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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reinigung von Belüftungsdüsen an Belüftungsrohren in Belüftungsanlagen. Ein bevorzugtes Einsatzgebiet sind die Belüftungsanlagen in der biologischen Abfallentsorgung, wie Kompostier- und Rotteanlagen.
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Stand der Technik
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Belüftungsanlagen werden in mehreren Fachgebieten eingesetzt. Die bekanntesten sind Flotationsanlagen zur Mineralaufbereitung, Kläranlagen mit biologischer Reinigung und Kompostier- und Rotteanlagen zur Abfallaufbereitung.
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Die Belüftungsanlagen bestehen aus im Bodenbereich der Behälter/Rottetunnel gelagertem Belüftungsrohren, in denen Belüftungsdüsen angeordnet sind. Über einen Kompressor wird Luft in die Belüftungsrohre gedrückt, die durch die Belüftungsdüsen verteilt in das Abwasser oder die Abfallmasse eingeblasen wird. Die Belüftung beschleunigt die biologischen Abbauprozesse.
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Die zu belüftende Masse lagert unmittelbar über den Belüftungsdüsen. Dadurch werden die Belüftungsdüsen nach kürzerer oder längerer Zeit mindestens teilweise verstopft. Besonders betrifft das Rottetunnel für die Abfallaufbereitung. Die Abfälle besitzen unterschiedlichste Teilchengrößen und Konsistenzen, welche die Düsenöffnungen relativ häufig zusetzen können. Damit wird die Sauerstoffversorgung in der Rotte und deren Kühlung verschlechtert. Das sich bildende Sickerwasser kann schlechter abfliesen. Es bilden sich anaerobe, faulende Bereiche, so dass die gesamte Prozessführung gestört wird.
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Zur Reinigung der Belüftungsdüsen im Rottetunnel muss die Abfallmasse aus der Anlage entfernt werden. Anschließend erfolgt eine Reinigung durch das Personal unter entsprechend schlechten Arbeitsbedingungen. Diese Verfahrensweise vermindert außerdem die Leistung der Verrottungsanlage.
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Für die Reinigung von Abwasserrohren und anderen Leitungen sind verschiedene Verfahren und Vorrichtungen bekannt. Gemäß der
DE 20 2009 004 851 U1 wird ein Rohrreinigungsgerät mit einem Fräskopf mit einem eigenen Antrieb vorgeschlagen. Durch die Rotation des Fräskopfes wird auch ein Vortrieb im Rohr erzeugt. Sogenannte Rohrmolche zur Kontrolle der Rohre werden durch den Abwasserstrom oder zusätzliche Wasserzuführungen Fortbewegt. Es sind auch Rohrmolche vorgeschlagen worden, die durch an die Rohrwandung angedrückte, angetriebene Rollen oder schwenkbare Arme fortbewegt werden. (
DE 3 419 683 C , bzw.
EP 0 170 609 )
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Die bekannten Rohrreinigungs- und Rohrkontrollvorrichtungen können nur den Rohraum selbst reinigen, bzw. kontrollieren. Seitliche Öffnungen, bzw. Düsen in der Rohrwandung können bisher nicht durch mechanisch selbständig arbeitende Vorrichtungen gereinigt werden.
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Aufgabe der Erfindung
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Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, durch die selbsttätig seitliche Öffnungen, bzw. Düsen in der Rohrwandung gereinigt werden können. Eine weitere Aufgabe ist die Durchführung der Reinigung ohne die zu belüftende Masse über den Belüftungsdüsen zu entfernen und möglichst den Belüftungsprozess fortzusetzen.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren entsprechend den Merkmalen des Anspruchs eins und einer Vorrichtung gemäß Anspruch acht gelöst. Gemäß Anspruch 1 durchfährt eine Reinigungsvorrichtung (1) die Belüftungsrohre (2) und ermittelt die Lage der Belüftungsdüsen (3) in der Rohrwandung nacheinander im Einzelnen. Dann wird ein Kontakt zwischen der jeweiligen Belüftungsdüse (3) und dem Reinigungswerkzeug (4) der Reinigungsvorrichtung (1) hergestellt. Die Belüftungsdüse (3) wird anschließend gereinigt und der Kontakt nachfolgend gelöst. Die Reinigungsvorrichtung (1) wird bis zur nächsten Belüftungsdüse (3) verfahren, und der Verfahrensablauf entsprechend wiederholt. Durch diese Verfahrensschritte können die Reinigungsdüsen in der Betriebslage, ohne Entfernung der zu belüftenden Masse gereinigt werden. Der Belüftungsprozess kann im Wesentlichen fortgesetzt werden.
