DE10049101C1 - Mobile Aushärtvorrichtung zur Aushärtung der an sanierten Kanalabschnitten/-stellen aufgebrachten Abdicht- und Verbindungsmittel mittels Mikrowelle - Google Patents

Abstract

Eine mobile Aushärtvorrichtung zur Aushärtung der an sanierten Kanalabschnitten/-stellen aufgebrachten Abdicht- und Verbindungsmittel mittels Mikrowelle besteht aus einem Fahrwerk, einem zwischen den beiden Ebenen verankerten elektrischen Netzteil, einem daran in Vorwärtsrichtung angebauten Magnetron, einem daran in Vorwärtsrichtung angebauten Richtkoppler und einer daran in Vorwärtsrichtung angebauten Hohlleiterstruktur mit entlang mindestens einer Mantellinie verteilter/n Auskoppelöffnung/en. Zwei Stirnwände aus biegsamem, elektrisch leitenden Material, je eine am fernen Ende der Hohlleiterstruktur und eine am Ansatz derselben an der Flanschstelle, sind schirmartig auf- und zusammenklappbar und legen sich mit ihrem Randbereich mikrowellendicht an die Kanalwand an. Der zu erwärmende Sanierungsbereich kann gezielt angestrahlt werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine mobile Aushärtvorrichtung zur Aus­ härtung der an zu sanierenden Kanalabschnitten/-stellen aufge­ brachten Abdicht- und Verbindungsmittel, wie Harze oder deren Ausgangsmaterialien, mittels Mikrowelle. Die Kanäle können insbesondere Abwässerkanäle sein.

Zur Sanierung solcher Kanäle werden verschiedene, mit. Roboter­ technik ausgeführte Verfahren angewandt, die es ermöglichen, die Arbeiten ferngesteuert von außerhalb des Kanals aus auszu­ führen, ohne daß es notwendig ist, eine Baustelle zur Freile­ gung des Kanals anzulegen.

Zum Stand der Technik gehören dabei Verfahren, bei denen in den zu sanierenden Kanalabschnitt sogenannte Inliner aus Kunststoff eingebracht werden. Gebräuchlich sind auch Verfah­ ren, bei denen unter Zuhilfenahme von Verschalungen Verpreß­ masse in den Sanierungsbereich hineingedrückt wird. Sowohl In­ liner als auch die Verpressmasse bilden nach dem Aushärten eine feste Kanalwand.

Aus Gründen der Wirtschaftlichkeit ist es erforderlich, die Sanierungsarbeiten schnell zu erledigen. Wesentlicher und da­ mit bestimmender Zeitfaktor ist das notwendige Aushärten des Inliners bzw. der Verpressmasse. Es ist bekannt, daß die Aus­ härtungszeit durch Zufuhr von Wärme verkürzt werden kann. Des­ halb werden in dar Praxis der Kanalsanierung vielfach Heizein­ richtungen verwendet, mit denen die Sanierungsmaterialien zur Beschleunigung des Aushärtens aufgeheizt werden. Bekannt ist insbesondere, zum Heizen warmes Wasser, elektrische Wider­ standsdrähte oder auch UV-Licht einzusetzen.

Es ist auch Stand der Technik, zur Beschleunigung des Aushär­ tens den Kanalsanierungsmaterialien Wärme mittels Mikrowellen aussendender Vorrichtungen zuzuführen. Solche Vorrichtungen sind z. B. in der Europäischen Patentschrift EP 788423 B1 of­ fenbart. Nachteilig ist, der komplizierter Aufbau, das um­ ständliche Bedienen, die schlechte Wirkung und die Störanfäll­ keit.

Von diesem Stand der Technik ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte, Mikrowellen aussendende Vorrichtung zum Einsatz bei der Kanalsanierung anzubieten, die bei einfachem Aufbau kostengünstig herzustellen ist, zuverläs­ sig arbeitet und bei einfacher, ferngesteuerter Handhabung eine wirksame Wärmezufuhr zum aufgetragenen Sanierungsmaterial ermöglicht.

