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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Reinigung von Rohrinnenflächen.
Ferner betrifft die Erfindung ein Set umfassend eine derartige Vorrichtung,
eine Verwendung einer derartigen Vorrichtung sowie ein Verfahren
zum Reinigen von Rohrinnenflächen.
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Bei
Rohrleitungssystemen besteht im Allgemeinen die Gefahr, dass sich
an den Rohrinnenflächen Ablagerungen bilden, wodurch der
lichte Innendurchmesser verringert und die Transportleistung der Rohrleitung
somit reduziert wird. Dies gilt insbesondere für Rohrleitungen,
in denen Wasser aus natürlichen Quellen, beispielsweise
Meerwasser oder Flusswasser, geführt ist. Derartige Rohrleitungssysteme
kommen beispielsweise bei Stromerzeugungsanlagen als Kühl-
oder Prozesswasserkreisläufe zum Einsatz. Dabei gelangen
auch organische Bestandteile in die Rohrleitungen, die sich an den
Rohrinnenflächen anhaften können. Dieses Makrofouling
organischer und anorganischer Anhaftungen führt zu einer
Verringerung der Durchflussleistung des Rohres und somit zu einem
Wirkungsgradverlust der Stromerzeugungsanlage.
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Insbesondere
der Bewuchs mit Muscheln und Seepocken verursacht in Kühlwasserkreisläufen hartnäckige
Beläge, die
- – den Wärmeübergang
behindern,
- – Druckverluste erhöhen,
- – die Förderleistung der Pumpen verringert
und
- – ungewollte Stillstände der Anlagen herbeiführen können.
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Bisher
sind unterschiedliche Verfahren bekannt, um die Rohrleitungssysteme
von diesem Belag zu befreien bzw. die Rohrinnenflächen
zu reinigen. Insbesondere ist es bekannt, die Rohrleitung mit Chlor
oder Bioziden zu behandeln, was allerdings aus Gründen
den Umweltschutzes problematisch ist. Alternativ ist es bekannt,
die zu reinigende Rohrleitung temporär außer Betrieb
zu nehmen und die Verunreinigungen mechanisch, insbesondere manuell bzw.
bergmännisch, mit entsprechenden Geräten zu reinigen.
Dabei kommen insbesondere Bagger zum Einsatz, die die organischen
und anorganischen Anhaftungen von den Rohrinnenflächen
herunterbrechen. Dieses Verfahren ist kosten- und zeitaufwendig.
Insbesondere die Investitionskosten für die Stromerzeugungsanlage
werden erhöht, da es für einen ununterbrochenen
Betrieb der Stromerzeugungsanlage erforderlich ist, wenigstens eine
Ersatzrohrleitung vorzusehen, die die Funktion einer anderen Rohrleitung übernimmt,
falls diese gereinigt wird. Überdies ist das bergmännische
Abtragen von Anhaftungen bei Kunststoffrohrleitungen nicht geeignet.
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DE 297 14 238 U1 beschreibt
dabei ein Muffenprüfgerät, das ein innerhalb einer
Rohrleitung verfahrbares Gehäuse umfasst, an dem wenigstens zwei
radial nach außen gerichtete, voneinander beabstandete
ringförmige Dichtkörper angeordnet sind. Das Muffenprüfgerät
ist insbesondere hohlzylindrisch ausgeführt, so dass ein
durchströmbarer Durchflussbereich gebildet ist. Die an
den Stirnseiten angeordneten Dichtungselemente bewirken im Betrieb
ein Abdichten des Muffenprüfgerätes gegen die
Rohrinnenfläche, so dass sich zwischen einem zwischen den
Dichtungselementen angeordneten zylindrischen Sichtfenster und der
Rohrinnenfläche, insbesondere der Muffeninnenfläche,
ein Ringspalt bildet. Der Ringspalt kann mit einem Druckmedium befüllt werden,
wobei durch das Sichtfenster ermöglicht wird, die Auswirkungen
des eingeführten Druckmediums auf die Muffe zu beobachten.
Mit dem bekannten Muffenprüfgerät wird die Dichtigkeit
und Belastbarkeit einer Rohrleitungsmuffe geprüft. Eine
Reinigung von Rohrinnenflächen ist dadurch nicht möglich.
Ein zusätzlicher Nachteil des bekannten Muffenprüfgerätes
besteht darin, dass die Durchströmbarkeit der Vorrichtung
durch eine zentral angeordnete Fernsehkamera, die zur Beobachtung
des Muffenprüftests zentral innerhalb des zylindrischen
Sichtfensters angeordnet ist, begrenzt ist.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Reinigung
von Rohrinnenflächen anzugeben, die einfach handhabbar
ist und eine schnelle und zuverlässige Reinigung ermöglicht. Ferner
besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Set umfassend
eine derartige Vorrichtung, eine Verwendung einer derartigen Vorrichtung sowie
ein Verfahren zum Reinigen von Rohrinnenflächen anzugeben.
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Erfindungsgemäß wird
diese Aufgabe im Hinblick auf die Vorrichtung durch den Gegenstand des
Anspruchs 1, im Hinblick auf das Set durch den Gegenstand des Anspruchs
10, im Hinblick auf das Verfahren durch den Gegenstand des Anspruchs
11 und im Hinblick auf die Verwendung durch den Gegenstand des Anspruchs
16 gelöst.
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Die
Erfindung beruht auf dem Gedanken, eine Vorrichtung zur Reinigung
von Rohrinnenflächen bzw. Kanalinnenflächen aufweisend
ein innerhalb eines Rohres bzw. Kanals verfahrbares, axial durchströmbares
Gehäuse anzugeben, das
- – wenigstens
zwei äußeren Dichtungsabschnitte, die jeweils
nach außen wirkende, an den Querschnitt des Rohres bzw.
Kanals angepasste Dichtungselemente aufweisen, und
- – einem mittleren Funktionsabschnitt umfasst, der eine äußere
Umfangswandung aufweist, deren Außendimensionen kleiner
als die Außendimensionen der Dichtungsabschnitte sind.
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Der
Funktionsabschnitt bildet im Gebrauch mit einer Rohrinnenfläche
bzw. Kanalinnenfläche einen abgeschlossenen Reinigungsraum.
In der äußeren Umfangswandung ist wenigstens ein
nach außen wirkendes Zufuhrmittel angeordnet, das zur Übertragung
von Energie und/oder einem Behandlungsmedium in den Reinigungsraum
mit einem Funktionsgerät verbunden oder verbindbar ist.
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Der
Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht
darin, dass im Gebrauch zwischen dem Funktionsabschnitt und der
Rohrinnenfläche ein geschlossener Hohlraum gebildet wird,
der gegenüber dem gesamten Rohrdurchmesser ein relativ
geringes Volumen umfasst. Somit ist mit relativ geringem Energieaufwand
eine schnelle und effektive Reinigung der Rohrinnenfläche
möglich. Für die Reinigung sind in der äußeren
Umfangswandung Zufuhrmittel vorgesehen, die das Einbringen von Energie
oder einem Behandlungsmedium in den Reinigungsraum ermöglichen.
Vorzugsweise wird dem Reinigungsraum Wärmeenergie zugeführt,
die ein Ablösen der Ablagerungen oder zumindest eine Zerstörung
organischer Ablagerungen bewirkt.
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Der
durch die Vorrichtung gebildete Reinigungsraum ist dabei als der
Raum definiert, der durch die Außenumfangsfläche
der äußeren Umfangswandung des Funktionsabschnitts,
die axial inneren Stirnflächen der Dichtungsabschnitte
bzw. Dichtungselemente sowie einer virtuellen Umfangsfläche
gebildet wird, die sich ausgehend von einer Umfangsfläche
der Dichtungsabschnitte zwischen den Dichtungselementen erstreckt.
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Im
Allgemeinen wird mit der Vorrichtung bzw. dem Reinigungsgerät
die Möglichkeit geschaffen, einen abgeschotteten Raum innerhalb
einer Rohrleitung gezielt zu behandeln und damit vorhandene Ablagerungen
zu lösen. Durch die Verringerung des Reinigungsraumes werden
eventuell entstehende schädliche Emissionen an die Umwelt
deutlich verringert. Das bedeutet, dass beispielsweise der Einsatz von
konzentrierten Chemikalien zur Reinigung der Rohrinnenfläche
möglich ist, da das Volumen des Reinigungsraumes verhältnismäßig
klein ist. Ein weiterer Vorteil der Vorrichtung besteht darin, dass
die Reinigung bzw. der Einsatz der Vorrichtung auch unter laufendem
Betrieb der zu reinigenden Rohrleitung erfolgen kann. Unterhalts-,
Betriebs- und Revisionskosten werden somit verringert.
