DE3218254C1

DE3218254C1 - Reinigungskoerper fuer die Innenreinigung der Roehren von Roehren-Waermetauschern und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE3218254C1
Application number: DE3218254A
Authority: DE
Inventors: Günther 4130 Moers Schmitz
Original assignee: Taprogge GmbH
Current assignee: Taprogge GmbH
Priority date: 1982-05-14
Filing date: 1982-05-14
Publication date: 1984-01-26
Also published as: US4550466A; JPS58210500A; FR2527326A1

Description

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Gegenstand der Erfindung sind Reinigungskörper für die Innenreinigung der Röhren von Röhren-Wärmetauschern, wobei die Reinigungskörper im Kühlwasserstrom mitgeführt und vom Kühlwasser selbsttätig durch die Röhren gepreßt werden und aus offenzelligen Schammgummikugeln bestehen, sowie ein Verfahren zur Herstellung derartiger Reinigungskörper.

Es ist insbesondere bei großen Wärmetauscheranlagen, wie beispielsweise Kondensatoren von Dampfkraftwerken, bekannt, die Kühlwasserrohre dadurch kontinuierlich oder in Intervallen zu reinigen, daß im Kreislauf mit dem Kühlwasser Reinigungskörper in Form von Schwammgummikugeln, deren Durchmesser etwas größer als der der Kühlwasserrohre ist, durch die Kühlwasserrohre gefördert werden. Dadurch werden Ablagerungen in den Röhren sicher verhindert bzw. vorhandene Ablagerungen, soweit sie nicht schon zu hart sind, durch die Kugeln abgerieben. Wesentlich für die Funktionsweise der dabei verwendeten Schwammgummikugeln ist es, daß sie aus offenzelligem Schwammgummi bestehen, damit sie sich mit dem umgebenden Kühlwasser vollsaugen können und sich gleichmäßig im Kühlwasser verteilen, um somit auch alle Röhren sicher zu erreichen.

Um diese Wasseraufnahmefähigkeit zu erreichen, war es bisher üblich, diese Kugeln aus entsprechenden Schwammgummimatten herauszufräsen oder aber derartige Schwammgummikugeln in kugelförmigen Formen zu schäumen. Diese geschäumten Kugeln weisen dabei aber üblicherweise eine geschlossene Haut auf, die nicht oder kaum wasserdurchlässig ist, so daß diese Haut durch Schleifen oder Fräsen entfernt werden mußte, um die Kugeln wasseraufnahmefähig zu machen. Damit bestehen sowohl die aus Matten herausgefrästen Kugeln als auch die in der Form geschäumten Kugeln, deren Haut anschließend entfernt wurde, aus durchgehend einheitlichem Material, das voll wasseraufnahmefähig ist.

Insgesamt haben sich diese Schwammgummikugeln bei der Reinigung der Röhren von Wärmetauschern bewährt; lediglich in einigen Fällen bei Rohren mit zu großer Rauhigkeit der Innenwandung hat sich ein zu großer Abrieb ergeben, so daß die Kugeln sehr schnell ersetzt werden müssen, da sie sonst für die Reinigung einen zu geringen Durchmesser aufweisen.

Der offenzellige Schwammgummi für derartige Kugeln wird im allgemeinen aus herkömmlichen Mischungen aus Natur- oder Synthesekautschuk mit den üblichen Zusätzen an Beschleunigern, Alterungschutzmitteln, Weichmachern und Füllstoffen hergestellt, die in Formen gefüllt werden, dort aufschäumen und unter Temperaturerhöhung und Druck ausvulkanisieren. Derartige Mischungen sind beispielsweise bekannt aus dem Buch »Einführung in die Rezeptentwicklung der Gummiindustrie« von Dipl.-Chem. Werner Kleemann, VEB Deutscher Verlag für Kunststoffindustrie, Leipzig, 1966, insbesondere Seite 493-501, sowie aus dem Informationsblatt Nr. 69 der NRPRA (The Natural Rubber Bureau [Malayan Rubber Fund Board]), 6000 Frankfurt/Main, Eschenheimer Landstr. 275. Die dort beschriebenen Mischungen weisen im allgemeinen als Weichmacher einen Anteil von Stearinsäure in Höhe von 2 bis 12 Gew.-% auf und ergeben die oben beschriebenen Schwammgummikugeln.

Der vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, Reinigungskörper bzw. Schwammgummikugeln zu schaffen, die eine höhere Abriebfestigkeit und gleichzeitig eine gute Wasseraufnahmefähigkeit aufweisen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist daher erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Schwammgummikugeln eine integrale, offenporige und wasserdurchlässige Haut aufweisen.

Durch eine derartige integrale Haut ergibt sich eine sehr hohe Abriebfestigkeit und damit gute Reinigungswirkung der Schwammgummikugeln, wobei andererseits durch die Offenporigkeit der Haut die im Innern offenzelligen Schwammgummikugeln sehr leicht Wasser aufnehmen können.