Die Aufgabe wird durch eine mobile Aushärtvorrichtung zur Aus­ härtung der an sanierten Kanalabschnitten/-stellen aufgebrach­ ten Abdicht- und Verbindungsmittel, wie Harze oder deren vor Auftrag zu mischenden Ausgangskomponenten mittels Mikrowelle gemäß Anspruch 1 gelöst:
Auf einem Fahrwerk sitzt ein elektrisches Netzteil, an das ein Magnetron angebaut und elektrisch angeschlossen ist. Das Magnetron koppelt in einen an es angeflanschten Richtkoppler aus, der wiederum in eine an sie angeflanschte Hohlleiter­ struktur.

Das Fahrwerk besteht aus mindestens zwei Radpaaren auf jeweils einer Achse mit gleicher Laufrichtung an einer unteren Ebene, der Bodenebene, und mindestens zwei Radpaaren auf ebenefalls jeweils einer Achse mit gleicher Laufrichtung wie die unteren Radpaare an einer zur Bodenebene parallelen oberen Ebene, der Deckebene, des Fahrwerks.

Die Hohlleiterstruktur, die Antenne, strahlt die Mikrowelle über mindestens eine Öffnungen in ihrer Mantefläche ab. Sie bildet bei runden Kanalquerschnitten mit dem zu reparierenden Kanalabschnitt während der Ausheizung eine Koaxialstruktur.

Zwei Stirnwänden aus biegsamem, besser noch biegeschlaffem, elektrisch leitendem Material sind schirmartig von der auskop­ pelnden Hohleiterstruktur her über um den Umfang herum ver­ teilte mechanische Stützeinrichtungen aus mikrowellentranspa­ rentem Material um den Hohlleiter herum aufstellbar, und zwar dergestalt, daß beide Stirnwände mikrowellendicht an die Ka­ nalwand angelegt sind. Damit besteht während des Erwärmens ein Resonatorraum für die dort ausgekoppelte Mikrowelle.

Die Mikrowellenquelle kann eine solche sein, die im vorgesehe­ nen Frequenzbereich leistungsstark und mit gutem Wirkungsgrad abstrahlt. Im Kanal steht nicht viel Platz zur Verfügung, so daß eine sehr kompakte Bauweise angestrebt werden muß. Beson­ ders gut geeignet ist ein Magnetron, das vorzugsweise bei ei­ ner ISDN-Frequenz, z. B. 2,45 GHz, abstrahlt. Die Frequenz von 2,45 GHz ist die der Haushaltsmikrowelle. Von daher schon ste­ hen technisch ausgereifte, preisgünstige Mikrowellenquellen als Standardkomponente zur Verfügung.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen 2 bis 7 beschrieben.: Zum sicheren Schutz der Mikrowellenquelle, des Magnetrons, wird in den Weg vom Magnetron aus zur auskoppeln­ den Hohlleiterstruktur ein Zirkulator eingebaut.

Die Baugruppen der gesamten Einrichtung von dem Netzgerät bis zur Hohlleiterstruktur sind mechanisch starr miteinander ge­ koppelt, und die Einrichtung ist zwischen der Boden- und Deck­ ebene quer zur Vorwätsrichtung verstell- und fixierbar aufge­ hängt.

Während des Aushärtens des an das Fehlergebiet der Kanalinnen­ wand aufgebrachten Reparaturmaterials steht die gesamte Aushärtvorrichtung über mindestens zwei ausfahrbare Stüt­ zen/Beine/Stempel, gegen die Kanalinnenwand gedrückt, orts­ fest.

Sind die Mantelinien, entlang derer sich jeweils mindestens eine Auskoppelöffnung befindet, nicht gleichmäßig um den Um­ fang der Hohlleiterstruktur verteilt, ist es zweckmäßig, die Hohlleiterstruktur um ihre Längsachse nach links und rechts drehen zu können, um den Aushärtungsbereich gezielt und bevor­ zugt auszuleuchten. Dabei ist es ausreichend, wenn die Ver­ drehmöglichkeit maximal bis zu 180° geht.

