringrohrleitung (3) eine Hauptrohrleitung und wenigstens eine Entnahmestelle für Reinwasser, insbesondere für pharmazeutische Anwendungen, umfasst, wobei die Ringrohrleitung einen Ringrohrleitungsvorlauf und einen Ringrohrleitungsrücklauf umfasst; und b) ein Fliessminderungselement; und c) mindestens einen Druckausgleichsbehälter und/oder mindestens eine Pumpe umfasst;wobei der Ringrohrleitungsvorlauf der Ringrohrleitung mit einem Auslass einer Wasseraufbereitungsanlage verbindbar und durch ein erstes Ventil absperrbar ist; wobei der Ringrohrleitungsrücklauf der Ringrohrleitung mit einem Einlass eines Vorlagetanks verbindbar ist, und wobei sich der Vorlagetank am Einlass der Wasseraufbereitungsanlage befindet.

[0011] Das erfindungsgemässe Leitungssystem ist dadurch gekennzeichnet, dass – das Leitungssystem eine Bypass-Rohrleitung mit einem zweiten absperrbaren Ventil umfasst, durch die der Ringrohrleitungsvorlauf der Ringrohrleitung mit dem Vorlagetank verbindbar ist; – der mindestens eine Druckausgleichsbehälter und/oder die mindestens eine Pumpe im Ringrohrleitungsrücklauf der Ringrohrleitung angeordnet ist; – das Fliessminderungselement im Ringrohrleitungsrücklauf der Ringrohrleitung und in Hauptfliessrichtung nach dem Druckausgleichsbehälter oder der Pumper angeordnet ist,wobei im Normalbetrieb das erste Ventil zum Auslass der Wasseraufbereitungsanlage hin geöffnet und das zweite Ventil der Bypass-Rohrleitung geschlossen ist; während im Reinigungsbetrieb das erste Ventil zum Auslass der Wasseraufbereitungsanlage hin geschlossen und das dritte Ventil geöffnet ist.

[0012] Die Entnahmestelle für das Reinwasser, insbesondere für pharmazeutische Anwendungen, kann an jeder beliebigen Stelle der Ringrohrleitung angeordnet sein. Sie kann ausserdem beispielsweise an einer bevorzugt vorhandenen Nebenrohrleitung angeordnet sein. Es können auch mehrere Entnahmestellen vorhanden sein. In einer Ausführungsform des erfindungsgemässen Leitungssystems sind mehrere Nebenrohrleitungen vorhanden, wobei an jeder Nebenrohrleitung eine Entnahmestelle angeordnet ist.

[0013] In einer alternativen Ausführungsform des erfindungsgemässen Leitungssystems sind das erste und das zweite Ventil durch ein entsprechendes Drei-Wege-Ventil ersetzt.

[0014] In einer alternativen Ausführungsform des erfindungsgemässen Leitungssystems ist das erste Ventil als Rückschlagventil ausgebildet und sperrt dann den Ringrohrleitungsvorlauf automatisch ab.

[0015] Das Fliessminderungselement kann durch eine Engstelle, eine Drossel, eine Blende, ein drittes Ventil oder ein Druckhalteventil gebildet sein. Das dritte Ventil kann absperrbar oder nicht absperrbar sein. Das dritte Ventil kann auch ein Druckhalteventil sein, welches absperrbar oder nicht absperrbar sein kann. In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Leitungssystems ist das Fliessminderungselement durch die Kombination eines absperrbaren dritten Ventils und eines Druckhalteventils gebildet.

[0016] Im Normalbetrieb fliesst das in den Vorlagetank am Einlass der Wasseraufbereitungsanlage eingespeiste Wasser durch die Wasseraufbereitungsanlage, in der es gereinigt wird. Vom Auslass der Wasseraufbereitungsanlage gelangt das Reinwasser dann in den Ringrohrleitungsvorlauf der Ringrohrleitung, und kann dann über die Hauptrohrleitung auf die bevorzugt vorhandene mindestens eine Nebenrohrleitung verteilt werden, wobei es dann beispielsweise an dessen Entnahmestelle für pharmazeutische Zwecke, wie beispielsweise für ein Dialysegerät, entnommen werden kann. Nicht entnommenes Wasser fliesst von dort weiter in den Ringrohrleitungsrücklauf und von dort wieder in den Vorlagetank zurück. Um Druckschwankungen in den Rohrleitungen ausgleichen zu können, befindet sich im Ringrohrleitungsrücklauf mindestens ein Druckausgleichsbehälter. Statt des mindestens einen Druckausgleichsbehälters oder zusätzlich zum mindestens einen Druckausgleichsbehälter kann der Ringrohrleitungsrücklauf auch mindestens eine Pumpe umfassen. Die Grösse des mindestens einen Druckausgleichsbehälters ist insbesondere an die Ringrohrleitungsgrösse angepasst. In einer bevorzugten Ausführungsform hat der mindestens eine Druckausgleichsbehälter ein Fassungsvermögen von mindestens 0,01 Liter, bevorzugt von 0,01 bis 100 Liter. Statt des mindestens einen Druckausgleichsbehälters oder zusätzlich zu einer Pumpe kann der Ringrohrleitungsrücklauf auch ein Druckhalteventil umfassen.

