DE4237553C2

DE4237553C2 - Stempel zur Verwendung bei einem Verfahren zum Beschichten einer Rohr-Innenfläche

Info

Publication number: DE4237553C2
Application number: DE4237553A
Authority: DE
Inventors: Shizuo Sagawa
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-11-12
Filing date: 1992-11-06
Publication date: 1996-09-26
Anticipated expiration: 2012-11-07
Also published as: FR2683550A1; GB2261486A; FR2683550B1; US5326400A; GB2261486B; DE4237553A1; GB9223393D0

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Stempel zur Verwendung bei einem Verfahren zum Beschich ten einer Innenoberfläche eines länglichen Rohrelements. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf einen Stempel zum Beschichten einer Innenfläche eines Rohrelements, wobei der Stempel einen stopfen- oder stempelförmigen Körper hat.

Es besteht der Wunsch, eine Innenfläche eines Rohrelements zur Verwendung in einem Wärmetauscher zu dem Zweck zu be schichten, eine Korrosion zu verhindern und den Wirkungs grad im Wärmetausch zu steigern. Eine derartige Beschich tung ist jedoch aufgrund der Tatsache nicht einfach oder leicht durchzuführen, daß die in einem Wärmetauscher zu verwendenden Rohrelemente im allgemeinen von großer Länge und in einer komplizierten Ausgestaltung gekrümmt sind.

Es ist bekannt, einen Molch zur Beseitigung von Kesselstein und Belägen an einer Innenfläche von länglichen Rohrelemen ten zu verwenden. Die JP-PS Sho 58-36634 offenbart eine derartige Technik. Gemäß den Lehren dieser JP-Patent schrift wird der Molch oder Stempel aus einem elastischen, zylindrischen Körper gebildet, von dessen Außenfläche wahlweise metallische Stifte vorstehen können. Dieser Stem pel oder Molch wird verschiebbar in das Rohrelement ein gebracht und unter einer Schubkraft, die durch hinter dem Stempel aufgebrachten Hydraulikdruck erzeugt wird, im Rohrelement vorwärtsbewegt.

Es besteht die Möglichkeit, das bekannte Verfahren zur Be seitigung von Kesselstein und Belägen in einem Rohrelement auf ein Verfahren zur Beschichtung der Innenfläche eines länglichen Rohrelements anzuwenden. Beispielsweise kann der Stempel mit einem Rohr oder einem Schlauch verbunden werden, um kontinuierlich an der Außenfläche des Stempels ein Beschichtungsmaterial aufzubringen, während der Stem pel in Längsrichtung im Rohrelement fortbewegt wird. Ein solches Verfahren zum Beschichten der Innenfläche des Rohr elements kann jedoch und wird nicht zufriedenstellend sein, weil es schwierig ist, eine Beschichtung von gleichförmi ger Dicke dadurch zu erhalten. Dieses Problem wird im Fall von gekrümmten Rohrelementen noch schwererwiegend.

In DE-OS 22 49 256 ist ein Verfahren zum Beschichten der Innenfläche eines Rohres beschrieben, bei dem zwei elastisch gegen die Rohrinnenwand abgedichtete Kolben in das Rohr eingesetzt werden und zwischen diesen Kolben eine Beschichtungsmasse eingebracht wird. Die Kolben und die dazwischen befindliche Beschichtungsmasse werden mittels Druckluft durch das Rohr geschoben. Der zweite Kolben (Stempel) kann mit mehreren Reihen von Glättorganen versehen sein, die die Form von Bürsten haben können. Hierbei sind die gleich ausgestalteten Bürstenreihen kontinuierlich, d. h. ununterbrochen, um den Kolben bzw. Stempel herum angebracht.

