DE4421776A1 - Verbesserungen von Scheuerkugeln zur Reinigung und Verfahren und Vorrichtungen zu ihrer Herstellung - Google Patents

Description

Es ist bekannt, Kondensatorröhren oder Wärmetauscherröhren dadurch kontinuierlich zu reinigen, daß in diesen Röhren eine mit Reinigungskugeln enthaltende Wasserströmung regelmäßig umläuft, wobei der Durchmesser der Kugeln geringfügig größer ist als der Innendurchmesser der Röhren.

Die umlaufenden Kugeln nutzen sich ab und werden durch neue Kugeln ersetzt, wenn ihr abnehmender Durchmesser eine Minimal­ schwelle erreicht hat.

Das die Reinigungskugeln im allgemeinen bildende Material ist schwammartiger Kautschuk, welchem verschiedene mineralische Füllstoffe zugesetzt worden sind.

Falls diese Füllstoffe beim Vermischen mit dem Kautschuk pulverförmig sind, sind die resultierenden Kugeln homogen.

Es gibt auch sogenannte "scheuernde" Kugeln, welche verwendet werden, wenn die zu reinigenden Röhren von einer besonders fest anhaftenden Ablagerung bedeckt sind.

Diese Kugeln sind wie die obigen "homogenen" Kugeln aus schwammartigem Kautschuk, ihre Oberfläche ist jedoch von einer Schicht aus Scheuerpartikeln überzogen, welche auf die Kugel mit Hilfe eines Spezialklebers geklebt sind.

Diese Scheuerpartikel können z. B. Polycarbonatkörner sein, welche Kanten aufweisen und Abmessungen in der Nähe von 1 mm haben.

Ein beträchtlicher Nachteil dieses letzteren Typs von Kugeln besteht darin, daß ihr Scheuervermögen von kurzer Dauer ist: Es verschwindet, sobald die oberflächliche Scheuerschicht abgenutzt ist, was im allgemeinen nach einigen Stunden der Fall ist, während die Lebensdauer "homogener", Kugeln einige Wochen beträgt.

Es wäre offensichtlich vorzuziehen, Kugeln zu verwenden, welche in ihrem ganzen Volumen derart verteilte Scheuerkörner umfassen, daß sie ihr Scheuervermögen je nach ihrer auf ihre Abnutzung zurückzuführende Durchmesserverringerung beibehal­ ten.

Dieses Ergebnis ist aber bis zum heutigen Tage aus den folgen­ den Gründen nicht erreicht worden:

• - Falls die scheuernden Körner während der Herstellung der Kugel dem Kautschuk zugesetzt werden, haften diese Körner am Kautschuk nicht: diejenigen, die sich am Rand der Kugel befin­ den, lösen sich also sehr leicht ab und das Scheuervermögen der Kugel wird schnell zunichte,
• - falls versucht wird, die Oberfläche der Körner vor ihrer Inkorporation in den Kautschuk mit einem Klebstoff zu bedek­ ken, um zu erreichen, daß sie daraufhin innig an der Struktur der sich bildenden Kugel anhaften, wird ein Konglomerat von miteinander verklebten Körnern erhalten, welches bei der Herstellung der Kugel nicht im Innern des Kautschuks verteilt werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile dadurch zu beseitigen, daß eine teilweise Bedeckung der Oberfläche der Scheuerpartikel mit einer Klebstoffschicht ermöglicht wird, ohne daß sich diese Partikel untereinander zusammenklumpen können, so daß sie während der Herstellung der Kugeln in dem Kautschuk verteilt werden können und sie infolgedessen über die ganze Kugelmasse fest mit dem die Kugel bildenden Material zusammenhaften.

Auf diese Weise werden Scheuerkugeln erzeugt, welche ihr Scheuervermögen je nach Abnutzung beibehalten.

Genauer sind die Scheuerkugeln der erfindungsgemäßen Gattung im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer schwammartigen Masse aus natürlichem oder synthetischem Kau­ tschuk gebildet sind, welche in diese Masse innig eingemischte Scheuerkörner umfaßt, wobei die Körner von kleinen, auf ihrer Seitenfläche mit getrocknetem Klebstoff bedeckten, vorzugs­ weise polygonalen Querschnitt aufweisenden Strangstücken aus scheuerndem Material gebildet sind.

