DE2631902A1 - Vorrichtung und verfahren zum reinigen des inneren eines kessels - Google Patents

Description

Τ.ΕΟΤΚΕ - BüHLING - KlNNE - GlMJPB

Dipl.-Chem. Bühling Dipl.-Ing. Kinne Dipl.-Ing. Grupe

Bavariaring 4, Postfach 20 24 8000 München 2

Tel.: (0 89) 53 96 53 -

Telex:524 845tipat

cable. Germaniapatent München

15. Juli 1976

B 7472/ICI case Py 28046/28871

Imperial Chemical Industries Limited
London, Großbritannien

Vorrichtung und Verfahren zum Reinigen des
Inneren eines Kessels

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Reinigen des Inneren eines Kessels.■

Es ist bekannt, zum Zwecke der Reinigung einer Oberfläche einen Flüssigkeitsstrahl, normalerweise Wasser, unter hohem Druck durch eine Düse auszustoßen. Ein wichtiges Beispiel einer solchen Verwendung ist die Reinigung des Inneren von Kesseln wie z. B. chemische Reaktionsbehälter, Reaktoren, und im besonderen Polymerisationsreaktionsbehälter, wobei der

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Dresdner Bank (München) Kto. 3939 844 Postscheck (München) Kto. 670-43-804

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Hochdruckfliissigkeitsstrahl zum Entfernen oder Lösen von Polymerrückständen, die an den Innenflächen des Reaktionsbehälters hartnäckig haften, verwendet werden. Diese Art Verfahren ist als hydrodynamische Reinigung bekannt u^d wird häufig verwendet, z. B. bei der Reinigung von Autoklaven, die zur Herstellung von Vinylchloridpolymeren verwendet werden.

Die handelsübliche Ausrüstung zur Durchführung von hydrodynamischer Reinigung enthält auf einem drehbaren Träger eine Vielzahl von Düsen zur Lieferung von Wasserhochdruckstrahlen unter veränderlichen Winkeln. Der Träger kann zweckmäßig innerhalb des Reaktionsbehälters angeordnet sein, z. B. zentral entlang der Hauptlängsachse des Reaktionsbehälters, so daß die Strahlen die meisten Teile der zu reinigenden Flächen erreichen können.

So eine Anordnung jedoch hat den Nachteil, daß die Düsen normalerweise in einem beträchtlichen Abstand von den zu reinigenden Oberflächen stehen, so daß die Strahlen zum divergieren tendieren und viel von ihrer Reinigungskraft verlieren. Dazu sind die Formen vieler Reaktionsbehälter so, daß manche Teile ihrer Innenflächen von den Strahlen nicht berührt werden können und dadurch nicht gereinigt v/erden.

In der US-PS 3 827 634 wurde vorgeschlagen, diese Nachteile durch eine verbesserte Vorrichtung zu beseitigen,

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bei der die Düsen an den Enden von Armen getragen werden, wobei die Arme an einem mittleren Träger montiert sind-. Die Arme gehen strahlenförmig vom Träger aus (so ähnlich wie die Speichen eines Schirmes), damit sie während des Reinigungsvorganges in einer einzigen fixierten divergierenden Lage angeordnet sind, so daß die Düsen näher zur Fläche des Reaktionsbehälters -stehen. Der Träger kann um seine Längsachse gedreht werden, so daß die Fläche des Reaktionsbehälters mit den Strahlen von Hochdruckflüssigkeit überschwemmt werden kann. Bei solch einem Aufbau,besteht die Schwierigkeit, den Träger mit seinen angeschlossenen Armen in einem Reaktionsbehälter einzuführen, welcher eine verhältnismäßig kleine Eingangsöffnung hat, wie man sie z. B. bei den meisten Polymerisationsautoklaven findet. Dies ist bei einem Aufbau des heutigen Standes der Technik, durch Arme behoben, die zusammenklappbar sind, so daß sie vor Einführung in den Reaktionsbehälter (und beim anschließenden Ausfahren) zur'Längsachse des Trägers im wesentlichen parallel sind, wodurch sie ein enges Profil aufweisen, welches durch die Eingangsöffnung des Reaktionsbehälters einführbar ist. Sobald die Vorrichtung innerhalb des Reaktionsbehälters ist, können die Arme von der Trägerachse radial (nach Schirmart), in die einzige fixierte Lage, ausgefahren werden und sind zur Reinigung bereit. Bei diesem bekannten Aufbau sind die Arme nur in der zusammengeklappten Lage (zum Einführen und Herausziehen der Vorrichtung) und in der einzigen fixierten ausgefahrenen

Lage (während des Reinigungsvorganges) festhaltbar.

