DE2944709C2 - Rohrreinigungsgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Rohrreinigungsgerät, insbesondere für innen beschichtete Rohre gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf die schonende Reinigung der Kunststoffinnenbeschichtung von Rohrleitungen, die z. a. als Wasserleitungen dienen. Insbesondere Abwässer führende Rohrleitungen dieser Art zeigen Inkrustationen, z.B. wenn es sich um sogenannte Steigeleitungen des Untertagebergbaus handelt, durch die die Wasserhaltung einer Grube nach Obertage entwässert. In diesen Fällen handelt e? sich je nach chemischer Zusammensetzung des gepumpten Wassers um besonders harte, vornehmlich aus Kalzium- und Eisenverbindungen bestehende Inkrustationen, die schwer zu entfernen sind, weil bei Nennweiten von ca. 300mm sehr große Längen von z.T. mehreren Kilometern gereinigt werden müssen. Die erfolgreiche Bewältigung solcher Reinigung ,aufgaben setzt neben einer schonenden Entfernung der harten Inkrustationen mit Hilfe des Vortriebes durch das in der Leitung strömende Medium auch voraus, daß Hindernisse und Rohrbögen die Reinigung nicht blockieren.

Bekannt ist ein Rohrreinigungsgerät (DELI WA-Zeitschrift 9/66, Hannover), das mit dem in der zu reinigenden Rohrleitung strömenden Wasser durch einen sogenannten Propulsorantrieb in drehende und gleichzeitig in eine Vorschubbewegung versetzt wird. Der Reinigungskopf besteht aus einem zweiteiligen Messerkopf, dessen Werkzeuge auf Federn gelagert sind. Solche auch Rohrmolche genannten Reinigungsgeräte erweisen sich häufig einerseits als nicht ausreichend stabil. Bei schweren Inkrustationen, hohen Wasserdrükken und großen Wassermengen zerbrechen sie deswegen häufig. Ihre Bruchstücke sind schwer aus der Leitung zu entfernen. Andererseits ist der Antrieb in manchen Falten nicht stark genug. Trotz erheblicher Mengen an strömendem Med'um kann dann ein solches Reinigungsgerät in der Rohrleitung festsitzen, aus der es n^r schwer wieder entfernt werden kann.

Es sind ferner Rohrreinigungsgeräte bekannt (Zeitschrift; »Die Technik« 1955, 361. 368), die einen Turbinenantrieb aufweisen, der hydraulisch und damit auch von dem in einer Leitung fließenden Wasser angetrieben werden kann. Solche Geräte benötigen ebenfalls federnd gelagerte Reinigungsmesser, welche für bestimmte Rohrleitungen ungünstig sind, weil die mechanische Einwirkung der Messer nur so eingestellt

werden kann, daß die empfindliche Beschichtung erhalten bleibt, hürtere Inkrustationen jedoch beseitigt werden. Benutzt man unter solchen Umständen die ebenfalls bekannten Reinigungsgeräte mit Bürsten, die durch Druckwasser in Drehung versetzt werden, dann kann man häufig härtere Inkrustationen und/oder weitgehend, d.h. bis auf geringere Restquerschnitte zugewachsene Rohrleitungen nicht erfolgreich abreinigen. ;

Die Erfindung geht von einem weiter zum Stand der Technik gehörigen Rohrreinigungsgerät aus (US-PS 37 04478). Der rotierende Reinigungskopf ist bei diesem Gerät ein tassenförmiges Element, das mit einem ebenfalls tassenförmigen Schubkopf zusammenarbeitet Diese Elemente sind in stromaufwärtiger Richtung axial offen. Hierdurch soll erreicht werden, daß sich die sphärische Krümmung der Elemente an die Rohrleitung leichter anpressen läßt. Außerdem wird dadurch statischer Druck erzeugt, der das Gerät durch die Rohrleitung treibt Auf der rohrwandnahen Wölbung des tassenförmigen Reinigungäkcpi'es sind Nuten angeordnet deren Kanten die Innenwand ukratzen sollen. Danach werden die Länge der Nuten, ihr gegenseitiger Abstand und ihre Anzahl gewählt

