EP0333859A1

EP0333859A1 - Vorrichtung zum reinigen von rohrleitungen

Info

Publication number: EP0333859A1
Application number: EP87907640A
Authority: EP
Inventors: Leonid Gedalievich Slez; Eleonora Davydovna Uchitel; Valentin Mikhailovich Kornev; Mikhail Alexandrovich Shevchuk; Jury Ivanovich Tjurin; Nikolai Alexeevich Gurov; Ilya Lvovich Jurovitsky
Original assignee: Makeevsky Inzhenerno Stroitelny Institut; MAKEEVSK INZH STR I
Current assignee: Makeevsky Inzhenerno Stroitelny Institut; MAKEEVSK INZH STR I
Priority date: 1987-09-23
Filing date: 1987-09-23
Publication date: 1989-09-27
Anticipated expiration: 2007-09-23
Also published as: AU8270387A; WO1989002790A1; EP0333859A4; FI892510A0; FI892510A7; DE3775780D1; JPH02501365A; AU604515B2; BR8707888A; ATE71001T1; EP0333859B1

Abstract

Die Vorrichtung zum Reinigen von Rohrleitungen enthält ein Gehäuse (1), in dem entlang seiner Längsachse eine Eintrittskammer (2), die mit einer Druckluftquelle verbunden ist, eine der Verbindung mit der Rohrleitung dienende Druckkammer (4) und ein Kolben (5) angeordnet sind. Im Gehäuse (1) sind zwei Hilfskammern (6, 7) vorgesehen, die durch einen mit einem System zur Luftabsaugung ausgerüsteten Kolben (5) voneinander getrennt sind. Die erste Hilfskammer (6) ist mit dem umgebenden Medium verbunden. Die zweite Hilfskammer (7) steht mit der Druckkammer (4) über ein im Ventil (14) der Druckkammer (4) ausgeführtes Mittel für die Luftzuführung und mit der Eintrittskammer (2) über einen im Kolben (5) ausgeführten zentralen Kanal (12) in Verbindung. Die der zweiten Hilfskammer (7) zugewandte Stirnfläche des Kolbens (5) ist grösser als die der Eintrittskammer (2) zugewandte Stirnfläche, aber kleiner als die Stirnfläche des ringförmigen Vorsprungs am Kolben (5), die der zweiten Hilfskammer (7) zugewandt ist. Im Gehäuse (1) sind auf der Seite der Druckkammer (4) in der Austrittszone der Druckluft durchgehende Kanäle (27) ausgeführt, bei denen die Längsachse eines jeden von ihnen mit dem Vektor der Rückstosskraft des Druckluftstroms zusammenfällt. Abstract A device for cleaning pipelines comprises a casing (1) inside which, along its longitudinal axis, are mounted an inlet chamber (2) connected to a compressed-air source, a pumping chamber (4) intended to be connected to the pipeline and a piston (5). Two auxiliary chambers (6, 7) are mounted in the casing (1), separated from each other by the piston (5) provided with an air venting system. The first auxiliary chamber (6) is connected to the atmosphere. The second auxiliary chamber (7) is connected to the pumping chamber (4) through an air supply means provided inside a valve (14) of the pumping chamber (4), and to the inlet chamber (2) through a central passage (12) made in the piston (5). The cross-sectional area of the piston (5), facing the second auxiliary chamber (7) is larger than the end-face surface facing the inlet chamber (2), but smaller than the butt-end surface of an annular flange on the piston (5), facing the second auxiliary chamber (7). The casing (1) on the side where the pumping chamber (4) is located in the compressed-air discharge zone, is provided with through-passages (27), whose longitudinal axes coincide with the reactive force vector of the compressed-air flow.

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Wasserversorgung und Abwasserableitung und betrifft Vorrichtungen zum Reinigen von Rohrleitungen.

