EP0849007A2 - Verfahren und Vorrichtung zur Entnahme von Medien - Google Patents

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Publication number
EP0849007A2
EP0849007A2 EP19970121927 EP97121927A EP0849007A2 EP 0849007 A2 EP0849007 A2 EP 0849007A2 EP 19970121927 EP19970121927 EP 19970121927 EP 97121927 A EP97121927 A EP 97121927A EP 0849007 A2 EP0849007 A2 EP 0849007A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
buoyancy
opening
liquid
removal
solids
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP19970121927
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dieter Dipl.-Ing. Feyerbacher
Albert Dipl.-Ing. Hennecke
Stefan Dipl.-Ing. Rosenberger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nukem GmbH
Original Assignee
Nukem Nuklear GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nukem Nuklear GmbH filed Critical Nukem Nuklear GmbH
Publication of EP0849007A2 publication Critical patent/EP0849007A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00—Pumping installations or systems
    • F04D13/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D13/066—Floating-units
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B9/00—Cleaning hollow articles by methods or apparatus specially adapted thereto
    • B08B9/08—Cleaning containers, e.g. tanks
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00—Pumping installations or systems
    • F04D13/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D13/08—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven for submerged use
    • F04D13/086—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven for submerged use the pump and drive motor are both submerged
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/60—Mounting; Assembling; Disassembling
    • F04D29/605—Mounting; Assembling; Disassembling specially adapted for liquid pumps
    • F04D29/606—Mounting in cavities
    • F04D29/607—Mounting in cavities means for positioning from outside
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D7/00—Pumps adapted for handling specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts
    • F04D7/02—Pumps adapted for handling specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts of centrifugal type
    • F04D7/04—Pumps adapted for handling specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts of centrifugal type the fluids being viscous or non-homogenous
    • F04D7/045—Pumps adapted for handling specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts of centrifugal type the fluids being viscous or non-homogenous with means for comminuting, mixing stirring or otherwise treating

Definitions

  • the invention relates to a device for removing liquid and / or Solids such as sediment deposits from a receptacle accessible via an opening, in particular tank, comprising a connected via a line led through the opening Conveying unit such as a pump, especially a submersible pump and a buoyancy device is introduced through the opening,
  • DE 85 02 696 U1 is a device for cleaning the interior of tank rooms known, wherein a tank opening is provided with a flange, which as a pivot bearing part is designed to a spray head into the tank interior via a pivotable holder introduce.
  • a corresponding construction is in its boom length in relation to the limited moments to be recorded.
  • Containers or the like In the case of a device for cleaning radioactive contaminated areas of storage tanks, Containers or the like is proposed according to DE 32 30 520 A1 that from one Manifold dispenser nozzles dispensing cleaning liquid to a floor surface act upon.
  • the manifold itself is based on a hollow mouthpiece that is in turn connected to a suction line.
  • EP 0 638 371 A1 proposes that from a pivoting boom, the cleaning devices at the ends have to be cleaned over the inner walls of the container. Due to construction the maximum radius of the tank is determined by the tank height.
  • a cleaning device arranged movably, from the self into the interior of the Tanks extending and pivoting arranged cleaning arms.
  • DE 38 22 515 C2 proposes Pumping liquid in surge mode, which causes gushing currents which cause the containers to be cleaned.
  • DE 31 51 529 C1 provides that a suction device is arranged movable along the bottom of the container.
  • a container can be moved by means of a swiveling suction device be sucked empty.
  • the tank has sufficient stability has in order to be able to remove cleaning equipment to the required extent.
  • the interior of the tank must be accessible via a sufficiently large opening to allow the To bring cleaning facilities.
  • US 5,253,812 shows a device of the type mentioned at the outset. It is a tower is arranged above an opening in a cover of a tank, from which a rope is lowered into the tank, at the end of which there is a delivery unit or a shredder for solids is located. The rope is inside the one in the tank Liquid surrounded by a tube, the circumferential side of which has buoyancy elements are inside the liquid. To the device over the bottom of the tank To be able to move, an uncontrolled forward and backward movement takes place using a propeller.
  • GB 1 337 191 discloses a device for cleaning tanks and swimming pools remove.
  • a pump starts from a floating body, which in turn also Suction lines are connected, which are within the tank or swimming pool liquid extend.
  • the object of the present invention is an apparatus and a method of the type mentioned in the introduction so that even with small openings or Recordings like containers, the static of which is essentially due to the absorption of liquid and / or solids is designed, the contents can be emptied to the extent necessary is, and it should also be ensured that sediments that are due to the prevailing Pressure and large storage periods can be highly compressed to the extent necessary can be removed.
  • the object is achieved in that the on the Liquid floating depending on the distance between the opening and one Removal location in its effective length changeable buoyancy device with a holder for the line or the conveyor unit and the buoyancy device by one in the area the opening extending axis is connected to pivotable rotating device, wherein the buoyancy device has a buoyancy necessary for carrying the unit.
  • the buoyancy device preferably consists of strings that can be lined up outside the receptacle Floats and cushions, which in turn are parallel to the surface of the liquid extending axis pivotable to each other and perpendicular to the axis in the are connected to each other substantially torsionally rigid. It can from the opening to An introductory aid with several degrees of freedom, such as Slide or gutter can be provided for the buoyancy device.
  • the buoyancy device consists of spaced apart Buoyancy bodies consist of rod-shaped brackets running parallel to one another such as struts or sections of such are connected, which in turn are parallel to the liquid surface torsionally rigid or essentially torsionally rigid are.
  • the buoyancy device can also consist of inflatable devices that run parallel to one another There are hoses that are connected to each other via brackets.
  • a buoyancy body or a section of the buoyancy device is preferably bell-shaped trained with a bottom-facing receptacle for the conveyor unit. Also there is the possibility of the conveyor unit of a preferably conical envelope for the peripheral shielding of the removal site.
  • the device can be one of the buoyancy device have lowering or lifting removal device that the conveyor unit and Includes air injecting solids such as lances and / or air injectors.
  • the removal device can preferably be of a conical shape towards the receiving location towards the bell-shaped shield extending, creating a easy suction of the whirled up solids can take place.
  • the buoyancy device itself comprises guide elements such as rollers for the removal device or conveying or supply lines leading the conveying unit.
  • the removal device itself can comprise a support structure with a base frame, which is designed to be supported on a solid surface.
  • a compacted solid sediment layer with a special loosening lance by means of stored compressed air released by an air injector in pulses be loosened up.
  • the air flow and the expansion energy of the relaxed air will used to break the solid particle bonds, creating gaps which, after the air bubbles have risen, fill up again with liquid.
  • the sediment is affected by the air and the subsequent inflow the fluid fluidizes and is easier with a conveyor such as e.g. Submersible pump removable.
  • the air injector with loosening lance can be due to its own weight on the compacted sediment layer to be put on, then to the necessary extent in a pulsed manner To apply compressed air.
  • the suction unit can be used for improved suction Side nozzles are provided, whereby a conveying takes place in a certain direction. This means that additional sediment can be whirled up.
  • the removal device is automatically lowered by the Sediment layer without the need for additional control devices.
  • the teaching according to the invention offers in particular in the case of samples to be sampled or removed radioactive or toxic media has the advantage that the entire device, i.e. Buoyancy body, Aggregates etc. can be accommodated completely outside the recording can, so that decontamination is possible in a simple manner.
  • buoyancy bodies wear after reaching a working position e.g. Flood or drain from the Submerge media causing buoyancy, so that a height adjustment device for the Removal device can be omitted.
  • the diving depth can be varied by adding ballast. This is not just a placement on a solid layer of soil, but also a floating state conceivable.
  • buoyancy body together with the media supply and disposal lines be firmly connected to each other so that a device can be realized that a roll up all elements. A putting together or taking apart is in this Case no longer required.
  • the buoyancy bodies can have a shape or geometry such that a desired bending stiffness is given via a positive connection.
  • the stiffening to achieve the bending stiffness can be mechanical, hydromechanical, pneumatic, electrical devices also via an in the axis of the buoyancy body steel cable.