Es wurde jedoch festgestellt, daß selbst diese verbesserte Vorrichtung in Hinsicht auf die variable Geometrie mancher . Flächen, wie man sie in den meisten Reaktionsbehältern findet, nicht vollkommen befriedigend ist. Z. B. sind in den meisten zylindrischen Polymerisationsreaktionsbehältern der Deckel (durch welchen die Einführung erfolgt) und der Boden von gewölbter Form, so daß die Arme in ihrer zur Reinigung einzigen fixierten ausgefahrenen Lage ungeeignet sind, die Düsen in die richtige Lage nahe zu allen Teilen dieser gekrümmten Oberflächen zu bringen. In der bekannten Vorrichtung sind die Düsen an den Enden der Arme selbstdrehend, was in gewissem Umfang diesen Nachteil behebt, so daß die Strahlen jene Teile der Oberflächen des Reaktionsgefäßes, welche von den Enden der Arme noch entfernt liegen, reinigen können. Jedoch wurde festgestellt, daß diese Vorrichtung noch nicht vollkommen v/irksam ist, z. B. haben die Strahlen das Bestreben, zu. divergieren, verlieren ihre Reinigungskraft und erreichen selbst dann nicht immer.bestimmte Bereiche der Fläche des Reaktionsbehälters (z. B. treffen sie vielleicht auf Hindernisse, wie ein Rührwerk, Rührwerkkappe oder andere Ausladungen, die den Weg der Strahlen unterbrechen).

Es wurde eine Vorrichtung entwickelt, welche die

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Nachteile der oben besprochenen bekannten hydrodynamischen-Reinigungsvorrichtung nicht mehr aufweist.

Gemäß vorliegender Erfindung wird eine Vorrichtung zur hydrodynamischen Reinigung des Inneren von Kesseln geliefert welche enthält:

a) Ein zentraler Träger, welcher drehbar oder drehschwing bar um die Längsachse des Trägers ist,

b) mindestens drei Arme, welche sich vom Träger ausbreiten und um die Längsachse in einer ausgeglichenen Anordnung verteilt sind, wobei jeder Arm an seinem äußeren Ende zur Ausstoßung von Reinigungsflüssigkeit mindestens eine Düse hat,

c) eine Vorrichtung zur Leitung der Reinigungsflüssigkeit zu jeder Düse,

d) eine Vorrichtung zum Drehen oder Drehschwingen des Trägers um seine Längsachse,

e) eine Vorrichtung, um jeden Arm in festhaltbare Endlagen, welche in bezug auf eine zur Längsachse senkrechten Ebene angelegt oder vorgeschoben sind, und in wahlweise festhaltbare Lagen zwi-

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sehen dieser angelegten oder vorgeschobenen Lage zu bringen.

Die Begriffe "Längsachse", "zur Längsachse senkrechte Ebene", "angelegt" und "vorgeschoben" sind durch die begleitenden Zeichnungen ohne weiteres verständlich. Z. B. ist in Fig. 1 die Längsachse eine senkrechte Linie, welche, mitten durch den Träger geht, während die Arme 4 in Fig. 1 sich in einer zur Achse senkrechten Ebene befinden. In Fig. 2 sind die Arme - dargestellt durch die nichtpunktierte Linie - in Position A angelegt, während die Arme - dargestellt durch die punktierte Linie - in Position B vorgeschoben sind.

Die Arme der Vorrichtung der Erfindung können in einer ausgeglichenen Anordnung rings um die Längsachse des Trägers verteilt sein, d.h. in einer Anordnung, so daß die Reaktionskräfte der Flussigkeitsstrahlen sich bei Verwendung der Vorrichtung selbst ausgleichen. Dies ist Sache der individuellen Gestaltung einer jeden Vorrichtung gemäß dieser Erfindung, ist jedoch am wirkungsvollsten, wenn die Arme in gleichem Winkelabstand um die Längsachse verteilt sind; vorzugsweise (um die Konstruktion und das Verfahren zu erleichtern) sind die Enden der Arme in einer gemeinsamen zur Längsachse senkrechten Ebene (wie in Fig. 1 und 3). Die Arme

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sind für leichteren Ausgleich und zur Gleichförmigkeit der Reinigungswirksamkeit, vorzugsweise von gleicher Länge. Jedoch ist es möglich, Arme zu verwenden, die nicht alle von gleicher Länge sind; dieser Behelf kann in Fällen, wo ein oder mehrere Arme Einrichtungen wie ein Thermoelementbehälter oder ein Umlenkblech beschädigen können, nützlich sein. Für die Erleichterung der Konstruktion und. - der Einsatzwirksamkeit wird es vorgezogen, drei Arme zu verwenden (siehe Fig. 1 und 3).

Die angelegten und vorgeschobenen Endlagen sind vorzugsweise jene, in welchen die Arme im wesentlichen zur Längsachse parallel sind. Durch "im wesentlichen parallel" versteht man vollkommen parallel oder innerhalb von 30 bis zum vollkommenen Parallelsein. Die Endlagen sind gewöhnlich durch die eigene Geometrie der Vorrichtung festgelegt. In Fig. 1 und 3 z.B. können die Arme bis zur vollkommenen Parallelität in der angelegten Lage, jedoch nur innerhalb von 20° zur vollkommenen Parallelität in der vorgeschobenen Lage gedreht werden, da die Einheit 8 eine weitere Drehung verhindert. .

