DE1576854C - Vorrichtung zum Reinigen der Rohre eines Wärmeaustauschers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Reinigen der Rohre eines Wärmeaustauschers mit einem Ausleger, der aus zu dem Rohrbündel parallelachsig in dessen Fortsetzung verlaufenden Tragolementen besteht und der auf einem, an dem Mantel des Wärmeaustauschers befestigten Rahmen vor der Stirnseite des Rohrbündels in zwei zueinander senkrechten, in einer Ebene liegenden Richtungen verfahrbar ist, und mit mindestens einem am Ausleger befestigten Reinigungswerkzeug, das auf die Rohre des Bündels axial ausrichtbar ist.

Eine Vorrichtung dieser Gattung ist aus dem UdSSR-Urheberschein 153 721 bekannt. Mit einer solchen Vorrichtung werden Ablagerungen von Kesselstein, Schlamm und anderem Bodensatz, der sich im Laufe der Zeit in den Rohren von Wärmetauschern angesammelt hat, entfernt, um den Wärmeaustauschgrad auf seinen ursprünglichen Wert, anzuheben. Um die Dauer des Betriebsausfalles während der Reinigung des Wärmetauschers möglichst niedrig zu halten, sieht die bekannte Vorrichtung eine Befestigung unmittelbar auf dem aufrecht stehenden Wärmetauscherrohrbündel vor. Hierzu ist auf der Stirnseite des Rohrbündels ein Tragrahmen befestigt, auf dem in zueinander senkrechten Richtungen ein Werkzeugträger verfahrbar ist. Dabei tritt der Nachteil auf, daß zum Reinigen der randnahen Rohre des Rohrbündels das Werkzeug einschließlich der Trag- und Antriebseinrichtungen so nahe an den Rand des Tragrahmens bzw. sogar darüber hinaus verschoben wird, daß die Gefahr eines Kippens auf Grund des dadurch entstehenden Überhangmomentes hervorgerufen wird. Dieses Oberhangmoment erzeugt nicht nur die Gefahr eines Kippens oder Abstürzens der gesamten Vorrichtung, sondern' erfordert darüber hinaus eine kräftige Konstruktion des Tragrahmens, der dieses Überhangmoment aufnehmen muß. Das hat ein größeres Gewicht der Reinigungsvorrichtung zur Folge, was sich wiederum nachteilig bei ihrer Handhabung und Montage am oberen Ende des Wärmetauscherrohrbündels auswirkt.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die bekannte Vorrichtung dahingehend zu verbessern, daß sie an Rohrbündeln in deren beliebiger Lage montiert und gehandhabt werden kann, dabei jedoch vor allem in der häufig vorkommenden vertikalen Ausrichtung der Rohrbündel eine Reinigung der randnahen Rohre erlaubt, ohne eine Gefährdung durch Kippen oder Abstürzen hervorzurufen, und darüber hinaus leichter als die bekannte Vorrichtung ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß das Reinigungswerkzeug außen am Ausleger exzentrisch zu dessen Längsachse befestigt ist und der Ausleger um seine Längsachse um 360' drehbar ist.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Reinigungsvorrichtung ist es möglich, das außen am Ausleger befestigte Reinigungswerkzeug in die randnahen Rohre einzuführen, ohne dadurch den Schwerpunkt der gesamten Tragkonstruktion aus dem Querschnitt des Rohrbündels herauszubewegen. Es wird dadurch kein Übcrhanginoment erzeugt, das die Gefahr des Kippens hervorruft. Da darüber hinaus mit einer geringeren Belastung des Tragrahmens zu rechnen ist, kann dieser Tragrahmen bei der erfindungsgemäßen Konstruktion leichter und sicherer gestaltet werden als bjsher. Dadurch wird die Handhabung der Reinigungsvorrichtung einfacher, was sich insbesondere günstig bei der Befestigung der Vorrichtung auf der oberen Stirnseite' des Wärmetauscherrohrbündels auswirkt. Dieser Vorteil schlägt jedoch auch dann zu Buche, wenn ein geneigtes oder horizontal ausgerichtetes Rohrbündel gereinigt werden soll, da dann das auf das Rohrbündel ausgeübte Moment niedriger ist als bei der bekannten Vorrichtung.

