DE10043673A1 - Beschichtungsvorrichtung für Rohrleitungen geringen Durchmessers - Google Patents

Abstract

Für die Beschichtung von Rohrleitungen mit geringem Durchmesser ist eine Vorrichtung vorgesehen, bei der der Schleuderkopf (9) einen Durchmesser und eine Wandungsneigung aufweisen, die unter Berücksichtigung des Gesamtrohrleitungsdurchmessers gewählt ist. D. h., dass bei Rohrleitungen geringen Durchmessers auch der Schleuderkopf geringere Abmessungen aufweist, und zwar so, dass bei ausreichender Durchmischung der beiden Komponenten ein gleichmäßiges Abschleudern vom Schleuderkopfrand (14) sichergestellt ist. Die Komponentenleitungen (25, 26) werden vor Erreichen der Austritte (27, 28) im Durchmesser so reduziert, dass die beiden Komponenten mit der notwendigen Geschwindigkeit und Sicherheit genau auf die Kopfplatte (10), und zwar im Bereich des randes (11) auftreffen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Vorrichtung zum Beschichten von Rohrleitungen mit geringem Durchmesser, insbesondere mit einem Durchmesser von 125 mm und weni­ ger, mit einer Verfahreinheit, einer Pistole, zum Sprühkopf führenden Komponentenlei­ tungen sowie einem Drehantrieb, über den der dem Sprühkopf zugeordnete Schleuder­ kopf antreibbar ist.

In Deutschland, aber auch in anderen europäischen und außereuropäischen Län­ dern werden die verschiedenen Versorgungsleitungen meist im Erdreich und zwar in einer Tiefe von 80 cm bis 2 m verlegt. Sie sind damit einer direkten Überprüfung Ihrer Funktionstüchigkeit entzogen. Gerade im Bereich derartiger Versorgungsleitungen kann es aber über die Jahre gesehen zu Undichtigkeiten kommen, vor allem bei der Frisch­ wasserversorgung und bei der Schmutzwasserentsorgung. Das Wasser gelangt dann in den Untergrund und führt unter Umständen zu Umweltbelastungen. Besonders proble­ matisch sind solche Undichtigkeiten dann, wenn Gas oder die Umwelt gefährdende Chemikalien in derartigen Rohrleitungen befördert werden. Die häufig mehr als 50 Jahre im Boden liegenden Leitungen werden nun saniert, wobei man soweit möglich versucht, die Rohrleitungen im Erdreich zu belassen und von der Innenseite her zu sanieren, d. h. abzudichten. Dazu werden durch die Rohrleitungen bzw. durch die Kanäle Verfahreinheiten entweder motorgetrieben oder durch Zugantrieb bewegt. Gleichzeitig wird über einen Drehantrieb über Komponentenleitungen herangeführter Zweikomponentenkunststoff auf die Innenfläche aufgesprüht und zwar nach Möglichkeit so, dass auch gleichzeitig die Muffen mit abgedichtet, d. h. möglichst verfüllt werden. Bekannt ist es dazu, dem hinter der Pistole angeordneten Sprühkopf einen Schleuder­ kopf zuzuordnen, in dessen Schleuderkorb aus den Komponentenleitungen die beiden Komponenten so eingespritzt werden, dass sie sich beim Verlassen des Schleuderkorbes vermischen und dann gleichzeitig auf der Rohrleitungswandung absetzen. Ein entspre­ chendes Schleuderverfahren funktioniert bei Rohrleitungen großen Durchmesser bis herab zu 200 mm oder auch 175 mm Durchmesser. Schon bei 150 mm Durchmesser, vor allem aber darunter ist es nicht möglich, mit einem derartigen Schleuderkopf die Wandung gleichmäßig zu beschichten. Grund dafür ist unter anderem, dass die beiden Komponenten sich zwar auf dem Schleuderkorb vermischen, aber nicht gleichmäßig abfließen und auf die Wandung gelangen können. Vor allem kommt es zu einem Rückpralleffekt bzw. einem Zerstäuben auf der Wandung der Rohrleitung, sodass sich eine ungleichmäßige bzw. sogar Lücken aufweisende Beschichtung ergibt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schleudervorrichtung zu schaffen, mit der eine gleichmäßige und ausreichend dicke Beschichtung auch von Rohrleitungen mit 125 mm und weniger möglich ist.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass der Schleuderkopf den Rohrleitungsdurchmesser berücksichtigend sowohl bezüglich Durchmesser wie auch Wandungsneigung bemessen ist und dass die Komponentenleitungen einen im Durch­ messer reduzierten und auf den Rand der Kopfplatte gerichtet fixierten Austritt auf­ weisend angeordnet sind.