Die Drehung der Arme kann, wenn gewünscht, in einer gesteuerten Weise vorgenommen werden, während der Träger sich um seine Längsachse dreht oder drehschwingt; die Drehung der Arme sowie die Drehung oder Drehschwingung des Trägers

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können mit der als Ganzes bewegten (z. B. entlang des Inneren des Reaktionsbehälters) oder stehenden Vorrichtung ausgeführt werden. Dies wird dann am besten erzielt, wenn die Betätigungen der Vorrichtungen d) und e) völlig unabhängig voneinander sind.

Die Vorrichtung der Erfindung hat den bezeichnenden Vorteil, daß die Drehung oder Drehschwingung des Trägers mit seinen angeschlossenen Armen und der Fähigkeit dieser Arme, sich in gewählte festhaltbare Lagen zwischen den Endlagen gemäß Vorbeschreibung zu drehen, es den Düsen im Zusammenwirken mit der Bewegung der Vorrichtung als Ganzes entlang des Inneren eines Kessels wie beispielsweise eines chemischen Reaktionsbehälters, erlaubt, in eine Lage nahe zu fast jedem Teil der Kesselfläche zu gelangen, so daß eine extreme Reinigungseffektivität erreichbar ist.

Im Falle eines zylindrischen Reaktionsbehälters (für viele Polymerisationsreaktionen verwendet), der einen dom- oder Taippen-f örmigen Deckel und Boden hat, kann die Einführung in den Reaktionsbehälter durch eine verhältnismäßig enge Öffnung im Deckel des Reaktionsbehälters mit voll-Tcominen hochgezogenen Armen erfolgen, so daß diese im wesentlichen neben (d.h. entlang der Längsachse)des Träger liegen (nach Art der Speichen eines ungeöffneten Schirmes), wobei der Träger mit seinen angeschlossenen Armenden zuerst in den

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Reaktionsbehälter eintritt; d. h. die Arme sind zur Längsachse des Trägers parallel und sind an den Träger angelegt. Wenn der Träger und die Arme über die Tiefe der Arme hinaus innerhalb des Reaktionsbehälters sind, können die Arme radial nach außen gedreht werden, so daß die Arme und dadurch die Düsen der Krümmung des gewölbten Deckels des Reaktionsbehälters folgen können (wobei die Vorrichtung als Ganzes stationär ist), während Flüssigkeit unter hohem Druck durch die Düsen ausgestoßen wird (die Flüssigkeitsversorgung wird aufgedreht, nachdem sich die Arme zur unter Freigabe der Öffnung ausreichend gedreht haben) der Kopf sich dreht oder drehschwingt, um in Umfangsrichtung volle Berührung durch die Strahlen zu sichern. Während einer solchen Drehung können die Arme so lange, wie es für wirkungsvolle Reinigung notwendig ist, in einer ausgewählten Lage gehalten werden, bevor die Drehung fortgesetzt wird. Vorteilhaft erfolgt die Drehung gemäß einer vorgewählten Folge, welche automatisiert v/erden kann. Wenn die Ärmere ine "^wlTjcirenl age erreichen, welche bei oder jenseits des unteren Endes des gewölbten Deckels liegt, so daß sie der Krümmung der oberen -K_:u-ppe—v©lTRommen gefolgt sind (z. B. können die Arme dann einen Winkel von 90 mit der Längsachse bilden oder - mit anderen Worten können sie sich in einer zur Längsachse senkrechten Ebene finden), kann die Vorrichtung als Ganzes entlang des zylindrischen Teiles des Reaktionsbehälters bewegt werden, wobei die Arme in dieser Zwischenlage festgehalten werden (jedoch mit dem Träger noch sich drehen oder drehschwingen) und die

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Düsen weiterhin Flüssigkeit unter hohem Druck auszustoßen, um so die innere zylindrische Wand des Reaktionsbehälters zu reinigen. Wenn sich die Arme der unteren Kuppe nähern, kann die Bewegung der Vorrichtung als Ganzes entlang des Reaktionsbehälters angehalten werden; die Arme drehen sich von ihrer Ausgangslage jetzt weiter weg, so daß die Arme und die angeschlossenen Düsen in einer zur oberen Kuppe ähnlichen Weise der Bodenkrümmung des Reaktionsbehälters folgen (wobei sie mit dem Träger noch sich drehen oder drehschwingen) . Wenn der Reinigungsvorgang vollendet ist, können die Arme in die für die Einführung ursprüngliche Lage zurückgezogen und die Vorrichtung aus dem Reaktionsbehälter herausgehoben werden.

