DE2502056A1 - Apparat und verfahren zur reinigung der innenseite von langen zylindrischen kammern - Google Patents

Apparat und verfahren zur reinigung der innenseite von langen zylindrischen kammern

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DE2502056A1 DE19752502056 DE2502056A DE2502056A1 DE 2502056 A1 DE2502056 A1 DE 2502056A1 DE 19752502056 DE19752502056 DE 19752502056 DE 2502056 A DE2502056 A DE 2502056A DE 2502056 A1 DE2502056 A1 DE 2502056A1
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Description

ι·' i. -! η g. H D 5 r i η 5
33 Braunschweig
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Louis Anthony Ralph Ross In South Ascot-Berkshire, England
Apparat und Verfahren zur Reinigung der Innenseite von langen zylindrischen Kammern
Priorität: Britische Patentanmeldung Nr. 2824/74 vom 21.Jänner 1974
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ORIGINAL INSPECTED
Die Erfindung "bezieht sich auf einen Apparat und ein Verfahren zur Reinigung der Innenseite von langen zylindrischen Kammern, wie Rohren zur Weiterleitung von zum Beispiel Gas oder anderen in Leitungen führbaren Medien.
Es ist wesentlich, daß man Leitungen großer Länge, z.B. 200 m und mehr, von Ablagerungen, Rost und anderen Verschmutzungen reinigen kann. Es gibt jedoch zur Zeit keinen tatsächlich wirksamen Weg, diese Reinigung durchzuführen. Es sind verschiedene Burst- und' Abschlagapparate bekannt, aber eine effektvolle Reinigung erhält man nur mit Reinigungsapparaten, die eine Reinigungsaktion mit einer Drehbewegung gegen die Oberfläche ausüben können. Bis jetzt war dies nur über relativ kurze Leitungsbereiche und Kammern, z.B. von Heizkesselrohren durch Verwendung eines bewehrten Schlauches, der aus der Kammer heraus ragt und als Reaktionskörper für den Reinigungsapparat wirkt, möglich.
Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, daß ein von einem Motor getriebener, rotierender Putzkopf vorgesehen ist, und um den Motor ein aufblähbarer Reifen angeordnet ist.
Bei einem derartigen Apparat sind Teile vorgesehen, welche die Reaktionskraft des Putzkopfes direkt in die Wand der Kammer im Bereich der Stelle, wo die Reinigung stattfindet, leitet. Ein Aufblähen oder Aufblasen des Reifens
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erlaubt es, eine Reibungskraft zwischen der Innenfläche der Kammer und der Außenfläche des Motors zu erhalten. Vorzugsweise ist der Apparat durch die Kammer mit Hilfe von Durckluft getrieben, die hinter dem Motor wirksam wird und den Reifen.aufbläht. Dabei kann die gleiche Druckluft zum Antrieb eines Luftmotors Verwendung finden und die Luft kann sehr nahe beim Putzkopf ausgeführt werden, sodaß sie Schmutzteile vom Apparat wegbläst. Der Motor muß jedoch nicht unbedingt ein Luftmotor sein. Das Wesentliche ist die Möglichkeit, den Apparat durch die Hauptleitung zu führen. Im Rahmen der Erfindung wird auch ein Verfahren zur Reinigung der Innenseite einer langen zylindrischen Kammer vorgeschlagen, und zwar dadurch, daß in einem Ende der Kammer ein Reinigungsapparat mit einem Motor, einem durch den Motor angetriebenen Reinigungskopf und einem aufblähbaren Reifen um den Motor eingeführt wird, daß der Reifen aufgebläht wird, sodaß er den Durchmesser der Kammer ausfüllt und daß der Apparat mit rotierendem Motor durch die Kammer getrieben wird, sodaß der Reinigungskopf die Innenwände der Kammer reinigt, wobei die Reaktionskraft der Rotation des Reinigungskop'fes durch die Reibung zwischen dem Reifen und der inneren Wand aufgenommen wird.
