DE10144962A1

DE10144962A1 - Reinigungswerkzeug für Kanäle

Info

Publication number: DE10144962A1
Application number: DE2001144962
Authority: DE
Inventors: Franz-Josef Puettmann
Original assignee: Tracto Technik GmbH and Co KG
Current assignee: Tracto Technik GmbH and Co KG
Priority date: 2001-09-12
Filing date: 2001-09-12
Publication date: 2003-04-03
Anticipated expiration: 2021-09-13
Also published as: AU2002338671A1; WO2003022117A3; DE10144962B4; WO2003022117A2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Reinigungswerkzeug zum Reinigen von Kanälen, mit einem Leitungsadapter zum Einziehen von Leitungen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Reinigungswerkzeug für Kanäle und ein Verfahren zum Reinigen von Kanälen.
Oberirdische und unterirdische Kanäle, die zum Transport von Medien, insbesondere flüssigen Medien dienen, unterliegen nach einem gewissen Nutzungszeitraum der Verschmutzung durch Ablagerungen an den Kanalwandungen. Insbesondere Wasserkanäle tendieren zu einer starken Kalkablagerung, so daß sich der Innendurchmesser eines solchen Kanals mit der Zeit stark verringert.
Im Stand der Technik sind eine Vielzahl von Reinigungs- und Spülvorrichtungen zur Reinigung von derart verschmutzten Kanälen bekannt. So sind in der DE 36 00 210 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Reinigen eines Rohres beschrieben. Bei einer relativ komplizierten Ausgestaltung wird die innere Rohrwandung mit einer Sandstrahlvorrichtung gereinigt. Zum Entfernen von groben Verschmutzungen sieht die Offenlegungsschrift eine Kratzeinrichtung vor, die mit Hilfe eines Drahtseils an einem Führungsrahmen durch das Rohr gezogen wird. Die beschriebene Kratzeinrichtung besteht aus einer elastischen Metallplatte, die in Rückwärtsrichtung konkav ausgebildet ist und an der inneren Rohrwandung anliegt. Eine andere Kratzeinrichtung ist in der US-Patentschrift 4 271 556 beschrieben. In der genannten US-Patentschrift sind mehrere tellerartige Kratzelemente hintereinander angeordnet, um Ablagerungen verschiedener Größe von der Kanalinnenwandung lösen zu können. Die Funktion der tellerartigen Kratzelemente wird dabei durch rotierende Messer ergänzt. Eine weitere Vorrichtung mit tellerartigen Kratzelementen ist in der GB 2 141 201 A beschrieben.
Die beschriebenen Vorrichtungen weisen den Nachteil auf, daß sie, wie die DE 36 00 210 A1 und die GB 2 141 201 A für Rohre mit wechselndem Innendurchmesser und unterschiedlichem Ablagerungsdurchmesser wenig geeignet sind oder wie die US-Patentschrift 4 271 556 eine aufwendige Konstruktion erfordern. In allen Fällen setzen die beschriebenen Vorrichtungen eine homogen verlaufende Rohrinnenwandung voraus, da die vorgesehenen Reinigungswerkzeuge nicht geeignet sind, erweiterte Rohrabschnitte oder beispielsweise durch Reparaturmuffen verengte Rohrabschnitte zu reinigen oder zu passieren. Soweit bei solchen Vorrichtungen die Reinigungswerkzeuge eine gewisse Flexibilität aufweisen, um beispielsweise verengte Rohrabschnitte überwinden zu können, geht dies zu Lasten der Reinigungswirkung, da eine bestimmte Maximalanpreßkraft dabei nicht überschritten wird.
Darüber hinaus sind thermische Reinigungsverfahren bekannt, wie in der DD 284 616 A5 oder Bürsten aufweisende rotierende Vorrichtungen wie in der GB 2 159 911 A oder in der US-Patentschrift 4 345 350 beschrieben.
Im Stand der Technik ist es außerdem bekannt, Rohre oder Leitungen in Altkanäle einzuziehen, ohne letztere zu zerstören. Hierzu ist es bekannt, entweder Rohre mit geringerem Durchmesser als der des Altrohres bzw. Altkanals zu verwenden, wobei jedoch ein Ringspalt zwischen dem Alt- und dem Neurohr verbleibt. Daneben ist es bekannt, Rohre zu verwenden, die einen größeren Außendurchmesser aufweisen als der Innendurchmesser des Altrohres. Um ein solches Rohr in den Altkanal einzuziehen, wird dessen Durchmesser während des Einziehens thermisch reduziert. Bei einem anderen Verfahren wird ein solches Rohr mit größerem Durchmesser so weit verformt, daß es sich trotz des größeren Durchmessers in die Altleitung einziehen läßt. In allen Fällen wird jedoch das Altrohr zunächst gereinigt, bevor das Neurohr in einem zweiten Schritt eingebracht wird.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine verbesserte Reinigungsvorrichtung zu schaffen. Des weiteren liegt der Erfindung das Problem zugrunde, ein verbessertes Verfahren zum Einziehen von Neurohren oder -leitungen in Altkanäle zu schaffen.