Dementsprechend liefert die Erfindung auch ein Verfahren für die hydrodynamische Reinigung des Inneren eines zylindrischen chemischen Reaktionsbehälters, der gewölbte obere und untere Enden besitzt, wobei eine Vorrichtung gemäß vorliegender Beschreibung..verwendet wird. Dieses Verfahren umfaßt die fal-g'enden Schritte.

a) einführen der Vorrichtung in den oberen Teil des Reaktionsbehälter, so daß die Arme in bezug auf eine zur Längsachse des Trägers senkrechten Ebene angelegt sind,

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b) drehen der Arme mit als Ganzes stationärer Vorrichtung, um der Krümmung des Deckels und des Bodens zu folgen, wobei gleichzeitig Flüssigkeit unter hohem Druck durch die Düsen ausgestoßen wird und der Träger sich dreht oder drehschwingt,

c) bewegen der Vorrichtung als Ganzes entlang des zylindrischen Teils des Reaktionsbehälters, während weiterhin durch die Düsen Flüssigkeit unter hohem Druck ausgestoßen wird und der Träger sich dreht oder drehschwingt, nachdem die Arme ihre Folgebewegung entlang der Krümmung der oberen Kuppe beendet haben und die Arme in dieser Lage festgehalten wurden,

d) anhalten der Bewegung der Vorrichtung als Ganzes in der Nähe der unteren Kuppe und drehen der Arme bei als Ganzes^s^tehender Vorrichtung, um der Krümmung der unteren Kuppe zuiöigen, so daß die Arme Stellungen erreichen, welche in bezug^anf eine zur Längsachse des Trägers senkrechten Ebene vorgeschoben sind, wobei ständig Flüssigkeit unter hohem Druck durch die Düsen ausgestoßen und die Dre~ hungoder Drehschwingung des Trägers fortgesetzt werden,

e) herausheben'der Vorrichtung aus dem Reaktionsbe-

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hälter, nachdem die Reinigung vollendet wurde.

Es versteht sich, daß die Länge der Arme dem Maß und der Form des zu reinigenden Reaktionsbehälters entsprechen müssen, d. h., so daß die den Armen angeschlossenen Düsen während des Reinigungsvorganges der Oberfläche des Reaktionsbehälters sehr nahe gebracht werden. Infolgedessen können die Arme, wenn die Reinigungsanlage gemäß der Erfindung zur Reinigung von Reaktionsgefäßen mit sehr unterschiedlichen Abmessungen verwendet werden soll, unter geeigneter Justierung in Abhängigkeit vom Maß und der Form des zu reinigenden Reaktionsbehälters, in der Länge einstellbar sein. Alternativ kann die Vorrichtung für um abnehmbare Arme ausgelegt sein, wobei die verwendete Armlänge den Maßen des zu reinigenden Reaktionsbehälters entspricht.

Wie weiter oben besprochen, könnte es unmöglich sain, die Arme zu drehen, um eine vollkommen parallele vorgeschobene oder angelegte Lage zu erreichen. So kann, wie oben erwähnt, die Geometrie der Vorrichtung verhindern, daß die Arme vollkommen parallel zur Längsachse hochgezogen v/erden können. Genauso können Ausrüstungen, z. B. ein Schaufelrührer am Boden des Reaktionsbehälters innerhalb des Reaktionsbehälters verhindern, daß die Arme aus der angelegten Lage vollkommen weggedreht werden können, so daß diese zur Längsachse vollkommen parallel jedoch in der entgegenge-

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setzten Richtung v/ären (d. h. in der vorgeschobenen Lage) . Jedoch beeinträchtigt dies die Wirksamkeit der Vorrichtung in der Praxis nicht. Z. B. kann im Falle eines Schaufelrührwerks am Boden des Reaktionsbehälters die Vorrichtung als Ganzes fortbewegt werden, bis die Arme im Stande sind, die Schaufeln bei Weiterdrehung freizugeben. Gleichfalls können die ausgestoßenen Strahlen in bezug auf die Achsen der Arme entsprechend geneigt sein, um eine Reinigung der tiefsten Teile des Reaktionsbehälters zu erlauben, selbst wenn die Arme in der vorgeschobenen Lage nicht vollkommen parallel zur Längsachse sind.

Die tatsächliche Anzahl¹ von festhaltbaren Zwischenlagen -zwischen den Endlagen hängt von dem verwendeten Drehsystem ab, obgleich es möglich ist, Systeme zu entwerfen, welche es für praktische Zwecke erlauben, jede gewählte Zwischenlage festzuhalten.

Der Träger kann, um eine v/irksame Spülung in Umfangsrichtung zu erreichen, sich drehen oder drehschwingen. Wenn eine Drehschwingbewegung verwendet wird, wird es bevorzugt, daß die Strahlen von Düsen benachbarter Arme sich in einem geringen Bereich überschneiden, um ein Maximum an Spülwirkung zu erreichen. So können beispielsweise im Falle einer Vorrichtung mit drei Armen, die einen Abstand von 120° haben, diese um 150° drehschwingen, so daß die Strahlen die

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Kesselwand rait 30 Überschneidung in Umfangsrichtung bestreichen. Wenn sich der Träger dreht, kann die Bewegung der Vorrichtung als Ganzes entlang dem Kessel so festgelegt werden, daß ein entsprechender Überschneidungswinkel für wirkungsvolle Spülung erreicht wird.