Darüberhinaus wird ein Apparat zur Reinigung der Innenseite langer zylindrischer Kammern vorgeschlagen, bei
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welchem ein Körper mit Dichtungsscheiben ausgestattet ist, deren Durchmesser den Querschnitt der Kammer ausfüllen können, wenn der Apparat in Funktion ist und bei welchem Leitungen durch den Körper vorgesehen sind, die Versorgungsluft von einer Seite des Körpers zur anderen unter' Erzeugung eines turbulenten staubentfernenden Luftstromes an die andere Seite des Körpers führen.
Die Erfindung und weitere Merkmale der Erfindung sind an Hand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert, ohne daß sich diese darauf beschränkt.
Fig. 1 zeigt in Seitansicht einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Fig.2 zeigt in Seitansicht einen Schnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel und Fig. 3 zeigt in Frontansicht einen Schnitt längs der Linie HI-III in Fig. 2.
Fig.1 zeigt eine Hauptversorgungsrohre reinigende Einheit in Längsschnitt in einem Hauptversorgungsrohr 16. Ein axial angeordneter Motor 64 ist in einer inneren Ausnehmung
65,
eines aufblähbaren Mantels der im Schnitt gezeigt ist, fixiert und zentralisiert. Der Mantel kann aus Gummi, Polyurethan oder einem ähnlichen Material sein. Der Mantel kann mehr oder weniger aufgebläht werden um ihn der Bohrung oder den Bedirgmgen des Abschnittes des Hauptrohres anzupassen, in welchem er verwendet wird. Die Kontrolle erfolgt
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mit Druckluft, die von einer außerhalb des Hauptrohres' befindlichen Quelle kontrolliert durch das Hauptrohr mit einem Schlauch 84 zugeführt wird. Drudiuft ist in der Richtung, die mit dem Pfeil 85 angezeigt ist, durch einen hohlen Schaft 83, der einstückig mit einem Ring 82, einer Drehringkupplung 86 und einem kurzen flexiblen Schlauch 88 ausgebildet ist, in einen ringförmigen Raum 66 in den aufblähbaren Mantel 65 geführt.
Eine Veränderung im Luftdruck, der dem ringförmigen Raum 66 zugeführt wird, bestimmt den Grad der Aufblähung und damit des inneren und äußeren Durchmessers des aufblasbaren Mantels 65. Dieser Mantel kann dem äußeren Durchmessers des Motors und dem inneren Durchmesser des Hauptstranges angepaßt werden.
Im aufgeblasenen Zustand kann der Mantel in Richtung 71 durch den Hauptstrang mit Hilfe von Preßluft vorwärts bewegt werden, die zwischen dem hinteren Ende des Mantels und einer Abschlußkappe am Ende des Hauptstranges angeordnet ist. Die Richtung des Luftflusses wird durch den Pfeil 70 angezeigt. Die axiale -Vorwärtsbewegung wird durch ein Stahlseil begrenzt, welches die Geschwindigkeit der .Vorwärtsbewegung kontrolliert und an einem Rahmen 79 über einen Ring 82 befestigt ist. Sowohl das Stahlseil 36 als auch der Schlauch 84 gehen durch eine Stopfbuchse im geschlossenem Ende des Hauptstranges.
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-D-
Das Ende des Schaftes 83 ist in einem Drucklager 81 befestigt, welches in einem Flansch 80 angeordnet ist, der einen Teil des Rahmens 79 bildet. Der Rahmen ist am hin-
67, teren Ende des Luftmotors 64 über einen Flansch der an die Luftzuleitung 69 am hinteren Ende des Luftmotors angeschraubt ist, befestigt.
Die axiale Lage des Ringes 82 und des Schaftes 83 wird durch den Flansch 80 bestimmt, wobei Ring 82 und Schaft relativ zum Flansch 80 sich durch das Lager 81 drehen kann. Ein Lager 86 im Flansch 87 dient als Abschlußbefestigung des Schaftes 83, v/elcher relativ zum Flansch 87 sich verdrehen kann. Dadurch kann die RückhaItekraft, die auf die Reinigungseinheit durch das Stahlseil ausgeübt wird, und die Luftversorgung für den aufblasbaren Mantel unabhängig von der relativen Lage des Ringes 82 und des Rahmens 79 zueinander zugeführt werden.
