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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Spülluftsystem zur Abreinigung von Taschenfiltern einer Luftentstaubungsanlage, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Luftentstaubungsanlagen der hier vorliegenden Art werden in verschiedenen industriellen Bereichen zur Luftreinigung eingesetzt, beispielsweise in der Tabak-, Nahrungsmittel- und Gießereiindustrie. Beispielsweise muss bei Trenn- und Putzarbeiten entstehender Staub von den Arbeitsplätzen entfernt werden. Zu diesem Zweck wird die staubhaltige Luft der Luftentstaubungsanlage über Rohrleitungen zugeführt. Sie tritt von oben in einen Rohgasraum innerhalb der Anlage ein, der mit einer größeren Anzahl senkrecht nebeneinander angeordneter Taschenfilter bestückt ist. Beim Durchströmen der staubhaltigen Luft wird der Staub an den Taschenfiltern abgeschieden.
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Zur Abreinigung der Taschenfilter dient ein Spülluftsystem, das einen Spülluftwagen umfasst, der sich in seitlicher Richtung horizontal schrittweise über die nebeneinander angeordneten Öffnungen der Taschenfilter hinweg bewegen kann. Jeweils eine Filtertaschenreihe wird über den Spülluftwagen mit einem Spülluftimpuls, entgegen der Strömungsrichtung beaufschlagt, d.h. es wird ein kurzzeitiger Spülluftstrom in den Filter geleitet, der eine kurzzeitige Verformung der Filtertasche bewirkt, wodurch der auf der Außenseite des Taschenfilters angesammelte Staub abgelöst wird und in einen Staubsammelrumpf unterhalb der Taschenfilter fallen kann.
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Um sämtliche Taschenfilter reinigen zu können, muss der Spülluftwagen über die gesamte Breite der Taschenfilteranordnung verfahrbar sein. Hierdurch ergeben sich bestimmte Erfordernisse für die Einspeisung der Spülluft in den Spülluftwagen. Der Einspeisungsanschluss ist gewöhnlich an der Rückseite des Spülluftwagens vorgesehen, die den Taschenfiltern abgewandt ist, und ist als Drehkupplung ausgebildet, die es gestattet, die Spülluftleitung um eine horizontale Achse frei am Spülluftwagen drehen zu können. Das andere Ende der Spülluftleitung ist an einen ortsfest installierten Spülluftauslass angeschlossen.
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Um die freie Verfahrbarkeit des Spülluftwagens nicht zu behindern, ist die Spülluftleitung gewöhnlich als flexibler Schlauch ausgebildet, etwa als Wellschlauch, der die Drehkupplung mit einem seitlich an der Anlage angeordneten Spülluftauslass verbindet. Dieser flexible Schlauch muss allerdings eine erhebliche Länge aufweisen, und dieses System ist störanfällig, da es mit wachsender Schlauchlänge auch schwieriger wird, den Schlauch während der Hin- und Herbewegung des Spülluftwagens koordiniert zu führen. Der Wartungsaufwand dieses Systems ist daher vergleichsweise hoch, und störungsbedingt treten häufig Betriebsunterbrechungen auf. Hinzu tritt das Problem, dass Wellschläuche nur begrenzt zum Einsatz in solchen Druckluftsystemen geeignet sind, da ihre gerippte Innenwandstruktur nämlich Verwirbelungen fördert. Erwünscht ist vielmehr eine möglichst glatte Innenwand der druckluftführenden Leitungen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Spülluftsystem der vorstehend beschriebenen Art zu schaffen, das weniger störanfällig und wartungsaufwändig ist und die Verwendung von Wellschläuchen in der Spülluftleitung weitgehend vermeidet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Spülluftsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Bei dem erfindungsgemäßen Spülluftsystem ist der Spülluftauslass oberhalb des Einspeisungsanschlusses angeordnet, etwa in einem Bereich auf Höhe des oberen Endes des Spülluftwagens. Die Spülluftleitung umfasst zwei starre Rohrsegmente, die entsprechend ihrer Anordnung im folgenden als oberen Rohrsegment und unteres Rohrsegment bezeichnet werden sollen. Diese beiden Rohrsegmente sind miteinander durch ein Drehgelenk verbunden. Das obere Rohrsegment ist mit dem ortsfest installierten Spülluftauslass durch ein weiteres Drehgelenk verbunden, das im folgenden als oberes Drehgelenk bezeichnet werden soll, in Abgrenzung zu dem unteren Drehgelenk zur Verbindung der beiden Rohrsegmente. Die Schwenkachsen der oberen und unteren Drehgelenke und die Drehachse der Drehkupplung, die den Einspeisungsanschluss am Spülluftwagen bildet, stehen parallel zueinander und senkrecht zu der Ebene, in der der Spülluftwagen verfahrbar ist.
