DE3910573A1 - Verfahren und vorrichtung zur reinigung der innenflaeche eines langgestreckten hohlkoerpers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung der Innenfläche eines langgestreckten, mit Teilchen verschmutzten Hohlkörpers gemäß dem Gattungsbegriff des Hauptanspruches.

Bei der Herstellung von miteinander verschraubbaren Rohren für die Erdöl- und Erdgasindustrie werden die Rohrenden mittels einer Bearbeitungsmaschine und einem entsprechenden Werkzeug mit einem Gewinde versehen. Bei diesem spanenden Bearbeitungsvorgang bleiben nach dem Schneidvorgang im Rohrinneren Schneidspäne, Zunder und loser Rost liegen. Um diese Schmutzteilchen zu entfernen, ist es üblich, einen Preßluftstrahl auf ein offenes Ende des Rohres zu richten. Dieser Preßluftstrahl tritt aus einer Düse aus, die an einer Lanze befestigt ist, wobei die Lanze manuell gehandhabt wird. In einem bestimmten Abstand zum Ende des Rohres ist eine Auffangwand angeordnet, die die aus dem Rohr herausfliegenden Schmutzteilchen abfängt. Bei dieser Art der Säuberung, die mit großem Lärm verbunden ist, entsteht eine große Staubwolke, so daß die Schmutzteilchen trotz der Auffangwand unkontrolliert in die Umgebung fliegen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Reinigen der Innenfläche langgestreckter, mit Teilchen verschmutzter Hohlkörper anzugeben, das bei vollautomatischer Arbeitsweise ohne Lärm- und Staubbelästigung eine vollständige Reinigung der Innenfläche des Hohlkörpers und eine kontrollierte Entfernung der Schmutzteilchen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Weiterbildende Maßnahmen sowie eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Einrichtung sind in den Unteransprüchen festgelegt.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die bisherige Beseitigung der im Innern des Rohres liegenden Schmutzteilchen mittels eines Preßluftstrahles durch eine Flüssigkeitsspülung ersetzt. Dieses Verfahren hat den großen Vorteil, daß die störende Lärm- und Staubbelästigung entfällt und durch das kontrollierte Abführen der Schmutzteilchen eine Verschmutzung der umliegenden Betriebsbereiche vermieden wird. Außerdem ist das Verfahren so ausgelegt, daß das verschmutzt aus dem Hohlkörper herauslaufende Spritzwasser gereinigt der Strahlseite wieder zugeführt wird. Die vollständige Reinigung der Innenfläche wird dadurch erreicht, daß der austretende Flüssigkeitsstrahl in Form einer kreisenden Bewegung auf die Innenfläche des Hohlkörpers gerichtet ist. Während des Spülprozesses wird der Radius dieser Kreisbewegung fortlaufend so geändert, daß der Innenflächenbereich am Anfang des Rohres mit einem entsprechend großen Radius und weiter fortschreitend die nachfolgenden Innenflächenbereiche mit einem immer kleiner werdenden Radius des kreisenden Flüssigkeitsstrahles bespritzt werden. Damit der ungestörte Abfluß des sich im Grund des Hohlkörpers sammelnden Spritzwassers gewährleistet ist, wird der Hohlkörper während des Spülprozesses in Längsrichtung leicht geneigt, wobei dieser Neigungswinkel im Bereich zwischen 2-4 Grad liegt. Die Spüldauer ist abhängig von der Abmessung, d. h. Innendurchmesser und Länge des Hohlkörpers und liegt zwischen 15-30 Sekunden. Sie ist über ein ein Ventil betätigendes Zeitrelais einstellbar.

Die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist gekennzeichnet durch eine den Hohlkörper aufnehmende Halterung, die als eine langgestreckte, geschlossene Rinne ausgebildet ist. Die Längserstreckung dieser Rinne wird so gewählt, daß sie mindestens gleich oder etwas größer ist als der längste zu reinigende Hohlkörper. Um die Rinne und damit auch den auf ihr liegenden Hohlkörper während des Spülprozesses neigen zu können, ist sie auf einem in der Mitte gelagerten Kipptisch angeordnet. Am Ende des Kipptisches ist ein Hebel angeordnet, der mit einem Ende mit dem Kipptisch und mit dem anderen Ende über einen Kniehebel mit der Kolbenstange eines hydraulischen Zylinders angelenkt verbunden ist, während das Kniehebelgelenk sich auf dem Fundament abstützt. Durch Betätigung des Kolbens wird über den Kniehebel der Kipptisch und die auf ihm gelagerte Rinne abgesenkt, so daß damit die gewünschte Schieflage eingestellt werden kann.

