DE2945227A1

DE2945227A1 - Rohrreinigungsgeraet

Info

Publication number: DE2945227A1
Application number: DE19792945227
Authority: DE
Inventors: Ing.(grad.) Edmond 4650 Gelsenkirchen Tuttaß
Original assignee: Ruhrkohle AG
Current assignee: RAG AG
Priority date: 1979-11-09
Filing date: 1979-11-09
Publication date: 1981-05-21
Also published as: CH649232A5; DE2945227C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Rohrreinigungsgerät, das mit Hilfe eines in der Rohrleitung strömenden Mediums vorgetrieben wird und dabei die Rohrleitung von insbesondere harten Verkrustungen innen reinigt und einen dem Druck ausgesetzten Antriebsteil sowie einen zentrischen Verbindungsteil für einen Reinigungsteil aufweist, an dem mit einem Federsystem zusammenwirkende Reinigungselemente vorgesehen sind.

In "Die Technik", 10. Jahrgang, Heft 5 vom Juni 1956, Seite 361 bis 368, wird von C. Köhler ausführlich über die Wiederinstandsetzung von Rohrleitungen und Rohrnetzen berichtet. Dabei beschreibt er auch Rohrreiniger mit Druckluft-Drehkolbenmotoren und solche mit Turbinenantrieb für Druckwasser. Diese Reinigungsgeräte, die auch als "Rohrmolch" bezeichnet werden, bestehen aus den Bohrkörper mit dem für den Antrieb durch Druckluft oder Druckwasser meist direkt gekoppelten Antriebsaggregat, das den Bohrkörper in drehende Bewegung versetzt. Durch die dabei entstehende Fliehkraft werden sich drehende und schlagende Fräser gegen die Rohrwand gedrückt, die fest haftenden Ablagerungen zerkleinert und durch das Betriebsmittel, also Druckluft bzw. Druckwasser aus dem Rohr herausgefördert. Das Antriebsmittel wird durch eine biegsame Hohlwelle zugeführt, die gleichzeitig dem Vorschub dient. Die jeweils zu reinigenden Rohrlängen liegen in der Größenordnung von maximal 100 m.

Ein Fortschritt diesen Aggregaten gegenüber stellt ein ebenfalls a. a. 0. beschriebenes Gerät dar, das aus einem Bohrkopf besteht, dessen die Fräsrollen tragende Hebel schwach federnd auf einem Kreuzstück einer Welle gelagert sind. Eine Turbine enthält im Inneren ein Turbinenrad, das durch die vom Druck des Betriebsmittels abhängige Strömungsgeschwindigkeit in drehende Bewegung versetzt wird und die Bewegung auf den Bohrkopf überträgt. Die Turbine ist dabei durch am Turbinenkörper angebrachte Gleitfedern geführt, die bremsend an der Rohrwand schleifen und verhindern, daß sich die Turbine selbst dreht. Durch die Fliehkraft des sich schnell drehenden Bohrkopfes werden die Fräsrollenhebel gegen die Rohrwand gedrückt

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und die Ablagerungen durch die scharfkantigen Zähne der Fräsronen staub- oder kleinkörnig zerschlagen.

Das zum Betrieb der Turbine erforderliche Druckwasser spült gleichzeitig die gelösten Ablagerungen mit fort.

Von W. Köllner wird in einem Sonderdruck aus "ndz" Neue DELIWA-Zeitschrift, Heft 9/66 - Gebr. Jänecke Verlag, Hannover, die Reinhart-Rohr-Reinigung beschrieben. Dieses Gerät ist so aufgebaut, daß es Norm-Bögen und Schieber, Düker und Unterbrechungen durch Wassertöpfe durchfahren und sowohl steigend als auch fallend (bis zur Senkrechten) einwandfrei arbeiten kann. Das Gerät besteht aus einem vorderen Messerkopf, einem diesem nachfolgenden hinteren Messerkopf, einem Propulsorantrieb und gegebenenfalls nachgeschaltete Polierrollen, Ordnungsgeräte und Führungsfedern.

