WO2015144889A1 - Verfahren und vorrichtung zum reinigen von rohrbündeln - Google Patents

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Reinhard Eisermann
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Definitions

  • the invention relates to a method for cleaning tube bundles with ends open at the ends, in particular tube bundles of heat exchangers, air coolers or condensers, in which a cleaning device having at least one cleaning device is positioned adjacent to the open ends of the tube bundle and then the at least one Pressure-hose having cleaning device arranged successively in alignment with the respective tube of the tube bundle by a control device and the cleaning device is inserted into the respective tube and pressurized with liquid under high pressure. Furthermore, the invention relates to a device for cleaning tube bundles with ends open at the ends, in particular tube bundles of heat exchangers, air coolers or condensers according to the preamble of claim 6 and claim 18.
  • Tube bundles are used industrially in a variety of applications, for example in heat exchangers, condensers, air coolers, etc. Depending on the heat transfer medium, it can not be avoided that the tubes of the tube bundles become clogged or crusted with soiling or the like over an extended period of use, which may result in individual tubes even completely failing. It is therefore necessary to clean the inside of the tubes of such tube bundles and possibly the mirror of the tube bundle from time to time.
  • a method for cleaning tube bundles according to the preamble of claim 1 and an apparatus for cleaning tube bundles according to the preamble of claim 16 is already known.
  • This known device is used in particular to be able to clean radioactively contaminated tube bundles in a simple manner and essentially without manual work in their immediate vicinity.
  • a video camera and lamps are arranged and there is provided a remote control unit with hand levers and with a monitor for the video camera, which controls the movements of the cleaning trolley and the high-pressure hose.
  • the object of the invention is to improve a method and a device of the type described above so that a user-error-free reliable and fast cleaning takes place. This object is achieved by a method having the features of claim 1 and by a device having the features of claim 16 and claim 18, respectively.
  • the method of the type described above is characterized in that during the insertion of the at least one cleaning device in the respective tube, the depth of insertion is measured and monitored by the control device.
  • the monitoring of the depth of insertion preferably includes continuous monitoring, measuring and / or checking the depth of insertion in order to document the progress of the cleaning. It is also possible to additionally or exclusively record the maximum insertion depths achieved.
  • the term insertion means both the insertion of the high-pressure hose into the pipe and the passage of the high-pressure hose through the respective pipe.
  • An automated cleaning method in which the depth of insertion of the cleaning device is measured and monitored during each insertion process (possibly attempted) of the at least one cleaning device into the respective tube. If the control device determines that the cleaning device or the high-pressure hose could not be inserted completely or not completely into the respective pipe, an error message may be generated, which may result, for example, in a manual subsequent cleaning of the relevant pipe. Operating errors are largely excluded because of the control device each tube of the tube bundle is approached with the at least one cleaning device, a not complete cleaning of a tube is determined by determining the respective depth of insertion. Very particularly preferably, it is provided that the respective insertion depth is stored in the control device or in a storage and documentation device connected to the control device and documented for the respective cleaning process.
  • the storage and documentation device can also be integrated in the control device.
  • the documentation preferably comprises the assignment of the respectively measured insertion depth to the relevant pipe, eg to the pipe number or to the location of the pipe, which is defined eg via corresponding X and Y coordinates. Further, the documentation preferably includes information as to whether each tube was approached and whether each tube could be partially or completely cleaned. By storing this data, the completeness of the cleaning is documented.
  • the cleaning result is documented for each pipe so that a three-dimensional contamination profile of the pipe bundle can be created in conjunction with the insertion depths.
  • a contamination profile has the advantage that constructive weak points, e.g. a heat exchanger, can be derived so that specific structural changes can be made to the heat exchanger to reduce the pollution and the degree of contamination of a tube bundle in the future.
  • constructive weak points e.g. a heat exchanger
  • specific structural changes can be made to the heat exchanger to reduce the pollution and the degree of contamination of a tube bundle in the future.
  • a cleaning device with several parallel cleaning devices is used, which are simultaneously inserted into adjacent tubes and whose depth of insertion is measured and monitored independently of each other.
  • the respective arrangement and insertion movement of the respective cleaning device is performed automatically or semi-automatically by the control device on the basis of stored geometry data of the tubes of the tube bundle.
  • the geometry data of the tubes are preferably understood to mean the location coordinates of the tubes.
  • the geometry data may also include pipe spacing and / or diameter and / or length of the pipes and / or number of pipes.
  • the cleaning process can be done fully automatically.
  • control commands are entered by the operator into the control device, preferably by means of a remote control.
  • the remote control can be connected via a cable or via radio to the controller.
  • the fully or semi-automatic cleaning of the pipes has the advantage that the operator can stand away from the pipe bundle to be cleaned, heat exchangers, etc.
  • the operating personnel can stay outside the danger zone and thus do not come into contact with the pipe contaminants during the cleaning process.
  • a visual contact with the end face of the tube bundle is not required because the release for approaching the next position via the feedback of the servomotors for the hose drive. For example, the command to continue and save the data can then be given
  • the high-pressure hose or the high-pressure hoses can also be inserted into the pipes during this initial shutdown and the cleaning process can be carried out immediately.
  • the geometric position of all the tubes of the tube bundle is detected and stored, so that the geometry data are stored for the subsequent cleaning process or the cleaning operations in the future.
  • Each subsequent cleaning process as such can then be carried out fully or semi-automatically on the basis of the geometric data thus acquired.
  • the insertion depth is preferably measured by a servomotor of a propulsion device for the high-pressure hose of a cleaning device.
  • a servomotor electric motors are understood that allow the control of the angular position of the motor shaft and the rotational speed and acceleration.
  • Servo motors usually have a sensor for determining the position of the motor shaft. The determined by the sensor rotational position of the motor shaft is transmitted to a control electronics, which is referred to as a servo controller.
  • the measurement of the insertion depth is determined by evaluation z. B. determines the number of revolutions of the drive shaft taking into account the scope of a drive roller for the high-pressure hose.
  • the insertion depth can be determined in this way with high accuracy.
  • the torque of the servomotor during the insertion of the high-pressure hose into the pipe is measured continuously or discontinuously, and the torque data are stored together with the respective insertion depth in the control device or in a storage and documentation device connected to the control device.
  • the torque values can be used to determine the degree of contamination of the relevant pipe.
  • the servomotor z, B. is switched off, switched into a free-flushing mode, into the return or into a vibrating mode. If the torque increases during insertion over a predetermined value and does not fall back to normal, the obstacle can not or can not be easily eliminated and the cleaning process should be stopped at this point first to the Do not damage the servomotor and / or the outlet nozzle located at the front end of the high-pressure hose.
  • the servomotor may be switched to a purging mode in which the hose tip is stopped for a predetermined time in front of the obstacle, the obstacle is sprayed with the pressurized cleaning fluid, and after the lapse of time, the high pressure hose is advanced further.
  • the obstacle may be washed away under certain circumstances, so that the cleaning process can be performed according to plan in this tube to the end.
  • the servomotor can also be switched immediately into the return in such cases, to drive out the high-pressure hose from the pipe.
  • control device or the storage and documentation device.
  • the slip of the propulsion device is monitored during the insertion of the high-pressure hose.
  • Slip is usually understood as the deviation of the velocities of mechanical elements in frictional contact.
  • the speed difference z. B. determined between two rollers.
  • the propulsion device has, for example, a drive roller and a pressure roller, the slip over the speed difference of these two Roles are determined.
  • the advantage of slip monitoring is that an obstacle within the pipe can be detected in time.
  • the slip measurement can be used to correct the measured insertion depth. The accuracy of the determination of the depth of insertion is thereby improved.
  • the insertion depth can be measured by scanning marks applied to or in the high-pressure hose.
  • the cleaning device is attached to the tube bundle. Since the cleaning device preferably has a displacement device on which the cleaning device is arranged, the displacement device is fastened to the tube bundle. Preferably, the displacement device is fastened exclusively to the tube bundle, preferably on a flange of the tube bundle.
  • Such a flange is provided on the end face of a tube bundle to fasten a lid there. After removal of the lid of this flange can be used to fasten the displacement device.
  • This attachment has the advantage that it is possible to completely dispense with undercarriages or cleaning trolleys, which simplifies the installation of the cleaning device on the bundle to be cleaned.
  • the space requirement for the cleaning device is significantly lower than in the conventional cleaning equipment.
  • the orientation of the cleaning device determined with respect to the tube bundle and stored the data obtained in the control device and taken into account in the correction of the travel of the cleaning device.
  • a mechanical adjustment of the displacement device can be omitted.
  • the orientation of the cleaning device preferably relates to the orientation of the displacement device with respect to the rows of tubes, ie the pipe lines or pipe columns, wherein a so-called angular misalignment may occur. By taking into account the angular offset, the starting accuracy and thus the reliability of the cleaning device is further increased.
  • the invention also provides a device with the features of claim 16.
  • the device is characterized in that the propulsion device and / or the cleaning device is equipped with a measuring device for measuring the respective depth of insertion of the cleaning device into the respective tube, wherein the measuring device is connected to the control device
  • the device provides a displacement device which has at least one first frame element and at least one second frame element, wherein the first frame element and the second frame element are arranged perpendicular to one another. Furthermore, at least one cleaning device arranged on the displacement device is provided which has at least one high-pressure hose and at least one propulsion device, wherein the high-pressure hose can be inserted into the pipes by means of the propulsion device.
  • a cleaning device may have at least one cleaning device.
  • a cleaning device may have at least one propulsion device, wherein each propulsion device conveys a high-pressure hose.
  • a high-pressure hose is understood to mean a hose which can be exposed to a pressure of 25 bar to 3000 bar.
  • the high-pressure hose can be equipped with an outlet nozzle or a lance.
  • a lance is a piece of pipe at the front end of which an outlet nozzle is arranged or integrated.
  • a control device is provided, which is connected at least to the Verschiebeeinnchtung and to the propulsion device.
  • the cleaning device has a measuring device for measuring and monitoring the respective insertion depth Z of the high-pressure hose, wherein the measuring device is connected to the control device.
  • the control device has a storage and documentation device or is connected to a storage and documentation device in which at least the respectively measured insertion depth can be stored.
  • the displacement device has means for fastening to the tube bundle.
  • these means are designed so that the displacement device can be fastened exclusively to the tube bundle. This has the advantage that the Verschiebeeinnchtung no further racks or the like or a cleaning trolley needed on which the displacement device is mounted.
  • the displacement device and thus the entire cleaning device is thus compact and requires only a small footprint.
  • the device can be mounted in a short time on the tube bundle to be cleaned.
  • Another advantage of this embodiment is that the few components of the shifting device facilitate the transport of the entire device.
  • the position of the tube bundle or heat exchanger to be cleaned shear can be arbitrary.
  • the advantage of the displacement device is that it can be easily attached both to horizontal and to stationary tube bundles. The cleaning of the tube bundle is thus not dependent on the position of the tube bundle. Since the location coordinates of the tubes are known during the cleaning process, the so-called mirror image, ie the recognizable at the end face of the tube bundle arrangement of the tubes may be different. It is possible that the tubes of the tube bundle are grouped together in which the pipe distances z. B. may be different, as is the case for example with shared heat exchangers.
  • the first frame element to have the means for fastening to the tube bundle and for the second frame element to be arranged movably on the first frame element along the first frame element.
  • the first frame member is thus fixedly secured to the tube bundle and only the second frame member is movable relative to the first frame member.