Luft gelangt durch den Lufteinlaß 69 zum Luftmotor 64 und treibt den Motor an, welcher den Schaft 72 und den Kopf 74 in Drehung versetzt, an welchem über Achsen drei Arme 76 befestigt sind, die an ihren äußeren Enden Schneidkegel 75 besitzen. Die durch den Teil 79 angezeigte Rotation bewirkt eine Zentrifugalkraft auf die Schneidkegel 75 und schlägt sie mit Kraft radial nach außen. Die Arme 76, auf welchen die Kegel befestigt sind, und auf welchen sie frei rotieren können, bewegen sich um ihre Sicherungsachsen 78 im Kopf 74 radial nach außen.
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Die Arme 76 wirken wie Dreschflegel und die Kegel 75 schlagen und entfernen Reste oder Verkrustungen von den "Wänden der Hauptleitung, wenn der Motor rotiert. Die Kegel 75 sind aus einem geeigneten harten Material welches aufgerauht ist oder eingesetzte Zähne aufweist, die die Reihigungsaktion unterstützen.
Abluft verläßt, wie durch den Pfeil 69 angezeigt ist, die vordere Auslaßöffnung des Luftmotors und strömt zum offenen Ende der Hauptleitung. Dadurch wird ein Teil der Reste weg von der Reinigungseinheit und aus der Hauptleitung geblasen* Wenn die Arme eine Schneidoder Schlagaktion gegen die Oberfläche des Rohres ausüben, muß der Luftmotor ein Drehmoment auf den Schaft 92 ausüben und die Reaktionskraft dazu wird durch Reibung zwischen der Außenseite des Mantels 65 und der Innenseite des Rohres aufgenommen.
Der Mantel 65 um den Motor hat zwei getrennte Funktionen. Er dient als Dichtung, die den vollen Querschnitt des Hauptrohres so ausfüllt, daß die Reinigungseinheit durch die Preßluft, die auf den hinteren Teil wirkt, vorwärts geschoben werden kann. DarÜberhinaus muß ein ausreichender Druck gegen die Wand des Hauptrohres vorhanden sein, damit der Motor genügend Kraft auf den Schaft 72 abgeben kann.
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Diese beiden Funktionen haben theoretisch entgegengesetzte Voraussetzungen, da der Mantel ' ' sich frei im Hauptrohr bewegen soll und dabei kann keine vollständige Ausschaltung der Reaktionskraft auf den Motor bewirkt werden. Es hat sich jedoch gezeigt, daß es nicht schwer ist, den notwendigen Kompromiß zu erreichen. Dabei wird die Rotation des Motors nicht vollständig ausgeschaltet, aber die Drehbewegung des Motorkörpers wird auf einen kleinen Teil der Rotorgeschwindigkeit herabgesetzt. Das Drucklager 81 und die Drehringkupplung 86 verhindern, daß eine Drehung auf die Versorgungsleitung oder das Seil übertragen wird.
Unter normalen Arbeitsbedingungen ist das Stahlseil, das die Reinigungseinheit zurückhält, gespannt. ¥enn die Einheit in einen Teil des Hauptstranges gelangt, der einen kleineren Durchmesser hat, wird die Reinigungseinheit stoppen, bis größerer Luftdruck beaufschlagt wird, oder der Durchmesser verkleinert wird. Keine weitere axiale Bewegung wird stattfinden.
Ein Anzeichen, daß die axiale Bewegung aufgehört hat, ist, daß das Seil 36 schlaff wird. Durch Betätigung eines Lüftungsventils am Schlauch 84 kann Luft aus dem Schlauch und dem Mantel entweichen und die Größe des Mantels wird reduziert. Die Reinigungseinheit kann dann die axiale Bewegung fortsetzen.
