EP1898003A1 - Verfahren zum sicheren und schnellen Entfernen von Verschmutzungsschichten vorzugsweise auf Tunnelwänden und -böden - Google Patents

Verfahren zum sicheren und schnellen Entfernen von Verschmutzungsschichten vorzugsweise auf Tunnelwänden und -böden Download PDF

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EP1898003A1
EP1898003A1 EP06018610A EP06018610A EP1898003A1 EP 1898003 A1 EP1898003 A1 EP 1898003A1 EP 06018610 A EP06018610 A EP 06018610A EP 06018610 A EP06018610 A EP 06018610A EP 1898003 A1 EP1898003 A1 EP 1898003A1
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floors
tunnel
safely
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EP06018610A
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Albert Brock
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Sbz Schorling-Brock Zweiwegetechnik GmbH
Original Assignee
Sbz Schorling-Brock Zweiwegetechnik GmbH
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01H—STREET CLEANING; CLEANING OF PERMANENT WAYS; CLEANING BEACHES; DISPERSING OR PREVENTING FOG IN GENERAL CLEANING STREET OR RAILWAY FURNITURE OR TUNNEL WALLS
    • E01H1/00—Removing undesirable matter from roads or like surfaces, with or without moistening of the surface
    • E01H1/005—Mobile installations, particularly for upkeeping in situ road or railway furniture, for instance road barricades, traffic signs; Mobile installations particularly for upkeeping tunnel walls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C1/00—Methods for use of abrasive blasting for producing particular effects; Use of auxiliary equipment in connection with such methods
    • B24C1/003—Methods for use of abrasive blasting for producing particular effects; Use of auxiliary equipment in connection with such methods using material which dissolves or changes phase after the treatment, e.g. ice, CO2
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C3/00—Abrasive blasting machines or devices; Plants
    • B24C3/02—Abrasive blasting machines or devices; Plants characterised by the arrangement of the component assemblies with respect to each other
    • B24C3/06—Abrasive blasting machines or devices; Plants characterised by the arrangement of the component assemblies with respect to each other movable; portable
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C3/00—Abrasive blasting machines or devices; Plants
    • B24C3/32—Abrasive blasting machines or devices; Plants designed for abrasive blasting of particular work, e.g. the internal surfaces of cylinder blocks
    • B24C3/325—Abrasive blasting machines or devices; Plants designed for abrasive blasting of particular work, e.g. the internal surfaces of cylinder blocks for internal surfaces, e.g. of tubes
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01H—STREET CLEANING; CLEANING OF PERMANENT WAYS; CLEANING BEACHES; DISPERSING OR PREVENTING FOG IN GENERAL CLEANING STREET OR RAILWAY FURNITURE OR TUNNEL WALLS
    • E01H1/00—Removing undesirable matter from roads or like surfaces, with or without moistening of the surface
    • E01H1/08—Pneumatically dislodging or taking-up undesirable matter or small objects; Drying by heat only or by streams of gas; Cleaning by projecting abrasive particles

Definitions

  • the present invention relates to methods and apparatus for the safe and rapid removal of soiling layers preferably in tunnel walls and floors.
  • high-pressure water jets operating at pressures of between 200 and over 1,000 bar are also used.
  • the water jet is generated here by means of round, flat or tube jet nozzles, wherein the working medium is finally separated in a separating device of the cleaning residues.
  • the disadvantage of high-pressure water jet cleaning is z. Example, in that water mist or vapor is formed, which promotes corrosion in unprotected areas and produces interference with the electrical equipment. Also, the replacement by means of specially adapted chemical agents is eliminated in most cases due to endangerment of the cleaning staff and the nearer environment.
  • the invention is therefore an object of the invention to provide a fast, simple and effective cleaning process and system available, which z. B. concrete dust from tunnel areas, equally heavily polluted or oily older tunnel areas or functional equipment cleans in an operation anhydrous, electrical systems, switch boxes, contacts do not require deactivation, the desired sandblasting is enhanced by a safe quick removal flat dirt layer parts and no disturbing blasting agent residues must be removed in addition to the cleaning process.