Die Herstellungsverfahren der besagten Kugeln betreffend sind erfindungsgemäß im wesentlichen gekennzeichnet durch die Abfolge der folgenden Schritte: Verwenden eines Strangs aus dem gewünschten scheuernden Material, oberflächliches Überzie­ hen dieses Strangs mit einem Klebstoff, welcher dazu geeignet ist, seine Klebeeigenschaften durch Trocknung zu verlieren und sie durch Erwärmung auf eine Temperatur wiederzugewinnen, welche höchstens gleich derjenigen der Vulkanisation des die Kugel bildenden Kautschuks ist, Trocknen des derart überzoge­ nen Strangs, Abtrennen des getrockneten Strangs in kleine unabhängige Stücke und inniges Vermischen dieser kleinen Stücke mit den Bestandteilen, welche dazu bestimmt sind, die Kugel durch die üblichen, anschließend in an sich bekannter Weise durchgeführten Schritte des Formens, Erwärmens und dgl. zu bilden.

In bevorzugten Ausführungsformen wird ferner die eine und/oder die andere der folgenden Maßnahmen verwendet:

• - Der Querschnitt des Strangs ist polygonal, vorzugsweise viereckig,
• - das den Strang bildende Material ist ein thermoplasti­ sches Syntheseprodukt, z. B. Polycarbonat, Polyamide oder Polyvinylchlorid,
• - der Durchmesser oder Äquivalentdurchmesser des Strangs liegt im Bereich zwischen 0,4 mm und 2 mm, vorzugsweise zwi­ schen 0,7 mm und 1 mm,
• - die Länge jedes Stücks ist gleich oder geringfügig größer als der Durchmesser oder Äquivalentdurchmesser des Strangs,
• - das den Klebstoff bildende Material ist ein thermoreakti­ vierbarer und vulkanisierbarer Elastomerklebstoff, z. B. Poly­ chloropren, welchem ein geringer Prozentsatz von Magnesiumoxid zugefügt worden ist,
• - die Beschichtung des Strangs wird durch Eintauchen be­ wirkt,
• - das Trocknen des überzogenen Strangs wird durch dessen Erwärmung mit Infrarotstrahlung bewirkt,
• - das in Stücke Abtrennen des Strangs wird mit Hilfe eines Messers bewirkt, welches von dem Typ ist, mit dem die Rota­ tionsschneidemaschinen ausgerüstet sind.

Abgesehen von diesen prinzipiellen Maßnahmen umfaßt die Erfin­ dung bestimmte andere Maßnahmen, welche bevorzugterweise gleichzeitig verwendet werden und anschließend ausführlicher besprochen werden.

Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfin­ dung unter Bezugnahme auf die in nicht einschränkender Weise angefügte Zeichnung beschrieben.

Fig. 1 dieser Zeichnung zeigt eine halbierte erfindungsgemäße Scheuerkugel.

Fig. 2 zeigt in vergrößerter perspektivischer Darstellung eines der von dieser Kugel umfaßten Scheuerkörner.

Fig. 3 zeigt in schematischer Weise eine erfindungsgemäße Ausführungsform des Herstellungsverfahrens der betreffenden Scheuerkörner.

Es wird in allgemeiner Weise vorgeschlagen, eine Scheuerkugel 1 zu realisieren, welche eine natürliche oder synthetische schwammartige Kautschukmasse umfaßt, in deren Inneren Scheuer­ körner 2 eingebettet sind.

Zu diesem Zweck wird ein aus dem gewünschten Scheuermaterial gebildeter Strang 3 verwendet.

Dieses Scheuermaterial wird abhängig von den Eigenschaften der zu reinigenden Röhren ausgewählt.

Es darf weder zu hart sein, um kein Zerkratzen oder keine Beschädigung der Oberfläche der Röhren zu riskieren, noch zu nachgiebig sei n, um die Ablagerungsschicht entfernen zu kön­ nen, welche die Innenfläche der Röhren bedeckt.

Dieses Material ist vorzugsweise ein thermoplastisches Syn­ theseprodukt, z. B. Polycarbonat, Polyamide oder Polyvinylchlo­ rid.

Der betrachtete Strang 3 kann einen Kreisquerschnitt aufwei­ sen.

Der besagte Querschnitt jedoch ist vorzugsweise Polygonal, insbesondere viereckig, so daß die resultierenden Körner scharfe Kanten aufweisen.

Die Abmessungen dieses Querschnitts hängen von dem gewünschten Scheuervermögen ab: je größer die Körner sind desto höher ist ihr Scheuervermögen.

Der Durchmesser oder Äquivalentdurchmesser des Strangs liegt im allgemeinen im Bereich von 0,4 mm bis 2 mm, vorzugsweise im Bereich von 0,7 mm bis 1 mm, wenn der Durchmesser der zu beschickenden Kugel in der Größenordnung von 2 cm liegt, wobei dieser allgemeiner im Bereich von 1 cm bis 4 cm liegt.