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Wird ein großer Abfall im Preßdruck in der Versorgungsluft im Hauptrohr beobachtet, so zeigt dies an, daß der aufblähbare Mantel auf einen Durchmesser kleiner als das Hauptrohr entlüftet wurde und daß die Luft neben dem Mantel schnell vorbei strömt und zwar durch den Raum zwischen dem Mantel und der Leitung. Dies kann durch Betätigung eines Luftventils am Schlauch beseitigt werden, wodurch Versorgungsluft in den aufblasbaren Mantel geleitet wird, bis der normale Preßdruck der Hauptluftversorgung im Luftmotor wieder hergestellt ist.
Durch Versuche kann man die richtige Druckintensität erhalten und damit die richtige Größe des aufblasbaren Mantels während des Vordringens durch ein Rohr.
Wenn es, abhängig von der Art der Verunreinigung, die beseitigt werden soll, notwendig ist, können Drahtbürsten oder mit Federn ausgestattete Platten mit geangetrieben, härteter Metallschleifoberfläche, durch den Luftmotor statt der Dreschflegelarme verwendet v/erden. Statt um einen durch Luft angetriebenen Motor kann der Mantel auch rund um einen Elektromotor angeordnet sein und die Druckluft lediglich für die axiale Fortbewegung der Reinigungseinheit Verwendung finden. Dabei ist die Anordnung eines elektrischen Versorgungskabels notwendig. Nach vorne öffnende AbluftÖffnungen können im Mantel eingebaut sein, um die Entfernung des vom Rei-
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nigungskopf abgelösten Materials zu unterstützen.
In Hauptleitungen, die so beträchtliche Wandablagerungen haben, daß wegen ihrer Dicke die Verwendung der beschriebenen Vorrichtung unanwendbar ist, können die Ablagerungen zuerst durch Durchführen eines Schabers bekannter Bauart beseitigt x^erden.
Die in Fig. 2 in einem Hauptrohr 16. in Längsschnitt gezeigte Staubentfernungseinheit besteht aus einem festen Zentralschaft 89 auf welchem an jedem Ende mit Hilfe von Flanschen 90 Dichtungsscheiben 91 befestigt sind. Diese Gummischeiben 91 sind nach hinten im bezug auf die Bewegungsrichtung gemäß Pfeil 71 der Einheit durch die Versorgungsleitung gebogen und dienen als Abdichtung zur Ermöglichung eines Luftstroms, der durch die Pfeile 70 angezeigt ist und der durch Druck zwischen einer Abschlußkappe und der Einheit erfolgt. Der Schaft 83 kann eine Bürste zur Reinigung der Wände in der Hauptleitung tragen.
Druckluft, die auf die Einheit wirkt, schiebt sie durch den Hauptstrang. Die Vorschubgeschwindigkeit wird durch ein sich in die Richtung 83 erstreckendes Seil 36 kontrolliert, welches an einem Ring 82 befestigt ist. Nicht gezeigte Hilfsmittel, v/ie eine Winde, außerhalb des Stranges steuerndes. Seil, welches über eine Stopfbuchse
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durch die geschlossene Kappe in die Hauptleitung geführt wird.
Überschuß der Druckluft, die zum Vorwärtsbewegen der Einheit benötigt wird, fließt durch ein kurzes Rohr durch den hinteren·Endflansch 90 und tritt tangential gegen die Wände des Hauptversorgungsrohres 16 aus tangential gerichteten Öffnungen am Ende von Krümmungen 93» die mit dem Rohr 92 verbunden sind. Das/Letzte hat einen Durchmesser von etwa 1/6 des Hauptversorgungsrohres-16.
Die Richtung und Geschwindigkeit der Luft ist so gewählt, daß Staubpartikel von den Wänden des Rohres entfernt und in die zylindrische Kammer zwischen den Dichtungsscheiben 91 und weiter in Öffnungen am Ende von Krümmungen 9h, die mit einem Rohr 91 » welches durch den vorderen Flansch tritt, befestigt sind, unter Wirbelung transportiert werden.
Die staubbeladene. Luft wird durch das Rohr 92a und weiter aus den Auslaß von Krümmungen 95, die an der Vorderseite des Rohres 92a befestigt sind, transportiert,
Die von der Einheit ausströmende Luft der Wirbelkammer löst auch Staub auf, der sich im Hauptrohr aus dem Luftstrom abgesetzt hat und treibt ihn weg von der Einheit.