Zugrundeliegender Stand der Technik

Es ist eine Vorrichtung zum Reinigen von Rohrleitungen bekannt (SU, A, 173678), in deren Gehäuse auf dessen Längsachse eine mit einer Druckluftquelle verbundene Eintrittskammer, eine der Verbindung mit der Rohrleitung dienende Druckkammer und ein Kolben angeordnet sind. Der in der Druckkammer angebrachte Kolben besteht aus zwei Teilen mit unterschiedlichem Durchmesser, die durch eine Kolbenstange starr verbunden sind. Der Kolben mit dem kleinen Durchmesser liegt in der Öffnung eines Kugelventils, das sich in der Zone eines Filters befindet, der hinter der Druckkammer in Bewegungsrichtung des Druckluftstroms angebracht ist. An der Kolbenstange befindet sich eine Feder, die mit einem Ende auf den Kolben mit dem grossen Durchmesser und mit dem anderen Ende auf den Sitz des Kugelventils drückt.
Unter Einwirkung des Luftdrucks in der Druckkammer bewegt sich der Kolben in Zuführungsrichtung des Druckluftstroms. Dabei tritt der kleine Kolben aus der Öffnung des Kugelventils heraus und verringert somit den Widerstand bei der Bewegung der Flüssigkeit durch die Öffnung des Kugelventils, wodurch die Bewegung des Kolbens beschleunigt wird. Der grosse Kolben legt eine im Gehäuse der Druckkammer befindliche Öffnung frei, und die in der Druckkammer eingeschlossene Luft tritt explosionsartig in das umgebende Medium. Unter Einwirkung der Feder und des hydrostatischen Drucks der Flüssigkeit kehrt der Kolben in die Ausgangslage zurück, wobei die Kugeln des Ventils angehohen werden, die Flüssigkeit strömt durch den Filter unter den Kolben, und der Prozess wiederholt sich.
Diese Vorrichtung wird hauptsächlich zur Behandlung der abbaustossnahen Zone von Wasserbohrungen verwendet und kann auch zum Reinigen von Druckrohrleitungen verwendet werden, die Flüssigkeiten mit einer äusserst geringen Konzentration an schwebenden Stoffen befördern, wobei die Vorrichtung an der zu reinigenden Oberfläche entlang zwangsbewegt werden muss. Der Druck der Druckluft in der Druckkammer und folglich die Kennwerte der Druckluftexplosion werden eindeutig durch die Federkraft und den hydrostatischen Druck der Flüssigkeit bestimmt und können nicht reguliert werden.
Diese Vorrichtung zum Reinigen von Rohrleitungen kann aus folgenden Gründen nicht zum Reinigen beliebiger Rohrleitungen eingesetzt werden:
- Die Verwendung einer Feder bei hoher dynamischer Belastung der beweglichen Teile begrenzt die Betriebszeit der bekannten Vorrichtung und verändert ihre Betriebskennwerte;
- der Einsatz der bekannten Vorrichtung zum Reinigen von Rohrleitungen der Brauch- und Betriebswasserableitung ist nicht möglich, weil in ihnen kein hydrostatischer Überdruck herrscht;
- durch die Verwendung eines Filters und eines Kugelventils kann die bekannte Vorrichtung nicht zum Reinigen von Rohrleitungen verwendet werden, die Flüssigkeiten mit einer hohen Konzentration an schwebenden Stoffen befördern;
- durch den Umstand, dass sich diese Vorrichtung nicht selbständig bewegt, kann sie nicht zum Reinigen von Rohrleitungen benutzt werden, durch deren zu reinigende Abschnitte kein Seil gezogen werden kann.