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Die Spülluftleitung kann in diesem Fall frei seitlich um das obere Drehgelenk am Spülluftauslass geschwenkt werden, um der Hin- und Herbewegung des Spülluftwagens folgen zu können. Die erforderliche Flexibilität der Spülluftleitung, die zum Ausgleich der Änderung des Abstandes zwischen dem Spülluftauslass und der Drehkupplung am Spülluftwagen notwendig ist, wird durch das untere Drehgelenk geschaffen, dessen Schwenkachse parallel zu derjenigen des oberen Drehgelenks steht. Die beiden Rohrsegmente sind bei dieser Anordnung relativ zueinander und bezüglich des Spülluftauslasses in einer Ebene beweglich, die im wesentlichen in der Fahrebene des Spülluftwagens bzw. parallel zu dieser liegt.
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Aufgrund der Starrheit der Rohrsegmente, die durch Drehgelenke miteinander zur Bewegung in einer Ebene verbunden sind, sind keine zusätzlichen Maßnahmen zur Führung der Spülluftleitung erforderlich. Die Rohrsegmente sind an ihrer Innenseite glatt und behindern die laminare Strömung der Spülluft innerhalb der Leitung nicht.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfassen die ersten und zweiten Drehgelenke jeweils ein flexibles Schlauchstück zum Anschluss der Rohrsegmente aneinander bzw. des oberen Rohrsegments an den Spülluftauslass. Diese Schlauchstücke sind relativ kurz, so dass ihr Einfluss auf das Strömungsverhalten innerhalb der Spülluftleitung minimiert ist. Vorteilhaft ist ferner, den Anschluss des jeweiligen Schlauchstücks eines Drehgelenks an den Rohrstutzen des Spülluftauslasses bzw. an ein Rohrsegment möglichst ohne Kanten oder Stufen an der Innenwandseite der Spülluftleitung zu gestalten, so dass die laminare Strömung hierdurch nicht behindert wird.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen das obere und das untere Rohrsegment unterschiedliche Längen auf. Diese können geeignet gewählt werden, um die freie Beweglichkeit der Rohrsegmente gegeneinander über einen möglichst großen Fahrweg des Spülluftwagens zu gewährleisten.
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Vorzugsweise liegt das Längenverhältnis des oberen Rohrsegments zum unteren Rohrsegment zwischen 0,7:1 und 2:1.
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Weiter vorzugsweise ist die Schwenkachse des unteren Drehgelenks gegenüber den Hauptachsen der Rohrsegmente versetzt. Dies führt dazu, dass die beiden Rohrsegmente sehr weit gegeneinander geklappt werden können, so dass sie einen sehr kleinen spitzen Winkel miteinander einschließen, ohne dass das flexible Schlauchstück zur Verbindung der beiden Rohrsegmente miteinander geknickt wird. Mit anderen Worten, der minimale Biegeradius dieses Gelenks ist hierdurch begrenzt.
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Weiter vorzugsweise umfasst das untere Drehgelenk einen Wellschlauch, der das obere Rohrsegment mit dem unteren Rohrsegment verbindet. Die Verwendung eines Wellschlauchs an dieser Stelle verleiht dem betreffenden Abschnitt der Spülluftleitung eine gewisse Stabilität. Der Nachteil der gerippten Innenwandstruktur eines Wellschlauchs kann hier in Kauf genommen werden, da der Schlauchabschnitt zwischen den Rohrsegmenten sehr kurz bemessen ist, verglichen mit der Gesamtlänge der Spülluftleitung zwischen Spülluftauslass und Einspeisungsanschluss. Der Wellschlauch liegt in diesem Fall zwischen parallelen Flanschverbindungen ein, die jeweils aus zwei einander an ihren Enden überlappenden und gelenkig miteinander verbundenen Blechflanschen gebildet werden, die von den Enden der beiden Rohrsegmente ausgehen.