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HI-III
Ein Schnitt gemäß der Pfeile in Fig. 2 ist in Fig. 3
ι gezeigt. Die Auslässe an den Enden der Krümmungen haben kleinere Durchmesser als die Rohre 92. Durch diese . Verhältnisse der relativen Durchmesser der Rohre 92,92a zu den Krümmungen 93»95 wird die Geschwindigkeit der aus den Krümmungen austretenden Luft größer als die Geschwindigkeit der Luft, die durch die Rohrgfturchtritt. Wenn z.B. zwei Düsen von je einem halben Inch Durchmesser in den Krümmungen mit Luft von einem Zentralrohr mit einem Inch Durchmesser versorgt werden, ist die Geschwindigkeit der Luft, die aus den Düsen austritt, doppelt so groß wie die, die durch die Zentralrohre durchtritt.
Die durch Druckluft mit einer ständig kontrollierten Geschwindigkeit durch den Strang vorwärtsgetriebene Einheit benötigt zusätzlich Luft um die feinen Staubpartikel von der Wand des Hauptversorgungsstranges zu entfernen und diese Partikel in einem fortschreitenden Prozeß vor der Einheit durch den Versorgungsstrang und heraus aus diesem zu transportieren.
Bei langen Hauptversorgungsleitungen kann es möglich sein, daß die Verwendung eines Seils zum Zurückhalten der Einheit nicht möglich ist. Dann ist es möglich, ein den Luftfluß regelndes Ventil in die Lüfteinlaßleitung bei der hinteren Dichtungsschraube der Wirbeleinheit vorzusehen. Das Ventil kann von einer batteriebetriebenen Magnetspule
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kontrolliert werden.
Wenn die Einheit zum Beispiel durch übermäßigen Reibungswiderstand zwischen Dichtungsschrauben und Wand durch eine Verringerung des Leitungsdurchmessers oder Änderung im Charakter der Wandoberfläche gestoppt wird, kann ein Schalter, der durch ein Rad, welches in Kontakt mit der Wand der Leitung ist, die Magnetspule aktivieren, um das Einlaßventil am Lufteinlaß in der hinteren Dichtungsscheibe zu schließen.
-. · schlosaenjem Ventil , , , . Wenn bei gev^^uit m den Haupt strang zwischen der Abschlußkappe und der Staubwirbeleinheit eingeführt wird, wächst der Druck und die auf die hintere Dichtungsscheibe ausgeübte Kraft wird bewirken, daß sich die Einheit weiter durch die Leitung bewegt. Die Bewegung der Einheit betätigt das Rad und der Schalter schaltet den Magnet aus und öffnet das Kontrollventil. Die Luft kann wieder in die Wirbelkammer der Einheit einströmen und die Punktion wird wieder aufgenommen.
Alternativ dazu oder zusätzlich kann ein Druckschalter vorgesehen sein, der bei einem vorbestimmten Maximum und Minimum des Luftdruckes anspricht um' das den Luftfluß regulierende Ventil zwischen der voll offen und voll geschlossenen Position zu kontrollieren.
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Wenn die Einheit zu irgendeinem Zeitpunkt stark beschleunigt durch den Strang geht, tritt ein Druckabfall hinter der Einheit auf durch das zu rasche Anwachsen des Volumens des Luftraumes hinter der Einheit.
Ein Staubsammelbeutel kann über dem offenen Ende der Hauptleitung angebracht werden und das Gewicht oder das Volumen von Staub, der aus der Leitung bei einem Durchgang entfernt wird, kann bestimmt werden. Einige Durchgänge der Einheit können erforderlich sein, um den Staub von einem Rohr zu entfernen, wobei bei jedem Durchgang ein kleineres Volumen von Staub als beim vorherigen entfernt wird..
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    1.J Apparat zur Reinigung der Innenseite von langen zylindrischen Kammern, dadurch gekennzeichnet, daß ein motorgetriebener rotierender Putzkopf'vorgesehen ist und um den
    (64) ■ (65)
    Motor ein aufblähbarer Reifen angeordnet ist.