Die bekannte Ausbildung hat zur Folge, daß der Druck, mit dem sich die sphärischen Flächen der Rohrinnenbegrenzung anlegen, unter der Voraussetzung, daß sich der Verformungswiderstand des tassenförmigen Elementes nicht wesentlich ändert, im wesentlichen von der Verformung des Elementes unabhängig ist Das bedeutet daß die Inkrustation der Rohrleitung mit dem gleichen Druck bearbeitet wird, mit dem die Elemente auch auf die Innenbeschichtung des abgereinigten Rohres wirken. Der Nachteil eines solchen Rohrreinigungsgerätes besteht darin, daß Inkrustationen nicht schonend genug entfernt werden, sondern die abgereinigte Innenbeschichtung genau so hoch mechanisch belastet ist wie die vorher vorhandene Inkrustation.

Der Erfinoung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Rohrreinigungsgerät der als bekannt vorausgesetzten Art zu schaffen, das eine die Rohrwandung cchonende Reinigung, jedoch eine starke mechanische Einwirkung auf Inkrustationen ermöglicht

Gemäß der Erfindung besteht eine erste Lösung dieser Aufgabe in den Merkmalen des Anspruches 1. Eine zweite Lösung der gestellten Aufgabe ergibt sich durch die Verwirklichung der Merkmale des Anspruches 2. Zweckmäßige Ausführungsformen der beiden Lösungsmöglichkeiten sind in den Unteransprüchen enthalten.

Auch bei dem erfindungsgemäßen Rohrreinigungsgerät erzeugt die Druckdifferenz vor und hinter dem Schubkopf den Antrieb, der das Gerät durch die Rohrleitung treibt, wobei der Reinigungskopf rotier«. Da aber der Innenraum des Hohlringes nach außen abgeschlossen ist, hängt der Andruck unmittelbar mit dem statischen und dem dynamischen Druck zusammen. Bei schnell laufendem Gerät vermindert sich deswegen der Andruck, während bei langsamer Bewegung des Gerätes der Andruck vermehrt auftritt mit dem Ergebnis, daß die Reinigungswirkung bei starker Inkrustation stärker und bei Erreichen der Rohrwandung schwächer wird. Durch die Anordnung der Reinigungswerkzeuge wird erreicht, daß auch bei starker Inkrustation und Erreichen der Rohrwandung das Gerät weiter durch ά/e Rohrleitung vorgeschoben werden kann. Im Ergebnis kann das neue Reinigungsgerät durch entsprechende Bemessung der Strömungsquerschnitte auf eine jeweils gewünschte Drehbewegung und einen hiervon abhängigen Vorschub eingestelltwerden.

Während für weniger schwierige Inkrustationen die einfachere Ausführungsform gemäß dem ersten erfindungsgemäßen Löaiingsgedanken ausreicht ermöglicht der zweite Lösungsgedanke der Erfindung Ausführungsformen, bei denen sich eine schlagende Bewegungskomponente des Reinigungsgerätes ergibt Hierbei wird die Strömung impulsartig unterbrochen, und es ergibt sich eine vergleichsweise hohe Strömungsgeschwindigkeit am Reinigungskopf. Diese wirkt ihrerseits lösend und gegebenenfalls polierend auf die Innenwand.

Wenn das erfindungsgemäße Reinigungsgerät in der Rohrleitung blockiert wird, was man absichtlich tun wird, um den von dem Gerät gelösten Schmutz ablassen zu können, bevor man das Gerät wieder in Betrieb setzt, strömt gleichwohl Druckmedium durch das Gerät das deswegen die Leitung nicht blockiert Man kann diese Wirkung noch dadurch verstärker,, diß man die Frontseite des Reinigungsgerätes mit einem Auslauf für das Druckmedium versieht der aus einer unveränderlichen öffnung bestehen kann. Durch entsprechende Bemessung des Strömungsquerschnittes ist es möglich, die gewünschte Bewegungsenergie mit dem Druckmedium aufzubringen und dennoch einen Teil des Druckmediums durch das Reinigungsgerät abzuleiten. Vorzugsweise bestehen die Reinigungswerkzeuge bei dem erfindungsgemäßen Rohrreinigungsgerät aus Bandabschnitten, deren Seitenkanten einheitlich mit der jeweiligen Radialebene einen spitzen Winkel einschließen. Dafür eignet sich z. B. Bandgummi. Mit solchen Werkzeugen erreicht man eine schonende mechanische Einwirkung, die bis zu einer Polierwirkung geht Übermäßigem Verschleiß der Werkzeuge kann man andererseits gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung dadurch entgegenwirken, daC zwischen den Bandabschnitten auf dem flexiblen Umfangsteil