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In weiterer Ausbildung der Erfindung gemäß dem Anspruch zwei bewegt sich die Reinigungsvorrichtung (1) schrittweise im Belüftungsrohr (2) vorwärts, in dem eine werkzeugtragende Reinigungsbaugruppe (6) durch einen Antrieb (7) in der Hauptbaugruppe (5) um einen Weg nach vorne bewegt wird, bis eine Belüftungsdüse (3) erreicht ist. Anschließend wird diese Reinigungsbaugruppe (6) im Belüftungsrohr (3) verspannt, danach die Belüftungsdüse (3) gereinigt und dann die Hauptbaugruppe (5) an die Reinigungsbaugruppe (6) herangezogen. Die Verspannung der Reinigungsbaugruppe (6) wird gelöst, dann die Hauptbaugruppe (5) im Belüftungsrohr (2) verspannt und wiederum die Reinigungsbaugruppe (6) nach vorn bewegt, bis die nächste Belüftungsdüse (3) erreicht ist und der Verfahrensablauf entsprechend fortgesetzt wird. Durch diese Verfahrensschritte wird die Lage jeder Belüftungsdüse sicher ermittelt und auch starke Verschmutzungen in der Belüftungsdüse werden beseitigt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung nach Anspruch drei wird durch das Reinigungswerkzeug (4) mit geringem Anpressdruck die Innenseite des Belüftungsrohres (2) in der Ebene der Belüftungsdüsen (3) beim Durchfahren mit der Reinigungsvorrichtung (1) abgetastet. Nach Erreichen des Einganges einer Belüftungsdüse (3) wird das Reinigungswerkzeug (4) automatisch in diese hineingleitet, wobei die Vorwärtsbewegung der Reinigungsbaugruppe (6) durch die Steuerung gestoppt wird. Durch diese Verfahrensweise entfallen zusätzliche Abtastschritte, bzw. Signaleinrichtungen.
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Weitere bevorzugte Ausbildungen des Verfahrens sind in den Ansprüchen vier bis sieben aufgeführt.
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Gemäß Anspruch 8 besteht die Vorrichtung aus einer Hauptbaugruppe (5) für die Fortbewegung und einer vorderen, von dieser vorschiebbaren werkzeugtragenden Reinigungsbaugruppe (6). Die Hauptbaugruppe (5) besteht aus einem Linearantrieb (7) für einen Vor- und Rückhub für die Vorbewegung und mehreren parallel angeordneten Teleskoprohren (9) für die Versorgung der Reinigungsbaugruppe (6). Diese sind an ihren Enden in jeweils eine Trägerplatte (10) gelagert. An der hinteren Trägerplatte (10) sind Anschlüsse für die Versorgungsleitungen, und vor der vorderen Trägerplatte (10) die werkzeugtragenden Reinigungsbaugruppe (6) angeordnet. Das sich bewegende Element des Linearantriebes (7) und die Innenrohre der Teleskoprohre (9) durchdringen die vordere Trägerplatte (10) und sind mit der vorderen Reinigungsbaugruppe (6) verbunden. Weiterhin ist an der Hauptbaugruppe (5) und an der Reinigungsbaugruppe (6) mindestens je ein Verspannzylinder (11, 12) zur Verspannung im Belüftungsrohr (2) befestigt. An der Reinigungsbaugruppe (6) ist ein Reinigungswerkzeug (4) für in der Rohrwandung gelagerte Belüftungsdüsen (3) quer zur Längsachse des Belüftungsrohres (2) verschiebbar gelagert. Diese Vorrichtung ermittelt bei der eigenständigen Fortbewegung selbstständig die Lage jeder Belüftungsdüse und führt anschließend deren Reinigung durch.
