DE29807792U1

DE29807792U1 - Vorrichtung zum Abstrahlen der Innenflächen von Rohren

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Publication number: DE29807792U1
Application number: DE29807792U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-04-30
Filing date: 1998-04-30
Publication date: 1999-09-09
Anticipated expiration: 2008-05-01

Description

TER MEER STEINMBSTER &' PARTNER GBR

PATENTANWÄLTE - EUROPEAN PATENT ATTORNEYS

Dr. Nicolaus ter Meer, Dipl.-Chem. Helmut Steinmeister. Dipl.-Ing.

Peter Urner, Dipl.-Phys. Manfred Wiebusch

Gebhard Merkle, Dipl.-Ing. (FH)

Mauerkircherstrasse 45 Artur-Ladebeck-Strasse

D-81679 MÜNCHEN D-33617 BIELEFELD

KIP P01/97/G2 30.4.1998

Jens Werner Kipp

Klashofsiedlung 3 33659 Bielefeld

VORRICHTUNG ZUM ABSTRAHLEN DER INNENFLÄCHEN VON

ROHREN

TERMEER STEINMEISTER &*P/=ffTTNER:G?(5.. : :*..· KIPP01/97/G2

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BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abstrahlen der Innenflächen von Rohren, mit einer koaxial zum Rohr ausgerichteten, das Strahlmedium abgebenden Düse und einem Ablenkkörper, der das Strahlmedium auf die Rohrwand lenkt.

In WO 96/39 277 wird ein Verfahren zur Innenreinigung von Rohren beschrieben, bei dem die Rohrwand mit Hilfe eines durch das Rohr fahrenden Roboters mit einem Strahlmedium, beispielsweise Druckluft, abgestrahlt wird, dem vorzugsweise Trockeneis als Strahlmittel zugesetzt ist.

In DE 296 22 088 U wird für die Durchführung dieses Verfahrens eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 beschrieben, die eine koaxial zum Rohr ausgerichtete und durch das Rohr bewegbare Ringdüse aufweist. Die Mündung der Ringdüse ist konisch erweitert und enthält einen konischen Ablenkkörper, der zusammen mit der Außenwand der Düse einen Austrittskanal in der Form eines Kegelmantels bildet, so daß der austretende Strahl eine trichterförmige Gestalt erhält und die Rohrwand auf ihrem gesamten Umfang gleichmäßig überstreicht.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung dieser Art zu schaffen, die insbesondere für kleinere Rohrdurchmesser geeignet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daJ3 der Ablenkkörper mit dem größten Teil seiner Länge axial hinter der Mündung der Düse liegt und allein oder gemeinsam mit der Düse durch das Rohr bewegbar ist.

Bei dieser Anordnung braucht der Außendurchmesser der Düse selbst nicht größer zu sein als der Außendurchmesser des Ablenkkörpers, so daß eine schlanke, auch für Rohre mit kleinem Innendurchmesser geeignete Bauform erreicht wird.

Wenn der Ablenkkörper mit der Düse verbunden ist, so muß diese Verbindung zwar zugfest sein, sie kann jedoch im übrigen relativ labil oder flexibel sein, da sich der Ablenkkörper durch dynamische Effekte selbst im Rohr zentriert. Hierdurch kann zugleich die Führung der Düse im Rohr verbessert

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werden.

Da die Ablenkung des Strahlmediums und des Strahlmittels durch den Ablenkkörper bewirkt wird, besteht hinsichtlich der Gestaltung der eigentlichen Düse eine hohe konstruktive Freiheit. Insbesondere kann die Düse als Laval-Düse ausgebildet werden, mit der sich hohe Strömungsgeschwindigkeiten des Strahlmediums, gegebenenfalls sogar Überschallströmungen erreichen lassen.

Wenn sich der Ablenkkörper allein, also ohne die Düse durch das Rohr bewegt, muß die Bewegung des Ablenkkörpers gebremst werden, damit seine Geschwindigkeit stets kleiner als die Strömungsgeschwindigkeit des Strahlmediums ist und die erwünschte Ablenkungswirkung erzielt wird.

In den Unteransprüchen sind spezielle Ausführungsformen der Erfindung, unter anderem verschiedene Möglichkeiten zum Verzögern der Bewegung des Ablenkkörpers angegeben.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Figur 1 einen axialen Schnitt einer Strahlvorrichtung; und
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Figur 2 eine teilweise aufgebrochene Seitenansicht des wesentlichen Elements einer Strahlvorrichtung gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel.