Sind solche Mantelinien jedoch um den Umfang gleichverteilt, reicht es aus, wenn die Hohlleiterstruktur um ihre Längsachse maximal um das Umfangssegment zwischen zwei benachbarten Man­ telinien drehbar ist.

Neben der Funktion des Vorwärtsbewegens der Aushärtvorrichtung über die angebauten Räder kann die Funktion der Feststellung auch über die hubförmige Verstellmöglichkeit der Radpaare be­ wirkt werden, falls diese Radpaare an der Aushärtvorrichtung entsprechend aufgehängt sind. Der Antrieb für diese Verstel­ lung kann pneumatisch oder hydraulisch oder elektromotorisch sein.

Sanierte Bereiche in Kanalabschnitten werden mit einem Binde­ mittel ausgefüllt und so eine bündige Kanalinnenwand in diesem Bereich hergestellt, die nach außen hin nach der Aushärtung dann auch wieder hermetisch dicht ist. Bewährt haben sich hierzu spezielle Harze.

Mit der mobilen, mikrowellentechnischen Aushärtvorrichtung ist ein Gerät an die Hand gegeben, mit dem z. B. kohlenstoff- oder mit feinen Metallteilen/-spänen versetzte Harze mittels Mikro­ welle in einem Bruchteil der bisher üblichen Aushärtzeit abschließend prozessiert werden können, weil die eingestrahlte Mikrowellenenergie nur in diesem im Sanierungsbereich aufge­ tragenen Harzvolumen umgesetzt wird. Das bedeutet gegenüber der bisherigen thermischen Aushärtung oder dem Sich-selber­ überlassen bei zwei oder Mehrkomponenten-Aushärtmaterialien eine minimale Aushärtzeitspanne und einen minimalen Energie­ aufwand.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung mit der einzigen Figur über den schematischen Aufbau der mobilen Aus­ härtvorrichtung näher vorgestellt.

Orientiert an Abwasserkanälen unterschiedlicher lichter Kanal­ weiten geht man von folgenden Mikrowellenleistungen am Aus­ kopplungshohlleiter der Vorrichtung aus:
lichte Weite 100 bis 200 mm ca. 200 W,
lichte Weite 200 bis 500 mm ca. 500 W und
lichte Weite 500 bis 2500 mm ca. 2 kW.

Dementsprechend ist die Aushärtvorrichtung in ihren elektri­ schen Baugruppen und Fahrgestell dimensioniert.

Da die mobile Aushärtvorrichtung immer nur in einem Kanalbe­ reich von minimaler lichter Weite bis zur maximalen einsetzbar und dementsprechend konstruiert und aufgebaut ist, ist sie nur schematisch und nicht maßstabsgerecht dargestellt. Die Außen­ maße modifizieren sich je nach lichtem Arbeitsbereich.

In ihrem einfachsten Aufbau mit geringstem geldlichen Aufwand besteht die Aushärtevorrichtung aus dem Netzteil für die Mik­ rowellenquelle, die hier ein leistungsgerechtes Magnetron ist, das bei 2,45 GHz abstrahlt.

An der rückwärtigen Stirnseite des Netztteils sind die elekt­ rischen Kabel, Spülschläuche und sonstige Verbindun­ gen/Versorgungsleitungen von der Oberwelt abgefangen. Auf der in Vorwärtsrichtung gewandten Stirnseite ist unmittelbar das Magnetron angebaut. Ihm folgt der Richtkoppler in Verlängerung und dann die Hohlleiterstruktur mit ihren Auskoppelöffnungen für die eingeleitete Mikrowelle auf der Mantelfläche. Die Fre­ quenz der Mikrowelle und die angestrebte Feldverteilung im durch die beiden Stirnwände, die eingeschlossene Kanalinnen­ wand und die äußere Resonatorwand gebildeten Resonatorvolumen bestimmen die Geometrie der Auskoppelöffnungen.