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Gemäß einer bevorzugten Ausbildung nach Anspruch 9 ist der Umfang der Trägerplatten (10) zumindest teilweise dem inneren Querschnitt des Belüftungsrohres (2) angenähert, um eine Führung im Belüftungsrohr (2) zu bewirken. Der Umfang der Trägerplatten (10) ist durch zusätzlich befestigbaren Elemente an andere Rohrquerschnitte anpassbar. Diese Variante ermöglicht eine sichere Führung im Belüftungsrohr und eine einfache Anpassung der Reinigungsvorrichtung an größere Rohrdurchmesser. Das Einsatzgebiet der Vorrichtung wird dadurch erweitert.
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Entsprechend einer bevorzugten Weiterentwicklung nach Anspruch 10 ist der Linearantrieb (7) ein doppelt wirkender Arbeitszylinder (7). An diesem sind seitlich, sich gegenüberliegend, zwei Verspannzylinder (11) und an der Reinigungsbaugruppe (6), unterhalb des Reinigungswerkzeuges (4), ein Verspannzylinder (12) zur Verspannung im Belüftungsrohr (2) befestigt. Ein Arbeitszylinder ermöglicht eine genaue Steuerung der Vorschub- und Rückholbewegung. Im Zusammenwirken mit den Verspannzylindern an jeder Baugruppe kann eine schrittweise Bewegung bei geringem technischem Aufwand realisiert werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausbildung nach Anspruch 11 ist das Reinigungswerkzeug (4) eine Druckdüse (8). Deren Vorderseite ist entsprechend dem Düseneingang der Belüftungsdüse (3) und/oder der Rohrwandung ausgebildet. Die Druckdüse (8) ist oberhalb des Verspannzylinders (12) der Reinigungsbaugruppe angeordnet. Der Einsatz einer Druckdüse ermöglicht neben einer einfachen Reinigung auch die automatische Zuordnung zur Belüftungsdüse, was durch die Kombination mit dem Verspannzylinder unterstützt wird.
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Entsprechend einer bevorzugten Weiterentwicklung nach Anspruch 12 sind 3 Teleskoprohre (9) gleichmäßig verteilt um den Linearantrieb (7) angeordnet. Ein Teleskoprohr (9) ist für die Leitung der Reinigungsflüssigkeit zur Druckdüse (8) mit dieser verbunden, und 2 Teleskoprohre (9) sind als Vorlauf- und Rückleitung des Verspannzylinders (12) der Reinigungsbaugruppe mit diesem verbunden. Die räumliche Anordnung von Linearantrieb und Teleskoprohre bildet zusammen mit den Trägerplatten eine stabile Hauptbaugruppe ohne zusätzliche Rahmenelemente.
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Weitere bevorzugte Ausbildungen der Vorrichtung sind in den Ansprüchen 13 und 14 aufgeführt.
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Beispiele
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Nachfolgend sollen die Vorrichtung und das Verfahren an einem Beispiel für Rottetunnel in Abfallentsorgungsanlagen näher erläutert werden.
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Die 1 zeigt eine räumliche Darstellung der Reinigungsvorrichtung 1,
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die 2 zeigt die Seitenansicht der Reinigungsvorrichtung 1 in der Ruhelage und mit vorgeschobener Reinigungsbaugruppe 6,
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die 3 zeigt einen Längsschnitt durch die Reinigungsvorrichtung 1
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und die 4 zeigt die Ansicht des Belüftungsrohres 2 im Querschnitt mit der eingeschobenen Reinigungsvorrichtung 1 von der Rückseite.