Das wichtigste Element ist der Propulsorantrieb, der im wesentlichen aus zwei gegeneinander arbeitenden, schnell schließenden Klappenreihen auf einer zentrischen Schubstange besteht. Schlitze zwischen den Klappen gestatten auch bei blockiertem Gerät ausreichenden Wasserdurchfluß. Die Klappen schließen über Lederabdichtungen ca. 10 bis 20 mal pro Sekunde und bremsen entsprechend den durchlaufenden Wasserstrom. Die aufgenommenen Bewegungsimpulse erzeugen Antriebsschläge, die über den vorgekoppelten Messerkopf die Rohrverkrustungen aufsprengen.

Dieses Gerät hat jedoch einen vergleichsweise hohen Wasserbedarf, der nicht in allen Fällen und insbesondere nicht über längere Zeiträume angeboten werden kann, weil beispielsweise keine Sümpfe vorhanden sind. Außerdem zeigte es sich, daß die wachsende, an die Rohrwand grenzende Hartschale, die aus Kalzium- und Eisenverbindungen besteht, nicht gänzlich abgelöst werden konnte, sondern überwiegend die weichen Eisenoxid-Aufschichtungen auf dieser Hartschale. Weiterhin ist dieses Gerät, insbesondere in seinem Antriebsteil, jeweils auf einen ganz bestimmten Innendurchmesser gebaut. Größere Abweichungen, z.B. in einer druckgestuften Steigeleitung erfordern einen zweiten Antrieb <y\&r das Auswechseln des Gerätes.

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Aufgabe der Erfindung ist es somit, ein Reinigungsgerät zu schaffen, mit dem es bei geringstmöglichstem Wasserbedarf möglich ist, selbst hartverkrustete Ablagerungen an der Rohrinnenwand vollständig zu beseitigen und auch w-echselnde Innendurchmesser zu überbrücken (beispielsweise in einer Steigeleitung DN 300, PN 10 bis 160 —-fr Innendurchmesser 270 bis 310 mm).

Diese Aufgabe läßt sich durch ein Gerät lösen, das erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß der Antriebsteil aus einer dem Querschnitt des zu reinigenden Rohres angepaßten, am hinteren Ende des vorzugsweise rohrförmig ausgebildeten Verbindungsteiles angebrachten Manschette besteht und der Reinigungsteil von über den Umfang des Verbindungsteils angeordneten, nach rückwärtseinwärts gebogenen, unter der Wirkung von sie nach außen drückenden Federn stehenden sowie des statischen Überdruckes Klappen gebildet ist, auf die nach außen weisende Reißborsten oder ähnliche Reißwerkzeuge aufgesetzt sind.

Beim Durchfluß des dieses Gerät vorantreibenden Wassers wird dieses Wasser über die Klappen geleitet und diese geraten in Schwingungen, die in der Größenordnung von zwanzig Schwingungen in der Sekunde liegen. Dabei zerreißen die Reißborsten auf diesen Klappen die Hartverkrustungen in spülgerechte Teilchen von ca. 4x4 mm. Das gelöste Material wird durch das das Spülwasser bildende Druckwasser, dessen Strömungsgeschwindigkeit über den Klappen unmittelbar an der Rohrwandung in der Größenordnung von 20 m/sec liegt, erzeugt. Die Zunahme der Strömungsgeschwindigkeit bis in den engsten Bereich der gewölbten Klappen erhöht den dynamischen Druck und reduziert den statischen Druck. Unterhalb der Klappen ist der statische Druck um 1 bis 2 bar größer und preßt die Borsten in die Verkrustung, Die Strömung wird unterbrochen, die Klappe schlägt zurück usw.. Diese Schwingbewegung wird zusätzlich durch Federn angeregt. Die gewölbte Form vermeidet weitgehend Strömungsverluste beim Beschleunigen bzw. Ver-

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zögern des Mediums über den Klappen. Das Material wird vor das Gerät gespült und abgefördert. Die Weichverkrustungen lösen sich lediglich durch den hohen Strömungsfluß und werden ebenfalls abgespült. Es hat sich gezeigt, daß für 1.100 m Schachtsteigeleitung mit Anschlußleitungen nur eine Reinigungsdauer von 28 Minuten erforderlich ist.

