DE4222007C2 - Vorrichtung zum Reinigen von Großbehältnissen, insbesondere Hochdruckreaktoren - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Reinigen von Großdruckbehältnissen, insbesondere von Hochdruckreaktoren.

Eine solche Vorrichtung ist z. B. aus der DE 33 47 590 C2 bekannt. Sie besteht aus einer Kombination von Teleskop-Hydraulikzylindern, die auf den Reaktor gesetzt werden und am Fuß einen Spritzkopf tragen. Die Teleskopzylinder werden in das Reaktorinnere gebracht und über den Spritzkopf wird unter Druck Reinigungsflüssigkeit ausgebracht. Die Reinigungsflüssigkeit dient hier gleichzeitig als Hydraulikflüssigkeit für den Antrieb, d. h. das Ein- und Ausfahren der Zylinder. Weiterhin ist mit dem Meßkopf ein Draht verbunden, der von einer Trommel abrollt und als Maß für die Lage des Spritzkopfes dient.

Nachteilig an dieser Lösung ist u. a. die notwendigerweise aufwendige Auslegung der Hydraulikzylinder in Edelstahl, da der Steuerdruck derselbe wie der Spritzdruck ist. Unreines Flußwasser kann zum Reinigen nicht verwendet werden, da die mitgeführten Feststoffe die Hydraulik verschmutzen und blockieren würden. Die Verwendung eines Meßdrahtes für die Ermittlung der Spritzkopflage durch Zählen der Trommelumdrehungen oder das Zählen von Kerben oder Markierungen am Draht mittels kapazitiver Meßwertaufnehmer ist empfindlich gegen mechanische Einflüsse und für eine automatische robuste Regelung nur unvollkommen geeignet.

Die vorliegende Erfindung hat sich demgegenüber die Aufgabe gestellt, eine solche Vorrichtung zu schaffen, bei welcher auch die Verwendung von Flußwasser zur Reinigung möglich ist und die eine mechanische, für eine umempfindliche Regelung geeignete Lageerfassung des Spritzkopfes aufweist.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt bei einer Vorrichtung zum Reinigen von Großbehältnissen, insbesondere von Hochdruck-Reaktoren, bestehend aus einem hydraulisch aus- und einfahrbaren Teleskopzylinder mit an dessen Ende angeordnetem Spritzkopf sowie einer Zuführung von Reinigungsflüssigkeit an den Spritzkopf axial durch die Teleskopzylinder sowie mit einer Kontrolle für die ausgefahrene Länge der Teleskopzylinder, erfindungsgemäß dadurch, daß das Zylinderteleskop eine getrennte Führung für Hydraulikflüssigkeit und Reinigungsflüssigkeit aufweist und die Teleskopzylinder aus mehreren aneinander anliegenden Innenrohren bestehen und in Kolbenköpfen gehalten sind, die jeweils in diese umgebenden Außenrohren gleiten bzw. mit solchen beabstandet verbunden sind, wobei die Hydraulikflüssigkeit über die Köpfe und die Räume zwischen den äußeren Rohren geführt ist und die Reinigungsflüssigkeit durch die Innenrohre an den Spritzkopf gelangt. Mit dem Spritzkopf ist ein Seil verbunden, das über eine Trommel aufwickelbar ist, an die ein Zahnraduntersetzungsgetriebe angeschlossen und unter permanentem Gegendrehmoment mit einer Steuerscheibe verbunden ist, welche Schaltnocken trägt, die mit Schaltern zusammenwirken.

Da das Reinigungswasser unter einem Druck von 300-400 bar nunmehr lediglich axial durch die Zylinder auf den Spritzkopf gegeben wird, braucht auch nur diese Wasserführung aus Edelstahl zu bestehen. Die Steuerung, d. h. das Aus- und Einfahren der Zylinder kann mit Niederdruck vorgenommen werden, so daß die Auslegung der mit Hydraulikflüssigkeit beaufschlagten Teile auf mechanisch und chemisch niedriger Belastung erfolgen kann (vernickelter Stahl).

Die Lageerfassung geschieht über eine am Ende des Übersetzungsgetriebes befindliche Steuerscheibe, die nur um einen vorgegebenen geringen Winkel für den gesamten Weg des Spritzkopfes dreht und z. B. über eine Skala die Spritzkopflage angibt und/oder insbesondere Nocken tragen kann, die Schalter auslösen, so daß zwischen den Schaltern und entsprechend in einem Höhenbereich innerhalb des Reaktors, z. B. zwischen zwei übereinander angeordneten Rührwerken ständig automatisch hin- und hergefahren werden kann.

Die Nocken können auf der Steuerscheibe in beliebiger Position befestigt werden, so daß sämtliche Höhen innerhalb des Reaktors gezielt ansteuert werden können. Die von den Nocken betätigten Schalter sind dabei insbesondere mechanische Schalter und wirken mechanisch auf die Hydrauliksteuerung ein, so daß der Einsatz auch von elektrischen Schaltvorgängen frei in explosionsgefährdeten Räumen erfolgen kann.

Das Untersetzungsgetriebe ist vorteilhaft so ausgelegt, daß die Steuerscheibe für den gesamten Spritzkopfweg, d. h. den Hydraulikauszug zwischen oberem und unterem Totpunkt eine Umdrehung von maximal 360°, vorzugsweise von 330°, gedreht wird, um ausreichend Platz für die mechanischen Endschalter zu gewährleisten.

Das Gegenmoment kann z. B. durch einen Federaufzug des Getriebes erzeugt werden.

Eine besonders zuverlässige und mechanisch unaufwendige Lösung für das Aufbringen des Gegendrehmomentes für das Aufwickeln des Längenmeßseiles auf die (erste) Trommel besteht weiterhin erfindungsgemäß in einer vor der Steuerscheibe liegenden zweiten Trommel mit einem Zuggewicht, wobei diese zweite Trommel das mit einem eigenen Seil verbundene Gleichgewicht (um das Übersetzungsverhältnis kürzer) aufgewickelt wird, wenn sich der Spritzkopf unter Mitnahme des ersten Seiles nach unten bewegt und umgekehrt abgelassen wird, wenn der Spritzkopf hochgefahren wird und so das Getriebe und somit die erste Trommel unter Aufwicklung des Seiles in Gegenrichtung bewegt.

Anhand der beiliegenden Figuren wird die vorliegende Erfindung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt die Hydraulik-Teleskopzylinder

Fig. 2 zeigt die Längenmeßeinrichtung

Fig. 3 zeigt die Reinigung eines Reaktors.

Der Träger für den Spritzkopf (Fig. 3) besteht aus dem Teleskop mit den auf dem Zentralrohr 21 geführten Innenrohren 11, 12, 13, die gegeneinander verschieblich und nach außen flüssigkeitsdicht ineinandergreifen. Oben befindet sich am Zentralrohr 21 der Anschluß 18 für das Reinigungsmedium, welches axial durch die Rohre nach unten zum Anschluß 19 am äußeren Innenrohr 13 für den Spritzkopf geführt wird.

Die Reinigungsflüssigkeit wird unter einem Druck von z. B. 400 bar über den Schieber 20 geschaltet.

Die Innenrohre 11, 12, 13 sowie das ortsfeste Zentralrohr 21 tragen mit Dichtungen 3 versehene Köpfe 14, 15, 16 und 22, wobei die Köpfe Kanäle 23 besitzen und zwischen sich die Druckräume 24 für das Absenken der Zylinder bilden.

Der Zentralrohrkopf 22 trägt außen das ortsfeste Mantelrohr 26 sowie das Zentralrohr 21, zwischen diesen gleitet der Kolbenkopf 14, mit dem wiederum das Rohr 27 und das Innenrohr 11 fest verbunden ist.

Der Kolbenkopf 15 gleitet im Außenrohr 27 und am Innenrohr 11 und trägt seinerseits das Außenrohr 28 sowie das Innenrohr 12, zwischen denen der Kolbenkopf 16 gleitet, der wiederum das Innenrohr 13 mit dem Spritzkopfanschluß 19 trägt.

Nach unten sind die Rohre über die mit den Unterseiten der beweglichen Köpfe 14, 15, 16 verbundenen Dichtungsfüße 29 abgedichtet. In den Außenrohren 27 und 28 liegen Kanäle 30 für die die Aufwärtsbewegung des Teleskops bewirkende Hydraulikflüssigkeit, die über den Schieber 31 geschaltet wird. Die Aufteilung der Rohre bzw. die separate Anbringung an den Köpfen erlaubt die Ausführung in unterschiedlichen Rohrmaterialien, wobei die Innenrohre 11, 12, 13 und das Zentralrohr 21 wegen der hohen chemischen und physikalischen Belastung aus Edelstahl ausgeführt sind und die Außenrohre 26, 27, 28 kostengünstig aus vernickeltem Stahl bestehen können.

Fig. 2 zeigt die Längenmessung des Ausfahrweges des Zylinderteleskops bzw. die Steuerung der Bewegungsautomatik. Diese besteht aus einem Seil 5, das mit dem unteren Ende des Teleskops bzw. mit dem Spritzkopf über eine Lasche 32 verbunden und über Rollen 33, 34 zu einer ersten Trommel geführt ist.

Die Welle 35 der Trommel 6 treibt beim Ausfahren der Zylinder über ein Zahnrad die Untersetzung, bestehend aus den verzahnten Stirnrädern 36, 37, 38 an, wobei das letzte Stirnrad 38 mit einer Welle 39 einer zweiten Trommel 40 verbunden ist. Beim Abwickeln des ersten Seiles 5 von der ersten Trommel 6 wird auf die zweite Trommel 40 ein zweites Seil 17 aufgewickelt, das ein Gewicht 41 trägt, welches beim umgekehrten Vorgang das erste Seil 5 auf die erste Trommel aufwickelt.