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In
diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass im Rahmen der
Anmeldung die Vorrichtung an sich, also ohne das zu reinigende Rohr, offenbart
und beansprucht wird. Zusätzlich wird auch eine Anordnung
umfassend eine derartige Vorrichtung und eine Rohrleitung bzw. ein
Rohr offenbart.
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Rohre
im Rahmen der Anmeldung sind nicht auf einen kreisförmigen
bzw. ringförmigen Querschnitt eingeschränkt. Rohre
bzw. Kanäle im Sinne der Anmeldung können auch
andere Querschnitte bzw. Querschnittsprofile aufweisen. Beispielsweise können
die Rohre bzw. Kanäle einen ovalen oder eckigen, insbesondere
viereckigen oder allgemein mehreckigen, Querschnitt bilden. Zumindest
die Dichtungselemente weisen dabei eine Außenkontur auf,
die dem jeweiligen Rohrquerschnitt bzw. Rohrprofil angepasst ist.
Es können auch die Dichtungsabschnitte vollständig
dem jeweiligen Rohrprofil angepasst sein. Vorzugsweise weist die
gesamte Vorrichtung im Wesentlichen ein Querschnittsprofil auf, das
dem Querschnittsprofil des zu behandelnden Rohres im Wesentlichen
entspricht.
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Die
Außendimensionen des Funktionsabschnitts sind im Allgemeinen
kleiner als die Außendimensionen der Dichtungsabschnitte.
Die Außendimensionen können bei jeweils kreisförmigen
bzw. ringförmigen Querschnittsprofilen des Funktionsabschnitts
und der Dichtungsabschnitte dem Außendurchmesser entsprechen.
Bei anderen, insbesondere eckigen, Querschnittsprofilen können
auch die Kantenlängen, der Umfang oder die Diagonalen der jeweiligen
Querschnittsprofile die zu vergleichenden Außendimensionen
bilden. Bei einem rechteckigen Querschnittsprofil des Funktionsabschnitts
und der Dichtungsabschnitte weist der Funktionsabschnitt beispielsweise
einen kleineren Umfang als die Dichtungsabschnitte auf.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung sind die Dichtungsabschnitte an den Stirnseiten des
Gehäuses angeordnet. Auf diese Weise wird ein kompakter
Aufbau der Vorrichtung bereitgestellt, wobei der reinigungswirksame
Funktionsabschnitt vergleichsweise groß ist und eine effiziente
Reinigung über einen längeren Rohrabschnitt ermöglicht.
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Vorzugsweise
ist wenigstens eines der Dichtungselemente zum Öffnen und/oder
Schließen des abgeschlossenen Reinigungsraumes betätigbar
oder steuerbar. Die Dichtungselemente können also bedarfsweise
den Reinigungsraum fluiddicht begrenzen oder nach Betätigung
bezüglich der Rohrinnenfläche kontaktfrei angeordnet
sein, so dass die Vorrichtung einfach und in Bezug auf die Dichtungselemente
reibungsarm bzw. reibungsfrei in dem Rohr verfahrbar ist. Dadurch
ist eine abschnittsweise Reinigung des Rohres möglich.
Ferner kann wenigstens eines der Dichtungselemente zum Öffnen
des Reinigungsraums betätigbar bzw. steuerbar sein, so
dass in den Reinigungsraum ein im Rohr strömendes Fluid
einleitbar ist. Vorzugsweise können die Dichtungselemente
in beiden axialen Dichtungsabschnitten geöffnet bzw. sind
in eine Offenstellung überführbar, so dass der
Reinigungsraum axial durchströmbar ist. Das in dem Rohr
geführte Fluid kann auf diese Weise zum Ausspülen
der gelösten Ablagerungen aus dem Reinigungsraum verwendet
werden. Die in dem Fluid gelösten Ablagerungen werden mit
der Strömung mitgerissen und zu einer nachgeordneten Filterkammer
im Rohrleitungssystem transportiert. Somit wird ein einfaches, energieeffizientes
und schnelles Ausschleusen der gelösten Ablagerungen aus
dem Reinigungsraum erreicht.
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Vorzugsweise
umfasst das nach außen wirkende Zufuhrmittel ein Heizelement.
Das Heizelement ermöglicht eine einfache und effektive
Zufuhr von Wärme in den Reinigungsraum, wodurch die Ablagerungen
an den Rohrinnenflächen abgelöst bzw. das Wachsen
organischer Ablagerungen zumindest unterbunden wird.
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Alternativ
oder zusätzlich kann das nach außen wirkende Zufuhrmittel
eine nach außen gerichtete Düse umfassen. Über
die Düse können in den Reinigungsraum Behandlungsmedien,
insbesondere reinigungswirksame Subtanzen, beispielsweise Ozon, Biozid,
Chlor und dergleichen, eingeleitet werden. Die reinigungswirksamen
Substanzen können also eine chemische Reinigung der Rohrinnenfläche
bewirken. Zusätzlich kann die Düse als Hochdruckdüse ausgeführt
sein, so dass auch eine mechanische Reinigung durchführbar
ist. Dabei ist nicht ausgeschlossen, dass die Vorrichtung, insbesondere
die äußere Umfangswandung mehrere Düsen
umfasst, die zumindest teilweise als Hochdruckdüsen ausgebildet sind.
Beispielsweise kann jede zweite Düse als Hochdruckdüse
ausgebildet sein.
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Bei
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen,
dass das Funktionsgerät eine elektrische Stromquelle oder
ein Pumpe umfasst. Die elektrische Stromquelle kann beispielsweise
mit dem Heizelement verbunden sein, so dass eine elektrische Betätigung
des Heizelements möglich ist. Die elektrische Stromquelle
kann auch mit anderen Zufuhrmitteln verbunden sein, beispielsweise allgemein
elektrischen Leitern, die zur Erzeugung von elektromagnetischen
Wellen und/oder Feldern oder zur Erzeugung von Induktionsströmen
angepasst sind. Die elektrischen Leiter können in der äußeren
Umfangswandung integriert sein. Alternativ oder zusätzlich
kann die Pumpe vorgesehen sein, die mit den Zufuhrmitteln, insbesondere
einer Düse, in Verbindung steht und das Einleiten von reinigungswirksamen
Substanzen und/oder einem Hochdruckmedium ermöglicht.
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Vorzugsweise
umfasst das Gehäuse der Vorrichtung eine Innenwandung,
die von der äußeren Umfangswandung zur Bildung
eines Versorgungsraumes beabstandet angeordnet ist. In dem Versorgungsraum
können beispielsweise Leitungen zur Verbindung der Zufuhrmittel
mit dem Funktionsgerät angeordnet sein. Insgesamt ermöglicht
der Versorgungsraum eine besonders kompakte Bauweise der Vorrichtung.
Durch die Innenwandung wird ferner eine durchgehende Innenfläche
bereitgestellt, wodurch die gleichmäßige, insbesondere
turbulenzarme, Durchströmbarkeit des Gehäuses
bzw. der Vorrichtung gewährleistet wird.
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Vorzugsweise
ist das Gehäuse im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildet.
Das Gehäuse weist also vorzugsweise einen kreisrunden Querschnitt
auf. Im Allgemeinen ist es vorteilhaft, wenn das Gehäuse
eine Querschnittsform aufweist, die der Querschnittsform der zu
reinigenden Rohrleitung angepasst ist. Beispielsweise kann das Gehäuse
auch eine ovale Querschnittsform aufweisen. Im Rahmen der Anmeldung
wird also unter der Zylinderform generell eine Geometrie verstanden,
die im Querschnitt eine im Wesentlichen stetig eine Rundung aufweisende
Form aufweist, wobei die Form nicht zwingend kreisförmig
gestaltet ist.