Das Problem der Erfindung wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Ein Gedanke der Erfindung besteht darin, ein Neurohr oder eine neue Leitung unmittelbar hinter einer Reinigungsvorrichtung in einen Altkanal einzubringen. Ein weiterer Gedanke der Erfindung besteht darin, eine für unterschiedliche Kanaldurchmesser geeignete Reinigungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen.
Ein weiterer Gedanke der Erfindung besteht darin, den Ringspalt zwischen Neuleitung und Altkanal mit einem Medium, vorzugsweise einem Gemisch aus gelösten Ablagerungen und Wasser, auszufüllen.
Besonders vorteilhaft ist es, das erfindungsgemäße Verfahren zum Einziehen von Neurohren oder Leitungen mit dem erfindungsgemäßen Reinigungswerkzeug durchzuführen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird vorzugsweise ein Spülmedium im Bereich des Reinigungswerkzeugs in den Kanal eingeleitet, um Verunreinigungen wie Inkrustierungen von der Kanalwandung zu lösen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Spülmedium zunächst verwendet wird, um Verunreinigungen zu lösen, um dann in den Ringspalt zwischen Kanal und Leitung zu gelangen, da das Spülmedium in dem Ringspalt eine Dämpfungs- und Stabilisierungsfunktion ausüben kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann ausgeführt werden, indem zunächst ein Kanal aufgeschnitten und ein Schub- und/oder Zugantrieb, wie er auch zum Horizontalbohren verwendet wird, in den aufgeschnittenen Kanal eingesetzt wird. Dann kann ein Bohrgestänge in den Kanal eingebracht und nach dem Einbringen des Bohrgestänges ein Reinigungswerkzeug an dem Gestänge befestigt werden. Hinter dem Reinigungswerkzeug kann dann die Neuleitung befestigt und das Gestänge durch den Kanal zurückgezogen werden, wobei der Kanal gereinigt und die Neuleitung in den Kanal eingezogen wird.
Die Erfindung stellt auch ein für das Einziehen einer Neuleitung bei gleichzeitigem Reinigen eines Altkanals besonders geeignetes Reinigungswerkzeug zur Verfügung. Das Reinigungswerkzeug kann einen Leitungsadapter zum Verbinden mit der einzuziehenden Leitung aufweisen. Vorzugsweise besitzt das Reinigungswerkzeug Reinigungselemente, die bewegbar an der Außenseite des Reinigungswerkzeuges angeordnet sind und sich je nach Durchmesser des zu reinigenden Kanals auf einen größeren oder kleineren Durchmesser einstellen lassen. Dies läßt sich beispielsweise mit Reinigungselementen erreichen, die jeweils um eine Schwenkachse zwischen einer kolinear zur Kanal- bzw. Werkzeugachse liegenden Stellung in eine Stellung schwenkbar sind, die es erlaubt, das Reinigungswerkzeug auch für größere Kanaldurchmesser einzusetzen. Der kleinste geeignete Kanaldurchmesser ist durch den Werkzeugkorpus mit anliegenden Reinigungselementen bestimmt. Der größte Kanaldurchmesser ist durch die maximale Ausschwenkposition der Reinigungselemente festgelegt. Dies läßt sich theoretisch bei einem Winkel von 90° in bezug auf die Kanal- bzw. Werkzeugachse erreichen. Bevorzugt sind aber Reinigungsstellungen von 10° bis 45°.
Die Reinigungselemente bestehen vorzugsweise aus Segmentschabern, die auf einem Arm um eine Bolzenachse schwenkbar an dem Werkzeugkorpus angeordnet sind und über die Armlänge angeordnete Schabe- oder Kratzelemente aufweisen.
Die Reinigungselemente können durch Federmittel oder auch durch pneumatische oder hydraulische Mittel gegen die Kanalwandung gedrückt werden. Bevorzugt ist dabei eine verstellbare Ausgestaltung. Dies erlaubt es, den Durchmesser des Reinigungswerkzeugs und/oder den Anpreßdruck der Reinigungselemente den Bedürfnissen entsprechend einzustellen.
