DE3040995A1

DE3040995A1 - Vorrichtung zum erzeugen einer reinigungsspruehzerstaeubung

Info

Publication number: DE3040995A1
Application number: DE19803040995
Authority: DE
Inventors: David Henry Cranfield Bedford Saunders
Original assignee: National Research Development Corp UK
Current assignee: National Research Development Corp UK
Priority date: 1979-11-09
Filing date: 1980-10-31
Publication date: 1981-05-27
Also published as: US4380477A; AU6418280A; AU538501B2; FR2469247A1; NO803342L

Description

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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen einer ReinigungsSprühzerstäubung nach dem Oberbegriff des vorstehenden Anspruchs 1. Ferner bezieht sich die Erfindung auf die Verwendung von Flüssigkeitsstrahlen, die Schmirgelpartikel für Reinigungszwecke enthalten. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf die Reinigung der Innenflächen von Rohren und Behältern, insbesondere von Rohren, die bei der Draenung, bei Abwassern und chemischen Anlagen verwendet werden.

Es ist bekannt, derartige Rohre dadurch zu reinigen, daß man in ihre Mitte einen Hochdruckwasserschlauch hinabläßt, an dessen einem Ende eine Mehrfachdüse derart angeordnet ist, daß sie koaxial zum Rohr liegt und eine Reihe von einzelnen Strahlen gegen die Innenwand des Rohres abgibt bzw. entlädt. Die Erfahrung zeigt jedoch, daß wenn nicht entweder die Düse oder das Rohr gedreht werden kann, die gesamte Rohrwand nicht sauber bzw. gereinigt wird. Die Erfahrung zeigt ferner, daß Wasser allein häufig derartige Rohre nicht ausreichend säubern kann, sodaß Versuche unternommen worden sind, um Sprühstrahlen zu erzeugen, die sowohl Wasser als auch Schmirgelpartikel enthalten, indem der Schmirgelstoff in einem Wasserstrahl mitgerissen wird, nachdem er die Düse verlassen hat; eine Technik, die häufig zur Reinigung von Außenflächen eingesetzt worden ist. Diese Technik löst jedoch nicht das Problem der Reinigung der gesamten Rohrwand.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile des Standes der Technik mit einer einfachen und wirtschaftlichen Vorrichtung zu beseitigen.

Erfindungsgemäß wird dieses durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Vorrichtung gelöst. Die erfindungsgemäße

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Vorrichtung zum Erzeugen einer Reinigungssprühzerstäubung umfaßt also Mittel, um einen Hochdruckflüssigkeitsstrahl von im wesentlichen konischer Blattform zu erzeugen, sowie Mittel,einen Sprühstrahl zu erzeugen, der Schmirgelpartikel enthält und dessen erzeugte Form koaxial zu einem Kegel ist, wobei die Mittel derart angeordnet sind, daß sich die beiden Strahlen überschneiden und der entstehende Sprühstrahl im wesentlichen konische Form besitzt und sowohl Flüssigkeit als auch Schmirgelpartikel enthält.

Die axiale Richtung des zweiten Strahles kann entweder der des ersten konischen Strahls entsprechen oder ihr entgegengesetzt sein, wobei der zweite Strahl ebenfalls eine Konus- bzw. Kegelform besitzen kann.

Der erste konische Strahl kann durch eine wirbelerzeugende Düse erzeugt werden, und der zweite Strahl kann ebenfalls durch eine derartige Düse erzeugt werden, in welcher die Flüssigkeit und der Schmirgelstoff, die zur Ausbildung eines Breies vorgemischt worden sind, miteinander vor ihrer Abgabe verwirbelt werden, in welcher jedoch der Druck des Breies bzw. Schlammgemisches sehr viel geringer ist, als in der ersten Düse, wodurch der Verschleiß durch Reibung verringert wird.

Die Erfindung umfaßt ferner ein Verfahren zum Reinigen von Rohren, wobei eine derartige erfindungsgemäße Vorrichtung verwendet wird, bei der die Achsen der beiden Strahlen im wesentlichen zur Rohrachse ausgerichtet sind, und wobei die Vorrichtung einen Schlauch umfaßt, durch den die Düsen mit den Quellen von Schmirgelmittel und Druckflüssigkeit, im allgemeinen Wasser, außerhalb des Rohres verbunden sind.