In DE-OS 21 36 148 ist ebenfalls ein Verfahren zur Innenbeschichtung von Rohren beschrieben. Auch hierbei werden Bürstenelemente mit Druckluft durch die Rohrleitung gepreßt, wobei das Beschichtungsmaterial bis auf eine etwa 70 µm dicke Beschichtung abgestreift wird. Gemäß diesem Dokument kann ein Stempel verwendet werden, der eine vordere und eine rückwärtige Reihe von Bürsten enthält, wobei die Bürstenreihen gleich ausgestaltet sind und keine Unterbrechung aufweisen.

Es ist deshalb die primäre Aufgabe dieser Erfindung, einen Stempel zum Beschichten der Innenfläche eines länglichen Rohrelements in zuverlässiger Weise aufzuzeigen.

Ein Ziel der Erfindung ist hierbei, einen Stempel zur Verfügung zu stellen, dem eine Beschichtung von im wesentlichen gleich förmiger Dicke an der Innenoberfläche eines länglichen Rohrelements ausgebildet werden kann.

Erfindungsgemäß werden die genannten Aufgaben und weitere Ziele durch einen Stempel zur Verwendung bei einem Verfahren zur Beschichtung einer Innenfläche eines länglichen Rohrelements gelöst, wobei der Stempel (1) einen Körper (2) von zylindrischer Gestalt mit einem Außendurchmesser, der geringer als ein Innendurchmesser des Rohrelements (5) ist, umfaßt, wobei an einem Endabschnitt dieses Körpers eine Bürste (3) ausgebildet ist, die radial auswärts ragende Borsten besitzt, deren radial außenliegende Enden eine zylindrische Fläche mit einem Durchmesser bestimmen, der dem Innendurchmesser des Rohrelements nahekommt und an einem zu dem die Bürste (3) tragenden Endabschnitt entgegengesetzten vorwärtigen Abschnitt des Stempelkörpers (2) zweite Bürsteneinrichtungen (9) angebracht sind, wobei die zweiten Bürsteneinrichtungen eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung des Stempelkörpers (2) beabstandeten Bürsten (9) umfassen.

Der Körper des erfindungsgemäßen Stempels aus einem elastischen Material gefertigt sein.

Bei einem Beschichtungsverfahren unter Anwendung des erfindungsgemäßen Stempels wird zuerst ein herkömmlicher Stopfen in das Rohrelement einge führt. Dann wird in dieses Rohrelement Beschichtungsmate rial eingebracht, um den Raum hinter dem herkömmlichen Stopfen anzufüllen. Anschließend wird der erfindungsgemäße Stem pel in das Rohrelement eingebracht und einem Vorwärtsdruck ausgesetzt. Die vorwärts gerichtete Antriebskraft, die auf den erfindungsgemäßen Stempel mittels eines Fluiddrucks aufge bracht werden kann, wird durch das Beschichtungsmaterial dem herkömmlichen Stopfen vermittelt, so daß der Stopfen und der Stempel im Rohrelement vorwärtsbewegt werden. Während dieses Vorgangs wird das Beschichtungsmaterial gleichförmig auf die Innenfläche des Rohrelements aufge tragen.

Es hat sich gezeigt, daß dieses Verfahren eine Beschichtung mit 50 bis 300 µm von gleichförmiger Dicke herstellen kann. Das Beschichtungsmaterial ist vor zugsweise ein solches mit einer Viskosität von 250 bis 1200 mPa·s. Ein bevorzugter Antriebsdruck, der auf den Stempel aufgebracht wird, ist geringer als etwa 1 bar. In der am meisten bevorzugten Weise soll der Druck etwa 0,1 bis 0,5 bar betragen.

Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnun gen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Stempels gemäß eines Referenzbeispiels;

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht eines Beschichtungs-Verfahrensablaufs;

Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Stempel in einer erfindungsgemäßen Ausführungsform;

Fig. 4 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des in Fig. 3 dargestellten Stempels.

Gemäß Fig. 1 umfaßt ein Stempel 1 einen zylindrischen Kör per 2 aus einem elastischen Material, wie z. B. geschäumtes Polyurethanharz. Bei dem in Fig. 1 gezeigten Referenzbeispiel hat der Stempel 1 einen vorderen, sich verjüngenden Endabschnitt, wobei diese Ausgestaltung jedoch nicht ab solut notwendig ist. Der zylindrische Körper 2 kann an seiner Außenfläche mit einer Mehrzahl von in Längsrichtung beabstandeten umlaufenden Bändern versehen sein, die in Fig. 1 nicht dargestellt sind.