  • the object is achieved in that is used as blasting or cleaning CO2 dry ice, which at high speed, z. B. with the speed of sound, by means of the centrifugal wheels is applied to the surface to be cleaned and passes through the Schockgefrier bin of dirt, associated with embrittlement and cracking, in the dirt layer of Eispelletstaub under the ablated layer and the explosion-like change in the state of matter of the CO2-ice Dirt layer is blasted off.
  • the dry, brittle dirt particles fall onto the tunnel floor and can therefore be vacuumed - leaving no residues - in the same operation.
  • This cleaning effect is improved by the fact that by the kinetic effect when the ice particles hit the surface to be cleaned debris are aborted or abraded.
  • the blast wheels are movably arranged within the design limits, so that adaptation to the local conditions is possible by changing the direction of the blast.
  • the abrasive is usually in pellet form and is carried in a structurally and thermally optimized storage tank by the system and the necessary jet temperature of ⁇ - 79 ° C ensured.
  • these blasters have integrated vanes, which allow directional control of the blasting agent and beyond by the selective and controllable use of steering wheels optional tunnel ceiling, side walls, tunnel floor or the 3 surfaces can be cleaned simultaneously.
  • FIG. 1 shows an end view of the system with the carriage or system front side (2), the tunnel wall (7), the blast wheels (3 - 6), the rails (10), railway wheels (9), tunnel floor or ballast bed ( 8), the blasting means (1), wherein in most cases the blasting area of a blasting wheel (3 - 6) passes into the other, so that in one operation, the total area of tunnel wall (7) and tunnel floor (8) can be processed.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Cleaning In General (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum sicheren und schnellen Entfernen von Verschmutzungsschichten bzw. Partikelbelastungen, vorzugsweise auf Tunnelwänden und -böden, wobei CO2-Trockeneis mit hoher Geschwindigkeit mittels Schleuderräder auf die zu säubernde Fläche aufgetragen wird und die abgelösten Schmutzschichten vom Boden aufgesaugt werden.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtung zur sicheren und schnellen Entfernung von Verschmutzungsschichten vorzugsweise bei Tunnelwänden und -böden.
  • Es ist bereits beschrieben worden, daß Verschmutzungen, auch Farbreste von Oberflächen abgetragen bzw. entfernt werden können, indem man diese Oberflächenschichten mit einem Lösungsmittel auflöst. Hierbei werden - je nach Anwendungsfall - auch zusätzliche Flüssigkeiten, die mit dem Lösungsmittel nicht mischbar sind, jedoch andere Benetzungskräfte zum Beschichtungssubstrat hin aufweisen, genutzt.
  • Die Oberflächen von Metalltanks, auf denen sich z. B. Bitumenreste befinden, werden auch noch mit mechanischen Methoden gereinigt. Hierbei werden z. B. die Ablagerungen mittels Hämmern abgeschlagen, was jedoch nur in der kalten Jahreszeit effektiv möglich ist, wenn die Ablagerungen ausreichend hart sind.
  • Bei hochviskosen Verschmutzungen werden auch Hochdruckwasserstrahlen benutzt, die mit Drücken von 200 bis über 1.000 bar arbeiten. Der Wasserstrahl wird hierbei mittels Rund-, Flach- oder Rohrstrahldüsen erzeugt, wobei das Arbeitsmedium in einer Trenneinrichtung abschließend von den Reinigungsrückständen separiert wird. Der Nachteil der Hochdruckwasserstrahlreinigung liegt z. B. darin, daß Wassernebel bzw. -dampf entsteht, welcher die Korrosion an ungeschützten Stellen fördert und Störungen an der elektrischen Ausrüstung produziert. Auch die Ablösung mittels speziell angepaßter chemischer Mittel scheidet in den meisten Fällen wegen Gefährdung des Reinigungspersonals und der näheren Umwelt aus.
  • Besonders bei Eisenbahn-, U-Bahn-Tunnelsystemen usw., die z. T. über Jahrzehnte stark benutzt werden, führt dies zu Problemen. Als Gefährdungssituationen seien z. B. aufgeführt:
    • Drohende Tunnelbrände
    • Ausfall von Elektroantrieben durch Emissionen (Kurzschlußgefahr)
    • Erhöhter Verschleiß des Schienensystems
    • Ansammlung gesundheitsgefährdender Stoffe und deren Aufnahme durch Personal und Fahrgäste.