Wenn ein drehschwingender Träger verwendet wird, erfordert die entsprechende ^rehschwingbewegung der angeschlossenen Arme eine sorgfältige Steuerung, so daß der Träger vorzugsweise an einen steifen Aufbau, wie eine solide tragende Stahlsäule, angeschlossen ist, welcher gehoben und abgesenkt werden kann, um die Bewegung der Vorrichtung als Ganzes hinein, innerhalb und heraus aus dem Reaktionsbehälter ausführen zu können. Ein sich drehender Träger benötigt andererseits keine so sorgfältige Steuerung der Lage der Arme, so daß eine einfache Hebevorrichtung verwendet werden kann. Aus diesem Grunde verwendet die Vorrichtung der Erfindung vorzugsweise einen sich drehenden Träger, wobei der Träger an ein sich nicht drehendes Glied der Vorrichtung mittels eines Drehlagers angeschlossen sein kann.

Eine bevorzugte Vorrichtung zum Drehen der Arme besitzt eine durch den Träger getragene axiale Mittelschnecke und Schneckenräder, welche mit der Schnecke in Eingriff stehen, wobei in jedem Schneckenrad das Innenende eines Armes untergebracht ist.

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Die Reinigungsflüssigkeit ist eine für hydrodynamische Reinigung als wirksam bekannte Flüssigkeit; sie ist vorzugsweise eine Flüssigkeit, im besonderen Wasser. Mischungen von Flüssigkeit und Gas z. B. Wasser mit Wasserdampf und Luft, sind ebenfalls ins Auge gefaßt. Die Drücke, welche für die Flüssigkeit während der Reinigung verwendet werden, sind jene, welche für hydrodynamische Reinigung als wirkungsvoll bekannt sind.

Die Hochdruckflüssigkeit kann in die Vorrichtung durch einen Außenschlauch eingespeist werden.. Der Versorgungsweg kann bei der Vorrichtung in eine Vielzahl Schläuche aufgeteilt werden, die jeweils mit den Düsen an jedem Arm für deren Speisung verbunden sind, wobei der Schlauch jedes Arms ausreichend Durchhang hat, um sich der Drehung des Armes anzupassen. Im Falle eines sich drehenden Trägers kann die FlüssigkeitsVersorgung der Armschläuqhe durch Kanäle durch das abgedichtete Drehlager und durch den Träger hindurch geleitet werden. Bei einer anderen Ausführung kann die Flüssigkeit von den Kanälen im Träger durch Kanäle innerhalb jedes Armes statt durch Armschläuche zu den Düsen geleitet werden. Im Falle eines drehschwingenden Trägers können Schläuche wie bei einem sich drehenden Träger verwendet werden, jedoch kann der Außenschlauch unmittelbar an den drehschwingenden Träger angeschlossen werden. Tatsächlich kann in der Vorrichtung nach der Erfindung jede zur Leitung der Flüs-

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sigkeit zu den Düsen geeignete Vorrichtung verwendet werden.

Jeder Arm kann an seinem äußeren Ende eine oder
mehrere Düsen tragen. Eine Doppeldüsenanordnung, d. h. eine Düse die mit einer innen geteilten Bohrung versehen ist,
um zv/ei im Abstand nebeneinanderliegende Flüssigkeitsstrahlen zu liefern, ist vorteilhaft. Im Gegensatz zu der bisher vorgeschlagenen Ausrüstung ist es jedoch für die Düsen ohne Bedeutung, daß sie während des Einsatzes der Ausrüstung gedreht v/erden, da sie immer ganz nahe zu den zu.reinigenden . Reaktionsbehälterwänden gebracht werden können. In Wirklichkeit ist es vorzuziehen, daß die Düsen an den Armenden feststehen, (d. h. nicht drehbar) und daß die austretenden Strahlrichtungen entlang der Achse der Arme verlaufen können oder mit der Achse der Arme einen spitzen Winkel bilden (z. B.
bis zu 20°). Die Richtung des Austrittstrahls hängt von der Richtung der Austrittsbohrung in der Düse und von der Richtung ab, in welche die feststehende Düse in bezug auf den
Arm zeigt, ab. Es ist vorteilhaft, eine Doppeldüsenanordnung zu verwenden, bei der die aus jeder Düse austretenden Strahlrichtungen entlang der Achse des Armes verlaufen oder mit
der Achse des Armes einen spitzen Winkel bilden, um zu divergieren oder zueinander parallel zu bleiben.

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Die Betätigung und die Steuerung der Vorrichtung nach der Erfindung während des Reinigungsprozesses, z,, B. die Betätigung eines Motors, der für die Einführung der Vorrichtung in den Reaktionsbehälter auf eine richtige Anfangseindringtiefe sorgt, gefolgt von v/eiteren vorgewählten Bewegungen der Vorrichtung als Ganzes innerhalb des Reaktionsbehälters, der Drehschwingung oder der Drehung des Trägers, der gesteuerten schirmähnlichen Drehung der Arme um den Kopf in ausgewählte festhaltbare Lagen, der Ausstoßung von Flüssigkeit unter hohem Druck, während des Reinigungsprozesses , und der abschließenden Heraushebung der Vorrichtung aus dem Reaktionsbehälter, können durch eine automatische Steuerungseinrichtung ausgeführt werden. Eine solche Vorrichtung kann z. B. ein pneumatisches System verwenden und der vollständige Reinigungsprozeß kann so programmiert werden, daß er automatisch arbeitet, z. B. clv. :h einen in der Nähe des Reaktionsbehälters angeordneten Bedienungskasten.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann außer für Reaktionsbehälter auch zur Reinigung anderer Kessel verwendet werden, z. B. Trockenkessel.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert.

