DE4332126A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen von Kanalisations- und Rohrleitungssystemen mittels Druckwasser - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen von Kanalisations- und Rohrleitungssystemen mittels DruckwasserInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen von Kanalisations- und
Rohrleitungs-Systemen mittels Druckwasser, das am Austrittsende eines
Druckschlauches aus mindestens einer Strahldüse in Form eines Wasserstrahls
austritt, wobei der Vortrieb des Druckschlauches, das Abspülen und
Rückspülen der Verunreinigungen durch eine entgegengesetzt zum Vortrieb
gerichtete Neigung des mindestens einen Wasserstrahls bewirkt wird, insbesondere
zur Hochdruckreinigung von Kanalisations- und Rohrleitungs-Systemen
mit einem mindestens teilweise im wesentlichen horizontalen Verlauf.
Bei derartigen Reinigungsverfahren muß der Druckschlauch nach und nach
und mit mehr oder weniger kontinuierlichem Vortrieb in die zu reinigende
Rohrleitung eingeführt werden. Es gibt hierbei Fälle, in denen der Vorschubweg
des Druckschlauches 400 m oder mehr beträgt, beispielsweise deswegen,
weil die zu reinigende Rohrleitung nur eine einzige Zugangsöffnung aufweist,
während das jenseitige Ende der Rohrleitung unzugänglich ist. Derartige
Rohrleitungs- oder Kanalisationssysteme existieren beispielsweise unter
Deponie-Anlagen, so daß eine sorgfältige Sauberhaltung des betreffenden
Rohrleitungssystems erforderlich ist, um beispielsweise gefährliche Sickerwässer
am Eindringen in das Erdreich zu hindern.
Hierfür werden in der Regel Reinigungsfahrzeuge eingesetzt, die einen Spülwassertank
und eine Hochdruck-Pumpe für das Spülwasser besitzen, an die
der besagte Druckschlauch angeschlossen ist. Derartige Pumpen erzeugen
Drücke in der Größenordnung von etwa 160 bar, um mittels scharfer Wasserstrahlen
auch hartnäckige Verunreinigungen entfernen zu können, die alsdann
- mit dem Reinigungswasser vermischt - von der Reinigungsstelle am
Druckschlauch entlang zurückfließen, um im Bereich des Reinigungsfahrzeugs
mittels einer Saugleitung aufgenommen zu werden, die von einem
weiteren Fahrzeugtank aus mit Unterdruck beaufschlagt wird. Zu diesem
Zweck besitzt der Druckschlauch an seinem jenseitigen Ende einen Düsenkörper
mit mindestens einer, vorzugsweise aber mehreren Strahldüsen, die
eine entsprechende Anzahl von scharfen Wasserstrahlen erzeugen, durch die
der Reinigungs- und Rückspüleffekt bewirkt wird. Diese Strahldüsen sind
zumindest überwiegend schräg nach hinten, also entgegengesetzt zur Vorschubrichtung
ausgerichtet, wodurch ein Rückstoß erzeugt wird, durch den
der Düsenkörper eine Vortriebskraft erhält, die ausreichen muß, um den
Düsenkörper in die Verunreinigungen hineinzuarbeiten und hierbei auch noch den
Druckschlauch nachzuziehen, der in Folge des hohen anzuwendenden
Spüldrucks ein relativ hohes Gewicht je Längenmeter aufweist. Eine Unterstützung
dieses Vorgangs durch ein etwaiges Nachschieben des Druckschlauches
ist aus auf der Hand liegenden Gründen praktisch unmöglich.
Beim sogenannten Nachziehen des Druckschlauches durch den Düsenkörper
addieren sich einige Vorgänge, die die Eindringtiefe des Düsenkörpers mit
dem Druckschlauch in eine verunreinigte Leitung bisher begrenzt haben: Zunächst
einmal besitzt der Druckschlauch eine Oberfläche mit schlechten
Gleiteigenschaften, wobei der Reibungswiderstand mit jedem Meter in die
Leitung hineingezogenen Schlauches zunimmt. Gleichzeitig werden die durch
das Spülwasser gebildeten Schlämme, die auch Festkörper enthalten können,
die sich beispielsweise aus der Rohrleitung gelöst haben, im Gegenstrom zur
Vorschubrichtung des Druckschlauches an der Schlauchoberfläche
zurückgespült, wodurch eine zusätzliche Bremswirkung entsteht, die natürlich
gleichfalls mit der Länge des in der Leitung befindlichen Druckschlauchs zunimmt.