Dadurch, dass der Schleuderkopf dem Rohrleitungsdurchmesser entsprechend klein bauend ausgeführt wird und dadurch dass die Wandungsneigung auch die Um­ drehungskomponente mit berücksichtigend ausgebildet ist, ist es möglich, auch mit einem Schleuderkopf in Rohrleitungen mit entsprechend geringem Durchmesser zu arbeiten. Die Komponenten werden genau in den Schleuderkorb eingegeben bzw. ein­ gespritzt, von wo sie sich miteinander mischend über die Innenwand des Schleuderkor­ bes bewegen, um dann am Schleuderkorbrand in Richtung Rohrleitungsinnenwand geschleudert zu werden. Dabei wird das Einspritzen oder Eingeben der beiden Kompo­ nenten in den Schleuderkorb, d. h. auf die Kopfplatte, d. h. also in das Tiefste des Schleuderkorbes dadurch sichergestellt, dass der Durchmesser der Komponentenleitun­ gen vor den Austritten entsprechend reduziert wird. Aufgrund des auftretenden Rück­ staus erreicht man a) die günstigsten Druckverhältnisse und b) ein sicheres Austreten bis zum Verschließen der Komponentenleitungen hin, sodass auch ein "Nachkleckern" im Bereich der Austritte verhindert ist.

Nach einer zweckmäßigen Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Schleuderkopf aus einem dünnwandigen Edelstahlblech besteht, mit einer Wandstärke von vorzugsweise rund 1 mm. Der Edelstahl sorgt zunächst einmal dafür, dass mit relativ dünnwandigem Material gearbeitet werden kann, sodass die Reaktionstemperatur schnell abgebaut wird, die sonst eventuell Einfluss auf die beiden Komponenten des Kunststoffes ausüben könnte. Der Edelstahl gibt darüber hinaus die Möglichkeit, die Innenwand so zu polieren, dass wirklich eine glatte Wandung erreicht ist, die sich auch während des Betriebes nicht verformt und verändert, insbesondere keine Riefen zulässt. Würde man einen derartigen Schleuderkopf aus Kunststoff herstellen, wäre gerade wegen der Reaktionstemperaturen aber auch der sonstigen Gegebenheiten die Gefahr vorhanden, dass die notwendige glatte Innenwand nicht bleibend optimal gehalten wer­ den kann. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es im Übrigen möglich, Schicht­ dicken von 6-7 mm zu erreichen, sodass von einer wirklichen Sanierung derartiger Rohrleitungen auch mit dem geringen Durchmesser von 125 mm und weniger erreich­ bar ist.

Zweckmäßigerweise weist der Schleuderkopf einen Außendurchmesser auf, der ein Verhältnis von etwa 1 : 3,75 bis 1 : 4,25 zum Rohrleitungsdurchmesser aufweist. Bei einem derart gering bemessenen Schleuderkopf ist die Gewähr gegeben, dass unter Berücksichtigung der genauen Einleitung der beiden Komponenten diese sicher auf relativ kurzem Wege zu vermischen sind. Die bei dem Schleuderkopf mit geringem Durchmesser auftretenden Rotationskräfte sind vorteilhaft ausreichend, um die beiden vermischten Komponenten sicher bis auf die Rohrleitungsinnenwand zu schleudern, allerdings so weit reduziert, dass es nicht zu einem Rückprall kommt. Dadurch wird die gleichmäßige, weiter vorn schon erwähnte, vorteilhafte Beschichtung gewährleistet und sichergestellt, dass auch eine durchgehende Beschichtung erreicht wird. Ist eine Rohrleitung zu sanieren und zu beschichten, die einen größeren Durchmesser aufweist, ergibt sich automatisch auch ein größerer Schleuderkopf, über den dann auch höhere Rotationsgeschwindigkeiten erreicht werden, die wiederum sicherstellen, dass das ver­ mischte Material sicher und gleichmäßig auf die Rohrleitungsinnenwand gelangt.