  • the cleaning device or the cleaning devices is / are arranged movably on the second frame element.
  • the propulsion device has at least one drive roller for propulsion of the high-pressure hose.
  • at least one pressure roller for pressing the high-pressure hose against the drive roller is preferably provided.
  • the propulsion device has a slip monitoring device of the drive roller.
  • This monitoring device is preferably connected to the control device, so that when a slip occurs, the propulsion device is used to prevent Damage to the propulsion device or the hose end, can be switched off.
  • the data supplied by the slip monitoring device can also improve the accuracy of the insertion depth.
  • the propulsion device has at least one servo motor which drives the drive roller.
  • the propulsion device may have a measuring device for measuring the torque of the servomotor.
  • the advantages of the torque measurement are explained in connection with the method according to the invention.
  • an outlet nozzle is preferably arranged.
  • the outlet nozzle may have one or more outlet openings.
  • the outlet nozzle can also be rotatably arranged and driven, for example, by the cleaning fluid flowing through the high-pressure hose.
  • the storage and documentation device is preferably designed for storage, processing, processing and evaluation of data accumulating during operation of the cleaning device and / or input data.
  • a plurality of parallel cleaning devices are provided with their own propulsion device, wherein each cleaning device and / or each propulsion device are equipped with its own measuring device.
  • the respective measuring device has measuring sensors and measuring marks cooperating therewith on a high-pressure hose.
  • a magnetic scanning, an ultrasonic scanning or the measurement of ohmic inductive or capacitive resistances comes. or a visual check with a suitable camera.
  • eddy current sensors which can measure distances on metal high-pressure hoses with extremely high resolution up to the nanometer range without contact and wear.
  • the high-frequency field lines of the sensors responsible for the measuring principle pass through non-metallic media unhindered. This property allows measurement under oil or water pressure or under heavy pollution. Housing parts and materials made of plastic can also be penetrated and underlying metal objects can be detected. Paints and films can be examined for layer thickness.
  • the respective measuring device has roller keys which are in contact with the surface of the high-pressure hose.
  • the depth of insertion of the respective high-pressure hose can then be determined on the basis of the number of revolutions of the roller keys.
  • the respective cleaning device may have a high-pressure hose with outlet nozzle.
  • the respective cleaning device may also have a high-pressure hose with a lance connected thereto and insertable into the respective tube.
  • the frame elements preferably consist of a rigid profile and can be equipped, for example, with toothed racks on which the relevant drive devices can act to move the cleaning device.
  • Fig. 3 partially a high pressure hose with spaced
  • FIG. 4 is a plan view of the front end of an open tube bundle with a pipe cleaning device according to another embodiment
  • FIG. 5 is another plan view of the front end of the tube bundle with a displacement device according to another embodiment
  • FIG. 6 is a schematic representation of a drive device of a drive device
  • FIGS. 7 and 8 show two different crusting situations in a tube with associated torque diagrams of a servomotor.
  • a tube bundle 1 is e.g. a tube bundle heat exchanger, wherein the front-side open end can be seen, i. a cap or the like is dismantled.
  • the lid is normally attached to a flange or flange portion 2 with mounting holes 3.
  • the tube bundle 1 has in the sense of Figure 1 in the horizontal direction a plurality of parallel tubes 4, of which only a few are indicated.
  • a cleaning device according to the invention is provided, which is generally designated 5. is net.
  • This device 5 has at least two frame elements, namely a horizontal frame member 6 and a vertical frame member 7. These frame members 6, 7 are thus arranged perpendicular to each other.
  • the horizontal frame member 6 can be moved in the direction of the double arrow 6a with a drive, not shown in the horizontal direction
  • the vertical frame member 7 can be moved with a drive, also not shown relative to the horizontal frame member 6 in the vertical direction in the direction of the double arrow 7a.
  • a reverse arrangement is possible.
  • the two frame elements 6, 7 can be arranged on a (not shown) cleaning trolley, which may have its own drive, but need not.
  • the two drive units of the two frame members 6 and 7 are connected to a control device 50, not shown, which makes it possible to move a support point 8 on the frame member 7 at any point of the end face of the tube bundle 1.
  • a support frame 9 is fixed, on which a cleaning device 20 is arranged.
  • the cleaning device 20 has a high-pressure hose 11 and a propulsion device 10 for the high-pressure hose 11.
  • This propulsion device 10 has, as shown in Figure 2, a tubular tube guide 12 and at least one drive roller 32, not shown, for insertion of the tube 11 in a tube 4 of the tube bundle 1 or for pulling it out, ie for movement of the tube 1 1 in the direction of the double arrow 13.
  • the at least one drive roller 32, not shown, is connected to a drive, not shown, which in turn is in communication with the control device 50.
  • the cleaning device 20 of this embodiment comprises the illustrated high-pressure hose 11, which at the front ren free end having a nozzle, not shown. The back of the high pressure hose 11 to a high pressure pump or dgi., Connected.
  • a second or further cleaning device (s) 20 can also be provided at a distance on the support frame 9, so that a corresponding positioning of the support frame 9 relative to the tube bundle 1 can simultaneously push a plurality of high-pressure hoses 11 into adjacent tubes 4.
  • the high-pressure hose 11 is equipped with a measuring device 40 for measuring the respective insertion depth of the high-pressure hose 11 into the respective pipe 4.
  • a measuring device 40 for measuring the respective insertion depth of the high-pressure hose 11 into the respective pipe 4.
  • two arranged at the input and output of the propulsion device 10 measuring sensors 14 are provided.
  • the high pressure hose 1 1 is shown in Fig. 3 at regular intervals with markings 15, e.g. provided in the form of magnetic strips, which can be detected by the sensors 14.
  • the sensors 14 are in communication with the control device 50.
  • each high-pressure hose 11 is moved by a separate servo motor 30 and the measurement of the depth of insertion via the servo motor 30 as a measuring device 40 takes place.
  • the device 5 For cleaning a tube bundle 1, the device 5 is arranged on the front side of the open tube bundle 1, the further cleaning procedure then takes place fully automatically. table.
  • the geometry data of the tubes 4 of the tube bundle 1 are preferably stored in the control device 50, so that the control device 50 automatically positions the respective cleaning device 20 successively on the tubes 4 of the tube bundle 1.
  • the geometry data of the tubes 4 of the tube bundle 1 are not known, they can be recorded or recorded manually with the cleaning device 5.
  • each tube 4 of the tube bundle 1 with the at least one cleaning device 20 is scanned or scanned, such that the cleaning device 20, so e.g. the tip of the high pressure hose 11, located at the entrance of the respective pipe 4.
  • the cleaning device 20 so e.g. the tip of the high pressure hose 11, located at the entrance of the respective pipe 4.
  • all tube positions are detected and stored in the control device 50.
  • the geometry data thus acquired can then be used for the subsequent cleaning process or subsequent cleaning operations.
  • the respective cleaning device 20 or the high pressure hose 11 is then retracted from the associated propulsion device 10 in the respective tube 4 and water or the like. Fed under high pressure to perform the cleaning process in the respective tube 4.
  • the insertion depth for each tube 4 is measured and monitored by the control device 50. If no or only incomplete cleaning of a pipe 4 takes place, an error message or even a warning message can be output directly from the control device 50. In addition, the respectively measured insertion depth of each tube 4 is stored in the control device 50 and documented for the respective cleaning process.
  • FIG. 4 shows a further embodiment of a cleaning device 5 which has a displacement device 25 with a first frame element 60 and a second frame element 70.
  • the first frame member 60 has attachment means 62a, b, which are designed as tabs in the embodiment shown here. These fastening means 62 a, b are attached to the flange 2 of the tube bundle 1. For this purpose, the mounting holes 3 are used in the flange 2.
  • the second frame member 70 Perpendicular to the stationary mounted first frame member 60, the second frame member 70 is arranged, which is arranged by means of a drive means 72 along the first frame member 60 movable in the arrow direction. On the second frame member 70, a further drive means 74 is arranged, which is connected to a support member 9, on which a cleaning device 20 is arranged.
  • the cleaning device 20 comprises a propulsion device 10 for two hoses 1 and a measuring device 40.
  • a second cleaning device 20 can also be arranged on the support frame 9, which, like the first cleaning device 20, has a propulsion device 10 for two hoses 11 as well as a measuring device 40.
  • the second cleaning device 20 is shown in dashed lines.
  • the support frame 9 is arranged movable in the direction of the arrow along the second frame member 70.
  • the drive devices 72 and 74 and the propulsion device 10 and the measuring device 40 are connected to a control device 50, which has a storage and documentation device 52.
  • a remote control 54 is provided, with which an operator can transmit commands to the control device 50.
  • a coordinate system is drawn, the zero point in the tube 4c, which serves as a reference tube in the present case, is located.
  • the tube 4c is located at the left end of the upper tube row and represents the starting point for the cleaning process. Starting from the tube 4c, the tubes 4 are driven in rows until all the tubes 4 have been cleaned. In principle, any tube 4 can be selected as the reference tube 4c.
  • This coordinate system and the pipe coordinates x and y lying in this coordinate system are stored in the control device 50 or the storage and documentation device 52.
  • This geometry data can be obtained from the manufacturer or operator of the tube bundle 1 and entered into the control device 50. It is also possible to manually remove the tubes 4 by means of the remote control 54 and to exhaust the corresponding x, y data in the control device 50 or the storage and documentation device 52, and preferably also to simultaneously clean the tubes 4.
  • the cleaning process can then be carried out, manually only the pipe 4c is started.
  • the process can then proceed fully automatically or semi-automatically, wherein, for example, the change from one row of tubes to the next row of tubes can be carried out manually.
  • the storage of, for example, the depth of insertion can also be done manually with each tube by means of the remote control 54.
  • the first frame element 60 is fastened to the flange 2 in the same way as in FIG. For stability reasons, it may be advantageous to arrange a further first frame element 60 on the opposite side on the flange 2.
  • the second frame member 70 not shown, is arranged on both frame members 60. Before the cleaning process is carried out, the orientation of the displacement device 25 to check the pipe assembly.
  • the first frame element 60 can not be arranged parallel to the tube rows 82 on the flange 2, so that an angular offset ⁇ occurs.
  • This angle offset between see the parallel 80 to the first frame element 60 and the tube row 82 is determined and stored in the control device 50, so that in the process of the cleaning device 20 this angle offset ⁇ in the spatial coordinates x, y of the tubes 4 can be included and taken into account.
  • the pipe 4a is approached manually with the cleaning device 20 and the position is stored. Subsequently, the cleaning device 20 is moved in front of the tube 4b and this position also stored, from which then the angle ⁇ of the row of tubes 82 can be determined to parallels 80.
  • FIG. 6 schematically shows a propulsion device 10 for the high-pressure hose 1 1, which has two drive rollers 32 and 34 which are connected to one another via a belt or chain drive 33.
  • the drive roller 32 is driven by a servo motor 30 which is connected to the controller 50.
  • pressure rollers 36 and 38 are provided with which the high-pressure hose 11 is pressed onto the drive rollers 32 and 34, whereby slippage of the high-pressure hose 11 on the drive rollers 32, 34 is largely avoided.
  • the additional drive roller 34 and pressure roller 38 can be dispensed with if the high-pressure hose 1 1 and the drive rollers 32, 34 have surfaces with a corresponding roughness, so that slippage of the drive rollers 32, 34 does not take place.