Mit zunehmender Entfernung des Düsenkörpers vom Reinigungsfahrzeug
nimmt auch die Tendenz wieder zu, daß sich die in den Schlämmen be
findlichen Feststoffe im Bereich der Schlauchoberfläche absetzen und dadurch
die Bremswirkung noch entsprechend verstärken. Der Schlauchvorschub
kommt also nach Einführung einer entsprechenden Schlauchlänge in die zu
reinigende Rohrleitung zum Stillstand, wobei die betreffende Länge von den
geschilderten Begleitumständen abhängig ist. Es kann hierbei sogar der Fall
eintreten, daß der Druckschlauch trotz eines ununterbrochenen Betriebes der
Strahldüsen überhaupt nicht mehr aus der Rohrleitung zurückgezogen werden
kann, weil sich hinter dem Düsenkörper, der naturgemäß einen größeren
Durchmesser hat als der Druckschlauch, eine solche Menge von
Verunreinigungen angesammelt hat, daß der Druckschlauch gewissermaßen
wie durch einen Pfropfen festgehalten wird. Ein solcher Vorgang führt alsdann
nicht nur zu einem Verlust des Druckschlauchs mit dem Düsenkörper,
sondern er verursacht auch nahezu unlösbare Probleme, wenn es darum geht,
die zu reinigende Leitung überhaupt wieder frei zu bekommen.
Zum Verständnis dieses Vorganges ist weiterhin zu berücksichtigen, daß der
Druckschlauch im Verhältnis zum Querschnitt der zu reinigenden Leitung nur
einen begrenzten Nenndurchmesser (Innendurchmesser) aufweisen kann,
wobei außerdem zu beachten ist, daß auch die Wickelbarkeit des an sich
recht steifen Druckschlauches auf einer Haspel erhalten bleiben muß. Der
dadurch begrenzte Innenquerschnitt des Druckschlauches verursacht schon
durch die Menge des zu fördernden Druckwassers und die damit verbundene
Strömungsgeschwindigkeit einen erheblichen Druckabfall im Druckschlauch,
wobei dieser Druckabfall naturgemäß gleichfalls mit der Länge des Druckschlauchs
zunimmt. Besonders dieser Vorgang wirkt einem tieferen Eindringen
des Düsenkörpers in die zu reinigende Rohrleitung entgegen. Die Förderleistung
üblicher Hochdruck-Pumpen für derartige Reinigungsanlagen beträgt
üblicherweise etwa 320 l pro Minute. Dadurch stellt sich in einem Druckschlauch
mit einer Nennweite von 25 mm bei einer Länge von 200 m ein
Druckabfall von etwa 40 bar und bei einer Schlauchlänge von 400 m ein
Druckabfall von etwa 80 bar ein. Um die entsprechenden Werte wird jeweils
der Anfangsdruck von 160 bar am Pumpenausgang verringert. Bei einer
Schlauchlänge von 400 m steht also beispielsweise im Düsenkörper nur noch
ein Druck von 80 bar an, wodurch nicht nur die Reinigungswirkung, sondern
auch der Rückstoß entsprechend verringert wird. In der Zusammenschau mit
den übrigen, weiter oben beschriebenen, negativen Einflußgrößen wird hieraus
rasch ersichtlich, daß sich sämtliche negativen Einflußgrößen aufgrund der
Länge des in die zu reinigende Leitung einzuführenden Druckschlauches
addieren, worauf die relativ geringe Eindringtiefe zurückzuführen ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Reinigungsverfahren der
eingangs beschriebenen Gattung dahingehend zu verbessern, daß die Reinigungswirkung
auch bei großer eingeführter Länge des Druckschlauches möglichst
weitgehend erhalten bleibt und daß auch die Eindringtiefe des Druckschlauchs
in die zu reinigende Leitung deutlich vergrößert wird.
Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt bei dem eingangs beschriebenen
Reinigungsverfahren erfindungsgemäß dadurch, daß der Vortrieb des
Schlauches und die Rückspülung der Verunreinigungen durch mindestens je
einen weiteren Wasserstrahl unterstützt werden, der an mindestens einer
Zwischenstelle zwischen dem Eintrittsende und dem Austrittsende des
Druckschlauches aus diesem in einer Richtung austritt, die gleichfalls entgegengesetzt
zur Vortriebsrichtung geneigt ist.
Durch diese Maßnahme wird dem Druckschlauch an der besagten Zwischenstelle
eine Teilmenge des Druckwassers entnommen, die durch die entsprechende
Ausrichtung des mindestens einen weiteren Wasserstrahls, vorzugsweise
mehrerer Wasserstrahlen, einen zusätzlichen Rückstoß erzeugt,
wobei gleichzeitig im Düsenkörper am Schlauchende ein höherer Druck ansteht,
weil dort durch die entsprechend verringerte Wassermenge ein geringerer
Druckverlust durch die verringerte Strömungsgeschwindigkeit des
Druckwassers erzeugt wird. Sowohl die Reinigungswirkung als auch die erzeugte
Zugkraft werden dadurch insgesamt spürbar erhöht, und durch die
Druckwasserentnahme an der besagten Zwischenstelle wird nicht nur eine
weitere Zugkraft auf den entsprechenden Teilabschnitt des Druckschlauches
ausgeübt, sondern auch eine weitere Verflüssigung des Schlammes und eine
zusätzliche Verbesserung der Transportwirkung des Schlammes selbst.