Besonders bevorzugt ist es, wenn das Reinigungswerkzeug Düsen aufweist, mit denen ein Reinigungsmedium in den Kanal eingebracht werden kann. Die Düsen können entgegen der Vortriebsrichtung ausgerichtet sein, um einen Eintritt des Reinigungsmediums in den Ringspalt zwischen Neuleitung und Altkanal zu ermöglichen. Dies erlaubt einerseits den Abtransport von abgelösten Verunreinigungen und führt andererseits zur Ausbildung eines Dämpfungs- und Stabilisierungsmediums zwischen der Neuleitung und dem Altkanal.
Das Reinigungswerkzeug mit Neuleitung kann mit Hilfe z. B. einer Lafette und eines Gestängestrangs eines Horizontalbohrantriebs durch den Kanal bewegt werden.
Darüber hinaus kann auch eine Beschichtungsvorrichtung vorgesehen sein, die den Kanal beispielsweise mit Zement auskleidet.
Als Reinigungselemente des Reinigungswerkzeugs können auch Rollen vorgesehen sein, die vorzugsweise einen hydraulischen oder pneumatischen Antrieb aufweisen.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dient die Neuleitung gleichzeitig als Versorgungsleitung für das Reinigungswerkzeug bzw. dessen Düsen für das Reinigungsmedium. Die Düsen können darüber hinaus auch zur Beschichtung der Innenwandung des Kanals eingesetzt werden.
Der Begriff "Kanal" im Sinne der vorliegenden Erfindung erfaßt jede Art von Erdbohrung einschließlich Felsbohrung oder Erdleitung sowie unterirdischer oder oberirdischer Rohrleitung, die sich durch Einsatz eines entsprechenden Werkzeugs aufweiten, zerstören, aufschneiden oder reinigen läßt. Der Begriff "Leitung" im Sinne der vorliegenden Erfindung erfaßt jede Art von Langkörpern, insbesondere Rohrleitung oder Kabelleitungen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren erläutert.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Reinigungswerkzeug in der Seitenansicht,
Fig. 22 einen Schnitt durch die Achse des Reinigungswerkzeug der Fig. 1,
Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III, und
Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV.
Das Reinigungswerkzeug 1 weist einen Korpus 10 mit einem Düsenring 20 und Reinigungselementen in Form von Segmentschabern 30 auf. Die Segmentschaber 30 sind schwenkbar an dem Korpus 10 angeordnet, in den der eine Durchgangsbohrung aufweisende Fuß 35 des Segmentschabers in einem an dem Korpus fixierten Zapfenträger 50 angeordnet und mittels eines Zapfens 60 schwenkbar in dem Zapfenträger fixiert ist. An seinem in Bezug auf den Zapfenträger distalen Ende ist der Segmentschaber 30 auf einer Feder 70 gelagert, die einen konstanten Anpreßdruck an die Kanalinnenwandung gewährleistet. Über eine Leitung 80 werden Düsen 90 mit Reinigungsmedium oder Wasser versorgt. Die Leitung weist einen Adapter 100 für eine Neuleitung 110 auf, so daß die Versorgung der Düsen mit Reinigungsmedium auch über die Neuleitung erfolgen kann. Das Reinigungsmedium kann auch Druckbeaufschlagt bereitgestellt werden.
Im vorderen Bereich des Werkzeugs ist ein Adapter 120 zum Befestigen eines Zug-/Schubgestänges oder Seils angeordnet.
Beim Vortrieb des Reinigungswerkzeugs durch den Altkanal werden die Inkrustrierungen und Ablagerungen durch den Segmentschaber wirkungsvoll entfernt. Das aus den Düsen heraustretende Wasser unterstützt diesen Prozeß und schwemmt die Verschmutzungen in den Ringspalt zwischen Altkanal und Neuleitung. In diesem Ringspalt dient das Wasser mit den Verschmutzungen dann als Dämpfungsmedium.
Bei einer anderen Ausführungsform sind weitere Düsen zum Abtragen eines Teils der Ablagerung in der Kanalinnenwandung vorgesehen und in Richtung des Vortriebs ausgerichtet.
Mit den beschrieben Reinigungswerkzeugen lassen sich insbesondere Kanäle mit inhomogenen Durchmessern, wie beispielsweise im Bereich von Muffen und Reparaturstellen bzw. mit Rohrzu-/Abführungen, wirkungsvoll reinigen.