■»ο Stahlseil-, Stahlblech- oder Stahllitzenabschnitte angeorciiiet werden, die als Abweiser dienen. Der Schubkopf ist bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung mit radialen und gegebenenfalls gegeneinander versetzten Schlitzen versehen, die in den Scheiben angebracht werden. Diese Scheiben wirken mit ihrer Peripherie ebenfalls reinigend auf die Inkrustationen und die Rohrwandung ein, streifen aber gleichzeitig auch bei der Vorwärtsbewegung des Reinigungsgerätes Schmutz ab.

Die Einzelheiten und andere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsformen anhand der Figuren in der ZeMinung; es zeigt

Fig. 1 schematisch und in Seitenansicht eine erste Ausführungsform de.' Erfindung, wobei das Gerät in einer Rohrleitung gezeichnet ist,

F i g. 2 perspektivisch eine praktische Ausführungsform der Erfindung in Seitenansicht,
F i g. 3 eine Stirnaiisicht des Gegenstandes der F i g. 2, Fig,4 eino abgeänderte Ausführungsform in der F i g. 1 entsprechender Darstellung und

Fig.5 eine vereinfachte Ausflihrungsform in den F i g. 1 und 4 entsprechender Darstellung.
Gemäß der Darstellung der F i g. 1 ist die Strömungs-

^fi5 richtung des Druckmediums — im folgenden wird als Druckmedium Wasser in einer Steigeleitung angenommen — durch Pfeile wiedergegeben. Die Steigeleitung besteht aus Rohren mit zylindrischem Mantel 1. Das

allgemein mit 2 bezeichnete Rohrreinigungsgerät hat einen Reinigungskopf 3, der auf einer Rohrwelle 4 befestigt ist und einen Schubkopf 5, der auf dem anderen Ende der Rohrwelle 4 befestigt ist. Bei der Ausführungsform nach den F i g. 1 uns 2 ist die Rohrwelle zweiteilig und besteht demgemäß aus einem Rohr 6, das über eine Führungsnut 7 in dem von ihn überdeckten Teil 8 eines weiteren Rohres 9 so gelagert ist, daß beide Rohre sich gegeneinander um die gemeinsame Rohrachse verdrehen können. Das außen angeordnete Rohr 6 hat einen Rohrflansch 17 mit mehreren auf einem Lochkreis sitzenden Schraubenbolzen 18 mit Sechskantkopf. Die Gewindeenden der Schraubenbolzen 18 tragen Sechskantmuttern 19, welche (Fig.3) auf einem gemeinsamen Lochkreis eines Deckelflansches 10 angeordnet sind. Zwischen den beiden Flanschen 17, 10 ist ein reifenförmiger Umfangsteil 12 eingespannt. Dieser besteht aus flexiblem Werkstoff, z. B. aus Bandgummi O. dg! Des G?.P.Z€ bildet <?>"<?" Hohlring, der allgemein mit 14 bezeichnet ist und dessen Innenraum mit dem lichten Querschnitt des Rohres 6 kommuniziert.

Das Rohr 9 trägt seinerseits einen Flansch 20 mit mehreren auf einem Lochkreis angeordneten Schraubenbolzen 21 mit Sechskantkopf. Diese Schraubenbolzen dienen zur Befestigung mehrerer Scheiben 22—25 :5 aus flexiblem Werkstoff, beispielsweise ebenfalls aud Bandmaterial, aus dem die Scheiben 22—25 ausgestanzt sind. Die Scheiben sind so auf die mit Muttern versehenen Schraubenbolzen 21 aufgezogen, daß sie, wie aus F i g. 2 ersichtlich, axial hintereinandergeschaltet sind. Sie bilden zusammen mit dem Rohrflansch und dem Rohr 9 den allgemein mit 5 bezeichneten Schubkopf.