8 6/033 7 ^0R!G|nal inspected

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer Ausführung einer Vorrichtung gemäß der Erfindung in schaubildlicher Ansicht,

Fig. 2 ist eine schematische Darstellung der Vorrichtung aus Fig. 1 und 3 in zwei Positionen innerhalb des Reaktionsbehälters, welcher durch diese gereinigt wird,

Fig. 3 ist eine schematische Darstellung einer anderen Ausführung gemäß der Erfindung in schaubildlicher Ansicht.

Gemäß Fig. 1 enthält die Vorrichtung einen an eine Stahlsäule 2 angeschlossenen Träger, der allgemein mit 1 bezeichnet ist. Der Träger ist drehschwingbar um seine Längsachse (die gedachte senkrechte Linie durch die Mitte des Trägers), wobei die Drehschwingung durch eine pneumatische Kolbenzvlindereinheit 3 bewirkt wird. Drei unter gleichen Winkel angeordnete Arme 4 von gleicher Länge sind an dem Träger angebracht, v/ob ei das äußere Ende der Arme Düsen 5 trägt. Die Richtung des von jeder Düse austretenden Strahls ist entlang der Achse des Armes (alternativ kann die Richtung des austretenden Strahls einen spitzen Winkel mit der Achse des Armes bilden). Die inneren Enden der Arme sind in

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Schneckenrädern 6 untergebracht, welche mit einer innerhalb des Gehäuses 7 untergebrachten Schnecke in Eingriff stehen. Wie ersichtlich ist, liegen die inneren Enden der Arme 4 in einer gemeinsamen Ebene, weiche senkrecht zur Längsachse des Trägers steht. Die Ano.rdnung aus Schnecke und Schneckenrädern ist durch eine pneumatische Betätigungseinheit 8 betrieben, so daß die Arme 4 nach Schirmart übereinstimmend gedreht v/erden können, um jeden gewünschten Winkel mit der Längsachse erreichen zu können, d. h. sie können im wesentlichen in jede gewählte festhaltbare Lage zwischen vollkommen parallel zur Längsachse, wobei sie an den Träger angelegt sind, und vorgeschoben und im wesentlichen parallel zur Achse (die Einheit 8 hindert vollkommene Parallellage der Arme, wenn sie in der vorgeschobenen Lage sind) , gedreht v/erden. Hochdruckwasser kann durch den Außenschlauch 9 zu der Vorrichtung geliefert werde~n/"wöbei die Wasserzufuhr in drei Wege aufgeteilt wird und durch die Armschläuche IO zu jeder Düse erfolgt; diese Schläuche sind an Rohre 11 angeschlossen, welche sich mit den Armen 4 in der Nähe der Düsen vereinigen.

Die Vorrichtung kann als Ganzes durch die Stahlsäule 2 bei Verwendung eines geeigneten Motors (nicht dargestellt) abgesenkt oder abgehoben werden.

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Eine ähnliche Ausführung der Erfindung ist in Fig. 3 dargestellt, wobei der wichtigste Unterschied zu der Ausführung gemäß Fig. 1 darin liegt, daß der Träger 1 um seine Längsachse drehbar ist (angeschlossen durch ein abgedichtetes Drehlager - nicht dargestellt - an.einen oberen sich nicht drehenden Teil der Vorrichtung). Die Drehung wird durch einen pneumatischen Motor 12 bewirkt. Wasser unter hohem Druck, das durch einen Außenschlauch 9 geliefert wird, wird durch Innenkanäle im Drehlager und im Träger und von dort durch die Armschläuche 10 zu den Düsen 5 geleitet. Die Düsen 5 sind Doppeldüsen d. h. sie haben eine geteilte innere Bohrung _r um zwei benachbarte Wasserstrahlen, einer unterhalb des anderen, auszustoßen, wobei beide Strahlen entlang der Achse des Armes verlaufen. (Alternativ können die austretenden Strahlen mit der Achse der Arme einen spitzen Winkel bilden, wobei sie entweder divergieren oder zueinander parallel sind).

Die Vorrichtung kann durch ein Hebewerk 13 bei Verwendung eines geeigneten Motors als Ganzes gehoben oder gesenkt werden.