Die Schwammgummikugeln können dabei eine glatte Hautoberfläche oder aber eine strukturierte Oberfläche mit Erhebungen und/oder Vertiefungen aufweisen.

Zweckmäßig ist es dabei, wenn die Oberfläche der Schwammgummikugeln mit noppenartigen Ansätzen versehen ist.

Es ist aber auch möglich, daß die Oberfläche der Schwammgummikugeln mit lamellenartigen Stegen versehen ist, wobei die Stege in Form von sechseckigen Waben ausgebildet sein können.

Desweiteren ist zur Lösung der gestellten Aufgabe ein Verfahren zur Herstellung derartiger Reinigungskörper vorgesehen, wonach erfindungsgemäß der Kautschuk-Mischung 15 bis 25 Gew.-% Stearinsäure - bezogen auf das Gewicht der Kautschuk-Mischung - als Weichmacher zugesetzt werden.

Ein derartig hoher Stearinsäureanteil ergibt dabei bei in der Form geschäumten Schwammgummikugeln eine derartige offenporige Haut, daß einerseits diese Kugeln eine hohe Abriebfestigkeit und andererseits eine gute Wasseraufnahmefähigkeit aufweisen.

Durch eine entsprechende Formgebung der Schäumform können diese Schwammgummikugeln mit einer strukturierten Oberfläche versehen werden, wobei durch angenähert zylindrische Vertiefungen in der Schäumform eine noppenartige Oberfläche und durch lamellen- oder wabenförmige Vertiefungen eine Oberfläche mit vorstehenden Stegen erhalten werden kann.

Anhand einer schematischen Zeichnung sind verschiedene Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Reinigungskörper dargestellt. Dabei zeigt

Fig. 1 .eine Schwammgummikugel mit glatter Oberfläche im Querschnitt und teilweise in Ansicht,

Fig. 2 eine Schwammgummikugel mit einer noppenartigen Oberfläche im Querschnitt und in Teilansicht und

Fig. 3 eine Schwammgummikugel mit wabenartigen Lamellen auf der Oberfläche im Querschnitt und teilweise in Aufsicht.

Die in Fig. 1 weitgehend im Querschnitt dargestellte Schwammgummikugel 1 mit glatter Oberfläche 3 weist einen offenzelligen Kern 2 auf, der sich zur Oberfläche hin in eine integrale Haut 3 verdichtet und zahlreiche offene Poren 4 aufweist. Diese Haut 3 und die Poren 4 sind dabei zur besseren Darstellung stark schematisch >o vereinfacht, um die Funktionsweise besser zu erläutern; tatsächlich verdichtet sich die Haut allmählich zu einer dichten Fläche, und die Poren 4 sind sehr viel kleiner.

Durch diese Offenporigkeit der integralen Haut 3 wird also erreicht, daß die im Innern offenzellige Schwammgummikugel 1 auch voll gewässert werden kann, d. h. daß sie sich mit Wasser vollsaugt. Demgegenüber gewährleistet die dichte Haut 3 eine bessere Abriebfestigkeit und damit eine höhere Standfestigkeit der Kugel.

Nach Fig. 2 ist die Schwammgummikugel 5 zur weiteren Erhöhung ihrer Reinigungswirkung auf ihrer Oberfläche mit noppenartigen Ansätzen 6 versehen, die zylindrisch oder auch prismatisch ausgebildet sein können. Diese Noppen 6 können dadurch angeformt werden, daß In die Innenfläche der kugelförmigen Schäumform entsprechend angenähert zylindrische Vertiefungen eingelassen sind, die sich mit der Rohmischung füllen bzw. in die beim Aufschäumen der Mischung ebenfalls Schwammgummimaterial eindringt.

Wegen des geringen Volumens der einzelnen Noppen 6 wird das die Noppen bildende Material im allgemeinen nur eine geringe zellige Struktur, jedoch eine geschlossene Außenhaut aufweisen. Wesentlich ist es jedoch, daß die Oberflächenabschnitte 7 der eigentlichen Kugelfläche zwischen den einzelnen Noppen 6 offenporig ist, damit hierdurch die Schwammgummikugel 5 Wasser aufnehmen kann. Die höhere Dichte der Noppen 6, in denen das Material nicht voll aufgeschäumt ist, ist dabei für die Reinigungswirkung dieser Schwammgummikugel insgesamt auch von größerem Vorteil, da damit auch eine größere Reinigungswirkung erzielt wird.

Eine weitere Ausführungsform einer Schwammgummikugel mit strukturierter Oberfläche ist in Fig. 3 dargestellt. Dabei weist die Schwammgummikugel 8 an ihrer Oberfläche stegförmige Lamellen 9 auf, die etwa die Form sechseckiger Waben haben können. Zur Herstellung wird auch hierbei ein etwa wabenförmiges Muster in die Innenfläche der kugeligen Schäumform eingeschnitten, wobei die einzelnen Einschnitte sich dann mit dem Schwammgummirohmaterial füllen.