  • a roller sensor 44 is arranged by means of a sensor holder 46, which is connected to a Schlupfüberwachungseinrumbletung 90. With the sensor 44, the rotational speed of the pressure roller 36 is detected.
  • This slip monitoring device 90 is also connected to the servo motor 30 and the control device 50.
  • the high-pressure hose 11 encounters an obstacle inside the pipe 4 to be cleaned, the high-pressure hose 1 1 is braked and there is the risk that the drive roller 32 still continues to run. Since the insertion depth is determined via the servomotor 30 and the servomotor 30 thus also forms the measuring device 40, this would lead to an error in determining the insertion depth. By means of the slip monitoring device 90, this problem can be detected so that the servomotor 30 is switched off immediately and any further running of the drive roller 32 can be included in the calculation of the insertion depth.
  • One of the pressure rollers 36, 38 may also be designed as a roller button when a high-pressure hose 1 1 is used with markings 15, as shown in Figure 3.
  • This pressure roller 36, 38 is in such an embodiment part of the measuring device 40 for measuring the insertion depth and is connected to the control device 50 or the storage and documentation device 52.
  • Various obstacles in the form of encrustations 16, 16a, 16b within the tubes 4 are shown in FIGS. Under the respective tubes 4, a schematic diagram of the torque D as a function of the distance z is shown.
  • the torque D of the servo motor 30 is constant during insertion of the high-pressure hose 11 into the pipe 4 and increases abruptly when the outlet nozzle 18 arranged at the front end of the hose 11 encounters an obstacle in the form of encrustation 16.
  • the torque is preferably detected with a torque measuring device 39 which is arranged in or on the servomotor 30 (see FIG.
  • FIG. 8 shows another situation in which two less large encrustations 16a, 16b are drawn.
  • the torque of the servomotor 30 increases. If it is possible to dissolve this encrustation 16a, the advance of the high-pressure hose 11 can be continued, so that the torque of the servomotor 30 drops again until the high-pressure hose 11 with the nozzle 18 strikes the next obstacle in the form of the encrustation 16b. If there, too, the encrustation 16b can be dissolved and eliminated, the torque drops again and the feed can also be continued.
  • An exemplary sequence of cleaning a tube bundle 1 can take place as follows: The individual frame elements 6, 7 or 60, 70 are delivered together with the cleaning device (s) 20 and the control device 50 and assembled on site to form a cleaning device 5. First, the first frame member 6, 60 is mounted on the tube bundle 1, and then the second frame member 7, 70 is mounted on the first frame member 6, 60.
  • the advantage of the device is that the frame elements can be mounted both on horizontally oriented tube bundles 1 and on vertically aligned tube bundles 1.
  • the device 5 is much more flexible than is the case with pipe cleaning devices in the prior art, which are mounted for example on a carriage that must be moved in front of the tube bundle to be cleaned 1, which is only possible in the case of horizontally arranged tube bundles 1.
  • the cleaning operation may be started after the input, whereby the cleaning operation starts at a reference pipe 4c which is manually started up.
  • a reference pipe 4c which is manually started up.
  • This can be, for example, the first tube 4 of the first row of a tube bundle 1.
  • the reference tube 4c may also be any tube 4 of the tube bundle 1. If there are no geometry data, the geometric data are determined locally by means of a manual startup of the tubes 4 and preferably also the tubes 4 are cleaned at the same time.
  • the cleaning device 20 moves in front of a pipe 4 which is closed with a stopper, the high-pressure hose 11 can not enter the pipe 4. It is this tube 4 then associated with appropriate information that the high-pressure hose 11 could not retract. These data are then stored in the storage and documentation device 52.
  • the high-pressure hose 1 can enter into the pipe 4 to be cleaned, there are two possibilities. Either the tube can be fully inserted into the tube 4 to the opposite end. Then the cleaning can be carried out on schedule and this cleaning success is also documented by storing the pipe data and the maximum depth of insertion achieved.

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Abstract

Ein Verfahren zum Reinigen von Rohrbündeln (1) mit stirnseitig offenen Enden, insbesondere der Rohrbündel (1) von Wärmetauschern, Luftkühlern oder Kondensatoren, bei welchem eine wenigstens eine Reinigungseinrichtung (20) aufweisende Reinigungsvorrichtung (5) angrenzend an die offenen Enden des Rohrbündels (1) positioniert und anschließend die wenigstens eine einen Hochdruckschlauch (11) aufweisende Reinigungseinrichtung (20) von einer Steuereinrichtung (50) nacheinander fluchtend zum jeweiligen Rohr (4) des Rohrbündels (1) angeordnet und die Reinigungseinrichtung (20) in das jeweilige Rohr (4) eingeschoben und mit Flüssigkeit unter Hochdruck beaufschlagt wird, soll so verbessert werden, dass eine bedienungsfehlerfreie zuverlässige Reinigung erfolgt. Dies wird dadurch erreicht, dass während des Einschiebens der wenigstens einen Reinigungseinrichtung (20) in das jeweilige Rohr (4) die Einschiebtiefe gemessen und von der Steuereinrichtung (50) überwacht wird.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen von Rohrbündeln
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen von Rohrbündeln mit stirnseitig offenen Enden, insbesondere von Rohrbündeln von Wärmetauschern, Luftkühlern oder Kondensatoren, bei welchem eine wenigstens eine Reinigungseinrichtung aufweisende Reinigungsvorrichtung angrenzend an die offenen Enden des Rohr- bündels positioniert und anschließend die wenigstens eine einen Hoch- druckschlauch aufweisende Reinigungseinrichtung von einer Steuereinrichtung nacheinander fluchtend zum jeweiligen Rohr des Rohrbündels angeordnet und die Reinigungseinrichtung in das jeweilige Rohr eingeschoben und mit Flüssigkeit unter Hochdruck beaufschlagt wird. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Reinigen von Rohrbündeln mit stirnseitig offenen Enden, insbesondere von Rohrbündeln von Wärmetauschern, Luftkühlern oder Kondensatoren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 6 und des Anspruchs 18.
Rohrbündel sind in vielfältigen Anwendungen, beispielsweise bei Wärmetau- schem, Kondensatoren, Luftkühlem, usw. im industriellen Einsatz. Je nach Wärmeträgermedium lässt es sich nicht vermeiden, dass die Rohre der Rohrbündel sich über einen längeren Nutzungszeitraum mit Verschmutzungen oder dgl. zusetzen oder verkrusten, was zur Folge haben kann, dass einzelne Rohre sogar vollständig ausfallen. Es ist deshalb notwendig die Innenseite der Rohre solcher Rohrbündel und gegebenenfalls den Spiegel des Rohrbündels von Zeit zu Zeit zu reinigen.
Dies geschieht gegenwärtig in der Regel in der Weise, dass die Rohrbündel geöffnet und manuell angefahren werden und ein an seinem vorderen Ende mit einer Spritzdüse versehener Hochdruckschlauch durch die einzelnen Rohre hindurchgeschoben wird, so dass aus der Spritzdüse spritzendes Wasser oder dgl., das im Hochdruckschlauch einen Druck von 25 bis 3000 bar aufweisen kann, die Ablagerungen auf den Innenwandungen der Rohre entfernt. Die Bedienungsperson ist dabei verschiedenen Gefahren ausgesetzt, je nachdem, in welcher Umgebung das Rohrbündel angeordnet ist und je nach Art und Beschaffenheit der Verschmutzungen in den Rohren. Außerdem lässt sich bei einer manuellen Reini- gung durch eine Bedienungsperson nicht zuverlässig vermeiden, dass möglicherweise bei einer Reinigung verschiedene Rohre versehentlich ausgelassen und nicht gereinigt werden.
Aus DE 34 18 835 C2 ist bereits ein Verfahren zum Reinigen von Rohrbündeln nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und eine Vorrichtung zum Reini- gen von Rohrbündeln nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 16 bekannt. Diese bekannte Vorrichtung dient insbesondere dazu, radioaktiv kontaminierte Rohrbündel auf einfache Art und Weise und im Wesentlichen ohne manuelle Arbeit in deren unmittelbare Nähe reinigen zu können. Dazu sind bei der bekannten Vorrichtung an einem Reinigungswagen eine Videokamera und Lampen an- geordnet und es ist ein entfernt angeordnetes Steuergerät mit Handhebeln und mit einem Monitor für die Videokamera vorgesehen, welches die Bewegungen des Reinigungswagens und des Hochdruckschlauches steuert.
Diese sozusagen halbautomatische Lösung erfordert aber nach wie vor Bedienungspersonal, welches das entfernte Steuergerät mit Handhebeln steuert und dabei die Tätigkeit über die Bilder der Videokamera verfolgt. Bedienungsfehler sind dadurch nach wie vor nicht ausgeschlossen, d.h. es kann nicht gewährleistet werden, dass auch sämtliche Rohre des jeweiligen Rohrbündeis gereinigt werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art so zu verbessern, dass eine bedienungsfehlerfreie zuverlässige und schnelle Reinigung erfolgt. Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 16 bzw. des Anspruchs 18 gelöst.
Das Verfahren der eingangs bezeichneten Art ist dadurch gekennzeichnet, dass während des Einschiebens der wenigstens einen Reinigungseinrichtung in das jeweilige Rohr die Einschiebtiefe gemessen und von der Steuereinrichtung überwacht wird.
Die Überwachung der Einschiebtiefe beinhaltet vorzugsweise ein ständiges Beobachten, Messen und/oder Kontrollieren der Einschiebtiefe, um den Reini- gungsfortschritt dokumentieren zu können. Es ist auch möglich, zusätzlich oder ausschließlich die maximal erreichte Einschiebtiefen festzuhalten. Mit dem Begriff Einschieben wird sowohl das Einführen des Hochdruckschlauches in das Rohr als auch das Durchschieben des Hochdruckschlauches durch das jeweilige Rohr verstanden.
Es wird ein automatisiertes Reinigungsverfahren zur Verfügung gestellt, bei welchem bei jedem (ggf. versuchten) Einschiebvorgang der wenigstens einen Reinigungseinrichtung in das jeweilige Rohr die Einschiebtiefe der Reinigungseinrichtung gemessen und überwacht wird. Wenn die Steuereinrichtung feststellt, dass die Reinigungseinrichtung bzw. der Hochdruckschlauch gar nicht oder nicht vollständig in das jeweilige Rohr eingeschoben werden konnte, wird ggf. eine Fehlermeldung erzeugt, die z.B. eine manuelle Nachreinigung des betreffenden Rohres zur Folge haben kann. Bedienungsfehler sind weitestgehend ausgeschlossen, da von der Steuereinrichtung jedes Rohr des Rohrbündels mit der wenigstens einen Reinigungseinrichtung angefahren wird, eine nicht vollständige Reinigung eines Rohres wird durch Feststellung der jeweiligen Einschiebtiefe festgestellt. Ganz besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die jeweilige Einschiebtiefe in der Steuereinrichtung oder in einer an die Steuereinrichtung angeschlossene Speicher- und Dokumentationseinrichtung abgespeichert und für den jeweiligen Reinigungsvorgang dokumentiert wird. Die Speicher- und Dokumentationseinrichtung kann auch in die Steuereinrichtung integriert sein. Die Dokumentation umfasst vorzugsweise die Zuordnung der jeweils gemessenen Einschiebtiefe zum betreffenden Rohr, z.B. zur Rohrnummer oder zum Ort des Rohres, der z.B. über entsprechende X- und Y-Koordinaten definiert ist. Ferner umfasst die Dokumentation vorzugsweise Informationen, ob jedes Rohr angefahren wurde und ob jedes Rohr teilweise oder vollständig gereinigt werden konnte. Durch die Abspeicherung dieser Daten wird die Vollständigkeit der Reinigung dokumentiert.