Am rückwärtigen Endabschnitt des Körpers 2 ist eine an die sem Körper feste Bürste 3 vorgesehen, die eine Längser streckung hat, welche etwa 1/3 der Länge des Körpers 2 aus macht. Die Bürste 3 besteht aus einer Vielzahl von radial sich erstreckenden Borsten oder Fibern mit einer Länge von 5 bis 35 mm, die in ein Gewebe 4 eingebettet sind, das an der Außenfläche des rückwärtigen Endabschnitts des Körpers 2 befestigt ist.

Die Länge der Borsten (Fibern) beeinflußt die Dicke der Be schichtung. Beispielsweise soll die Borstenlänge für eine Beschichtungsdicke von 50 µm etwa 25 mm betragen. Eine Borstenlänge von annähernd 9 mm ist für die Beschichtungs dicke von 300 µm geeignet.

Bei dem in Fig. 2 gezeigten Beschichtungsvorgang wird ein an seiner Innenfläche zu beschichtendes Rohrelement an seinem einen Ende mit einem auswärts ausge kelchten Einführteil 6 versehen. Das Rohrelement 5 kann irgendeine Ausgestaltung und Länge haben.

Für das Beschichten wird ein erster Stopfen 7 verschieb bar durch das Einführteil 6 hindurch in das Rohrelement 5 eingesetzt. Dieser erste Stopfen besteht aus einem ela stischen, zylindrischen Material, z. B. aus geschäumtem Polyurethan. Der Außendurchmesser des ersten Stopfens 7 kommt dem Innendurchmesser des Rohrelements 5 sehr nahe oder ist diesem Innendurchmesser eng angepaßt. Nach dem Einbringen des ersten Stopfens 7 in das Rohrelement 5 wird in dieses hinter dem ersten Stopfen 7 Beschichtungsmateri al 8 eingebracht. Dieses Beschichtungsmaterial kann von irgendeiner herkömmlichen Art sein, es wird jedoch bevor zugt, daß dieses Material eine Viskosität von 250 bis 1200 mPa·s hat.

Anschließend wird ein zweiter Stempel 1 in das Rohrelement 5 eingeführt. Dieser Stempel kann ein solcher sein, wie er in Fig. 1 gezeigt ist, und er hat einen Körper 2 sowie eine Bürste 3. Dann wird ein pneumatischer Druck von etwa 0,1 bis 0,3 bar durch das Einführteil 6 aufgebracht, um den zweiten Stempel 1 zum ersten Stopfen 7 hin zu drücken. Das Beschichtungsmaterial wird zwischen dem ersten Stop fen und dem zweiten Stempel komprimiert und zur Berührung mit der Innenfläche des Rohrelements 5 zwangsweise ge bracht. Die auf den zweiten Stempel 1 aufgebrachte Vor triebskraft wird durch das Beschichtungsmaterial auf den ersten Stopfen 7 übertragen, so daß dieser im Rohrelement 5 zusammen mit dem zweiten Stempel 1 vorwärtsbewegt wird.

Die Bürste 3 am zweiten Stempel 1 bringt das Beschichtungs material auf die Innenfläche des Rohrelements auf, um eine Beschichtung von im wesentlichen gleichförmiger Dicke zu bilden. Es wird bevorzugt, als zweiten Stempel einen sol chen zu verwenden, dessen Bürste 3 eine Borstenlänge von 25 mm für die Beschichtungsdicke von 50 µm und eine Bor stenlänge von 9 mm für die Beschichtungsdicke von 300 µm hat. Der Berührungsdruck der Borsten oder Fibern der Bür ste 3 des zweiten Stempels kann dem Bürstendruck, welcher normalerweise bei einem Walzenauftragverfahren zur Anwen dung kommt, äquivalent sein.