Das aus dem Hohlkörper herauslaufende mit Schmutzteilchen versetzte Spritzwasser wird über die Rinne kontrolliert abgeführt und läuft anschließend in ein Absatzbecken. In diesem Becken werden mittels eines Siebbehälters die Schmutzteilchen vom Schmutzwasser getrennt und das gereinigte Wasser wird über eine Pumpe der Spritzstelle wieder zugeführt. Damit wird der Wasserverbrauch gering gehalten, da nur die am Hohlkörper anhaftenden Wassertropfen ausgetragen werden.

Die Strahldüse, z. B. in Form einer Feuerwehrspritze ist mit einer rückwärtigen stabförmigen Verlängerung des Strahldüsenkörpers auf einem in der Höhe und in axialer Richtung verfahrbaren Tisch gelagert. Damit kann die Spritzvorrichtung vor das offene Ende des Hohlkörpers geschoben und die Mündung je nach Querschnittsgröße des Hohlkörpers auf die entsprechende Höhe eingestellt werden. Die kreisende Bewegung des Flüssigkeitsstrahles wird dadurch erreicht, daß die stabförmige Verlängerung gelenkig gelagert ist und am Ende mit einem Kurbeltrieb verbunden ist. Damit der Radius der kreisenden Bewegung des Flüssigkeitsstrahles während des Spülprozesses verändert werden kann, ist auf der Unterseite des Lagers eine Mutter befestigt, in die eine mit einem Stellmotor verbundene Spindel eingreift. Damit wird der Abstand des Lagers zum Kurbeltrieb verändert, so daß sich bei kurzem Abstand ein großer Radius, bei langem Abstand ein kleinerer Radius ergibt. Der Vorteil dieser Anordnung ist darin zu sehen, daß man zu Beginn des Spülprozesses den Spülstrahl auf den Innenflächenbereich unmittelbar am Anfang des Rohres einstellt und dann weiter fortschreitend die Radien immer kleiner macht, so daß der Strahl immer tiefer in das Rohrinnere eindringt.

Bei der Reinigung im Durchmesser großer Hohlkörper kann nicht ausgeschlossen werden, daß trotz der Rinnenform der den Hohlkörper aufnehmenden Halterung einige Schmutzteilchen über den Rinnenrand hinweg nach unten fallen. Dies ist deshalb möglich, weil im Sinne einer kompakten Konstruktion die Rinnenabmessung nur ganz knapp im Hinblick auf den im Durchmesser größten zu reinigenden Hohlkörper ausgelegt wird. Um trotzdem den Flurbereich sauber zu halten, wird weiterbildend vorgeschlagen, unterhalb des Rinnenbereiches eine Auffangwanne anzuordnen, die einen entlang der Längsachse geführten Kanal aufweist. Um diesen Kanal ausspritzen zu können, wird außerdem vorgeschlagen, an der druckführenden Leitung eine mit einem ansteuerbaren Ventil versehenen Abzweig anzuordnen. Dieser Abzweig ist mit einer am Kanalgrund der Auffangwanne angeordneten stationären Strahldüse verbunden. Nach Beendigung des Spülprozesses des Hohlkörpers wird das Ventil umgesteuert und der Kanal der Auffangwanne mittels der stationären Strahldüse freigespritzt. Das von der Auffangwanne abfließende Wasser wird zusammen mit dem aus dem Hohlkörper herausfließenden Spritzwasser im Absatzbecken gesammelt, gereinigt und der Strahlseite wieder zugeführt.