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Bei
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung umfasst die äußere Umfangswandung
und/oder der Dichtungsabschnitt wenigstens eine Absaugleitung, die
mit einem Absauggerät verbunden oder verbindbar ist derart,
dass das Absauggerät im Gebrauch mit dem Reinigungsraum
fluidverbunden oder fluidverbindbar ist. Durch die Verbindung mit
dem Absauggerät wird ermöglicht, dass die von
der Rohrinnenfläche abgelösten Ablagerungen abtransportiert
bzw. aus dem Rohr entfernt werden können. Vorzugsweise werden
die Ablagerungen abgesaugt. Es ist alternativ oder zusätzlich
denkbar, dass eine Filtereinrichtung vorgesehen ist, in der die
Ablagerungen gesammelt werden.
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Gemäß einem
nebengeordneten Aspekt beruht die Erfindung auf dem Gedanken, ein
Set umfassend eine derartige Vorrichtung mit einem Funktionsgerät
und/oder einem Absauggerät anzugeben.
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Ein
weiterer nebengeordneter Aspekt betrifft ein Verfahren zum Reinigen
von Rohrinnenflächen bzw. Kanalinnenflächen umfassend
die folgende Schritte:
- – Bereitstellen
einer Vorrichtung gemäß Anspruch 1;
- – Positionieren der Vorrichtung in einem zu reinigenden
Rohr bzw. Kanal;
- – Betätigen der Dichtungselemente zum Abdichten
eines Reinigungsraums zwischen dem Funktionsabschnitt der Vorrichtung
und einer Rohrinnenfläche bzw. Kanalinnenfläche;
und
- – Einbringen von Energie und/oder einem Behandlungsmedium über
wenigstens ein Zufuhrmittel, das in einer äußeren
Umfangswandung des Funktionsabschnitts angeordnet ist, in den Reinigungsraum.
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Die
im Zusammenhang mit der Vorrichtung genannten Wirkungen und Vorteile
gelten analog auch für das Reinigungsverfahren.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass
der Schritt des Einbringens von Energie ein Aufheizen und/oder eine
induktive und/oder durch elektromagnetische Wellen bewirkte Beschallung
des Reinigungsraums umfasst.
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Alternativ
oder zusätzlich kann der Schritt des Einbringens eines
Behandlungsmediums, das Einleiten eines Wirkstoffs und/oder eines
Druckmediums oder eines Heizmittels in den Reinigungsraum umfassen.
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Es
hat sich ferner als vorteilhaft herausgestellt, wenn der Reinigungsraum
auf eine Temperatur von wenigstens 40° Celsius, insbesondere
wenigstens 41° Celsius, insbesondere wenigstens 42° Celsius,
insbesondere wenigstens 45° Celsius, insbesondere wenigstens
50° Celsius, insbesondere wenigstens 55° Celsius,
insbesondere wenigstens 60° Celsius, insbesondere wenigstens
75° Celsius; insbesondere wenigstens 80° Celsius,
insbesondere wenigstens 100° Celsius, insbesondere wenigstens 120° Celsius,
aufgeheizt wird. Bei derartigen Temperaturen werden organische Ablagerungen
besonders effektiv gelöst.
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Bei
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird in einem weiteren Verfahrensschritt wenigstens eines der
Dichtungselemente derart betätigt oder angesteuert, dass
der Reinigungsraum zumindest einseitig, insbesondere beidseitig
geöffnet wird und zum Ausspülen von Ablagerungen
durchströmbar ist. Die Möglichkeit, den Reinigungsraum
an den axialen Enden zu öffnen, indem die Dichtungselemente
betätigt bzw. entsprechend angesteuert werden, hat den
Vorteil, dass die in dem zuvor erfolgten Verfahrensschritten gelösten
Ablagerungen mit Hilfe der in der Rohrleitung bzw. in dem zu reinigenden
Rohr vorliegenden Strömung abtragsportiert werden können.
Dabei werden die Ablagerungen vorzugsweise von der Strömung
erfasst und zu einer nachgeordneten Filterkammer geleitet. Die innerhalb
des Rohres vorliegende Strömung kann somit vorteilhaft
und energieeffizient zum Ausschleusen der Ablagerungen aus dem Reinigungsraum
genutzt werden.
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Ein
weiterer nebengeordneter Aspekt der Erfindung betrifft die Verwendung
einer eingangs genannten Vorrichtung zur Reinigung von Rohrinnenflächen
bei Kühlmittelrohren und/oder Prozessmittelrohren. Vorzugsweise
führen die Kühlmittelrohre und/oder Prozessmittelrohre
Kühlwasser und/oder Prozesswasser bzw. bilden Kühlwasserrohre
bzw. Prozesswasserrohre. Im Allgemeinen kann in den Kühlmittelrohren
Wasser oder ein sonstiges, flüssiges Kühlmedium
bzw. Prozessmittel geführt sein. Die Kühlmittelrohre
und/oder Prozessmittelrohre können ferner Kunststoffrohre
umfassen. Die Kunststoffrohre können beispielsweise aus
glasfaserverstärktem Kunststoff hergestellt sein. Andere
Materialien sind möglich. Beispielsweise können
die Kühlmittel- oder Prozessmittelrohre Stahl oder Beton
umfassen. Vorzugsweise weisen die Kühlmittelrohre und/oder
Prozessmittelrohre einen Querschnittsdurchmesser von wenigstens
0,5 m, insbesondere wenigstens 1,0 m, insbesondere wenigstens 1,5
m, insbesondere wenigstens 2,0 m, insbesondere wenigstens 2,5 m,
insbesondere wenigstens 2,8 m, insbesondere wenigstens 3,0 m, insbesondere
wenigstens 3,5 m, insbesondere wenigstens 4,0 m, insbesondere wenigstens 4,5
m, insbesondere wenigstens 5,0 m, auf. Die Kühlmittelrohre
und/oder Prozessmittelrohre können Teil einer Stromerzeugungsanlage
bilden. Vorzugsweise sind die Kühl- oder Prozessmittelrohre
Teil eines Kühl- bzw. Prozesskreislaufs in der Stromerzeugungsindustrie
oder chemischen Industrie.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die beigefügten, schematischen Zeichnungen
näher erläutert. Darin zeigen:
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1:
einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße
Vorrichtung nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
im Gebrauch;
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2:
einen Längsschnitt durch einen Dichtungsabschnitt einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung nach einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel, insbesondere gemäß Detail
A aus 1; und
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3:
einen Längsschnitt durch einen Dichtungsabschnitt der erfindungsgemäßen
Vorrichtung nach einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel.
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In 1 ist
die erfindungsgemäße Vorrichtung im Gebrauch innerhalb
eines Rohres 200 dargestellt. Die Vorrichtung umfasst ein
Gehäuse 100, das einen Funktionsabschnitt 120 aufweist.
Der Funktionsabschnitt 120 ist an den axialen Enden des
Gehäuses 100 durch Dichtungsabschnitte 110 begrenzt. Die
Dichtungsabschnitte 110 weisen einen größeren Querschnittsdurchmesser
auf als der Funktionsabschnitt 120, insbesondere einen
größeren Querschnittsdurchmesser als eine äußere
Umfangswandung 121 des Funktionsabschnitts 120.
Der Funktionsabschnitt 120 umfasst ferner eine Innenwandung 122,
die bezüglich der äußeren Umfangswandung 121 beabstandet
angeordnet ist, so dass zwischen der Innenwandung 122 und
der äußeren Umfangswandung 121 ein Ringspalt
besteht, der einen Versorgungsraum 123 bildet.
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Das
Gehäuse 100 gemäß 1 ist
im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet. Das bedeutet,
dass sowohl die Innenwandung 122, als auch die äußere
Umfangswandung 121 hohlzylinderförmig ausgebildet
sind. Dadurch wird erreicht, dass das Gehäuse 100 insgesamt
durchströmbar ist. Die erfindungsgemäße
Vorrichtung kann somit im laufenden Betrieb eines Rohres 200 bzw.
einer Rohrleitung eingesetzt werden. Es ist auch möglich,
dass das Gehäuse 100 einen andersartigen Querschnitt
bzw. ein anderes Querschnittsprofil aufweist. Beispielsweise kann
das Gehäuse 100 ein ovales Querschnittsprofil umfassen.
Auch eckige Querschnittsprofile sind denkbar. Wesentlich ist nur,
dass das Gehäuse 100 durchströmbar ist,
also im Wesentlichen offene Stirnseiten aufweist. Generell ist es
vorgesehen, dass das Gehäuse 100 ein Querschnittsprofil
aufweist, das dem Querschnittsprofil des zu reinigenden Rohres 200 bzw.