In einer zweckmäßigen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung ist vorgesehen, daß der Ausleger drei parallel zueinander in Dreieckform angeordnete Rohre aufweist und das Reinigungswerkzeug längs eines Paares der Rohre verfahrbar ist. An Stelle der Rohre können selbstverständlich auch Profilstäbe eingesetzt werden. Ebenso ist es möglich, an Stelle einer Dreieckanordnung eine Vieleckanordnung herzustellen, wobei jedoch stets darauf zu achten ist, daß das Gewicht der gesamten Anordnung möglichst klein bleibt. Die Drehbarkeit des Auslegers kann durch eine Drehscheibe oder eine Ringschiene erzeugt sein. '

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung, die dem Erfordernis des niedrigen Gewichtes in weitgehendem Maße Rechnung trägt, ist vorgesehen, daß parallel zu den Rohren des Auslegers eine biegsame Röhre angeordnet ist, die durch zwei an einem Werkzeugkopf drehbar gelagerte Quetschrollen zusammengepreßt und in zwei Bereiche unterteilt ist, so daß durch Unterdrucksetzeh jeweils eines der Bereiche eine Verschiebung des Werkzeugkopfes erfolgt. Demgegenüber weist die bekannte Vorrichtung einen Stellmotor zur Bewegung des Reinigungswerkzeuges längs des Auslegers auf. dem weiterhin ein entsprechendes Untersetzungsgetriebe sowie eine Zuleitung und ein entsprechender Antrieb in Form eines Scheibenpaares zugeordnet sind. Dieser gesamte Antrieb für das Reinigungswerkzeug ist ebenfalls am freien Ende des Auslegers angeordnet und belastet, insbesondere bei der Reinigung eines in horizontaler Lage befindlichen Rohrbündels, die gesamte Tragkonstruktion erheblich. Durch den erfindungsgemäßen Vorschlag wird dem- ' gegenüber die durch den Antrieb hervorgerufene anteilige Gewichtsbelastung herabgesetzt.

In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, daß die Rohre des Auslegers als Führungen . für das Antriebsmedium des hydraulischen Antriebsmotors des Reinigungswerkzeuges dienen.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels an Hand der Zeichnungen.
Es zeigt

F i g. 1 eine schaubildliche Ansicht der Vorrichtung in horizontaler Arbeitslage,

Fig. 2 und 3 eine schaubildliche Ansicht von zwei verschiedenen Seiten auf den unteren Teil der Vorrichtung in vertikaler Lage,

F i g. 4 einen Blick auf das Steuerpult der Vorrichtung,

F i g. 5 eine schematische Darstellung eines Auslegers aus Rohren, die als Leitungen dienen,

F i g. 6 eine schaubildliche Darstellung der beiden fest mit dem Kopf des Reinigungswerkzeugs verbundenen Rollen im Eingriff mit einer biegsamen Röhre, die als Steuerorgan für die Verschiebung des Werkzeuges dient,

3 . 4

Fig. 7 eine schaubildliche Darstellung der ver- weist eine Maschine 14 auf, beispielsweise einen

schiedenen möglichen Einstellungen des Reinigungs- Luftkompressor mit einem Druckminderungsventil,

Werkzeuges, die wahrend einer Umdrehung des Aus- der Wasser unter Druck in die Bohrstange und in

legers erreicht werden. das Werkzeug einbringt, um den Abfall auszuspülen.

