DE29509289U1 - Roboter zum Reinigen von Kanalrohren - Google Patents

Roboter zum Reinigen von Kanalrohren

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Description

TER MEER - MÜLLER - STEINMHSTER,«f/iRTNEJV. ···♦ KIP ÜOl/95
BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft einen Roboter zum Reinigen von Kanalrohren.
Bisher werden zur Reinigung von Abwasserkanälen und dergleichen zumeist Spüllanzen oder Spüldüsen eingesetzt, die durch die Kanalrohre gezogen oder geschoben werden und unter hohem Druck einen oder mehrere Wasserstrahlen abgeben, mit denen die Rohrwand von Verunreinigungen gesäubert und das Rohr ausgespült wird. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß beträchtliche Mengen an verunreinigtem Abwasser anfallen, was besonders dann problematisch ist, wenn die zu reinigenden Kanalrohre mit umweltschädlichen Substanzen kontaminiert sind.
In machen Ortschaften sind Sprengestoffe, beispielsweise aus Munitionsfabriken, in das Kanalnetz geschwemmt worden. Diese Sprengstoffe haben an den Wänden der Kanalrohre relativ festsitzende gesinterte Krusten gebildet, die sehr vorsichtig entfernt werden müssen, da sie nach wie vor brisant sind.
Wenn diese Sprengestoffreste mit Wasser ausgespült werden, so fallen große Mengen an mit TNT verunreinigtem Abwasser an, die in aufwendiger Weise entsorgt werden müssen. Außerdem besteht die Gefahr, daß die mit der Spüldüse von der Rohrwand abgelösten Sprengstoffreste sich an anderer Stelle im Rohr wieder absetzen und dort erneut eine Sinterkruste bilden.
Generell sind Kanalroboter bekannt, die ein durch das Kanalrohr bewegbares Gestell aufweisen, das verschiedene Arbeitsgeräte sowie eine Fernsehkamera tragen kann, so daJ3 Sanierungs- oder Reparaturarbeiten ferngesteuert im Kanal vorgenommen werden können.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Kanalroboter zu schaffen, der eine wirksame und dennoch schonende Reinigung von Kanalrohren gestattet, ohne daß große Mengen an mit Verunreinigungen belastetem Abwasser entstehen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Erfindungsgemäß ist am Gestell des Kanalroboters eine mit Druckluft gespeiste Luftlanze angeordnet, deren Düse schräg auf die Rohrwand gerichtet und um die Rohrachse schwenkbar ist. Dies gestattet es, die Kanalrohre mit Druckluft im wesentlichen trocken auszublasen, so daß praktisch kein verunreinigtes Abwasser anfällt. Durch die Schrägstellung und Schwenkbarkeit der Düse ist es möglich, den Druckluftstrahl gezielt auf die Rohrwand zu richten und gesamte Rohrwand mit dem Druckluftstrahl abzufahren, so daj3 die Verunreinigungen schonend und doch wirksam gelöst und in Anstellrichtung der Düse fortgeblasen werden.
Durch die Erfindung wird somit zugleich auch ein Verfahren zum Reinigen von Kanalrohren vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, daj3 die an der Rohrwand haftenden Verunreinigungen, insbesondere Sprengstoffreste, mit Hilfe eines schräg auf die Rohrwand gerichteten Druckluftstrahls fortgeblasen werden.
Bei kürzeren Rohrhaltungen können die mittels Druckluft abgelösten Verunreinigungen auch unmittelbar mit der Luftströmung aus dem Rohr abtransportiert und dann z. B. am Schacht aufgefangen werden, im allgemeinen ist es jedoch zweckmäßig, die mittels Druckluft abgelösten Verunreinigungen in einer Auffangeinrichtung aufzufangen.