[0017] Die vorliegende Erfindung umfasst auch eine Ausführungsform, bei der sich kein Druckausgleichsbehälter im Ringrohrleitungsrücklauf befindet, sondern stattdessen eine Pumpe. Bevorzugt weist diese Ausführungsform ein zusätzliches viertes Ventil auf, welches auf- und zugeht, während die Pumpe läuft. In einer alternativen Ausführungsform ist zusätzlich ein Druckausgleichsbehälter vorhanden, der sich auch an einer anderen Stelle als im Ringrohrleitungsrücklauf befinden kann. In diesem Fall muss dann aber sichergestellt werden, dass das „Reinigungswasser“ nicht abgestanden oder von geringerer Qualität ist.

[0018] Im Normalbetrieb ist das zweite Ventil der Bypass-Rohrleitung geschlossen und das erste Ventil am Auslass der Wasseraufbereitungsanlage geöffnet, so dass also die Verbindung zum Auslass der Wasseraufbereitungsanlage geöffnet und die Verbindung zur Bypass-Rohrleitung geschlossen ist. Falls vorhanden, ist zudem das dritte absperrbare Ventil für den Vorlagetank geöffnet.

[0019] Im Reinigungsbetrieb wird das zweite Ventil geöffnet, so dass die Verbindung zur Bypass-Rohrleitung geöffnet ist, und die Verbindung zum Auslass der Wasseraufbereitungsanlage geschlossen. Ist das erste Ventil als Rückschlagventil ausgebildet, so wird der Ringrohrleitungsvorlauf automatisch abgesperrt. Falls vorhanden, wird zudem das dritte absperrbare Ventil für den Vorlagetank geschlossen.

[0020] Das zweite Ventil kann sich am Ringrohrleitungsvorlauf-seitigen der Bypass-Rohrleitung oder am Vorlagetank-seitiges Ende der Bypass-Rohrleitung oder an jeder beliebigen Stelle der Bypass-Rohrleitung befinden.

[0021] Wird nun im Reinigungsbetrieb das zweite Ventil der Bypass-Rohrleitung in regelmässigen Zeitabständen kurzzeitig geöffnet, so führt das beim Öffnen des Ventils zu einem Druckabfall in im Ringrohrleitungsvorlauf und somit zu einer zumindest teilweisen Entleerung des mindestens einen Druckausgleichsbehälters, solange der Druckausgleichsbehälter nicht leer ist. Um zu verhindern, dass sich der Druckausgleichsbehälter vollständig entleert, wird das zweite Ventil bevorzugt durch eine Drucküberwachung geschlossen, sobald eine gewisse Menge an Wasser im Druckausgleichsbehälter unterschritten wird. Durch das Schliessen des zweiten Ventils der Bypass-Rohrleitung baut sich jeweils wieder ein Druck im Ringrohrleitungsrücklauf auf, der dann beim Öffnen des Ventils abfällt. Die Reinigungsintervalle werden meist von dem Betreiber des Leitungssystems und/oder von dem Betrieb festgelegt, der mit dem Reinwasser versorgt wird. Da sich der mindestens eine Druckausgleichsbehälter am Ringrohrleitungsrücklauf befindet, fliesst das Wasser in Gegenfliessrichtung durch die Ringrohrleitung. Dadurch ist die Ablösung von eventuell in Hauptfliessrichtung vorhandenen Ablagerungen und damit die Reinigung der Ringrohrleitung besonders effizient. Hierbei werden nicht nur die Hauptleitung und der Ringrohrleitungsvorlauf und -rücklauf gereinigt, sondern auch die bevorzugt vorhandene mindestens eine Nebenleitung.