Die in Figur 1 gezeigte Strahlvorrichtung dient zum Reinigen der Innenflächen eines Rohres 10 mit Hilfe eines festen oder flüssigen Strahlmediums mit oder ohne Strahlmittel.

Eine Düse 12 in der Form eines an das Rohrende ankuppelbaren Adapters dient dazu, das Strahlmedium unter hohem Druck in das Rohr einzuleiten. Im gezeigten Beispiel weist die Düse 12 einfach am vorderen Ende einen Außenkonus 14 auf, der in das Rohrende eingreift und sich dicht an die Innenwand

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des Rohres anlegt, wenn die Düse mit der Hand mit leichtem Druck gegen das Rohrende gehalten wird. An das entgegengesetzte Ende der Düse ist ein nicht gezeigter Druckschlauch ankuppelbar, über den das Strahlmedium zugeführt wird.

Weiterhin gehört zu der Strahlvorrichtung ein getrennt von der Düse 12 ausgebildeter Ablenkkörper 16. Im gezeigten Beispiel hat der Ablenkkörper 16 eine langgestreckte, schiffchenartige Form mit einem konisch ausgebildeten stromaufwärtigen Ende 18. Die Querschnittsform des Ablenkkörpers 16 ist an die Querschnittsform des Rohres 10 angepaßt und ist demgemäß bei Rundrohren kreisförmig. Der Außendurchmesser des Ablenkkörpers ist etwas kleiner als der Innendurchmesser des Rohres 10.

In einer Axialbohrung 20 des Ablenkkörpers 16 ist ein Zugseil 22 befestigt, das durch das Rohr 10 und durch die Mündung der Düse 12 verläuft und außerhalb des Rohres 10 durch eine schräge seitliche öffnung 24 aus der Düse 12 austritt. Das freie Ende des Zugseils 22 wird mit der Hand gehalten oder von einer nicht gezeigten Wickelvorrichtung abgewickelt.

Das von der Düse 12 abgegebene Strahlmedium strömt mit hoher Geschwindigkeit durch das Rohr 10 und trifft auf das konische Ende 18 des Ablenkkörpers 16 und wird dadurch radial nach außen abgelenkt, so daß es schräg auf die Rohrwand trifft und die Innenfläche des Rohres reinigt. Dem Strahlmedium kann ein Strahlmittel mit mäßig abrasiver Wirkung, beispielsweise Trockeneis beigemischt sein. Zum Zuführen des Strahlmittels kann die Düse 12 mit Öffnungen entsprechend der Öffnung 24 versehen sein. Durch diese Öffnungen können auch andere Zusätze zu dem Strahlmedium zugeführt werden, beispielsweise, um die Rohrwand chemisch zu behandeln oder kalk- oder schmutzabweisend zu "beschichten".

Das Strahlmittel wird durch den Ablenkkörper 16 ebenso abgelenkt wie das Strahlmedium, so daß eine intensive Reinigung der Rohrwand erreicht wird. Es hat sich gezeigt, daß die Partikel des Strahlmittels aufgrund fluiddynamischer Effekte kaum auf die Oberfläche des Ablenkkörpers trifft, sondern mit der Strömung so umgelenkt wird, daß sie direkt auf die Rohrwand treffen. Das Strahlmedium und das Strahlmittel sowie das gegebenenfalls von der Rohrwand abgetragene Material treten durch den ringförmigen Zwischen-

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raum zwischen dem Ablenkkörper und der Rohrwand und werden über das der Düse 12 entgegengesetzte Rohrende abgeführt.

Wenn das Zugseil 22 allmählich nachgelassen wird, bewegt sich der Ablenkkörper 16 selbstzentriert durch das Rohr, so daJ3 das Rohr 10 nach und nach auf der gesamten Länge gereinigt werden kann.

Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Ablenkkörpers 16, das für noch kleinere Rohrdurchmesser geeignet ist.

Der Ablenkkörper nach Figur 2 hat einen schiffchenförmigen stromaufwärtigen Teil 26 und einen als separates Bauteil ausgebildeten konusförmigen stromabwärtigen Teil 28. Die beiden Teile 26, 28 können miteinander verschraubt oder in sonstiger Weise aneinander befestigt sein. Der stromaufwärtige Teil weist einen sich konisch erweiternden Abschnitt 30, einen kürzeren zylindrischen Abschnitt 32 und einen sich konisch verjüngenden Abschnitt 34 auf, die in der angegebenen Reihenfolge in Strömungsrichtung aufeinander folgen. Zusammen mit der zylindrischen Rohrwand bildet der Teil 26 eine ringförmige Düse, deren Querschnitt sich wie bei einer Laval-Düse zunächst verengt und dann wieder erweitert. Auf diese Weise läJ3t sich durch den Laval-Effekt stromabwärts des Teils 26 eine sehr hohe Strömungsgeschwindigkeit, unter Umständen Überschallgeschwindigkeit erreichen. Der konusförmige Teil 28 bildet den eigentlichen Ablenkkörper, der dann das Strahlmedium und die Partikel des Strahlmittels mit hoher Geschwindigkeit 5 auf die Rohrwand lenkt. Allerdings kann das Strahlmedium auch schon durch den Abschnitt 30 ein erstes Mal auf die Rohrwand gelenkt werden.