Rohrabschnitts angepasst ist.
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Es
ist möglich, dass der Funktionsabschnitt 120 ein
oder mehrere Gelenkverbindungen umfasst. Der Funktionsabschnitt 120 kann
also gelenkig ausgebildet sein, so dass die Vorrichtung einfach
durch Rohrbiegungen führbar ist. Die Gelenke bzw. Gelenkverbindungen
können flexibel ausgebildet sein bzw. flexible Komponenten
umfassen. Beispielsweise können die Gelenke bzw. Gelenkverbindungen Schläuche
oder Bälge aufweisen. Die Gelenke können auch
faltenbalgartig ausgebildet sein. Im Allgemeinen sind die Gelenke
fluiddicht ausgeführt. Es ist auch möglich, dass
das Gehäuse 100, insbesondere der Funktionsabschnitt 120,
teleskopartig ausgebildet ist, so dass der Abstand zwischen den
Dichtungsabschnitten 110 änderbar ist. Die axiale
Länge des Gehäuses 100 ist somit variierbar,
so dass beispielsweise zur Durchfahrung von Rohrbiegungen das Gehäuse 100 verkürzt
werden kann.
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Wenn
das Gehäuse 100 mit wenigstens einem Gelenk oder
einer Teleskopiereinrichtung ausgestattet ist, ist es zweckmäßig,
durch den Versorgungsraum 123 führende Leitungen
und/oder Schläuche flexibel auszuführen. Insbesondere
können die im Versorgungsraum 123 angeordneten
Leitungen bzw. Schläuche mäanderförmig
angeordnet sein, so dass die Leitungen bzw. Schläuche einer
gelenkigen Krümmung oder axialen Längenänderung des
Gehäuses 100 folgen können.
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In
der äußeren Umfangswandung 121 des Funktionsabschnitts 120 sind
Zufuhrmittel (in 1 nicht dargestellt) angeordnet,
die es ermöglichen, Energie und/oder ein Behandlungsmedium
in einen Reinigungsraum 300 einzubringen, der zwischen
der äußeren Umfangswandung 121 und einer
Rohrinnenfläche 201 gebildet ist. Der Reinigungsraum 300 wird
ferner durch die Dichtungsabschnitte 110 begrenzt, die
den Reinigungsraum 300 gegenüber der Umgebung
fluiddicht abschließen. Es ist auch möglich, dass
mehr als zwei Dichtungsabschnitte 110 vorgesehen sind,
die den Funktionsabschnitt 120 in mehrere Teilabschnitte
unterteilen, die jeweils einen Reinigungsraum 300 bilden.
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Der
Versorgungsraum 123 ist ferner mit einer oder mehreren
Versorgungsleitungen 131 verbunden, die die Zufuhrmittel
in der äußeren Umfangswandung 121 mit
einem Funktionsgerät (nicht dargestellt) verbinden. Das
Funktionsgerät kann beispielsweise eine elektrische Stromquelle
und/oder eine Pumpe umfassen. Entsprechend weist die Versorgungsleitung 131 elektrische
Leitungen und/oder Schlauchleitungen auf. Die Versorgungsleitung 131 bzw.
Medienrohrleitung ist vorzugsweise als stahlarmierte Kunststoff-
oder Gummileitung ausgeführt und über Laschen
an einem Zugseil bzw. allgemein Führungselement 130 geführt.
Bevorzugt weist die Versorgungsleitung 131 einen chemisch
und/oder mechanisch beständigen, insbesondere salzwasserbeständigen
und/oder druckbeständigen, Kunststoff auf. Der Kunststoff
ist also vorzugsweise prozessmedienbeständig und kann beispielsweise
Neopren (NPR), Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM/EPM), Polyethylen
(PE) und/oder Polyvinylchlorid (PVC) umfassen. Die Versorgungsleitung 131 kann
bis wenigstens 6 bar, insbesondere bis wenigstens 8 bar, insbesondere
bis wenigstens 10 bar, insbesondere bis wenigstens 12 bar, druckstabil
sein. Das Führungselement 130 ist mit dem Gehäuse 100 gekoppelt,
wobei vorzugsweise beide axialen Stirnflächen des Gehäuses 100 mit
jeweils einem Führungselement 130 verbunden sind.
Das Führungselement 130 bzw. Zug- oder Halteseil
ermöglicht das Bewegen, insbesondere Ziehen, der Vorrichtung bzw.
des Reinigungsgeräts innerhalb des Rohres 200.
Vorzugsweise ist das Führungselement 130 an mehreren
Ankerpunkten mit der ringförmigen Stirnfläche
des Gehäuses 100 verbunden und zu einem zentral
in dem Rohr 200 geführten Kabel zusammengeführt.
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Vorzugsweise
umfasst die Vorrichtung Führungsräder 133,
die mit dem Gehäuse 100 verbunden sind. Die Führungsräder 133 führen
die Vorrichtung bzw. das Reinigungsgerät entlang der Rohrinnenfläche 201.
Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind die Führungsräder 133 in 1 nicht
dargestellt.
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2 zeigt
eine Detailansicht der Vorrichtung gemäß 1,
insbesondere das Detail A. Darin ist zu erkennen, dass der Funktionsabschnitt 120 die äußere
Umfangswandung 121 und die innere Umfangswandung 122 umfasst,
die beabstandet zueinander angeordnet sind, so dass zwischen der äußeren
Umfangswandung 121 und der Innenwandung 122 ein
Versorgungsraum 123 gebildet ist. Der Versorgungsraum 123 ist
ferner durch einen Stirnflansch 113 begrenzt, der im Wesentlichen
ringförmig ausgebildet ist, wobei der Innendurchmesser
des Stirnflanschs 113 im Wesentlichen dem Innendurchmesser
der Innenwandung 122 entspricht. Der Stirnflansch 113 schließt
also mit der Innenwandung 122 im Bereich einer, vorzugsweise
zylinderförmigen, Innenfläche des Gehäuses 100 bündig
ab.
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Die äußere
Umfangswandung 121 umfasst Zufuhrmittel für Energie
und/oder Behandlungsmedien. Das Zufuhrmittel ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 als
Heizelement 124 ausgebildet. Insbesondere weist die äußere
Umfangswandung 121 elektrische Heizleitungen auf, die das
Heizelement 124 bilden. Die Heizleitungen können
als gewickelte, elektrische Bänder ausgeführt
sein. Vorzugsweise sind die Heizleitungen in der äußeren
Umfangswandung 121 integriert. Die Heizleitungen bzw. das
Heizelement 124 ermöglicht ein Aufheizen des Reinigungsraums 300.
Das bedeutet, dass in den Reinigungsraum 300 Wärmeenergie
einleitbar ist.
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Ferner
ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 vorgesehen,
ein zusätzliches Zufuhrmittel, insbesondere eine Düse 125,
vorzusehen. Die Düse 125 ist an einem axialen
Endbereich des Funktionsabschnitts 120 angeordnet. Die
Düse 125 ist also benachbart zum Dichtungsabschnitt 110 angeordnet.
Die Düse 125 ragt dabei in den Reinigungsraum 300 hinein.
Eine andere Anordnung der Düse 125 ist möglich.
Beispielsweise kann die Düse 125 bündig
mit einer äußeren Umfangsfläche der äußeren
Umfangswandung 121 abschließen. Zur Versorgung
der Düse 125 mit einem Behandlungsmedium weist
die äußere Umfangswandung 121 eine Bohrung 127 auf,
die sich im Wesentlichen radial zur Längsachse des Gehäuses 100 erstreckt.
Die Bohrung 127 kann vorteilhafterweise als Gewindebohrung
ausgeführt sein, so dass die Düse 125 mit
der Bohrung 127 schraubverbindbar ist. Ein Austausch der
Düse 125 wird so erleichtert.
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Im
Versorgungsraum 123 ist im Bereich der Bohrung 127 ferner
ein Zufuhrkanal 126 angeordnet, der mit der Bohrung 127 bzw.
der Düse 125 fluidverbunden ist. Der Zufuhrkanal 126 ist
vorzugsweise als Halbrohr ausgebildet, das sich zumindest teilweise
in Umfangsrichtung entlang der äußeren Umfangswandung 121 erstreckt.