Das Reinigungsergebnis wird für jedes Rohr dokumentiert, so dass in Verbindung mit den Einschiebtiefen ein drei-dimensionales Verschmutzungsprofil des Rohrbündels erstellt werden kann. Ein solches Verschmutzungsprofil hat den Vorteil, dass daraus konstruktive Schwachstellen, z.B. eines Wärmetauschers, abgeleitet werden können, so dass gezielt bauliche Veränderungen am Wärmetauscher vorgenommen werden können, um die Verschmutzung und den Verschmutzungsgrad eines Rohrbündels zukünftig zu verringern. Auf diese Weise ist es möglich, das Reinigungsergebnis vollständig zu dokumentieren, d.h. es ist für den Anwender nachvollziehbar, ob eine vollständige Reinigung sämtlicher Rohre des Rohrbündels erfolgt ist oder nicht. Bei unvollständiger Reinigung, wodurch der Wirkungsgrad des Rohrbündels beeinträchtigt wird, kann dann ggf. gezielt eine Nachreinigung {auch manuell) erfolgen.
Um die Reinigungszeit zu verringern, ist bevorzugt vorgesehen, dass eine Reinigungsvorrichtung mit mehreren parallelen Reinigungseinrichtungen verwendet wird, die gleichzeitig in benachbarte Rohre eingeschoben werden und deren Einschiebtiefe unabhängig voneinander gemessen und überwacht wird. In ganz besonders bevorzugter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die jeweilige Anordnung und Einschubbewegung der jeweiligen Reinigungseinrichtung von der Steuereinrichtung automatisch oder halbautomatisch anhand von abgespeicherten Geometriedaten der Rohre des Rohrbündels durchgeführt wird. Unter den Geometriedaten der Rohre werden vorzugsweise die Ortskoordinaten der Rohre verstanden. Die Geometriedaten können auch Rohrabstände und/oder Durchmesser und/oder Länge der Rohre und/oder Anzahl der Rohre umfassen.
Nach der Positionierung der Reinigungsvorrichtung am stirnseitigen Ende des jeweiligen Rohrbündels kann dann der Reinigungsvorgang vollautomatisch erfolgen.
Bei einer halbautomatischen Durchführung des Reinigungsvorgangs werden einige Aufgaben von einer Bedienungsperson übernommen. Darunter wird z.B. das manuelle Anfahren von Referenzpunkten, Referenzrohren oder von Rohrreihen, wie Rohrzeüen oder Rohrspalten, verstanden. Beim manuellen Anfahren oder manuellen Verfahren der Reinigungseinrichtung werden von der Bedienungsperson entsprechende Steuerbefehle in die Steuereinrichtung, vorzugsweise mittels einer Fernbedienung, eingegeben. Die Fernbedienung kann über ein Kabel oder über Funk mit der Steuereinrichtung verbunden sein.
Die voll- oder halbautomatische Reinigung der Rohre hat den Vorteil, dass die Bedienungsperson entfernt von dem zu reinigenden Rohrbündel, Wärmetauscher etc. stehen kann. Das Bedienungspersonal kann sich außerhalb des Gefahrenbe- reiches aufhalten und kommt somit mit den Rohrverunreinigungen während des Reinigungsprozesses nicht in Kontakt. Ein Sichtkontakt mit der Stirnfläche des Rohrbündels ist nicht erforderlich, weil die Freigabe zum Anfahren der nächsten Position über die Rückmeldung der Servomotoren für den Schlauchantrieb erfolgt. Z.B. der Befehl zum Weiterfahren und Abspeichern der Daten kann dann gegeben
2
H werden.
Außer den Vorteilen hinsichtlich des Arbeitsschutzes, gibt es auch wirtschaftliche Vorteile. Während beispielsweise bei der manuellen Reinigung eines 6000 Rohre umfassende Rohrbündel bisher zwei Personen 10 Tage lang im Zweischichtbetrieb erforderlich waren, so kann diese Arbeit nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in einem Viertel bis einem Drittel des zeitlichen Aufwandes erledigt werden. Wenn die Geometriedaten des jeweiligen Rohrbündels nicht verfügbar sind, ist nach einer bevorzugten weiteren Ausgestaltung vorgesehen, dass die Geometriedaten der Rohre des Rohrbündels durch manuelles Anfahren der Rohre mit der wenigstens einen Reinigungseinrichtung erfasst werden. Die wenigstens eine Reinigungseinrichtung wird dann von einer Bedienperson durch manuelles Eingreifen in die Steuereinrichtung nacheinander an allen Rohren des Rohrbündels positioniert, ohne dass die Reinigungseinrichtung bzw. der Hochdruckschlauch in die Rohre eingeschoben wird.
Wenn es nicht nur um die Erfassung der Rohrdaten geht, kann der Hochdruck- schlauch oder die Hochdruckschläuche bei diesem erstmaligen Abfahren auch in die Rohre eingeschoben werden und der Reinigungsvorgang sofort durchgeführt werden.
Die geometrische Position sämtlicher Rohre des Rohrbündels wird erfasst und abgespeichert, so dass für den späteren Reinigungsvorgang oder die Reinigungsvorgänge in der Zukunft die Geometriedaten abgespeichert sind. Jeder nachfolgende Reinigungsvorgang als solcher kann dann auf der Basis der so erfassten Geometriedaten wieder voll- oder halbautomatisch erfolgen.
2
i- Vorzugsweise erfolgt die Messung der Einschiebtiefe durch einen Servomotor einer Vortriebseinrichtung für den Hochdruckschlauch einer Reinigungseinrichtung. Als Servomotor werden Elektromotoren verstanden, die die Kontrolle der Winkelposition der Motorwelle sowie der Drehgeschwindigkeit und der Beschleunigung erlauben. Servomotoren weisen in der Regel einen Sensor zur Positionsbestimmung der Motorwelle auf. Die vom Sensor ermittelte Drehposition der Motorwelle wird an eine Regelelektronik übermittelt, die als Servoregler bezeichnet wird.
Die Messung der Einschiebtiefe wird durch Auswertung z. B. der Anzahl der Umdrehungen der Antriebswelle unter Brücksichtigung des Umfangs einer Antriebsrolle für den Hochdruckschlauch ermittelt. Die Einschiebtiefe kann auf diese Weise mit hoher Genauigkeit ermittelt werden.
Vorzugsweise wird das Drehmoment des Servomotors während des Einschie- bens des Hochdruckschlauches in das Rohr - kontinuierlich oder diskontinuierlich - gemessen und die Drehmomentdaten werden zusammen mit der jeweiligen Einschiebtiefe in der Steuereinrichtung oder in einer an die Steuereinrichtung angeschlossene Speicher- und Dokumentationseinrichtung abgespeichert. Über die Drehmomentwerte kann auf den Grad der Verschmutzung des betref- fenden Rohres geschlossen werden.
Vorzugsweise wird während des Einschiebens bei einem Anstieg des Drehmomentes des Servomotors über einen vorgegebenen Wert der Servomotor z, B. abgeschaltet, in einen Freispülmodus, in den Rücklauf oder in einen Rüttelmo- dus geschaltet. Wenn das Drehmoment während des Einschiebens über einen vorgegebenen Wert ansteigt und nicht wieder auf den Normalwert abfällt, kann das Hindernis nicht oder nicht ohne weiteres beseitigt werden und der Reinigungsvorgang sollte an dieser Stelle zunächst abgebrochen werden, um den Servomotor und/oder die am vorderen Ende des Hochdruckschlauchs angeordnete Austrittsdüse nicht zu beschädigen.
Der Servomotor kann alternativ in einen Freispülmodus geschaltet werden, in dem die Schlauchspitze für eine vorgegebene Zeitspanne vor dem Hindernis angehalten wird, das Hindernis mit dem unter Druck stehenden Reinigungsfluid besprüht wird und nach Ablauf der Zeitspanne der Hochdruckschlauch weiter vorgeschoben wird. Durch diese Maßnahme kann das Hindernis unter Umständen weggespült werden, so dass der Reinigungsvorgang planmäßig in diesem Rohr zu Ende geführt werden kann.
Der Servomotor kann in solchen Fällen auch sofort in den Rücklauf geschaltet werden, um den Hochdruckschlauch aus dem Rohr herauszufahren.
Es besteht auch die Möglichkeit, den Servomotor in einen Rüttelmodus zu schalten, so dass der Schlauch mehrmals vor und zurück gefahren wird, wodurch das Hindernis mechanisch bearbeitet und ggf. so zerkleinert werden kann, dass der Vorschub fortgesetzt werden kann.
Auch diese Daten werden vorzugsweise in der Steuereinrichtung oder der Spei- eher- und Dokumentationseinrichtung festgehalten.
Vorzugsweise wird während des Einschiebens des Hochdruckschlauches der Schlupf der Vortriebseinrichtung überwacht. Unter„Schlupf wird in der Regel das Abweichen der Geschwindigkeiten miteinander in Reibkontakt stehender mechanischer Elemente verstanden. Bei einer Schlupfmessung wird die Drehzahldifferenz z. B. zwischen zwei Laufrollen ermittelt.
Wenn die Vortriebseinrichtung beispielsweise über eine Antriebsrolle und eine Andrückrolle verfügt, kann der Schlupf über die Drehzahldifferenz dieser beiden Rollen ermittelt werden. Der Vorteil der Schlupfüberwachung besteht darin, dass ein Hindernis innerhalb des Rohres rechtzeitig erkannt werden kann. Außerdem kann die Schlupfmessung zur Korrektur der gemessenen Einschiebtiefe herangezogen werden. Die Genauigkeit der Ermittlung der Einschiebtiefe wird dadurch verbessert.
Vorzugsweise kann gemäß einer weiteren Ausführungsform die Messung der Einschiebtiefe über ein Abtasten von an oder in dem Hochdruckschlauch angebrachter Markierungen erfolgen. Vorzugsweise wird die Reinigungsvorrichtung am Rohrbündel befestigt. Da die Reinigungsvorrichtung vorzugsweise eine Verschiebeeinrichtung aufweist, an der die Reinigungseinrichtung angeordnet ist, wird die Verschiebeeinrichtung am Rohrbündel befestigt. Vorzugsweise wird die Verschiebeeinrichtung ausschließlich am Rohrbündel vorzugsweise an einem Flansch des Rohrbündels befestigt.
Ein solcher Flansch ist an der Stirnseite eines Rohrbündels vorgesehen, um dort einen Deckel zu befestigten. Nach Abnahme des Deckels kann dieser Flansch zur Befestigung der Verschiebeeinrichtung genutzt werden.
Diese Anbringung hat den Vorteil, dass auf Untergestelle oder Reinigungswagen vollständig verzichtet werden kann, was die Montage der Reinigungsvorrichtung an dem zu reinigenden Bündel vereinfacht. Außerdem ist der Platzbe- darf für die Reinigungsvorrichtung deutlich geringer als bei den herkömmlichen Reinigungseinrichtungen.