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Diese Blechflansche sind vorzugsweise bogenförmig ausgebildet. Auf diese Weise kann der Versatz der Schwenkachse gegenüber den Hauptachsen der Rohrsegmente erreicht werden. Im geknickten Zustand des unteren Drehgelenks entspricht der bogenförmige Verlauf der Blechflansche im wesentlichen dem Verlauf des zwischen ihnen einliegenden Wellschlauchs.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst auch das obere Drehgelenk einen Wellschlauch, der das obere Rohrsegment mit dem Rohrstutzen des Spülluftauslasses verbindet und der zwischen zwei parallelen Flanschverbindungen einliegt, die jeweils aus zwei einander an ihren Enden überlappenden und gelenkig miteinander verbundenen Blechflanschen gebildet werden, die vom Ende des oberen Rohrsegments bzw. vom Spülluftauslass ausgehen.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Drehkupplung etwa auf halber Höhe der vertikalen Erstreckung des Spülluftwagens angebracht, und der Rohrstutzen des Spülluftauslasses ist etwa auf Höhe des oberen Endes des Spülluftwagens angeordnet.
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Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.
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1 ist eine Ansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Spülluftsystems, in welcher die Fahrebene des Spülluftwagens parallel zur Zeichnungsebene liegt;
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2 und 3 sind vereinfachte Darstellungen der Spülluftleitung des Spülluftsystems aus 1; und
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4 und 5 sind Detailansichten eines Rohrsegments aus dem Spülluftsystem aus 1.
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1 zeigt ein Spülluftsystem 10 zur Abreinigung von Taschenfiltern einer Luftentstaubungsanlage, die hier nur teilweise dargestellt ist. Das Spülluftsystem 10 umfasst einen Spülluftwagen 12, der seitlich horizontal über die Öffnungen von Taschenfiltern hinweg verfahrbar ist, die in den Zeichnungen nicht dargestellt sind. Die Taschenfilter haben im wesentlichen die Form flacher Taschen, die senkrecht stehend nebeneinander angeordnet sind. Ihre Öffnungen haben somit die Form schmaler Schlitze, die nebeneinander in einer Ebene liegen, die in 1 parallel zur Zeichnungsebene liegt. Diese Ebene wird vom Spülluftwagen 12 während der Fahrt überstrichen.
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Der Spülluftwagen 12 bewegt sich zu diesem Zweck auf einem Schienensystem 14, das sich horizontal vor der Ebene der Öffnungen der Taschenfilter über die gesamte Breite der Filteranordnung erstreckt, so dass der Spülluftwagen 12 alle Öffnungen der Taschenfilter erreichen kann. Der Spülluftwagen 12 hat die Form eines vertikal stehenden Balkens, dessen Höhe im wesentlichen den Taschenfiltern entspricht. Am oberen Ende des Spülluftwagens 12 ist ebenfalls ein Schienensystem 16 angeordnet, so dass der Spülluftwagen 12 zwischen den Schienensystemen 14 und 16 sicher während seiner Fahrt geführt wird. Die Bewegung des Spülluftwagens 12 erfolgt durch einen nicht näher dargestellten Antrieb. 1 zeigzt den Spülluftwagen 12 in drei verschiedenen Positionen, nämlich in einer Ausgangsposition (links), einer Endposition (rechts) und einer dazwischen liegenden Mittelposition.