Der zum Einsatz kommende Schleuderkopf weist einen Schleuderkorb auf, der in Richtung Sprühkopf offen ist. Der Schleuderkorb selbst ist so ausgebildet, dass das sich vermischende Zweikomponentenmaterial von der Kopfplatte her zum Schleuder­ kopfrand fließt, um am Schleuderkorbrand abgerissen und gegen die Rohrleitungsin­ nenwand geschleudert zu werden. Die weiter vorn erwähnten Abhängigkeiten des Schleuderkopfes zur Rohrleitung werden insbesondere erfüllt, wenn der Schleuderkopf bei einem Rohrleitungsdurchmesser von 125 mm eine Kopfplatte von 15-25 mm und einen Schleuderkorbrand von 25-35 mm Durchmesser aufweist. Die Kopfplatte hat vorzugsweise rund 20 mm und der Schleuderkorbrand einen Durchmesser von rund 30 mm. Daraus ergibt sich dann auch eine Neigung der Wandung des Schleuderkorbes von rund 9°-10°, was wiederum zu den gemilderten Zentrifugalkräften führt. Weiter vorn ist bereits darauf hingewiesen worden, dass die Komponentenlei­ tungen bzw. ihre Anordnung und auch ihre Bemessung sicherstellen müssen, dass die beiden Komponenten sicher in den Schleuderkorb eingetragen werden. Dies erreicht man insbesondere dadurch, dass die Komponentenleitungen vor dem Austritt einen Durchmesser aufweisen, der rund 50% gegenüber dem Vorstück reduziert ist. So ist beispielsweise eine Reduzierung von 6 mm auf 3 mm Durchmesser vorgesehen, was ausreicht um sicherzustellen, dass die beiden Komponenten am Austritt immer mit einem ausreichenden Druck anstehen.

In der Regel und gerade bei den Rohrleitungen mit kleinem Durchmesser reicht es aus, wenn je Komponente eine Komponentenleitung im Bereich des Sprühkopfes aus­ tritt. Bei größeren Durchmessern oder aber auch bei komplizierten Aufgabenstellungen kann es zweckmäßig sein, je Komponente zwei oder mehr im Sprühkopf endende Kom­ ponentenleitungen vorzusehen, sodass sich eine noch schnellere Vermischung der bei­ den Komponenten einstellt, aber vor allem eine gleichmäßige Durchmischung.

Die beiden Komponenten, d. h. das Mischgut aus den beiden Komponenten wird vom Schleuderkorbrand aus in Richtung Rohrleitungsinnenwand geschleudert. Um diesen Prozess zu sichern und zu beschleunigen ist es vorteilhaft, wenn der Schleuder­ korbrand abgerundet oder zur Außenseite hin abgeschrägt ist. Dadurch ergibt sich eine rundum laufende Kante, an der das gemischte Gut sicher abreißt, um sich dann "auf den Weg in Richtung Rohrleitungsinnenwand" zu machen.