Ein weiteres Beispiel möge dies gegenüber dem weiter oben beschriebenen
Stand der Technik erläutern, wobei zur Vereinfachung zunächst einmal angenommen
wird, daß sich die besagte Zwischenstelle etwa in der Längenmitte
eines Druckschlauches mit einer Gesamtlänge von 400 m befindet und die
Nennweite der beiderseits der Zwischenstelle liegenden Schlauchabschnitte
identisch ist und 25 mm beträgt. Die hiefür verwendete Hochdruckpumpe ist
die gleiche: Sie fördert eine Wassermenge von 320 l pro Minute bei einem
Ausgangsdruck von 160 bar. Bis zu der besagten Zwischenstelle findet ein
Druckverlust von 40 bar statt, so daß an der besagten Zwischenstelle noch ein
Wasserdruck von 120 bar vorhanden ist. An dieser Zwischenstelle wird die
Hälfte der Wassermenge, nämlich 160 l pro Minute entnommen, wodurch
aufgrund der gewählten Anzahl und Richtung von Wasserstrahlen eine Zugkraft
von 400 N erzeugt wird. Der zweite Längenabschnitt des Druckschlauches
zwischen der besagten Zwischenstelle und dem am Ende des Druckschlauches
angeordneten Düsenkörper beträgt nunmehr gleichfalls 200 m,
wobei aufgrund der nunmehr noch transportierten restlichen Wassermenge von
160 l pro Minute nur noch ein Druckverlust von etwa 10 bar auftritt, so daß am
Ende des Druckschlauchs im Bereich des Düsenkörpers ein Wasserdruck
von 110 bar ansteht. Hierdurch läßt sich bei entsprechend optimierter
Auslegung der Strahldüsen und der Strahlrichtung eine Zugkraft von 370 N
erzeugen, zusammen mit der Zugkraft, die im Bereich der Zwischenstelle
entsteht, also eine addierte Zugkraft von 770 N. Dieser Wert ist in Relation zu
derjenigen Verfahrensführung zu sehen, die dann eintritt, wenn in einem nicht
an einer Zwischenstelle unterbrochenen Druckschlauch mit einer Gesamtlänge
von 400 m an dessen Ende eine Wassermenge von 320 l pro Minute mit
einem Druck von 80 bar austritt, woraus sich eine Zugkraft von nur 600 N
ergibt. Bereits hieraus errechnet sich eine Erhöhung der Zugkraft von rund
30% bei deutlich verbesserter Rückführung der schlammartigen Verunreinigungen
entlang des Druckschlauches durch das an der Zwischenstelle austretende
Druckwasser.
Es ist hierbei aber insbesondere zu berücksichtigen, daß es mit einem herkömmlichen
ununterbrochenen Druckschlauch ohne Druckwasseraustritt an
einer Zwischenstelle überhaupt nicht möglich gewesen ist, eine Eindringtiefe
des Düsenkörpers von 400 m überhaupt zu erreichen. Die Verbesserung der
Zugkraft um ca. 30% ist also ein rein rechnerischer Wert, zu dem noch der
Vorteil hinzu zu zählen ist, daß es auf diese Weise überhaupt gelingt, eine größere
Eindringtiefe des Düsenkörpers mit dem Druckschlauch zu erreichen.
Es ist dabei besonders vorteilhaft, wenn die am Austrittsende und an der
mindestens einen Zwischenstelle des Druckschlauches austretenden Wassermengen
hinsichtlich ihrer Rückstoßwirkung mindestens etwa gleich groß
gewählt werden. Dies gilt auch für das vorstehend angegebene Zahlenbeispiel,
bei dem die Rückstoßwirkung der Zwischenstelle 400 N und am Düsenkörper
am Ende des Druckschlauchs 370 N beträgt. Diese Werte können noch als
etwa gleich groß bezeichnet werden, jedoch sind auch weitere Abweichungen
hiervon keineswegs schädlich. Natürlich lassen sich die Verhältnisse noch
weiter verbessern, wenn die Anzahl der Zwischenstellen erhöht wird, weil
hierdurch die Rückförderungswirkung der Schlämme verbessert, die
Druckverluste in der Druckleitung durch Entnahme von Teilmengen bis zum
Ende hin verringert werden. Insbesondere wird dadurch auch die
Bremswirkung des Schlammes auf den Druckschlauch vermindert, da der
betreffende Schlamm ständig in Bewegung gehalten oder erneut in Bewegung
gebracht wird. Insbesondere wird dadurch ein Absetzen der Feststoffe im
Schlamm wirksam verringert.