Offenbarung der Erfindung

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Reinigen von Rohrleitungen zu schaffen, deren konstruktive Ausführung die automatische Regulierung der Kennwerte der Druckluftexplosion, die Reinhaltung der Kammern, die selbständige Bewegung der Vorrichtung an der zu reinigenden Oberfläche entlang, die Unabhängigkeit der Betriebskennwerte der Vorrichtung vom hydrostatischen Druck der Flüssigkeit und die Möglichkeit des Betriebs der Vorrichtung in einem weiten Bereich der Druckwerte der Druckluft gewährleisten würde.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass in einer Vorrichtung zum Reinigen von Rohrleitungen, in deren Gehäuse auf dessen Längsachse eine mit einer Druckluftquelle verbundene Eintrittskammer, eine der Verbindung mit der Rohrleitung dienende Druckkammer und ein Kolben angeordnet sind, gemäss der Erfindung im Gehäuse zwei Hilfskammern vorgesehen sind, die durch einen mit einem System zur Luftabsaugung ausgerüsteten Kolben voneinander getrennt sind, von denen die erste Kammer mit dem umgebenden Medium in Verbindung steht und die zweite Hilfskammer mit der Druckkammer über ein Mittel für die Zuführung von Luft, das in einem Ventil der Druckkammer ausgeführt ist, und mit der Eintrittskammer über einen zentralen Kanal verbunden ist, der im Kolben ausgeführt ist, dessen zur zweiten Hilfskammer gerichtete Stirnfläche grösser als die zur Eintrittskammer gerichtete Stirnfläche, aber kleiner als die zur zweiten Hilfskammer gerichtete Stirnfläche eines ringförmigen Vorsprungs am Kolben ist, und im Gehäuse von seiten der Druckkammer in der Austrittszone der Druckluft durchgehende Kanäle ausgeführt sind, deren Längsachsen mit dem Vektor der Rückstosskraft des Druckluftstroms zusammenfallen.
Zur Gewährleistung des rechtzeitigen Füllens der Druckkammer mit Druckluft bis zum vorgegebenen Druck wird das Mittel für die Luftzuführung von einem mit der zweiten Hilfskammer verbundenen Längskanal und mit dem Längskanal und der Druckkammer verbundenen radialen Öffnungen gebildet.
Es ist zweckmässig, dass das System zur Luftabsaugung des Kolbens Kanäle darstellt, die am Aussenrand der zur Eintrittskammer gerichteten Stirnfläche des Kolbens angeordnet sind und die die Eintrittskammer mit einer ringförmigen Rille verbinden, die an der Aussenfläche des Kolbens ausgeführt und mit dem umgebenden Medium durch eine durchgehende, im Gehäuse in der Zone der Eintrittskammer ausgeführte Öffnung bei Unterdruck in der zweiten Hilfskammer verbunden ist.
Solch eine konstruktive Ausführung des Luftabsaugungssystems des Kolbens verringert den Einfluss der Dämpfung des Kolbens in der Eintrittskammer und erhöht dessen Schnelligkeit.
Zur Verringerung der dämpfenden Wirkung der in die Eintrittskammer gelangenden Luft, zur Verlängerung der Rücklaufzeit des Kolbens in die Ausgangslage und folglich zur besseren Ausnutzung des Volumens der Druckkammer ist es notwendig, dass die Eintrittskammer ein Mittel zur Regulierung der Druckluftzuführung hat.
Wenn die Vorrichtung zur Reinigung von Rohrleitungen bei einem geringen Druck der Druckluft betrieben wird, ist es zweckmässig ein Mittel zur Regulierung der Druckluftzuführung zu verwenden, das wenigstens einen in der Stirnfläche des Gehäuse in der Zone der Eintrittskammer ausgeführten und mit der Druckluftquelle verbundenen Längskanal und wenigstens einen starr an der Stirnfläche des Kolbens von seiten der Eintrittskammer befestigten Stab enthält, dessen Längsachse mit der Achse des Längskanals zusammenfällt, der vom Stab verschlossen wird, wenn ein Unterdruck in der zweiten Hilfskammer herrscht.
Beim Betrieb der Vorrichtung zum Reinigen von Rohrleitungen in einem weiten Druckbereich der Druckluft ist es zweckmässig, dass das Mittel zum Regulieren der Druckluftzufuhr wenigstens einen Kanal darstellt, der im Gehäuse in der Zone der Eintrittskammer ausgeführt und durch das eine Ende mit der Druckluftquelle und durch das andere , durch die Aussenfläche des Kolbens bei der Entstehung von Unterdruck in der zweiten Hilfskammer verschliessbare Ende mit der Eintrittskammer verbunden ist.
Die zweite Hilfskammer kann in Form eines Hochdruckschlauchs ausgeführt werden.
Das ermöglicht die Anwendung der vorliegenden Erfindung zum Reinigen von Rohrleitungen, die Flüssigkeiten mit einer hohen Konzentration an schwebenden Stoffen befördern, auf Grund des Umstands, dass der Teil des Gehäuses mit einer grossen Anzahl durchgehender Öffnungen, der die Eintrittskammer und die erste Hilfskammer mit dem in ihnen befindlichen Kolben umfasst, ausserhalb der zu reinigenden Rohrleitung aufgestellt werden kann.
Es ist notwendig, dass am Ventil in der Zone der zweiten Hilfskammer ein ringförmiger Vorsprung ausgeführt wird, der zwischen der zweiten Hilfskammer und der Druckkammer eine zusätzliche Kammer bildet.