[0022] Sind das erste und das zweite Ventil durch ein entsprechendes Drei-Wege-Ventil ersetzt, so ist es im Normalbetrieb so eingestellt, dass die Verbindung zum Auslass der Wasseraufbereitungsanlage geöffnet und die Verbindung zur Bypass-Rohrleitung geschlossen ist. Zudem ist im Normalbetrieb, falls vorhanden, das dritte absperrbare Ventil für den Vorlagetank geöffnet.

[0023] Im Reinigungsbetrieb wird das Drei-Wege-Ventil so eingestellt, dass die Verbindung zum Auslass der Wasseraufbereitungsanlage geschlossen und die Verbindung zur Bypass-Rohrleitung geöffnet ist. Zudem wird, falls vorhanden, das dritte absperrbare Ventil für den Vorlagetank geschlossen.

[0024] Wird nun im Reinigungsbetrieb das Drei-Wege-Ventil zur Bypass-Rohrleitung hin in regelmässigen Zeitabständen kurzzeitig geöffnet, so führt das beim Öffnen des Ventils zu einem Druckabfall in der Leitung und somit zu einer zumindest teilweisen Entleerung des mindestens einen Druckausgleichsbehälters. Da sich der mindestens eine Druckausgleichsbehälter am Ringrohrleitungsrücklauf befindet, fliesst das Wasser in Gegenfliessrichtung durch die Ringrohrleitung. Dadurch ist die Ablösung von eventuell in Hauptfliessrichtung vorhandenen Ablagerungen und damit die Reinigung der Ringrohrleitung besonders effizient. Hierbei werden nicht nur die Hauptleitung und der Ringrohrleitungsvorlauf und - rücklauf gereinigt, sondern auch die mindestens eine Nebenleitung.

[0025] Daher ist ein weiterer Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur Reinigung des erfindungsgemässen Leitungssystems, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: i) Schliessen der Verbindung zwischen dem Auslass der Wasseraufbereitungsanlage und dem Ringrohrleitungsvorlauf der Ringrohrleitung und Öffnen der Bypass-Rohrleitung durch entsprechende Stellung des ersten und zweiten Ventils bzw. des Drei-Wege-Ventils; ii) Durchspülen der Ringrohrleitung und der Bypass-Rohrleitung in Gegenfliessrichtung durch mindestens einen Teil des im einen Druckausgleichsbehälter befindlichen Wassers durch Öffnen des zweiten absperrbaren Ventils der Bypass-Rohrleitung zum Vorlagetank der Wasseraufbereitungsanlage hin.

[0026] Falls ein drittes absperrbares Ventil zum Vorlagetank der Wasseraufbereitungsanlage hin vorhanden ist, wird dies in Schritt i) ebenfalls geschlossen.

[0027] Hierbei erfolgt das Durchspülen der Ringrohrleitung und der Bypass-Rohrleitung in Gegenfliessrichtung automatisch durch einen Teil des im mindestens einen Druckausgleichsbehälter befindlichen Wassers, wenn das zweite absperrbare Ventil der Bypass-Rohrleitung zum Vorlagetank der Wasseraufbereitungsanlage hin geöffnet wird. Dieser Vorgang lässt sich beliebig oft wiederholen (bis der Druckausgleichsbehälter leer ist), und wird bevorzugt nach dem Versorgungsbetrieb und/oder vor dem neuen Versorgungsbetrieb bzw. einem erneuten kurzfristigen Druckaufbau durchgeführt. Die Häufigkeit richtet sich nach den individuellen Bedingungen des Betreibers. In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Schliessen und Wieder-Öffnen des zweiten Ventils der Bypass-Rohrleitung zum Vorlagetank der Wasseraufbereitungsanlage hin kurzzeitig und somit impulsartig. Diese Art der Spülung des Leitungssystems wird auch als Impuls-Spülung bezeichnet. Das erfindungsgemässe Leitungssystem ist somit in einem Impuls-Gegenfliessrichtungs-Betrieb betreibbar. Der Normal- und/oder der Reinigungs- und/oder der Impuls-Gegenfliessrichtungs-Betrieb des erfindungsgemässen Leitungssystems können automatisiert werden und damit automatisch erfolgen.