Die Stirnwände des aufrichtbaren Resonatorvolumens bestehen aus kohlenstoff- oder metallstaubdurchdränkten Matten, die schirmartig um die Hohlleiterstruktur an deren jeweiliger Stirn aufgespannt oder darauf zusammengelegt sind. Die auf­ spannenden Streben aus mikrowellendurchsichtigem Material le­ gen die zugehörige Matte zusammen oder spannen sie soweit auf, daß sie an der Kanalinnenwand rundum anliegt.

Das Fahrgestell, die Lafette, für die mobile Aushärtvorrich­ tung ist nur grob angedeutet. Aus der Kanalrobotik vielfältig bekannte Fahrgestelle können eingesetzt werden, falls an ihnen die gesamte Mikrowellenvorrichtung aufgehängt werden kann.

Claims (7)

1. Mobile Aushärtvorrichtung zur Aushärtung der an sanierten Kanalabschnitten/-stellen aufgebrachten Abdicht- und Ver­ bindungsmittel mittels Mikrowelle, bestehend aus:
aus einem Fahrwerk mit mindestens zwei Radpaaren mit gleicher Laufrichtung an einer unteren Ebene, der Boden­ ebene, und mindestens zwei Radpaaren mit gleicher Lauf­ richtung wie die unteren Radpaare an einer zur Bodenebene parallelen oberen Ebene, der Deckebene, des Fahrwerks, einem zwischen den beiden Ebenen verankerten elektrischen Netzteil;
einem daran in Vorwärtsrichtung angebauten Magnetron, das in einer vorgegebenen Wellenlänge in Vorwärtsrichtung ab­ strahlt,
einem daran in Vorwärtsrichtung angebauten Richtkoppler, einer daran in Vorwärtsrichtung angebauten Hohlleiter­ struktur, die Antenne, die über längs mindestens einer Mantelinie verteilter/n Auskoppelöffnung/en abstrahlt, zwei Stirnwänden aus biegsamem, elektrisch leitenden Ma­ terial, je eine am fernen Ende der Hohlleiterstruktur und eine am Ansatz derselben an der Flanschstelle, die, die Kanalwand berührend, von der Hohlleiterstruktur her auf­ klappbar sind, so daß mit der zwischen beiden Stirnwänden liegenden Kanalwand ein nach außen hin mikrowellendichter Raum, ein Resonatorraum, für die dort ausgekoppelte Mi­ krowelle eingerichtet werden kann.

2. Mobile Aushärtvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in dem Mikrowellensystem: Magnetron bis zur auskoppelnden Hohlleiterstruktur ein Zirkulator ein­ gebaut ist.

3. Mobile Aushärtvorrichtung 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest das Mikrowellensystem: Magnetron bis auskop­ pelnder Hohlleiterstruktur senkrecht zur Vorwärtsrichtung in einem vorgegebenen Bereich in Richtung zwei zueinander stehender Achsen auslenkbar ist.

4. Mobile Aushärtvorrichtung 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Einrichtung über mindestens eine an ihr ange­ baute Einrichtung mit mindestens zwei radial ausfahrbaren Stempeln lokal verankert werden kann.

5. Mobile Aushärtvorrichtung 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle von nicht um den Umfang gleichverteilten Mantel­ linien mit daran entlang vorhandenen Auskoppelöffnungen die Hohlleiterstruktur bis höchstens 180° nach links oder rechtes um ihre Längsachse verdrehbar ist.

6. Mobile Aushärtvorrichtung 5, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens vier Radpaare in einem vorgegebenen Be­ reich über eine jeweils zugehörige Antriebseinrichtung unabhängig voneinander hubförmig zur zugehörigen Ebene bewegt und festgestellt werden können.

7. Mobile Aushärtvorrichtung 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung zum Hub des zugehörigen Radpaares pneumatisch oder hydraulisch oder elektromotorisch ist.