Eine solche Auffangeinrichtung kann beispielsweise durch ein Saugsystem gebildet werden, mit dem die Verunreinigungen abgesaugt werden.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist ein zusammen mit dem Gestell des Roboters oder unabhängig von diesem durch das Rohr bewegbarer Fangkorb vorgesehen, der die Verunreinigungen auffängt. Der Fangkorb ist vorzugsweise so vor der Düse der Luftlanze angeordnet, daj3 die Verunreinigungen mit Hilfe des Druckluftstrahls unmittelbar in den Fangkorb geblasen werden. Zu diesem Zweck sollte der Fangkorb den größten Teil des Rohrquerschnitts einnehmen und ganz oder teilweise aus luftdurchlässigem Material bzw. Filtermaterial bestehen.
Im Bedarfsfall kann die Rohrhaltung auch an einem oder an beiden Enden mit Filtern verschlossen werden, damit feine Stäube, die nicht vom Fangkorb zurückgehalten wurden, nicht in die Umgebung gelangen.
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Zur Verminderung der Staubbildung ist es auch zweckmäßig, die an der Rohrwand sitzenden Verunreinigungen etwas anzufeuchten. Zu diesem Zweck kann die Rohrwand mit Hilfe einer separaten Düse mit Wasser besprüht werden. Die Düse kann auch am Gestell des Roboters mitgeführt werden. Alternativ ist es auch denkbar, das Wasser direkt über die Luftlanze zuzuführen, so daj3 mit der Düse der Luftlanze eine feiner Wassernebel erzeugt wird.
Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert.
10
Die einzige Zeichnungsfigur zeigt einen Längsschnitt durch einen Roboter in einem Kanalrohr.
Der Roboter 10 ist in einem in der Zeichnung im Längsschnitt dargestellten Kanalrohr 12 verfahrbar und besitzt ein rohrförmiges Gestell 14, das außen mit mehreren auf dem Umfang verteilten Rollen 16 versehen ist, die an der Innenfläche des Kanalrohres 12 abrollen, so daj3 das Gestell 14 kippstabil und annähernd koaxial in dem Kanalrohr 12 gehalten wird.
Eine Hohlwelle 18 ist koaxial in dem rohrförmigen Gestell 14 angeordnet und mit Hilfe eines Motors 20 um ihre Längsachse drehbar. Im Inneren der Hohlwelle 18 ist an radialen Führungen 22 ein Lanzenrohr 24 an der Luftlanze 26 gehalten. Das Lanzenrohr 24 ist am vorderen Ende angewinkelt und bildet eine schräg auf die Rohrwand gerichtete Düse 28. In der Nähe der Düse 28 trägt das Lanzenrohr 24 eine Stützrolle 30, die gewährleistet, daJ3 ein gewisser Mindestabstand zwischen der Düse 28 und der Innenwand des Kanalrohres 12 nicht unterschritten wird und z. B. auf Rohrversätze überwunden werden können.
Die Luftlanze 26 ist (in der Zeichnung am linken Ende) an einen Druckluftschlauch 32 angeschlossen. Sofern zwischen diesem Druckluftschlauch 32 und der Luftlanze 26 keine Drehkupplung vorgesehen ist, muß die Hohlwelle 28 während des Betriebs des Roboters oszillierend gedreht werden, damit der Druckluftschlauch 32 nicht verdrillt wird.
An der Hohlwelle 18 ist mittig eine Fernsehkamera 34 befestigt, deren Objektiv axial nach vorn (nach rechts in der Zeichnung) gerichtet ist, so daß die
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Rohrwand im Arbeitsbereich der Düse 28 mit Hilfe der Fernsehkamera überwacht werden kann.
Weiterhin ist an der Hohlwelle 18 ein Bügel 36 befestigt, an dem ein Zugseil 38 vorzugsweise drehbar verankert ist.
In Abstand vor der Düse 28 ist an dem Zugseil 38 ein Fangkorb 40 befestigt. Dieser Fangkorb besitzt ein rohrförmiges, am vorderen Ende geschlossenes Gehäuse 42 aus sieb- oder gitterförmigem und somit luftdurchlässigem Material. Das Gehäuse 42 ist im Inneren mit einem Polster 44 aus offenzelligem (luftdurchlässigen] Schaumstoff ausgekleidet. Das Polster 44 bildet an der Öffnung des Gehäuses 42 einen Wulst 46, durch den der Öffnungsquerschnitt des Gehäuses eingeschnürt wird. An der Öffnung des Gehäuses 42 ist außen eine Gummimanschette 48 befestigt, die sich trichterförmig in Richtung auf die Düse 28 öffnet und mit ihrem äußeren Umfang an der Innenfläche des Kanalrohres 12 anliegt.