Claims

1. Reinigungswerkzeug zum Reinigen von Kanälen, gekennzeichnet durch einen Leitungsadapter zum Einziehen von Leitungen.

2. Reinigungswerkzeug mit Reinigungselementen zum Reinigen von Kanälen, gekennzeichnet durch verschiebbare oder verschwenkbare Reinigungselemente (30).

3. Reinigungswerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungselemente (30) in einer Ebene, die die Kanalachse schneidet, verschwenkbar oder verfahrbar an der Außenseite des Werkzeugs angeordnet sind und sich je nach dem Durchmesser des zu reinigenden Kanals auf einen größeren oder kleineren Durchmesser einstellen lassen.

4. Reinigungswerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungselemente (30) jeweils um eine Schwenkachse zwischen einer kolinear zur Kanal- bzw. Werkzeugachse liegenden Stellung und einer Stellung schwenkbar gelagert sind, bei der ein Winkel > 0° zwischen dem Reinigungselement und der Kanal- bzw. Werkzeugachse aufgespannt wird.

5. Reinigungswerkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungselemente als um einen an dem Werkzeug (1) angeordneten Bolzen schwenkbar angeordneten Schaber (30) ausgebildet sind, welche an dem in bezug auf die Schwenkachse distalen Ende Kratzelemente besitzen.

6. Reinigungswerkzeug nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, welche eine Ausschwenkkraft auf die Reinigungselemente ausübt.

7. Reinigungswerkzeug nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch ein Federelement (70) zum Ausüben der Ausschwenkkraft.

8. Reinigungswerkzeug nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine hydraulische oder pneumatische Hubeinrichtung zum Ausüben der Ausschwenkkraft.

9. Reinigungswerkzeug zum Reinigen von Kanälen nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, gekennzeichnet durch Düsen (90) für ein Reinigungsmedium.

10. Reinigungswerkzeug zum Reinigen von Kanälen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (90) in bezug auf die Vortriebsrichtung vor den Reinigungselementen angeordnet und/oder entgegen der Vortriebsrichtung ausgerichtet sind.

11. System zum Reinigen eines Kanals bei gleichzeitigem Einzug einer Neuleitung mit einem Reinigungswerkzeug mit Düsen, dadurch gekennzeichnet, daß den Düsen (90) ein Reinigungs-, Spül- oder Beschichtungsmedium über die Neuleitung (110) zugeführt wird.

12. System zum Reinigen eines Kanals nach Anspruch 11 mit einer Vorrichtung mit einem Schub-/Zugantrieb, einem Schub-/Zuggestänge.

13. System zum Reinigen eines Kanals nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungselemente als profilierte Rotationskörper ausgebildet sind.

14. System nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch einen hydraulischen oder pneumatischen Antrieb der Rotationswerkzeuge.

15. Verfahren zum Einziehen einer hinter einem Werkzeug angeordneten Leitung in einen verschmutzten Altkanal, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug (1) als Reinigungswerkzeug ausgebildet ist.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Reinigungswerkzeugs (1) ein Spülmedium in den Kanal eingeleitet wird, um Verunreinigungen zu lösen.

17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein Medium in den Ringspalt zwischen Kanal und Leitung (80) eingeleitet wird.

18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche mit folgenden Schritten:

1. Aufschneiden eines Kanals

- Einsetzen eines Schub- und/oder Zugantriebs

- Einbringen eines Schub-Zugmittels in den Kanal mit Hilfe des Antriebs

- Verbinden eines Reinigungswerkzeugs mit dem eingezogenen Gestänge

- Zurückziehen des Gestänges durch den Kanal.