DE10106847A1

DE10106847A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen der Innenflächen von Wärmetauschern, Rohren oder rohrähnlichen Bauteilen

Info

Publication number: DE10106847A1
Application number: DE10106847A
Authority: DE
Inventors: Juergen Von Der Ohe
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-02-14
Filing date: 2001-02-14
Publication date: 2002-09-05

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen der Innenflächen an Wärmetauschern, Rohren und rohrähnlichen Bauteilen mit Hilfe eines kalten Mediums, vorzugsweise CO2-Trockeneis und Druckluft, und einem mehrteiligen rotierenden Scheibensatz mit festen und losen Scheiben auf einer biegsamen Welle, wobei der kalte Luftstrom die Oberfläche der Verunreinigung unterkühlt und die rotierenden Scheiben die versprödete Verunreinigung schichtweise abtragen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtungen zum Reinigen der Innenflächen von Wärmetauschern, Rohren oder rohrähnlichen Bauteilen.

Strahldüsen für Wasserhoch- und Wasserhöchstdruck sind hinlänglich be kannt. Vorteilhaft ist hierbei, dass durch den Wasserdruck das Rückstoßprin zip zum Vortrieb der Düse und zur Reinigung genutzt werden kann und die Verunreinigung aus dem Rohr gespült wird. Nachteilig ist, dass das anfallen de Spülwasser aufgefangen, teilweise zwischengelagert und aufbereitet oder entsorgt werden muss.

Beim Sandstrahlen wird der Billardeffekt zur Reinigung genutzt. Nachteilig bei diesem Verfahren ist, dass zur Reinigung ein Strahlmittel, Wasser, Sand oder ähnliches genutzt wird, das anschließend ebenfalls aufbereitet werden muss, da es die gelösten Verunreinigungen enthält.

Beim Einsatz der Sandstrahltechnik zum Entfernen von pastösen oder zäh elastischen Verunreinigungen kommt es durch diese Verunreinigungen zu einer Vernichtung der kinetischen Energie und dadurch zur Anhäufungen von Strahlmittel in bestimmten Bereichen. Ein weiterer Nachteil besteht insbeson dere dann, wenn eine weitere Oberflächenveredelung vorgesehen ist. Bei öl haltigen Verunreinigungen verölt das Strahlmittel selbst und somit ist keine saubere Reinigung möglich.

All die genannten Verfahren benutzen ein Strahlmittel zur Reinigung, das durch eine bestimmte Abrasivität gekennzeichnet ist und benötigen, einen Luft- oder Wasserstrom zur Erzeugung der kinetischen Energie und zum Transport des Strahlmittels.

Bei Rohrleitungen mit toxischen Ablagerungen ist die Reinigung mit den ge nannten Verfahren möglich, nachteilig sind aber die hohen Kosten für die nachträgliche Trennung der einzelnen Komponenten, die Aufbereitung bzw. Entsorgung.

Beim CO₂-Strahlen werden die pastösen Verunreinigungen durch den Einfluss der Kälte versprödet und durch die besonderen Eigenschaften der CO₂-Pellets Vom Untergrund entfernt.

Nachteilig beim CO2-Strahlen allgemein ist, dass die CO₂-Pellets beim Auftref fenn auf ein Hindernis, beispielsweise an der Schlauch- oder Rohrwand, sofort in die Gasphase übergehen.

Es sind Lösungen bekannt, bei denen ein Kegel zum Auslenken des mit Strahlgut beladenen Luftstromes fest im Entspannungsbereich der Lavaldüse angebracht ist. Nachteilig hierbei ist, dass der Anströmwinkel auf die zu reini gende Rohrinnenflächen sehr flach ist und damit nur für staubförmige Ver unreinigungen oder für Verunreinigungen mit geringer Haftung geeignet ist. Bekannt sind verschiedene spezielle Strahldüsen für den Einsatz der CO₂- Strahltechnik. Da bei diesem Verfahren das Rückstoßprinzip für die Vorschub bewegung nicht wirksam wird, müssen diese Düsen bei Rohren mit kleinen Querschnitten mit Strahllanzen vorwärts bewegt werden.

Bei gekrümmten Rohren, z. B. in Wärmetauschern, ist diese Technik nicht ein setzbar.

Bekannt ist das Reinigen von Rohren mit Formwerkzeugen die durch einen Motor direkt oder indirekt angetrieben und in Rotation gebracht werden. Durch die entstehenden Fliehkräfte werden bestimmte Elemente der Werkzeuge nach außen an die Rohrwand gedrückt und bewirken somit die Reinigung der Rohrinnenfläche. Bei gekrümmten Rohren ist diese Technologie, bedingt durch die Länge der Formwerkzeuge nicht einsetzbar. Auch für pastöse oder zähelastische Verunreinigungen können diese Formwerkzeuge nicht einge setzt werden.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Innenreinigung von Wärme tauschern, Rohren oder rohrähnlichen Kanälen, zu schaffen, die die aufgeführ ten Nachteile des Standes der Technik vermeidet. Insbesondere soll ein Ver fahren und eine Vorrichtung geschaffen werden, damit eine gründliche, dabei aber schonende abfallarme Reinigung des Innenbereiches von geraden und gekrümmten Rohren auch unter beengten Platzverhältnissen ermöglicht.

Dieses Problem wird gemäß Anspruch 1 gelöst, durch ein Verfahren zum Rei nigen von Innenflächen in kleinen Rohren in Kombination eines kalten Strahl mittelgemisches, vorzugsweise CO₂-Pellets und Druckluft, mit einem rotieren dem Scheibensatz, der aus mehreren festen und losen Scheiben auf einer biegsamen Welle besteht. Das kalte Strahlmittel unterkühlt und versprödet die Verunreinigung im Rohr schichtweise und anschließend wird die versprödete Schicht durch die rotierenden Scheiben schichtweise abgetragen.

Gemäß Anspruch 2-4 besteht die Vorrichtung zum Entfernen der durch die Kälte versprödeten Verunreinigungen aus mehreren am Außendurchmesser profilierten Scheiben mit unterschiedlichen Durchmessern, die in bestimmten Abständen, wobei die Abstände vom Rohrinnendurchmesser, vom noch freien Querschnitt der Verunreinigung und vom Krümmungsradius bestimmt werden, fest auf dem freien Ende einer biegsamen Welle angeordnet sind und dass zwischen den festen Scheiben eine oder mehrere lose Scheiben mit unter schiedlichen Außen- und Innendurchmessern angeordnet sind. Der Abstand der Scheiben zueinander und der Durchmesser der biegsamen Welle ermög lichen eine Flexibilität und damit die Reinigung von Bögen unter der Voraus setzung, dass die Diagonale der Scheibendicke kleiner als der Rohrdurchmes ser bzw. geringer als der letzte lichte Querschnitt vor der Reinigung ist. Die Scheiben sind im Durchmesser steigend vom Ende der biegsamen Welle aus gesehen so angeordnet, dass zwischen zwei festen Scheiben eine lose Schei be mit größerem Außendurchmesser und größerem Innendurchmesser ange ordnet ist. Der Durchmesser der Scheiben und seine Abstufung ist von der Härte und Dicke der Verunreinigung abhängig.

Eine Weiterbildung der Erfindung besteht in der außer mittigen Befestigung der festen Scheiben auf der biegsamen Welle. Durch diese exzentrische An ordnung wird die Fliehkraft der Scheibe und damit die Schleifwirkung ver größert.

Der Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass durch die Kombination der CO₂-Strahltechnik, oder einer ähnlichen Variante der Kaltstrahltechnik, mit der Drehbewegung der biegsamen Welle und der damit verbundenen Fliehkräfte, sowie durch die Flexibilität des freien Endes der biegsamen Welle, Rohre und Wärmetauscher mit beengten Platzverhältnissen im Einzugs- bzw. Arbeitsbe reich und/oder mit gleichmäßigen und/oder ungleichmäßigen Bögen mit elasti schen oder zähelastischen Verunreinigungen schonend gereinigt werden können, da Scheiben nach außen an die Rohrwand gedrückt werden und da durch die Verunreinigungen abgeschliffen wird. Diese Schleifwirkung wird durch die losen Scheiben vergrößert. Durch die sich ständig im Durchmesser vergrößernden Scheiben lassen sich auch Rohre mit starker Verschmutzung etappenweise reinigen. Die Auswahl der festen Scheiben im Durchmesser garantieren den nach der Reinigung erreichten freien Querschnitt.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch die Kombination der CO₂-Strahltechnik mit einer flächig arbeitenden Abtragsvorrichtung die In nenflächen der Rohre schonend gereinigt werden können und die Beeinflus sung des Rohrmaterials durch die Kälte reduziert wird.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass die Dosierung des kalten Strahlmit tels in bestimmten, von der spezifischen Leitfähigkeit der Verunreinigung ab hängigen, Intervallen erfolgen kann und damit die Kosten der Reinigung ge senkt werden können.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Beispiel näher erläutert werden. Es zeigen

Fig. 1: Schnitt durch einen Wärmetauscher bei Reinigung

Fig. 2: Ansicht der Reinigungsvorrichtung

Beispiel

Das von einer nicht dargestellten CO₂-Strahlanlage durch den CO₂-Strahl schlauch 1 zugeführte CO₂-Druckluftgemisch 2 wird dem Führungsstück 3 am Anschlussstutzen 4 zugeführt. Das Führungsrohr 5, dessen Innendurchmesser dem des zu reinigenden Rohres 6 entspricht, wird vor die Grundplatte 7 des Wärmetauschers 8 gesetzt und durch die beiden verstellbaren Hebel 9 mit den Bolzen 10 in den Nachbarrohren 11 positioniert. Die biegsame Welle 12 mit den paarweise angeordneten festen Scheiben 13 bis 16, wobei die Scheiben 13 den kleinsten Außendurchmesser und die Scheiben 16 den größten Au ßendurchmesser besitzen und den losen Scheiben 17 bis 20, wobei die Schei be 17 den kleinsten Außendurchmesser besitzt, der aber größer als der Au ßendurchmesser des Scheibenpaares 13 ist, und die Scheibe 20 den größten Außendurchmesser aufweist, der über dem des festen Paares 16 liegt, ist durch ein Kupplungsstück 21 mit der isolierten Antriebswelle 22 verbunden. Die biegsame Welle 12 wird durch die Führungsscheibe 23 am Führungsrohr 5 in das Führungsrohr 5 geschoben und durch die Sicherungsscheibe 24 ge sichert. Die durch die Antriebswelle 22 auf die biegsame Welle 12 übertragene Drehbewegung bewirkt, dass die exzentrisch auf der biegsamen Welle 12 an gebrachten festen Scheiben 13 bis 16 nach außen auf die Verunreinigung 25, die durch das CO₂-Druckluftgemisch 2 versprödet ist, gedrückt werden. Die mit ihrer Innenbohrung größeren losen Scheiben 17 bis 20 können am Um fang theoretisch einen größeren Kreis als die umgebenden festen Scheiben beschreiben, damit werden unterschiedliche Abtragsraten erzielt. Durch das manuelle Nachschieben der isolierten Antriebswelle 22 wird der Vorschub der biegsamen Welle 12 im zu reinigenden Rohr 6 bewirkt und die durch das kalte CO2-Druckluftgemisch 2 versprödete Verunreinigung 25 schichtweise entfernt. Die Vorschubbewegung kann auch durch bekannte Einheiten realisiert werden.

Bezugszeichen

1

CO₂

-Strahlschlauch

2

CO₂

-Druckluftgemisch

3

Führungsstück

4

Anschlussstutzen

5

Führungsrohr

6

zu reinigendes Rohr

7

Grundplatte

8

Wärmetauscher

9

Hebel

10

Bolzen

11

Nachbarrohr

12

biegsame Welle

13

1

. festes Scheibenpaar

14

2

. festes Scheibenpaar

15

3

. festes Scheibenpaar

16

4

. festes Scheibenpaar

17

1

. lose Scheibe

18

2

. lose Scheibe

19

3

. lose Scheibe

20

4

. lose Scheibe

21

Kupplung

22

isolierte Antriebswelle

23

Führungsscheibe

24

Sicherungsscheibe

25

Verunreinigung

Claims

1. Verfahren zum Reinigen von Wärmetauschern, Rohren oder rohrähnli cher Bauteile mit Hilfe eines kalten Strahlmittelgemisches, vorzugs weise CO₂-Pellets und Druckluft, gekennzeichnet dadurch, dass sich im kalten Druckluftstrom zusätzlich eine rotierende Vorrichtung mit einer flexieblen Mittelachse und einer profilierten Oberfläche befindet, die die durch die Kälte oberflächlich versprödete Verunreinigung durch die Drehbewegung schichtweise entfernt, wobei durch die exzentrische An ordnung mehrerer einzelner Vorrichtungselemente das kalte Strahl mittelgemisch mit unterschiedlicher Intensität auf die Verunreinigung in den einzelnen Bereichen gelenkt und verwirbelt wird und die CO₂-Pel lets dabei einen Teil ihrer kinetischen Energie verlieren und durch die profilierte Oberfläche der rotierenden Vorrichtung an deren Umfang zer kleinert werden und damit wesentlich die Kühlung an der Oberfläche der Verunreinigung beeinflussen, während der Luftstrom, in Folge des sich bildenden Staudrucks in den einzelnen Abschnitten, die gelösten Verunreinigungen nach außen transportiert.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Reinigen von Wär metauschern, Rohren oder rohrähnlichen Bauteilen mit Hilfe eines kal ten. Strahlmittelgemisches, vorzugsweise CO₂-Pellets und Druckluft, gekennzeichnet dadurch, dass auf einer biegsamen Welle mehrere am Außendurchmesser profilierte und außer Mitte gebohrte Scheiben mit gleichem Außendurchmesser, deren Verhältnis Breite zu Durchmesser mindestens 1 : 3 beträgt und deren Diagonale mindestens 1,5 mm klei ner als der Rohrinnendurchmesser ist, ungleichmäßig versetzt fest an geordnet sind, wobei die einzelnen Abstände mindestens dem Außen durchmesser entsprechen müssen und eine Seite der biegsamen Welle mit einem Anschlussstück zur Übertragung einer von außen er zeugten Drehbewegung versehen ist, mit deren Hilfe die unregelmäßig auf der biegsamen Welle angeordneten, außer Mitte gebohrten Schei ben, gemeinsam mit der biegsamen Welle in Drehung versetzt und durch die dadurch entstehenden Fliehkräfte nach außen auf die Verun reinigung gepresst werden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, dass die Schei ben unterschiedliche Außendurchmesser aufweisen, wobei der kleinste Durchmesser dem offenen Querschnitt der Verunreinigung und der größte Durchmesser dem Kleinstmaß der Rohrnennweite entspricht, während das Verhältnis Breite zu Durchmesser der größten Scheibe mindestens 1 : 3 betragen und die anderen Scheiben dieses Breitenmaß nicht überschreiten sollten und die Anordnung der Scheiben auf der biegsamen Welle mit dem kleinsten Durchmesser am freien Ende be ginnend zum Anschlussstück gleichmäßig steigend erfolgt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, gekennzeichnet dadurch, dass die festen Scheiben mit unterschiedlichen Außendurchmessern paarweise mit dichteren Abständen auf der biegsamen Welle befestigt sind, und dass zwischen den paarweise angeordneten Scheiben jeweils eine, im Außendurchmesser größere lose Scheibe frei beweglich angeordnet ist, deren innere zentrische Bohrung um die Differenz zwischen Außen durchmesser der losen Scheibe und Außendurchmesser des umgeben den festen Scheibenpaares größer ist, als der Durchmesser der biegsa men Welle.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 4, gekennzeichnet dadurch, dass die festen und losen Scheiben am profilierten Außendurchmesser mit Nu ten versehen sind.