Für das angestrebte Ziel einer automatisch arbeitenden Spüleinrichtung wird die Spülrinne auf dem Kipptisch nach beiden Seiten schwenkbar gelagert. Damit ist es möglich, daß der zu spülende Hohlkörper von der Bearbeitungsmaschine über einen schräg geneigten Ablaufrost auf die geschwenkte Rinne zurollt und nach dem Schwenken der Rinne in die Mittellage und nach Schrägstellung der Rinne in Längsrichtung der Hohlkörper sich in Spülposition befindet. Nach Beendigung des Spülprozesses wird die Rinne zuerst in die Horizontallage abgesenkt und anschließend nach der anderen Seite geschwenkt und der gereinigte Hohlkörper kann der nächsten Bearbeitungsstation zurollen. Damit eine unterschiedliche Längsposition der auf die Rinne eingerollten und zu reinigenden Hohlkörper in bezug auf das Spülen ausgeglichen werden kann, ist an dem verfahrbaren Tisch der Spüleinrichtung ein Kragarm mit einem Anschlag angeordnet. Dieser Anschlag erstreckt sich bis in den unteren Bereich der Stirnseite des auf der Rinne liegenden Hohlkörpers und steht mit seiner Anschlagseite etwas der Mündung der Strahldüse vor. Damit wird sichergestellt, daß die Mündung der Strahldüse immer auf den gleich einmal gewählten Abstand zur Stirnfläche des Hohlkörpers gefahren wird.

In der Zeichnung wird anhand eines Ausführungsbeispieles die erfindungsgemäße Einrichtung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Längsansicht der erfindungsgemäßen Einrichtung mit angedeutetem Spritzteil,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 1

Fig. 3 einen Längsschnitt des Spritzdüsenbockes

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie B-B in Fig. 3

Fig. 1 zeigt eine Längsansicht der erfindungsgemäßen Einrichtung mit nur einem angedeuteten Spritzteil, der in Fig. 3 in allen Einzelheiten dargestellt ist. Das zu reinigende Rohr 1 ist auf einer langgestreckten geschlossenen Rinne 3 gelagert, die in Höhe eines Absetzbeckens 4 endet. In diesem Absetzbecken 4 befindet sich ein Siebbehälter 5. In dem die aus dem Rohr 1 herausfließende mit Teilchen verschmutzte Flüssigkeit 6 - hier symbolhaft gestrichelt dargestellt - aufgefangen und die Teilchen von der Flüssigkeit getrennt werden. Auf die Darstellung der Pumpe zur Rückführung der gereinigten Flüssigkeit wurde hier verzichtet. In dem Siebbehälter 5 wird auch die von der Auffangwanne 7 abfließende verschmutzte Flüssigkeit 50 gesammelt. Die schwenkbare Rinne 3 ist auf einem Kipptisch 8 angeordnet, der in der Mitte wie eine Wippe gelagert 9 ist. An einem Ende des Kipptisches 8 ist ein Kniehebelgelenk 10 angeordnet, das mit einem Stellzylinder 11 verbunden ist. Mittels dieser Elemente 10, 11 wird der Kipptisch 8 und damit die auf ihr lagernde Rinne 3 zusammen mit dem Rohr 1 in eine Schieflage gebracht, so daß die über die Strahldüse 12 eingespritzte Flüssigkeit ungehindert aus dem Rohr 1 ablaufen kann.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 1. Die mit einer ausgezogenen Linie dargestellten Rohre 1, 2 liegen in Strahlposition, wobei die schwenkbare Rinne 3 eine Mittelstellung einnimmt. Die zwei in der Abmessung unterschiedlich dargestellten Rohre 1, 2 sollen das größte 1 bzw. das kleinste 2 zu reinigende Rohr symbolisieren. Nach Beendigung der Reinigung wird die Rinne 3 nach rechts geschwenkt und nimmt dann die gestrichelt dargestellte Position 3′′ ein. In dieser Stellung 3′′ kann das Rohr 1 bzw. 2 von der Rinne 3 abrollen und über den anschließenden Ablaufrost 13 der nächsten Bearbeitungsstation zugeführt werden. Nach Abrollen des Rohres 1 bzw. 2 schwenkt die Rinne 3 über die Mittelstellung nach links in die strichpunktierte Position 3′. Die an der linken Seite der Rinne 3 angeordnete Stoppnase 14 schwenkt dann unter die Oberkante des Zulaufrostes 15, so daß das nächste aufgelaufene Rohr 1′ bzw. 2′ hier strichpunktiert dargestellt, auf die Rinne 3 rollen kann. Anschließend schwenkt die Rinne 3 wieder nach rechts in die Mittelstellung und das Rohr 1 bzw. 2 liegt dann in Spülposition. Die dann oberhalb der Oberkante des Zulaufrostes liegende Stoppnase 14 verhindert ein Anschlagen des nächsten zulaufenden Rohres an das in Spülposition befindliche Rohr 1 bzw. 2. Die Schwenkbewegung der Rinne 3 erfolgt mittels eines Stellzylinders 16, der gelenkig mit einem an der Unterseite der Rinne 3 angeordneten Stegblech 17 verbunden ist. Die Rinne 3 stützt sich mit einem ebenfalls an der Unterseite angeordneten Blech 18 über ein Gelenk 20 auf der Rahmenkonstruktion 19 des Kipptisches 8 ab. Die auf der Unterseite der Spülvorrichtung angeordnete Auffangwanne 7 weist in der Mitte einen Kanal 43 auf, der nach Beendigung des Spülvorganges freigespritzt wird. Durch die Anordnung der Auffangwanne 7 wird sichergestellt, daß die hin und wieder über die Ränder der Rinne 3 schwappenden Teilchen ebenfalls geführt weggespült werden.

