DE60307883T2

DE60307883T2 - Gerät zum aufkratzen von rohrinnenflächen

Info

Publication number: DE60307883T2
Application number: DE60307883T
Authority: DE
Inventors: J. Gerard Surrey MACNEIL; B. David Langley MACNEIL; W. Gordon Delta MACNEIL; G. Vernon Langley BOSE
Original assignee: Mac and Mac Hydrodemolition Inc
Current assignee: Mac and Mac Hydrodemolition Inc
Priority date: 2002-11-25
Filing date: 2003-11-25
Publication date: 2007-03-29
Anticipated expiration: 2023-11-26
Also published as: AU2003286058A1; EP1565278A1; DE60307883D1; AU2003286058B2; ATE337111T1; US20040099293A1; CA2412693C; NZ540204A; US7100622B2; EP1565278B1; CA2412693A1; WO2004048009A1

Description

BEREICH
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rohrsäuberungsvorrichtung zum Entfernen von korrodiertem und verunreinigtem Material aus dem Innern eines Betonrohres wie einem Kanalisationsrohr und zum Freilegen einer frischen Oberfläche, die dann versiegelt werden kann.
HINTERGRUND
Bisher bekannte Säuberungsvorrichtungen zum Säubern des Innern eines Betonrohres bestehen aus einem bewegbaren Fahrzeug, das mit neben der Innenfläche des Rohres positionierten rotierenden Düsen ausgestattet ist, die jeweils einen Hochdruckstrahl auf die Innenfläche abgeben, um verunreinigtes und korrodiertes Material zu entfernen. Eine solche Vorrichtung ist z.B. aus dem Dokument US 2001/0003989 bekannt, das eine Vorrichtung beschreibt, die sich im Rohrinneren selbst vorantreibt und eine Säuberungsbaugruppe umfasst, die an dem Fahrzeug befestigt ist und Arme verwendet, um die Wände des Rohres zu erreichen und zu säubern. Das Entfernen solchen Materials hinterlässt eine frische Betonfläche, die dann mit Polyvinylchlorid versiegelt werden kann, um eine künftige Verschlechterung der Innenfläche zu verhüten. Mit einer Reinigungsvorrichtung gemäß der Offenbarung in unserem US-Patent Nr. 6.206.016, die eine Düsenbaugruppe am distalen Ende eines Arms hat, der die Düsenbaugruppe neben der Innenfläche des Rohres positioniert, wird ein Streifen an der Rohroberfläche saubergespritzt, während sich das Fahrzeug durch das Rohr bewegt. Wenn das entfernte Material in die Bahn des Fahrzeugs fällt, dann hebt und senkt sich das Fahrzeug, wenn es umkehrt und auf seiner Bahn zurückläuft, um einen neuen Streifen neben dem vorhergehenden sauberzuspritzen, während es über das zuvor beim Säubern entfernte Material fährt, und verursacht, dass sich der Streifen vertikal verschiebt und einige Bereiche mit verunreinigtem oder korrodiertem Material zurückbleiben. Beispielsweise haben einige Kanalisationsleitungen teilweise oder ganz an der Kanalisationswand hoch verlaufende in Beton eingebettete Fliesen. Sauberspritzen jedes Streifens der Fliesen entlang der Länge des Rohres führt dazu, dass Fliesenbruchstücke auf den Kanalisationsboden fallen. Zurücklaufen zum Sauberspritzen eines neuen Streifens erfordert das Beseitigen der Fliesenstücke vom vorhergehenden Streifen, um zu verhindern, dass ein ungleichmäßiger Streifen erzeugt wird, der Regionen von korrodiertem und verunreinigtem Material an der Wand zurücklässt.
Dementsprechend ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Säuberungsvorrichtung für eine Innenfläche eines Rohres bereitzustellen, auf die das Entfernen großer Stücke von Material von der Innenfläche keinen Einfluss hat.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß der Erfindung ist eine Säuberungsvorrichtung zum Säubern einer Innenwand eines Kanalisationsrohres vorgesehen, die einen länglichen Rahmen mit voneinander beabstandeten hochstehenden Rahmenelementen an beiden Enden hat, der auf jeder Seite eine Mehrzahl von Führungsflächen bildet. Eine erste Schiene verläuft von einem Ende des Rahmens zum andern und kann als Reaktion auf ein Steuersignal, das ein mit der Schiene verbundenes Antriebssystem steuert, aufwärts entlang einem ersten Satz der Führungsflächen auf einer ersten Seite des Rahmens umkehrbar bewegt werden. Eine Düsenbaugruppe kann entlang der Schiene von einem Ende der Säuberungsvorrichtung bis zum andern umkehrbar hin und her bewegt werden, so dass eine an der Düsenbaugruppe angebrachte Düse, die einen Fluidstrahl in Richtung auf die Innenfläche des Kanalisationsrohres ausstrahlt, einen Streifen entlang der Innenfläche sauberspritzt.