Der betrachtete Strang 3 wird von einer Spule 4 (Fig. 3) abgegeben, welche von dessen Einspannen zwischen zwei An­ triebsrollen 5 angetrieben ist.

Nachdem der Strang 3 die Rolle 4 verlassen hat, wird er in einen einen thermoreaktivierbaren, elastomeren Klebstoff enthaltenden Trog 6 eingetaucht.

Die Eigenschaften dieses Klebstoffs sind die folgenden:

• - Er trocknet schnell, nämlich in einigen Minuten an Luft bei Umgebungstemperatur oder einer leicht erhöhten Temperatur, wobei er sein Klebevermögen verliert,
• - nach diesem Trocknen wird er wieder klebend durch die Wirkung einer einfachen Erwärmung auf eine Temperatur, z. B. der Größenordnung 80°C, welche höher ist als die Trocknungs­ temperatur und niedriger ist als die Vulkanisationstemperatur des Kautschuks,
• - ferner ist der betreffende Klebstoff im selben Tempera­ turbereich vulkanisierbar wie der Kautschuk, d. h. zwischen 130 und 160°C.

Ein diesen unterschiedlichen Eigenschaften weitgehendst ent­ sprechender Klebstoff ist das Polychloropren, eine thermore­ aktivierbare Substanz, welcher ein geringer Prozentsatz von Magnesiumoxid beigegeben ist, eine Substanz, welche die Eigen­ schaft hat, die Vulkanisation des Polychloroprens bei den obigen Temperaturen zu bewirken.

Nach Eintauchen in das Klebstoffbad 7 wird der mit diesem Klebstoff überzogene Strang 3 an einer Infrarotrampe 8 vorbei­ ge führt, welche das Trocknen des Klebstoffs gewährleistet, wobei sich die Antriebsrollen 5 von dieser Rampe aus gesehen einzig in Antriebsrichtung befinden.

Der Strang 3, welcher mit einem getrockenen Klebstoff 7 im­ prägniert ist, der seine Klebeeigenschaften verloren hat, geht nach seinem Durchgang zwischen den Rollen 5 durch eine Strang­ führung 9 und wird genau am Ausgang dieser Strangführung mit Hilfe eines Rotationsmessers 10 in kleine, die Scheuerkörner 2 (siehe Fig. 2) bildende Stücke abgetrennt, wobei das Messer von dem Schraubenblätter aufweisenden Typ ist, mit welchem die Rasenmäher ausgestattet sind, und von einem geeigneten Motor 11 angetrieben ist.

Das Herabfallen dieser Körner 2 wird von einer Abdeckhaube 12 geführt und die Körner werden in einem Behälter 13 aufgefan­ gen.

Die Länge der unterschiedlichen Stücke 2 ist im allgemeinen gleich oder geringfügig größer als der Durchmesser des Strangs 3: diese Länge liegt also am häufigsten in der Größenordnung Millimeter.

Für die in dem Behälter 13 aufgefangenen Körner 2 besteht keine Gefahr, daß sie sich untereinander zusammenklumpen, da der dünne Klebstoffüberzug, welcher jedes von ihnen teilweise bedeckt, in diesem Stadium getrocknet ist und nicht klebt.

In diesem Zustand werden die betreffenden Körner mit den unterschiedlichen Bestandteilen vermischt, welche zum Bilden der Kautschukkugel 1 bestimmt sind.

Danach wird mit der Herstellung der besagten Kugel fortgefah­ ren gemäß einer Vorgehensweise, welche mit derjenigen für die üblichen homogenen Kugeln identisch ist und insbesondere die Ausbildung von Rohlingen, d. h. von geformten Klötzen, welche jeweils eine präzise Menge der Rohmischung enthalten, die Einführung jedes Klotzes in eine Form mit Kugelgestalt und dessen Erwärmung in dieser Form auf die Vulkanisationstempera­ tur der Mischung umfaßt.

Beim Erwärmen zur Vulkanisation wird die jedes Stück des scheuernden Strangs bedeckende Klebstoffschicht 7 thermore­ aktiviert, wodurch sie wieder klebend wird: sie bildet dann ein Verbindungsmittel zwischen jedem Scheuerstück und dem dieses umgebenden Material, wobei während der darauffolgenden Vulkanisation dieses Bindemittels ein wirkliches Verschweißen zwischen besagtem Stück und dem die Kugel bildenden Kautschuk­ material beobachtet wird.