Solch eine konstruktive Ausführung des Ventils bei der Ausführung der zweiten Hilfskammer in Form eines Hochdruckschlauchs ermöglicht eine Verlängerung der Zeitdauer des Unterdruck in der Druckkammer, wodurch die Energie der Druckluft besser ausgenutzt wird.
Es ist zweckmässig, dass das Mittel für die Luft zuführung von einem die zweite Hilfskammer mit der zusätzlichen Kammer verbindenden Kanal und von in dem ringförmigen Vorsprung ausgeführten Längskanälen gebildet wird, die die zusätzliche Kammer mit der Druckkammer verbinden, wenn die letztere mit Druckluft gefüllt wird, wobei in jedem Kanal ein Rückschlagventil installiert ist.
Solch eine konstruktive Ausführung des Mittels für die Luftzuführung ist notwendig zur Vermeidung des Entweichens von Druckluft aus der Druckkammer in die in Form eines Hochdruckschlauchs ausgeführte zweite Hilfkammer.
Zur Verringerung der dämpfenden Wirkung der Druckluft in der zusätzlichen Kammer, d.h. zur Erhöhung der Ansprechgeschwindigkeit des Ventils und folglich zur Verstärkung der Druckluftexplosion muss das Ventil mit einem System zur Luftabsaugung ausgerüstet werden, das wenigstens einen am Aussenrand der zur zweiten Hilfskammer gerichteten Stirnfläche des Ventils ausgeführten Kanal, der von seiten der zweiten Hilfskammer geschlossen und mit der zusätzlichen Kammer verbunden ist, und eine ringförmige Rille darstellt, die im Gehäuse in der Zone der zweiten Hilfskammer ausgeführt ist und bei Unterdruck in der Druckkammer durch eine durchgehende Öffnung im Ventil mit dessen Kanal und durch im Gehäuse in der Zone der zweiten Hilfskammer ausgeführte und mit je einem Sicherheitsventil ausgerüstete durchgehende Kanäle mit dem umgebenden Medium in Verbindung steht.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung zum Reinigen von Rohrleitungen dient der Reinigung von Rohrleitungen einer beliebigen Zweckbestimmung und von Behältern, u.a. auch von Industrierohrleitungen, durch die Flüssigkeiten mit einer hohen Konzentration an schwebenden Stoffen geleitet werden. Dabei kann die er findungsgemässe Vorrichtung in zwei Modifikationen funktionieren: Eine Modifikation wird vor allem für die Reinigung von Rohrleitungen verwendet, die Flüssigkeiten mit einer mässigen Konzentration an schwebenden Stoffen befördern, die andere Modifikation kommt vorrangig bei der Reinigung von Rohrleitungen zum Einsatz, durch die Flüssigkeiten mit einer hohen Konzentration an schwebenden Stoffen geleitet werden. Die erfindungsgemässe Vorrichtung funktioniert in einem weiten Bereich der Druckwerte der Druckluft von 3 bis 20 MPa und gewährleistet dabei die automatische Regulierung des Drucks der Druckluft in der Druckkammer. Ausserdem ermöglicht die selbständige Bewegung der erfindungsgemässen Vorrichtung die Reinigung von Rohrleitungen einer verhältnismässig grossen Länge. Die erfindungsgemässe Vorrichtung zum Reinigen von Rohrleitungen zerstört die Beschläge auf den Innenflächen der Rohrleitungen mit Hilfe von Druckwellen, die in der Flüssigkeit durch Druckluftexplosionen erzeugt werden. Sie funktioniert ebenfalls in verunreinigtem Medium. Die bei der Druckluftexplosion erzeugten Druckwellen können beliebig harte Beschläge zerstören und somit die ursprüngliche, projektierte Durchsatzleistung wiederherstellen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Im folgenden wird ein konkretes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zum Reinigen von Rohrleitungen mit Hinweisen auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, und zwar zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt einer erfindungsgemässen Vorrichtung zum Reinigen von Rohrleitungen in dem Augenblick, wenn die Kammern der Vorrichtung mit Druckluft gefüllt werden;
Fig. 2 einen Kolben der erfindungsgemässen Vorrichtung zum Reinigen von Rohrleitungen in vergrössertem Massstab;
Fig. 3 die Ansicht in der Pfeilrichtung A in Fig. 2;
Fig. 4 einen Teil der erfindungsgemässen Vorrichtung zum Reinigen von Rohrleitungen mit einem Mittel zum Regulieren der Luftzufuhr, in vergrössertem Massstab;
Fig. 5 einen Teil der erfindungsgemässen Vorrichtung zum Reinigen von Rohrleitungen mit einem Mittel zum Regulieren der Luftzufuhr, in vergrössertem Massstab;
Fig. 6 einen Längsschnitt der erfindungsgemässen Vorrichtung zum Reinigen von Rohrleitungen, in der die zweite Hilfskammer in Form eines Hochdruckschlauchs ausgeführt ist;
Fig. 7 einen Teil der erfindungsgemässen Vorrichtung zum Reinigen von Rohrleitungen mit einem Luftabsaugungssystem des Ventils bei der Ausführung der zweiten Hilfskammer in Form eines Hochdruckschlauchs, in vergrössertem Massstab;
Fig. 8 einen Längsschnitt der erfindungsgemässen Vorrichtung zum Reinigen vor Rohrleitungen, wenn in der zweiten Hilfskammer und in der Druckkammer ein Unterdruck herrscht;
Fig. 9 den Schnitt gemäss der Linie IX--IX in Fig. 8.

Beste Ausführungsform der Erfindung

Die Vorrichtung zum Reinigen von Rohrleitungen enthält ein Gehäuse 1 (Fig. 1), auf dessen Längsachse eine Eintrittskammer 2, die über ein Übergangsstück 3 mit einer Druckluftquelle (nicht abgebildet) verbunden ist, eine der Verbindung mit der Rohrleitung (nicht abgebildet) dienende Druckkammer 4 und ein Kolben 5 angeordnet sind. Im Gehäuse 1 sind zwischen der Eintrittskammer 2 und der Druckkammer 4 zwei Hilfskammern 6, 7 vorgesehen, die voneinander durch den Kolben 5 getrennt sind, dessen Durchmesser sich auf der Länge des Kolbens 5 ändert.
Die zur zweiten Hilfskammer 7 (Fig. 1) gerichtete Stirnfläche 8 (Fig. 2) des Kolbens 5 ist grösser als die zur Eintrittskammer 2 (Fig. 1) gerichtete Stirnfläche 9 (Fig. 2), aber kleiner als die Stirnfläche 10 (Fig. 2) des ringförmigen Vorsprungs 11 am Kolben 5, die zur zweiten Hilfskammer 7 (Fig. 1) hin gerichtet ist.
Der Kolben 5 hat einen zentralen Kanal 12, der die Eintrittskammer 2 mit der zweiten Hilfskammer 7 verbindet. Die erste Hilfskammer 6 steht ständig mit dem umgebenden Medium durch im Gehäuse 1 ausgeführte durchgehende Öffnungen 13 in Verbindung.
Im Gehäuse 1 befindet sich in der Zone der Druckkammer 4 ein Ventil 14. Das Ventil 14 besteht aus einem Ventilteller 15, einer Ventilspindel 16 und einem Schaft 17.
Die zweite Hilfskammer 7 ist mit der Druckkammer über ein Mittel für die Luftzuführung verbunden, das im Ventil 14 ausgeführt ist.
Das Mittel für die Luftzuführung wird von einem Längskanal 18 und radialen Öffnungen 19 gebildet. Der Längskanal 18 ist in dem Teller 15 und der Spindel 16 des Ventils 14 ausgeführt und mit der zweiten Hilfskammer 7 verbunden. Die radialen Öffnungen 19 verbinden den Längskanal 18 mit der Druckkammer 4.
Der Kolben hat ein System zur Luftabsaugung, das aus Kanälen 20 (Fig. 2) und einer ringförmigen Rille 21 besteht, die an der Aussenfläche des Kolbens 5 ausgeführt ist. Die Kanäle 20 (Fig. 2, 3) liegen am Aussenrand der Stirnfläche 9 des Kolbens 5 und verbinden die ringförmige Rille 21 mit der Eintrittskammer 2 (Fig. 1). Wenn die ringförmige Rille 21 mit im Ge häuse 1 in der Zone der Eintrittskammer 2 ausgeführten durchgehenden Öffnungen 22 zusammenfällt, kann die Eintrittskammer 2 mit dem umgebenden Medium in Verbindung treten.
Die Eintrittskammer 2 hat ein Mittel zum Regulieren der Druckluftfuhr, das in verschiedenen Varianten ausgeführt werden kann.
In den Fällen, wenn die erfindungsgemässe Vorrichtung zum Reinigen von Rohrleitungen bei einem geringen Druck der Druckluft betrieben wird, besteht das Mittel zum Regulieren der Druckluftzufuhr aus wenigstens einem im Gehäuse 1 in der Zone der Eintrittskammer 2 ausgeführten Längskanal 23 (Fig. 4) und wenigstens einem starr an der Stirnfläche 9 des Kolbens 5 von seiten der Eintrittskammer 2 befestigten Stab 24. In der erfindungsgemässen Ausführungsvariante des Mittels zum Regulieren der Druckluftzufuhr sind zwei Stäbe 24 und zwei Längskanäle 23 verwendet worden. Ein Ende jedes Längskanals 23 ist über das Übergangsstück 3 mit der Druckluftquelle (nicht abgebildet) verbunden. Das andere Ende jedes Kanals 23 steht mit der Eintrittskammer 2 in Verbindungen. Zur Einhaltung der Koaxialität der Stäbe 24 und der Längskanäle 23 sind an der Stirnfläche 9 des Kolbens 5 von seiten der Eintrittskammer 2 zwei Führungsstäbe 25 angebracht.
Beim Betrieb der erfindungsgemässen Vorrichtung zum Reinigen von Rohrleitungen in einem weiten Bereich der Druckwerte der Druckluft ist es zweckmässig, ein Mittel zum Regulieren der Druckluftzufuhr zu verwenden, das aus wenigstens einem im Gehäuse 1 in der Zone der Eintrittskammer 2 ausgeführten Kanal 26 (Fig. 5) besteht. Ein Ende des Kanals 26 ist über das Übergangsstück 3 mit der Druckluftquelle (nicht abgebildet) und das andere Ende mit der Eintrittskammer 2 verbunden. Es ist zweckmässig, dass vier oder sechs Kanäle 26 vorgesehen sind. In unserer erfindungsgemässen Variante sind vier Kanäle 26 verwendet worden.
Die Druckkammer 4 (Fig. 1) ist mit der Rohrleitung (nicht abgebildet) durch durchgehende Kanäle 27 verbunden, die im Kopfstück 28 des Gehäuses 1 ausgeführt sind. Die Längsachse jedes durchgehenden Kanals 27 fällt mit dem Vektor der Rückstosskraft des Druckluftstroms zusammen.
Wenn die Vorrichtung zum Reinigen von Rohrleitungen verwendet wird, die Flüssigkeiten mit einer hohen Konzentration an schwebenden Stoffen befördern, wird die zweite Hilfskammer 7 in Form eines Hochdruckschlauchs 29 (Fig. 6) ausgeführt. Solch eine konstruktive Ausführung der zweiten Hilfskammer 7 (Fig. 1) macht eine Änderung der Konstruktion des Ventils 14 notwendig. Auf dem Teller 15 (Fig. 6) des Ventils 14 ist ein ringförmiger Vorsprung 30 ausgeführt, der zwischen dem Hochdruckschlauch 29 und der Druckkammer 4 eine zusätzliche Kammer 31 bildet.
Das Mittel für die Luftzufuhr in der vorliegenden konkreten Ausführungsvariante des Ventils 14 besteht aus einem im Teller 15 des Ventils 14 ausgeführten und den Hochdruckschlauch 29 mit der zusätzlichen Kammer 31 verbindenden Kanal 32 (Fig. 7) und im ringförmigen Vorsprung 30 ausgeführten Längskanälen 33, die die zusätzliche Kammer 31 mit der Druckkammer 4 beim Füllen der letzteren mit Druckluft verbinden. In jedem Längskanal 33 ist ein Rückschlagventil 34 installiert.
Das Ventil 14 hat ein System zur Luftabsaugung, das aus wenigstens einem Kanal 35, der am Aussenrand der zum Hochdruckschlauch 29 gerichteten Stirnfläche 36 des Ventils 14 ausgeführt, von seiten des Hochdruckschlauchs 29 verschlossen und mit der zusätzlichen Kammer 31 verbunden ist, und einer ringförmigen Rille 37 besteht. Die ringförmige Rille 37 ist im Gehäuse 1 in der Zone des Hochdruckschlauchs 29 ausgeführt. Bei Unterdruck in der Druckkammer 4 ist die ringförmige Rille 37 durch die durchgehende Öffnung 38 im Teller 15 des Ventils 14 mit dessen Kanal 35 verbunden. Durch die im Gehäuse 1 in der Zone des Hochdruckschlauchs 29 ausgeführten durchgehenden Kanäle 39 ist die ringförmige Rille 37 mit dem umgebenden Medium verbunden. In jedem durchgehenden Kanal 39 ist ein Sicherheitsventil 40 installiert.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung zum Reinigen von Rohrleitungen funktioniert folgendermassen.
Wenn die Vorrichtung bei einem geringen Druck der Druckluft betrieben wird und die zu befördernde Flüssigkeit eine verhältnismässig geringe Konzentration an schwebenden Stoffen hat, wird die oben beschriebene erste Ausführungsvariante des Mittels zur Regulierung der Druckluftzufuhr eingesetzt, d.h. die Druckluft gelangt über das Übergangsstück 3 (Fig. 4) und durch die Längskanäle 23 in die Eintrittskammer 2.
Wenn die Vorrichtung in einem weiten Druckbereich der Druckluft betrieben wird, verwendet man die zweite Ausführungsvariante der Regulierung der Druckluftzufuhr. In diesem Fall gelangt die Druckluft von der Druckluftquelle (nicht abgebildet) über das Übergangsstück 3 (Fig. 5) durch die Kanäle 26 und die axiale Öffnung 41 in die Eintrittskammer 2.
Durch den Druck der Druckluft auf die Stirnfläche 9 wird der Kolben 5 an den Sitz 42 des Gehäuses 1 gedrückt. Dabei strömt die Druckluft aus der Eintrittskammer 2 (Fig. 1) durch den zentralen Kanal 12 des Kolbens 5 in die zweite Hilfskammer 7, aus der sie durch den Längskanal 18 des Ventils 14 und die radialen Öffnungen 19 in der Ventilspindel 16 in die Druckkammer 4 gelangt.
Sobald der Druck der Druckluft in der Druckkammer 4 und folglich auch in der zweiten Hilfskammer 7 den notwendigen Wert erreicht hat, ist die durch den Druck auf die Stirnfläche 8 (Fig. 2) des Kolbens 5 erzeugte Kraft grösser als die durch den Druck der Druckluft auf die Stirnfläche 9 des Kolbens 5 erzeugte Kraft. Dadurch bewegt sich der Kolben 5 (Fig. 8) in Richtung zur Eintrittskammer 2 und verlässt dabei seinen Sitz 42. Sobald der Kolben 5 seinen Sitz 42 verlässt, gelangt auch die Stirnfläche 10 (Fig. 2) des ringförmigen Vorsprungs 11 des Kolbens 5 unter die Einwirkung des Drucks der Druckluft. Infolge der unterschiedlichen Grösse der Flächen 8 und 10 des Kolbens 5 kommt es zu einem sprunghaften Anstieg der Geschwindigkeit des Kolbens 5, der praktisch augenblicklich die durchgehenden Öffnungen 43 (Fig. 8) im Gehäuse 1 freilegt, was zur Entstehung eines Unterdrucks (Druckabfalls) in der zweiten Hilfskammer 7 führt.
Die Geschwindigkeit des Kolbens 5 (sein Schnellwirkung wird ebenfalls durch das System der Luftabsaugung im Kolben und das System der Regulierung der Druckluftzufuhr erhöht.
Beim Zusammenfallen der ringförmigen Rille 21 des Kolbens 5 mit der Öffnung 22 im Gehäuse 1 in der Zone der Eintrittskammer 2 sinkt der Druck in der letzteren infolge des Austritts der Druckluft aus dieser Kammer durch die Kanäle 20 in das umgebende Medium, wodurch der Einfluss der Dämpfung des Kolbens 5 in der Eintrittskammer 2 beseitigt wird.
Das System der Regulierung der Druckluftzufuhr verringert den Durchgangsquerschnitt für die Druckluftzufuhr von der Druckluftquelle (nicht abgebildet) in die Eintrittskammer 2 bei der Bewegung des Kolbens 5 in Richtung zur Eintrittskammer 2, wodurch der Einfluss der Dämpfung des Kolbens 5 ebenfalls verringert wird.
Bei der Verwendung des Systems der Regulierung der Druckluftzufuhr nach der ersten Variante werden die Längskanäle 23 von den Stäben 24 verschlossen, während nach der zweiten Variante die Kanäle 26 durch den Rumpf des Kolbens 5 verschlossen werden.
Infolge des Druckunterschieds der Druckluft in der zweiten Hilfskammer 7 und der Druckkammer 4 bewegt sich das Ventil 14 schnell in Richtung zur zweiten Hilfskammer 7. Dabei gelangt die Druckluft durch die entstehenden Durchgänge 44 (Fig. 9) in das Kopfstück 28 (Fig. 8) des Gehäuses 1 und tritt von dort explosionsartig in das umgebende Medium hinaus.
Nach der Verringerung des Drucks in der zweiten Hilfskammer 7 bewegt sich der Kolben 5 unter Einwirkung des Drucks der durch den verringerten Durchgangsquerschnitt eintretenden Druckluft langsam in Richtung zur zweiten Hilfskammer 7. Sobald der Durchgangsquerschnitt aller Längskanäle 23 (Fig. 4) nach der ersten Variante oder der Durchgangsquerschnitt der Kanäle 26 (Fig. 5) nach der zweiten Ausführungsvariante des Mittels zum Regulieren der Druckluftzufuhr freiliegt, steigt sprunghaft die Geschwindigkeit des Kolbens 5 in Richtung zur zweiten Hilfskammer 7 (Fig. 1) an, wobei der Kolben 5 die durchgehenden Öffnungen 43 und 22 verschliesst. Danach steigt der Druck der Druckluft in der zweiten Hilfskammer 7, wodurch sich das Ventil 14 bis zum Anschlag des Ventilschaftes 17 an den Sitz 45 des Kopfstücks 28 des Gehäuses 1 bewegt, und der Funktionszyklus der Vorrichtung beginnt von neuem.
Wenn eine Rohrleitung gereinigt werden soll, die Flüssigkeiten mit einer hohen Konzentration an schwebenden Stoffen befördert, verwendet man eine andere Ausführungsvariante der zweiten Hilfskammer 7, und zwar in Form eines Hochdruckschlauchs 29 (Fig. 6). In diesem Fall gelangt die Druckluft durch den Hochdruckschlauch 29 über den Kanal 32 (Fig. 7) im Teller 15 des Ventils 14 in die zusätzliche Kammer 31 und dann durch die Rückschlagventile 34 in den im ringförmigen Vorsprung 30 auf dem Teller des Ventils 14 ausgeführten Längskanälen 33 in die Druckkammer 4. Die Rückschlagventile 34 verhindern das Entweichen der Luft aus der Druckkammer 4 in die zusätzliche Kammer 31.
Die Zeitdauer der Bewegung des Ventils 14 in Richtung zur Druckkammer 4 ist erheblich grösser als die Zeitdauer der Bewegung des Ventils 14 in Richtung zum Hochdruckschlauch 29. Der Grund dafür besteht darin, dass die Stirnfläche 36 des Tellers 15 des Ventils 14 von seiten der Druckkammer 4 grösser ist als die zum Hochdruckschlauch 29 gerichtete Stirnfläche des Tellers 15 des Ventils.
Bei der Bewegung des Ventils 14 in Richtung zum Hochdruckschlauch 29 tritt die Druckluft aus der Zusatzkammer 31 durch den Kanal 35, die durchgehende Öffnung 38, die ringförmige Rille 37 und die durchgehenden Kanäle 39 im Gehäuse 1 in das umgebende Medium hinaus und verringert die dämpfende Wirkung der Druckluft in der Zusatzkammer 31 sowie erhöht die Ansprechgeschwindigkeit des Ventils 14.
Die in den durchgehenden Kanälen 39 installierten Sicherheitsventile 40 schützen das Luftabsaugungssystem vor Verschmutzung.
Die weitere Funktion der Vorrichtung bei der Verwendung eines Hochdruckschlauchs 29 verläuft auf die oben beschriebene Weise.
Bei jeder "Explosion" bewegt sich die Vorrichtung unter Einwirkung der Rückstosskraft, die von den aus den durchgehenden Kanälen 27 (Fig. 8) austretenden Luftstrahlen erzeugt wird, entlang der zu reinigenden Fläche der Rohrleitung.
Bei einer "Explosion" entsteht eine Luftblase, die Stosswellen in der Flüssigkeit erzeugt, die die Beschläge an der Innenfläche der Rohrleitung oder des Behälters zerstören.
Infolge der Anordnung aller durchgehenden Öffnungen 22, 13, 43, die die Eintrittskammer 2, die zwei Hilfskammern 6, 7 entsprechend mit dem umgebenden Medium von der Seite der Zuführung der Druckluft und nicht von der Seite des Auspuffs der Luft, wie das im beschriebenen zugrundeliegenden Stand der Technik erfolgt, verbinden,wird die Verschmutzung dieser Kammern verhindert.
Die Regulierung der Frequenz der "Explosionen" geschieht durch Auswahl des Durchgangsquerschnitts des zentralen Kanals 12 des Kolbens 5.

Gewerbliche Verwertbarkeit

Die vorliegende Erfindung kann am zweckmässigsten zum Reinigen von Industrierohrleitungen, die dem Transport von Flüssigkeiten mit hoher Konzentration an schwebenden Stoffen dienen, eingesetzt werden.
Ausserdem kann die vorliegende Erfindung zum Reinigen verschiedener Behälter verwendet werden wie z.B. Ansaugkammern von Pumpstationen, Becken von Kühltürmen, Absetzbecken u.a.

Claims

1. Vorrichtung zum Reinigen von Rohrleitungen, in deren Gehäuse (1) entlang seiner Längsachse eine mit einer Druckluftquelle verbundene Eintrittskammer (2), einer der Verbindung mit der Rohrleitung dienende Druckkammer (4) und ein Kolben (5) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (1) zwei Hilfskammern (6, 7) vorgesehen sind, die durch einen mit einem System zur Luftabsaugung ausgerüsteten Kolben (5) voneinander getrennt sind, von denen die erste Kammer (6) mit dem umgebenden Medium in Verbindung steht und die zweite Hilfskammer (7) mit der Druckkammer (4) über ein Mittel für die Zuführung von Luft, das in einem Ventil (14) der Druckkammer (4) ausgeführt ist, und mit der Eintrittskammer (2) über einen zentralen Kanal (12) verbunden ist, der im Kolben (5) ausgeführt ist, dessen zur zweiten Hilfskammer (7) gerichtete Stirnfläche (8) grösser als die zur Eintrittskammer (2) gerichtete Stirnfläche (9), aber kleiner als die zur zweiten Hilfskammer (7) gerichtete Stirnfläche (10) eines ringförmigen Vorsprungs (11) am Kolben (5) ist, und im Gehäuse (1) von seiten der Druckkammer (4) in der Austrittszone der Druckluft durchgehende Kanäle (27) ausgeführt sind, deren Längsachsen mit dem Vektor der Ruckstosskraft des Druckluftstroms zusammenfallen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel für die Luftzufuhr von einem mit der zweiten Hilfskammer (7) verbundenen Längskanal (18) und mit dem Längskanal (18) und der Druckkammer (4) verbundenen radialen Öffnungen (19) gebildet wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das System der Luftabsaugung des Kolbens (5) Kanäle (20) darstellt, die am Aussenrand der zur Eintrittskammer (2) gerichteten Stirnfläche (9) des Kolbens (5) angeordnet sind und die die Eintrittskammer (2) mit einer ringförmigen Rille (21) verbinden, die an der Aussenfläche des Kolbens (5) ausgeführt und mit dem umgebenden Medium durch eine durchgehende, im Gehäuse (1) in der Zone der Eintrittskammer (2) ausgeführte Öffnung (22) bei Unterdruck in der zweiten Hilfskammer (7) verbunden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Eintrittskammer (2) mit einem Mittel zum Regulieren der Druckluftzufuhr ausgerüstet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zum Regulieren der Druckluftzufuhr wenigstens einen in der Stirnfläche des Gehäuses (1) in der Zone der Eintrittskammer (2) ausgeführten und mit der Druckluftquelle verbundenen Längskanal (23) und wenigstens einen starr an der Stirnfläche (9) des Kolbens (5) von seiten der Eintrittskammer (2) befestigten Stab (24) enthält, dessen Längsachse mit der Achse des Längskanals (23) zusammenfällt, der vom Stab (24) verschlossen wird, wenn ein Unterdruck in der zweiten Hilfskammer (7) herrscht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zum Regulieren der Druckluftzufuhr wenigstgens einen Kanal (26) darstellt, der im Gehäuse (1) in der Zone der Eintrittskammer (2) ausgeführt ist und durch das eine Ende mit der Druckluftquelle und durch das andere, durch die Aussenfläche des Kolbens (5) bei der Entstehung eines Unterdruckes in der zweiten Hilfskammer (7) verschliessbare Ende mit der Eintrittskammer (2) verbunden ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Hilfskammer (7) in Form eines Hochdruckschlauchs (29) ausgeführt ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass am Ventil (14) in der Zone der zweiten Hilfskammer (7) ein ringförmiger Vorsprung (30) ausgeführt ist, der zwischen der zweiten Hilfskammer (7) und der Druckkammer (4) eine zusätzliche Kammer (3I) bildet.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel für die Luftzufuhr von einem die zweite Hilfskammer (7) mit der zusätzlichen Kammer (31) verbindenden Kanal (32) und von in dem ringförmigen Vorsprung (30) ausgeführten Längskanälen (33) gebildet wird, die die zusätzliche Kammer (31) mit der Druckkammer (4) verbinden, wenn die letztere mit Druckluft gefüllt wird, wobei in jedem Kanal (33) ein Rückschlagventil (34) installiert ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (14) mit einem System zur Luftabsaugung ausgerüstet ist, das wenigstens einen am Aussenrand der zur zweiten Hilfskammer (7) gerichteten Stirnfläche des Ventils (14) ausgeführten Kanal (35), der von seiten der zweiten Hilfskammer (7) geschlossen und mit der zusätzlichen Kammer (31) verbunden ist, und eine ringförmige Rille (37) darstellt, die im Gehäuse (1) in der Zone der zweiten Hilfskammer (7) ausgeführt ist und bei Unterdruck in der Druckkammer (4) durch eine durchgehende Öffnung (38) im Ventil (14) mit dessen Kanal (35) und durch im Gehäuse (1) in der Zone der zweiten Hilfskammer (7) ausgeführte und mit je einem Sicherheitsventil (40) ausgerüstete durchgehende Kanäle (39) mit dem umgebenden Medium in Verbindung steht.