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Der Spülluftwagen 12 ist dazu vorgesehen, impulsweise Druckluft in die Öffnungen der Taschenfilter einzuleiten, um die Filtertaschen zu verformen, was dazu führt, dass der auf der Außenseite des jeweiligen Filters angesammelte Staub abgelöst wird und in einen unterhalb der Anlage befindlichen Staubsammelrumpf fällt. Hierbei wird jeweils eine Taschenfilteröffnung mit Spülluft beaufschlagt. Diese Spülluft wird über einen Einspeisungsanschluss 18 auf der in 1 dem Betrachter zugewandten Rückseite des Spülluftwagens 12 in diesen eingeleitet. Wie im folgenden noch näher beschrieben werden soll, ist dieser Einspeisungsanschluss 18 als Drehkupplung ausgebildet. An diese Drehkupplung schließt sich eine Spülluftleitung 20 an, die von einem ortsfest installierten Spülluftauslass 22 ausgeht, der eine Druckluftquelle darstellt. Die Spülluftleitung 20 ist so ausgebildet, dass sie den sich während der Fahrt des Spülluftwagens 12 verändernden Abstand zwischen der Drehkupplung 18 und dem Spülluftauslass 22 ausgleicht.
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Der Spülluftauslass 22 ist ein senkrechter Rohrstutzen, der oberhalb der Drehkupplung 18 angeordnet ist, nämlich etwa auf Höhe des oberen Endes des Spülluftwagens 12 vor dem oberen Schienensystem 16, das das obere Ende des Spülluftwagens 12 führt. Die Drehkupplung 18 ist hingegen als ein Rohrknie ausgebildet, das um eine horizontale Achse B, die in 1 senkrecht zur Zeichnungsebene steht, frei drehbar ist. Ein Schenkel dieses Knies stimmt somit mit dessen Drehachse überein, während ein dazu senkrechter Schenkel seine Winkelstellung ändern kann.
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Die Spülluftleitung 20 umfasst zwei starre Rohrsegmente 24, 26, die unterschiedliche Längen aufweisen. Diese Rohrsegmente 24, 26, die entsprechend ihrer Montageanordnung im folgenden als oberes Rohrsegment 24 und unteres Rohrsegment 26 bezeichnet werden sollen, können beispielsweise als Rohrabschnitte aus Edelstahl mit zylindrischem Querschnitt ausgebildet sein, insbesondere mit glatter Innenwand, was eine laminare Strömung innerhalb der Spülluftleitung 20 begünstigt. Die geforderte Flexibilität der Spülluftleitung 20 wird durch die Verbindung dieser Rohrsegmente 24, 26 miteinander sowie mit dem Spülluftauslass 22 gewährleistet, wie im folgenden näher beschrieben wird.
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Das obere Rohrsegment 24, welches eine größere Länge aufweist als das untere Rohrsegment 26, ist mit dem senkrechten Rohrstutzen des Spülluftauslasses 22 durch ein oberes Drehgelenk 28 verbunden. Dieses obere Drehgelenk 28 gestattet eine Schwenkbewegung des oberen Rohrsegments 24 um eine Schwenkachse A, die horizontal (in 1 senkrecht zur Zeichnungsebene) steht und damit senkrecht zu der Ebene, in der der Spülluftwagen 12 verfahrbar ist. Diese Schwenkachse A des oberen Drehgelenks 28 steht somit parallel zu der Drehachse B der Drehkupplung 18.
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Das obere Drehgelenk 28 umfasst ein flexibles Schlauchstück 30 zum Anschluss des oberen Endes des oberen Rohrsegments 24 an den senkrechten Rohrstutzen des Spülluftauslasses 22. Dieses flexible Schlauchstück 30 kann als Wellschlauch ausgebildet sein. Das Schlauchstück 30 liegt zwischen zwei parallelen Flanschverbindungen ein, die jeweils aus zwei Blechflanschen 32, 33 gebildet werden, die von den Enden des oberen Rohrsegments 24 bzw. des rechten Rohrstutzens des Spülluftauslasses 22 ausgehen. Im einzelnen geht auf der Vorderseite des oberen Drehgelenks 28 ein oberer Blechflansch 32 senkrecht nach unten vom Rohrstutzen des Spülluftauslasses 22 aus, während vom oberen Ende des oberen Rohrsegments 24 ein unterer Blechflansch 33 nach oben ausgeht. Diese beiden Blechflansche 30, 33 überlappen einander und sind durch eine horizontale Achse, wie etwa einen Schraubbolzen, schwenkverbunden. Die Flanschverbindung auf der Rückseite des oberen Drehgelenks 28 ist identisch aufgebaut.