Die Vorrichtung wird mit Hilfe eines Rahmens Γ 5 Es ist naheliegend, daß jede andere Art eines Werk-

entweder am Außenflansch oder am Gehäuse oder zeugkopfes verwendet werden kann,

an der Rohrplatte des zu reinigenden Wärme- Ist das zu reinigende Rohr besonders lang, was für

tauschers befestigt. gewöhlich der Fall ist, so wird es notwendig, die

Dieser Rahmen weist zwei Laufschienen 1 auf, Bohrstange 13 an einem zwischengeschalteten Punkt deren Spurweite variierbar und deren Länge nach io zu führen, um Durchbiegungen zu vermeiden. Das dem Durchmesser des zu reinigenden Rohrbündel wird durch eine Führung 15 erreicht, die entlang des einrichtbar ist. Ein als Laufkatze ausgebildetes Bau- Auslegers verschiebbar angeordnet ist. Die Bewegung teil 8 bewegt sich entlang der Laufschiene 1. Der Ab- der Führung 15 wird von einer bestimmten Lage ab stand zwischen den Lauf rädern der Laufkatze kann durch den Werkzeugkopf 11 bewirkt. Mittels einer innerhalb eines Systems von Abstandsrohren 2 und 15 zweiten Führung 16, die nahe an der Rohrplatte an-Lagerschalen 3 verändert werden. Die Bewegung der gebracht ist, wird die genaue Einstellung des Werk-Laufkatze auf den Laufschienen erfolgt mittels eines zeuges für das Einfahren in das zu reinigende Rohr Zahntriebsystems: Die Veränderung der Spurweite bewerkstelligt. Diese Führung ist ähnlich wie oben dieses Systems ist durch Einbau eines hexagonalen beschrieben an dem Ausleger verschiebbar, so daß Schaftes 4 möglich, der innerhalb einer Büchse 5 ver- 20 die Drehung des Auslegers um seine eigene Achse schiebbar gelagert ist. Die Drehung dieses Schaftes 4 durchführbar ist.
wird vom Steuerpult aus gesteuert. Das Steuerpult weist einen Steuerhebel 17 auf, der

Die Bewegung der Laufkatze in der zu den Lauf- für die Betätigung des Zahnstangentriebs vorgesehen

schienen 1 senkrechten Richtung wird durch einen ist, der die Bewegung der Laufkatze entlang einer

Spindeltrieb 6 erreicht. Eine Bewegung der Mutter 25 Richtung bewirkt.

entlang der Spindel ist vom Kontrollpult aus Steuer- Der hexagonale Schaft 4 wird durch in Sperren

bar, während eine Bewegung der Spindel in der eingreifende Klinken in der einen oder anderen Rich-

Mutter durch ein Handrad 7 ermöglicht wird. tung gedreht. Folgende Steuervorgänge sind aus-

Die Laufkatze gleitet mit Hilfe von Rollen über führbar:

die Abstandsrohre 2. Am oberen Ende der Trag- 30 Eingabe von Luft in einen Arbeitszylinder mit einrichtung ist zum Ausleger hin eine Verbindung doppelt wirkendem Kolben, der auf eine der Klinken mittels Schneckenrad und endloser Schraube vor- arbeitet; es sind drei Einstellungen möglich: vorgesehen, die eine Drehbewegung des Auslegers um wärts — Ruhelage — rückwärts,
seine.Längsachse erlaubt. Diese Drehbewegung wird Einregelung der Kolbenbewegung; das ergibt verdurch eine Reihe von Kugellagern ermöglicht, sie 35 schiedene Vorwärtsbewegungen und damit die Mögwird vom Handrad 9 aus gesteuert. Es ist nahe- lichkeit, die Bewegung auf dem tafelförmigen Feld liegend, daß die Steuerung auch von pneumatischen, des Wärmetauschers insgesamt einzuregeln,
mechanischen oder elektromagnetischen Einrichtun- Umkehr der Bewegungsrichtung, wobei die gen durchgeführt werden kann. Klinkenstellung gegenüber der Sperre verändert wird;

Der Ausleger, an dem mindestens ein Werkzeug 4° das wird durch mit den Klinken verbundene Seile

beweglich gehaltert ist, weist drei im Abstand, von- erreicht.