Der vergleichsweise empfindliche Aufbau des RRR-Gerätes, wie es oben im Zusammenhang mit dem Reinhart-Reinigungsverfahren beschrieben worden ist, ist beim erfindungsgemäßen Gerät vermieden. Das Gerät ist robust und ist allein schon aus diesem Grunde in der Lage, ohne die Gefahr des Abreißens von Gerätebestandteilen die vergleichsweise harten Verkrustungen zu lösen.

Es ist möglich, nur bei jeder zweiten Klappe eine Feder vorzusehen und an den dazwischenliegenden Klappen seitliche Ansätze anzubringen, die sich über die unter Federwirkung stehenden Klappen legen. Sie erhalten damit im wesentlichen gleiche oder ähnliche Antriebsimpulse wie die unter Federkraft stehenden Klappen und es sind eine der wenigen etwas anfälligeren Elemente, nämlich die Federn in ihrer Anzahl bedeutend verringert. Anstelle der radialen Federanordnung ist auch die axiale Anordnung möglich.

Die Manschette kann in weiterer Ausbildung aus einer Grundmanschette von in etwa dem Durchmesser des zu reinigenden Rohres und wenigstens einer über den Umfang mit Schlitzen versehenen Zusatzmanschette bestehen, deren Durchmesser

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größer als der der Grundmanschette ist. Auf diese Weise erfolgt eine bessere Abdichtung und eine stärkere Bündelung der Strömungen des Druckwassers, wodurch sich der Wirkungsgrad des erfindungsgemäßen Gerätes erheblich verbessern läßt.

Auf dem Verbindungsteil können in axialem Abstand zwei Kränze von unter Federkraft stehenden und mit Reißdornen bestückten Klappen vorgesehen sein, was nicht nur den Wirkungsgrad des Gerätes erhöht, sondern auch seine Führung bei seiner Wanderung durch die zu reinigende Rohrleitung günstig beeinflußt.

Die Klappen lassen sich in weiterer Ausbildung der Erfindung mit einem sich auf dem Verbindungsteil legenden Begrenzungsanschlag versehen, der gegebenenfalls einstellbar ist.

Am vorderen Ende des Verlängerungsteils kann eine Zugöse vorgesehen sein.

Das erfindungsgemäße Gerät reinigt auch Rohrleitungen, die mit härtesten Inkrustierungen belegt sind. Das Reinigungsgerät ist ohne Beeinträchtigung der Reinigungswirkung den verschiedensten Rohrdurchmessern anpaßbar. Die Kosten für die Erstellung eines solchen Reinigungsgerätes lassen sich auf ein Minimum halten. Die Betriebskosten liegen außerordentlich niedrig. Neben diesen wirtschaftlichen Vorteilen ergeben sich auch erhebliche technische Vorteile. Es ist gelungen, mit dem erfindungsgemäßen Gerät auch Hartverkrustungen in einer Steigeleitung zu lösen. Damit kann die als höchst problematisch anzusehende chemische Reinigung mit

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den mit ihr zwangsläufig verbundenen erheblichen Kosten vermieden werden.

Es ist mit dem erfindungsgemäßen Gerät eine häufige Reinigung der Steigeleitungen möglich, was zu einer Energieeinsparung an den Pumpen führt, weil ein geringerer Pumpendruck ausreichend ist und damit ein erhöhter Wirkungsgrad der Pumpen erzielt werden kann. Auch Untertage verlegte Leitungen lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Gerät außerordentlich billig säubern. Schließlich kann durch häufig aufeinanderfolgend durchgeführte Reinigung mit dem erfindungsgemäßen Gerät der Aufwand an Impfmaßnahmen gegebenenfalls eingeschränkt werden.

Es zeigen

Fig. 1 eine Prinzipskizze zur Erläuterung des Einsatzes

des erfindungsgemäßen Gerätes;

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung einer bevorzugten

Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reinigungsgerätes ;

Fig. 3 eine Stirnansicht des erfindungsgemäßen Reinigungs

gerätes im Einsatz in einem Rohr, das strichpunktiert schematisch angedeutet ist;

Fig. 4 jeweils im Schnitt in der linken Hälfte eine Klappe

mit Anlage der Reißborsten an der Innenwand des Rohres und auf der rechten Seite die beispielsweise durch ein Hindernis verschwenkte Klappe und

Fi<7· 5 in der Fig. 1 entsprechender Darstellung eine andere

Ausführungsform.