Vorzugsweise ruht die Säuberungsvorrichtung während des Betriebs der Düsenbaugruppe auf dem länglichen Rahmen.
Ein Satz Räder ist an beiden Enden des länglichen Rahmens angebracht und kann von einer ausgefahrenen Position, in der der längliche Rahmen von einer Auflagefläche der Räder abgehoben ist und von den Rädern getragen wird, in eine eingezogene Position, in der der längliche Rahmen auf der Auflagefläche ruht, bewegt werden.
Alternativ kann ein Satz Endlosriemen auf beiden Seiten des länglichen Rahmens angebracht werden und bewegbar sein, um die Säuberungsvorrichtung zu bewegen.
Zusätzlich zu den Endlosriemen kann eine Rahmenstützbaugruppe mit der Säuberungsvorrichtung verbunden sein und die Aufgabe haben, die Säuberungsvorrichtung zu stabilisieren, wenn sich die Düsenbaugruppe über die Schiene bewegt und die Düse den Fluidstrahl ausstrahlt.
Vorteilhafterweise kann die Rahmenstützbaugruppe mehrere voneinander beabstandete teleskopartig ausfahrbare Stützelemente umfassen, die in eine Position ausgefahren werden können, in der sie die Säuberungsvorrichtung stützen.
Vorzugsweise bewegt sich die Schiene im Wesentlichen horizontal an dem Satz von Führungsflächen entlang.
Die Führungsflächen können ein Profil haben, das im Wesentlichen das gleiche wie ein Profil der Innenfläche ist.
Vorteilhafterweise kann eine zweite Schiene aufwärts entlang einem zweiten Satz der Führungsflächen auf einer zweiten Seite des Rahmens umkehrbar hin und her bewegt werden.
Die Räder können an beiden Enden an einer am Rahmen gelenkig verbundenen Achse angebracht sein und ein hydraulischer Kolbenzylinder kann zwischen der Achse und dem Rahmen an einem Punkt über der Verbindung der Achse mit dem Rahmen gelenkig verbunden sein.
Eine Platte kann durch Räder mit der Schiene verbunden sein, die an der Platte gelagert und mit einer Ober- und einer Unterseite der Schiene in Eingriff sind, wobei die Düsenbaugruppe mit der Platte verbunden ist. Ein Zahnrad, das an der Platte befestigt ist und mit einem an der Schiene befestigten Ritzel in Eingriff steht, und ein an der Platte angebrachter und mit dem Zahnrad verbundener Motor können die Aufgabe haben, das Zahnrad und die Platte über die Schiene umkehrbar anzutreiben.
Ein Paar Kettenantriebe, das mit jeweiligen Enden der Schiene verbunden ist, kann zum Heben und Senken der Schiene als Reaktion auf ein Steuersignal verwendet werden.
Die Düsenbaugruppe kann mit einem Ende eines an der Platte befestigten hydraulischen Druckzylinders verbunden sein, wobei der hydraulische Druckzylinder verstellbar ausfahrbar und einziehbar ist, um die Düse neben und im Wesentlichen senkrecht zur Innenfläche des Rohres zu positionieren.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Weitere Merkmale und Vorteile gehen aus der folgenden ausführlichen beispielhaften Beschreibung einer bevorzugten Ausgestaltung in Verbindung mit den Begleitzeichnungen hervor. Dabei zeigt:
1 eine perspektivische Darstellung der Säuberungsvorrichtung;
2 einen Aufriss der Bewegungsvorrichtung der Säuberungsbaugruppe; und
3 eine perspektivische Darstellung der Säuberungsvorrichtung, die ein Paar Endlosriemen als Antriebsmechanismus hat.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Gemäß 1 hat die Säuberungsvorrichtung 10 einen Rahmen 11, der aus zwei voneinander beabstandeten bogenförmigen Rahmenendelementen 12 und 13 besteht, die durch längliche Rahmenelemente 21 und 23 miteinander verbunden sind. Räderpaare 14 und 16 sind an Achsen 18 und 20 angebracht. Die Achse 18 ist mit der Gelenkstange 24 am Rahmenquerelement 29, die Achse 20 mit der Gelenkstange 33 am Rahmenquerelement 27 angelenkt. Ein Satz Kolbenzylinder 22 verbindet die Achse 18 mit einem vertikalen Rahmenelement über dem Rahmenquerelement 29. Ebenso verbinden Kolbenzylinder 35 am anderen Ende die Achse 20 mit einem senkrechten Rahmenelement über dem Rahmenquerelement 27. Das Ausfahren der Kolbenzylinder 24 und 35 verursacht, dass die Räder 14 bzw. 16 die Säuberungsvorrichtung 10 vom Boden abheben.
Eine längliche Schiene 26 verläuft horizontal über beide bogenförmigen Rahmenendelemente 12 und 13 und wird an jedem Ende von einer Kettenantriebsbaugruppe 44 getragen, die die Schiene 26 anhebt und senkt. Wie in 1 und in 2 zu sehen ist, rollen Paare von Antriebsscheiben 30 und 31 auf dem oberen und dem unteren Rand von Schiene 26 und Tragplatte 28, an der die Scheiben 30 und 31 gelagert sind. Ein längliches Ritzel 38 ist an der Außenseite der Schiene 26 befestigt und ein von einem Hydraulikmotor 39 angetriebenes Zahnrad 38 kämmt mit den Zähnen des Ritzels 38 und treibt die Tragplatte 28 entlang der Schiene 26 an. Eine Halterung 41 ist an der Platte 28 angebracht und stützt den Motor 39. Die Halterung 43 ist auch an der Platte 28 befestigt und trägt einen Kolbenzylinder 40, der eine Strahldüse 42 trägt und positioniert. Wasserschläuche, Hydraulikleitungen und dergleichen wurden der Übersichtlichkeit halber weggelassen.
Beim Betrieb wird die Säuberungsvorrichtung mit heruntergelassenen Rädern 14 und 16 in ein zu säuberndes Rohr 50 geschleppt oder bewegt. Wenn es im Rohr 50 in Position ist (nicht gezeigt), bewirken die Kolbenzylinder, dass die Räder 14 und 16 nach oben geschwenkt werden und die Säuberungsvorrichtung gesenkt wird, so dass ihr Rahmen 11 auf dem Boden des Rohres 50 ruht. Die Schiene 26 wird auf ihre unterste Position abgesenkt und dann veranlasst der Motor 39, dass das Zahnrad 32 sich zu drehen und die Platte 28 horizontal anzutreiben beginnt. Während sich die Platte 28 bewegt, wird ein Wasserstrahl aus der Düse 42 heraus und auf eine Innenfläche des Rohres 50 gerichtet. Wenn die Platte 28 das Ende der Schiene 26 erreicht, wird die Schiene 26 um einen inkrementellen Betrag angehoben, der etwa gleich dem Durchmesser ist, den der Strahl an der Innenfläche des Rohres 50 begrenzt. Als Nächstes wird die Platte 28 in einer Rückwärtsrichtung angetrieben, um einen Streifen unmittelbar über dem vorhergehenden Streifen sauberzuspritzen. Dieser Prozess wird fortgesetzt, bis die Schiene 26 das obere Ende der bogenförmigen Rahmen 12 und 13 erreicht. Gleichzeitig ist an der anderen Seite eine weitere Schiene (nicht gezeigt) in Betrieb, so dass die ganze Wand des Rohres 50 auf beiden Seiten gesäubert wird, ohne dass die Säuberungsvorrichtung 10 bewegt werden muss. Als Nächstes wird der Rahmen der Säuberungsvorrichtung 10 auf die Räder 14 und 16 gestellt und im Rohr 50 auf den nächsten zu säubernden Abschnitt bewegt und der Prozess wird wiederholt. Zu keiner Zeit wird ein Streifen durch Schmutz auf dem Boden des Rohres 50 beeinflusst.
Die Form der bogenförmigen Rahmenendelemente 12 und 13 ist so gewählt, dass sie den Wänden des zu reinigenden Rohres 50 zum größten Teil entspricht. Die Düse könnte durch einen rotierenden Düsensatz und Abzweigungen ersetzt und am distalen Ende eines kurzes Arms positioniert werden, der relativ zu einem weiteren ausfahrbaren Arm schwenkbar ist. Der ausfahrbare Arm könnte teleskopisch oder durch gelenkige Bewegung ausfahrbar sein. Alternativ könnten die Düsen schwingen anstatt zu rotieren.