Der Zufuhrkanal 126 ist dabei mit einer Innenumfangsfläche
der äußeren Umfangswandung 121 fest verbunden,
vorzugsweise verschweißt bzw. anlaminiert. Das Halbrohr
bzw. der Zufuhrkanal 126 kann beispielsweise einen Innendurchmesser
im Bereich von 40 mm bis 55 mm, insbesondere 41 mm bis 54 mm, insbesondere
41,8 mm bis 53,0 mm, insbesondere eine Nennweite von DN 40 bis DN
50, umfassen.
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Es
ist möglich, dass die äußere Umfangswandung 121 mehrere
Zufuhrmittel, insbesondere mehrere unterschiedliche Zufuhrmittel,
umfasst. Beispielsweise kann, wie in 2 dargestellt,
ein Heizelement 124 mit einer Düse 125 kombiniert
sein. Dabei ist es auch möglich, dass mehrere Heizelemente 124 vorgesehen
sind. Ferner können mehrere Düsen 125 vorgesehen
sein. Vorzugsweise sind mehrere über den Umfang des Funktionsabschnitts 120 verteilte Düsen 125 vorgesehen.
Die Düsen 125 werden vorzugsweise mit einem Druckmedium,
insbesondere Wasser oder Druckluft, versorgt. Dabei bewirken die Düsen 125 vorzugsweise
eine Beschleunigung des zugeführten Behandlungsmediums,
insbesondere des Wassers, so dass die Rohrinnenfläche 201 mechanisch
durch einen Hochdruckstrahl behandelbar ist. Die Düse 125 bzw.
die Bohrung 127 kann auch eine Zufuhr für Druckluft
bilden. Die Druckluft ist vorzugsweise erwärmt, so dass
der Reinigungsraum 300 sowohl mit einem Druck, als auch
mit einer thermischen Energie beaufschlagbar ist. Die Erwärmung der
Druckluft kann induktiv erfolgen.
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Es
ist auch möglich, dass die Düsen 125 ein Behandlungsmedium
in den Reinigungsraum 300 zuführen, ohne dabei
einen mechanisch wirksamen Druck aufzubauen. Beispielsweise kann über
den Zufuhrkanal 126, die Bohrung 127 und die Düse 125 ein
chemisch wirksames Behandlungsmedium und/oder ein thermisch wirksames
Behandlungsmedium zugeführt werden. Thermisch wirksame
Behandlungsmedien sind vorzugsweise Heißwasser oder Heißdampf.
Als chemisch wirksame Behandlungsmedien haben sich insbesondere
Ozon, Biozid und/oder Chlor als vorteilhaft erwiesen. Es ist auch denkbar,
dass die Zufuhr des Behandlungsmediums nur durch den Zufuhrkanal 126 und
die Bohrung 127 erfolgt. Das bedeutet, dass auf die Düse 125 verzichtet
werden kann.
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Es
ist generell möglich, dass mehrere Zufuhrmittel miteinander
kombiniert sind, so dass beispielsweise Wärmeenergie durch
Heizelemente 124 und chemische Behandlungsmedien über
Düsen 125 gleichzeitig auf den Reinigungsraum 300 einwirken. Dabei
ist wenigstens ein Zufuhrmittel in der äußeren Umfangswandung 121 angeordnet.
Weitere Zufuhrmittel können beispielsweise in den Dichtungsabschnitten 110 angeordnet
sein, wobei die Zufuhrmittel derart ausgerichtet sind, dass Energie
oder ein Behandlungsmedium in den Reinigungsraum 300 einleitbar
ist. Die Zufuhrmittel in den Dichtungsabschnitten 110 sind
also vorzugsweise in axialer Richtung wirksam. Folgende Kombinationsmöglichkeiten von
unterschiedlich angeordneten Zufuhrmitteln sind bevorzugt:
- – wenigstens ein Heizelement 124 in
der äußeren Umfangswandung 121 und wenigstens
eine mit dem Reinigungsraum 300 fluidverbundene Düse 125 im
Dichtungsabschnitt 110
- – wenigstens eine Düse 125 in der äußeren
Umfangswandung 121 und wenigstens eine weitere Düse 125 im
Dichtungsabschnitt 110, wobei die Düsen 125 jeweils
mit dem Reinigungsraum 300 fluidverbunden sind
- – wenigstens eine mit dem Reinigungsraum 300
fluidverbundene
Düse 125 in der äußeren Umfangswandung 121 und
wenigstens ein Heizelement 124 im Dichtungsabschnitt 110
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Andere
Kombinationen sind ebenfalls möglich. Bei Einsatz von mehreren
Düsen 125 ist es ferner denkbar, dass ein erster
Teil der Düsen 125 ein thermisch wirksames Behandlungsmedium
in den Reinigungsraum 300 leitet, wogegen ein zweiter Teil der
Düsen 125 ein chemisch wirksames Behandlungsmedium
dem Reinigungsraum 300 zuführt. Das thermisch
wirksame Behandlungsmedium kann Heißwasser, Heißdampf
oder Heißluft umfassen. Beispielsweise kann das thermisch
wirksame Behandlungsmedium über die äußere
Umfangswandung 121 und das chemisch wirksame Behandlungsmedium über
den Dichtungsabschnitt 110, oder umgekehrt, in den Reinigungsraum 300 geleitet
werden.
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Der
Reinigungsraum 300 wird in radialer Richtung bezüglich
der Längsachse des Gehäuses 100 durch
die äußere Umfangswandung des Funktionsabschnitts 120 und
die Rohrinnenfläche 201 des Rohres 200 begrenzt.
In axialer Richtung ist der Reinigungsraum 300 im Gebrauch
durch den Dichtungsabschnitt 110, insbesondere ein Dichtungselement 111,
begrenzt. Das Dichtungselement 111 kann, wie in 2 dargestellt,
als Dichtungslippe ausgeführt sein. Dabei ist das Dichtungselement 111 bzw.
die Dichtungslippe 111c im Wesentlichen senkrecht zur äußeren
Umfangswandung 121 angeordnet. Die Dichtungslippe 111c ist
ferner ringförmig ausgebildet, so dass sich die Dichtungslippe 111c über
den gesamten Umfang des Gehäuses 100 bzw. des
Dichtungsabschnitts 110 erstreckt. Im Gebrauch liegt die Dichtungslippe 111c bündig
an der Rohrinnenfläche 201 an. Die Dichtungslippe 111c dichtet
somit den Reinigungsraum 300 fluiddicht ab.
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Vorzugsweise
ist die Dichtungslippe 111c zwischen zwei Ringscheiben 112a, 112b fixiert,
die mit dem Stirnflansch 113 schraubverbunden sind. Dabei
ist eine innere Ringscheibe 112a im Bereich des Reinigungsraums 300 angeordnet.
Eine äußere Ringscheibe 112b ist auf
der gegenüberliegenden Seite der Dichtungslippe 111c angeordnet
und liegt an dem Stirnflansch 113 an, der sich in radialer
Richtung über die äußere Umfangswandung 121 hinaus erstreckt.
Der Stirnflansch 113 umfasst vorzugsweise einen Außendurchmesser,
der im Wesentlichen dem Außendurchmesser der inneren Ringscheibe 112a entspricht.
Die äußere Ringscheibe 112b weist einen größeren
Außendurchmesser auf, als die innere Ringscheibe 112a bzw.
der Stirnflansch 113. Auf diese Weise wird die Dichtungslippe 111c vorteilhaft durch
die äußere Ringscheibe 112b gestützt.
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Die
innere Ringscheibe 112a und die äußere Ringscheibe 112b liegen
mit ihren jeweiligen Innenumfangsflächen an der äußeren
Umfangswandung 121 an. Das Dichtungselement 111 bzw.
die Dichtungslippe 111c ist vorzugsweise zwischen der inneren
Ringscheibe 112a und der äußeren Ringscheibe 112b eingespannt
bzw. eingeklemmt. Die Klemmspannung wird dabei durch die Schraubverbindung zwischen
der inneren Ringscheibe 112a, der äußeren
Ringscheibe 112b und dem Stirnflansch 113 aufgebracht.