In der zu reinigenden Rohrleitung 1 ist das erfindungsgemäße Gerät 2 einge setzt, das aus einem dem Wasserdruck, wie er durch die Vielzahl von Pfeilen angedeutet ist, ausgesetzten Antriebsteil 3 und einem Reinigungs-

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teil besteht, der sich beim wiedergegebenen Ausführungsbeispiel aus zwei Reinigungsteilen 4, 5 zusammensetzt. Beide sind, wie die Zeichnung erkennen läßt, im wesentlichen gleich aufgebaut und befinden sich auf einem Verbindungsteil 6, der an seinem hinteren Ende den Antriebsteil 3 enthält und am vorderen Ende mit einer Zugöse 7 versehen sein kann. Gegebenenfalls kann auch am hinteren Ende eine öse 8 vorgesehen werden.

Der Druck des strömenden Mediums, bei dem es sich im allgemeinen um Wasser handeln wird, wirkt auf die beiden hintereinandergesetzten Manschetten 9, 10, die zwischen entsprechenden Befestigungsplatten 11, 12 am hinteren Ende des Verbindungsteiles festgeklemmt sind. In Fig. 2 ist die Befestigungsplatte -11 zu erkennen, auf die sich die Manschette 9 legt. Man erkennt bei der Manschette 10, daß sie über den Umfang radiale Schlitze 13 aufweist, so daß sich die entsprechenden Manschettensektoren 14, wie aus Fig. 1 ersichtlich, nach hinten abdichtend an die RoL wand anlegen können, zwischen diesen einzelnen Sektoren jedoch Durchflußräume für das strömende Medium verbleiben, wie es durch die Pfeile angedeutet ist. Die beiden Reinigungsteile 4, 5 sind in ihrem Aufbau identisch.

Wie man aus Fig. 3 erkennt, sind auf dem rohrförmigen vorne geschlossenen Verbindungstell 6 sowohl vorne im Bereich des vorderen Reinigungselementenkranzes als auch hinten im Bereich des hinteren Reinigungselementenkranzes, entsprechende Ohren 15, 16 aufgeschweißt, die einen Ansatz 17 (Fig. 4) schwenkbar lagern, an dem die U-förmigen Querschnitt aufweisenden Klappen 18 (vgl. auch Fig. 4) tragen. Auf diesen Klappen sitzen Reißborsten in Form von Stiften 19 bzw. bügeiförmigen Elementen 20, wie sie besonders deutlich in Fig. 2 erkennbar sind. Die Klappen weisen im Inneren einen Zapfen 21 auf (vgl. Fig. 4), über den das eine Ende einer Druckfeder 22 gesetzt ist, deren anderes Ende über einei Zapfen 23 greift, der auf dem Verbindungsstück 6 angeschweißt ist. Die Klappen 18 werden somit, wie Fig. 4 deutlich erkennen läßt, gegen die Innenwand des Rohres 1 angedrückt, können aber gegen die Wirkung der Feder 22, wie der rechte Teil der Fig. 4 zeigt, entsprechend dem angetroffenen Widerstand ausgelenkt werden.

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Wie man aus Fig. 3, aber auch aus Fig. 2 erkennt, sind an den nicht unter der Wirkung einer Feder 22 stehenden Klappen Ansätze, 24, 25 angeschweißt, die sich über die unter der Wirkung einer Feder stehenden Klappen legen, so daß das gesamte Klappensystem unter die Wirkung der Federn gestellt ist.

Aus Fig. 2 läßt sich bei dem hinteren Kranz 4 erkennen, daß die Klappen Anschläge 26 am Ende des Ansatzes 17 aufweisen, die die radiale Erstreckung der Klappen nach außen begrenzen.