Vorzugsweise werden vor dem erstmaligen Einschieben des wenigstens einen Hochdruckschlauches in die Rohre die Ausrichtung der Reinigungsvorrichtung bezüglich es Rohrbündels ermittelt und die ermittelten Daten in der Steuereinrichtung abgespeichert und bei der Korrektur des Verfahrweges der Reinigungseinrichtung berücksichtigt. Eine mechanische Justierung der Verschiebeeinrichtung kann dadurch entfallen. Die Ausrichtung der Reinigungseinrichtung betrifft vorzugsweise die Ausrichtung der Verschiebeeinrichtung bezüglich der Rohrreihen, d. h. der Rohrzeilen oder Rohrspalten, wobei ein sogenannter Winkelversatz auftreten kann. Durch die Berücksichtigung des Winkelversatzes wird die Anfahrgenauigkeit und somit die Zuverlässigkeit der Reinigungsvorrichtung weiter erhöht.
Zur Lösung der eingangs gestellten Aufgabe sieht die Erfindung auch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 16 vor. Die Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Vortriebseinrichtung und/oder die Reinigungseinrichtung mit einer Messeinrichtung zur Messung der jeweiligen Einschiebtiefe der Reinigungseinrichtung in das jeweilige Rohr ausgerüstet ist, wobei die Messeinrichtung mit der Steuereinrichtung verbunden ist
Die Vorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform sieht eine Verschiebeeinrichtung vor, die mindestens ein erstes Rahmenelement und mindestens ein zweites Rahmenelement aufweist, wobei das erste Rahmenelement und das zweite Rahmenelement senkrecht zueinander angeordnet sind. Ferner ist mindestens eine an der Verschiebeeinrichtung angeordnete Reinigungseinrichtung vorgesehen, die mindestens einen Hochdruckschlauch und mindestens eine Vortriebseinrichtung aufweist, wobei der Hochdruckschlauch mittels der Vor- triebseinrichtung in die Rohre einschiebbar ist.
Eine Reinigungsvorrichtung kann mindestens eine Reinigungseinrichtung aufweisen. Eine Reinigungseinrichtung kann mindestens eine Vortriebseinrichtung aufweisen, wobei jede Vortriebseinrichtung einen Hochdruckschlauch befördert. Unter einem Hochdruckschlauch wird ein Schlauch verstanden, der einem Druck von 25 bar bis 3000 bar ausgesetzt werden kann. Am vorderen in die Rohre einschiebbaren Ende kann der Hochdruckschlauch mit einer Austrittsdüse oder einer Lanze bestückt sein. Eine Lanze ist ein Rohrstück, an dessen vorderem Ende eine Austrittsdüse angeordnet oder integriert ist.
Außerdem ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, die mindestens an die Verschiebeeinnchtung und an die Vortriebseinrichtung angeschlossen ist.
Die Reinigungseinrichtung weist eine Messeinrichtung zur Messung und Über- wachung der jeweiligen Einschiebtiefe Z des Hochdruckschlauches auf, wobei die Messeinrichtung an die Steuereinrichtung angeschlossen ist. Die Steuereinrichtung weist eine Speicher- und Dokumentationseinrichtung auf oder ist an eine Speicher- und Dokumentationseinrichtung angeschlossen, in der mindestens die jeweils gemessene Einschiebtiefe abspeicherbar ist.
Vorzugsweise weist die Verschiebeeinrichtung Mittel zum Befestigen an dem Rohrbündel auf. Vorzugsweise sind diese Mittel so ausgelegt, dass die Verschiebeeinrichtung ausschließlich an dem Rohrbündel befestigt werden kann. Dies hat den Vorteil, dass die Verschiebeeinnchtung keine weiteren Gestelle oder dergleichen oder einen Reinigungswagen benötigt, auf dem die Verschiebeeinrichtung montiert ist. Die Verschiebeeinrichtung und damit die gesamte Reinigungsvorrichtung ist somit kompakt und benötigt nur einen geringen Platzbedarf. Außerdem ist die Vorrichtung in kurzer Zeit an dem zu reinigenden Rohrbündel montierbar.
Ein weiterer Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass die wenigen Komponenten der Verschiebeeinrichtung den Transport der gesamten Vorrichtung erleichtern. Die Lage des zu reinigenden Rohrbündels bzw. Wärmetau- schers kann beliebig sein. Der Vorteil der Verschiebeeinrichtung besteht darin, dass sie sowohl an liegenden als auch an stehenden Rohrbündeln auf einfache Weise befestigt werden kann. Die Reinigung der Rohrbündel ist somit nicht von der Lage des Rohrbündels abhängig. Da die Ortskoordinaten der Rohre beim Reinigungsvorgang bekannt sind, kann auch das sogenannte Spiegelbild, d.h. die an der Stirnfläche des Rohrbündels erkennbare Anordnung der Rohre, unterschiedlich sein. Es ist möglich, dass die Rohre des Rohrbündels in Gruppen zusammengefasst sind, in denen die Rohrabstände z. B. unterschiedlich sein können, wie dies z.B. bei geteilten Wärme- tauschern der Fall ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das erste Rahmenelement die Mittel zum Befestigen an dem Rohrbündel aufweist und dass das zweite Rahmenelement längs des ersten Rahmenelementes verfahrbar am ersten Rahmenelement angeordnet ist. Das erste Rahmenelement ist somit ortsfest an dem Rohrbündel befestigt und lediglich das zweite Rahmenelement ist bezüglich des ersten Rahmenelement verfahrbar. Vorzugsweise ist/sind die Reinigungseinrichtung oder die Reinigungseinrichtungen verfahrbar am zweiten Rahmenelement angeordnet.
Die Vortriebseinrichtung weist mindestens eine Antriebsrolle zum Vortrieb des Hochdruckschlauches auf. Um den Schlupf von Schlauch und Antriebsrolle zu verringern, ist vorzugsweise mindestens eine Andrückrolle zum Andrücken des Hochdruckschlauchs gegen die Antriebsrolle vorgesehen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Vortriebseinrichtung eine Schlupfüberwachungseinrichtung der Antriebsrolle auf. Diese S ch lupfübe rwa- chungseinhehtung ist vorzugsweise an die Steuereinrichtung angeschlossen, so dass bei Auftreten eines Schlupfes die Vortriebseinrichtung zur Vermeidung von Schäden an der Vortriebseinrichtung oder des Schlauchendes, abgeschaltet werden kann. Durch die von der Schlupfüberwachungseinrichtung gelieferten Daten kann auch die Genauigkeit der Einschiebtiefe verbessert werden.
Vorzugsweise weist die Vortriebseinrichtung mindestens einen Servomotor auf, der die Antriebsrolle antreibt.
Die Vortriebseinrichtung kann eine Messeinrichtung für die Messung des Drehmomentes des Servomotors aufweisen. Die Vorteile der Drehmomentmessung werden im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erläutert.
Am vorderen Ende des Hochdruckschlauches ist vorzugsweise eine Austrittsdü- se angeordnet. Die Austrittsdüse kann eine oder mehrere Austrittsöffnungen aufweisen. Auch kann die Austrittsdüse rotierbar angeordnet sein und beispielsweise durch das durch den Hochdruckschlauch durchfließenden Reini- gungsfiuid angetrieben werden.
Die Speicher- und Dokumentationseinrichtung ist vorzugsweise zur Ablage, Verarbeitung, Aufbereitung und Auswertung von während des Betriebs der Reinigungsvorrichtung anfallender Daten und/oder eingegebener Daten ausge- bildet.
Zur Verkürzung der Reinigungszeit ist vorzugsweise vorgesehen, dass mehrere parallele Reinigungseinrichtungen mit eigener Vortriebseinrichtung vorgesehen sind, wobei jede Reinigungseinrichtung und/oder jede Vortriebseinrichtung mit einer eigenen Messeinrichtung ausgerüstet sind.
Nach einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die jeweilige Messeinrichtung Messsensoren und damit zusammenwirkende Messmarkierungen an einem Hochdruckschlauch aufweist. So kommt eine Magnetabtastung, eine Ultraschallabtastung oder auch die Messung ohmscher induktiver oder kapazitiver Wider- stände oder eine visuelle Überprüfung mit einer geeigneten Kamera in Betracht. Auch Wirbelstromsensoren können eingesetzt werden, weiche berührungslos und verschleißfrei Abstände auf metallischen Hochdruckschläuchen äußerst hoch auflösend bis in den Nanometerbereich messen können. Die für das Messprinzip verantwortlichen hochfrequenten Feldlinien der Sensoren passieren nichtmetallische Medien ungehindert. Diese Eigenschaft lässt eine Messung unter Öl- oder Wasserdruck oder unter starker Verschmutzung zu. Auch können Gehäuseteile und Werkstoffe aus Kunststoff durchdrungen und dahinterliegende metallische Objekte erfasst werden. Lacke und Folien können auf Schichtstärke untersucht werden.
Zusätzlich oder alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die jeweilige Messeinrichtung an der Oberfläche des Hochdruckschlauches anliegende Rollentaster aufweist. Anhand der Umdrehungszahl der Rollentaster lässt sich dann die Einschiebtiefe des jeweiligen Hochdruckschlauches bestimmen.
Die jeweilige Reinigungseinrichtung kann einen Hochdruckschlauch mit Austrittsdüse aufweisen.
Alternativ kann die jeweilige Reinigungseinrichtung auch einen Hochdruck- schlauch mit damit verbundener, in das jeweilige Rohr einschiebbarer Lanze aufweisen.
Die Rahmenelemente bestehen vorzugsweise aus einem biegesteifen Profil und können beispielsweise mit Zahnstangen ausgerüstet sein, an denen die betreffen- den Antriebseinrichtungen zum Verfahren der Reinigungseinrichtung angreifen können.
Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Diese zeigen jeweils in stark vereinfachter schematischer Darstellung in Fig. 1 das stirnseitige Ende eines offenen Rohrbündels mit daran angeordneter erfindungsgemäßer Vorrichtung,
Fig. 2 eine Seitenansicht der Figur 1 ,
Fig. 3 bereichsweise einen Hochdruckschlauch mit beabstandeten
Messmarkierungen,
Fig. 4 eine Draufsicht auf das stirnseitige Ende eines offenen Rohrbündels mit einer Rohrreinigungsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform, Fig. 5 eine weitere Draufsicht auf das stirnseitige Ende des Rohrbündels mit einer Verschiebeeinrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform,
Fig. 6 eine schematische Darstellung einer Antriebseinrichtung einer Vor- triebseinrichtung und
Fig. 7 und 8 zwei unterschiedliche Verkrustungssituationen in einem Rohr mit dazugehörigen Drehmomentsdiagrammen eines Servomotors. In den Zeichnungen ist ein Rohrbündel 1 z.B. eines Rohrbündelwärmetauschers dargestellt, wobei das stirnseitige offene Ende zu erkennen ist, d.h. ein Verschlussdeckel oder dgl. ist demontiert. Der Deckel ist normalerweise an einem Flansch oder Flanschbereich 2 mit Befestigungsöffnungen 3 befestigt. Das Rohrbündel 1 weist im Sinne der Figur 1 in horizontaler Richtung eine Vielzahl von parallelen Rohren 4 auf, von denen nur einige angedeutet sind.
Zur automatischen Reinigung der Rohre 4 des Rohrbündels 1 ist eine erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtung vorgesehen, die allgemein mit 5 bezeich- net ist.