Diese außerordentlich feste Verbindung hält nach dem Entfernen aus der Form und dem Abkühlen an, so daß auf diese Weise eine Scheuerkörner enthaltende Scheuerkugel erzielt wird, wobei die Körner innig in der Kugelmasse eingebettet sind und gleich­ mäßig im Inneren derselben verteilt sind.

Diese Kugeln weisen gegenüber den vorbekannten den wichtigen Vorteil auf, ihre Scheuerwirksamkeit sehr lange zu behalten.

Wenn sich die Kugel in Folge der mehrfachen Reibungen, weichen sie bei dem durch sie durchgeführten Reinigungsvorgang unter­ worfen ist, tatsächlich abnutzt, kann sich diese Abnutzung in einer fortschreitenden Verringerung ihres Durchmessers und einem Herausbrechen einiger ihrer Scheuerkörner aus der Ober­ fläche äußern, wobei aber bei jedem verringerten Durchmesser der Kugel neue in der Tiefe der Kugel verankerte Scheuerkörner die Rolle der herausgebrochenen Körner übernehmen.

Die sich aus diesem besonderen Kugelaufbau ergebende Reini­ gungseffizienz ist also beträchtlich erhöht.

Wie es sich von selbst versteht und sich im übrigen aus dem vorhergehenden ergibt, ist die Erfindung keinesfalls auf die im besonderen ins Auge gefaßten Ausführungs- und Anwendungs­ formen beschränkt; sie umfaßt im Gegenteil alle Varianten, insbesondere jene, bei denen der Querschnitt des Strangs aus scheuerndem Material, aus dem die kleinen, die Scheuerkörner bildenden Stücke abgetrennt werden, einen anderen Querschnitt als einen viereckigen aufweist, z. B. einen rechtwinkligen, sechseckigen oder auch einen kreisförmigen.

Es handelt sich um eine Scheuerkugel zur Reinigung, welche von einer schwammartigen Masse aus Kautschuk gebildet ist, die in diese Masse innig eingemischte Scheuerkörner umfaßt, wobei die Körner von kleinen, auf ihrer Seitenfläche mit getrocknetem Klebstoff bedeckten Stücken eines Strangs aus scheuerndem Material mit polygonalem, vorzugsweise viereckigem Querschnitt gebildet sind.

Claims (7)

1. Scheuerkugel zur Reinigung, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer schwammartigen Masse aus natürlichem oder synthetischem Kautschuk gebildet ist, welche in diese Masse innig eingemischte Scheuerkörner (2) umfaßt wobei die Körner von kleinen, auf ihrer Seitenfläche mit getrocknetem Klebstoff (7) bedeckten Strangstücken aus scheuerndem Mate­ rial gebildet sind.

2. Scheuerkugel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Strangs (3), aus dem die Körner gebildet sind, polygonal, insbesondere viereckig ist.

3. Verfahren zur Herstellung einer Scheuerkugel nach einem der Ansprüche 1 und 2, gekennzeichnet durch die Abfolge der folgenden Schritte: Verwenden eines Strangs (3) aus dem gewünschten scheuernden Material, oberflächliches Überziehen dieses Strangs mit einem Klebstoff (7), welcher dazu geeig­ net ist, seine Klebeeigenschaften durch Trocknung zu verlie­ ren und sie durch Erwärmung auf eine Temperatur wiederzuge­ winnen, welche höchstens gleich derjenigen der Vulkanisation des die Kugel bildenden Kautschuks ist, Trocknen des derart überzogenen Strangs, Abtrennen des getrockneten Strangs in kleine unabhängige Stücke (2) und inniges Vermischen dieser kleinen Stücke mit den Bestandteilen, welche dazu bestimmt sind, die Kugel durch die üblichen, anschließend in an sich bekannter Weise durchgeführten Schritte des Formens, Erwär­ mens und dgl. zu bilden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das den Strang (3) bildende Material ein thermoplastisches Syntheseprodukt ist, z. B. Polycarbonat, Polyamide oder Polyvinylchlorid.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Durchmesser oder Äquivalentdurchmesser des Strangs (3) im Bereich zwischen 0,4 mm und 2 min, vor­ zugsweise zwischen 0,7 mm und 1 mm liegt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge jedes Stücks (2) gleich oder geringfügig größer als der Durchmesser oder Äquivalentdurch­ messer des Strangs (3) ist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das den Klebstoff (7) bildende Material thermoreaktivierbarer und vulkanisierbarer Elastomerkleb­ stoff ist, z. B. Polychloropren, welchem ein geringer Pro­ zentsatz von Magnesiumoxid zugefügt worden ist.