DE2502056C3

DE2502056C3 - Vorrichtung zum Innenreinigen von Rohrleitungen

Info

Publication number: DE2502056C3
Application number: DE2502056A
Authority: DE
Inventors: Louis Anthony Ralph South Ascot Berkshire Ross (Grossbritannien)
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-01-21
Filing date: 1975-01-20
Publication date: 1978-03-16
Also published as: ATA31475A; DD116150A5; US4011100A; FR2258228A1; IE40936B1; DE2502056B2; SE7500566L; AT342939B; ES433964A1; GB1501614A; AU7732575A; BE824580A; IE40936L; BE824581A; CH586075A5; PL92083B1; DE2502056A1; AU497299B2; FR2258228B3; IT1030998B

Description

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Die Erfindung betriff eine Vorrichtung zum Innenreinigen von Rohrleitungen, die mit Hilfe eines Druckmittels kolbenartig durch die Rohrleitung bewegbar ist, bestehend aus einem Antriebsmotor für einen rotierenden Putzkopf und einer den Motor an der Rohrinnenwand abstützenden Führung, mittels der das Gegendrehmoment aut das Rohr übertragbar ist, sowie aus einer Einrichtung zum Abdichten des Rohrquerschnittes gegen den Vorschubdruck.

Vorrichtungen zum Innenreinigen von Rohrleitungen sind bereits in verschiedenen Ausführungsformen seit längerem bekannt und sind geeignet, auch längere Rohrleitungen, die im Boden verlegt sind, in den Abschnitten von Mannloch zu Mannloch zuverlässig zu reinigen, wobei die verschiedensten Putzköpfe und Putzwerkzeuge eingesetzt werden. Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art geht man davon aus, daß bei im Erdboden verlegten Versorungs- oder Abführungsleitungen immer wieder nachträglich an verschiedenen Stellen Anschlußleitungen an die Rohrleitungen angeschlossen werden müssen. Dabei entstehen durch die Anschlußarbeiten im Anschlußbereich Unregelmäßigkeiten an der Rohrinnenwand, etwa durch Einschweißen der Anschlußrohre. Diese Unregelmäßigkeiten stören die gleichförmige Durchströmung der Rohrleitungen. Um diese Störungen zu beseitigen, ist im bekannten Falle eine Vorrichtung vorgesehen, die mittels eines Zugseiles durch die Rohrleitung gezogen werden kann. Um den Widerstand beim Durchziehen gering zu halten, weist die Vorrichtung zwei im axialen Abstand angeordnete Gleitschuhe auf, die einen merklich geringeren Durchmesser als die lichte Weite der

Rnhrlpitnnp aufiypicpn In Hipcpn Gleitsrhühsn sind

jedoch aufblasbare Mäntel angeordnet, die im entspannten Zustand mit der Oberfläche der Gleitschuhe fluchten, beim Aufblasen jedoch über die Urr.fangsfläche der Gleitschuhe hinaus dehnbar sind, bis sie sich unter fester Spannung gegen die Innenfläche der Rohrleitung legen. Dadurch läßt sich die Vorrichtung an einer Stelle, an der ein Bearbeitungsvorgang eingeleitet werden soll, in der Rohrleitung verriegeln. In dem verriegelten Teil sind durch doppeltwirkende Zylinder und Antriebsmotore ein axial bewegbarer Schlitten und ein an diesem Schlitten rotierbar gelagertes Werkzeug angeordnet, welche bei Betrieb gegenüber der verriegelten Anordnung in axialer Richtung an der zu bearbeitenden Stelle mit gewünschter Geschwindigkeit vorbeigeschoben werden können, um die dort aufgetretenen Unregelmäßigkeiten an der Innenfläche der Rohrwand abzuarbeiten. Nach Beendigung dieser Arbeit wird der Druck in den elastischen Mänteln abgelassen und die Vorrichtung zur nächsten Bearbeitungsstelle gezogen (vgl. US-PS 35 87 194).