Der oben beschriebene Roboter 10 ist insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens vorgesehen, mit dem das Kanalrohr 12 von an der Rohrwand festsitzenden Sprengstoffresten gesäubert wird.
Mit Hilfe des Zugseils 38 werden der Fangkorb 40 und das Gestell 14 gemeinsam durch das Kanalrohr 12 gezogen. Die Luftlanze 26 wird über den Druckluftschlauch 32 mit Druckluft versorgt, so daß die Düse 28 einen schräg auf die Rohrwand gerichteten Druckluftstrahl abgibt. Durch die Druckluft werden die an der Rohrwand festsitzenden Sprengstoffreste gelöst und in den Fangkorb geblasen. Die Druckluft kann durch die luftdurchlässige Wand des Fangkorbes austreten, so daJ3 der Fangkorb wie ein Filter wirkt. Durch das Polster 44 wird der Aufprall der Sprengstoffreste im Fangkorb so weit gedämpft, daJ3 keine Gefahr einer Entzündung besteht. Mit Hilfe des Motors 20 werden die Hohlwelle 18 und die exzentrisch daran befestigte Luftlanze 26 gedreht, so daJ3 die Düse 28 um die Rohrachse geschwenkt wird und somit den gesamten Umfang der Rohrwand abfahren kann. Auf diese Weise kann die Rohrwand vollständig von Sprengstoffresten und sonstigen Verunreinigungen befreit werden, wobei der Reinigungsvorgang mit Hilfe der Kamera 34 überwacht und gezielt auf die verunreinigten Umfangsbereiche des Kanalrohres konzentriert werden kann.
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Im gezeigten Beispiel ist die Luftlanze 26 so gestaltet, daJ3 der Anschluß für den Druckluftschlauch 32 im wesentlichen auf der Achse des Kanalrohres 12 liegt, während das Lanzenrohr 24 gegenüber der Rohrachse versetzt ist. Vorzugsweise ist das Lanzenrohr 24 in Radialrichtung an den Führungen 22 verstellbar, so dajß der Abstand zwischen der Düse 28 und der Rohrwand nach Bedarf eingestellt werden kann. Dieser Abstand und der Druck der zugeführten Druckluft werden so gewählt, daj3 einerseits eine ausreichende Reinigungswirkung erzielt wird, andererseits jedoch die auf die Sprengstoffreste wirkenden Kräfte nicht zu groß werden, so daß es nicht zu einer Explosion kommt.
Ein Teil der von der Düse 28 abgegebenen Druckluft strömt entgegen der Fortbewegungsrichtung des Roboters, also nach links in der Zeichnung, durch das Kanalrohr 12 ab. Obgleich der Motor 20 und sonstige elektrische Komponenten des Roboters generell explosionsgeschützt ausgeführt sein werden, wird so ein zusätzlicher Explosionsschutz erreicht, da etwaige Funken aufgrund der Luftströmung nicht in den noch mit Sprengstoffresten kontaminierten Bereich des Kanalrohres gelangen können. Wenn es bei dem ReinigungsprozejS zur Gasentwicklung kommt, so werden die entstehenden Gase ebenfalls mit der Luftströmung abtransportiert.