Die Vorrichtung kann ferner Mittel umfassen, die sie

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innerhalb des Rohres in der Mitte halten, wobei sie derart angeordnet ist, daß der entstehende Reinigungsflüssigkeitsstrahl mit den Schmirgelpartikeln "retro-aktiv" bzw. rückwirkend ist, d.h. die Axialrichtung dieses Strahles ist auf das Rohrende gerichtet, an dem die Düsen eingeführt worden sind und aus dem sie später wieder herausgezogen werden, sodaß, während sie rohrabwärts abgezogen werden, der entstandene Sprühstrahl dazu neigt, den Schmutz bzw. Abfall, der schon entfernt worden ist, zum offenen Ende hin auszuschwemmen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann ferner Mittel umfassen, z.B. Leitungen, die Druckluft liefern, die mit dem Raum in Verbindung stehen, der durch die Überschneidung der beiden Strahlen eingeschlossen wird, die Ausbildung eines Vakuums dieses Raumes zu verhindern und dadurch eine Formverzerrung des ersten, zweiten oder entstehenden Strahles zu vermeiden.

Im Folgenden werden mehrere Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 einen schematischen Teilquerschnitt durch ein Rohr, welches durch die erfindungsgemäße Vorrichtung gereinigt wird,

Fig. 2-5 schematische Querschnitte durch

alternative Konstruktionen zur Erzeugung des ersten und zweiten Strahles,

Fig. 6 eine Endansicht der Düse der Fig. 3 für das Schmirgelmittel und

Fig. 7 eine abgeänderte erfindungsgemäße Vorrichtung der Fig. 1.

Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung im Betrieb, wie sie die Innenfläche 1 eines Rohres 2 säubert. Die Vorrichtung umfaßt Düsenanlagen 3, 4, die Kammern 5 bzw. 6 umfassen, wobei in jeder Kammer aus dem Strömungsmittel ein Wirbel gebildet wird, der daraus hervortritt als konischer Strahl, welcher im wesentlichen koaxial zum Rohr 2 verläuft, da er bzw. sie durch Kufen 27 in ihrer Stellung gehalten werden. Die Kammer 5 wird mit Hochdruckwasser beliefert (für ein Abwasserrohr von ungefähr 22,9 cm (9 inches) Innendurchmesser, welches typischerweise 210,92 kp/cm²= 3000 psi aufweist), und zwar durch zwei tangentiale Einlaßöffnungen 7 mittels eines Hochdruckschlauches 8, während die Kammer 6 mit einem Schmirgelwasserbrei durch tangentiale Einlaßöffnungen 9 mittels eines Schlauches 10 beschickt wird. Die Kammer 5 entlädt einen Hochdruckwasserstrahl 11, welcher eine konische Blattform besitzt, aus einer Düse 12, während die Kammer 6 einen konischen blattförmigen Strahl 13 abgibt, der ein Gemisch von Schmirgelstoff und Wasser enthält, wobei dieser aus der Düse 14 austritt. Die beiden Strahlen überschneiden sich an der Querebene 15 und vereinigen sich unter Bildung eines entstehenden Strahles 16, der ein Gemisch von Schmirgelstoff und Wasser umfaßt, und welcher aufgrund der größeren kinetischen Energie des Strahles 11 in die gleiche allgemeine Axialrichtung zeigt, wie dieser Strahl, jedoch besitzt er einen weiteren Kegelwinkel und trifft auf die Innenfläche 1 des Rohres 2 im Bereich der Querebene und reinigt diese so. Die Düsenanlagen 3 und 4 werden zusammengehalten und sind miteinander durch eine hohle Verstrebung 18 verbunden, die ebenfalls dazu dient, die Kammer 5 mit dem Schlauch 8 zu verbinden, wobei die Schläuche 8 und 10 nicht nur dazu dienen, den Beschickungsstoff für die Sprühstrahlen