Ist das erfindungsgemäße Gerät in geeigneter Weise in die zu reinigende Rohrleitung eingesetzt, dann wird gegen seinen Antriebsteil von rückwärts, wie in Fig. 1 durch die Vielzahl paralleler Pfeile angedeutet, das unter Druck stehende Medium, vorzugsweise Druckwasser aufgegeben, das das Reinigungsgerät in Rohrachsrichtung vor sich hertreibt. Durch das zwischen den Zwischenräumen 13 nach vorne austretende Wasser werden die Klappen in Schwingungen versetzt, wie es in Fig. 1 durch die Doppelpfeile angedeutet ist. Dabei schlagen die Reißborsten 19, 20 gegen die Inkrustationen und lösen diese ab. Das Druckwasser spült diese Inkrustationen nach vorne weg, da die Hartverkrustungen durch die Reißborsten in spül gerechte Teilchen zerkleinert werden.

Die auf der Hartverkrustung aufsitzende Weichverkrustung wird lediglich durch den hohen Strömungsfluß über und um die Klappen abgelöst und abgespült.

Das Gerät nach Fig. 5 ist vereinfacht. Seine Innenmanschette 28 stützt sich über die Federn 22 auf Anschlagscheiben ab, welche auf Bolzen 30 mit Sperrmutter oder Splint sitzen.

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Tele« Ο.)?Γ9Ι53 -1 J¹I j// / Telex 5215360

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Bayerische Vereinsbnnk München 952 Dresdner Bnnk AG Herne 7-520499 Postschockkonto Dortmund 558 68-46'

^Re(: A 30 172 B/h

In der Antwort bitte angebeny /p

Zuschrift bitte nach·

Abholfach

8. November 1979

Ruhrkohle Aktiengesellschaft, Rellinghauser Straße 5, 4300 Essen

"Rohrreinigungsgerät"

Patentansprüche

.,Rohrreinigungsgerät, das mit Hilfe eines in der Rohrleitung strömenden Mediums vorgetrieben wird und dabei die Rohrleitung von insbesondere harten Verkrustungen innen reinigt und einen dem Druck ausgesetzten Antriebsteil sowie einen zentrischen Verbindungsteil für einen Reinigungsteil aufweist, an dem mit einem Federsystem zusammenwirkende Reinigungselemente vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsteil (3) aus einer dem Querschnitt des zu reinigenden Rohres (1) angepaßten, am hinteren Ende des rohrförmig ausgebildeten Verbindungsteiles (6) angebrachten Manschette (9, 10) besteht und der Reinigungsteil (4, 5) von über den Umfang des Verbindungsteiles (6) angeordneten, nach rückwärts-einwärts gebogenen, unter der Wirkung von sie nach außen drückenden Federn (22) stehenden Klappen (18) gebildet ist, auf die nach außen weisende und nach hinten verschraubte Reißborsten (19, 20) aufgesetzt sind.

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COPY

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß nur bei jeder zweiten Klappe (18) eine Feder (22) vorgesehen ist und an den dazwischenliegenden Klappen (18) seitliche Ansätze (24, 25) angeordnet sind, die sich über die unter Federwirkung stehenden Klappen (18) legen.

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß die Manschette aus einer Grundmanschette (9) von in etwa dem Durchmesser des zu reinigenden Rohres (1) und wenigstens einer über den Umfang mit Schlitzen (13) versehenen Zusatzmanschette (10) besteht, deren Durchmesser größer als der der Grundmanschette (9) ist.

4. Gerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß auf dem Verbindungsteil (6) in axialem Abstand zwei oder mehr Kränze von unter Federkraft (22) stehenden und mit Reißdornen (19, 20) bestückten Klappen (18) vorgesehen sind.

5. Gerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappen (18) mit einem sich auf dem Verbindungsteil (6) legenden Begrenzungsanschlag (26) versehen sind.

6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Begrenzungsanschlag (26) einstellbar ist.

7. Gerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am vorderen Ende des Verbindungsteiles (6) eine Zugöse (7) vorgesehen ist.

der

8. Gerät nach einem oder mehreren/vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß anstelle des zweiten Klappenkranzes der Antriebsteil zusätzlich mehrere Abdicht- und Reinigungsmanschetten aufweist, wie sie in dem Reinigungsgerät für kunststoffbe-

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schichtete Leitungen beschrieben sind.

9. GerSt nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß anstelle der MaBchettenschlitze Bohrungen (27) im Verbindungsteil versehen sind.

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