Der Ablenkkörper 16 nach Figur 2 weist die Axialbohrung 20 auf und hat außerdem in seinem zylindrischen Abschnitt 32 eine mit Innengewinde versehenden Querbohrung 36, die es gestattet, das Zugseil 22 mit einer Madenschraube zu fixieren.

Falls ein stark abrasives Strahlmittel verwendet wird, kann das Zugseil beschädigt werden und reißen. In diesem Fall ist es zweckmäjßig, die Bewegung des Ablenkkörpers 16 mit Hilfe einer Stange 38 zu verzögern, die vom entgegengesetzten Ende her in das Rohr 10 eingesteckt und von Hand oder maschinell geführt wird. Der Abschnitt 34 und der konusförmige Teil 28 des Ab-

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lenkkörpers weisen eine Axialbohrung 40 mit größerem Durchmesser auf, in welche die Stange 38 eingesteckt oder eingeschraubt werden kann.

Schließlich kann der Ablenkkörper 16 noch einen Reibkörper oder Kratzer 42 aufweisen, der in Figur 2 strichpunktiert eingezeichnet ist. Der Kratzer 42 legt sich mit seinen Klingen vorzugsweise unter elastischer Vorspannung an die Innenwand des Rohres an und erzeugt so eine Bremswirkung, die die Bewegung des Ablenkkörpers 16 verzögert. So kann gegebenenfalls auf die Stange 38 oder das Zugseil 22 verzichtet werden. Zugleich werden durch den Kratzer 42 an der Rohrwand haftende Verunreinigungen gelockert. Im gezeigten Beispiel dient der Kratzer 42 zur Vorreinigung, der die Verunreinigungen lockert, bevor sie mit dem vom Ablenkkörper abgelenkten Strahl vollständig entfernt werden. Wahlweise oder zusätzlich kann an dem Ablenkkörper jedoch auch ein nachgeschleppter Kratzer zum Nachreinigen der abgestrahlten Oberfläche vorgesehen sein. Die Klingen des Kratzers 42 können leicht schraubenförmig angestellt sein, so daj3 sich der Ablenkkörper während seiner Bewegung durch das Rohr um seine Längsachse dreht.

Claims

1. Vorrichtung zum Abstrahlen der Innenflächen von Rohren (10), mit einer koaxial zum Rohr ausgerichteten, das Strahlmedium abgebenden Düse (12) und einem Ablenkkörper (16), der das Strahlmedium auf die Rohrwand lenkt, dadurch gekennzeichnet, daß der Ablenkkörper (16) mit dem grüßten Teil seiner Länge axial hinter der Mündung der Düse (12) liegt und allein oder gemeinsam mit der Düse durch das Rohr (10) bewegbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (12) als an das Rohrende ankuppelbarer Adapter zum Einleiten des Strahlmediums in das Rohr ausgebildet ist und daß der Ablenkkörper (16) relativ zur Düse durch das Rohr bewegbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Ablenkkörper (16) ein Zugseil befestigt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (12) außerhalb des Rohres (10) eine seitliche Öffnung (24) aufweist, durch die das Zugseil austritt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Ablenkkörper (16) mit seinem der Düse (12) entgegengesetzten Ende an einer durch das Rohr (10) verlaufenden starren oder flexiblen Stange (38) abstützt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ablenkkörper (16) am stromaufwärtigen Ende einen sich erweiternden Abschnitt (30) und weiter stromabwärts einen sich verjüngenden Abschnitt (34) aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die sich erweiternden und verjüngenden Abschnitte (30, 34) des Ablenkkörpers (16) zusammen mit der Wand des Rohres (10) eine ringförmige Laval-Düse bilden.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich an dem sich verjüngenden Abschnitt (34) stromabwärts ein Teil (28) anschließt, der sich in Strömungsrichtung erweitert.

9. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ablenkkörper (16) oder gegebenenfalls die Einheit aus Ablenkkörper (16) und Düse (12) einen Reibkörper (42) aufweist, der mit der Innenwand des Rohres (10) in Reibberührung steht.