Fig. 3 zeigt in einem Längsschnitt die Einzelheiten des Spritzdüsenbockes. Die Spritzdüse 12, hier in Form einer üblichen Feuerwehrspritze, ist an einem als Zuführung ausgebildeten Spritzkörper 21 angeflanscht, der wiederum mit einer stabförmigen Verlängerung 22 verbunden ist. Diese Verlängerung 22 stützt sich in einem ein Kugelgelenk 23 aufweisenden Lagerbock 24 ab und ist am Ende mit einem Kurbeltrieb 25 verbunden. Durch den Kurbeltrieb 25 wird die Spritzdüse 12 in eine kreisende Bewegung versetzt, so daß die gesamte Innenumfangsfläche des Rohres 1 ausgespritzt wird. Die Größe der kreisenden Bewegung wird durch den Abstand des Lagersbockes 24 vom Kurbeltrieb 25 bestimmt. Dieser Abstand kann vergrößert oder verkleinert werden, hier dargestellt durch den Pfeil 47, mittels einer an der Unterseite des Lagerbockes 24 angeordneten Mutter 26, in die eine von einem Stellmotor 27 angetriebene Spindel 28 eingreift. Die Anpassung der Position der Spritzdüse 12 an den jeweiligen Durchmesser des zu reinigenden Rohres 1 erfolgt über eine Höhenverstellung des Aufnahmetisches 29, hier dargestellt durch den Pfeil 46, bestehend aus drei Hubspindeln 30, 30′, 31 und zwei Führungsstangen 45, 45′ sowie einer Stellspindel 32, die mit einem Handrad 33 verbunden ist. Der Aufnahmetisch 29 ist in Längsrichtung verschiebbar, wie durch den Pfeil 34 angedeutet. Die Verschiebung erfolgt mittels eines Stellzylinders 35, der am Ende mit einer kragarmartigen Verlängerung 36 des Aufnahmetisches 29 verbunden ist. Am Ende dieser Verlängerung 36 ist ein Anschlag 37 angeordnet, der sich bis an den unteren Stirnbereich des zu reinigenden Rohres 1 erstreckt. Durch die miteinander gekoppelte Verschiebung 34 des Aufnahmetisches 29 und des Anschlages 37 wird erreicht, daß der Abstand der Mündung 49 der Spritzdüse 12 von der Stirnseite des Rohres 1 immer gleich ist. Dabei steht die Anschlagseite 48 des Anschlages 37 immer etwas der Mündung 49 der Spritzdüse 12 vor. Von der Druckzuführungsleitung 38 zweigt eine Leitung 39 ab, an deren Ende eine stationäre Spritzdüse 40 angeordnet ist, wobei an der Abzweigstelle 41 ein ansteuerbares Ventil 42 angeordnet ist. Dieses Ventil 42 ist mit einem hier nicht dargestellten Zeitrelais verbunden, mit dem die Dauer des Spritzvorganges einstellbar ist. Nach Beendigung der Reinigung des Rohres 1 schaltet das Ventil 42 auf die abzweigende Leitung 39 um und mit dem aus der stationären Düse 40 austretenden Flüssigkeitsstrahl wird der in Fig. 2 dargestellte Kanal 43 der Auffangrinne 7 freigespritzt.

Fig. 4 zeigt einen Schnitt entlang der Linie B-B in Fig. 3. In dieser Darstellung kann man zum einen die Gleitführung des Lagerbockes 24 auf dem Aufnahmetisch 29 und zum anderen die Gleitführung des Aufnahmetisches 29 auf den Stützböcken 44, 44′ erkennen. Zum kippsicheren Heben des Aufnahmetisches 29 sind außer den drei Hubspindeln 30, 30′, 31 noch zwei Führungsstangen 45, 45′ angeordnet.