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Das untere Drehgelenk 34 zum Anschluss des unteren Rohrsegments 26 an das obere Rohrsegment 24 ist sehr ähnlich aufgebaut, ebenfalls mit zwei parallelen Flanschverbindungen auf der Vorderseite und auf der Rückseite des unteren Drehgelenks 34, zwischen denen ein flexibles Schlauchstück 40 einliegt, das die Fluidverbindung zwischen den Rohrsegmenten 24, 26 herstellt. Ein bogenförmiger Blechflansch 36, der vom unteren Ende des oberen Rohrsegments 24 ausgeht, ist mit einem ebenfalls bogenförmigen Blechflansch 38 schwenkbar verbunden, der von dem unteren Rohrsegment ausgeht. Diese beiden bogenförmigen Blechflansche 36, 38 überlappen einander und sind in ihrem Überlappungsbereich durch eine Stiftachse wie etwa einen Schraubbolzen schwenkbar verbunden. Die Schwenkachse C des unteren Drehgelenks 34 steht parallel zur Schwenkachse A des oberen Drehgelenks 28 und zur Drehachse B der Drehkupplung 18.
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Das untere Rohrsegment 26 mündet mit seinem gegenüberliegenden Ende in den abgewinkelten Schenkel des Rohrknies der Drehkupplung 18, so dass das untere Rohrsegment 26 um die Drehachse B der Drehkupplung 18 drehbar ist.
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Durch den oben beschriebenen Aufbau der Spülluftleitung 20 lassen sich variable Abstände zwischen der Drehkupplung 18 und dem Spülluftauslass 22 ausgleichen, wie in 1 anhand der drei verschiedenen Positionen des Spülluftwagens 12 gezeigt ist. In 2 ist lediglich die Spülluftleitung 20 selbst in den Positionen entsprechend 1 dargestellt. Einzelne Bestandteile der Spülluftleitung 20 sind in der Detailansicht in 3 verdeutlicht.
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In der linken Position des Spülluftwagens 12 steht das untere Rohrsegment 26 horizontal, und das obere Rohrsegment 24 ist gegenüber dem unteren Rohrsegment 26 in einem Winkel von ca. 50° nach oben abgewinkelt. Bewegt sich der Spülluftwagen 12 aus dieser Position nach rechts in 1 in die mittlere Position, in der er sich unmittelbar vor dem Spülluftauslass 22 befindet, wird während dieser Bewegung das obere Rohrsegment 24 um das obere Drehgelenk 28 bzw. dessen Schwenkachse A entgegen dem Uhrzeigersinn geschwenkt. Während dieser Schwenkbewegung kann das untere Rohrsegment 26 geringfügig nach unten durch eine Schwenkbewegung um die Drehkupplung 18 ausweichen und schließlich wieder die annähernd horizontale Stellung einnehmen. In der mittigen Position des Spülwagens 12 in 1 steht somit das untere Rohrsegment 26 wieder annähernd horizontal, jedoch ist das obere Rohrsegment 24 in entgegen gesetzter Richtung geneigt. Der Schwenkwinkel zwischen seiner Ausgangsstellung und der mittigen Stellung beträgt ca. 80°.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform befindet sich die Drehkupplung 18 etwas unterhalb der halben Höhe des Spülluftwagens 12. Denkbar ist auch eine genau mittige Anordnung auf halber Höhe, so dass die eingeleitete Spülluft sich gleichförmig nach oben und unten über die gesamte Höhe des Spülluftwagens 12 verteilen kann. Ist die Drehkupplung 18 am Spülluftwagen 12 höher angeordnet als hier dargestellt, wäre der spitze Winkel zwischen den Rohrsegmenten 24 und 26 in der mittigen Stellung des Spülluftwagens 12 noch kleiner, d.h. die Rohrsegmente 24, 26 würden in einer engeren Winkelstellung beieinander liegen. Damit das flexible Schlauchstück 40 des unteren Drehgelenks 34 in diesem Fall nicht geknickt wird, wird der Biegeradius des unteren Drehgelenks 34 konstruktiv begrenzt. Dies wird dadurch erreicht, dass die Schwenkachse C des unteren Drehgelenks 34 gegenüber den Hauptachsen der Rohrsegmente 24, 26 versetzt ist. In der mittigen Stellung des Spülluftwagens 12 in 1 ist erkennbar, dass die Schwenkachse C nicht mit dem Kreuzungspunkt der Hauptachsen der Rohrsegmente 24 und 26 zusammenfällt, sondern etwas nach innen in den Bereich verlagert ist, der von den Hauptachsen nach unten und nach rechts oben umschlossen wird. Dieser Versatz der Schwenkachse C wird durch die bogenförmige Ausbildung der Blechflansche 36 und 38 ermöglicht, die zusammen einen Bogenabschnitt bilden, der die Hauptachsen der Rohrsegmente 24, 26 verbindet und durch den die Schwenkachse C läuft.