Es sind aber auch Vorrichtungen bekannt, die während ihrer Wanderung durch die Rohrleitung fortlaufend die Reinigung vornehmen. Hierbei ist ein Antriebsmotor vorgesehen, dessen Abtriebswelle das der Vorrichtung vorauslaufende Putzwerkzeug trägt. Der Motor mit dem Putzwerkzeug ist in dem Rohr durch eine Führungseinrichtung abgestützt, die so ausgebildet ist, daß durch Angreifen an die Innenfläche der Rohrleitung das am Motor auftretende Rückdrehmoment zuverlässig auf die Rohrinnenwandung abgesetzt werden kann, um ein Mitdrehen des Motors mit dem Putzwerkzeug zu verhindern. Als Motor können dabei Preßluftmotoren oder andere Druckmittelmotoren verwendet werden, deren Treibmittel durch den bereits durchlaufenden Rohrabschnitt der Vorrichtung zugeführt wird. Die Vorrichtung weist hierzu eine Dichtungseinrichtung auf, welche den Rohrquerschnitt in Höhe der Vorrichtung gegen den Treibmitteldruck abdichtet (vgl. US-PS 24 18 880). Das Druckmittel kann statt zum Antrieb des Motors oder zusätzlich zum Antrieb des Motors auch zum Vorschub der Vorrichtung durch die Rohrleitung verwendet werden, indem der Druck in dem zurückliegenden Rohrabschnitt so groß gewählt wird, daß dieser die Vorrichtung kolbenartig durch die Rohrleitung vor sich her treibt (vgl. auch DE-AS 20 15 745).

Als Abdichtung ist es bekannt, Manschetten zu verwenden oder aber auch ringförmige Mäntel nach Art von Fahrzeugluftreifen, die sich mit ihrer Umfangsfläche abdichtend gegen die Innenwand legen und gleichzeitig zur Übertragung des Rückdrehmomentes auf die Rohrleitung dienen.

Es ist auch bei durch Zugseil durch die Rohrleitung gezogenen Vorrichtungen der in Frage stehenden Art bekannt, mit der Vorrichtung nachgeschleppte Leitungen, z. B. ein elektrisches Kabel oder eine Preßluftleitung zum Antrieb des Motors für den Putzkopf, zu verwenden. Der Anschluß des Zugseiles einerseits und der Anschluß der nachgeschleppten Leitung an die Vorrichtung andererseits kann dabei über Drehkupplungen erfolgen. Außerdem kann auch ein nachgeschlepptes Seil mit der Vorrichtung verbunden sein, um bedarfsweise nach Beendigung der Arbeit oder bei Störungen die Vorrichtung auch rückwärts wieder aus der Rohrleitung herausziehen zu können (vgl. DE-OS 19 63 093).

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs näher bezeichneten Art so

weiterzubilden, daß der Vorschub der Vorrichtung unter der Wirkung des Vorschubdruckes einfach und genau steuerbar ist und die Vorrichtung bei Störungen leicht aus der Rohrleitung entfernt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vorrichtung durch eine zugfeste, um die Rohrachse frei drehbare Verbindung gegen den Vorschubdruck von außen gehalten ist, und daß ein aufblasbarer Mantel als Führung und Abdichtung vorgesehen ist, der über eine nachschleppbare Leitung '° mit einer außerhalb der Rohrleitung vorgesehenen Druckmittelquelle verbunden ist, weiche in Abhängigkeit von der Verschubgeschwindigkeit der Vorrichtung durch die Rohrleitung steuerbar ist.

Bei dieser Ausbildung lassen sich der Vorschubdruck '5 zum Vorwärisbewegen der Vorrichtung durch die Rohrleitung und die Reibung des die Abdichtung des Rohrleitungsquerschnittes in Höhe der Vorrichtung gewährleistenden Mantels an der Rohrinnenfläche genau einstellen und damit die Vorwärtsbewegung der «> Vorrichtung durch die Rohrleitung von außen kontrollieren, auch dann, wenn dieser Vorwärtsbewegung veränderbare Widerstände entgegenwirken. Veränderbare Widerstände können z. B. dadurch auftreten, daß sich die lichte Weite der Rohrleitung über ihre Länge verändert. Bei k einer werdender Weite wird der Widerstand gegen die Bewegung der Verrichtung größer, während bei größer werdender lichter Weite zwar der Widerstand abnimmt, gleichzeitig aber auch die Dichtungswirkung, so daß durch Entweichen des Druckmittels entlang dem abdichtenden Mantel der Vorschubdruck sinkt. Ein Widerstand kann aber auch durch Unregelmäßigkeiten an der Innenwand der Rohrleitung auftreten oder durch einen erhöhten Widerstand gegenüber der Arbeit des Putzkopfes.