Unter Bezug auf Fig. 2 wird nunmehr der bevorzugte Betrieb der Vorrichtung gemäß Fig. 1 und Fig. 3 beschrieben. Die Position A in Fig. 2 zeigt die Vorrichtung, nachdem sie durch die Eingangsöffnung des zu reinigenden zylindrischen

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Reaktionsbehälters 12 abgesenkt worden ist, wobei die Arme 4 angelegt und vollkommen parallel zur Achse sind (wie ein ungeöffneter Schirm). In dieser Lage, in der sich die Arme vollkommen innerhalb des Reaktionsbehälters befinden und die Vorrichtung als Ganzes stillsteht, wird der Träger in Drehschwingung (Fig. 1) oder Drehung (Fig. 3)- versetzt und die Arme langsam, z. B. stufenweise in den Schneckenrädern nach außen gedreht. Hochdruckflüssigkeit, ζ. Β. Wasser, wird zum Träger geliefert, sobald die Düsen durch die Eingangsöffnung hindurch sind (sind die Richtungen der austretenden Strahlen zur Achse der Arme entsprechend geneigt, ist es alternativ nicht erforderlich, daß die Düsen die Lingangsöffnung zunächst freigeben)· Auf diese Weise wird die obere Kuppe 13 des Reaktionsbehälters durch die Drehschwingung oder Drehung der Flüssigkeitsstrahlen gereinigt. Wenn die Arme um nahezu 90° zur Längsachse des Trägers geneigt sind (wie durch die punktierte Linie, die die Arme 4 in Position A dargestellt, angegeben ist) d. h. wenn sie in einer Ebene sind, welche im wesentlichen senkrecht zur Längsachse ist und einer Lage entspricht, die den Beginn der zylindrischen Wand 14 des Reaktionsbehälters knapp überschritten hat, wird die Drehung der Arne in den Schneckenrädern unterbrochen und die Vorrichtung als Ganzes im Reaktionsbehälter abwärts bewegt (während sie drehschwingt oder sich dreht) , um so die zylindrische Wand 14 .. zu reinigen. In der"in Fig. 2 durch B gekennzeichneten Lage (knapp vor

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dem. gewölbten Boden 15) wird die Bewegung der Vorrichtung als Ganzes unterbrochen und drehen sich die Arme in den Schneckenrädern weiter (während sie mit dem Kopf noch drehschwingen oder sich drehen), so daß die Fläche der unteren Kuppe gereinigt wird. Es versteht sich, daß, die Drehbewegung der Arme in den Schneckenrädern begrenzt wird, wenn sich z. B. ein Schaufe!rührwerk am Boden des Reaktionsbehälters befindet, außer wenn die Vorrichtung angehoben wird, so daß die Arme die Schaufelblätter nicht berühren; diese letztere Maßnahme ist jedoch nicht erforderlich, wenn die Richtung der austretenden Strahlen mit den Armen einen entsprechenden spitzen Winkel bilden, weil der geneigte Strahl die tiefsten Stellen des Reaktionsbehälters reinigt, ohne daß eine weitere Drehung der Arme erforderlich ist.

Wenn der Reinxgungsvorgang vollendet ist, v/erden die Arme in die obere senkrechte Lage zurückgedreht (d. h. vollkommen parallel zur Längsachse in der angelegten Lage) und wird Vorrichtung aus dem Reaktionsbehälter gehoben. Die Betätigung und Steuerung der Vorrichtung v/ährend der Reinigungsphase kann durch ein automatisches pneumatisches Steuersystem (nicht dargestellt) ausgeführt werden.

Es versteht sich, daß die oben beschriebenen Ausführungen der Erfindung den Umfang der Erfindung nicht einschränken,- daß viele andere Gestaltungen, welche Abwandlun-

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gen darstellen, in den Umfang der Erfindung fallen können. Z. B. kann die Wasserzufuhr durch Kanäle innerhalb der■Armkörper statt durch Armschläuche 10 zu den Düsen geleitet werden. Jedes Armende kann z. B. statt einer Doppe!düsenanordnung zwei getrennte Düsen tragen, welche gleichfalls zwei benachbarte Wasserstrahlen ausstoßen können, die unter einem beliebigen spitzen Winkel zur Armachse liegen können. Ebenso können die Düsen zur Lieferung von mehr als zwei Wasserstrahlen mit entsprechenden inneren Bohrungen gebaut werden. Die Arme können beispielsweise statt stufenartig wie in Fig. 1 und 3 vollkommen gerade sein.

Die Erfindung liefert somit eine Vorrichtung zur hydrodynamischen Reinigung des Inneren eines Kessels, welche enthält:

a) einen mittleren Träger, welcher um die Längsachse des Trägers drehbar oder drehschwingbar ist;

b) mindestens drei vom Träger sich ausbreitende und um die Längsachse in ausgeglichener Anordnung verteilte Arme, wobei jeder Arm an seinem äußeren Ende mindestens eine Düse zum Ausstoßen von Reinigungsflüssigkeit hat;

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c) eine Vorrichtung =:ura Leiten von Reinigungsflüssigkeit zu jeder Düse;

d) eine Vorrichtung sum Drehen oder Drehschwingen des Trägers um seine Längsachse;

e) eine Vorrichtung, mit der die Arme in festhaltbare Endlagen, welche in bezug auf eine zur Längsachse senkrechten Ebene angelegt oder vorgeschoben sind und in. wahlweise festhaltbare Zwischenlagen dieser angelegten und vorgeschobenen Lage drehbar oder schwenkbar sind«