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Die Reinigungsvorrichtung 1 besteht aus einer Hauptbaugruppe 5 für den Antrieb und für die Versorgung der Reinigungsbaugruppe 6. Um einen zentralen Antrieb 7, der ein Linearantrieb ist, sind mit Abstand parallel 3 Teleskoprohre 9 angeordnet. Alle 4 Elemente (7, 9) sind an den Enden in je eine Trägerplatte 10 gelagert. Als Antrieb/Linearantrieb 7 wird ein hydraulischer Arbeitszylinder 7 eingesetzt. Mit diesem kann die Vorschubbewegung genau geregelt werden. Möglich sind aber auch andere Linearantriebe, wie mechanische Spindelantriebe.
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Die Kolbenstange des Arbeitszylinders 7 und die inneren Rohre der Teleskoprohre 9 werden in Gleitbuchsen in der vorderen Trägerplatte 10 geführt. Deren Enden sind mit der Reinigungsbaugruppe 6 verbunden. Die Enden des Zylinders des Arbeitszylinders 7 und die Enden der äußeren Rohre der Teleskoprohre 9 sind dagegen an den Trägerplatten 10 befestigt. Durch die räumliche Anordnung des Arbeitszylinders 7 zu den Teleskoprohren 9 erhält die Hauptbaugruppe eine ausreichende Stabilität. Gleichzeitig ist die Reinigungsbaugruppe 6 verdrehsicher gelagert.
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Die vordere und hintere Trägerplatte 10 besitzt einen Durchmesser, der einige Millimeter kleiner ist als der Innendurchmesser des Belüftungsrohres 2. Weiterhin sind im Umfang der Trägerplatten Einbuchten eingearbeitet. Diese dienen dem Durchfluss des Luftstromes zu den Belüftungsdüsen (3) und/oder dem Durchfluss von durch die Vorschubbewegung gelösten Ablagerungen an der Innenwandung des Belüftungsrohres 3. In Abfallentsorgungsanlagen besitzen die unter dem Betonboden des Rottetunnels angeordneten Belüftungsrohre 2 z. B. einen lichten Durchmesser von 150 mm, der Außendurchmesser der Trägerplatten 10 dementsprechend etwa 146 mm. Für größere Durchmesser von Belüftungsrohren 2 kann der Durchmesser der Trägerplatten 10 durch die Befestigung von Ringen vergrößert werden.
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Die Reinigungsbaugruppe ist vor der vorderen Trägerplatte 10 angeordnet. Diese besteht aus einem Gehäuse, auf dem ein Reinigungswerkzeug befestigt ist. In diesem Beispiel ist das eine senkrecht angeordnete Druckdüse 8 für eine Reinigungsflüssigkeit oder Wasser. Die Druckdüse 8 besitzt außen eine konische. Form, die dem Eingang der Belüftungsdüse 3 entspricht. Das ist in Rottetunnel überwiegend eine Spigotdüse, die auf dem Belüftungsrohr 2 sitzt und durch den Betonboden ragt.
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Im Gehäuse ist weiterhin ein hydraulischer Verspannzylinder 12 gelagert, der die Druckdüse 8 nach oben verschieben kann. Der hydraulische Strom für den Hub und Rückhub wird über je eine Teleskoprohr 9 von der Hauptbaugruppe 5 zur Reinigungsbaugruppe 6 geleitet. Die Zufuhr für die Reinigungsflüssigkeit erfolgt entsprechend über ein weiteres Teleskoprohr 9.
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Am Arbeitszylinder der Hauptbaugruppe 5 sind gegenüberliegend 2 weitere Verspannzylinder 11 befestigt. Diese dienen der zentrischen Verspannung der Hauptbaugruppe 5 im Belüftungsrohr 2. Außerdem ist noch eine Leitung für den Rückhub des Arbeitszylinders und eine Schutzrohr für das Wegmeßsystem Bestandteil der Hauptbaugruppe 5.