Durch die Stützrolle 30, die vorzugsweise ebenfalls radial verstellbar ist, wird gewährleistet, daß die Düse 28 nicht zu nahe an die Sprengstoffreste heranreicht und keinesfalls direkt mit dem Sprengstoff in Berührung kommt. Da die Stützrolle 30 dicht an der Düse 28 angeordnet ist, wird die Düse 28 radial nach innen zurückgedrückt, wenn sich an der Rohrwand eine dickere Kruste gebildet hat, die von der Stützrolle 30 überfahren wird. Das Ausweichen der Düse 28 wird durch eine Eigenelastizität des Lanzenrohres 24 und/oder durch eine radiale Beweglichkeit des Lanzenrohres längs der Führungen 22 ermöglicht. Im letzteren Fall ist das Lanzenrohr vorzugsweise durch nicht gezeigte, in Radialrichtung wirkende Federn gegen nicht gezeigte Anschläge vorgespannt. Alternativ können auch die Rollen 16 federnd am Gestell 14 gehalten sein.
Da die Stützrolle 30 im Normalfall einen Abstand zu der Rohrwand 12 und der daran gebildeten Kruste aufweist, wird die Drehung der Düse 28 um die Rohrachse nicht behindert. Wahlweise kann anstelle der Stützrolle 30 jedoch
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auch eine in einer Lagerpfanne gelagerte Laufkugel vorgesehen sein, die auch in Umfangsrichtung an der Rohrwand abrollen kann.
Die von der Rohrwand abgelösten Verunreinigungen werden durch die Gummimanschette 38 aufgefangen und in den Fangkorb 40 geleitet. Der Wulst 46 verhindert, daJ3 die festen Partikel wieder aus dem Fangkorb herausfallen. Der Auj3endurchmesser des Gehäuses 42 ist deutlich kleiner als der Innendurchmesser des Kanalrohres 12, so daj3 das Gehäuse 42 nicht mit den an der Rohrwand sitzenden Sprengstoffresten in direkte Berührung kommt. In der Praxis kann der Fangkorb eine beträchtlich größere Länge aufweisen als in der Zeichnung dargestellt ist, so daJ3 eine größere Menge an Verunreinigungen aufgenommen werden kann.
Das oben beschriebene Ausführungsbeispiel kann auf vielfältige Weise abgewandelt werden.
Beispielsweise kann das rohrförmige Gehäuse 42 des Fangkorbes aus mehreren rohrförmigen Segmenten bestehen, die durch Kugelgelenke, flexible Bälge und dergleichen gelenkig miteinander verbunden sind. In diesem Fall ist es möglich, die Länge des Fangkorbes und damit dessen Fassungsvermögen beträchtlich zu vergrößern, und dennoch kann der Fangkorb aufgrund der gelenkigen Verbindung der einzelnen Segmente von einem relativ engen Schacht aus in das Kanalrohr 12 eingeführt werden.
Wahlweise kann der Fangkorb 40 auch unabhängig von dem Gestell 14 durch das Kanalrohr 12 bewegbar sein. Zu diesem Zweck kann beispielsweise für den Fangkorb ein separates Zugseil vorgesehen sein, das an dem Bügel 36 des Gestells 14 umgelenkt wird und eine geschlossene Schleife bildet, so daJ3 der Fangkorb allein zum Schacht transportiert und nach Entleerung wieder in die Arbeitsposition gebracht werden kann. Durch geeignete Zugspannung des Zugseils 38 wird der Fangkorb etwa in der Mitte des Kanalrohres gehalten, so daJ3 er nicht über die mit Sprengstoff verunreinigten Rohrwände schleift. Wahlweise kann der Fangkorb selbstverständlich auch ähnlich wie das Gestell 14 außen mit Laufrollen versehen sein. Die Gummimanschette 48 ist relativ weich, so daß zwischen dieser Gummimanschette und dem Sprengstoff keine hohe Reibung auftritt. Wenn der Fangkorb 40 entgegen der Arbeitsrichtung (nach links in der Zeichnung) bewegt wird, kann sich die Gummimanschette
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außerdem umstülpen, so daß sich auch in dieser Bewegungsrichtung nur ein geringer Reibungswiderstand ergibt. Andererseits wird die Gummimanschette, obwohl sie relativ schlaff ist, durch die von der Düse 28 abgegebene Druckluft in dichter Anlage mit der Rohrwand gehalten, so daj3 die abgelösten Sprengstoffreste zuverlässig aufgefangen werden können.