Die Erfindung betrifft auch einen Druckschlauch zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens mit einem Eintrittsende und einem Austrittsende
und einem am Austrittsende angeordneten Düsenkörper mit mindestens einer
Strahldüse, die zur Erzielung einer Reinigungswirkung und eines Schlauchvorschubes
durch Rückstoßwirkung mindestens teilweise in Gegenrichtung
zum Schlauchvorschub ausgerichtet ist.
Zur Lösung der gleichen Aufgabe ist ein solcher Druckschlauch dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen dem Eintrittsende und dem Austrittsende des
Druckschlauchs an mindestens einer Zwischenstelle mindestens eine weitere
Strahldüse angeordnet ist, die zur Unterstützung des Schlauchvorschubs
gleichfalls mindestens teilweise in Gegenrichtung zum Schlauchvorschub geneigt
angeordnet ist.
Es ist dabei besonders zweckmäßig, wenn die mindestens eine weitere, an der
mindestens einen Zwischenstelle angeordnete Strahldüse in einem Düsen-
Zwischenkörper angeordnet ist, in dessen eines Ende ein erster
Schlauchabschnitt eingesetzt ist und in dessen anderes Ende der jeweils folgende
Schlauchabschnitt eingesetzt wird. Der betreffende Düsen-Zwischenkörper
hat vorzugsweise die äußere Form eines Torpedos oder einer Zitrone,
so daß er dem in Gegenstrom zur Vorschubrichtung zurückfließenden
Schlamm möglichst wenig Widerstand entgegensetzt, worauf in der Detailbeschreibung
noch näher hingewiesen werden wird.
Es ist dabei weiterhin von Vorteil, wenn im Düsen-Zwischenkörper mindestens
ein Kranz von äquidistant angeordneten Strahldüsen angeordnet ist, wobei der
Kranz oder jeder Kranz aus zwei bis fünf Strahldüsen bestehen kann,
vorzugsweise aus fünf oder sechs Strahldüsen.
Die Längen der einzelnen Strahlabschnitte können dabei - wie bei dem bereits
geschilderten Ausführungsbeispiel - untereinander gleich groß sein oder -
bevorzugt - in Strömungsrichtung des Druckwassers sogar abnehmen.
So können beispielsweise mit relativ geringem Abstand vom Düsenkörper am
Schlauchende bereits ein oder mehrere Düsen-Zwischenkörper angeordnet
sein, so daß die herauszuspülenden Verunreinigungen, darunter auch Festkörper,
gewissermaßen durch Wasserimpulse ständig in der Schwebe gehalten
werden.
Es ist im Zuge einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung auch mit besonderem
Vorteil möglich, die Schlauchquerschnitte von Schlauchabschnitt zu
Schlauchabschnitt in Strömungsrichtung des Druckwassers kleiner zu wählen.
Der Vorteil einer solchen Maßnahme wird anhand des Ausführungsbeispiels
nach Fig. 4 weiter unten noch näher erläutert.
Es ist wiederum besonders vorteilhaft, wenn der Düsen-Zwischenkörper rotationssymmetrisch
ausgebildet ist und eine Längsachse aufweist, die mit den
Achsen der eingesetzten Schlauchabschnitte fluchtet, und wenn die Achsen
der Strahldüsen unter einem Winkel von 4 bis 30 Grad, vorzugsweise von 5
bis 20 Grad, zur Längsachse ausgerichtet sind.
Nun ist es beim Betrieb einer solchen Vorrichtung erforderlich, den Druckschlauch
abschnittsweise in die zu reinigende Rohrleitung einzuführen, d. h.
das dem Düsenkörper abgekehrte Ende des bereits eingeführten Druckschlauchs
mit einem jeweils nachfolgenden Düsen-Zwischenkörper zu verbinden.
Dies muß notwendigerweise außerhalb der zu reinigenden Rohrleitung
geschehen. Sobald der Druckschlauch wieder mit Druckwasser beaufschlagt
wird, tritt hierbei natürlich Wasser aus dem Düsen-Zwischenkörper aus. Es ist
daher gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung besonders
vorteilhaft, wenn im Düsen-Zwischenkörper ein Steuerorgan angeordnet ist,
durch das der Strömungsweg zu den Strahldüsen des Düsen-Zwischenkörpers
druckabhängig absperrbar oder freigebbar ist. Es ist also beispielsweise
möglich, den Düsen-Zwischenkörper bei zunächst vermindertem Wasserdruck
im Druckschlauch und bei abgesperrten Strahldüsen in die zu reinigende
Rohrleitung einzuführen und alsdann den Wasserdruck so weit zu steigern,
bis das Steuerorgan den Strömungsweg zu den Strahldüsen im Düsen-
Zwischenkörper freigibt, so daß dieser - nach dem Einführen in die Rohrleitung
- seine volle Wirkung entfalten kann.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes sind in den
übrigen Unteransprüchen aufgeführt.
Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes und wesentliche Einzelteile
werden nachfolgend anhand der Fig. 1 bis 4 auch im Vergleich zum
Stande der Technik (Fig. 2) näher erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1 einen Axialschnitt durch einen Düsen-Zwischenkörper, der sich
zwischen zwei Schlauchabschnitten befindet,
Fig. 2 eine schematische Darstellung des Standes der Technik mit
einem bis zum endständigen Düsenkörper durchgehenden
Druckschlauch ohne eine Zwischenentnahme von Druckwasser
an einer Zwischenstelle,
Fig. 3 ein erstes Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes mit
einem Düsen-Zwischenkörper, der in der Mitte einer gesamten
Schlauchlänge von 400 m zwischen dem Düsenkörper am
Schlauchende und einer Hochdruckpumpe angeordnet ist, und
Fig. 4 eine Variante des Ausführungsbeispiels nach Fig. 3, bei dem
zwei Hochdruck-Pumpen eingesetzt werden und auf beiden
Seiten des Düsen-Zwischenkörpers Schlauchabschnitte unterschiedlicher
Nennweite vorgesehen sind.
In Fig. 1 ist ein Düsen-Zwischenkörper 1 dargestellt, der rotationssymmetrisch
zu seiner Längsachse A-A ausgebildet ist und hinsichtlich seiner Außenfläche
2 angenähert die Form eines Torpedos hat. Die Strömungsrichtung des
Druckwassers ist durch einen Pfeil 3 angedeutet; in Richtung dieses Pfeils
verläuft auch die Vorschubrichtung des gesamten Druckschlauches. Die
nachstehenden Angaben "vorn" und "hinten" beziehen sich auf die Vor
schubrichtung des Druckschlauchs. Mit dem vorderen Ende des Düsen-
Zwischenkörpers 1 ist ein erster Schlauchabschnitt 4a eines Druckschlauchs 4
verbunden, mit dem hinteren Ende ein nachfolgender Schlauchabschnitt 4b,
wobei die Achsen der eingesetzten Schlauchabschnitte mit der Längsachse
A-A fluchten. Die Schlauchabschnitte 4a und 4b sind nur gestrichelt dargestellt,
da für die druckdichte Verbindung der Schlauchabschnitte mit dem Düsen-
Zwischenkörper unterschiedliche Anschlußmöglichkeiten gegeben sind.
Im Innern des Düsen-Zwischenkörpers 1 befindet sich eine Durchgangsbohrung
5, die im vorliegenden Fall aus den nachstehend noch erläuterten
Gründen als Stufenbohrung ausgeführt ist. Von dieser Durchgangsbohrung 5
geht eine eingestochene Ringnut 6 aus, in die - auf den Umfang äquidistant
verteilt - fünf Düsenbohrungen 7 einmünden, die mit einem Innengewinde
versehen sind und jeweils in einer kreisringförmigen Schulterfläche 8 enden.
Jenseits dieser Schulterflächen 8 sind die betreffenden Bohrungen im
Durchmesser stark vergrößert, so daß in die Düsenbohrungen 7 Strahldüsen
9 herkömmlicher Bauart eingeschraubt werden können. Diese Strahldüsen 9
besitzen entsprechende Innenbohrungen, deren eine Achse AD strichpunktiert
besonders hervorgehoben ist. Diese Bohrungsachse verläuft unter einem
Winkel α zur Längsachse A-A des Düsen-Zwischenkörpers, wobei der eingezeichnete
Winkel α 10 Grad beträgt. Durch die Strahldüsen 9 werden scharfe
Wasserstrahlen erzeugt, die in Richtung der Düsenachsen AD austreten.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 befindet sich in der Durchgangsbohrung
5 ein Steuerorgan 10, durch das der Strömungsweg zu den Strahldüsen
9 druckabhängig absperrbar oder freigebbar ist. Zum Steuerorgan 10
gehört eine Schiebehülse 11, die in Richtung auf das Eintrittsende 1e durch
eine vorgespannte Druckfeder 12 belastet ist. Die Schiebehülse 11 besitzt einen
Kragen 13, der bei weitgehend entspannter Druckfeder 12 an eine
Schulterfläche 14 im Düsen-Zwischenkörper 1 anstößt. In Richtung auf das
Eintrittsende 1e besitzt die Schiebehülse jenseits des Kragens 13 einen
hohlzylindrischen Fortsatz 15, der in einer Steuerkante 16 endet. In dem
zeichnerisch dargestellten Fall überdeckt der Fortsatz die Ringnut 6, so daß
kein Druckwasser durch die Strahldüsen 19 austreten kann.