[0028] Nach der Reinigung des Leitungssystems werden vorteilhafterweise die Hauptrohrleitung und, wenn vorhanden, die mindestens eine Nebenrohrleitung innerhalb von wenigen Minuten mit frischem Reinwasser in dann wieder normaler Fliessrichtung gespült. Durch diese Technik kann eine bessere Rein-Wasserqualität (Keim- und Endotoxin Belastung) mit verbesserter Gesundheit für die Patienten erreicht werden. Zudem kann durch diese Technik auf eine Kosten- und Energieintensive Heisswasser-Desinfektion verzichtet oder deren Dauer bzw. Häufigkeit zumindest reduziert werden.

[0029] Daher umfasst das Verfahren in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform den zusätzlichen Schritt iii): iii) Durchspülen der Ringrohrleitung und der Bypass-Rohrleitung in Hauptfliessrichtung mit Reinwasser für pharmazeutische Anwendungen.

[0030] Im Folgenden werden weitere bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemässen Leitungssystems beschrieben.

[0031] In einer Ausführungsform des erfindungsgemässen Leitungssystems enthält die Ringrohrleitung mindestens eine davon abgezweigte, einen Bypass bildende Nebenrohrleitung. Hierbei ist bevorzugt die wenigstens eine Entnahmestelle für Reinwasser, insbesondere für pharmazeutische Anwendungen, an die Nebenrohrleitung angeschlossen.

[0032] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das erfindungsgemässe Leitungssystem einen Sensor, mit dem die Druckdifferenz bzw. Fliessgeschwindigkeit des Wassers in dem Leitungssystem messbar und/oder regelbar ist. Bevorzugt ist der Sensor als Drucksensor ausgebildet.

[0033] In einer weiteren Ausführungsform umfasst das erfindungsgemässe Leitungssystem mindestens eine Pumpe, die in Hauptfliessrichtung vor oder nach dem mindestens einen Druckausgleichsbehälter angeordnet ist. Die Pumpe kann nicht nur zusätzlich vorhanden sein, sondern den mindestens einen Druckausgleichsbehälter auch ersetzen.

[0034] Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ausserdem eine Vorrichtung zur Herstellung von Reinwasser für pharmazeutische Anwendungen, welche das erfindungsgemässe Leitungssystem umfasst, sowie einen Vorlagetank und eine Wasseraufbereitungsanlage mit einem Auslass zum erfindungsgemässen Leitungssystem hin, wobei sich der Vorlagetank am Einlass der Wasseraufbereitungsanlage befindet.

[0035] Derartige Wasseraufbereitungsanlagen sind bereits aus dem Stand der Technik bekannt, wie beispielsweise aus der EP 3 372 302 oder der EP 2 723 693. In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung umfasst die Wasseraufbereitungsanlage mindestens eine, vorteilhafterweise zwei, vorzugsweise drei Umkehr-Osmose-Anlagen.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

[0036] Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zur Herstellung von Reinwasser für pharmazeutische Anwendungen nach dem Stand der Technik. Fig. 2-8 zeigen erfindungsgemässe Vorrichtungen zur Herstellung von Reinwasser für pharmazeutische Anwendungen.

Beschreibung einer Vorrichtung nach dem Stand der Technik

[0037] In der in Figur 1 gezeigten Vorrichtung 2000 gemäss dem Stand der Technik ist das Leitungssystem 100 mit dem Auslass 91 der Wasseraufbereitungsanlage und zweifach mit dem Einlass des Vorlagetanks 40 verbunden. Das Leitungssystem 100 weist eine Ringrohrleitung 3 mit einer Hauptrohrleitung 10 und zwei Nebenrohrleitungen 20, 20' mit jeweils einer Entnahmestelle 30, 30' auf. Hier sind die Entnahmestellen 30, 30' für das in der Vorrichtung 2000 hergestellte Reinwasser beispielsweise Dialysegeräte D, D'. Der Ringrohrleitungsvorlauf 70, der einen Druckausgleichsbehälter 60 aufweist, ist mit dem Auslass 91 der Wasseraufbereitungsanlage verbunden und über ein Ventil V1 absperrbar. Der Ringrohrleitungsrücklauf 80 ist sowohl mit dem Ventil V1 als auch mit dem Druckhalteventil V2 mit dem Einlass 41 des Vorlagetanks verbunden. Die Wasseraufbereitungsanlage 90 weist zwei Umkehr-Osmose-Anlagen 4 und 5 auf und ist an den Vorlagetank 40 rückgekoppelt.

[0038] Im Normalbetrieb ist das Ventil V2 geöffnet und das in der Wasseraufbereitungsanlage 90 hergestellte Reinwasser fliesst über deren Auslass 91 und den Druckausgleichsbehälter 60 in die Hauptrohrleitung 10 und die Nebenleitungen 20 und 20' und dann über den Ringrohrleitungsrücklauf 80 wieder zurück in den Vorlagetank.

[0039] Im Reinigungsbetrieb bleibt das Ventil V2 geöffnet und das Ventil V1 wird geöffnet. Durch kurzzeitiges Öffnen und Wiederschliessen des Ventils V1 erfolgt durch das Wasser im Druckausgleichsbehälter 60 eine Impuls-Gleichfliessrichtungs-Spülung des Leitungssystems 100 in Hauptfliessrichtung 1. Das Leitungssystem 100 kann nicht in Gegenfliessrichtung durchflossen werden. Da am Ringrohrleitungsrücklauf ein geringerer Druck durch das offene Ventil V2 ansteht als im Ringrohrleitungsvorlauf, kann nur ein geringer Differenzdruck und damit eine schwache Impuls-Gleichfliessrichtung erfolgen.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung

[0040] In der in Figur 2 gezeigten erfindungsgemässen Vorrichtung 1000 ist das Leitungssystem 100, welches in einem Normalbetrieb und in einem Reinigungsbetrieb betreibbar ist, derart mit einem Vorlagetank 40 und einer Wasseraufbereitungsanlage 90 verbunden, dass der Ringrohrleitungsvorlauf 70 seiner Ringrohrleitung mit einem Auslass 91 der Wasseraufbereitungsanlage verbunden und durch ein erstes Ventil 52-1 absperrbar ist, und dass der Ringrohrleitungsrücklauf 80 seiner Ringrohrleitung mit einem ersten Einlass 41 des Vorlagetanks verbunden und durch ein drittes Ventil 48 absperrbar ist sowie ein Druckhalteventil 61 aufweist. Das erste Ventil 52-1 kann auch als Rückschlagventil ausgebildet sein und sperrt dann den Ringrohrleitungsvorlauf 70 automatisch ab. Neben dem Ringrohrleitungsvorlauf 70 und dem Ringrohrleitungsrücklauf 80 umfasst die Ringrohrleitung 3 auch eine Hauptrohrleitung 10 und mindestens eine, hier zwei, davon abgezweigte, einen Bypass bildende Nebenrohrleitung/en 20, 20', an die jeweils wenigstens eine Entnahmestelle 30, 30' für Reinwasser, insbesondere für pharmazeutische Anwendungen, anschliessbar ist. Die Ringrohrleitung 3 ist von Wasser im Normalbetrieb in einer Hauptfliessrichtung 1 und im Reinigungsbetrieb in einer Gegenfliessrichtung 2 durchströmbar. Das Leitungssystem 100 umfasst auch einen Druckausgleichsbehälter 60, der im Ringrohrleitungsrücklauf 80 der Ringrohrleitung angeordnet ist. Der Vorlagetank 40 befindet sich am Einlass 92 der Wasseraufbereitungsanlage. Das erfindungsgemässe Leitungssystem 100 zeichnet sich dadurch aus, dass es eine Bypass-Rohrleitung 50 umfasst, durch die der Ringrohrleitungsvorlauf 70 der Ringrohrleitung mit dem Vorlagetank 40 verbunden ist. Die Bypass-Rohrleitung 50 umfasst hierbei ein zweites Ventil 52-2, welches das Öffnen und Schliessen der Verbindung zwischen Bypass-Rohrleitung 50 und Ringrohrleitungsvorlauf 70 der Ringrohrleitung ermöglicht.