Diese Vorrichtung 5 weist wenigstens zwei Rahmenelemente auf, nämlich ein horizontales Rahmenelement 6 und ein vertikales Rahmenelement 7. Diese Rahmenelemente 6, 7 sind somit senkrecht zueinander angeordnet. Das horizontale Rahmenelement 6 kann in Richtung des Doppelpfeiles 6a mit einem nicht dargestellten Antrieb in horizontaler Richtung verfahren werden, das vertikale Rahmenelement 7 kann mit einem ebenfalls nicht dargestellten Antrieb gegenüber dem horizontalen Rahmenelement 6 in vertikaler Richtung im Sinne des Doppelpfeiles 7a verfahren werden. Auch eine umgekehrte Anordnung ist möglich. Die beiden Rahmenelemente 6, 7 können an einem (nicht dargestellten) Reinigungswagen angeordnet sein, der einen eigenen Fahrantrieb aufweisen kann, aber nicht muss.
Die beiden Antriebseinheiten der beiden Rahmenelemente 6 und 7 sind mit einer nicht dargestellten Steuereinrichtung 50 verbunden, welche es ermöglicht, einen Auflagerpunkt 8 am Rahmenelement 7 an jede beliebige Stelle der Stirnfläche des Rohrbündels 1 zu verfahren. An diesem Auflagerpunkt 8 ist ein Traggestell 9 befestigt, auf welchem eine Reinigungseinrichtung 20 angeordnet ist. Die Reinigungseinrichtung 20 weist einen Hochdruckschlauch 11 und eine Vortriebsein- richtung 10 für den Hochdruckschlauch 11 auf.
Diese Vortriebseinrichtung 10 weist, wie in Figur 2 gezeigt wird, eine rohrförmige Schlauchführung 12 sowie wenigstens eine nicht dargestellte Antriebsrolle 32 zum Einschieben des Schlauches 11 in ein Rohr 4 des Rohrbündels 1 oder zum Herausziehen desselben auf, d.h. zur Bewegung des Schlauches 1 1 in Richtung des Doppelpfeiles 13. Die wenigstens eine nicht dargestellte Antriebsrolle 32 ist mit einem nicht dargestellten Antrieb verbunden, der seinerseits mit der Steuereinrichtung 50 in Verbindung steht. Die Reinigungseinrichtung 20 dieses Ausführungsbeispiels weist den dargestellten Hochdruckschlauch 11 auf, der am vorde- ren freien Ende eine nicht dargestellte Düse aufweist. Rückseitig ist der Hochdruckschlauch 11 an eine Hochdruckpumpe oder dgi., angeschlossen.
Auf dem Traggestell 9 kann beabstandet auch noch eine zweite oder weitere Rei- nigungseinrichtung(en) 20 vorgesehen sein, so dass bei einer entsprechenden Positionierung des Traggestells 9 gegenüber dem Rohrbündel 1 gleichzeitig mehrere Hochdruckschläuche 11 in benachbarte Rohre 4 eingeschoben werden können.
Die Vortriebseinrichtung 10 und/oder die Reinigungseinrichtung 20, d.h. beim Aus- führungsbeispiel der Hochdruckschlauch 11 , sind mit einer Messeinrichtung 40 zur Messung der jeweiligen Einschiebtiefe des Hochdruckschlauchs 11 in das jeweilige Rohr 4 ausgerüstet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei am Ein- und Ausgang der Vortriebseinrichtung 10 angeordnete Messsensoren 14 vorgesehen. Der Hochdruckschlauch 1 1 ist gemäß Fig. 3 in gleichbleibenden Abstän- den mit Markierungen 15, z.B. in Form von Magnetstreifen, versehen, welche von den Sensoren 14 erfasst werden können. Die Sensoren 14 stehen mit der Steuereinrichtung 50 in Verbindung.
Auf diese Weise ist es möglich, die jeweilige Einschubtiefe des Hochdruck- Schlauches 11 der jeweiligen Reinigungseinrichtung 20 in das jeweilige Rohr 4 zu messen und das Messergebnis an die Steuereinrichtung 50 weiterzuleiten.
Die Messung der Einschiebtiefe des jeweiligen Hochdruckschlauches 1 1 in ein Rohr 4 kann grundsätzlich auf beliebige Weise erfolgen, möglich ist es z.B. auch, dass jeder Hochdruckschlauch 11 über einen eigenen Servomotor 30 bewegt wird und die Messung der Einschiebtiefe über den Servomotor 30 als Messeinrichtung 40 erfolgt.
Zur Reinigung eines Rohrbündels 1 wird die Vorrichtung 5 stirnseitig am offenen Rohrbündel 1 angeordnet, der weitere Reinigungsablauf erfolgt dann vollautoma- tisch. Dabei sind bevorzugt die Geometriedaten der Rohre 4 des Rohrbündels 1 in der Steuereinrichtung 50 abgespeichert, so dass die Steuereinrichtung 50 selbsttätig die jeweilige Reinigungseinrichtung 20 sukzessive an den Rohren 4 des Rohrbündels 1 positioniert.
Wenn die Geometriedaten der Rohre 4 des Rohrbündels 1 nicht bekannt sind, können diese manuell mit der Reinigungsvorrichtung 5 aufgenommen bzw. erfasst werden. Dazu wird von einer Bedienperson durch manuellen Eingriff in die Steuereinrichtung 50 nacheinander jedes Rohr 4 des Rohrbündels 1 mit der wenigstens einen Reinigungseinrichtung 20 abgefahren bzw. abgetastet, derart, dass sich die Reinigungseinrichtung 20, also z.B. die Spitze des Hochdruckschlauches 11 , am Eingang des jeweiligen Rohres 4 befindet. Auf diese Weise werden sämtliche Rohrpositionen erfasst und in der Steuereinrichtung 50 abgespeichert. Die so erfassten Geometriedaten können dann für den nachfolgenden Reinigungsvorgang oder spätere Reinigungsvorgänge verwendet werden. Anschließend wird dann die jeweilige Reinigungseinrichtung 20 bzw. der Hochdruckschlauch 11 von der zugeordneten Vortriebseinrichtung 10 in das jeweilige Rohr 4 eingefahren und Wasser oder dgl. unter Hochdruck zugeführt, um den Reinigungsvorgang im jeweiligen Rohr 4 auszuführen. Durch die jeweilige Messung der Einschiebtiefe, die auch gleich Null sein kann, wenn der Zugang zu einem Rohr 4 vollständig verschlossen ist, wird die Einschiebtiefe für jedes Rohr 4 gemessen und von der Steuereinrichtung 50 überwacht. Wenn keine oder nur eine unvollständige Reinigung eines Rohres 4 erfolgt, kann von der Steuereinrichtung 50 direkt eine Fehlermeldung oder auch eine Warnmeldung ausgegeben werden. Zusätzlich wird die jeweils gemessene Einschiebtiefe jedes Rohres 4 in der Steu- ereinrichtung 50 abgespeichert und für den jeweiligen Reinigungsvorgang dokumentiert.
Somit ist für den Anwender nach Abschluss der Reinigung nachvollziehbar dokumentiert, ob die Reinigung für alle Rohre 4 korrekt durchgeführt worden ist oder nicht. Im letzteren Falle können dann zusätzliche Reinigungsmaßnahmen ergriffen werden, falls dies erforderlich ist. in der Figur 4 ist eine weitere Ausführungsform einer Reinigungsvorrichtung 5 dargestellt die eine Verschiebeeinrichtung 25 mit einem ersten Rahmenelement 60 und einem zweiten Rahmenelement 70 aufweist. Das erste Rahmenelement 60 weist Befestigungsmittel 62a, b auf, die in der hier gezeigten Ausführungsform als Laschen ausgeführt sind. Diese Befestigungsmittel 62a, b sind am Flansch 2 des Rohrbündels 1 befestigt. Hierzu werden die Befestigungsöffnungen 3 im Flansch 2 benutzt.
Senkrecht zum ortsfest montierten ersten Rahmenelement 60 ist das zweite Rahmenelement 70 angeordnet, das mittels einer Antriebseinrichtung 72 längs des ersten Rahmenelementes 60 in Pfeilrichtung verfahrbar angeordnet ist. Am zweiten Rahmenelement 70 ist eine weitere Antriebseinrichtung 74 angeordnet, die mit einem Tragelement 9 verbunden ist, auf dem eine Reinigungseinrichtung 20 angeordnet ist. Die Reinigungseinrichtung 20 umfasst eine Vortriebseinrichtung 10 für zwei Schläuche 1 sowie eine Messeinrichtung 40.
Auf dem Traggestell 9 kann auch eine zweite Reinigungseinrichtung 20 angeord- net sein, die ebenso wie die erste Reinigungseinrichtung 20 eine Vortriebseinrichtung 10 für zwei Schläuche 11 sowie eine Messeinrichtung 40 aufweist. Die zweite Reinigungseinrichtung 20 ist gestrichelt dargestellt.
Mittels der Antriebseinrichtung 74 ist das Traggestell 9 in Pfeilrichtung längs des zweiten Rahmenelementes 70 verfahrbar angeordnet. Die Antriebseinrichtungen 72 und 74 sowie die Vortriebseinrichtung 10 und die Messeinrichtung 40 sind an eine Steuereinrichtung 50 angeschlossen, die über eine Speicher- und Dokumentationseinrichtung 52 verfügt. Ferner ist eine Fernbedienung 54 vorgesehen, mit der eine Bedienungsperson Befehle an die Steuereinrichtung 50 übermitteln kann. Ferner ist ein Koordinatensystem eingezeichnet, dessen Nullpunkt im Rohr 4c, das im vorliegenden Fall ais Referenzrohr dient, liegt. Das Rohr 4c befindet sich am linken Ende der oberen Rohrreihe und stellt den Startpunkt für den Reinigungsvorgang dar. Ausgehend vom Rohr 4c werden die Rohre 4 reihenweise abgefahren bis alle Rohre 4 gereinigt worden sind. Grundsätzlich kann jedes beliebige Rohr 4 als Referenzrohr 4c gewählt werden.
Dieses Koordinatensystem sowie die in diesem Koordinatensystem liegenden Rohrkoordinaten x und y sind in der Steuereinrichtung 50 bzw. der Speicher- und Dokumentationseinrichtung 52 abgelegt. Diese Geometriedaten können vom Hersteller oder Betreiber des Rohrbündels 1 bezogen und in die Steuereinrichtung 50 eingegeben werden. Es ist auch möglich, manuell mittels der Fernbedienung 54 die Rohre 4 einzeln abzufahren und die entsprechenden x,y-Daten in der Steuereinrichtung 50 bzw. der Speicher- und Dokumentationseinrichtung 52 abzuspei- ehern und vorzugsweise auch gleichzeitig die Reinigung der Rohre 4 durchzuführen.