Die Fig. 3 und 4 zeigen eine erfindungsgemäße Ausführungsform des zweiten Stempels 1, der ebenfalls einen zylindrischen Kör per 2 und eine Bürste 3 wie der Stempel von Fig. 1 be sitzt. Jedoch ist in diesem Fall der Körper 2 an seinem vorderen Abschnitt mit in Umfangsrichtung zueinander beab standeten zweiten Bürsten 9 ausgestattet, die aus Borsten oder Fibern desselben Materials wie für die Bürste 3 ge fertigt sein können. Die zweiten Bürsten 9 sind wirksam, um den zweiten Stempel mit Bezug zum Rohrelement 5 in konzentrischer Lagebeziehung zu halten. Ferner verhindern die zweiten Bürsten 9 ein Schwanken des zweiten Stempels während dessen Vorwärtsbewegung. Deshalb müssen die zwei ten Bürsten nicht notwendigerweise von nennenswerter Ab messung in Längs- und Umfangsrichtung sein. Die zweiten Bürsten sollen so klein wie möglich sein, weil sie an sonsten die zum Vortrieb von Stopfen und Stempel benötigte Kraft erhöhen.

Die Erfindung ermöglicht somit ein Verfahren zum Beschichten einer Innenfläche eines länglichen Rohrelements, wobei ein erster Stopfen mit einem elastischen, zylindrischen Körper, dessen Außendurchmesser dem Innendurchmesser des Rohrelements nahekommt, und ein zweiter Stempel mit einem zylindrischen Körper, dessen Außendurchmesser geringer als der Innendurchmesser des Rohrelements ist, zur Anwendung kommen. Am Endabschnitt des Körpers des zweiten Stempels ist eine Bürste mit radial auswärts gerichteten Borsten angebracht, deren radial außenliegende Enden eine zylin drische Fläche bestimmen, deren Durchmesser dem Durchmes ser des Rohrelements eng angepaßt ist. In einem ersten Schritt des Verfahrens wird der erste Stopfen in das Rohr element eingeführt, in einem zweiten Schritt Beschichtungs material in das Rohrelement eingebracht und in einem drit ten Schritt der zweite Stempel in das Rohrelement so ein geführt, daß die Bürste rückwärts gerichtet ist, d. h., dem ersten Stopfen abgewandt ist. Anschließend wird auf das rückwärtige Ende des zweiten Stempels eine Vortriebs kraft aufgebracht, um diesen Stempel im Rohrelement und hierdurch den ersten Stopfen vorwärtszutreiben, wobei das Beschichtungsmaterial bei der Vorwärtsbewegung von Stopfen und Stempel auf die Innenfläche des Rohrelements aufgetragen wird.

Claims

1. Stempel zur Verwendung bei einem Verfahren zur Beschichtung einer Innenfläche eines länglichen Rohr elements, dadurch gekennzeichnet,
daß der Stempel (1) einen Körper (2) von zylindrischer Gestalt mit einem Außendurchmesser, der geringer als ein Innen durchmesser des Rohrelements (5) ist, umfaßt, wobei an einem Endabschnitt dieses Körpers eine Bürste (3) ausge bildet ist, die radial auswärts ragende Borsten besitzt, deren radial außenliegende Enden eine zylindrische Fläche mit einem Durchmesser bestimmen, der dem Innendurchmesser des Rohrelements nahekommt und
daß an einem zu dem die Bürste (3) tragenden Endabschnitt entgegengesetzten vorwärtigen Abschnitt des Stempelkörpers (2) zweite Bürsteneinrichtungen (9) angebracht sind, wobei die zweiten Bürsteneinrichtungen eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung des Stempelkörpers (2) beabstandeten Bürsten (9) umfassen.

2. Stempel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (2) aus elastischem Material gefertigt ist.

3. Stempel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Borsten der Bürste (3) eine Länge von 5 bis 35 mm haben.