einander angeordnete Rohre 10 auf. Diese Rohre Druckknopfsteuerung der Luftmenge, die den können zugleich als Leitungen für Flüssigkeiten, Arbeitszylinder verläßt; dadurch wird die GeWasser und. Luft benutzt werden, wie F i g. 5 zeigt. schwindigkeit der Bewegung beeinflußt.
Dieser Aufbau des Auslegers gewährleistet eine Füh- 45 Die Betätigung des Spindelmuttersystems (die rung des Werkzeugkopfes 11, der an zwei Rohren 10 Bewegungsrichtung ist senkrecht zu der zuvor ge- und an einer flexiblen Röhre 12 entlanggleitet, die schilderten) wird nach dem gleichen Prinzip gezwischen zwei bewegliche Rollen geklemmt ist, welche steuert, mit Ausnahme der Bewegungseinstellmit dem Werkzeugkopf 11 fest verbunden sind möglichkeit. Es werden folgende Steuervorgänge aus-(F i g. 6). Veränderungen der Werkzeuglage werden 50 geführt:

dadurch erreicht, daß ein Teil der Röhre unter Druck Druckluftversorgung des pneumatisch arbeitenden

gesetzt wird, während der andere ohne Druck bleibt. doppelseitig beaufschlagbaren Kolbens; es sind

Die Rollen bewegen sich unter dem Druck eines drei Einstellungen möglich: vorwärts — Ruhc-

Antriebsmediums. Eine Umkehr der Bewegungs- lage — rückwärts.

richtung wird dadurch erreicht, daß das Ende der 55 Umkehr der Bewegungsrichtung durch Seile, die Röhre 12, das bisher unter atmosphärischen Druck mit den Klinken verbunden sind,
stand, nun unter Preßdruck gesetzt wird, während Druckknopfsteuerung der Luftmenge, die den KoI-das andere Ende, das bisher unter Preßdruck stand, ben verläßt, wodurch eine Regulierung der dem atmosphärischen Druck ausgesetzt wird. Als Bewegungsgeschwindigkeit erfolgt.
Antriebsmedium wird Preßluft benutzt, es kann je- 60 Weiterhin weist das Kontrollpult einen Steuerhebel doch jedes andere entsprechende Mittel angewandt 19 auf, durch den Wasser unter Druck in die Bohrwerden. Der Werkzeugkopf 11 ist mit Anschlag- stange und zum Reinigungswerkzeug gefördert wird. Stoßdämpfern ausgerüstet. Auch ist ein Steuerhebel 20 vorgesehen, der Luft

Der Werkzeugkopf 11, der entlang der Röhre 12 zum Motor im Kopfteil des Reinigungswerkzeuges und entlang zweier Rohre 10 des Auslegers gleitet, 65 bringt. Ein Hebel 21 dient für den umsteuerbaren versetzt eine Bohrstange 13 in Rotation, an deren Anschluß von Preßluft an die flexible Röhre 12. wo-Ende das Werkzeug befestigt ist, beispielsweise eine durch die Bewegung des Kopfteiles des Reinigungs-Schneide oder eine Bürste. Der Werkzeugkopf 11 Werkzeuges möglich wird. Ein Hebel 22 schließt das

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jeweils andere linde der flexiblen Röhre an die Außenluft an. Diese Steuerungsvoigänge können insgesamt oder auch zum Teil automatisiert werden. Mit vier Druckmeßgeräten 23, 24, 25 und 26 kann folgendes überprüft werden:

1. die Luftversorgung insgesamt;

2. die Wasserversorgung;

3. Druckluft an einem Ende der flexiblen Röhre und

4. Überwachung des Druckes an dem anderen Ende der flexiblen Röhre, das an atmosphärischen Druck angeschlossen ist.