Mit der Welle 39 ist weiterhin eine Steuerscheibe 7 befestigt. Das Untersetzungsgetriebe bewirkt bei voller Abwicklung des ersten Seiles 5 von der Trommel 6 maximal eine volle Umdrehung der Steuerscheibe 7. Die Steuerscheibe 7 trägt Schaltnocken 8, die gegen Schalter 9 anschlagen, welche wiederum die Schieber 20, 31 (Fig. 1) betätigen und somit die Bewegung des Teleskops begrenzen. Es können zusätzlich Nocken und Schalter für beliebige Programme vorgesehen sein, eine Handregelung ist alternativ möglich.

Das Zuggewicht 41 befindet sich ebenso wie das Getriebe in Gehäuse 42, 43, die Wellen der Trommeln und der Achsen der Stirnräder sind kugelgelagert.

Fig. 3 zeigt einen Hochdruckreaktor 44 mit zwei Rührflügeln 45 und dem darauf befestigten Zylinderteleskop 1 mit dem Spritzkopf 4 sowie dem seitlich befestigten Steuerschrank 2 mit der Steuerscheibe 7 und dem Untersetzungsgetriebe sowie dem Zuggewicht 41, das wegen der Untersetzung nur einen geringen Weg zurückzulegen braucht.

Die gesamte Teleskopeinheit 1 ist auf den Reaktor 44 aufgeflanscht und über eine Laterne 46 mit diesem verbunden. Die Ausfahrbarkeit der Zylinder ist durch eine Verriegelung 47 blockierbar.

Bezugszeichenliste

1

Teleskopzylinder

2

Steuerschrank

3

Dichtungen

4

Spritzkopf

5

Seil

6

Trommel

7

Steuerscheibe

8

Schaltnocken

9

Schalter

10

zweites Seil

11

,

12

,

13

Innenrohre

14

,

15

,

16

Kolbenköpfe

17

zweites Seil

18

Anschluß

19

Anschluß

20

Schieber

21

Zentralrohr

22

Zentralrohrkopf

23

Kanäle

24

,

25

Druckräume

26

,

27

,

28

Außenrohre

29

Dichtungsfüße

30

Kanäle

31

Schieber

32

Lasche

33

,

34

Rollen

35

Welle

36

,

37

,

38

Stirnräder

39

Welle

40

Trommel

41

Zuggewicht

42

Gehäuse

43

Gehäuse

44

Reaktor

45

Rührflügel

46

Laterne

47

Verriegelung

Claims (6)

1. Vorrichtung zum Reinigen von Großbehältnissen, insbesondere von Hochdruck-Reaktoren, bestehend aus einem hydraulisch aus- und einfahr­ baren Teleskopzylinder mit an dessen Ende angeordnetem Spritzkopf sowie einer Zuführung von Reinigungsflüssigkeit an den Spritzkopf axial durch die Teleskopzylinder sowie mit einer Kontrolle für die ausgefahrene Länge der Teleskopzylinder, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale

• a) das Zylinderteleskop (1) weist eine getrennte Führung für die Hydraulik­ flüssigkeit und Reinigungsflüssigkeit auf;
• b) die Teleskopzylinder bestehen aus mehreren aneinander anliegenden Innenrohren (11, 12, 13, 21) und sind in Kolbenköpfen (14, 15, 16, 22) gehalten, die jeweils in diese umgebenden Außenrohren (26, 27, 28) gleiten bzw. mit solchen (29, 27) beabstandet verbunden sind, wobei die Hydraulikflüssigkeit über die Köpfe (14, 15, 16) und die Räume zwischen den äußeren Rohren geführt ist und die Reinigungsflüssigkeit durch die Innenrohre (11, 12, 13) an den Spritzkopf gelangt;
• c) mit dem Spritzkopf (4) ist ein Seil (5) verbunden, das über eine Trom­ mel (6) aufwickelbar ist;
• d) an die Trommel (6) ist ein Zahnraduntersetzungsgetriebe angeschlos­ sen und unter permanentem Gegendrehmoment mit einer Steuer­ scheibe (7) verbunden;
• e) die Steuerscheibe (7) trägt Schaltnocken (8), die mit Schaltern (9) zu­ sammenwirken.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung für die Reinigungsflüssigkeit aus Edelstahl und die Führung für die Hy­ draulikflüssigkeit aus vernickeltem Stahl bestehen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Untersetzungsgetriebe so ausgelegt ist, daß die Steuerscheibe für den ge­ samten Hydraulikauszug maximal um einen Winkel von 360° gedreht wird.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Schaltnocken (8) um den Umfang der Steuerscheibe (7) verteilt sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalt­ nocken aktivierbar und deaktivierbar sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegendrehmoment mit Hilfe einer zweiten Trommel (40) und einem auf diese gewickelten zweiten Seil (17) mit einem Zuggewicht (41) erzeugt ist.