Bei den Rohrleitungen geringen Durchmessers insbesondere ist es sehr wichtig, dass sich der Schleuderkopf gleichmäßig dreht und dass gemischte Material auf die Rohrleitungsinnenwand aufschleudert. Ein unruhiger Lauf kann beispielsweise dadurch entstehen, dass Befestigungsschrauben unterschiedlich angezogen sind. Um solche Un­ wegbarkeiten zu vermeiden, sieht die Erfindung vor, dass der Schleuderkopf über eine als Steckwelle ausgebildete Antriebswelle mit dem Drehantrieb verbunden ist. Bei der Montage wird also der Schleuderkopf einfach auf den Drehantrieb oder in den Dreh­ antrieb eingesteckt, wobei aufgrund der Reibung ein Mitdrehen des Schleuderkopfes bzw. der Antriebswelle durch den Drehantrieb sichergestellt ist. Ein weitere Verbesse­ rung des Gleichlaufes des Schleuderkopfes wird dabei dadurch erreicht, dass der Dreh­ antrieb über eine Vibrationen ausgleichende Aufnahme verfügt. So ist es beispielsweise denkbar, eine aus Gummi oder entsprechendem Kunststoff bestehende Aufnahme zu verwenden, die auf den Drehantrieb aufgesetzt ist und die Steckwelle wie schon er­ wähnt sicher aufnehmen kann.

Ebenfalls der Gleichmäßigkeit der Drehbewegung des Schleuderkopfes aber auch einem sicheren Antrieb und einem gleichmäßigen Antrieb dient eine Ausbildung der Erfindung, nach der der Drehantrieb ein Luftmotor ist, der über eine waagerecht liegende Antriebsachse verfügt. Da Druckluft auch für andere Aufgaben im Bereich des Verfahrantriebes benötigt wird, ist es hier zweckmäßig, auf diese Antriebsenergie zu­ rückzugreifen, auch wenn diese unter Umständen teurer ist, als beispielsweise elek­ trische Antriebsenergie.

Einem gleichmäßigen vorwärts Bewegen der Verfahreinheit aber auch der ruhi­ gen Fixierung des Drehantriebes und damit auch des Schleuderkorbes dient eine Aus­ führung der Erfindung, nach der die Verfahreinheit über federnd ausgebildete Ab­ standshalter an der Rohrinnenwand geführt ist. Grundsätzlich sind Abstandshalter be­ kannt, mit denen Verfahreinheiten an der Rohrinnenwand geführt werden, wobei es hier auf die federnde Anordnung ankommt. Die federnde Anordnung hat die beschrie­ bene Doppelfunktion und hat darüber hinaus den Vorteil, dass auf verhältnismäßig einfache Bauteile zurückgegriffen werden kann.

Die beiden vermischten Komponenten werden am Schleuderkorbrand abgerissen und gegen die Rohrleitungsinnenwand geschleudert, wobei gemäß der Erfindung ein Festhängen oder Anbacken am Gehäuse dadurch verhindert wird, dass der Sprühkopf von den Austritten der Komponentenleitungen zur Außenwand eine kegelförmige Schrägfläche aufweist und dass der Schleuderkopf mit seinem Schleuderkorbrand einen Abstand von 3,5-7,5 mm, vorzugsweise 5 mm zum Sprühkopf wahrend angeordnet ist. Der Durchtritt im entsprechend nicht eine Neigung aufweisenden Bereich des Sprühkopfes wird so sichergestellt, wobei dann das Material sich unbeschränkt in Rich­ tung Rohrinnenwand fliegen kann, weil die Gehäusewand keinerlei Behinderung dar­ stellt.

Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass eine Schleudervor­ richtung geschaffen ist, mit der eine gleichmäßige und ausreichend dicke Beschichtung bei derartigen Sanierungen möglich ist. Die beiden Komponenten werden nicht nur gezielt miteinander vermischt, sondern auch mit einer Geschwindigkeit und in einer Richtung, die ein sicheres Aufprallen auf der Rohrleitungsinnenwand sichert. Aufgrund des fehlenden Rückpralleffektes und aufgrund der Gleichmäßigkeit des Austrages der beiden vermischten Komponenten erreicht der Fachmann eine sichere Beschichtung mit einer Schichtdicke von 6-7 mm oder auch mehr. Erstaunlicherweise erreicht der Fach­ mann dies auch bei Rohrleitungen mit 125 mm Durchmesser und weniger. Somit ist es möglich, gerade die Vielzahl der in den Städten und Gemeinden verlegten Rohrleitun­ gen mit zu sanieren, die man bisher eigentlich nur hat austauschen können. Der damit verbundene Aufwand ist enorm hoch und ausgesprochen kostenintensiv.

Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der ein bevor­ zugtes Ausführungsbeispiel mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt ist. Es zeigen:

Fig. 1 eine in einer Rohrleitung eingesetzte Verfahreinheit mit sicher arbeitendem Schleuderkorb,

Fig. 2 den Schleuderkorb im Schnitt und

Fig. 3 die Steckwelle, über die der Schleuderkorb mit dem Dreh­ antrieb verbunden ist.

Fig. 1 zeigt wie schon erwähnt eine Rohrleitung 1, die saniert werden muss und zwar indem auf die Rohrinnenwand 2 eine Beschichtung aus Kunststoff oder ähnlichem Material aufgebracht wird. Über diese Beschichtung werden Unebenheiten und vor allem Undichtigkeiten in der Rohrinnenwand 2 ausgeglichen. Nicht dargestellt sind hier Verbindungsstellen wie Muffen, die einer besonderen bzw. besonders intensiven Be­ schichtung bedürfen.

An der Rohrinnenwand 2 über Abstandshalter 3 geführt ist eine Verfahreinheit 4, deren Gehäuse 5 hier nur angedeutet ist. Die Außenwand 6 des Gehäuses 5 kann mit einer Schutzhaut versehen sein, kann aber auch aus glattem Blech oder ähnlichem Ma­ terial bestehen.

Hinter den Abstandshaltern 3 in Zugrichtung ist der Sprühkopf 8 mit seinen kegelförmigen Schrägflächen 7 angeordnet, der einen vorgesetzten Schleuderkopf 9 aufweist. In diesen Schleuderkopf 9 werden die beiden Komponenten, wie weiter hinten noch erläutert, hineingespritzt und laufen dann auf der Wandung 13 in Richtung Schleuderkorbrand 14, um von hier aus auf die Rohrinnenwand 2 geschleudert zu wer­ den. Dabei ist es wichtig, dass die beiden Komponenten genau in den Winkel der Kopf­ platte 10 hineingespritzt werden, um von diesem Rand 11 aus durch den gesamten Schleuderkorb 12 und auf dessen Wandung 13 in Richtung Schleuderkorbrand 14 gleichmäßig und sich vermischend zu fließen. Der Schleuderkorb 12 rotiert mit einer Umdrehungsgeschwindigkeit von rund 25000 U/ Min., so dass aufgrund der geringeren Neigung des Schleuderkorbes 12 von etwa 9°-10° mit einer relativ geringen Rota­ tionsgeschwindigkeit in Richtung Rohrwandung geschleudert zu werden.

Der Schleuderkorbrand 14 ist abgerundet oder verläuft schräg in Richtung Au­ ßenseite 15, wie im dargestellten Beispiel nach Fig. 2. Erkennbar ist in Fig. 2 auch, dass die Wandstärke der Kopfplatte 10 etwas größer gewählt ist, als die der Wandung 13. Grund hierfür ist unter anderem, dass der Schleuderkorb 12 über die in Fig. 3 wiedergegebene Steckwelle bzw. Antriebswelle 19 mit dem Drehantrieb 18 verbunden zu werden. Die Antriebswelle 19 wird dabei in die Aufnahme 22 hineingesteckt, die bei der hier gezeigten Lösung aus Gummi oder einem entsprechenden Material besteht, um so eine flexible Aufnahme abzugeben.

Wie weiter vorne schon erwähnt, erlaubt die besondere Ausbildung der An­ triebswelle 19 mit dem Wellenkopf 20, dessen Verbindung über eine Fixierschraube 21 mit dem Schleuderkorb 12. Die Fixierschraube 21 ist als Imbusschraube ausgebildet.