Der Arbeitsablauf der Vorrichtung ist folgender: Nachdem der Rahmen der Vorrichtung beispielsweise an dem. Außenflansch des Wärmeaustauschers befestigt worden ist, wird das Reinigungswerkzeug in die Mitte über ein Rohr des Bündels gebracht. Das geschieht durch Betätigen der Steuerhebel 17 und 18. Bei der dann erfolgenden Betätigung des Steuerhebels 21 wird Preßluft in die flexible Röhre 12 gegeben, was eine Längs-Bewegung des Werkzeugkopfes und damit ein Eindringen des Bohrgestänges in das Rohr .zur Folge hat. Das andere Ende der flexiblen Röhre 12 wird durch den Steuerhebel 22 an Luft atmosphärischen Drucks angeschlossen; die Austrittsöffnung dieses Endes bestimmt somit die Geschwindigkeit der Bewegung des Werkzeugkopfes. Mittels der Steuerhebel 20 und 19 wird Druckluft auf den Motor und Druckwasser an das Bohrgestänge und das Reinigungswerkzeug gegeben. Das ietztere rotiert um die Achse des Bohrgestänges. Bei Betätigung des Steuerhebels 21 wird der Bohrer wieder emporgezogen, die Versorgung mit Druckluft und Druckwasser wird durch Betätigen der Steuerhebel 20 und 19 unterbrochen. Praktischerweise wird bei Versetzen des Reinigungswerkzeuges von einem Rohr in ein anderes weder die Rotationsbewegung des Werkzeuges noch die Wasserversorgung unterbrochen, im Gegenteil, der Wasserstrahl hilft, den Bohrer in dem neuen Rohr zu zentrieren. Man vermeidet so einen möglichen Zeitverlust, der durch das Betätigen der Steuereinrichtungen entstehen würde. Die Laufkatze wird dann in derjenigen der beiden Bewegungsrichtungen geführt, der der Steuerhebel 17 zugeordnet ist. so daß man das nächste Rohr der gleichen Reihe erreicht. Die Säuberung wird genauso ausgeführt, wie es für das erste Rohr beschrieben wurde. Auf diese Weise werden alle Rohre der gleichen Reihe gesäubert. Dann werden die Rohre der folgenden Reihe angesteuert, indem die Laufkatze in der Richtung bewegt wird, die senkrecht /u der eben beschriebenen Richtung verläuft, wozu der Steuerhebel 18 bedient wird. Es beginnt die Säuberung der Rohre der nächsten Reihe. Das Handrad 9 ermöglicht eine Drehbewegung des Auslegers um seine Längsachse. Auf diese Weise werden alle Rohre der Austauscherrohrplatte erreicht, da das Reinigungswerkzeug exzentrisch zur Längsachse des Auslegers angebracht ist. Fig. 7 zeigt die Bereiche PA, PB, PC und PD, in die die Achse des Reinigungswerkzeuges eingebracht werden kann, um ein ordentliches Arbeiten speziell in den Zonen A, B, C und D des Rohrbündels zu gewährleisten.

Das Handrad 9 kann vorteilhafterweise durch eine automatische Einrichtung ersetzt werden, die mittels Preßluft arbeitet. Für das Bedienungspersonal ist die Vorrichtung mit einem Sitz versehen.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Reinigen der Rohre eines Wärmeaustauschers mit einem Ausleger, der aus zu dem Rohrbündel parallelachsig in dessen Fortsetzung verlaufenden Tragelementen besteht und der auf einem, an dem Mantel des Wärmeaustauschers befestigten Rahmen vor der Stirnseite des Rohrbündels in zwei zueinander senkrechten, in einer Ebene liegenden Richtungen verfahrbar ist, und mit mindestens einem am Ausleger befestigten Reinigungswerkzeug, das auf die Rohre des Bündels axial ausrichtbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Reinigungswerkzeug (11; 13) außen am Ausleger exzentrisch zu dessen Längsachse befestigt und der Ausleger um seine Längsachse um 360° drehbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausleger drei parallel zueinander in Dreieckform angeordnete Rohre (10) aufweist und das Reinigungswerkzeug (11; 13) längs eines Paares der Rohre (10) verfahrbar ist.

3. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu den Rohren (10) des Auslegers eine biegsame Röhre (12) angeordnet ist, die durch zwei an einem Werkzeugkopf (11) drehbar gelagerte Quetschrollen zusammengepreßt und in zwei Bereiche unterteilt ist, so daß durch Unterdrucksetzen jeweils eines der Bereiche eine Verschiebung des Werkzeugkopfes (11) erfolgt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (10) des Auslegers als Führungen für das Antriebsmedium des hydraulischen Antriebsmotors (14) des Reinigungswerkzeuges (11:13) dienen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen