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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Innen-Reinigung von Wärmetauscherrohren, insbesondere von Kühlrohren industrieller Kühler.
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Solche Kühler kommen zum Beispiel vor bei Energieerzeugern oder chemischen Anlagen. Bei Energieerzeugungsanlagen kommen die Wärmetauscher insbesondere als sogenannte Kondensatoren zum Einsatz. Er dient dort zur Verflüssigung des Abdampfes. Dies ermöglicht einen geschlossenen Kühlmittelkreislauf.
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Zeitgemäße Kondensatoren in Energieerzeugungsanlagen kommen als wassergekühlte Oberflächenkondensatoren vor. Sie besitzen Rohrbündel. Durch die Kühlrohre der Abdampfkondensatoren wird kaltes Kühlwasser geführt. Der Abdampf kondensiert auf der äußeren Mantelfläche der Kühlrohre. Die Anzahl der Kühlrohre in einem Kondensator kann groß sein. Eine Anzahl von 20.000 Kühlrohren ist für die Kondensatoren eines Kraftwerkes nicht ungewöhnlich. In den Kühlrohren soll eine Erwärmung des Kühlwassers je nach Auslegung um 8 bis 10 Grad Celsius stattfinden.
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Das Kühlwasser wird zumeist der Umgebung entnommen.
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Um eine Verschmutzung der Kondensatoren in Grenzen zu halten, wird das Kühlwasser gereinigt, bevor es in die Kühlrohre strömt.
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Durch die Kühlung des Dampfes entsteht im Kondensator ein Unterdruck, der regelmäßig als Vakuum bezeichnet wird, obwohl es im strengen Sinne kein Vakuum ist. Dieser Unterdruck ist für den Wirkungsgrad der dampfbetriebenen Kraftwerksanlage von großer Bedeutung. Der Wirkungsgrad wird zu einem großen Teil durch das Druckgefälle zwischen dem Druck (in Strömungsrichtung des Dampfes) vor der Dampfturbine und dem Druck hinter der Dampfturbine bestimmt. Da die Kühlung des Dampfes vom Wärmedurchgang in den Kühlrohren abhängt, ergibt sich auch eine Abhängigkeit des Unterdruckes vom Wärmedurchgang. Zugleich ist zu berücksichtigen, daß der Wärmedurchgang der Kühlrohre durch Verschmutzung der Kühlrohr-Innenfläche verringert wird. Die Verschmutzung der Kühlrohrinnenfläche ist bei herkömmlichen Kondensatoren trotz Filterung des Kühlwassers unausweichlich. Deshalb ergibt sich an herkömmlichen Kondensatoren immer wieder Reinigungsbedarf. Je nach zu kühlendem oder zu erhitzendem Medium, das durch die Kühlrohre hindurchgeführt wird, kommt es in den Kühlrohren trotz der Filterung zu Ablagerungen. Das gilt selbst bei Wasser. Hauptbestandteil der Ablagerungen aus dem Wasser ist Kalk, sofern das Wasser nicht zuvor entkalkt worden ist. Es kommen aber auch wesentliche Ablagerungen aus Mangan, Eisen und Silika an Kühlrohren aus Stahl, Edelstahl, Titan oder Messing vor.
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Beliebt sind auch Kühlrohre aus Kupfer.
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Kupfern hat erhebliche Korrosionsprobleme. Bei der Berührung mit Sauerstoff bilden sich Kupferoxide. Sauerstoff findet sich im Kühlwasser, wie auch im Dampf.
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Auch die Ablagerungen führen in der Regel zu einer Verschlechterung des Wärmedurchganges der Kühlrohre. Dadurch läßt die Kühlleistung nach Ablagerungen können aber Korrosion, auch Fouling genannt. Deshalb ist eine Reinigung der Kühlrohre nicht nur zur Verbesserung des Wärmeüberganges zweckmäßig. Wenn die Korrosion unbeachtet bleibt, bilden sich poröse Ablagerungen, welche die Korrosion so verstärken können, daß von Lochfraß gesprochen werden kann.
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Es sind verschiedene Reinigungsvorrichtungen für eine Innen-Reinigung der Kühlrohre bekannt, mit denen der Wärmedurchgang wieder verbessert werden soll und mit denen die Kühlleistung wieder angehoben werden soll. Solche Vorrichtungen sind zum Beispiel beschrieben in:
DE 69812512T2 ,
EP698423A ,
US2170997 ,
US2418509 ,
US 2734208 ,
US4281432 ,
DE69507221 T2 ,
US5153963 ,
SU1414-482-A ,
US5305488 ,
DE69200433T2 ,
U'S1598771 ,
DE698121511T2 ,
US-3604041 . In diesen Druckschriften sind Kratzer offenbart, die einzeln oder zu mehreren durch die Kühlrohre geschoben werden.
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Die Kratzer besitzen unterschiedliche Formen. Wiederkehrend findet sich die Form federnder Haken, wobei die Haken an einem Ende mit dem Kratzer verbunden sind und mit dem anderen, hakenförmigen Ende auf der Innenwand des Kühlrohres gleiten. Je schärfer die Haken sind, desto besser ist die Reinigungswirkung. Zum Teil werden die Haken an den Berührungsenden als Klingen bezeichnet.
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Außerdem sind die Haken an ihrem Ende, mit dem sie die Innenfläche des Kühlrohres berühren, dieser Fläche angepaßt, das heißt, gewölbt.
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Es gibt auch Kratzer, die ganz oder teilweise als Bürsten ausgebildet sind, desgleichen Kratzer, die zunächst Riefen in die Ablagerungen reißen, um eine danach den Rest besser abtragen zu können.
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Die Kratzer werden vorzugsweise mit Druckwasser durch die Kühlrohre bewegt. Dazu sind die Kratzer an einem Ende kolbenartig ausgebildet. Kolbenartig deshalb, weil kein definiertes Kolbenspiel besteht. Vielmehr muß berücksichtigt werden, daß die Ablagerungen unterschiedliche Dicke aufweisen. Das kolbenartige Ende muß sich dem anpassen. Das erfolgt üblicherweise mit Dichtlippen am Ende des Kratzers. Die Dichtlippen können mit geringem Abstand am Umfang verteilt sein. Die mit den Abständen verbundene Durchlässigkeit für das Druckwasser kann von Vorteil sein, um die zuvor von den Haken/Schneiden abgekratzen Ablagerungen nach vorn aus dem in Reinigung befindlichen Kühlrohr zu spülen.
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Für die Beaufschlagung mit Druckwasser werden üblicherweise Wasserpistolen verwendet. Die Wasserpistolen besitzen vorn eine Düse, mit der die Pistolen von Hand in die Öffnung eines Kühlrohres gedrückt werden. Zugleich wird mit einem kalottenartigen Dichtungsteil der Pistole gegen Kühlerplatte gedrückt, in der die Kühlrohre gehalten sind.
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Bei einem Wasserdruck bis 20 bar ist zum dichtenden Andrücken der Pistole je nach Wasserdruck eine Kraft erforderlich, die in Abhängigkeit von der Fläche, an der sich der Druck entwickelt, leicht einem wesentlichen Teil des Körpergewichtes eines Reinigungsmannes entsprechen kann oder sogar weit darüber hinausgehen kann.
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Selbst, wenn eine Pistole in einem Kühlrohr verkantet wird, und damit ein Halten der Pistole erleichtert wird, verbleibt eine enorme körperliche Anstrengung für einen Reinigungsmann.
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Hinzu kommt, daß die körperliche Anstrengung noch zunimmt, je schwieriger die Körperhaltung für den Bedienungsmann wird. Von den Schwierigkeiten ergibt sich ein Bild, wenn man sich vergegenwärtigt, daß die Bewegungsfreiheit vor den Kühlrohren manchmal sehr gering, zum Beispiel nur 500 mm sein kann und/oder auch eine Haltung der Pistole in Kopfhöhe und sogar über Kopf erfordert.
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In der Praxis müssen die Bedienungsleute immer wieder pausieren.
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Nach einem anderen Vorschlag wird eine wesentliche Vereinfachung und Erleichtung bei der Reinigung dadurch erreicht, daß das in die Kühlrohre ragende Pistolende bzw. der in die Kühlrohre/Wärmetauscherrohre ragende Teil der mit einer Spreizmechanik versehen ist. Durch Aufspreizen des in das Kühlrohr ragenden Pistolenendes kann die Pistole dort geklemmt und festgesetzt werden, so daß das Reinigungspersonal ganz oder teilweise von dem beschriebenen Druck entlastet wird. Bei vollständiger Entlastung kann von einer vollständigen Selbstklemmung bzw. Selbsthemmung gegen Lösen gesprochen werden.
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Die Spreizmechanik kann unterschiedliche Formen besitzen.
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Eine vorteilhafte Ausbildung sieht die Verwendung von elastischem, ringförmig auf dem in das Kühlrohr ragenden Ende sitzenden Material vor. Durch Zusammendrücken entsteht eine Verdickung, mit der die Pistole in dem Kühlrohr geklemmt und festgesetzt wird. Bei dem eleastischen Material kann es sich um Gummi oder um nachgiebigen Kunststoff wie Elastomere handeln. Das elastische Material kann in der Form herkömmlicher O-Ringe eingesetzt werden. Dabei ist es möglich, mehrere Ringe in axialer Richtung hintereinander anzuordnen. Es können auch andere Profile zum Einsatz kommen. Besonders vorteilhaft sind Profile, die bei einem in axialer Richtung verlaufenden Schnitt einen länglichen Querschnitt zeigen. Solche Querschnitte können zum Beispiel gerade und/oder runde und eckige Flächen aufweisen. Rechteckige Querschnitte und ovale Querschnitte gehören dazu.
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Vorzugsweise finden genau rechteckige Querschnitte Anwendung. Solche Formen können wie andere Formen mit entsprechender Stückzahl wirtschaftlich hergestellt werden. Bei kleinen Stückzahlen können die Formen bei ausreichender Festigkeit des Gummis bzw. Elastomers aus Vollmaterial geschnitten werden. Eine ausreichende Festigkeit läßt sich durch einen oder wenige Versuche klären. Ausreichend Festigkeit haben zum Beispiel Gummi und Eleastomer, die für handelsübliche Schlauchleitungen nach DIN 73411 Anwendung finden. Zum Beispiel können die erfindungsgemäßen Formen durch einen Schlauch-Abschnitt gebildet werden. Günstig sind dabei Schläuche mit einer Wandungsdicke von mindestens 1 mm, vorzugsweise von mindestens 1,5 mm und noch weiter bevorzugt von mindestens 2 mm und höchst bevorzugt von mindestens 2,5 mm.
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Solche Schläuche aus Gummi und Elastomeren sind handelsüblich verfügbar, auch mit einer Faserverstärkung. Dies verlängert die mögliche Gebrauchsdauer und erhöht die Gebrauchsfähigkeit.
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Die handelsüblichen Schläuche besitzen Nennweiten/Wanddicken/Außendurchmesser in mm von 10/3,5/17; 13/3/19; 16/3,5/23; 19/4/27; 25/4,5/34; 32/5/42; 38/6,5/51; 45/7,5/60; 50/7,5/65
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Dem stehen zum Beispiel handelsübliche Kühlrohre mit Nennweiten in mm von 15; 20; 25; 32; 40; 50; 65 gegenüber.
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Nach der Verschmutzung reduziert sich zwar die Öffnungsweite der Kühlrohre. Gleichwohl kann von der Nennweite ausgegangen werden, weil vor Positionieren einer Pistole in den Kühlrohren zunächst die Kratzer in die Kühlrohre gedrückt werden müssen und die Kühlrohre dabei auf einer für das Positionieren erforderlichen Länge von der verengenden Ablagerung befreit werden. Dadurch lassen sich zum Beispiel Schlauchabschnitte mit folgenden Außendurchmessern unmittelbar oder mittelbar nach spanabhebender Bearbeitung des Außenmantels für die erfindungsgemäße Aufspreizung in der Rohröffnung benutzen:
| Schlauchaußendurchmesser | Rohrnennweite |
| 17 | 15; 20; |
| 19 | 20; |
| 23 | 20; 25; |
| 27 | 25; |
| 34 | 32; |
| 42 | 40; |
| 51 | 50; |
| 65 | 65; |
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Bei der Auswahl des Ausgangsmaterials für die beschriebene Fertigung aus Schlauchabschnitten muß auch ein ausreichendes Bewegungsspiel für das Einführen der Pistole in die Rohrleitung berücksichtigt werden. Das Bewegung kann theoretisch gering sein. Vorzugsweise ist jedoch mindestens ein Bewegungsspiel (hier gleichbedeutend mit einer Differenz zum Innendurchmesser/Nennweite des Rohres) von mindestens 0,5 mm, vorzugsweise mindestens 1 mm und noch weiter bevorzugt mindestens 1,5 mm und höchst bevorzugt von mindestens 2 mm vorgesehen.
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Die Schlauchabschnitte werden in radialer Richtung gegen die Rohrinnenwand aufgewölbt. Das geschieht zum Beispiel durch axiales Zusammendrücken. Damit die Stirnflächen der Schlauchabschnitte beim Zusammendrücken schonend mit Druckbeaufschlagt werden, sind an den Stirnflächen der Schlauchabschnitte vorzugsweise mit einer Blechkappe versehen. Die Blechkappe kann aus dünnem Blech bestehen, zum Beispiel mit einer Dicke von kleiner/gleich 0,6 mm, vorzugsweise von kleiner/gleich 0,4 mm und noch weiter bevorzugt von kleiner/gleich 0,3 mm.
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Die Blechkappe deckt vorzugsweise mindestens 50%, nach weiter bevorzugt mindestens 70% und höchst bevorzugt mindestens 90% der zugehörigen Stirnfläche des Schlauchabschnittes ab.
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Es ist auch günstig, wenn die Blechkappe den Schlauchabschnitt an dem zugehörigen Ende mit einem Rand von mindestens 2 mm, nach weiter bevorzugt von mindestens 4 mm und höchst bevorzugt von mindestens 6 mm in axialer Richtung umfaßt.
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Die ringförmigen elastischen, aufspreizbaren Materialen mit den oben beschriebenen länglichen Querschnitten besitzen auch unter hier vorkommenden extremen Wasserdrücken keine nennenswerte Neigung zum Rollen.
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Die Verformung des elastischen Materials kann mit Hilfe eines Kraftkolbens bewirkt werden, der das elastische Material zum Beispiel mit einem auf der Pistole beweglichen Flansch/Anschlag gegen einen auf der Pistole ortsfesten Flansch/Flansch drückt oder das elastische Material zwischen zwei auf der Pistole beweglichen Flanschen/Anschlägen zusammendrückt oder eine Aufweitung des ringförmigen Materials von innen bewirkt. Jeder Anschlag/Flansch bildet eine Druckfläche und kann durch schon vorhandene oder zusätzliche Teile gebildet werden.
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Es ist von Vorteil, eine bewegliche Hülse mit einem Anschlag zu versehen, um einen beweglichen Anschlag zu schaffen oder den Anschlag durch die bewegliche Hülse zu bilden. Die Hülse kann zugleich ganz oder teilweise die Düse bilden und/oder ganz oder teilweise die Wasserleitung der Pistole zur Düse bilden.
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Alternativ kann die Hülse ganz oder teilweise auf der Düse verschiebbar angeordnet sein und/oder ganz oder teilweise auf der Wasserleitung der Pistole verschiebbar angeordnet sein.
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Vorzugsweise ist folgende Ausführung vorgesehene: der Kolben in einem Zylinder angeordnet. Die Druckwasserzuführung ist in Bewegungsrichtung des Kolbens vor dem Kolben an den Zylinder angeflanscht. Die Kolbenstange ist hohl ausgebildet und dient als Wasserzuführung zur Düse der Pistole. Die Düse sitzt am Ende der aus dem Zylinder beweglich herausragenden Kolbenstange. Dabei durchdringt die Kolbenstange die Stirnwand des Zylinders. Außenseitig sitzen auf der Kolbenstange eine bewegliche Hülse. Zwischen Hülse und Düse sind mehrere in axialer Richtung hintereinander angeordnete O-Ringe vorgesehen. Die Düse, die O-Ringe und die Hülse besitzen einen Außendurchmesser, der um soviel geringer als der Innendurchmesser der zu reinigenden Kühlrohre ist, als maximal mit einer Verschmutzung der Rohrinnenfläche zu rechnen ist.
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Eine Belastung des Kolbens mit Druckwasser bewirkt eine Bewegung des Kolbens und über den Kolben einen Zug an der Kolbenstange, so daß der Zug auch auf die Düse wirkt und die Düse sich gegen die O-Ringe bewegt, während die Hülse an der Stirnfläche des Zylinders anliegt und nicht ausweichen kann, so daß die O-Ringe sich unter Vergrößerung des Durchmesser verformen und an die Rohrinnenwand anpressen.
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In der Ausführungsvariante mit der Aufweitung ist zur Aufweitung des elastischen, ringförmigen Materials ist ein zum Beispiel konischer oder ein anders geneigt verlaufender Dorn geeignet, der auch eine Hülsenform besitzen kann und in die zentrische (Öffnung des elastischen und vorzugsweise in axialer Richtung fest angeordneten elastischen Materials wirkt. Der zum Aufweiten bestimmte Dorn kann wiederum mit einem Kolben oder mit einer anderen Mechanik bewebt werden. Dabei können auch Motore zur Anwendung kommen. Die Motore können Druckwasser getriebene Motore oder Druckluft getriebene Motore sein. Die Steuerung der Motore kann in gleicher Weise über das Antriebsmedium bzw. über zwischengeschaltete Ventile erfolgen wie bei den anderen erfindungsgemäßen Varianten.
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Wahlweise wird der Motor mit Wasser oder einem anderen Medium, z. B. mit Druckluft betrieben.
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Bei der Verwendung von Wasser kann es sich um Druckwasser handeln, das mit der gleichen Pumpe erzeugt wird, die auch das Wasser zur Bewegung der Kratzer bzw. zum Spülen der Kühlrohre liefert.
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Bei Verwendung des gleichen Wassers für die Bewegung der Kratzer und die Betätigung des Kolbens sind Ventile in der Leitung zur Düse und in der Leitung zum Kolben von Vorteil, die eine Druckeinstellung erlauben. Durch Einstellung des Druckes in der Düse und in dem Kolben kann der Reinigungsbetrieb und die Arretierung der Pistole in dem Kühlrohr optimiert werden. Eine gute Einstellung kann schon mit wenigen Verstellungen gefunden werden.
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Nach Kenntnis einer guten Einstellung kann auch eine bleibende Druckverteilung zwischen Düse und Kolben Anwendung finden.
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Die Anwendung eines Ventils in der Pistole ist zwar von herkömmlichen Pistolen bekannt, auch die Einstellbarkeit des Ventils sowie die Ein-Aus-Funktion des Ventils. Nicht bekannt ist jedoch die Abzweigung von Druckwasser für den Kolben und die Einschaltung eines weiteren Ventils. Vorzugsweise erfolgt die Abzweigung von Druckwasser für den Kolben vor dem Ventil zur Druckwasserregelung für die Düse. Infolgedessen kann die Position der Pistole unabhängig davon im Kühlrohr gewahrt werden, ob die Druckwasserbeaufschlagung der Düse begonnen, unterbrochen, fortgesetzt oder abgebrochen wird.
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Wenn das Ventil in der Pistolenzuleitung zu dem Kolben zugleich eine Ein- oder Aus-Stellung einnehmen kann, und wenn dieses Ventil ebenso wie das Ventil in der Zuleitung zur Düse in der jeweils gewünschten Stellung arretieren läßt, so eröffnen sich dabei noch weitere Vorteile.
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Es lassen sich mehrere Pistolen von einer Reinigungsperson gleichzeitig betätigen. Das vervielfacht die Leistung dieser Reinigungsperson.
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Günstig ist, wenn die Ventile zugleich mit einem Druckbegrenzer versehen sind. Mit dem Druckbegrenzer kann die Pistole automatisch reagieren, wenn es zu einem Verstopfer kommt. Dann kann der Druckbegrenzer auf eine Druckerhöhung reagieren und das Ventil in die Aus-Stellung bringen, in der die Druckwasserzuführung zur Düse unterbrochen wird. Danach kann versucht werden, den Kratzer durch pulsierenden Druck und/oder mit einer Druckerhöhung durch Ventilbetätigung bzw. Ventilverstellung zu beseitigen, bevor der Kratzer anders losgerüttelt wird oder sogar eine umständliche Rückwärtsbewegung des Kratzers eingeleitet wird.
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Desgleichen kann der Druckbegrenzer auf einen Druckabfall reagieren, wenn ein Kratzer nach dem Reinigungsende aus dem Kühlrohr herausgefallen ist. Bei einem solchen Druckabfall wird gleichfalls das Ventil in der Zuleitung zu der Düse ausgelöst und die Druckwasserzuführung unterbrochen.
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Das Losrütteln des Kratzers kann mit zwei erfindungsgemäßen Pistolen erfolgen, wenn die Ventile an beiden Pistolen auch ein Ventilstellung vorgesehen ist, in der die Druckwasserzuführung unterbrochen ist und in der die Wasserzuführung zur Düse gelüftet wird. Dann kann die zweite Pistole am Kühlrohreingang eingesetzt werden und im Wechsel mit der Pistole am Kühlrohreingang betätigt werden, so daß der festsitzende Kratzer im Wechsel von der einen Seite und der anderen Seite mit Druckwasser beaufschlagt werden kann. Nach der Erfindung ist bei Druckbeaufschlagung an der einen Seite eine Lüftung der Leitung zur Düse an der anderen Seite vorgesehen. Wahlweise können die Ventilbetätigung elektrisch/elektronisch gesteuert werden. Mit einem Chip lassen sich verschiedene Funktionen der Ventile steuern.
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Die Steuerung kann auf spezielle Betriebsdrücke vor und hinter dem Ventil reagieren.
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Die Steuerung kann die notwendigen Druckwechsel für einen Rüttelvorgang bewirken.
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Die Steuerung kann auch auf den oben erläuterten besonderen Betriebsdruck reagieren, der sich einstellt, wenn die Kratzer ein Kühlrohr durchwandert haben und aus dem Kühlrohr ausgetreten sind. Dann kann die Steuerung schneller und sicherer als die Bedienungsperson reagieren und die Pistole auf Aus stellen, so daß ein Druckverlust vermieden wird. Dies ist wichtig, wenn von einer Reinigungsperson zugleich mehrere Pistolen gehandhabt werden.
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Die Steuerung kann auch eine Sicherungsabschaltung beinhalten, die dann greift, wenn eine Pistole noch keinen ausreichenden Sitz in einem Rohr gefunden hat. Dann könnte die Pistole mit einem Hochdruckstrahl eine Gefahr für die Reinigungspersonen bilden.
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Die Steuerung kann außerdem jeden Betriebszustand optisch und/oder akustisch und/oder durch Vibration anzeigen. Die optischen Anzeigen können durch Leuchtdioden gebildet werden. Die Vibration durch Magnete, die akustische durch miniaturisierte Lautsprecher. Außerdem kann mit Hilfe von Drucksensoren jeder Betriebsdruck gemessen und mit der Steuerung verarbeitet werden. Ferner kann die Steuerung mit Wegsensoren verknüpft werden. Das kann unter anderem zur Abschaltung der Pistole genutzt werden, wenn die Pistole nicht die richtige Position in einem Kühlrohr erlangt.
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Handelsübliche Chips sind in der Lage, die notwendigen Programme aufzunehmen. Der Stromverbrauch dieser Chips ist so gering, daß eine Knopfzelle ausreicht. Die Steuerung kann in der Pistole gekapselt werden, bleibend oder öffenbar. Die Stromquelle in der Form der Knopfzelle oder in anderer Form ist vorzugsweise auswechselbar und Feuchtigkeitsgeschützt in der Pistole angeordnet. Der Feuchtigkeitsschutz wird durch entsprechende Dichtringe erreicht.
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Alle Pistolen können mit der gleichen Pumpe mit Druckwasser versorgt werden. Günstig ist eine Pumpenanlage mit einem zwischen Pumpe und Pistolen angeordneten Druckbehälter. Dadurch vergleichmäßigen sich die Druckverhältnisse auch bei unregelmäßigem Bedarf an Druckwasser.
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In der Variante der Erfindung, bei für die Betätigung des Kolbens Druckluft vorgesehen ist, ist neben der für die Düse bestimmten Druckwasserzuführung zur Pistole noch eine Druckluftzuführung zum Kolben der Pistole vorgesehen. Druckluft steht bei größeren Betriebsanlagen üblicherweise zur Verfügung. Wahlweise wird die Druckluft auch mit einem Kompressor erzeugt. Von Vorteil ist ein Druckluftbehälter zwischen Kompressor und Pistolen. Das vergleichmäßigt die Druckverhältnisse und erleichtert den Anschluß verschiedener Pistolen.
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Eine weitere Variante der Erfindung sieht vor, daß anstelle von Kolben und Ringen im vorderen Bereich, mit dem die Pistole in ein Kühlrohr hineinragt, ein aufpumpbarer oder aufblasbarer Balg vorgesehen. Der Balg vereinfacht den baulichen Aufwand der Pistolen.
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Der Balg kann wie der Kolben mit Druckwasser oder Druckluft beaufschlagt und gesteuert werden.
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Wahlweise sitzen die erfindungsgemäßen Pistolen mit dem aufspreizbaren Bereich eingangsseitig so weit in den Kühlrohren, daß ein Abstand von der eingangsseitigen Platte besteht, in der die Kühlrohr zusammen gehalten sind.
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Wahlweise ist der Sitz der erfindungsgemäßen Pistolen in den Kühlrohren auch so gewählt, daß der aufspreizbare Bereich bis über die eingangsseitige Platte des Kühlers reicht. Die Folge ist eine Entlastung der Kühlrohr von dem Spreizdruck, weil der Spreizdruck zu einem wesentlichen Teil von der eingangsseitigen Platte aufgenommen wird.
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Mit den erfindungsgemäßen Wasserpistolen werden die Kühlrohre auch in engsten Raum zugänglich. Dabei können die Pistolen zum Beispiel mit einer Stange oder mit einer langen Zange positioniert werden. Mit der Stange oder verlängerten Zange können die Pistolen auch aus einigem Abstand betätigt werden.
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Die Erfindung hat sich auch die Aufgabe gestellt, die Reinigung zu vereinfachen und zu erleichtern. Dabei geht die Erfindung von der Erkenntnis aus, daß die Einführung der Kratzer erhebliche Mühe bereitet.
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Die Kratzer werden nämlich vor der Pistole in die jeweils zu reinigende Rohrleitung eingeführt. Dabei muß der Widerstand überwunden werden, den die Ablagerungen im Kühlrohr dem Einführen der Kratzer entgegen setzen. Es ist üblich, die Kratzer mit einem Holzhammer in die Kühlrohre zu schlagen. Auch das ist extrem anstrengend, weil in der Regel innerhalb großer Enge gearbeitet werden muß. Die mit dem Einschlagen der Kratzer befaßte Reinigungsperson kann nicht beliebig ausholen.
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Nach der Erfindung wird eine wesentliche Erleichterung der Arbeit mit Hilfe eines Druckluft betriebenen Meißelhammers oder mit Hilfe eines hydraulisch betriebenen Meißelhammers oder mit Hilfe eines Elektrohammers erreicht. Dazu können handelsübliche Hämmer verwendet werden.
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Wie oben erläutert, steht Druckwasser aufgrund der beschriebenen Reinigung mit Kratzern und Druckwasser zur Verfügung. Deshalb bedarf es keiner anderen Druckwasserquelle für den Hammer. Zur Anpassung an den mm Betrieb des Hammers zulässigen Druck sind wahlweise Druckbegrenzungsventile vorgesehen.
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Auch Druckluft steht üblicherweise in großen Betriebsanlagen zur Verfügung. Alternativ kann Druckluft leicht mit einem transportablen Kompressor erzeugt werden.
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Gleiches gilt für Strom zum Antrieb eines Elektrohammer. Der Strom wird wahlweise auch mit einem Generator erzeugt.
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An dem ausgewählten handelsüblichen Meißelhammer wird deren Meißel gegen ein Spezialwerkzeug zum Eintreiben der Kratzer ausgewechselt oder zu einem Spezialwerkzeug umgebaut wird.
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Der Umbau des Meißels erfolgt bei Spitzmeißeln dadurch, daß eine Hülse oder eine Stange mit Sackloch angefertigt wird. Der Innendurchmesser der Hülse und der Durchmesser des Sackloches sind dem Spitzmeißeldurchmesser angepaßt, so daß sie auf herkömmlichen Spitzmeißeln befestigt werden können.
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Anstelle der Spitzmeißel können auch andere handelsüblich verfügbare Meißel Anwendung finden. Dazu gehören insbesondere Flachmeißel, die an der Schneidkante so bearbeitet werden, daß sie in ein oben beschriebenes Sackloch oder die oben beschriebene Rohröffnung passen. Die herkömmlichen Meißel sind gehärtet oder vergütet, so daß eine spanabhebende Bearbeitung schwierig ist. Gleichwohl stehen andere Bearbeitungsmöglichkeiten zur Verfügung. Dazu gehören zum Beispiel Schleifen und Funkenerosion.
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Die Befestigung der Hülse oder Stange auf dem Spitzmeißel bzw. anderen dazu bearbeiteten, handelsüblichen Meißeln kann durch Bolzen erfolgen.
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Die Hülse oder Stange kann auch auf das korrespondierende Meißelende aufgeschrumpft werden.
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Vorzugsweise wird die Hülse oder Stange aber auf dem korrespondierenden Meißelende verklebt. Dazu sind verschiedene Kleber geeignet. Zu den geeigneten Klebern gehören zum Beispiel Cyanacrylat-Kleber wie sie für die Schraubensicherung Anwendung finden. Die Cyanacrylatkleber sind chemisch härtende Klebstoffe. Daneben gibt es physikalisch abbindende Klebstoffe. Der richtige Kleber läßt sich mit wenigen Anwendungsversuchen auswählen.
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Durch die Kombination einer Hülse oder Stange mit einem herkömmlichen Meißel wird eine vorteilhafte Werkzeugkombination geschaffen, die erstens die gewünschte Funktion erfüllt, nämlich das Eindrücken der Kratzer in die Rohre, und zweitens die gewünschte Funktion erfüllt, nämlich die problemlose und sichere Werkzeugaufnahme im Meißelhammer. Die zweite Funktion wird durch die Nutzung der mit der Werkzeugaufnahme im Meißelhammer korrespondierenden Meißelteile gewonnen.
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Von Vorteil ist auch, wenn die Hülsen oder Stangen kratzerseitig der Form des korrespondierenden Kratzerendes angepaßt sind. Die meisten Kratzer sind an der Berührungsfläche profiliert, an der die Kratzer herkömmlich in die Kühlrohre geschlagen werden. Die Profilierung hat unterschiedliche Gründe. Die Erfindung greift die Profilierung auf, um die Kratzer beim Einführung in die Kühlrohre zu führen und ein Verkanten zu verhindern. Verkantete Kratzer können leicht stecken bleiben. Die Beseitigung solcher Fehler verursacht extremen Arbeitsaufwand. Hinzu kommt, daß die Kratzer nach Beseitigung des solcher Fehler unbrauchbar sein können.
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Auch unabhängig von dem Steckenbleiben geht von dem Verkanten die Gefahr einer Beschädigung der Kratzer aus. Beschädigte Kratzer haben nicht mehr die gleich Reinigungswirkung wie unbeschädigte Kratzer.
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Ein weiterer Vorteil kann dadurch gewonnen werden, daß dem erfindungsgemäßen Werkzeug an dem aus dem Meißelhammer herausragenden Ende eine Länge gegeben wird, die mindestens gleich der Mindestlänge ist, mit der die Pistole in die Kühlrohre dringen muß, um in der oben beschriebenen Form die Kratzer durch die Kühlrohre zu treiben.
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Bislang zeigt sich, daß die Mindestlänge beim herkömmlichen Einschlagen der Kratzer nicht eingehalten wird.
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Wahlweise wird die Mindestlänge dadurch gewahrt, daß der Hülse oder Stange ein Kragen gegeben wird, der mit dem Meißelhammer zur Anlage am Kühlrohrende gebracht werden kann. Das vordere Ende der Hülse oder Stange vor dem Kragen definiert dann das Maß, um daß die Kratzer in das Rohr getrieben worden sind.
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Vorzugsweise befindet sich der Kragen an dem hammerseitigen Hülsenende oder Stangenende.
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Daß ein erfindungsgemäßes Werkzeug in der Lage ist, unterschiedliche Kratzer, die für gleiche Kühlrohre bestimmt sind, in diese Kühlrohre zu treiben, liegt in der Erwartung. Darüber hinaus ist es aber bereits ein Vorteil, das gleiche Werkzeug darüber hinaus für das Eintreiben von Kratzern in mindestens ein anderes Kühlrohr mit größerer oder kleinerer Nennweite geeignet ist. Von Vorteil ist, wenn die Hülse oder Stange an dem Ende, welches zum Eindringen in die Kühlrohre bestimmt ist, dem kleinsten vorkommenden Kratzerdurchmesser angepaßt ist, so daß auch alle anderen Kratzer mit dem erfindungsgemäßen Werkzeug in die vorkommenden Kühlrohre getrieben werden können.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt.
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Die erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtung erinnert nurmehr noch grob an herkömmliche Wasserpistolen zur Reinigung von Kühlrohren.
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In der Zeichnung ist ein Kühlrohr 15 gestrichelt dargestellt. Das Kühlrohr 15 gehört zu einer Vielzahl gleicher Kühlrohre, die gemeinsam in einem Kühler angeordnet sind. Dabei ist das in der Ansicht rechte Ende des Kühlrohres 15 mit den gleichen Enden der anderen Kühlrohre in einer nicht dargestellten Platte des Kühlers gehalten.
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Das Kühlrohr 15 ist in der Ansicht verkürzt dargestellt.
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Das in der Ansicht linke Ende des Kühlrohres 15 ist mit den gleichen Enden der anderen Kühlrohre in einer weiteren Platte gehalten.
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Im Ausführungsbeispiel werden die Kühlrohre innen von Wasser durchströmt und außen von Rauchgasen einer nicht dargestellten Verbrennung umströmt. Dabei geben die Rauchgase einen wesentlichen Teil ihrer Wärme über die Kühlrohre an das Wasser ab.
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Während des Kühlbetriebes kommt es zu Ablagerungen in den Kühlrohren, die eine Innenreinigung der Kühlrohre erforderlich machen.
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Zur Innenreinigung werden nicht dargestellte Kratzer in das in der Ansicht rechte Ende des Kühlrohres
15 gedrückt, wie sie in der
DE 69507221 T2 dargestellt sind.
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Die Kratzer werden mit Druckwasser durch das Kühlrohr 15 gedrückt, bis die Kratzer an dem linken Ende des Kühlrohres 15 aus dem Kühlrohr 15 herausfallen.
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Das Druckwasser wird mit einer in dem Kühlrohr 15 selbstklemmenden Vorrichtung in das Kühlrohr 15 gedrückt. Zu der selbstklemmenden Vorrichtung gehört ein zylindrisches Gehäuse 16 mit einem Druckwasseranschluß 12, sowie mit einem Rohr 17, das eine Eintrittsöffnung 18 für das Druckwasser besitzt und in das Kühlrohr 15 zu einer konischen Düse 9 reicht. Die Düse 9 hat einen größeren Außendurchmesser als das Rohr 17. Es ist eine Schraubverbindung der Düse 9 mit dem Rohr 17 vorgesehen, die eine Auswechselung der Düse 9 erlaubt. Die Auswechselung ist erforderlich, um die Vorrichtung anderen Kühlrohren anzupassen, die einen kleineren oder größeren Innendurchmesser besitzen. Zu den auszuwechselnden Teilen gehören auch O-Ringe 5 und Paßhülsen 10 und 19. Diese Teile sitzen gleichfalls auf dem Rohr 17. Mit den Paßhülsen wird die Position der O-Ringe und deren Abstand zum Gehäuse 16 festgelegt. Bei Kühlrohren mit geringer Festigkeit können die O-Ringe 5 in den Bereich der eingangsseitigen Platte verlegt werden, in der die Kühlrohre gehalten sind. Diese Platte nimmt dann einen wesentlichen Teil der Kräfte aus der Klemmung der Vorrichtung in dem Kühlrohr 15 auf.
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Das Rohr 17 bildet zugleich eine Kolbenstange für einen in dem zylindrischen Gehäuse 10 verschiebbar angeordneten Kolben 20. Der Kolben 20 besitzt seinerseits einen O-Ring, der den Spalt zwischen Kolben 20 und Gehäuse 16 abdichtet.
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Das Gehäuse 16 ist an dem in der Ansicht linken Ende 3 öffenbar bzw. mit einem Deckel 4 verschlossen. Außerdem ragt der Kolben 20 mit einem Stift 11 durch den Deckel 4 hindurch.
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Zu der erfindungsgemäßen Vorrichtung gehört noch ein Steuerungsblock mit einem Schalter 13 und einem Betätigungshebel 2, der gelenkig an dem Schalter 13 gehalten ist und sich im Betriebszustand auf dem Stift 11 abstützt.
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Für einen Reinigungsvorgang wird die Vorrichtung mit der Düse 9 in das Kühlrohr 15 geschoben, bis das Gehäuse 16 an die Platte stößt, in der das Kühlrohr 15 eingangsseitig gehalten ist.
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Anschließend wird der Betätigungshebel 2 in die dargestellte Position gebracht, in der ein nicht dargestelltes Ventil geöffnet und Druckwasser in das Gehäuse 16 strömt. Dabei füllt das Druckwasser den Gehäuseinnenraum und dringt das Druckwasser durch die Öffnung 18 in die als Rohr ausgebildete Kolbenstange, die das Druckwasser zur Düse 9 leitet. Dort tritt das Druckwasser aus der Düse 9 in das Kühlrohr 15 aus.
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Sobald sich ein Druck aufbaut, kommt es zu einer Kolbenbewegung in der Ansicht nach rechts zum Deckel 4 hin. Dabei wird die Kolbenstange mitbewegt und werden die O-Ringe 5 zwischen den Hülsen 10 und 19 zusammengedrückt. Die können sich infolge ihrer Anordnung zwischen den Hülsen und auf der Kolbenstange nur außen verformen. Das bewirkt ein Aufspreizen der Vorrichtung und eine Selbstklemmung der Vorrichtung in dem Kühlrohr.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung muß aufgrund der Selbstklemmung nicht mehr während des Betriebes von dem Reinigungspersonal gehalten werden. Das entlastet das Reinigungspersonal nicht nur von der schweren körperlichen Arbeit. Das gilt besonders für schwer zugängliche Kühlrohre.
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Es eröffnet auch die Möglichkeit des parallelen Betriebes mehrerer Vorrichtungen durch eine einzige Reinigungsperson.
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Außerdem kann mit Wasserdrücken gearbeitet werden, die bisher beim Reinigen der Kühlrohre nicht beherrschbar waren.
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Das gilt zum Beispiel für Drücke von größer/gleich 30 bar.
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Vorteilhafterweise sind mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch Wasserdrücke von 100 bar beherrschbar.
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Die mögliche Erhöhung des Wasserdruckes hat nicht nur große Bedeutung für die Reinigung von besonders schwierig zu beseitigenden Ablagerungen.
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Mit der Erhöhung des Wasserdruckes können auch festsitzende Kratzer wieder bewegt werden.
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2 zeigt die Situation beim Einführen eines Kratzers in ein Kühlrohr 39, das mit anderen Kühlrohren in einer Platte 40 gehalten ist.
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In das Kühlrohr 39 soll ein Kratzer eingeführt werden, von dem ein Kunststofflippen 37 und ein Dorn 38 dargestellt sind. Die Kunststofflippen 37 werden durch ein im Querschnitt W-förmiges Material gebildet, dessen äußerer Rand am Umfang mehrfach geschlitzt ist, so daß der Rand sich einfalten kann, wenn der Kratzer in das Kühlrohr 39 gedrückt wird. Dabei gleiten die Kunststofflippen 37 an der Kühlrohrinnenwand.
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Die Kunststofflippen 37 sind mittig auf dem Dorn 38 vernietet.
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Der Dorn 38 trägt in nicht dargestellter Weise verschiedene metallische Werkzeuge zur Reinigung der Rohrinnenwand von Ablagerungen.
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Im Ausführungsbeispiel wird der Kratzer mittels einer Hülse 34 in das Kühlrohr 39 gedrückt. Die Hülse 34 besitzt einen Kopf 36, der dem korrespondierenden Ende des Kratzers angepaßt ist und bei der Zentrierung des Kratzers hilft, wenn der Kratzer in das Kühlrohr 39 dringt.
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Die Hülse 34 umfaßt das Arbeitsende eines Spitzmeißels 33.
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Dabei ist ein Cyanacrylat Kleber 35 zwischen Spitzmeißel 33 und Hülse 34 vorgesehen. Der Kleber 35 trägt im Ausführungsbeispiel die Produktbezeichnung locktite und ist als Sicherungsmittel gegen das Lösen von Schrauben bekannt.
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Der Spitzmeißel 33 sitzt mit seinem anderen Ende in der Werkzeugaufnahme 31 eines Drucklufthammers 30. Dabei greift die Werkzeugaufnahme mit einer nicht dargestellten Paßfeder in eine Nut 32 des Werkzeugendes. Der Drucklufthammer 30 drückt den Kratzer ohne wesentliche Anstrengung der Bedienungsperson in das Kühlrohr.
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Beim Eindrücken des Kratzers werden die an dem Rohrende vorhandenen Ablagerungen in dem Kühlrohr beseitigt.
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Das Eindrücken ist beendet, sobald der Kargen 41 der Hülse 34 gegen das Ende des Kühlrohres 39 gelangt. In der Stellung ist gesichert, daß die zur 1 beschriebene Pistole nach Einführen in das Rohrende dort ausreichenden Halt für die oben beschriebene Klemmung findet.
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Der Drucklufthammer ist im Ausführungsbeispiel ein kleiner Hammer von 1,4 kg Gewicht mit der Bezeichnung Yokota BRH 6. Die Aufnahmebohrung am Hammer für den Meißel hat einen üblichen Durchmesser von 10,2 mm. Das erfindungsgemäße Werkzeug hat hammerseitig die gleichen Abmessungen wie die sonst vorgesehenen Meißel. Das heißt, wie ein 10er Meißelschaft. Die Hülse 34 hat im Ausführungsbeispiel einen Außendurchmesser von 14 mm und damit kleiner als die Nennweite 15 (einschließlich vorkommender Toleranzen) ist, so daß die Hülse für die meisten vorkommenden Kühlrohre geeignet ist.
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Der Kragen 41 ist allerdings im Durchmesser größer als die Nennweite der Kühlrohre bestimmt, für die das Werkzeug
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 69812512 T2 [0010]
- EP 698423 A [0010]
- US 2170997 [0010]
- US 2418509 [0010]
- US 2734208 [0010]
- US 4281432 [0010]
- DE 69507221 T2 [0010, 0089]
- US 5153963 [0010]
- SU 1414-482 A [0010]
- US 5305488 [0010]
- DE 69200433 T2 [0010]
- US 1598771 [0010]
- DE 698121511 T2 [0010]
- US 3604041 [0010]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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