[0041] Im Normalbetrieb ist das zweite Ventil 52-2 geschlossen, während die beiden Ventile 48 und 52-1 geöffnet sind. Im Reinigungsbetrieb ist es genau umgekehrt: Die Ventile 48 und 52-1 werden geschlossen und das zweite Ventil 52-2 wird geöffnet. Wird nun im Reinigungsbetrieb das zweite Ventil 52-2 der Bypass-Rohrleitung zum Vorlagetank 40 hin kurzzeitig geöffnet, so führt das beim Öffnen des Ventils 52-2 zu einem Druckabfall im Ringrohrleitungsvorlauf 70 und somit zu einer zumindest teilweisen Entleerung des Druckausgleichsbehälters 60 bei nahezu gleichbleibender Druckdifferenz, solange der Druckausgleichsbehälter 60 nicht komplett leer ist. Um das zu verhindern, wird das Ventil 52-2 bevorzugt durch eine Drucküberwachung geschlossen, bevor der Druckausgleichsbehälter komplett leer ist. Durch Schliessen des zweiten Ventils 52-2 baut sich wieder ein Druck im Ringrohrleitungsvorlauf 70 auf. Das Öffnen des zweiten Ventils 52-2 führt dann wieder zu einem Druckabfall und zu einem Fliessen des Wassers in Gegenfliessrichtung. Bevorzugt wird das Ventil 52-2 im Reinigungsbetrieb mehrfach geöffnet und wieder geschlossen, um einen vielfachen Gegenstrom-Impuls zu erzielen. Da sich der Druckausgleichsbehälter 60 am Ringrohrleitungsrücklauf 80 befindet, fliesst das Wasser in Gegenfliessrichtung 2 durch die Ringrohrleitung 3. Dadurch ist die Ablösung von eventuell in Hauptfliessrichtung 1 vorhandenen Ablagerungen und damit die Reinigung der Ringrohrleitung 3 besonders effizient. Hierbei werden nicht nur die Hauptleitung 10 und der Ringrohrleitungsvorlauf 70 und -rücklauf 80 gereinigt, sondern auch die beiden Nebenleitungen 20 und 20'.

[0042] Fig. 3 zeigt eine alternative Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung 1000, in der das erste Ventil 52-1 und das zweite Ventil 52-2 durch ein entsprechendes Drei-Wege-Ventil 52 ersetzt sind.

[0043] Fig. 4 zeigt eine alternative Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung 1000, in der eine zusätzliche Pumpe 62 zur Verstärkung der Druckdifferenz eingesetzt wird. Die Pumpe 62 kann zusätzlich zum Druckausgleichsbehälter oder anstatt des Druckausgleichsbehälters für das Durchspülen der Leitungen gebraucht werden.

[0044] Im Normalbetrieb ist das zweite Ventil 52-2 geschlossen, während die beiden Ventile 48 und 52-1 geöffnet sind. Im Reinigungsbetrieb ist es genau umgekehrt: Die Ventile 48 und 52-1 werden geschlossen und das zweite Ventil 52-2 ist geöffnet.

[0045] Wird nun im Reinigungsbetrieb das zweite Ventil 52-2 der Bypass-Rohrleitung zum Vorlagetank 40 hin kurzzeitig geöffnet, so führt das beim Öffnen des Ventils 52-2 zu einem Druckabfall in der Leitung und somit zu einer teilweisen Entleerung des Druckausgleichsbehälters 60. Da sich der Druckausgleichsbehälter 60 am Ringrohrleitungsrücklauf 80 befindet, fliesst das Wasser in Gegenfliessrichtung 2 durch die Ringrohrleitung 3. Dadurch ist die Ablösung von eventuell in Hauptfliessrichtung 1 vorhandenen Ablagerungen und damit die Reinigung der Ringrohrleitung 3 besonders effizient. Hierbei werden nicht nur die Hauptleitung 10 und der Ringrohrleitungsvorlauf 70 und -rücklauf 80 gereinigt, sondern auch die beiden Nebenleitungen 20 und 20'. Die Pumpe 62 dient als zusätzliche Verstärkung des Druckausgleichsbehälters.

[0046] Die in Fig. 5 gezeigte alternative Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung weist eine weitere Leitung 53 mit einem vierten Ventil 58 auf, welches auf- und zugeht sobald die Pumpe läuft. So wird durch die Pumpe eine Gegenzirkulation ermöglicht. Im Reinigungsbetrieb werden sowohl die Leitung 53 als auch die Bypass-Rohrleitung 50, jeweils in Gegenfliessrichtung (2-2 bzw. 2-1) durchströmt.

[0047] Die in Fig. 6 gezeigte alternative Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung 1000 unterscheidet sich von der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung 1000 dadurch, dass sie keinen Druckausgleichsbehälter 60 im Ringrohrleitungsrücklauf 80 aufweist.

[0048] Die in Fig. 7 gezeigte alternative Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung 1000 unterscheidet sich von der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung 1000 dadurch, dass sie keine Nebenrohrleitungen 20, 20' in der Ringrohrleitung 3 aufweist, und die wenigstens eine Entnahmestelle 30 für Reinwasser für pharmazeutische Anwendungen an die Hauptrohrleitung 10 angeschlossen ist.

[0049] Fig. 8a zeigt ein erfindungsgemässes Leitungssystem 100 der erfindungsgemässen Vorrichtung 1000 im Normalbetrieb, wobei die Ringrohrleitung 3 in Hauptfliessrichtung 1 durchströmt wird. Fig. 8 b zeigt dasselbe Leitungssystem 100 im Reinigungsbetrieb. Durch vorherigen Druckaufbau durch den Druckausgleichsbehälter mit Schliessen der Ventile 48, 52-1 und 52-2 wird ein hoher gleichmässiger Druck im gesamten Leitungssystem 100 erzielt. Durch anschliessendes Öffnen des Ventils 52-2 entlädt sich der Druck dann in Gegenfliessrichtung 2 im Rohrleitungsvorlauf 70.

Bezugszeichenliste

[0050] 1000 Vorrichtung gemäss der Erfindung 2000 Vorrichtung gemäss dem Stand der Technik 100 Leitungssystem 1 Hauptfliessrichtung der Ringrohrleitung 3 2 Gegenfliessrichtung der Ringrohrleitung 3 3 Ringrohrleitung 4, 5 Umkehr-Osmose-Anlage 10 Hauptrohrleitung 20, 20' Nebenrohrleitung 30, 30' Entnahmestelle 40 Vorlagetank 41 erster Einlass des Vorlagetanks 40 42 zweiter Einlass des Vorlagetanks 40 48 drittes Ventil für den ersten Einlass 41 des Vorlagetanks 40 50 Bypass-Rohrleitung 51 Ringrohrleitungsvorlauf-seitiges Ende der Bypass-Rohrleitung 50 52 Drei-Wege-Ventil der Bypass-Rohrleitung 50 52-1 erstes Ventil am Auslass der Wasseraufbereitungsanlage 90 52-2 zweites Ventil der Bypass-Rohrleitung 53 Leitung 54 Vorlagetank-seitiges Ende der Bypass-Rohrleitung 50 58 viertes Ventil 60 Druckausgleichsbehälter 61 Druckhalteventil 62 Pumpe 70 Ringrohrleitungsvorlauf 80 Ringrohrleitungsrücklauf 90 Wasseraufbereitungsanlage 91 Auslass der Wasseraufbereitungsanlage 92 Einlass der Wasseraufbereitungsanlage V1, V2 Ventile D, D' Dialysegerät

Claims (18)

1. Leitungssystem (100), welches in einem Normalbetrieb und in einem Reinigungsbetrieb betreibbar ist, umfassend: a) eine Ringrohrleitung (3), die von Wasser im Normalbetrieb in einer Hauptfliessrichtung (1) und im Reinigungsbetrieb in einer Gegenfliessrichtung (2) durchströmbar ist, wobei die Ringrohrleitung (3) eine Hauptrohrleitung (10) und wenigstens eine Entnahmestelle (30) für Reinwasser, insbesondere für pharmazeutische Anwendungen, umfasst, wobei die Ringrohrleitung (3) einen Ringrohrleitungsvorlauf (70) und einen Ringrohrleitungsrücklauf (80) umfasst; und b) ein Fliessminderungselement; und c) mindestens einen Druckausgleichsbehälter (60) und/oder mindestens eine Pumpe (62); wobei der Ringrohrleitungsvorlauf (70) der Ringrohrleitung mit einem Auslass (91) einer Wasseraufbereitungsanlage (90) verbindbar und durch ein erstes Ventil (52-1) absperrbar ist, wobei der Ringrohrleitungsrücklauf (80) der Ringrohrleitung mit einem ersten Einlass (41) eines Vorlagetanks (40) verbindbar ist, und wobei sich der Vorlagetank (40) am Einlass (92) der Wasseraufbereitungsanlage befindet, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitungssystem (100) eine Bypass-Rohrleitung (50) mit einem zweiten absperrbaren Ventil (52-2) umfasst, durch die der Ringrohrleitungsvorlauf (70) der Ringrohrleitung mit dem Vorlagetank (40) verbindbar ist, dass der mindestens eine Druckausgleichsbehälter (60) und/oder die mindestens eine Pumpe im Ringrohrleitungsrücklauf (80) der Ringrohrleitung angeordnet ist; dass das Fliessminderungselement im Ringrohrleitungsrücklauf (80) der Ringrohrleitung und in Hauptfliessrichtung nach dem Druckausgleichsbehälter oder der Pumpe angeordnet ist, wobei im Normalbetrieb das erste Ventil (52-1) zum Auslass (91) der Wasseraufbereitungsanlage hin geöffnet und das zweite Ventil (52-2) der Bypass-Rohrleitung geschlossen ist, während im Reinigungsbetrieb das erste Ventil (52-1) zum Auslass (91) der Wasseraufbereitungsanlage hin geschlossen und das zweite Ventil (52-2) geöffnet ist.