Wahlweise ist es auch möglich, das Gestell 14 und den Fangkorb 40 mit einem gemeinsamen oder jeweils mit einem eigenen Fahrantrieb auszustatten. Weiterhin kann anstelle des Fangkorbes 40 auch eine Vakuum-Saugeinrichtung oder eine Pumpeinrichtung zum Abfördern des abgelösten Materials vorgesehen sein.
Während im gezeigten Beispiel das Düsenrohr 24 abgewinkelt und exzentrisch in einer drehbaren Hohlwelle montiert ist, ist es in einer anderen Ausführungsform beispielsweise auch möglich, das Lanzenrohr 24 gerade auszubilden und schräg zur Rohrachse angestellt an einer drehbaren Welle zu befestigen. Weiterhin kann das Lanzenrohr in der Mitte auch kardanisch aufgehängt sein, so daß die Düse 28 an der Rohrwand entlangbewegt werden kann, indem das hintere Ende des Lanzenrohres in kreisende Bewegung versetzt wird. Wenn das Lanzenrohr außerdem axial in der kardanischen Aufhängung verschiebbar ist, können sowohl der Radius der von der Düse beschriebenen Kreisbahn als auch der Anstellwinkel der Düse relativ zur Rohrwand stufenlos variiert werden. Die Funktion der Stützrolle 30 kann in diesen Fällen auch durch einen drehbaren Ring übernommen werden, der koaxial auf der Düse 28 sitzt.

Claims (12)

TER MEER - MÜLLER - STELNMEISTER·& PARTNER· ··.· KIP Ü01/95 SCHUTZANSPRÜCHE
1. Roboter zur Reinigung von Kanalrohren, mit einem durch das Kanalrohr (12) bewegbaren Gestell (14), dadurch gekennzeichnet, daJ3 das Gestell (14) eine Luftlanze (26) trägt, deren Düse (28) schräg auf die Rohrwand gerichtet und um die Rohrachse schwenkbar ist.
2. Roboter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine gemeinsam mit dem Gestell (14) oder unabhängig von diesem durch das Kanalrohr (12) bewegbare Auffangeinrichtung für die mit Hilfe der von der Düse (28) abgegebenen Druckluft von der Rohrwand abgelösten Verunreinigungen.
3. Roboter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daJ3 die Auffangeinrichtung ein Fangkorb (40) ist.
4. Roboter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daj3 der Fangkorb (40) ganz oder teilweise aus luftdurchlässigem Material besteht.
5. Roboter nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daJ3 der Fangkorb (40) im Inneren mit einem Polster (44) oder Filter ausgekleidet ist.
6. Roboter nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daJ3 der Fangkorb (40) an seiner der Düse (28) zugewandten Öffnung verengt ist.
7. Roboter nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daj3 der Fangkorb an seiner der Düse (28) zugewandten Öffnung von einer vorzugsweise nachgiebigen Manschette (48) umgeben ist, die sich zur Düse hin- trichterförmig erweitert.
8. Roboter nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daj3 der Fangkorb (40) und das Gestell (14) mit Hilfe eines Zugseils (38) durch das Kanalrohr (12) ziehbar sind.
9. Roboter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daJ3 die Auffangeinrichtung eine Saugeinrichtung zum Absaugen der mittels Druckluft abgelösten Verunreinigungen ist.
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10. Roboter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftlanze (26) in der Nähe der Düse (28) eine Stützkugel, Stützkufe oder Stützrolle (30) trägt, welche die Düse zur Innenfläche der Wand des Kanalrohres auf Abstand hält.
11. Roboter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daj3 die Luftlanze (26) ein Lanzenrohr (24) aufweist, das axial in einer Hohlwelle (18) befestigt und am düsenseitigen Ende abgewinkelt ist und daß die Hohlwelle (18) drehbar in dem Gestell (14) gelagert und durch einen Drehantrieb (20) antreibbar ist.
12. Roboter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daJ3 an dem Gestell (14) eine Kamera (34) montiert ist.
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