Anhand dieser Daten kann dann der Reinigungsvorgang durchgeführt werden, wobei manuell nur das Rohr 4c angefahren wird. Das Verfahren kann anschlie- ßend vollautomatisch oder halbautomatisch ablaufen, wobei beispielsweise der Wechsel von einer Rohrreihe zur nächsten Rohrreihe manuell durchgeführt werden kann. Auch das Abspeichern z.B. der Einschiebtiefe kann bei jedem Rohr manuell mittels der Fernbedienung 54 erfolgen. In der Figur 5 ist das erste Rahmenelement 60 in gleicher Weise wie in Figur 4 am Flansch 2 befestigt. Aus Stabilitätsgründen kann es vorteilhaft sein, ein weiteres erstes Rahmenelement 60 an der gegenüberliegenden Seite am Flansch 2 anzuordnen. Das zweite nicht dargestellte Rahmenelement 70 ist vefahrbar an beiden Rahmenelementen 60 angeordnet. Bevor der Reinigungsvorgang durchgeführt wird, ist die Ausrichtung der Verschiebeinrichtung 25 zur Rohranordnung zu überprüfen. In der Regel kann das erste Rahmenelement 60 nicht parallel zu den Rohrreihen 82 am Flansch 2 angeordnet werden, so dass ein Winkelversatz α auftritt. Dieser Winkelversatz zwi- sehen der Parallele 80 zum ersten Rahmenetement 60 und der Rohrreihe 82 wird ermittelt und in der Steuereinrichtung 50 abgelegt, so dass beim Verfahren der Reinigungseinrichtung 20 dieser Winkelversatz α in die Ortskoordinaten x, y der Rohre 4 eingerechnet und berücksichtigt werden kann. Hierzu wird manuell mit der Reinigungseinrichtung 20 z.B. das Rohr 4a angefahren und die Position abgespeichert. Anschließend wird die Reinigungseinrichtung 20 vor das Rohr 4b gefahren und diese Position ebenfalls abgespeichert, woraus dann der Winkel α der Rohrreihe 82 zur Parallelen 80 ermittelt werden kann. In der Figur 6 ist eine Vortriebseinrichtung 10 für den Hochdruckschlauch 1 1 schematisch dargestellt, die zwei Antriebsrollen 32 und 34 aufweist, die über einen Riemen- oder Kettenantrieb 33 miteinander verbunden sind. Die Antriebsrolle 32 wird von einem Servomotor 30 angetrieben, der an die Steuereinrichtung 50 angeschlossen ist.
Oberhalb des zu transportierenden Hochdruckschlauches 11 sind Andrückrollen 36 und 38 vorgesehen, mit denen der Hochdruckschlauch 11 auf die Antriebsrollen 32 und 34 gedrückt wird, wodurch ein Rutschen des Hochdruckschlauches 1 1 auf den Antriebsrollen 32, 34 weitgehend vermieden wird. Auf die zusätzliche Antriebsrolle 34 und Andrückrolle 38 kann verzichtet werden, wenn der Hochdruckschlauch 1 1 und die Antriebsrollen 32, 34 Oberflächen mit einer entsprechenden Rauigkeit aufweisen, so dass ein Durchrutschen der Antriebsrollen 32, 34 nicht stattfindet. Vor der oberen Andrückrolle 36, die vom Hochdruckschlauch 11 angetrieben wird und auf einem Kreis angeordnete Vertiefungen oder Öffnungen 37 aufweist, ist mittels einer Sensor-Halterung 46 ein Rollensensor 44 angeordnet, der an eine Schlupfüberwachungseinrächtung 90 angeschlossen ist. Mit dem Sensor 44 wird die Rotationsgeschwindigkeit der Andrückrolle 36 erfasst. Diese Schlupfüberwa- chungseinrichtung 90 ist auch an den Servomotor 30 und die Steuereinrichtung 50 angeschlossen.
Wenn der Hochdruckschlauch 11 innerhalb des zu reinigenden Rohres 4 auf ein Hindernis trifft, wird der Hochdruckschlauch 1 1 abgebremst und es besteht die Gefahr, dass die Antriebsrolle 32 trotzdem weiterläuft. Da über den Servomotor 30 die Einschiebtiefe ermittelt wird und der Servomotor 30 somit auch die Messeinrichtung 40 bildet, würde dies zu einem Fehler bei der Ermittlung der Einschiebtiefe führen. Mittels der Schlupfüberwachungseinrichtung 90 kann dieses Problem erkannt werden, so dass der Servomotor 30 sofort abgeschaltet wird und das eventuell stattgefundene Weiterlaufen der Antriebsrolle 32 in die Berechnung der Einschiebtiefe einbezogen werden kann.
Eine der Andrückrollen 36, 38 kann auch als Rollentaster ausgebildet sein, wenn ein Hochdruckschlauch 1 1 mit Markierungen 15 verwendet wird , wie dies in der Figur 3 dargestellt ist. Diese Andrückrolle 36, 38 ist in einer solchen Ausführungsform Bestandteil der Messeinrichtung 40 zur Messung der Einschiebtiefe und ist an die Steuereinrichtung 50 oder die Speicher- und Dokumentationseinrichtung 52 angeschlossen. In den Figuren 7 und 8 sind verschiedene Hindernisse in Form von Verkrustungen 16, 16a, 16b innerhalb der Rohre 4 eingezeichnet. Unter den jeweiligen Rohren 4 ist ein schematisches Diagramm des Drehmomentes D in Abhängigkeit von der Wegstrecke z dargestellt. Das Drehmoment D des Servomotors 30 ist beim Einschieben des Hochdruckschlauches 11 in das Rohr 4 konstant und steigt sprunghaft an, wenn die am vorderen Ende des Schlauchs 11 angeordnete Austrittsdüse 18 auf ein Hindernis in Form einer Verkrustung 16 trifft. Das Drehmoment wird vorzugsweise mit einer Drehmomentmesseinrichtung 39 erfasst, die im oder am Servomotor 30 angeord- net ist (s. Fig. 6).
Dieser rapide Anstieg ist im Diagramm dargestellt, wobei dieser Anstieg die Einschiebtiefe ZE markiert. Mittels des Hochdruckschlauchs 1 und der Austrittsdüse 18 kann dieses Hindernis nicht beseitigt werden, so dass an dieser Stelle der Reinigungsvorgang des Rohres 4 beendet ist. Aus dem Wert des Drehmoments D ist ablesbar, dass es sich hier um ein unüberwindliches Hindernis handelt. Die entsprechenden Daten, wie Einschiebtiefe zE und Drehmoment D, werden in der Steuereinrichtung 50 bzw. Speicher- und Dokumentationseinrichtung 52 abgespeichert.
In der Figur 8 ist eine andere Situation dargestellt, bei der zwei weniger große Verkrustungen 16a, 16b eingezeichnet sind. Wenn der Hochdruckschlauch 1 1 mit der Austrittsdüse 18 gegen die Verkrustung 16a stößt, steigt das Drehmoment des Servomotors 30 an. Wenn es gelingt, diese Verkrustung 16a aufzulösen, kann der Vorschub des Hochdruckschlauchs 11 fortgesetzt werden, so dass das Drehmoment des Servomotors 30 wieder abfällt bis der Hochdruckschlauch 11 mit der Düse 18 auf das nächste Hindernis in Form der Verkrustung 16b trifft. Wenn auch dort die Verkrustung 16b aufgelöst und beseitigt werden kann, fällt das Drehmoment wieder ab und der Vorschub kann ebenfalls fortgesetzt werden.
Aus dem nur schematisch dargestellten Verlauf der Drehmomentkurve lässt sich somit ablesen, wie stark die Verschmutzung bzw. die Verkrustung 16, 16a, b innerhalb des Rohres 4 ist. Anhand der Daten Zi und z2 ist dann auch der Ort lokalisierbar, wo genau diese Verschmutzungen aufgetreten sind.
Es lässt sich somit anhand sämtlicher Daten ein dreidimensionales Verschmutzungsprofil des Rohrbündeis 1 erstellen, aus dem der Ort der Verkrustungen 16, 16a, b und der Grad der Verkrustungen bzw. Verschmutzung ablesbar ist.
Ein beispielhafter Ablauf der Reinigung eines Rohrbündels 1 kann wie folgt vonstatten gehen: Die einzelnen Rahmenelemente 6, 7 bzw. 60, 70 werden zusammen mit der oder den Reinigungseinrichtung/en 20 sowie der Steuereinrichtung 50 angeliefert und vor Ort zu einer Reinigungsvorrichtung 5 zusammengebaut. Zunächst wird das erste Rahmenelement 6, 60 an dem Rohrbündel 1 montiert und anschließend wird das zweite Rahmenelement 7, 70 an dem ersten Rahmenelement 6, 60 montiert.
Der Vorteil der Vorrichtung besteht unter anderem darin, dass die Rahmenelemente sowohl an horizontal ausgerichteten Rohrbündeln 1 als auch an vertikal ausgerichteten Rohrbündeln 1 montiert werden kann. Die Vorrichtung 5 ist weitaus flexibler einsetzbar als dies bei Rohrreinigungsvorrichtungen beim Stand der Technik der Fall ist, die beispielsweise auf einem Wagen montiert sind, der vor das zu reinigende Rohrbündel 1 gefahren werden muss, was nur im Fall von horizontal angeordneten Rohrbündeln 1 möglich ist.
Anschließend wir der Winkelversatz ermittelt und der Arbeitsbereich festgelegt. Hierfür werden vier außerhalb des Rohrbündels 1 liegende Eckpunkte eines Vierecks angefahren. Die Stirnseite des Rohrbündels 1 befindet sich dann innerhalb des Arbeitsbereiches, in dem die Reinigungseinrichtung/en 20 verfahren werden kann/können. Wenn es sich um einen erstmaligen Reinigungsvorgang eines Rohrbündels 1 handelt, ist es erforderlich die Geometriedaten in die Steuereinrichtung 50 einzugeben. Wenn diese Geometriedaten der Rohre 4 vom Betreiber oder Hersteiler des Rohrbündels 1 bereitgestellt und dann in die Steuereinrichtung 50 eingegeben worden sind, kann der Reinigungsvorgang nach der Eingabe gestartet werden, wobei der Reinigungsvorgang an einem Referenzrohr 4c beginnt, das manuell angefahren wird. Dies kann z.B. das erste Rohr 4 der ersten Reihe eines Rohrbündels 1 sein. Das Referenzrohr 4c kann auch ein beliebiges Rohr 4 des Rohrbündels 1 sein. Wenn keine Geometriedaten vorliegen, werden mittels eines manuellen Anfahrens der Rohre 4 die Geometriedaten vor Ort ermittelt und vorzugsweise gleichzeitig auch die Rohre 4 gereinigt.
Wenn die Reinigungseinrichtung 20 vor ein Rohr 4 fährt, das mit einem Stopfen verschlossen ist, kann der Hochdruckschlauch 11 nicht in das Rohr 4 einfahren. Es wird diesem Rohr 4 dann eine entsprechende Information zugeordnet, dass der Hochdruckschlauch 11 nicht einfahren konnte. Diese Daten werden anschließend in der Speicher- und Dokumentationseinrichtung 52 abgespeichert.
Wenn der Hochdruckschlauch 1 in das zu reinigende Rohr 4 einfahren kann, gibt es zwei Möglichkeiten. Entweder der Schlauch kann vollständig bis zum gegenüberliegenden Ende in das Rohr 4 eingeschoben werden. Dann kann die Reini- gung planmäßig erfolgen und dieser Reinigungserfolg wird ebenfalls durch Abspeichern der Rohrdaten und der maximal erreichten Einschiebtiefe dokumentiert.
Wenn das Rohr 4 nur teilweise einfahren kann, erfolgt die Reinigung nicht planmäßig. Es werden die maximal erreichte Einschiebtiefe zE sowie gegebenenfalls die auftretenden Drehmomente ermittelt, so dass weitere Rückschlüsse auf den Grad der Verschmutzung gezogen werden können. Auch diese Daten werden anschließend in der Speicher- und Dokumentationseinrichtung 52 abgelegt.
Wenn es gelingen sollte, die Verschmutzung mittels des eingedrungenen Hoch- druckschlauches 11 zu beseitigen, wird auch dies abgespeichert und dokumentiert.