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Wird der Spülluftwagen 12 aus der mittigen Stellung weiter nach rechts in seine Endstellung bewegt, vollführt das untere Rohrsegment 26 eine Schwenkbewegung entgegen dem Uhrzeigersinn um die Drehachse B der Drehkupplung 18. Gleichzeitig wird auf das obere Rohrsegment 24 um die Schwenkachse A des oberen Drehgelenks 28 etwas nach oben entgegen dem Uhrzeigersinn geschwenkt, und der von den beiden Rohrsegmenten 24, 26 eingeschlossene Winkel öffnet sich, bis ein stumpfer Winkel von ca. 135° erreicht wird.
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Zwischen den in 1 dargestellten Extremstellungen des Spülluftwagens 12 am Anfang und am Ende seines Fahrweges vollführt somit die Spülluftleitung 20 die vorstehend beschriebene Bewegung seiner starren Rohrsegmente 24, 26 in einer Ebene parallel zur Fahrebene. Das Längenverhältnis des oberen Rohrsegments 24 zum unteren Rohrsegment 26 kann etwa zwischen 0,7:1 und 2:1 liegen. Zusätzliche Führungsmittel, die die Spülluftleitung 20 auf dieser vorgegebenen Bahn halten, sind nicht erforderlich, da die Rohrsegmente 24, 26 sowie die Drehgelenke 28, 34 in sich stabil sind und genügend Führung bieten. Der Einsatz von Wellschläuchen ist auf die flexiblen Schlauchstücke 30, 40 innerhalb der Drehgelenke 28, 34 begrenzt, so dass eine weitgehend laminare Strömung innerhalb der Spülluftleitung 20 begünstigt wird.
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2 zeigt eine Seitenansicht des oberen Rohrsegments 24, an dessen Enden sich die Blechflansche 33, 36 anschließen. Wie in der um 90° um die Rohrachse gedrehten Ansicht des Rohrsegments 24 in 3 noch besser sichtbar ist, sind die Blechflansche 33 auf der in 2 und 3 rechten Seite, die dem oberen Ende des Rohrsegments 26 entspricht, paarweise angeordnet, und jeder Blechflansch 33 dieses Paars bildet einen Teil einer Flanschverbindung an der Vorderseite und der Rückseite des oberen Drehgelenks 28, zwischen denen das flexible Schlauchstück 30 zum Anschluss des oberen Rohrsegments 24 an den Rohrstutzen des Spülluftauslasses 22 einliegt. In gleicher Weise sind die bogenförmig geformten Blechflansche 36 am unteren Ende des oberen Rohrsegments 24 paarweise vorhanden, und jeder der bogenförmigen Blechflansche 36 bildet einen Teil einer Flanschverbindung auf der Vorder- bzw. Rückseite des unteren Drehgelenks 34, wobei das flexible Wellschlauchstück 40 dieses unteren Drehgelenks 34 hier nicht dargestellt ist. Die Blechflansche 33, 36 werden durch Rohrschellenverbindungen 42, 44, die das Rohrsegment 24 umgreifen, an diesem befestigt.