Das Rohr 9 ist im Bereich des die Muttern aufnehmenden Deckelflansches 26 offen. J->

Bei dem Ausführungsbetspiel nach den F i g. I und 2 tragen beide Rohre 8, 9 im Bereich der sich überdeckenden Teile Schlitze 27, deren dem Reinigungskopf zugeordnete Enden mit Ausnehmungen 28 vergrößert sind. Diese Ausnehmungen sind im Ausführungsbeispiel nach den F i g. 1 und 2 kreisförmig.

Zwischen den Flanschen 17 und 10 sind außerdem Reinigungswerkzeuge eingespannt, die gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus Bandabschnitten 33 bestehen. Wie sich aus F i g. 3 ergibt, sind insgesamt -»5 acht solcher Bandabschnitte vorgesehen. Die Abschnitte sind so eingespannt, daß sie parallelen Längskanten 34,35 der Bandabschnitte mit entsprechenden Radialebenen durch den Reinigungskopf 3 spitze Winkel einschließen. Dadurch bilden die Längskanten 34,35 der aus den Band°bschnitten 33 bestehenden Reinigungswerkzeuge Schrägflächen, an denen Reaktionskräfte entstehen können.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel sind zwischen aufeinanderfolgenden Bandabschnitten 33 Abweiser 38 in Form von Stahlseilabschnitten angebracht. Diese Abweiser sollen die vorlaufenden Bandkanten schonen und gleichzeitig eine stärkere Einwirkung auf Inkrustationen ermöglichen.

Im Betrieb wird die Rückseite des Schubkopfes, wie durch die Vielzahl von Pfeilen in F i g. I angedeutet, von Druckwasser angeströmt. Dadurch legen sich die Umfangskanten der nach hinten verformten Scheiben 22—25 an der Innenwand des Rohres 1 an. Die Strömung verläuft durch das Rohr 9 und durch die erwähnien Schlitze 27. Insbesondere aus den öffnungen 28 der Schlitze 27 strömt das Druckmedium aus und umströmt im Anschluß daran entsprechend der Richtung der eingezeichneten Pfeile den flexibel ausgebildeten Umfangsteil 14 des Reinigungskopfes 3. Es bedient sich dabei der zwischen aufeinanderfolgenden Bandabschnitten 33 gebildeten Kanäle, weil der Druck des Mediums gleichzeitig den flexiblen Umfangsteil 14 des Hohlrings aufbläht und dadurch die Bandabschnitte 33 den Begrenzungen des Innenquerschnitts der Rohrleitung 1 anlegt. Infolge der beschriebenen Anordnung der Bandabschnitte 33 entstehen auf den Kanten 34 Reaktionskräfte, welche den Reinigungskopf 3 um die Rohrachse rotieren lassen. Dadurch wercbn in schneller Folge die Schlitze 27 und die Ausnehmungen 28 geöffnet und geschlossen. Das hat eine schlagende Bewegung des Reinigungskopfes zur Folge, mit der dieser über seine Werkzeuge auf die Inkrustationen der Rohrleitung 1 einwirkt.

Das Ausführungsbeispiel nach F i g. 4 unterscheidet sich von der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 3 im wesentlichen durch eine bei v'O angedeutete Ausnehmung im stirnseitigen Flansch Iu des Reinigungskopfes, durch die ein Teil des Mediums abfließen kann. Der Anteil des abfließenden Mediums wird weiter durch Ausnehmungen 41 in der Peripherie der Scheiben 22—25 gesteigert. Diese Scheiben besitzen außerdem Reinigungsschlitze 44 (F i g. 2). welche in den einzelnen Scheiben gegeneinander versetzt angeordnet sind.