    2. Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reifen (65) den Motor (64) luftdicht umgibt.
    3* Apparat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
    (64) daß ein druckluftgetriebener Motor verwendet ist.
    3. Apparat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abluftöffnung (69) zum Austritt der Luft-, die den Motor (64) durchströmt hat, an dem Ende des Motors angeordnet ist, welches sich am nächsten zum Putzkopf (74, befindet.
    5. Apparat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
    .75,76) gekennzeichnet, daß der Putzköpf (74, einen rotierenden, vom Motor (64) angetriebenen Zentralkopf (74) aufweist, an welchem mehrere Arme (7O1) mit Reinigungsteilen (75) an den freien Enden durch die Zentrifugalkraft bei Drehen des Kopfes nach außen schwingbar angeordnet sind.
    6. Apparat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Arme (76) in je einer Ebene, die eine axiale und eine radial gerichtete Lage umfaßt, schwenkbar gelagert sind.
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    7. Apparat nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, r,daß die Reinigungsteile einen gehärteten, im wesentlichen
    konusförmigen Kopf (75) mit einer unregelmäßigen Ober- ■ fläche haben.
    8. Apparat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
    (64) , gekennzeichnet, daß mit dem Motor und/oder dem Reifen
    {65) ein Rahmen (79)- verbunden ist, der Befestigungsteine) ' (84) le für ein Kabel und eine Luftleitung auf v/eist, die mit dem Rahmen über eine Drehkupplung (86) verbunden sind.
    9. Verfahren zur Reinigung der Innenseite einer langen zylindrischen Kammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in ein Ende der Kammer (16) ein Reinigungsapparat mit einem Motor (64), einem durch den Motor angetriebenen Reinigungskopf (74,75,76) und einem aufblähbaren Reifen (65) um den Motor (64) eingeführt wird und daß der Reifen aufgebläht wird, daß er den Durchmesser der Kammer ausfüllt und daß der Apparat mit rotierendem Motor (64) durch die Kammer (16) ge-
    (74,75,76) trieben wird, sodaß der Reinigungskppf die inneren Wände der Kammer reinigt, wobei die Reaktionskraft der Rotation
    (74,75,76)
    des Reinigungskopfes durch die Reibung zwischen dem Reifen und er inneren Wand aufgenommen sind.
    10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Apparat durch Druckluft in der Kammer hinter dem Reifen und dem Motor vorwärts getrieben wird, während der
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    (74,75,76) (64) Reinigungskop'f vor dem Motor in der Bewegungsrichtung
    liegt.
    11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (64) durch die Preßluft, die den Apparat vorwärts treibt, angetrieben ist.
    12. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Abluft -vordem Apparat austritt und so gerichtet ist, daß sie Bruchstücke, die von der Wand der Kammer abgehoben werden, vom Apparat weggeblasen werden,
    13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorwärtsbewegung des Apparates
    durch ein Seil kontrolliert wird, welches am hinteren Ende des Apparates befestigt ist und bis aus der Kammer führt.
    14. Apparat zur Reinigung der Innenseite langer zylindrischer Kammern, dadurch gekennzeichnet, daß ein Körper mit Dichtungsscheiben· (91) ausgestattet ist, deren Durchmesser den Querschnitt der Kammer ausfüllen können, wenn der Apparat in Funktion ist und daß Leitungen durch den Körper vorgesehen sind, die Versorgungsluft von einer Seite des Körpers zur anderen unter Erzeugung eines turbulenten staubentfernenden Luftstromes an die andere Seite des Körpers führen.
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DE2502056A 1974-01-21 1975-01-20 Vorrichtung zum Innenreinigen von Rohrleitungen Expired DE2502056C3 (de)

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DE2502056A1 true DE2502056A1 (de) 1975-07-24
DE2502056B2 DE2502056B2 (de) 1977-07-21
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JP (1) JPS50114051A (de)
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BE (2) BE824580A (de)
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CH (1) CH586075A5 (de)
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ES (1) ES433964A1 (de)
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