  • Abhilfe schafft hier nur eine regelmäßige, kontinuierliche Reinigung aller Tunnelbereiche, möglichst ohne den Fahrbetrieb zu stören.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein schnelles, einfaches und effektives Reinigungsverfahren und -system zur Verfügung zu stellen, welches z. B. Betonstaub aus Tunnelbereichen, ebenso stark verschmutzte bzw. verölte ältere Tunnelbereiche bzw. Funktionseinrichtungen in einem Arbeitsgang wasserfrei säubert, elektrische Anlagen, Schaltkästen, Kontakte keiner Deaktivierung bedürfen, wobei die erwünschte Sandstrahlwirkung verstärkt wird durch eine sichere Schnellentfernung flächiger Schmutzschichtteile und keine störenden Strahlmittelreste nach dem Säuberungsvorgang zusätzlich entfernt werden müssen.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Strahl- bzw. Reinigungsmittel CO2-Trockeneis eingesetzt wird, wobei dieses mit hoher Geschwindigkeit, z. B. mit Schallgeschwindigkeit, mittels der Schleuderräder auf die zu säubernde Fläche aufgetragen wird und durch den Schockgefriereffekt des Schmutzbelages, verbunden mit Versprödung und Rißbildung, in der Schmutzschicht der Eispelletstaub unter die abzutragende Schicht gelangt und durch die explosionsartige Änderung des Aggregatzustandes des CO2-Eises die Schmutzschicht abgesprengt wird. Die trockenen, spröden Schmutzpartikel fallen hierbei auf den Tunnelboden und können somit - rückstandsfrei - im gleichen Arbeitsgang abgesaugt werden.
  • Verbessert wird dieser Reinigungseffekt dadurch, daß durch den kinetischen Effekt beim Auftreffen der Eispartikel auf die zu reinigende Oberfläche Schmutzteile abgeschlagen bzw. abgerieben werden.
  • Bei einer erfindungsgemäßen Variante sind die Schleuderräder innerhalb der konstruktiv vorgegebenen Grenzen beweglich angeordnet, so daß durch eine Änderung der Strahlrichtung Anpassung an die örtlichen Gegebenheiten möglich ist.
  • Das Strahlmittel liegt üblicherweise in Pelletform vor und wird in einem konstruktiv und thermisch dafür optimierten Vorratsbehälter vom System mitgeführt und die notwendige Strahltemperatur von ≤ - 79° C sichergestellt.
  • Zur Optimierung der Verfahrensparameter kann mit einer Schleuderradzahl von 3 - 6 gearbeitet werden, wobei diese Schleuderräder integrierte Leitelemente besitzen, welche eine Richtungssteuerung des Strahlmittels ermöglichen und darüber hinaus durch den selektiven und steuerbaren Einsatz der Steuerräder wahlweise Tunneldecke, Seitenwände, Tunnelboden oder auch die 3 Flächen simultan gereinigt werden können.
  • Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt.
  • So zeigt Fig. 1 eine Stirnansicht des Systems mit der Wagen- bzw. Systemvorderseite (2), der Tunnelwand (7), den Schleuderrädern (3 - 6), den Schienen (10), Eisenbahnrädern (9), Tunnelboden bzw. Schotterbett (8), dem Strahlmittel (1), wobei in den meisten Fällen der Strahlbereich eines Schleuderrades (3 - 6) in den anderen übergeht, so daß in einem Arbeitsgang die Gesamtfläche von Tunnelwandung (7) und Tunnelboden (8) bearbeitet werden kann.
    • Bezugszeichenliste:
    • 1)
    Strahlmittel
    2)
    Systemvorderseite
    3)
    Schleuderrad oben
    4)
    Schleuderrad rechts
    5)
    Schteuderrad unten
    6)
    Schleuderrad links
    7)
    Tunnelwand
    8)
    Tunnelboden
    9)
    Räder
    10)
    Eisenbahnschienen

Claims (13)

  1. Verfahren zum sicheren und schnellen Entfernen von Versclunutzungsschichten bzw. Partikelbelastungen, vorzugsweise auf Tunnelwänden und -böden,
    gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:
    - daß als Strahl- und Reinigungsmedium CO2-Trockeneis eingesetzt wird,
    - daß das Strahlmittel (1) mit hoher Geschwindigkeit mittels Schleuderräder (3 - 6) auf die zu säubernde Fläche aufgetragen wird,
    - daß die von Tunnelwand und/oder -boden abgelösten bzw. abgesprengten Schmutzschichten vom Boden (8) aufgesaugt werden.