In 3 ist ein Satz Endlosriemen 43 unter dem länglichen Rahmen 11 angebracht und dient zum Antreiben der Säuberungsvorrichtung 10 von einem Arbeitsort zum anderen. Ein Satz Stützelemente 45 ist mit den Kolben der hydraulischen Kolbenzylindereinheiten 41 an jeder Ecke der Säuberungsvorrichtung 10 verbunden und werden ausgefahren, um den Rahmen 11 von den Schienen 43 abzuheben und den Rahmen 11 während des Säuberungsvorgangs zu stabilisieren.
Die Kettenantriebsbaugruppe 44 weist Elektromotoren zum Antreiben der Kettenräder (nicht gezeigt) auf. Hydraulische oder pneumatische Motoren könnten aber genauso gut verwendet werden. Die Kettenantriebsbaugruppe 44 könnte durch eine Zahnstangenbaugruppe (nicht gezeigt) oder ein Seilzugsystem ersetzt werden.
Die Säuberungsvorrichtung 10 wird zwar von einer Säuberungsposition auf die nächste geschleppt, es ist aber offensichtlich, dass ein Antriebssystem verwendet werden könnte, um sie zu bewegen. Das Antriebssystem würde ein an einer der Achsen 18 und 20 angebrachtes Achszahnrad, ein Motorzahnrad und einen Reversiermotor beinhalten, der mit dem Achszahnrad in Eingriff gebracht werden kann, wenn die Räder 14 und 16 in einer die Säuberungsvorrichtung 10 tragenden Position sind. Alternativ könnte die gesamte Konstruktion auf zwei Schienen an jeder Seite getragen werden oder auf einem Gleitgestell montiert sein.
Ferner ist es offensichtlich, dass zwar nur zwei Reinigungsschienen und assoziierte Düsenbaugruppen abgebildet sind, dass aber auch vier oder mehr Schienen und assoziierte Düsenbaugruppen verwendet werden könnten, wobei die Schienen nur halb so weit über die bogenförmigen Rahmenendelemente 12 und 13 bewegt werden können. Im letzteren Fall wäre die Säuberungsgeschwindigkeit etwa zweimal so hoch wie bei einer Ausgestaltung mit nur zwei Schienen und assoziierten Düsenbaugruppen.
Man wird auch verstehen, dass an jeder Schiene mehrere Düsenbaugruppen montiert sein könnten, um den Säuberungsvorgang zu beschleunigen. Eine externe Wasserquelle und Pumpe könnten zum Anlegen eines Hochdruckschlauchs an jede Düsenbaugruppe verwendet werden oder alternativ würde eine Niederdruckwasserleitung an die Maschine herangeführt und Pumpen speisen, die jede Düsenbaugruppe versorgen.
Dementsprechend darf diese Beschreibung, obwohl die vorliegende Erfindung in Bezug auf veranschaulichende Ausgestaltungen beschrieben wurde, nicht begrenzend ausgelegt werden. Diverse Modifikationen der veranschaulichenden Ausgestaltungen sowie andere Ausgestaltungen der Erfindung werden für fachkundige Personen bei Bezugnahme auf die vorliegende Beschreibung offensichtlich werden. Es ist daher vorgesehen, dass die beiliegenden Ansprüche alle derartigen Modifikationen und Ausgestaltungen abdecken, die in den wahren Umfang der Erfindung fallen.

Claims

Säuberungsvorrichtung (10) zum Säubern einer Innenfläche eines Kanalisationsrohres, die Folgendes umfasst: (a) einen länglichen Rahmen (11) mit voneinander beabstandeten hochstehenden Rahmenelementen (12, 13) an beiden Enden, die auf jeder Seite eine Mehrzahl von Führungsflächen bilden; (b) eine von einem Ende des Rahmens zum anderen verlaufende erste Schiene (26), die als Reaktion auf ein Steuersignal, das ein mit der Schiene verbundenes Antriebssystem steuert, aufwärts entlang einem ersten Satz der Führungsflächen auf einer ersten Seite des Rahmens umkehrbar bewegt werden kann; und (c) eine Düsenbaugruppe, die entlang der Schiene umkehrbar von Seite zu Seite bewegt werden kann, so dass eine an der Düsenbaugruppe angebrachte Düse, die einen Fluidstrahl in Richtung auf die Innenfläche des Kanalisationsrohres ausstrahlt, einen Streifen entlang der Innenfläche sauberspritzt.