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Ferner
ist an dem Gehäuse 100 stirnseitig eine Ankerplatte 114 angeordnet,
die im Wesentlichen ringförmig ausgebildet ist und ein
L-förmiges Querschnittsprofil aufweist. Im Querschnitt
weist die Ankerplatte 114 somit einen längeren,
radialen Schenkel 114a und einen kürzeren, axialen
Schenkel 114b auf. Der radiale Schenkel 114a erstreckt
sich im Wesentlichen vollständig über den Stirnflansch 113 und
ist mit dem Stirnflansch 113, vorzugsweise auf Höhe
des Versorgungsraums 123, schraubverbunden. Ferner ist
der radiale Schenkel 114a bzw. allgemein die Ankerplatte 114 mit
dem Stirnflansch 113, der inneren Ringscheibe 112a und
der äußeren Ringscheibe 112b schraubverbunden.
Insgesamt weist das Gehäuse 100 wenigstens eine
Schraubverbindung auf, die sich durch die innere Ringscheibe 112a, das
Dichtungselement 111, insbesondere die Dichtungslippe 111c,
die äußere Ringscheibe 112b, den Stirnflansch 113 und
die Ankerplatte 114, insbesondere den radialen Schenkel 114a,
erstreckt. Der axiale Schenkel 114b übergreift
eine äußere Umfangsfläche des Stirnflanschs 113.
Der axiale Schenkel 114b kann sich bis zur äußeren
Ringscheibe 112b erstrecken oder zur äußeren
Ringscheibe 112b einen Abstand aufweisen.
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Die
Ankerplatte 114 ist ferner mit einem Radträger 132 verbunden,
der sich im Wesentlichen in axialer Richtung von der Ankerplatte 114,
insbesondere dem radialen Schenkel 114a, erstreckt. Der Radträger 132 weist
dabei eine radial äußere Kante 132a auf,
die mit der Außenumfangsfläche des axialen Schenkels 114b der
Ankerplatte 114 fluchtet. Der Radträger 132 ist
vorzugsweise mit der Ankerplatte 114 verschweißt.
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Der
Radträger bildet ferner ein Lager für ein Führungsrad 133.
Vorzugsweise sind auf der durch die Ankerplatte 114 gebildeten
Ringfläche an der Stirnseite des Gehäuses 100 mehrere
Führungsräder 133 vorgesehen. Entsprechend
weist die ringförmige Ankerplatte 114 mehrere
Radträger 132 auf, die mit der Ankerplatte 114 fest
verbunden, insbesondere verschweißt, sind. Das Führungsrad 133 kann
antriebslos ausgeführt sein. Es ist auch möglich,
dass das Führungsrad 133 mit einem Antrieb verbunden ist
bzw. einen Antrieb aufweist.
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Im
Allgemeinen ist es vorteilhaft, wenn die Vorrichtung bzw. das Gehäuse 100 mit
einem Antrieb ausgestattet ist. Ein derartiger Antrieb kann beispielsweise
ein Kettenantrieb oder Raupenantrieb sein. Der Kettenantrieb oder
Raupenantrieb kann zusätzlich zu den angetriebenen Führungsrädern 133 vorgesehen
sein. Vorzugsweise umfasst das Gehäuse 100 bzw.
allgemein die Vorrichtung eine Antriebseinheit, die mit der Rohrinnenfläche 201 zusammenwirkt,
um einen Vortrieb der Vorrichtung durch das zu reinigende Rohr 200 zu
erreichen. Die Antriebseinheit kann in einem Dichtungsabschnitt 110 angeordnet
sein. Vorteilhaft ist es, wenn jeder der beiden Dichtungsabschnitte 110 eine
Antriebseinheit umfasst. Die Antriebseinheit kann ferner mit dem
Funktionsgerät verbunden sein, wobei das Funktionsgerät eine
Steuerung bzw. Steuereinheit für die Antriebseinheit bildet.
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Alternativ
kann die Vorrichtung bzw. das Gehäuse 100 antriebslos
ausgeführt sein. Das bedeutet, dass die Vorrichtung bzw.
das Gehäuse 100 keinen selbstständigen
Antrieb umfasst. Der Vortrieb der Vorrichtung bzw. des Gehäuses 100 durch
das zu reinigende Rohr 200 erfolgt in diesem Fall vorzugsweise
durch ein Zugseil 134, das mit einem Dichtungsabschnitt 110 bzw.
allgemein mit dem Gehäuse 100 verbunden ist. Zusätzlich
kann auf einer gegenüberliegenden, axialen Seite des Gehäuses 100,
insbesondere am zweiten Dichtungsabschnitt 110, ein Bremsseil 135 angeordnet
sein. Das Zugseil 134 und/oder das Bremsseil 135 können
mit außerhalb des Rohres 200 angeordneten Winden
verbunden sein, wobei die mit dem Zugseil 134 verbundene
Winde die Vorrichtung bzw. das Gehäuse 100 durch
das Rohr 200 zieht.
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Der
Durchmesser des Führungsrads 133 ist vorzugsweise
derart bemessen, dass die Antriebseinheit und/oder das Führungsrad 133 neben
dem Dichtungselement 111 die einzigen Bauteile des Gehäuses 100 sind,
die die Rohrinnenfläche 201 des Rohres 200 berührt.
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Vorzugsweise
weist das Gehäuse 100 bzw. allgemein die Vorrichtung
zur Reinigung von Rohrinnenflächen auf beiden, axialen
Stirnseiten einen Aufbau gemäß 2 auf.
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Weiter
vorteilhaft ist es, wenn der Dichtungsabschnitt 110 auf
wenigstens einer Stirnseite des Gehäuses 100 zumindest
teilweise Öffnungen aufweist, die ein Ausschleusen der
abgetragenen Verunreinigungen ermöglichen. Beispielsweise
kann das Gehäuse 100 an einer Stirnseite Dichtungselemente 111 bzw.
einen Dichtungsabschnitt 110 aufweisen, die zumindest teilweise
unterbrochen sind, so dass ein Verbindungskanal zwischen der Umgebung
und dem Reinigungsraum 300 gebildet ist. Es ist auch möglich,
auf einer Stirnseite des Gehäuses 100 vollständig
auf ein Dichtungselement 111 zu verzichten. In einer bevorzugten
Variante ist allerdings vorgesehen, dass beidseitig Dichtungselemente 111 vorgesehen
sind, so dass der Reinigungsraum 300 fluiddicht abschließbar
ist.
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Eine
alternative Ausführungsform des Dichtungsabschnitts 110,
insbesondere des Dichtungselements 111, zeigt 3.
Der Dichtungsabschnitt 110 umfasst ein Dichtungselement 111,
insbesondere einen Dichtungsbalg 111a. Der Dichtungsbalg 111a ist
betätigbar. Insbesondere weist der Dichtungsbalg 111a im
Wesentlichen ein V-förmiges Umfangsprofil auf, das durch
radial ausgerichtete Befestigungsabschnitte 115a, 115b verlängert
ist. Ein dem Reinigungsraum 300 zugewandter, innerer Befestigungsabschnitt 115a ist
zwischen die innere Ringscheibe 112a und die äußere
Ringscheibe 112b gespannt, wobei die innere Ringscheibe 112a,
die äußere Ringscheibe 112b und der innere
Befestigungsabschnitt 115a schraubverbunden sind. Die innere Ringscheibe 112a erstreckt
sich zwischen der äußeren Umfangswandung 121 des
Funktionsabschnitts 120 und der Innenwandung 122.
Die äußere Ringscheibe 112b bildet ein
Gegenlager zur inneren Ringscheibe 112a und fixiert den
inneren Befestigungsabschnitt 115a. Analog erfolgt die
Befestigung des Dichtungsbalgs 111a am Stirnflansch 113,
der mit einer weiteren Ringscheibe 112c schraubverbunden
ist, wobei sich zwischen der weiteren Ringscheibe 112c und
dem axial äußeren Stirnflansch 113 ein äußerer Befestigungsabschnitt 115b erstreckt.
Der äußere Befestigungsabschnitt 115b ist
ebenfalls zwischen den Stirnflansch 113 die weitere Ringscheibe 112c geklemmt
und durch die Schraubverbindung zwischen dem Stirnflansch 113 und
der weiteren Ringscheibe 112c fixiert. Oberhalb der äußeren
Ringscheibe 112b und der weiteren Ringscheibe 112c bildet
der Dichtungsbalg 111a das V-Profil. Ein anderes Profil
ist ebenfalls möglich. Beispielsweise kann der Dichtungsbalg 111a ein
im Wesentlichen U-förmiges Profil aufweisen. Der Dichtungsbalg 111a umfasst
ein flexibles Material, vorzugsweise Gummi.