Um einen möglichst zügigen Vorschub der Vorrichtung durch die Rohrleitung zu gewährleisten, sollte die Reibung an der Rohrinnenwand möglichst gering sein. Aus Gründen der Abdichtung des Rohrquerschnittes einerseits und zur Übertragung des Rückdrehmomentes auf die Rohrwandung andererseits sollte dagegen die Reibung des Mantels an der Rohrinnenwandung möglichst groß sein. Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß durch eine genaue Steuerung des Aufblasdruckes des Mantels in Abhängigkeit von der Vorschubgeschwindigkeit der Vorrichtung durch die Rohrleitung diese sich widersprechenden Forderungen leicht zu einem zufriedenstellenden Kompromiß vereinigen lassen, indem man ein gewisses Rotieren des Antriebsmotors bzw. des aufblasbaren Mantels gegenüber der Rohrleitung zuläßt, durch die durch den Mantel kontrollierte Reibung aber dieses Mitrotieren auf ein Maß begrenzt, welches einen Bruchteil der Rotation des Putzkopfes ausmacht. Eine Kontrolle und damit eine Steuerung ist leicht möglich, da die Vorrichtung gegen den Vorschubdruck durch eine zugfeste und nach außen geführte Verbindung gehalten werden kann, so daß man die Zügigkeit des Vorschubes an der an der zugfesten Verbindung auftretenden Spannung sowie an der Höhe des Vorschubdruckes ablesen kann. In Abhängigkeit von diesen ohne weiteres von außen feststellbaren Werten kann der Aufblasdruck des Mantels feinfühlig auf das gewünschte Maß eingestellt werden, so daß bei allen Betriebszuständen von außen auf die Vorrichtung so eingewirkt werden kann, daß ein Festsetzen der f>5 Vorrichtung in der Rohrleitung ausgeschlossen und ein zügiger, gleichförmiger, optimaler Betrieb gewährleistet werden kann. Außerdem bieiet die neue Ausbildung den Vorteil, daß die Vorrichtung stets zuverlässig von der bereits gereinigten Seite der Rohrleitung her unter der Kontrolle der zugfesten Verbindung sieht und bei Betriebsstörungen leicht über den gereinigten Rohrabschnitt wieder aus der Rohrleitung entfernt werden kann. Die freie drehbare Verbindung gewährleistet damit, daß die erläuterte begrenzte Ro'ation des Motors bzw. des Mantels um die Rohrachse bei Betrieb ohne Störung auftreten kann.

Vorteilhafterweise ist dann, wenn als Antriebsmotor ein aus dem Vorschubdruckmittel speisbarer Druckmitteimotor vorgesehen ist, der Motor von dem aufblasbaren Mantel konzentrisch umgeben. Hierbei weist der Mantel eine Ringkammer auf, deren Innenwand sich in Abhängigkeit von dem Druck in der Druckmittelkammer des Mantels mit mehr oder weniger großer Reibung am Umfang des Motors anlegt, während sich die Außenwamdung des Mantels mit mehr oder weniger großer Reibung an die Innenfläche der Rohrleitung legt. Der Mantel kann sich hierbei über die ganze Länge des Motors erstrecken und bestimmt damit die Eintrittsseite und die Austrittsseite für das Treibmittel des Motors.

Zweckmäßigerweise ist die Vorrichtung mit dem flexiblen Zugelement über eine Drehkupplung verbunden, durch welche auch die Druckmittelleitung geführt ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Längsschnittes durch eine Rohrleitung mit darin befindlicher Vorrichtung gemäß der Erfindung beschrieben, wobei der aufblasbare Mantel im Längsschnitt dargestellt ist.

Die Figur zeigt die Vorrichtung in ihrer Betriebsstellung in der zu reinigenden Rohrleitung 16. Die Vorrichtung weist einen entlang der Achse 79 des Rohres orientierten Antriebsmotor 64 auf, der in einer zentralen Ausnehmung eines aufblasbaren Mantels 65 angeordnet und abgestützt ist. Der Mantel kann aus Gummi, Polyurethan oder einem ähnlichen Material bestehen. Er ist über eine nachschleppbare Leitung 84, 88, z. B. einen Schlauch 84, mit einer außerhalb des Rohres 16 befindlichen Druckmittelquelle, insbesondere Preßluftquelle, verbunden und kann durch Steuerung dieser Quelle mehr oder weniger stark aufgeblasen werden. Der Schlauch 84 ist durch den hohlen Schaft 83 einer Drehkupplung 86 geführt. Der Schaft 83 ist einstückig mit einem Ring 82 verbunden, an dem ein flexibles Zugelement in Form eines Stahlseiles 36 angeschlossen ist. Auf dem Schacht 83 ist mittels Zugkräfte aufnehmender Lager ein die Zugkraft übertragender Teil 80 mit seiner Nabe 81 bzw. über eine Scheibe 87 mit Nabe 86 frei drehbar gelagert, der über ein korbartiges Gestänge 79 mit einer Stirnscheibe 67 des Mantels 68 verbunden ist. Am Ende des hohlen Schaftes 83 ist ein Schlauchstück 88 angeschlossen, das durch die Stirnscheibe 67 in eine Ringkammer 66 des Mantels 65 geführt ist.

Eine Veränderung des Luftdruckes in der ringförmigen Kammer 66 ändert das Ausmaß der radialen Dehnung des Mantels und bestimmt damit sowohl den inneren als auch den äußeren Durchmesser des aufblasbaren Mantels 65 und damit die Anlage am Umfang des Motors 64 bzw. an der Innenfläche der Rohrleitung 16. Die Abmessungen des Mantels sind herstellungsmäßig grob an die Abmessungen des Motors und der Rohrleitung angepaßt.

Im aufgeblasenen Zustand legt sich der Mantel abdichtend gegen die Innenwand des Rohres 16, so daß die Vorrichtung in Richtung des Pfeiies 7i mit Hiife des

durch den Pfeil 70 angedeuteten Vorschubdruckes in dem Rohrabschnitt 16a kolbenartig durch das Rohr 16 vorwärtsbewegt werden kann. Der Vorschubdruck wird beispielsweise mittels Preßluft in dem Rohrabschnitt 16a zwischen der Stirnscheibe 67 des Mantels und einer nicht dargestellten Abschlußkappe am Eintrittsende des Rohres erzeugt, Die Vorschubbewegung der Vorrichtung wird durch das Stahlseil 36 begrenzt, durch das somit die Vorschubgeschwindigkeit kontrolliert werden kann. Das Stahlseil 36 ist ebenso wie der nachgeschleppte Schlauch 84 durch eine Stopfbuchse in der Abschlußkappe des Rohres nach außen geführt.

Aufgrund der Zugkräfte aufnehmenden Lager im Bereich der Naben 81, 86 der Drehkupplung kann sich die Vorrichtung gegenüber dem Seil 36 und dem Schlauch 84 frei um die Achse 79 drehen.

Der Motor 64 ist mit seinem Ende in der Stirnscheibe 67 abgestützt. Die Preßluft aus dem Rohrabschnitt 16a gelangt durch einen Lufteinlaß 68 in den Preßluftmotor 64 und treibt diesen an. Die Motorwelle 72 ist über eine Gelenkkupplung 73 mit dem Putzkopf 74 verbunden, an dem um Querachsen 78 schwenbare Arme 76 angelenkt sind, die an ihren äußeren Enden um die Längsachse der Arme frei drehbare Schneidkegel 75 besitzen. Die Arme werden bei Rotation durch die Zentrifugalkräfte mit ihren Werkzeugen nach außen gegen die Rohrinnenwand gedrängt und säubern diese bei Antrieb des Putzkopfes durch den Motor 64.

Die Abluft des Motors 64 tritt gemäß Pfeil 69 in den vor der Vorrichtung liegenden Rohrabschnitt 16£> aus und treibt die von der Rohrinnenwand abgelösten Schmutzteile zum Rohrende hinaus. Das auf den Motor wirkende Rückdrehmoment wird durch Reibung zwischen der Außenseite des Mantels 65 und der Innenseite des Rohres aufgenommen. Der Mantel 65 hat somit mehrere Funktionen zu erfüllen: Er dient einmal als Dichtung, die den Querschnitt des Rohres in Höhe der Vorrichtung gegenüber dem Vorschubdruck 70 abdichtet, so daß die Vorrichtung kolbenartig durch die Rohrleitung vorwärtsgeschoben werden kann. Darüber hinaus muß der Mantel die Führung der Vorrichtung übernehmen und das Rückdrehmoment in ausreichendem Maße auf das Rohr übertragen, damit der Putzkopf seine Arbeit erfüllen kann. Die Funktionen erfordern sich widersprechende Voraussetzungen, da der Mantel einerseits eine möglichst ungehinderte Bewegung der Vorrichtung durch das Rohr erlauben, andererseits eine Relativdrehung gegenüber dem Rohr aber zuverlässig ausschalten soll. Es hat sich jedoch gezeigt, daß es mit der neuen Vorrichtung nicht schwierig ist, einen zufriedenstellenden Kompromiß zu erreichen. Dabei wird die Rotation des Mantels im Rohr bzw. des Motors im Mantel nicht vollständig ausgeschaltet, jedoch auf einen Bruchteil der Rotation des Putzkopfes beschränkt. Die Drehkupplung verhindert, daß die zugelassene Drehung des Motors auf das Seil 36 und den Schlauch übertragen wird.