2. Leitungssystem (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringrohrleitung (3) mindestens eine davon abgezweigte, einen Bypass bildende Nebenrohrleitung (20) enthält, an die die wenigstens eine Entnahmestelle (30) für Reinwasser für pharmazeutische Anwendungen angeschlossen ist.

3. Leitungssystem (100) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Fliessminderungselement (81) durch eine Engstelle, eine Drossel, eine Blende ein drittes Ventil (48) oder ein Druckhalteventil (61) gebildet ist.

4. Leitungssystem (100) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Ventil (48) absperrbar ist.

5. Leitungssystem nach Anspruch 3, dass das dritte Ventil (48) nicht absperrbar ist.

6. Leitungssystem (100) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei, das dritte Ventil (48) und das Druckhalteventil (61) ein kombiniertes Ventil bilden.

7. Leitungssystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ventil (52-1) und das zweite Ventil (52-2) durch ein entsprechendes Drei-Wege-Ventil (52) ersetzt sind.

8. Leitungssystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ventil (52-1) als Rückschlagventil ausgebildet ist und den Ringrohrleitungsvorlauf (70) automatisch absperrt.

9. Leitungssystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitungssystem (100) mindestens einen Sensor, bevorzugt mindestens einen Drucksensor, umfasst, mit dem die Druckdifferenz bzw. Fliessgeschwindigkeit des Wassers in dem Leitungssystem (100) messbar und/oder regelbar ist.

10. Leitungssystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Ventil (52-2) der Bypass-Rohrleitung bzw. das Drei-Wege-Ventil (52) kurzzeitig öffen- und schliessbar ist, so dass das Leitungssystem (100) in einem Impulsbetrieb betreibbar ist.

11. Leitungssystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitungssystem (100) in einem automatischen Normal- und/oder Reinigungs- und/oder Impulsbetrieb betreibbar ist.

12. Leitungssystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Fassungsvermögen des mindestens einen Druckausgleichsbehälters (60) mindestens 0,01 Liter, vorzugsweise 0,01 bis 100 Liter, ist.

13. Vorrichtung (1000) zur Herstellung von Reinwasser für pharmazeutische Anwendungen, welche das Leitungssystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 umfasst, sowie einen Vorlagetank (40) und eine Wasseraufbereitungsanlage (90) mit einem Auslass (91) zum Leitungssystem (100) hin, wobei sich der Vorlagetank (40) am Einlass (92) der Wasseraufbereitungsanlage befindet.

14. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasseraufbereitungsanlage (90) mindestens eine, vorteilhafterweise zwei, vorzugsweise drei Umkehr-Osmose-Anlagen umfasst.

15. Verfahren zur Reinigung des Leitungssystems (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: i) Schliessen der Verbindung zwischen dem Auslass (91) der Wasseraufbereitungsanlage und dem Ringrohrleitungsvorlauf (70) der Ringrohrleitung und Öffnen der Bypass-Rohrleitung (50) durch entsprechende Stellung des ersten Ventils (52-1) und des zweiten Ventils (52-2) bzw. des Drei-Wege-Ventils (52) ii) Durchspülen der Ringrohrleitung (3) in Gegenfliessrichtung (2) durch einen Teil des im mindestens einen Druckausgleichsbehälter (60) befindlichen Wassers durch Öffnen des zweiten absperrbaren Ventils (52-2) bzw. des Drei-Wege-Ventils (52) zum Vorlagetank der Wasseraufbereitungsanlage hin.

16. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Durchspülen impulsartig durch kurzzeitiges Schliessen und Wieder-Öffnen des zweiten absperrbaren Ventils (52-2) bzw. des Drei-Wege-Ventils (52) zum Vorlagetank (40) der Wasseraufbereitungsanlage hin erfolgt.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 oder 17, wobei das Leitungssystem (100) eine Wasseraufbereitungsanlage umfasst und wobei die Wasseraufbereitungsanlage zum erneuten Druckaufbau im Betrieb verbleibt bzw. erneut in Betrieb gesetzt wird.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren den zusätzlichen Schritt iii) umfasst: iii) Durchspülen der Ringrohrleitung (3) in Hauptfliessrichtung (1) mit Reinwasser für pharmazeutische Anwendungen.