Wenn alle Rohre 4 eines Rohrbündels 1 angefahren worden sind, ist der Reinigungsvorgang beendet.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist sichergestellt, dass kein Rohr versehentlich vergessen wird, wie dies bei einer herkömmlichen manuellen Reinigung der Rohre der Fall sein kann. Wenn mehrere Hochdruckschläuche 1 1 gleichzeitig zum Einsatz kommen, wird die Reinigungszeit noch einmal verkürzt. Ein Verfahren der Reinigungseinrichtung 20 findet immer erst dann statt, wenn alle Hochdruckschläuche 1 1 ihre angefahrenen Rohre 4 verlassen haben. Insbesondere dann, wenn z.B. einer der Hochdruckschläuche 11 vorzeitig aus dem Rohr wegen eines nicht überwindbaren Hindernisses herausgefahren worden ist, muss auf den oder die anderen Hochdruckschläuche 11 gewartet werden, die eine vollständige Reinigung ihres/ihrer Rohre durchführen können.
Bezugszeichenliste
1 Rohrbündel
2 Flanschbereich, Flansch
3 Befestigungsöffnungen
4 Rohr
4a, b, c Rohr
5 Reinigungsvorrichtung
6 horizontales Rahmenelement
6a Doppelpfeil
7 vertikales Rahmenelement
7a Doppelpfeil
8 Aufiagerpunkt
9 Traggestell
10 Vortriebseinrichtung 1 Hochdruckschlauch
12 Schlauchführung
13 Doppelpfeil
14 Sensoren
15 Markierungen
16 Verkrustung
16a, b Verkrustung
18 Austrittsdüse
20 Reinigungseinrichtung
25 Verschiebeeinrichtung
30 Servomotor 32 Antriebsrolle
33 Übertragungselement
34 Antriebsrolle
36 Andrückrolle
37 Öffnung
38 Andrückrolle
39 Einrichtung zur Messung des Drehmomentes
40 Messeinrichtung
44 Rollensensor
46 Sensorhalterung
50 Steuereinrichtung
52 Speicher- und Dokumentationseinrichtung
54 Fernbedienung
60 erstes Rahmenelement
62a, b Befestigungsmitte! zweites Rahmenelement
Antriebseinrichtung
Antriebseinrichtung
80 Parallele
82 Rohrreihe
90 Schlupfüberwachungseinrichtung

Claims

Patentansprüche
Verfahren zum Reinigen von Rohrbündeln (1) mit stirnseitig offenen Enden, insbesondere der Rohrbündel von Wärmetauschern, Luftkühlern oder Kondensatoren, bei welchem eine wenigstens eine Reinigungseinrichtung (20) aufweisende Reinigungsvorrichtung (5) angrenzend an die offenen Enden des Rohrbündels (1) positioniert und anschließend die wenigstens eine einen Hochdruckschlauch (11) aufweisende Reinigungseinrichtung (20) von einer Steuereinrichtung (50) nacheinander fluchtend zum jeweiligen Rohr (4) des Rohrbündels (1) angeordnet und die Reinigungseinrichtung (20) in das jeweilige Rohr (4) eingeschoben und mit Flüssigkeit unter Hochdruck beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, dass während des Einschiebens der wenigstens einen Reinigungseinrichtung (20) in das jeweilige Rohr (4) die Einschiebtiefe gemessen und von der Steuereinrichtung (50) überwacht wird.
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Einschiebtiefe in der Steuereinrichtung (50) oder einer an die Steuereinrichtung (50) angeschlossen Speicher- und Dokumentationseinrichtung (52) abgespeichert und für den jeweiligen Reinigungsvorgang dokumentiert wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dokumentation die Erstellung eines drei-dimensionalen Verschmutzungsprofils des Rohrbündels (1 ) umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reinigungsvorrichtung (5) mit mehreren parallelen Reinigungseinrichtungen (20) verwendet wird, die gleichzeitig in benachbarte Rohre (4) eingeschoben werden und deren Einschiebtiefe unabhängig voneinander gemessen und überwacht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Anordnung und Einschubbewegung der jeweiligen Reinigungseinrichtung (20) von der Steuereinrichtung (50) automatisch oder halbautomatisch anhand von abgespeicherten Geometriedaten der Rohre (4) des Rohrbündels (1 ) durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Geometriedaten der Rohre des Rohrbündels (1) durch manuelles Anfahren der Rohre mit der wenigstens einen Reinigungseinrichtung (20) erfasst werden,
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Messung der Einschiebtiefe durch einen Servomotor (30) einer Vortriebseinrichtung (10) einer Reinigungseinrichtung (20) für den Hochdruckschlauch (1 1) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmoment D des Servomotors (30) während des Einschiebens des Hochdruckschlauches (1 1) in das Rohr (4) kontinuierlich gemessen und die gemessenen Drehmomentdaten zusammen mit der jeweiligen Einschiebtiefe in der Steuereinrichtung (50) oder in einer an die Steuereinrichtung (50) angeschlossenen Speicher- und Dokumentationseinrichtung (52) abgespeichert wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Anstieg des Drehmoments des Servomotors (30) über einen vorgegebenen Wert Dv der Servomotor (30) abgeschaltet, in den Rücklauf, in einen Freispülmodus oder in einen Rüttetmodus geschaltet wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass während des Einschiebens des Hochdruckschlauches (11 ) der Schlupf der Vortriebseinrichtung (10) überwacht wird.
1 1. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Messung der Einschiebtiefe über ein Abtasten von an oder in dem
Hochdruckschlauch (11) angebrachter Markierungen erfolgt.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Verschiebeinrichtung (25) der Reinigungsvorrichtung (5) am Rohrbündel (1) befestigt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebeeinrichtung (25) der Reinigungsvorrichtung (5) an einem Flansch (2) des Rohrbündels (1) befestigt wird.
14. Verfahren nach einem Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem erstmaligen Einschieben des wenigstens einen Hochdruckschlauches (1 ) in die Rohre (4) die Ausrichtung der Reinigungsvorrichtung (20) bezüglich des Rohrbündels (1 ) ermittelt und die ermittelten Daten in der Steuereinrichtung (50) abgespeichert und zur Korrektur des Verfahrweges der Reinigungseinrichtung (20) berücksichtigt werden.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens das erste zu reinigende Rohr (4) des Rohrbündels (1 ) manuell angefahren wird.
16. Vorrichtung (5) zum Reinigen von Rohrbündeln (1) mit stirnseitig offenen Enden, insbesondere von Rohrbündeln (1 ) von Wärmetauschern, Luftkühlern oder Kondensatoren, mit in horizontaler und vertikaler Richtung von ei- ner Steuereinrichtung (50) verfahrbaren Rahmenelementen (6, 7, 60, 70), in welchen wenigstens eine mit der Steuereinrichtung (50) verbundene Vortriebseinrichtung (10) für eine einen Hochdruckschlauch (11) aufweisende Reinigungseinrichtung (20) angeordnet ist, wobei die Reinigungseinrichtung (20) von der Vortriebseinrichtung (10) in die Rohre (4) des Rohrbündels (1 ) einschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vortriebseinrichtung (10) und/oder die Reinigungseinrichtung (20) mit einer Messeinrichtung (40) zur Messung der jeweiligen Einschiebtiefe der Reinigungseinrichtung (20) in das jeweilige Rohr (4) ausgerüstet ist, wobei die Messeinrichtung (40) mit der Steuereinrichtung (50) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Reinigungseinrichtung (20) von einem Hochdruckschlauch (1 1) mit Austrittsdüse (18) gebildet ist.
Vorrichtung (5) zum Reinigen von Rohrbündeln (1) mit an stirnseitig offenen Enden, insbesondere von Rohrbündeln (1) von Wärmetauschern, Luftkühlern oder Kondensatoren, mit einer Verschiebeeinrichtung (25), die mindestens ein erstes Rahmenelement (6, 60) und mindestens ein zweites Rahmenelement (7, 70) aufweist, wobei das erste Rahmenelement (6, 60) und das zweite Rahmenelement (7, 70) senkrecht zueinander angeordnet sind,
mit mindestens einer an der Verschiebeeinrichtung (25) angeordneten Reinigungseinrichtung (20), die mindestens einen Hochdruckschlauch ( 1) und mindestens eine Vortriebseinrichtung (10) aufweist, wobei der Hochdruckschlauch ( 1) mittels der Vortriebseinrichtung (10) in die Rohre (4) einschiebbar ist und mit einer Steuereinrichtung (50), die an die Verschiebeeinrichtung (25) und an die Vortriebseinrichtung ( 0) angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungseinrichtung
(20) eine Messeinrichtung (40) zur Messung und Überwachung der jeweiligen Einschiebtiefe Z des Hochdruckschlauches (11 ) aufweist, dass die Messeinrichtung (40) an die Steuereinrichtung (50) angeschlossen ist, und dass die Steuereinrichtung (50) eine Speicher- und Dokumentationseinrichtung (52) aufweist oder an eine Speicher- und Dokumentationseinrichtung (52) angeschlossen äst, in der mindestens die jeweils gemessene Einschiebtiefe Z abspeicherbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebeeinrichtung (25) Mittel (62a, b) zum Befestigen an dem Rohrbündel (1 ) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Rahmenelement (6, 60) die Mittel (62a, b) zum Befestigen an dem Rohrbündel (1 ) aufweist und dass das zweite Rahmenelement (7, 70) längs des ersten Rahmenelementes (6, 60) verfahrbar am ersten Rahmenelement (6, 60) angeordnet ist.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungseinrichtung (20) verfahrbar am zweiten Rahmenelement (7, 70) angeordnet ist.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die Vortriebseinrichtung (10) mindestens eine Antriebsrolle (32, 34) zum Vortrieb des Hochdruckschlauches (1 ) aufweist.
23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Vor- triebseinrichtung (10) mindestens eine Andrückrolle (36, 38) zum Andrücken des Hochdruckschlauches (1 1) gegen die Antriebsrolle (32, 34) aufweist.
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 23, dadurch gekennzeich- net, dass die Vortriebseinrichtung (10) eine Schlupfüberwachungseinrichtung (90) der Antriebsrolle (32, 34) aufweist.
25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Vortriebseinrichtung (10) mindestens einen Servomotor (30) aufweist, der die Antriebsrolle (32, 34) antreibt.
26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Vortriebseinrichtung (10) eine Drehmomentmesseinrichtung (39) für die Messung des Drehmoments des Servomotors (30) aufweist.
27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass am vorderen Ende des Hochdruckschlauches (1 1) eine Austrittsdüse (18) angeordnet ist.
28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Speicher- und Dokumentationseinrichtung (52) zur Ablage, Verarbeitung, Aufbereitung und Auswertung von während des Betriebs der Reinigungsvorrichtung (5) anfallender Daten und/oder eingegebener Daten ausgebildet ist.
29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere parallele Reinigungseinrichtungen (20) mit eigener Vor- triebseinrichtung (10) vorgesehen sind, wobei jede Reinigungseinrichtung (20) und/oder jede Vort ebseinrichtung (10) mit einer eigenen Messeinrich- tung (40) ausgerüstet sind.
30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Messeinrichtung (40) Messsensoren (14) und damit zusammenwirkende Messmarkierungen (15) am Hochdruckschlauch (1 1 ) aufweist.
31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Messeinrichtung (40) an der Oberfläche des Hochdruckschlauches (11 ) anliegende Rollentaster aufweist.
32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 31 , dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Reinigungseinrichtung (20) einen Hochdruckschlauch (11) mit damit verbundener, in das jeweilige Rohr (4) einschiebbarer Lanze aufweist.
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