Die Schiebehülse 11 ist außer in der Durchgangsbohrung 5 auch noch in der
Zylinderbohrung 17 einer Führungshülse 18 geführt, über die gleichzeitig die
Vorspannung der Druckfeder 12 eingestellt werden kann. Zu diesem Zweck ist
die Führungshülse 18 mittels einer Gewindeverbindung 19 in dem Düsen-
Zwischenkörper 1 verstellbar gelagert. An die Führungshülse 18 ist unmittelbar
ein Schlauchabschnitt 4a angeschlossen. Das Austrittsende des Düsen-
Zwischenkörpers ist mit 1a bezeichnet.
Die Wirkungsweise des Düsen-Zwischenkörpers nach Fig. 1 ist folgende:
Die Schiebehülse 11 besitzt eine Innenbohrung 11a, die eine Strömungsverengung
darstellt, durch die je nach der durchgesetzten Wassermenge eine der
Wassermenge proportionale Druckdifferenz erzeugt wird. Solange ein mittels
der Führungshülse 18 voreingestellter Ansprechdruck nicht erreicht wird, hält
der Fortsatz 15 mit der Steuerkante 16 die Ringnut 6 und damit die
Strahldüsen 9 geschlossen. Wird jetzt der Wasserdruck erhöht, so steigt der
Wasserdurchsatz und damit die Druckdifferenz an beiden Enden der Schiebehülse
11, bis diese beim Überschreiten eines Ansprechwertes in Richtung
auf das Austrittsende 1a des Düsen-Zwischenkörpers 1 verschoben wird und
hierbei die Ringnut 6 und damit die Strahldüsen 9 freigibt. Ab diesem Zeitpunkt
setzt die Wirkung der Strahldüsen 9 in dem bereits weiter oben beschriebenen
Sinne ein.
Es wird betont, daß bei den nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen
des Erfindungsgegenstandes nicht notwendigerweise ein Düsen-
Zwischenkörper 1 mit einem Steuerorgan 10 verwendet werden muß, wenn der
Austritt von Spülwasser in Kauf genommen werden kann.
Fig. 2 zeigt eine Reinigungsvorrichtung mit einem Druckschlauch nach dem
Stande der Technik, wenn man einmal von der eingezeichneten Länge von
400 m absieht. Der Druckschlauch 4 besitzt ein Eintrittsende 20 und ein Austrittsende
21, das mit einem Düsenkörper 22 herkömmlicher Bauart mit entsprechenden
Strahldüsen verbunden ist. Das Eintrittsende 20 ist an eine
Hochdruck-Pumpe 23 angeschlossen, die eine Förderleistung von 320 l pro
Minute bei einem Ausgangsdruck von 160 bar erzeugt. Die betreffende Pumpe
ist als Kolbenpumpe ausgebildet. Der Druckschlauch 4 besitzt einen
Nenndurchmesser (Innendurchmesser) von 25 mm und wiegt bei einem Metergewicht
von 0,57 kg insgesamt 280 kg. Bei dem angegebenen Durchsatz
von 320 l pro Minute tritt in dem 400 m langen Druckschlauch 4 ein Druckabfall
von 80 bar auf, so daß am Austrittsende 21 nur noch die Hälfte des Drucks
ansteht, nämlich gleichfalls 80 bar. Aus dem Düsenkörper 22 tritt die
Wassermenge von 320 l pro Minute durch sechs Düsen mit einem Innen
durchmesser von 3,2 mm aus, wodurch eine Zugkraft von 600 N erzeugt wird.
Mit dieser Zugkraft muß das Schlauchgewicht von rund 1/4 Tonne bewegt
werden, d. h. die Zugkraft beträgt pro Kilogramm Schlauch 2,6 N.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung nach Fig. 3 wird die gleiche
Hochdruck-Pumpe 23 verwendet, desgleichen der gleiche Druckschlauch
4, der jedoch an einer Zwischenstelle 24 durch den bereits beschriebenen
Düsen-Zwischenkörper 1 in zwei Schlauchabschnitte 4a und 4b von jeweils
gleicher Länge (je 200 m) unterteilt ist. Der Düsen-Zwischenkörper 1 ist mit
fünf Strahldüsen mit einem Innendurchmesser von 2,3 mm versehen. Daraus
tritt bei einem Druckverlust von 40 bar im Schlauchabschnitt 4b bei einem
Druck von 120 bar eine Wassermenge von 160 l pro Minute aus, wodurch bei
den gegebenen Abmessungen der Strahldüsen eine Zugkraft von 400 N
erzeugt wird. Durch den sich in Strömungsrichtung an den Düsen-
Zwischenkörper 1 anschließenden Schlauchabschnitt 4a fließt jetzt nur noch
die Hälfte der Wassermenge, nämlich 160 l pro Minute, so daß der Druckverlust
in diesem Schlauchabschnitt 4a auf 10 bar reduziert wird. Am endständigen
Düsenkörper 22 steht jetzt also ein Druck von 110 bar an. Im Unterschied
zum Düsenkörper 22 nach Fig. 2 ist der Düsenkörper 22 in Fig. 3
nur noch mit fünf Düsen mit einem Innendurchmesser von 2,3 mm bestückt,
um der verminderten Wassermenge Rechnung zu tragen. Dadurch wird mittels
des Düsenkörpers 22 eine Zugkraft von immerhin noch 370 N erzeugt. Die
durch den Düsen-Zwischenkörper 1 und durch den Düsenkörper 22 erzeugten
Zugkräfte addieren sich zu 770 N, d. h. bei gegenüber Fig. 1 gleichem
Schlauchgewicht beträgt die Zugkraft nunmehr 3,38 N pro Kilogramm
Schlauch. Die Zugkraft ist also insgesamt wesentlich erhöht, und der Vorschub
bzw. Vortrieb des Druckschlauches wird noch zusätzlich durch die
Spülwirkung des Düsen-Zwischenkörpers 1 unterstützt.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Erfindung nach Fig. 4 werden in Parallelschaltung
zwei Hochdruckpumpen 23 gleicher Größe wie in den Fig. 2 und
3 verwendet, d. h. bei einem Ausgangsdruck von 160 bar werden nunmehr
insgesamt 640 l pro Minute Wasser gefördert. In diesem Fall ist der in
Strömungsrichtung zuerst kommende Schlauchabschnitt 4b auf 160 m verkürzt
und mit einer Nennweite von 32 mm ausgestattet. Bei dem angegebenen
Durchsatz von 640 l pro Minute ergibt sich in dem Schlauchabschnitt 4b ein
Druckverlust von 37 bar, so daß an der Zwischenstelle 24 bzw. an dem
Düsen-Zwischenkörper 1 noch ein Druck von 123 bar ansteht. An dieser Stelle
wird wiederum die Hälfte der Wassermenge entnommen, nämlich 320 l pro
Minute. Durch die Anordnung von sechs Strahldüsen 9 im Düsen-
Zwischenkörper 1 mit einem Düsendurchmesser von 2,8 mm wird eine Zugkraft
von 720 N erzeugt. Der in Strömungsrichtung folgende Schlauchabschnitt 4a
hat wiederum einen (verringerten) Nenndurchmesser von 25 mm bei einer
Gesamtlänge von 240 m, so daß die Gesamtlänge des Druckschlauchs 4
wiederum 400 m beträgt. Aufgrund der durch den Schlauchabschnitt 4a geförderten
Wassermenge von 320 l pro Minute stellt sich darin ein Druckabfall
von 48 bar ein, so daß am Austrittsende 21 des Druckschlauchs noch ein
Druck von 75 bar ansteht, allerdings bei einer Wassermenge von 320 l pro
Minute. In diesem Fall ist der Düsenkörper 22 mit sechs Düsen mit einem
Durchmesser von 3,1 mm ausgestattet, wodurch sich aus den übrigen Daten
eine Zugkraft von 570 N errechnet, d. h. mittels der Anordnung nach Fig. 4
wird eine Zugkraft von insgesamt 1290 N erzeugt. Das Schlauchgewicht des
Schlauchabschnitts 4b beträgt pro Meter 1,0 kg, so daß sich ein Gesamtgewicht
des Druckschlauchs 4 von 297 kg ergibt. Die Zugkraft beträgt pro Kilogramm
in diesem Falle also 4,34 N.
Die Erfindung kann natürlich noch weiter dadurch ausgestaltet werden, daß
anstelle der in den Fig. 3 und 4 gezeigten einzigen Zwischenstelle 24 noch
weitere Zwischenstellen vorgesehen werden, zwischen denen sich zusätzliche
Schlauchabschnitte befinden. Durch entsprechende Abstufung der
Schlauchdurchmesser, der Schlauchlängen und der Anzahl sowie der Innendurchmesser
der Strahldüsen lassen sich hierdurch die Verhältnisse weiter
optimieren.
Claims (12)
1. Verfahren zum Reinigen von Kanalisations- und Rohrleitungs-Systemen
mittels Druckwasser, das am Austrittsende eines Druckschlauchs aus
mindestens einer Strahldüse in Form eines Wasserstrahls austritt, wobei
der Vortrieb des Druckschlauches, das Abspülen und Rückspülen der
Verunreinigungen durch eine entgegengesetzt zum Vortrieb gerichtete
Neigung des mindestens einen Wasserstrahls bewirkt wird, insbesondere
zur Hochdruckreinigung von Kanalisations- und Rohrleitungs-Systemen mit
einem mindestens teilweise im wesentlichen horizontalen Verlauf, dadurch
gekennzeichnet, daß der Vortrieb des Schlauches und die Rückspülung
der Verunreinigungen durch mindestens je einen weiteren Wasserstrahl
unterstützt werden, der an mindestens einer Zwischenstelle zwischen dem
Eintrittsende und dem Austrittsende des Druckschlauches aus diesem in
einer Richtung austritt, die gleichfalls entgegengesetzt zur Vor
triebsrichtung geneigt ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die am Austrittsende
und an der mindestens einen Zwischenstelle des Druckschlauches
austretenden Wassermengen hinsichtlich ihrer Rückstoßwirkung
mindestens etwa gleich groß gewählt werden.
3. Druckschlauch (4) zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit
einem Eintrittsende (20) und einem Austrittsende (21) und mit einem am
Austrittsende (21) angeordneten Düsenkörper (22) mit mindestens einer
Strahldüse, die zur Erzielung einer Reinigungswirkung und eines
Schlauchvorschubs durch Rückstoßwirkung mindestens teilweise in Gegenrichtung
zum Schlauchvorschub ausgerichtet ist, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen dem Eintrittsende (20) und dem Austrittsende (21)
des Druckschlauchs (4) an mindestens einer Zwischenstelle (24)
mindestens eine weitere Strahldüse (9) angeordnet ist, die zur Unterstützung
des Schlauchvorschubs gleichfalls mindestens teilweise in Gegenrichtung
zum Schlauchvorschub geneigt angeordnet ist.
4. Druckschlauch nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
mindestens eine weitere, an der mindestens einen Zwischenstelle (24)
angeordnete Strahldüse (9) in einem Düsen-Zwischenkörper (1) angeordnet
ist, in dessen eines Ende (1a) ein erster Schlauchabschnitt (4a) eingesetzt
ist und in dessen anderes Ende (1e) der jeweils folgende Schlauchabschnitt
(4b) eingesetzt ist.
5. Druckschlauch nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im
Düsen-Zwischenkörper (1) mindestens ein Kranz von äquidistant angeordneten
Strahldüsen (9) angeordnet ist.
6. Druckschlauch nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder
Kranz aus zwei bis acht Strahldüsen (9) besteht.
7. Druckschlauch nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Längen der einzelnen Schlauchabschnitte (4a, 4b) untereinander gleich
groß sind oder in Strömungsrichtung des Druckwassers abnehmen.
8. Druckschlauch nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Schlauchquerschnitte von Schlauchabschnitt (4b) zu Schlauchabschnitt
(4a) in Strömungsrichtung des Druckwassers abnehmen.
9. Druckschlauch nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der
Düsen-Zwischenkörper (1) rotationssymmetrisch ausgebildet ist und eine
Längsachse (A-A) aufweist, die mit den Achsen der eingesetzten
Schlauchabschnitte (4a, 4b) fluchtet und daß die Achsen der Strahldüsen
(9) unter einem Winkel von 4 bis 30 Grad, vorzugsweise von 5 bis 20
Grad, zur Längsachse (A-A) ausgerichtet sind.
10. Druckschlauch nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im
Düsen-Zwischenkörper (1) ein Steuerorgan (10) angeordnet ist, durch das der
Strömungsweg zu den Strahldüsen (9) des Düsen-Zwischenkörpers (1)
druckabhängig absperrbar oder freigebbar ist.
11. Druckschlauch nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das
Steuerorgan (10) als federbelastete Schiebehülse (11) mit einer Strömungsverengung
(Bohrung 11a) und einer Steuerkante (16) ausgebildet
ist, derart, daß nach Maßgabe einer Druckdifferenz auf beiden Seiten der
Strömungsverengung die Schiebehülse (11) verschiebbar ist, so daß die
Steuerkante (16) den Strömungsweg zu den Strahldüsen freigibt oder absperrt.
12. Druckschlauch nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die
Vorspannung der Druckfeder (12) zwecks Veränderung des Ansprechdrucks
einstellbar ist.
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DE19934332126 DE4332126C2 (de) | 1993-09-22 | 1993-09-22 | Druckschlauch zum Reinigen von Kanalisations- und Rohrleitungs-Systemen mittels Druckwasser |
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DE4332126C2 DE4332126C2 (de) | 1998-09-17 |
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Cited By (2)
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1993
- 1993-09-22 DE DE19934332126 patent/DE4332126C2/de not_active Expired - Fee Related
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---|---|
DE4332126C2 (de) | 1998-09-17 |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
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