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Vorrichtung zum Entkrusten von Rohrleitungen Die Erfindung betrifft
eine Vorrichtung zum Entkrusten von Rohrleitungen, insbesondere von Kanalisationsleitungen,
bestehend aus einer von der Strömungsenergie einer Flüssigkeit durch die Rohrleitung
bewegbaren Vortriebseinrichtung und aus einer Reihe von gelenkig miteinander und
mit der Vortriebseinrichtung verbundenen Gliedern, die mit schneidenden und schabenden,
unter elastischem Druck in ihrer Arbeitsstellung gehaltenen Werkzeugteilen zum Entfernen
und Zerkleinern von an der Rohrinnenwand haftenden Verunreinigungskrusten sowie
mit Rollen versehen sind.
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Es sind bereits eine Reihe verschiedenartiger Rohrreinigungsvorrichtungen,
Molche od. dgl. bekannt. Zur Reinigung von Erdöl- oder Erdgasleitungen dienen Reinigungsgeräte
mit Schabwerkzeugen. Derartige Erdöl-Reinigungsvorrichtungen sind nur zur Entfernung
weicher und dünner Schichten bestimmt und können daher nicht für Wasser- oder Gaskanalisationen
dienen.
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Es sind ferner Rohrreinigungseinrichtungen bekannt, die durch das
zu reinigende Rohr gezogen werden und Schneidmesser oder Schneidrollen aufweisen.
Das Durchziehen derartiger Reinigungsgeräte durch Rohrleitungen ist jedoch nur über
relativ kurze Rohrstücke und meist nur bei oberirdisch verlegten Leitungen möglich.
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Andere bekannte Einrichtungen arbeiten mit rotierenden Fräsen oder
mit durch Fliehkraft gegen die Rohrwand geschleuderten Hämmern. Rohrreiniger mit
Werkzeugen, die eine schlagende oder fräsende Wirkung auf die auf der kohrinnenwandung
festgesetzten Verkrustungen ausüben, weisen den Nachteil auf, daß durch die Schlagwirkung
bzw. durch die Fräswirkung eine Beschädigung der Rohrleitungen eintreten kann. Dies
ist insbesondere dann nachteilig, wenn die zu reinigende Rohrleitung nach erfolgter
Verlegung nicht mehr oder nur unter großen Kosten zugänglich gemacht werden kann,
um eventuell beschädigte oder zerstörte Rohre zu ersetzen.
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Bei einer weiteren bekannten Art von Rohrreinigern erfolgt der Vortrieb
durch den von einer Flüssigkeit auf dichtend anliegende, den Querschnitt der Rohrleitung
voll ausfüllende Scheiben ausgeübten Druck. Dabei wird die Reinigung durch Flüssigkeitsstrahlen
bewirkt, die von der Rückseite des Rohrreinigers zur Vorderseite geleitet und von
dort mittels Düsen ausgespritzt werden.
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Bei einer bekannten Vorrichtung zur inneren Reinigung von Siederöhren
sind gewölbte, schräg geriffelte und verstellbare Schneidrollen vorgesehen, wobei
die Schneidrollen senkrecht zur Rohrachse und gegeneinander versetzt angeordnet
sind. Eine derartige Einrichtung ist für dickere Schichten von Ablagerungen und
Verkrustungen nicht geeignet, da die federnd angebrachten Rollen über die Oberfläche
der Verkrustungsschicht gleiten, ohne diese zu entfernen.
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Die vorliegende Erfindung ist vorzugsweise zur Reinigung von Wasser-
oder Gasleitungen bestimmt. Es liegt ihr die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
zum Reinigen von langen Rohrleitungen, insbesondere mit verhältnismäßig großem Durchmesser
und starken aber nicht zu harten Ablagerungen oder Verkrustungen zu schaffen, die
eine Beseitigung auch sehr großer Mengen von Verunreinigungen und Fremdkörper in
einfacher Weise gestattet, wobei jedoch die an den. Innenwänden derartiger Rohrleitungen
angebrachte Schutzschicht nicht beschädigt werden darf. Die Erfindung betrifft insbesondere
die Ausbildung der Schneid- und Schabeglieder, die zum Loslösen, gegebenenfalls
Zerkleinern, der Verunreinigungen dienen.
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Diese der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird bei einer Vorrichtung
der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß zumindest die beiden in Marschrichtung
vordersten Glieder als Schneid- und Schabeglieder ausgebildet sind, die auf schwenkbaren
Armen an der Rohrwand anliegende, die Krusten aufbrechende, an sich bekannte Y-förmige
Messer sowie davor die Rohrwand nicht berührende radiale Schneidmesser tragen und
daß hinter diesen Schneid-und Schabegliedern mindestens zwei Zerkleinerungsglieder
mit an federnden Armen sitzenden Rollen zum
Zerkleinern der von
den vorderen Gliedern losgelösten Fremdkörper vorgesehen sind.
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Es ist zwar bereits eine Reinigungseinrichtung bekannt, bei der V-förmige
Schneid- und Schabeglieder an federnden Armen befestigt sind. Derartige Rohrreiniger
haben sich in der Praxis für die der Erfindung zugrunde liegenden Zwecke als völlig
unbrauchbar erwiesen. Die die keilförmigen Schabwerkzeuge tragenden Federn sind
zweimal nahezu rechtwinklig geknickt und außerdem zur Befestigung an einem Träger
durchbohrt. Es hat sich ferner gezeigt, daß diese bekannte Einrichtung bei stärkeren
Verkrustungen dadurch versagt, daß die an den federnden Teilen befestigten keilförmigen
Schabeglieder über die Verkrustung hinweggleiten. Dieser Nachteil kann auch durch
eine Änderung der Messerform der bekannten Einrichtung nicht behoben werden. Ferner
würde lediglich eine Verstärkung der Federn bei gleicher Messerform keine genügende
Keilwirkung zum Loslösen. der Krusten ergeben.
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Durch das erfindungsgemäße Zusammenwirken der beanspruchten besonderen
Messerformen mit den Schabegliedern und Zerkleinerungsgliedern konnte die Erfindungsaufgabe
in vorteilhafter Weise gelöst werden.
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Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden die Krusten in den zu
reinigenden Rohrleitungen aufgebrochen und die Rohrwand ausgeschabt. Die Reinigung
selbst wird durch das durchströmende Wasser erzielt, welches die losgelösten Verunreinigungen
vor der Reinigungsvorrichtung wegspült.
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Gemäß einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung ist die Vortriebseinrichtung
zwischen den Schneid- und Schabegliedern und den Verklemmungsgliedern angeordnet.
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Damit sich die Vortriebseinrichtung mit den Schneid- und Schabegliedern
gegenüber den Zerkleinerungsgliedern drehen kann, ist es vorteilhaft, die Zerkleinerungsglieder
mit der Vortriebseinrichtung durch ein auch relative Verdrehungen dieser Teile zulassendes
Biege- und Drehgelenk zu verbinden, während alle anderen Gelenkverbindungen zwischen
den Gliedern der Vorrichtung drehsteif ausgeführt sind.
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Zur Erleichterung des Einführens der Vorrichtung in die zu reinigende
Rohrleitung kann das Biege- und Drehgelenk als bei Druckbeanspruchung durch einen
in eine Bohrung eintretenden Sperrstift gegen Ausknicken gesichertes Kugelgelenk
ausgebildet sein.
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Die Anpressung der Schneid- und Schabeglieder läßt sich gemäß einem
weiteren Merkmal der Erfindung dadurch zweckmäßig erreichen, daß das freie Ende
jedes der um ein Gelenk am Körper der Schneid- und Schabeglieder schwenkbaren, biegesteifen
Arme auf einer Blattfeder aufliegt, die an einer auf einer zentralen Stange gegen
die Kraft einer Schraubenfeder verschiebbaren Muffe befestigt ist und deren Vorspannung
in an sich bekannter Weise durch axiales Verstellen einer Spreizscheibe veränderbar
ist.
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Bei einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung ist zum Spreizen
der Messerarme ein Öldrucksystem vorgesehen.
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Um der Vorrichtung die Überwindung von Stößen zu erleichtern kann
zwischen dem Schneidmesser und dem Y-förmigen Messer der Schneid- und Schabeglieder
eine an sich bekannte scheibenförmige Schneidrolle vorgesehen sein. Eine besonders
gute Reinigungswirkung der Rollen an den Zerkleinerungsgliedern ergibt sich, wenn
die im ganzen tonnenförmigen Rollen an den federnden Armen der Zerkleinerungsglieder
in an sich bekannter Weise aus mehreren am Umfang zickzackförmig gerippten Kreisscheiben
zusammengesetzt sind.
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In den Zeichnungen ist beispielsweise eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes
dargestellt. Es zeigt F i g. 1 schematisch die ganze Vorrichtung, F i g. 2 einen
Axialschnitt durch das erste Schneid-und Schabeglied, F i g. 3 eine teilweise Stirnansicht
des vorderen Teiles dieses Gliedes, Fig. 4 ein Teilschnitt nach der Linie IV-IV
der F i g. 2, F i g. 5 eine Draufsicht auf einen Messerarm, F i g. 6 den vorderen
Teil des zweiten Schneid- und Schabegliedes, F i g. 7 eine drehfeste Gelenkverbindung,
F i g. 8 eine Kugelgelenkverbindung, F i g. 9 einen Axialschnitt durch ein Zerkleinerungsglied,
F i g. 10 eine Draufsicht auf einen Rollenträgerarm und F i g. 11. eine teilweise
Stirnansicht des Zerkleinerungsgliedes.
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Die dargestellte Vorrichtung weist eine erste, den vorderen Teil bildende
Einheit auf, die aus zwei Schneid- und Schabegliedern 1 und 3 besteht und gefolgt
ist von einer Vortriebseinrichtung 5 und von einer aus zwei Zerkleinerungsgliedern
7 und 9 gebildeten Einheit. Die beiden Schneid- und Schabeglieder 1 und 3 sind mittels
einer Gelenkverbindung 2 verbunden. Das zweite Schneid- und Schabeglied ist mit
der Vortriebseinrichtung 5 mittels einer Gelenkverbindung 4 gekuppelt. Die Verbindungen
zwischen der Vortriebseinrichtung 5 und dem ersten Zerkleinerungsglied 7 sowie zwischen
dem letzteren und dem gleichartigen Glied 9 sind Gelenkverbindungen 6 bzw. B. Die
Gelenkverbindungen 2, 4 und 8 erlauben es den verschiedenen Einheiten, sich gegeneinander
in allen Richtungen zu neigen, nicht aber sich gegeneinander zu verdrehen. Die Gelenkverbindung
6 hingegen gestattet auch eine relative Drehung der Gruppen 1, 3 und 5 gegenüber
dem Zerkleinerungsgliederpaar 7, 9. Dies ist nötig, weil die Vortriebseinrichtung
das Bestreben hat, sich bei ihrem Vorrücken in der Rohrleitung um sich selbst zu
drehen, während die Zerkleinerungsglieder 7 und 9 sich nicht drehen. Die Schneid-
und Schabeglieder 1 und 3 können hingegen der Vortriebseinrichtung 5 in ihrer Drehbewegung
folgen, und aus diesem Grund können die Gelenkverbindungen 2 und 4 drehfest sein.
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Das Schneid- und Schabeglied 1 umfaßt gemäß F i g. 2 eine zentrale.
Stange 11, auf deren vorderem Ende eine Muffe 12 befestigt ist. Eine auf die Spitze
der Stange aufgeschraubte Mutter 15 ist mit einem angeschweißten Bügel
16 versehen, an welchem ein Kabel zum Aufrichten der Einrichtung befestigt
werden kann. Eine Schraubenfeder 17 stützt sich gegen eine Muffe 19, die an einer
auf die Stange 11 aufgeschraubten Mutter 21 anliegt. Das hintere Ende der Stange
11 trägt ein Auge 1.l', durch das zum Kuppeln der Stange mit der Gelenkverbindung
2 ein Bolzen gesteckt wird.
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Die Muffe 12 trägt einen Ring 13, der auf ihr mittels der Schrauben
22 befestigt und mit gebogenen
Messern 14 versehen ist. Der Ring
13 mit den Messern bildet einen Schneidekopf zum Aufschneiden von Krusten, welche
sich bis in die Mitte des Rohres erstrecken. Die dem Ring 13 entgegengesetzte Stirnseite
der Muffe 12 trägt Lagerstellen 32 für das eine Ende 23 jedes von sechs Messerarmen
24, welche sich nach dem hinteren Teil der Stange leicht divergierend erstrecken.
Die Messerarme 24 sind durch einen Ring 32', der an der Muffe 12 mittels Schrauben
32" (F i g. 6) befestigt ist, in den Lagerstellen 32 gehalten. Jeder Arm 24 weist
über den größten Teil seiner Länge einen Gförmigen Querschnitt auf, der mit seiner
konkaven Seite der Stange 11 zugekehrt ist. Auf dem Rücken jedes Armes 24
sind hintereinander ein gerades Schneidmesser 25, eine scheibenförmige Schneidrolle
26 und ein weiteres gerades Messer 27 befestigt, von dem sich nach hinten zwei in
V-Form angeordnete Messer 28 erstrecken. Die Schneidkante der Messer 28 ist so gekrümmt,
daß die beiden Messer sich über ihre ganze Länge an die Wand der zu reinigenden
Rohrleitung anlegen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung muß deshalb zum Reinigen von
Rohren mit ganz bestimmtem Durchmesser jeweils entsprechend bemessen sein (mit einer
Toleranz von plus oder minus einigen Prozenten). Die Messer 25, 26 und 27 schneiden
die Krusten in einer radialen Ebene ein. Die Messer 28 brechen und lösen die vorher
eingeschnittenen Krusten, indem sie mit ihrem Scheitel in den durch die Messer 25,
26 und 27 erzeugten radialen Einschnitt eindringen. Dabei schaben die Messer 28
auch die Rohiwand.
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Die scheibenförmigen Schneidrollen 26 sollen dem Schneid- und Schabeglied
das Aufnehmen von Stößen erleichtern, wenn es auf harte Krusten auftrifft. Die V-förmige
Anordnung der Schabmesser 28 auf ihrem Bett 28' ermöglicht dem in die so abgegrenzte
Höhlung eindringenden Wasser, eine Schmierwirkung auf die Messer auszuüben. Das
Anpressen jedes Armes 24 an die Rohrwand geschieht durch eine Blattfeder 29, deren
eines Ende durch Schrauben auf einem pyramidenstumpfförmigen Teil der Muffe 19 befestigt
ist und deren anderes Ende an einer Nase 33 angehakt ist, die unter dem hinteren
Ende des Armes 24 angeschweißt ist. Zum Verändern der Spannung der Feder
29 ist eine sechseckige Platte 30 vorgesehen, die auf der Muffe 19 mit Hilfe von
Schrauben 31 verschiebbar ist. Wenn eines oder mehrere der Messer sich der Stange
11 z. B. infolge Auftretens auf eine harte Kruste stark nähern sollten, so würde
die Muffe 19 entgegen der Wirkung der Feder 17 verschoben, alle Messer gegen die
Stange 11 geführt, so daß letztere wieder in der Mitte des Messerkranzes liegt.
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Die Messerarme können auch so ausgebildet sein, daß der Rücken ihres
C-Profils gegen die Stange 11 gerichtet ist. In diesem Fall sind die Messer 25,
26 und 27 zwischen den Stegen jedes Armes angeordnet und diese Stege haben ebenfalls
die Wirkung von Messern. Diese Ausführungsform ist z. B. bei der Reinigung von Ölleitungen
anwendbar, in denen die sich bildenden Krusten relativ weich sind.
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Die Zahl der Messer jedes Schneid- und Schabegliedes kann zwischen
4 und 24 betragen.
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Bei dem Schneid- und Schabeglied 3, das sonst dem oben beschriebenen
Glied 1 gleicht, fehlt der Schneidkopf 13, 14. Das Glied 3 ist derart mit dem Glied
1 verbunden, daß seine Messer mit Bezug auf diejenigen des Gliedes 1 um 30° versetzt
sind, so daß die Schneid- und Schabmesser beider Glieder zusammen den ganzen Umfang
der Rohrleitung erfassen. Der vordere Teil des Gliedes 3 ist in F i g. 6 dargestellt.
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Als Vortriebseinrichtung 5 kann ein für diesen Zweck bekanntes z.
B. mit einer Turbine versehenes Gerät verwendet werden, das einen Teil der Energie
der unter Druck in die Rohrleitung geschickten Triebflüssigkeit als Antriebsenergie
ausnutzt. Da die Geschwindigkeit der Flüssigkeit größer ist als diejenige der Vorrichtung,
dient die Flüssigkeit auch dazu, die abgelösten und zermalmten Krusten wegzuspülen.
Als Treib- und Spülflüssigkeit wird meist Wasser verwendet.
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Der Vortriebseinrichtung 5 folgen zwei Zerkleinerungsglieder 7 und
9, welche die von den Messern abgelösten, vom Flüssigkeitsstrom noch nicht mitgenommenen
Krustenstücke zerbrechen sollen, indem sie diese zwischen der Kanalisationswand
und Rollen zerdrücken. Die Rollen dienen weiter dazu, die von den Schabmessern 28
noch an der Rohrwand zurückgelassenen dünnen Krustenreste zu entfernen.
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Der Aufbau der unter sich gleichen Zerkleinerungsglieder ist in den
F i g. 9 bis 11 dargestellt. Jedes dieser Glieder enthält eine zentrale Stange 41,
die an beiden Enden ein Kupplungsauge 42 zum Anschließen der Gelenkverbindungen
6 und 8 trägt. Nahe dem vorderen Ende der Stange 41 ist zwischen Spannringen 53
eine sechseckige, durch einen in eine Nut 58 ragenden Stift 56 gegen Drehen gesicherte
Platte 43 aufgesetzt. Diese Platte 43 trägt sechs radiale Augen 57. In jedem dieser
Augen ist der innere Kopf 55 eines federnden Armes 46 angelenkt, in dessen äußerem
Kopf 47 eine tonnenförmige Rolle 48 drehbar gelagert ist. Der Krümmungsradius des
Profils dieser Rolle ist gleich demjenigen der zu entkrustenden Rohrleitung. Die
Rolle 48 besteht aus mehreren Scheiben, die je eine zickzackförmig über ihren Umfang
verlaufende Rippe tragen. Etwa in ihrer Mitte trägt die Stange 41 eine der Platte
43 gleichende Platte 43', an der mit Rollen 48' versehene Arme 46' angelenkt sind.
Die beiden Rollengruppen 48 und 48' sind zueinander um 30° versetzt. Zum Einstellen
des Druckes der Rollen gegen die Rohrwand sind zwei runde Scheiben 49 und
52 mit konischer Mantelfläche vorgesehen. Der Abstand der Scheiben voneinander ist
durch zwei Anschläge 50 bestimmt, die auf je einem an der Scheibe 52 angeschweißten
Stift 51 befestigt sind. Durch eine Doppelmutter 54 können die beiden Scheiben axial
verstellt werden. Die Platten 43 und 43' sind auf der Stange 41 in axialer Richtung
durch Ringe 53 festgelegt. An Stelle von sechs Armen 46 könnten auch nur fünf oder
mehr als sechs vorgesehen sein.
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Das zweite Zerkleinerungsglied ist mit dem ersten derart gekuppelt,
daß seine Rollen gegenüber denjenigen des ersten Gliedes um 15° versetzt sind, damit
die von den Rollen durchlaufenen Bahnen sich gegenseitig überschneiden.
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Die F i g. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Gelenkvorrichtung 2
(oder 4 oder 8), welches keiner besonderen Erläuterung bedarf.
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Das in der F i g. 8 dargestellte Kugelgelenk 6 weist einen Arm 76
auf, der an einem Ende mit einem kugeligen Kopf 73 und am anderen Ende mit einem
Auge 77 versehen ist. Der Kopf 73 ist in einer zylindrischen Büchse 71 mit einem
Deckel 72 eingeschlossen. Der Deckel 72 weist einen kugeligen Sitz für den
Kopf
73 auf. Der kugelige Kopf 73 ist mit einer konischen Nase 74 versehen, welche in
eine konische Ausnehmung 75 im Grund der zylindrischen Büchse paßt. Im Betrieb ist
das Gelenk 6 auf Zug beansprucht, und die Kugel 73 stützt sich auf den Sitz 72.
Das Einführen der Vorrichtung in eine Rohrleitung wird erleichtert, wenn die Gelenkverbindung
zwischen der Vortriebseinrichtung 5 und dem Zerkleinerungsglied gegen seitliches
Ausknicken starr ist. Diese Versteigung wird durch die Nase 74 hergestellt, die
in die Ausnehmung 75 eindringt.