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An der hinteren Trägerplatte 10 ist ein Wegmeßsystem 13 befestigt. Dieses ist mit der Reinigungsbaugruppe 6 verbunden und erfasst deren zurückgelegten Weg gegenüber der Hauptbaugruppe 5. Eine nicht dargestellte Steuereinheit erfasst und verrechnet die Teilstrecken, wodurch die genaue Lage der Reinigungsvorrichtung, die Lage der Druckdüse 8 und der Belüftungsdüsen 3 bekannt ist.
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An der hinteren Trägerplatte 10 sind weiterhin Anschlüsse für die Versorgungssysteme befestigt. Eine Adapterplatte 14 besitzt entsprechende Anschlüsse auf einer Seite und ist auf der gegenüberliegenden Seite über eine Ventilbaugruppe 15, Schlauchleitungen und Leitungen mit einer Versorgungs- und Steuereinheit verbunden. Mittels der Adapterplatte ist eine schnelle Verbindung der Reinigungsvorrichtung 1 mit dieser Einheit möglich. Diese ist nicht dargestellt, weil sie den üblichen Einheiten für Rohrmolche usw. ähnelt.
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Das Reinigungsverfahren erfolgt durch den Einsatz der Reinigungsvorrichtung 1. Das neue Verfahren ist aber auch durch andere, abgewandelte Vorrichtungen möglich, soweit diese entsprechende Arbeitsschritte ermöglichen
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Die Reinigungseinheit 7 wird durch die Verbindung mit der Adapterplatte 14 an die Versorgungs- und Steuereinheit angeschlossen und in ein Belüftungsrohr 2 geschoben, so dass die Druckdüse 8 entsprechend der Reihe der Belüftungsdüsen 3 ausgerichtet ist. Die Verspannzylinder 11 der Hauptbaugruppe 5 werden durch ein Signal ausgefahren und halten diese in der Lage fest. Gleichzeitig wird der Verspannzylinder 12 der Reinigungsbaugruppe 6 mit vermindertem Druck ausgefahren. Nun wird durch den Arbeitszylinder 7 die Reinigungsbaugruppe 6 nach vorne geschoben, bis die Druckdüse 8 in die Öffnung einer Belüftungsdüse 3 gleitet.
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Durch die dadurch bewirkte Druckschwankung im Verspannzylinder 12 wird mittels der Steuereinheit die Vorschubbewegung des Arbeitszylinders 7 gestoppt. Anschließend wird die Druckkraft auf die Druckdüse erhöht, so dass eine annähernde Abdichtung zwischen beiden Düsen erfolgt. Als nächster Schritt wird mit Hochdruck eine Reinigungsflüssigkeit durch beide Düsen gedrückt. Die Belüftungsdüse 3 wird gereinigt, wobei die Verschmutzungen in die Rotte transportiert werden.
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Danach wird die Reinigungsflüssigkeit gestoppt und die Verspannzylinder 11 gelöst. Durch den Rückhub des Arbeitszylinders 7 wird die Hauptbaugruppe 5 an die Reinigungsbaugruppe 6 herangezogen. Danach werden die Verspannzylinder 11 wieder ausgefahren, der Verspannzylinder 12 gelöst und die Reinigungsbaugruppe 6 wieder nachvorne geschoben. Der Vorgang wird so bis zum Ende des Belüftungsrohres fortgesetzt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Reinigungsvorrichtung
- 2
- Belüftungsrohr
- 3
- Belüftungsdüse
- 4
- Reinigungswerkzeug
- 5
- Hautbaugruppe
- 6
- Reinigungsbaugruppe
- 7
- Antrieb, Linearantrieb, Arbeitszylinder
- 8
- Druckdüse
- 9
- Teleskoprohre
- 10
- Trägerplatte
- 11
- Verspannzylinder der Hauptbaugruppe
- 12
- Verspannzylinder der Reinigungsbaugruppe
- 13
- Wegmeßsystem
- 14
- Adapterplatte
- 15
- Ventilbaugruppe
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202009004851 U1 [0006]
- DE 3419683 C [0006]
- EP 0170609 [0006]