Claims (14)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung für die hydrodynamische Reinigung des Inneren eines Kessels, gekennzeichnet durch

a) einen mittleren Träger (2), welcher drehbar oder drehschwingbar um die Längsachse des Trägers ist,

b) mindestens drei Arme (4), welche sich vom Träger in einer ausgeglichenen Anordnung um die Längsachse ausbreiten, wobei jeder Arm (4) zur Ausstoßung von Reinigungsflüssigkeit an seinem äußeren Ende mindestens eine Düse (5) hat,

c) eine Vorrichtung zum Leiten von Reinigungsflüssigkeit zu jeder Düse (5),

d) eine Vorrichtung zum Drehen oder Drehschwingen des Trägers (5) um die Längsachse,

e) eine Vorrichtung zum Drehen der Arme (4) in festhaltbare Endlagen, welche in bezug auf eine zur Längsachse senkrechte Ebene angelegt oder vorgeschoben sind, sowie in wahlweise festhaltbare Zwischenlagen dieser angelegten und vorgeschobenen Lage

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2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Arme (4) in gleichem Winkelabstand um den Träger (5) verteilt sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Arm (4) durch die Vorrichtung e) in die angelegte oder vorgeschobene Endlage, welche im wesentlichen zur Längsachse des Trägers (5) parallel ist, drehbar ist.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Arme (4). von gleicher Länge sind.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Enden der Arme C4) sich in einer gemeinsamen, zur Längsachse des Trägers (5) senkrechten Ebene befinden.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung e) eine vom Träger (5) getragene axiale zentrale Schnecke und mit der Schnecke in Eingriff stehende Schneckenräder (6) aufweist, wobei in jeden Schneckenrad (6) das innere Ende eines Armes (4) untergebracht ist.

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7„ Vorrichtung nach einem oder mehreren,der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen d) und e) vollkommen unabhängig voneinander betätigbar sind.

8» Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsea (5) an den Enden der Arme (4) nicht drehbar sind und Richtungen der austretenden Strahlen im wesentlichen entlang der Achse der Arme (4) liegen»

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (5) an den Enden der Arme (4) undrehbar und austretende Strahlen in einem spitzen Winkel zu den Armen (4) erzeugen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß jede Düse mit einer inneren geteilten Boh rung versehen ist und zwei im Abstand nebeneinander angeord nete Flüssigkeitsstrahlen erzeugt,

11. Verfahren zur hydrodynamischen Reinigung des Inneren eines Kessels unter Anwendung einer Vorrichtung nach einem oder mehreren, der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere zur Reinigung des Inneren eines zylindrischen

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chemischen 'Reaktionsbehälters welcher ein gewölbtes oberes und unteres Ende hat,, dadurch gekennzeichnet, daß man:

a) die Vorrichtung in dem oberen Teil des Reaktionsbehälters einsetzt, so daß die Arme in bezug auf eine zur Längsachse des Trägers (2) senkrechte Ebene angelegt oder vorgeschoben wird,

b) bei als Ganzes stehender Vorrichtung die Arme (4) dreht, so daß diese der Krümmung der oberen Kuppe folgen, während gleichzeitig Flüssigkeit unter hohem Druck durch die Düsen (5) ausgestoßen wird und sich der Träger (2) dreht oder drehschwingt,

c) die Vorrichtung bei fortgesetztem Ausstoß von Flüssigkeit unter hohem Druck aus den Düsen (5) und Drehen oder Drehschwingen des Trägers als Ganzes entlang des zylindrischen Teiles des Reaktionsbehälters , nachdem die Arme der Krümmung der oberen Kuppe vollständig gefolgt sind und in dieser Lage gehalten bleiben,

d) die Bewegung der Vorrichtung als Ganzes in der Nähe der unteren Kuppe unterbricht und die Arme,

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bei der als Ganzes stehenden Vorrichtung dreht, um der Krümmung der unteren Kuppe zu folgen, so daß die Arme eine Lage erreichen, die zu der zur Längsachse senkrechten Ebene vorgeschoben ist, während weiterhin durch die Düsen (5) Flüssigkeit unter hohem Druck ausgestoßen wird und der Träger sich dreht oder drehschwingt,

e) die Vorrichtung aus dem Reaktionsbehälter herauszieht nachdem die Reinigung vollendet ist.

12. Verfahren nach Anspruch l1, dadurch gekennzeichnet, daß die Arme (4) in einer zur Längsachse des Trägers (5) im wesentlichen senkrechten Ebene festgehalten v/erden,- während sich die Vorrichtung als Ganzes entlang des zylindrischen Teiles des Reaktionsbehälters bewegt.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12 , dadurch gekennzeichnet, daß- die Arme während der Einführung der Vorrichtung in den Reaktionsbehälter im wesentlichen zur Längsachse parallel sind.

14. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis, 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Arme nach dem Folgen der Krümmung der unteren Kuppe im wesentlichen parallel zur Längsachse sind.

609886/0337

Leer seife