Claims (10)

1. Verfahren zur Reinigung der Innenfläche eines langgestreckten, mit Teilchen verschmutzten Hohlkörpers, bei dem ein aus einer Düse austretender freier Strahl eines unter Druck stehenden Fluids auf ein offenes Ende des Hohlkörpers gerichtet wird und mitgerissene Teilchen am anderen Ende den Hohlkörper verlassen, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahl einer Flüssigkeit auf die Innenfläche eines während des Spülprozesses in Längsrichtung geneigten Hohlkörpers in Form einer kreisenden Bewegung gerichtet wird, wobei der Radius der Kreisbewegung während des Spülprozesses fortlaufend verändert und der Abstand der Austrittsstelle des Strahles zum offenen Ende des Hohlkörpers auf einen vorgegebenen Abstand eingestellt wird und die auf den Grund des Hohlkörpers sich sammelnde Flüssigkeit mitsamt den Teilchen an dem der Strahlseite entgegengesetzten Ende aus dem Hohlkörper herausläuft und geführt abgeleitet wird und anschließend Flüssigkeit und Teilchen voneinander getrennt werden und die gereinigte Flüssigkeit der Strahlseite wieder zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius der kreisenden Bewegung des Flüssigkeitsstrahles beginnend am Anfang des Hohlkörpers während des Spülprozesses fortlaufend kleiner wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spüldauer in Abhängigkeit von der Abmessung des Hohlkörpers auf einen bestimmten Wert eingestellt wird.

4. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einer den Hohlkörper aufnehmenden Halterung und einer im stirnseitigen Bereich des Hohlkörpers bewegbaren Strahldüse, die mit einer druckführenden Leitung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die den Hohlkörper (1, 2) aufnehmende Halterung als eine langgestreckte geschlossene Rinne (3), deren Längserstreckung mindestens gleich oder größer ist als der längste zu reinigende Hohlkörper (1, 2) ausgebildet und auf einem in der Mitte gelagerten Kipptisch (8) angeordnet ist und eine rückwärtige stabförmige Verlängerung (22) des Strahldüsenkörpers (21) auf einem in der Höhe (46) und in axialer Richtung (34) verfahrbaren Tisch (29) gelenkig gelagert und das Ende der Verlängerung (22) mit einem Kurbeltrieb (25) verbunden und der Lagerbock (24) auf dem Tisch (29) in axialer Richtung (47) verschiebbar angeordnet ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der verschiebbare Lagerbock (24) ein Kugelgelenk (23) und eine auf der Unterseite angeordnete Mutter (26) aufweist, in die eine mit einem Stellmotor (27) verbundene Spindel (28) eingreift.

6. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rinne (3) auf dem Kipptisch (28) gelenkig (20) gelagert und um ihre Längsachse nach beiden Seiten schwenkbar ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in Flurhöhe unterhalb der Spülvorrichtung eine Auffangwanne (7) angeordnet ist, die in Bezug auf Länge und Breite die Ausdehnung der Rinne (3) übersteigt.

8. Einrichtung nach den Ansprüchen 4 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die druckführende Leitung (38) im Bereich der Spritzdüsenanordnung einen mit einem ansteuerbaren Ventil (42) versehenen Abzweig (41) aufweist und die abzweigende Leitung (39) mit einer am Grund (43) der Auffangwanne (7) angeordneten stationären Strahldüse (40) verbunden ist.

9. Einrichtung nach den Ansprüchen 4 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Endes der Rinne (3) und der Auffangwanne (7) ein Absetzbecken (4) angeordnet ist, das einen die Teilchen zurückhaltenden Siebbehälter (5) und eine die gereinigte Flüssigkeit zu den Strahldüsen (12, 40) rückführende Pumpe aufweist.

10. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der verfahrbare Tisch (29) einen in Strahlrichtung hervorstehenden Kragarm (36) aufweist, an dem ein bis in den unteren Bereich der Stirnfläche des Hohlkörpers (1, 2) sich erstreckender Anschlag (37) angeordnet ist, dessen dem Hohlkörper zugewandte Anschlagseite (48) der Mündung (49) der Strahldüse (12) vorsteht.