Auch hierbei werden die Stege 9, eine dichtere Konsistenz aufweisen, während die Kugeloberflächenabschnitte 10 zwischen den einzelnen Stegen offenporig sind, so daß sich auch hierbei der offenzellige Kern 2 bei Einsatz der Schwammgummikugeln leicht mit Wasser vollsaugen kann.

Für die Möglichkeiten einer Strukturierung der Oberfläche der Schwammgummikugeln sind vorstehend nur zwei Ausführungsformen erläutert. Darüber hinaus sind auch andere Formen der Strukturierung möglich, die einerseits eine höhere Reinigungsleistung der Schwammgummikugeln gewährleisten, andererseits aber so ausgebildet sein müssen, daß zwischen den einzelnen Strukturelementen noch poröse Bereiche der eigentlichen Kugeloberfläche verbleiben, durch die eine Wasseraufnahme des zelligen Kerns möglich ist.

Beispiel

Die gute Wasseraufnahmefähigkeit der beschriebenen Schwammgummikugeln sei durch folgende Vergleichsversuche gezeigt. Dabei wurden die Schwammgummikugeln so oft unter Wasser zusammengepreßt, bis sie selbständig im Wasser untersanken, d. h. bis praktisch alle Luft in der Kugel durch.Wasser ersetzt war. Die dafür erforderliche Anzahl an Bewässerungshüben ist dabei ein Maß für die Wasseraufnahmefähigkeit bzw. die Offenporigkeit der Haut.

Es wurden dabei folgende Schwammgummikugeln untersucht: (a) herkömmliche Kugel mit abgefräster Haut, (b) herkömmliche Kugel im Rohzustand mit angeschäumter Haut und (c) erfindungsgemäße Kugel im Rohzustand nach Entnahme aus der Schäumform.

Es galten dabei folgende Versuchsbedingungen:

Kugeldurchmesser:

Verformungskraft:

Verformungsgeschwindigkeit:

Versuchsergebnisse:

(a) gefräste Kugel:

(b) Kugelrohling:

(c) erfindungsgemäße Kugel:

25 mm

70 N (Endwert)

0,11 m/s

6 Hübe

> 30 Hübe
(nach 30 Hüben
noch kein
Absinken)

7 Hübe

Damit hat sich gezeigt, daß die erfindungsgemäf3e Kugel mit der integralen, offenporigen Haut praktisch die gleiche Wasseraufnahmefähigkeit besitzt wie die herkömmlich verwendeten mit einer geschliffenen oder gefrästen Oberfläche, jedoch eine erheblich höhere S Abriebfestigkeit aufweist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

- Leerseite

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Claims

Patentansprüche:

1. Reinigungskörper für die Innenreinigung der Röhren von Röhren-Wärmetauschern, wobei die Reinigungskörper im Kühlwasserstrom mitgeführt und vom Kühlwasser selbsttätig durch die Röhren gepreßt werden und aus offenzelligen Schwammgummikugeln bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwammgummikugeln (1; 5; 8) eine integrale, offenporige und wasserdurchlässige Haut (3; 7; 10) aufweisen.

2. Reinigungskörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwammgummikugeln (1) eine glatte Hautoberfläche (3) aufweisen.

3. Reinigungskörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwammgummikugeln (5; 8) eine strukturierte Oberfläche mit Erhebungen und/oder Vertiefungen (6; 9) aufweisen.

4. Reinigungskörper nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche (7) der Schwammgummikugeln (5) mit noppenartigen Ansätzen (6) versehen ist.

5. Reinigungskörper nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche (10) der Schwammgummikugeln (8) mit lamellenartigen Stegen (9) versehen ist.

6. Reinigungskörper nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die lamellenartigen Stege (9) in Form sechseckiger Waben ausgebildet sind.

7. Reinigungskörper nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Oberfläche (7; 10) der Schwammgummikugeln (5; 8) zwischen den einzelnen Erhebungen (6; 9) offenporig ausgebildet ist.

8. Verfahren zur Herstellung von offenporigen Reinigungskörpern nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei die als Schwammgummikugeln ausgebildeten Reinigungskörper aus einer Kautschukmischung unter Zusatz von Treibmitteln und Weichmachern in geschlossenen kugelförmigen Formen geschäumt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Kautschuk-Mischung 15 bis 25 Gew.-96 Stearinsäure - bezogen auf das Gewicht der Kautschuk-Mischung - als Weichmacher zugesetzt werden.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwammgummikugeln mit einer glatten Oberfläche versehen werden.

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwammgummikugeln mit einer strukturierten Oberfläche durch entsprechende Formgebung der Schäumform versehen werden.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß in die Oberfläche der kugeligen Schäumform angenähert zylindrische Vertiefungen zur Erzeugung einer noppenartigen Oberfläche der Schwammgummikugeln eingelassen werden.

12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß in die Innenfläche der Schäumform lamellen- oder wabenartige Vertiefungen zur Erzeugung einer Schwammgummikugeloberfläche mit vorstehenden Stegen eingeformt werden.