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Der
Dichtungsbalg 111a bzw. der Kondensatorbalg schließt
einen Füllungsraum 116 ein, der im Wesentlichen
fluiddicht zur Umgebung abgeschlossen ist. Der Füllungsraum 116 ist
ferner mit einer Betätigungseinheit (nicht dargestellt)
verbunden, wobei die Verbindung vorzugsweise über einen
Füllungsanschluss 111b erfolgt, der in der Innenwandung 122 ausgebildet
ist. Der Füllungsanschluss 111b kann zumindest
teilweise eine Gewindebohrung umfassen, so dass der Füllungsraum 116 einfach
mit einer Betätigungseinheit, beispielsweise einer Pumpe,
verbindbar ist. Der Füllungsanschluss 111b kann
auch im Bereich des Stirnflanschs 113 oder im Bereich der inneren
Ringscheibe 112a angeordnet sein. Die Betätigungseinheit
kann, insbesondere wenn der Füllungsanschluss 111b in
der inneren Ringscheibe 112a angeordnet ist, innerhalb
des Versorgungsraums 123 angeordnet sein. Vorzugsweise
ist die Betätigungseinheit außerhalb des Rohres 200 angeordnet
und mit dem Füllungsraum 116 über die
Versorgungsleitung 131 gekoppelt.
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Der
Füllungsraum 116 wird zur Betätigung des
Dichtungselements 111 bzw. des Dichtungsbalgs 111a mit
einem Füllmedium gefüllt. Das Füllmedium umfasst
vorzugsweise Druckluft. Zur Betätigung des Dichtungselements 111 bzw.
des Dichtungsbalgs 111a, also zur Abdichtung des Reinigungsraums 300, wird
das Füllmedium, insbesondere Druckluft, in den Füllungsraum 116 eingeleitet,
wodurch sich der Dichtungsbalg 111a ringförmig
aufweitet und gegen die Rohrinnenfläche 201 abdichtet.
Durch Ablassen des Druckmediums, insbesondere der Druckluft, aus
dem Füllungsraum 116 fällt der Dichtungsbalg 111a in
sich zusammen und nimmt die in 3 durch
eine gestrichelte Linie dargestellte Form ein. Das Profil des Dichtungsbalgs 111a im
eingefallenen Zustand entspricht im Wesentlichen einer gegenüber
dem aufgeblasenen bzw. aufgerichteten Zustand invertierten V-Form.
Es ist möglich, andere Füllungsmedien zur Betätigung
des Dichtungsbalgs 111a vorzusehen. Beispielsweise kann
der Dichtungsbalg 111a durch Wasser und/oder Öl
gefüllt werden.
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Eine
andere Betätigung des Dichtungsbalgs 111a bzw.
allgemein des Dichtungselements 111 ist möglich.
Beispielsweise kann der Dichtungsbalg 111a bzw. das Dichtungselement 111 nach
Art eines Kompensators ausgebildet sein. Das bedeutet, dass sich
der Dichtungsbalg 111a zwischen zwei bezüglich
der Längsachse des Gehäuses 100 axial
verschieblichen Platten erstreckt. Durch die Axialverschiebung der
Platten in Relation zueinander wird eine radiale Dimensionsänderung
des Dichtungsbalgs 111a erreicht. Die Höhe des
Dichtungsbalgs 111a variiert also in Abhängigkeit
von der Distanz zwischen den axial verschieblichen Platten. Auf
eine Füllung des Dichtungsbalgs 111a kann in diesem
Fall verzichtet werden. Es ist allerdings nicht ausgeschlossen,
den Dichtungsbalg 111a zusätzlich mit einem Druckmedium
zu beaufschlagen bzw. zu füllen.
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Im
Allgemeinen dichten die Dichtungselemente 111 einen Reinigungsraum 300 ab,
der vorzugsweise eine Höhe von wenigstens 5 cm, insbesondere
wenigstens 8 cm, insbesondere wenigstens 10 cm, insbesondere wenigstens
15 cm, umfasst. Der Reinigungsraum 300 kann eine Höhe
von höchstens 30 cm, insbesondere höchstens 25
cm, insbesondere höchstens 20 cm, aufweisen. Die Höhe
des Reinigungsraums 300 entspricht im Wesentlichen dem
Abstand der äußeren Umfangsfläche 121 zur Rohrinnenfläche 201.
Bei einem kreisförmigen Rohrquerschnitt entspricht die
Höhe des Reinigungsraums 300 bzw. des Ringraums
der Differenz des halben Rohrinnendurchmessers zum Außendurchmesser
des Funktionsabschnitts 120. Generell ist die Höhe
des Reinigungsraums 300 abhängig vom Rohrinnendurchmesser.
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Die
Vorrichtung eignet sich besonders zur Reinigung von organischen
und anorganischen Anhaftungen in Kunststoffrohrleitungen.
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Insgesamt
baut die Erfindung auf der Idee auf, organische und anorganische
Anhaftungen in Rohrleitungen, insbesondere Kunststoffrohrleitungen,
durch Erwärmen von Rohrleitungsabschnitten zu reinigen.
Um die Energieeffizienz bei der Reinigung zu erhöhen, ist
in besonders vorteilhafter Weise vorgesehen, den für die
Reinigung abzuschließenden bzw. fluiddicht abzutrennenden
Raum bzw. Leitungsabschnitt eines Rohrs zu verkleinern, also das zu
behandelnde, insbesondere zu erwärmende, Raumvolumen zu
reduzieren. Dazu bildet die erfindungsgemäße Vorrichtung
den Reinigungsraum 300, der im Wesentlichen ringförmig
ausgebildet ist. Der Reinigungsraum 300 bzw. der Ringraum
weist ein verhältnismäßig kleines Volumen
auf, so dass mit einfachen und energieeffizienten Mitteln eine Erwärmung
des Reinigungsraums 300 bzw. der Ablagerungen an der Rohrinnenfläche 201 ermöglicht
ist. Dabei werden vorzugsweise Temperaturen von mindestens 40°C,
insbesondere mindestens 41°C, insbesondere mindestens 42°C,
insbesondere mindestens 45°C, insbesondere mindestens 50°C,
insbesondere mindestens 60°C, insbesondere mindestens 80°C,
insbesondere mindestens 100°C, in dem Reinigungsraum 300 erzeugt.
Damit ist eine effiziente Zerstörung organischer Anhaftungen
möglich. Das Gehäuse 100 bzw. das Doppelrohrsystem
kann derart ausgebildet sein, dass der Ringraum bzw. Reinigungsraum 300 mit
Hilfe von in das Gehäuse 100 integrierten Heizspiralen
oder mit Hilfe von extern zugeführter Wärme, beispielsweise
Heißwasser oder Heißdampf, beheizbar ist. Ferner
können Behandlungsmedien, beispielsweise Ozon, Biozid oder
Chlor und dergleichen, zugeführt werden. Es ist auch möglich,
die Reinigung durch Erzeugung von Induktionsströmen zu bewerkstelligen,
wobei das Gehäuse 100 entsprechend integrierte
elektrische Leitungen umfasst. Die elektrischen Leitungen können
ferner elektromagnetische Wellen und/oder Felder erzeugen, die im
Reinigungsraum 300 wirken.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das Reinigungsgerät
ist fahrbar ausgebildet, wobei das Reinigungsgerät sowohl
selbstfahrend, als auch fremdbetätigt fahrend, insbesondere
von extern betätigbar, vorzugsweise ziehend betätigbar,
ausgestaltet sein kann. Im Allgemeinen umfasst das Reinigungsgerät
ein Fahrwerk, einen Innenzylinder, der die Durchströmbarkeit
der Vorrichtung gewährleistet, und stirnseitige Absperreinrichtungen
bzw. Dichtungsabschnitte 110, wobei der Innenzylinder stirnseitig
die Absperreinrichtung, beispielsweise den Stirnflansch 113 und/oder
das Dichtungselement 111, umfasst. Die Vorrichtung bzw.
das Reinigungsgerät kann zumindest teilweise mit Versorgungsleitungen,
Zug- und/oder Halteseilen, elektrischen Heizbändern und/oder
elektrischen Wicklungen, Düsen, verschiedenen Rohrleitungen,
Steuerungseinheiten und/oder einem Fahrwerk ausgestattet sein. Vorzugsweise
weist das Gehäuse 100 der Vorrichtung einen Werkstoff
auf, der glasfaserverstärkten Kunststoff und/oder ein Thermoplast
oder dergleichen umfasst.