  2. Verfahren zum sicheren und schnellen Entfernen von Verschmutzungsschichten bzw. Partikelbelastungen, vorzugsweise auf Tunnelwänden und -böden, nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß durch den Schockgefriereffekt des Schmutzbelages, verbunden mit Versprödung und Rißbildung, der Pelletstaub unter die abzutragende Schicht gelangt und durch die explosionsartige Änderung des Aggregatzustandes die Schmutzschicht absprengt.
  3. Verfahren zum sicheren und schnellen Entfernen von Verschmutzungsschichten bzw. Partikelbelastungen, vorzugsweise auf Tunnelwänden und -böden, nach den Ansprüchen 1 und 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß durch den kinetischen Effekt des Auftreffens der CO2-Eispartikel auf die zu reinigende Oberfläche der Schmutzbelag abgeschlagen bzw. abgerieben wird.
  4. Verfahren zum sicheren und schnellen Entfernen von Verschmutzungsschichten bzw. Partikelbelastungen, vorzugsweise auf Tunnelwänden und -böden, nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die CO2-Eisbestandteile von den Schleuderrädern (3 - 6) mit mindestens Schallgeschwindigkeit aufgetragen werden.
  5. Verfahren zum sicheren und schnellen Entfernen von Versclunutzungsschichten bzw. Partikelbelastungen, vorzugsweise auf Tunnelwänden und -böden, nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Schleuderräder (3 - 6) innerhalb der konstruktiv vorgegeben Grenzen beweglich angeordnet sind, so daß eine Veränderung der Strahlrichtung möglich ist.
  6. Verfahren zum sicheren und schnellen Entfernen von Verschmutzungssechichten bzw. Partikelbelastungen, vorzugsweise auf Tunnelwänden und -böden, nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Schleuderräder (3 - 6) starr angeordnet sind.
  7. Verfahren zum sicheren und schnellen Entfernen von Versehtnutzungsschichten bzw. Partikelbelastungen, vorzugsweise auf Tunnelwänden und -böden, nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das System als Vorschaltgerät zu einem bekannten Saug-Blastunnelreiniger eingesetzt wird.
  8. Verfahren zum sicheren und schnellen Entfernen von Verschmutzungsschichten bzw. Partikelbelastungen, vorzugsweise auf Tunnelwänden und -böden, nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das CO2-Trockeneis in Pelletfonn vorliegt.
  9. Verfahren zum sicheren und schnellen Entfernen von Verschmutzungsschichten bzw. Partikelbelastungen, vorzugsweise auf Tunnelwänden und -böden, nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß ein Pellet-Vorratbehälter vorhanden ist.
  10. Verfahren zum sicheren und schnellen Entfernen von Verschmutzungsschichten bzw. Partikelbelastungen, vorzugsweise auf Tunnelwänden und -böden, nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Strahlmittel (1) bei einer Temperatur ≤ -79° C eingesetzt wird.
  11. Verfahren zum sicheren und schnellen Entfernen von Verschmutzungsschichten bzw. Partikelbelastungen, vorzugsweise auf Tunnelwänden und -böden, nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Schleuderräder (3 - 6) mittels integrierter Leitelemente eine Richtungssteuerung des Strahlmittels (1) innerhalb der konstruktiv vorgegebenen Grenzen ermöglichen.
  12. Verfahren zum sicheren und schnellen Entfernen von Verschmutzungsschichten bzw. Partikelbelastungen, vorzugsweise auf Tunnelwänden und -böden, nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß durch den selektiven und steuerbaren Einsatz der Schleuderräder (3 - 6) wahlweise Tunneldecke, Seitenwände, Tunnelboden (7, 8) oder die 3 Flächen simultan gereinigt werden.
  13. Verfahren zum sicheren und schnellen Entfernen von Verschmutzungsschichten bzw. Partikelbelastungen, vorzugsweise auf Tunnelwänden und -böden, nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß je nach Tunnelquerschnitt und -oberfläche die Zahl der Schleuderräder (3 - 6) zwischen 3 und 6 variiert.
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