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zu liefern, sondern ebenfalls als Mittel dienen, wodurch die Vorrichtung in das Rohr eingeführt und später aus ihm wieder herausgezogen werden kann. Es sei festgehalten, daß die generelle axiale Richtung des entstehenden Sprühstrahles 16 entgegengesetzt zu der verläuft, in der die Vorrichtung aus dem Rohr durch Ziehen an den Schläuchen und 10 herausgezogen wird, sodaß die Wirkung des Strahles dann "quetschend" ist, oder den losgelösten Schmutz zur öffnung in der Wand des Rohres 2 fortschwemmt, durch die die Vorrichtung in das Rohrinnere gebracht worden ist.

Die Fig. 2 zeigt eine alternative Konstruktion bzw. Ausführungsform, in der die Hochdruckdüse 12 radial innerhalb der Düse 14 mit niedrigem Druck liegt, sodaß die Strahlen 11 und 13 in die gleiche Axialrichtung weisen und sich an der Querebene 15 treffen, wie zuvor unter Bildung eines entstehenden Strahles 16, der wiederum die Innenwand 1 des Rohres 2 um die Querebene 17 herum trifft. Diese Anordnung bewirkt, was vorteilhaft sein könnte, daß die Schleifpartikel aus dem Sprühstrahl 13 dazu neigen, von der Außenfläche des Sprühstrahls 16 mitgerissen zu werden, welche natürlich die Fläche desjenigen Strahls ist, die die Rohrwand zuerst trifft.

Fig. 3 zeigt eine weitere alternative Konstruktion bzw. Anordnung, bei der die axialen Richtungen der Düsen 11 und 13 entgegengesetzt zueinander verlaufen. In dieser Version der Vorrichtung faßt die Düse 13 jedoch, während die Düse 11 immer noch Hochdruckwasser in konischer Blattform liefert, einen trockenen Schleifstoff. Dieser wird, wie Fig. 6 zeigt, aus öffnungen 20 geschossen, die gleichmäßig um eine ringförmige Endfläche 21 der Anlage 4 beabstandet sind, welche in dieser Version die einfache Form eines Sandbehälters annimmt, mit geeigneten Mitteln

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(nicht gezeigt), um den Sand trocken durch die öffnungen hinauszuschleudern.

Fig. 4 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Version, bei der die Düse 14 des Schmirgelstoff-Wasserstrahls radial innerhalb der Düse 12 liegt, und wobei ihre Mündung axial in die Mündung der Düse 12 eingelassen ist, sodaß dort eine vollständige Vermischung des Schleif- bzw. Schmirgelmittels mit dem Wasser erfolgt, bevor es den Hochgeschwindigkeitsstrahl 11 ausbildet, was deshalb dazu führt, daß Schleifmittel auf die Geschwindigkeit des Strahls 11 zu beschleunigen. Es wird ferner festgestellt, daß, während bei dieser erfindungsgemäßen Version das Schleifmittel in Kontakt mit der Düse 12 tritt, die deshalb aus sehr hartem Material bestehen muß, um den auftretenden Abnutzungserscheinungen zu widerstehen und ebenfalls als Austauschteil vorgesehen werden kann, es nicht in Kontakt mit der Hochdruckwirbelkammer 5 der Anlage 3 tritt, wo es unzweifelhaft einen erheblichen Abrieb hervorrufen würde, unabhängig davon, was für ein Material verwendet wird.

Fig. 5 zeigt eine gegenüber der Vorrichtung der Fig. 1 veränderte Form, bei der eine Leitung 25, die koaxial zu den Schläuchen 8 und 10 liegt und in die Kammer 6 entlädt, Luft zum Raum 26 führt, der durch die Überschneidung der konischen Strahlen 11 und 13 eingeschlossen wird. Da sich dieser Raum als mittiger Kern in beide Kammern 5 und 6 erstreckt, kann die Leitung 25 wie gezeigt an der Endwand der Kammer 6 enden. Die Bewegung der Flüssigkeit der Sprühstrahlen führt dazu, den Raum 26 zu evakuieren, was wiederum bewirkt, daß die Strahlen nach innen gezogen werden. Durch die Verhinderung des Vakuums trägt die Luft aus der Leitung 25 dazu bei, den Kegelwinkel des entstehenden Strahles 16 zu maximieren bzw. vergrößern, und dadurch ebenso die Normalität mit der der Strahl die

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Innenwand 1 des Rohres 2 beaufschlagt und säubert.

Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der Strömungsrichtende Platten 29 eingepaßt sind. Das Vermischen der Strahlen 11 und 13 bei der Ebene 15 könnte die Verbreiterung des Säuberungsbandes auf der Rohrinnenwand bewirken; die Platten 29 tragen dazu bei, diese Verbreiterung anzuhalten und ergeben so ein stärker konzentriertes Säuberungsband.

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Leerseite

Claims

Patentanwalt 304 Q^: 9

MICHAEL KORN

Dipl. Ing.

National Research Development N 11 P 34

Corporation

PO box 236

London SW1E 6SL

Vorrichtung zum Erzeugen einer Reinigungssprühzerstäubung

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Vorrichtung zum Erzeugen einer Reinigungssprühzerstäubung mit einer ersten Düsenanlage, die zur Verbindung mit einer Hochdruckflüssigkeitsquelle und zur Abgabe eines ersten Hochdruckflüssigkeitsstrahles geeignet ist, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Strahl eine im wesentlichen konische Blattform besitzt, und daß eine zweite Düsenanlage vorgesehen ist, die zur Verbindung mit einer Quelle von Schmirgelpartikeln und zur Abgabe eines zweiten Strahles derartiger Partikel geeignet ist, der in der erzeugten Form koaxial zum ersten Strahl ist, und daß die zwei Düsenanlagen derart angeordnet sind, daß sich der erste und der zweite Strahl überschneiden und einen entstehenden Strahl von im wesentlichen konischer Form ausbilden, der sowohl die Flüssigkeit als auch die Schmirgelpartikel enthält.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Richtung des ersten und zweiten Strahles gleich ist.

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D-4000 Düsseldorf 1 · Bahnstraße 62 · Telefon 0211/356338
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axialen Richtungen des ersten und zweiten Strahles entgegengesetzt zueinander verlaufen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Strahl die Form eines Kegels besitzt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Strahl durch eine erste bzw. zweite Wirbel erzeugende Düse erzeugt wird und daß der zweite Strahl dadurch erzeugt wird, daß ein Brei von vorgemischter Flüssigkeit und Schmirgelstoff innerhalb der zweiten Düse vor der Entladung bzw. Abgabe verwirbelt wird.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Abstützungsmittel, die mittig innerhalb eines zu reinigenden zylindrischen Rohres angeordnet sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch Handhabungsmittel·, durch welche die Vorrichtung in einer axialen Richtung in das Innere eines Rohres eingeführt wird und später aus diesem in entgegengesetzter axialer Richtung herausgezogen werden kann, wobei die Handhabungsmittel derart an der Vorrichtung. ' angebracht sind, daß die Axialrichtung des entstehenden Strahles auf das Rohrende gerichtet ist, aus dem die Vorrichtung herausgezogen wird.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Handhabungsmittel· Schläuche umfaßt, die angepaßt sind, um die erste und zweite Düsenaniage mit den Quellen von Flüssigkeit und Schmirgelstoff zu verbinden.

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9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen werden, welche mit dem Raum kommunizieren, der durch das überschneiden des ersten und zweiten Strahles eingeschlossen wird, und daß diese Mittel ein Gas liefern können, wodurch die Ausbildung eines Vakuums innerhalb dieses Raumes und dadurch eine Verformung des ersten, zweiten oder des entstehenden Strahles verhindert wird.
10. Verfahren zur Reinigung von Rohren, gekennzeichnet durch die Verwendung der Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Achsen des ersten, zweiten sowie des entstehenden Strahles zur Rohrachse ausgerichtet sind, und wobei die Vorrichtung axial innerhalb des Rohres bewegt wird, sodaß der Aufprallort des entstehenden Strahles auf die Innenwand des Rohres entsprechend weiter bewegt wird.

Beschreibung:

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