Die beiden Komponenten, die zur Herstellung einer wirksamen Beschichtung der Rohrleitungsinnenwand 2 benötigt werden, werden über die Pistole 24 in die Kompo­ nentenleitungen 25 und 26 hineingegeben. Diese Komponentenleitungen 25, 26 bringen die beiden Komponenten bis zum Austritt 27 bzw. 28, wobei vom Vorstück 29 zum Reduzierstück 30 ein Durchmessersprung vorgegeben ist, der ein sicheres Austragen der beiden Komponenten an den Austritten 27, 28 sicherstellen soll. Darüber hinaus sind die Austritte 27, 28 so vorgesehen und fixiert und auch ausgebildet, dass der Aus­ trittsstrahl 31 sicher und genau bis zum Rand 11 geführt wird, von wo aus dann die beiden Komponenten sich vermischend bis zum Schleuderkorbrand 14 strömen.

Der Schleuderkorb 12 ist relativ dünnwandig ausgebildet und besteht aus Edel­ stahl oder gut zu polierendem Stahl, um so die entstehende Reaktionstemperatur schnell abbauen zu können.

Alle genannten Merkmale, auch die den Zeichnungen allein zu entnehmenden, werden allein und in Kombination als erfindungswesentlich angesehen.

Claims (12)

1. Vorrichtung zum Beschichten von Rohrleitungen mit geringem Durch­ messer, insbesondere mit einem Durchmesser von 125 mm und weniger, mit einer Verfahreinheit (4), einer Pistole (24), zum Sprühkopf (8) führenden Komponentenlei­ tungen (25, 26) sowie einem Drehantrieb (18), über den der dem Sprühkopf (8) zu­ geordnete Schleuderkopf (9) antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schleuderkopf (9) den Rohrleitungsdurchmesser berücksichtigend sowohl be­ züglich Durchmesser wie auch Wandungsneigung bemessen ist und dass die Komponen­ tenleitungen (25, 26) einen im Durchmesser reduzierten und auf den Rand (11) der Kopfplatte (10) gerichtet fixierten Austritt (27, 28) aufweisend angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schleuderkopf (9) aus einem dünnwandigen Edelstahlblech besteht, mit einer Wandstärke von vorzugsweise rund 1 mm.

3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schleuderkopf (9) einen Außendurchmesser aufweist, der ein Verhältnis von etwa 1 : 3,75 bis 1 : 4,25 zum Rohrleitungsdurchmesser aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schleuderkopf (9) bei einem Rohrleitungsdurchmesser von 125 mm eine Kopf­ platte (10) von 15-25 mm und einen Schleuderkorbrand (14) von 25-35 mm Durch­ messer aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponentenleitungen (25, 26) vor dem Austritt (27, 28) einen Durchmesser aufweisen, der rund 50% gegenüber dem Vorstück (29) reduziert ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass je Komponente zwei oder mehr im Sprühkopf (8) endende Komponentenleitungen (25, 26) vorgesehen sind.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schleuderkorbrand (14) abgerundet oder zur Außenseite (15) hin abgeschrägt ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schleuderkopf (9) über eine als Steckwelle ausgebildete Antriebswelle (19) mit dem Drehantrieb (18) verbunden ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehantrieb (18) über eine Vibrationen ausgleichende Aufnahme (22) verfügt.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehantrieb (18) ein Luftmotor ist, der über eine waagerecht liegende An­ triebsachse verfügt.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfahreinheit (4) über federnd ausgebildete Abstandshalter (3) an der Rohrin­ nenwand (2) geführt ist.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sprühkopf (8) von den Austritten (27, 28) der Komponentenleitungen (25, 26) zur Außenwand (6) eine kegelförmige Schrägfläche (7) aufweist und dass der Schleu­ derkopf (9) mit seinem Schleuderkorbrand (14) einen Abstand von 3,5-7,5 mm zum Sprühkopf (8) wahrend angeordnet ist.