Unter normalen Arbeitsbedingungen ist das Stahlseil 36 gespannt. Wenn die Vorrichtung in einen Teil des Rohres gelangt, der einen kleineren Durchmesser besitzt, wird die Vorrichtung zum Stillstand kommen, bis

,₅ ein größerer Vorschubdruck im Rohrabschnitt 16a aufgebaut worden ist oder der Durchmesser des Manteils entsprechend verringert wurde.

Ein Anzeichen für das Stoppen der axialen Bewegung erhält man durch Schlappwerden des Seiles 36. Durch Betätigung eines nicht gezeigten Ventils am nachgeschleppten Schlauch 84 kann Luft aus dem Mantel 65 abgelassen werden, bis der Durchmesser des Mantels verringert worden ist. Dies kann fortgesetzt werden, bis sich die Vorschubbewegung der Vorrichtung fortsetzt, was durch Straffwerden des Seiles festgestellt werden kann. Fällt der Preßdruck in dem Rohrabschnitt 16a erheblich ab, so ist es ein Anzeichen dafür, daß der Durchmesser des Mantels kleiner als die lichte Weite des Rohres ist und ein Teil der Preßluft am Mantel rasch vorbei entweichen kann. Durch Betätigung des genannten Ventils am Schlauch 84 kann in diesem Fall der Mantel stärker aufgeblasen werden, bis sich wieder der normale Vorschubdruck im Rohrabschnitt 16a einstellt und die Vorrichtung ihre Wanderung durch die Rohrleitung fortsetzt.

Die Putzwerkzeuge am Putzkopf können auch von anderer Art als dargestellt sein. Auch kann statt des Preßluftmotors ein Elektromotor als Antriebsmotor vorgesehen sein, der über ein durch die Drehkupplung geführtes nachgeschlepptes Versorungskabel mit einer außenliegenden Energiequelle verbunden sein kann. Nach vorn sich öffnende Abluftöffnungen können in diesem Fall auch im Mantel 65 vorgesehen sein, um über die Steuerluft des Mantels die vom Putzkopf abgeschla-

4S genen Verunreinigungen durch den Rohrabschnitt 16i> nach außen zu treiben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Innenreinigen von Rohrleitungen, die mit Hilfe eines Druckmittels kolbenartig durch die Rohrleitung bewegbar ist, bestehend aus einem Antriebsmotor für einen rotierenden Putzkopf und einer den Motor an der Rohrinnenwand abstützenden Führung, mittels der das Gegendrehmoment auf das Rohr übertragbar ist, sowie aus einer Einrichtung zum Abdichten des Rohrquerschnittes gegen den Vorschubdruck, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung durch eine zugfeste, um die Rohrachse (79) frei drehbare Verbindung (36) gegen den Vorschubdruck (70) von außen gehalten ist, und daß ein aufblasbarer Mantel >s (65) als Führung und Abdichtung vorgesehen ist, der über eint nachschleppbare Leitung (84) mit einer außerhalb der Rohrleitung (16) vorgesehenen Druckmittelquelle verbunden ist, weiche in Abhängigkeit von der Vorschubgeschwindigkeit der Vorrichtung durch die Rohrleitung steuerbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der als Antriebsmotor ein aus dem Vorschubdruckmittel speisbarer Druckmittelmotor vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (64) von dem aufblasbaren Mantel (65) konzentrisch umgeben ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung mit einem flexiblen Zugelement (36) über eine Drehkupplung (80,82,87) verbunden ist, durch welche die Druckmittelleitung (84,88) geführt ist.