Ferner sind beim Ausführungsbeispiel nach Fig.4 Schabemesser 45 mit zur Mitte hin ansteigenden Klingenkanten 46 vorgesehen, um die Schabwirkung zu verbessern.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig.5 zeigt im Gegensatz zu den Ausführungsbeispielen nach den F i g. 1 bis 4 eine einteilige Rohrwelle 4, welche mit Bohrungen 47 auf ihrem Umfang versehen ist, um das Medium entsprechend der Pfeilrichtung --.ti den Hohlring zu leiten.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Rohrreinigungsgerät, insbesondere für innenbeschkhtete Rohre, bestehend aus einem rotierenden Reinigungskopf, der außen mit Reinigungswerkzeu-. gen besetzt ist und einen mit dem Reinigungskopf verbundenen Antrieb, der aus einem Druckmedium die Bewegungsenergie für den Reinigungskopf erzeugt, wobei der Reinigungskopf mit einem Schubkopf auf einer von dem Druckmedium durchströmten Rohrwelle angeordnet und mit einem flexibel ausgebildeten Umfangsteil versehen ist, auf dem Reinigungswerkzeuge mit Schrägflächen einen Drehantrieb bilden und wobei mehrere Umfangsöffnungen in der Rohrwelle angebracht sind, da- -'S durch gekennzeichnet, daß beide Ränder des flexiblen Umfangsteiles (12) des Reinigungskopfes (3) mit der Rohrwelle (4) verbunden sind und so ein Hohlring (14) gebildet wird, der mit dem Innenreim der Rohrwelle (4) verbunden ist, und daß die Reinfgungswcrkzcugc (33, 38) bis zur vorderen Befestigung des flexiblen Umfangteiles (12) verlaufen.

2. Rohrreinigungsgerät, insbesondere für innenbeschichtete Rohre, bestehend aus einem rotierenden Reinigungskopf, der außen mit Reinigungswerkzeugen besetzt ist und einen mit dem Reinigungskopf verbundenen Antrieb, der aus einem Druckmedium die Bewegungsenergie für den Reinigungskopf erzeugt, wobei der Reinigungskopf mit einem Schubkop? auf einer von dem Druckmedium durchströmten Rohrwelle angeordnet und mit einem flexibel ausgebildeten Umf'angsteil versehen ist, auf dem Reinigungswerkzeuge mit Schrägflächen einen Drehantrieb bilden und wobei mehrere Umfangsöffnungen in der Rohrwelle angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß beide Ränder des flexiblen Umfangsteiles (12) des Reinigungskopfes (3) mit der Rohrwelle (4) verbunden sind und so ein Hohlring (14) gebildet wird, der mit dem Innenraum der Rohrwelle (4) verbunden ist, und daß die Reinigungswerkzeuge (33,38) bis zur vorderen Befestigung des flexiblen Umfangsteiles (12) verlaufen, daß die Rohrwelle (4) aus zwei sich teilweise zwischen dem Schub- und dem Reinigungskopf ineinanderstecken- *5 den und gegeneinander verdrehbar gelagerten Rohren (S,9) besteht und die Umfangsöffnungen (27, 28; 47) der Rohrwelle (4) in den sich überdeckenden Rohrenden angebracht sind, so daß die Strömung durch die Rohrwelle (4) bei einer Relativdrehung beider Rohre (8,9) zueinander impulsartig unterbrochen wird, wobei der Schubkopf (5) aus mehreren axial hintereinander angeordneten flexiblen Scheiben (22—25) mit radialen Schützen (44) besteht.

3. Rohrreinigungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (22—25) des Schubkopfes (5) mit radialen Schlitzen (4) versehen sind, die um Bogenwinkel gegeneinander versetzt angeordnet sind.

4. Rohrreinigungsgerät nach einem der Ansprü- ^ω ehe 1 und 3 oder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsöffnungen aus axialen Schlitzen (27) bestehen, deren reinigungskopfseitige Enden mit abgerundeten Ausnehmungen (28) verbreitert sind.

5. Rohrreinigungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungswerkzeuge aus Bandabschnitten (33) bestehen, deren Seitenkanten (34,35) einheitlich mit der jeweiligen Radialebene einen spitzen Winkel einschließen.

6. Rohrreinigungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Bandabschnitten (33) auf dem flexiblen Umfangsteil (12) Stahlseil-, Stahlblech- oder Stahllitzenabschnitte angebracht sind, die als? Abweiser (38) dienen.

7. Rohrreinigungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an der Frontseite (10) des Reinigungskopfes (3) Vorschabwerkzeuge (29—32; 45,46) angebracht sind.

8. Rohrreinigungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine Ablauföffnung (40) im Stirnflansch (10) des Reinigungskopfes (3).