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Vorzugsweise
wird die Vorrichtung bzw. das Rohrreinigungsgerät vorbeugend,
d. h. bereits bei geringen Ablagerungen, eingesetzt. Das Entstehen von
größeren Ablagerungen an der Rohrinnenfläche 201 soll
dadurch verhindert werden. Zum Reinigen eines Rohres 200 wird
die Vorrichtung über einen Zielschacht, beispielsweise
ein Pumpwerk, in das Rohr 200 eingefahren und in Position,
beispielsweise in den Bereich eines Einlaufrohres, gebracht. Der Vortrieb
der Vorrichtung bzw. des Rohrreinigungsgeräts kann über
einen eigenen Antrieb oder über ein Zugseil bzw. allgemein
das Führungselement 130 erfolgen. Das Zugseil
wird vorzugsweise über Schlauchrollen, die außerhalb
des Rohres 200 angeordnet sind, auf- bzw. abgezogen. Über
das Zugseil bzw. die mit dem Zugseil verbundene Versorgungsleitung 131 werden
Energie, beispielsweise elektrischer Strom, oder Behandlungsmedien,
insbesondere Heißwasser oder Heißdampf, dem Gehäuse 100, insbesondere
dem Funktionsabschnitt 110, zugeführt.
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Der
durch den Funktionsabschnitt 120, die Dichtungsabschnitte 110 und
die Rohrinnenfläche 201 abgedichtete Rohrabschnitt
bzw. der abgeschottete Sektionsbereich der Rohrleitung wird im Folgenden
dem Reinigungsverfahren unterzogen. Dabei kann der abgeschottete
Sektionsbereich aufgeheizt werden, insbesondere über 40°C,
und/oder die Innenfläche 201 induktiv beschallt
werden. Ferner ist eine Behandlung mit zulässigen Chemikalien
möglich. Alternativ oder zusätzlich kann der Reinigungsraum 300 bzw.
die Rohrinnenfläche 201 durch eine Beschallung
mit elektromagnetischen Wellen behandelt werden.
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Abschließend
kann das abgelöste Material über einen Ausschleuseraum,
der im Bereich der Dichtungsabschnitte 110 gebildet ist,
entfernt werden. Beispielsweise kann in einem stirnseitigen Dichtungsabschnitt 110 das
Dichtungselement 111, insbesondere der Dichtungsbalg 111a,
betätigt werden, so dass einseitig der Reinigungsraum 300 geöffnet wird.
Vorzugsweise erfolgt das Öffnen des Reinigungsraums 300 auf
der in Strömungsrichtung hinteren Stirnseite des Gehäuses 100,
so dass durch die durch das Gehäuse 100 geführte
Strömung die gelösten Ablagerungen mitgerissen
werden.
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Die
beidseitig angeordneten Dichtungselemente 111, insbesondere
die Dichtungsbälge 111a, sind vorzugsweise unabhängig
voneinander steuerbar bzw. betätigbar. Die Betätigung
der Dichtungselemente 111 bzw. Dichtungsbälge 111a erfolgt
vorteilhafterweise pneumatisch. Das bedeutet, dass das Dichtungselement 111 bzw.
der Dichtungsbalg 111a mit Hilfe von Druckluft derart angesteuert
wird, dass der Reinigungsraum 300 abschließbar
ist oder geöffnet werden kann. Dabei kann die Betätigung
der Dichtungselemente 111 zumindest teilweise durch innere
Rückstellkräfte erfolgen, die aus der Form und/oder
dem Material des Dichtungselements 111 resultieren. Die
Dichtungselemente 111 können auch ein Federelement,
beispielsweise eine Ringfeder, umfassen, die eine Rückstellung
des Dichtungselements 111 bewirkt. Dabei kann die Rückstellkraft
derart angepasst sein, dass die selbsttätige Rückstellung
des Dichtungselements 111 in die Schließstellung
erfolgt, so dass das Dichtungselement 111 den Reinigungsraum 300 selbsttätig
abdichtet. Umgekehrt ist es möglich, dass das Dichtungselement 111 derart
selbsttätig rückstellbar ist, dass der Reinigungsraum 300 selbsttätig
geöffnet wird. In diesem Fall ist zum Verschließen
des Reinigungsraums 300 eine äußere Krafteinwirkung
zweckmäßig.
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Verfahrenstechnisch
bevorzugt ist es, wenn nach erfolgter Behandlung des Reinigungsraums 300,
also nach Ablösen der Ablagerungen an der Rohrinnenfläche 201,
die Dichtungselemente 111, insbesondere die Dichtungsbälge 111a,
an beiden Stirnseiten des Gehäuses 100, d. h.
in beiden Dichtungsabschnitten 110, geöffnet werden,
so dass der Reinigungsraum 300 vollständig durchströmbar
ist. Die innerhalb des Rohres 200 vorliegende Fluidströmung,
insbesondere Kühlwasser- oder Prozesswasserströmung,
durchströmt also den Reinigungsraum 300, so dass
die gelösten Ablagerungen mit der Strömung mitgerissen
und zu einer nachgeordneten Filterkammer transportiert werden. Dabei
können die Dichtungselemente 111 derart angesteuert
sein, dass die durch den Reinigungsraum 300 geleitete Strömung
beeinflussbar ist.
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Beispielsweise
kann das in Strömungsrichtung vordere Dichtungselement 110 teilweise
geöffnet werden und das in Strömungsrichtung hintere Dichtungselement 111 vollständig
geöffnet werden. Eine andere Ansteuerung ist möglich.
-
Alternativ
oder zusätzlich ist es möglich, dass das Gehäuse 100 mit
einem Absauggerät verbunden oder verbindbar ist, so dass
die Ablagerungen aus dem Reinigungsraum 100 aktiv abgesaugt werden
können. Dazu weist das Gehäuse 100 eine entsprechende
Absaugleitung auf, die in der äußeren Umfangswandung 121 und/oder
in einem der stirnseitigen Dichtungsabschnitte 110 angeordnet
sein kann. Es ist möglich, dass das Gehäuse 100 mehrere Absaugleitungen
umfasst. Die Absaugleitungen und/oder das Absauggerät können
ferner zumindest abschnittsweise im Versorgungsraum 123 angeordnet
sein. Vorzugsweise ist das Absauggerät außerhalb
des zu reinigenden Rohres 200 angeordnet und über
die Versorgungsleitung 131 mit dem Reinigungsraum 300 fluidverbunden.
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Nach
Abschluss des Reinigungsverfahrens, insbesondere nach Ablösen
und Ausschleusen der Ablagerungen, wird die Vorrichtung bzw. das
Reinigungsgerät in einem nachgeordneten Rohrleitungsabschnitt
bewegt und die einzelnen Verfahrensschritte wiederholt.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Gehäuse
- 110
- Dichtungsabschnitt
- 111
- Dichtungselement
- 111a
- Dichtungsbalg
- 111b
- Füllungsanschluss
- 111c
- Dichtungslippe
- 112a
- innere
Ringsscheibe
- 112b
- äußere
Ringscheibe
- 112c
- weitere
Ringscheibe
- 113
- Stirnflansch
- 114
- Ankerplatte
- 114a
- radialer
Schenkel
- 114b
- axialer
Schenkel
- 115a
- innerer
Befestigungsabschnitt
- 115b
- äußerer
Befestigungsabschnitt
- 116
- Füllungsraum
- 120
- Funktionsabschnitt
- 121
- äußere
Umfangswandung
- 122
- Innenwandung
- 123
- Versorgungsraum
- 124
- Heizelement
- 125
- Düse
- 126
- Zufuhrkanal
- 127
- Bohrung
- 130
- Führungselement
- 131
- Versorgungsleitung
- 132
- Radträger
- 132a
- äußere
Kante
- 133
- Führungsrad
- 134
- Zugseil
- 135
- Bremsseil
- 200
- Rohr
- 201
- Rohrinnenfläche
- 300
- Reinigungsraum
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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Zitierte Patentliteratur
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