Säuberungsvorrichtung nach Anspruch 1, die während des Betriebs der Düsenbaugruppe auf dem länglichen Rahmen ruht.
Säuberungsvorrichtung nach Anspruch 1 mit einem Satz von an beiden Enden des länglichen Rahmens angebrachten Rädern (14), die von einer ausgefahrenen Position, in der der längliche Rahmen von einer Auflagefläche der Räder abgehoben ist und von den Rädern getragen wird, in eine eingezogene Position, in der der längliche Rahmen auf der Auflagefläche ruht, bewegt werden können.
Säuberungsvorrichtung nach Anspruch 1 mit einem Satz Endlosriemen, die auf beiden Seiten des länglichen Rahmens angebracht sind und bewegt werden können, um die Säuberungsvorrichtung zu bewegen.
Säuberungsvorrichtung nach Anspruch 4 mit einer mit der Säuberungsvorrichtung verbundenen Rahmenstützbaugruppe, die die Aufgabe hat, die Säuberungsvorrichtung zu stabilisieren, wenn sich die Düsenbaugruppe über die Schiene bewegt und die Düse den Fluidstrahl ausstrahlt.
Säuberungsvorrichtung nach Anspruch 5, bei der die Rahmenstützbaugruppe eine Mehrzahl von voneinander beabstandeten teleskopartig ausfahrbaren Stützelementen umfasst, die in eine Position ausgefahren werden können, in der die Mehrzahl von voneinander beabstandeten, teleskopartig ausfahrbaren Stützelementen die Säuberungsvorrichtung stützt.
Säuberungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der sich die Schiene im Wesentlichen horizontal an dem Satz von Führungsflächen entlang bewegt.
Säuberungsvorrichtung nach Anspruch 7, bei der die Führungsflächen ein Profil haben, das im Wesentlichen das gleiche wie ein Profil der Innenfläche ist.
Säuberungsvorrichtung nach Anspruch 8 mit einer zweiten Schiene, die aufwärts entlang einem ersten Satz der Führungsflächen auf einer zweiten Seite des Rahmens umkehrbar bewegt werden kann.
Säuberungsvorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Räder an beiden Enden an einer an dem Rahmen gelenkig verbundenen Achse angebracht sind und ein hydraulischer Kolbenzylinder zwischen der Achse und dem Rahmen an einem Punkt über der Verbindung der Achse mit dem Rahmen gelenkig verbunden ist.
Säuberungsvorrichtung nach Anspruch 1, mit einer Platte, die durch Räder mit der Schiene verbunden ist, die an der Platte gelagert sind und mit einer Ober- und einer Unterseite der Schiene in Eingriff sind, wobei die Düsenbaugruppe mit der Platte verbunden ist, einem Zahnrad, das an der Platte befestigt ist und mit einem an der Schiene befestigten Ritzel in Eingriff steht, und einem an der Platte angebrachten und mit dem Zahnrad verbundenen Motor, die die Aufgabe haben, das Zahnrad und die Platte über die Schiene umkehrbar anzutreiben.
Säuberungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein Paar Kettenantriebe mit jeweiligen Enden der Schiene verbunden ist und die Aufgabe hat, die Schiene als Reaktion auf ein Steuersignal zu heben und zu senken.
Säuberungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Düsenbaugruppe mit einem Ende eines an der Platte befestigten hydraulischen Druckzylinders verbunden ist, der verstellbar ausfahrbar und einziehbar ist, um die Düse neben und im Wesentlichen senkrecht zur Innenfläche des Kanalisationsrohres zu positionieren.
Säuberungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Düsenbaugruppe eine Abzweigung hat und die Düse sich an einem distalen Ende der Abzweigung befindet.
Säuberungsvorrichtung nach Anspruch 14, bei der die Abzweigung entweder rotiert oder schwingt.
Säuberungsvorrichtung nach Anspruch 13, bei der sich eine Abzweigung an einem distalen Ende des hydraulischen Druckzylinders befindet und die Düse sich an einem distalen Ende der Abzweigung befindet.
Säuberungsvorrichtung nach Anspruch 16, bei der die Abzweigung entweder rotiert oder schwingt.
Säuberungsvorrichtung nach Anspruch 9, bei der eine zusätzliche Düsenbaugruppe an der zweiten Schiene entlang von Seite zu Seite bewegt werden kann.