  • Solid bodies made of foam or hollow bodies come in as material for the buoyancy bodies Question e.g. are filled with gases, liquids or solids, but a required density difference to the medium to be removed must be given.
  • the media-carrying supply and disposal lines themselves can be above, below, be guided laterally or within the buoyancy body.
  • the buoyancy body can essentially made of a flexible element with chambered sections which are interconnected and may have stiffeners.
  • This flexible element can be on one or several drums are wound up.
  • the elements themselves can be buoyant by e.g. Draining gas or liquid can be varied. This allows the Removal or other tasks provided aggregates also under the surface sink. It is mentioned that there is a state of suspension or sinking to the ground possible. With suitable devices, a removal device can be in the lowest position e.g. Solve or pump out solids and move them using a feed unit will.
  • the buoyancy body can also consist of a hose-in-hose system, the front part like a balloon can be inflated to provide the necessary buoyancy achieve.
  • the hose itself is relatively rigid when turned to the side, being pressurized the rigidity of the entire structure can be influenced.
  • buoyancy bodies are then attached at certain intervals.
  • a suitable hose is used as a carrier for the buoyancy body.
  • the buoyancy bodies themselves need not be connected to one another. Indeed can increase the rigidity of the buoyancy body by means of suitable elements be connected to each other.
  • the section of the buoyancy device holding the removal device may be provided with a rolling element, such as a roller, which can be deposited on the floor, in order to to make it easy to drive along.
  • the object is achieved in that the floating on the liquid depending on the distance between the opening and a sampling point in it effective length variable buoyancy device with a holder for the line or the conveyor unit and the buoyancy device around one in the area of the opening extending axis pivotable rotating device is connected, the buoyancy device has a necessary buoyancy for carrying the unit.
  • the solids are preferably resuspended by air injection will.
  • the air can be introduced into the solids in pulses. But there are as well as other devices such as Liquid jet possible.
  • the teaching of the invention has the advantage that the device for Aspiration of the liquid and the solids to an additional static load on the Do not hold the holder like the tank itself, as it will be removed by the float itself he follows. Regardless of the size of the opening, it is ensured that each area of the Recording is available. For this, e.g. Buoyancy bodies strung together outside the intake and then inserted into the receptacle through the opening, by suitable means Measures achieved a torsional stiffness parallel to the liquid surface becomes. This ensures that the buoyancy device to the required extent can be moved along the surface to any desired location. The pivoting of the buoyancy device can via a rotating and toothed ring surrounding the opening take place so that the entire cross-sectional area of the receptacle, ie a container like Tanks can be painted over.
  • buoyancy device Preferably at the foremost buoyancy body or at the front end of the buoyancy device can then desired units such as pumps, agitators or air injection devices such as lances for whirling up and suctioning off the resuspended sediments or Liquid are arranged.
  • a line with a suction opening is also conceivable can be connected to a conveyor unit outside the recording.
  • the removal facility itself can be surrounded by a bell-shaped envelope to resuspend To be able to deliver solids specifically to the delivery unit such as submersible pumps.
  • the sediments are compacted due to storage time and / or pressure, can be cut open using mechanical tools (pressure lances or milling) and swirling up the sediment or the solids in such a way that suction is possible.
  • Solids and liquids have the properties in a certain time in a liquid column like sedimenting containers, if not a constant pumping or stirring he follows.
  • the sedimented solids are very compact and can only be mechanically a milling machine or e.g. Remove again in layers with high-pressure liquid jets and into the one above Suspend liquid. In some cases, this involves considerable expenditure on equipment necessary, which makes it necessary to have an appropriate container over a relatively large To make the opening accessible.
  • the container walls must be made very stable to withstand the required static loads. An afterthought Extending a corresponding opening is fundamentally not possible, otherwise the Static of the container is unduly weakened. All of these disadvantages are overcome by solved the invention.
  • a container 10 is shown in principle, which e.g. a diameter of 25 m and can have a height of 10 m.
  • a mixture such as radioactive mixture of sedimented solids 12 and liquids 14 are located. In there are no removal or resuspension devices in the container 10 itself.
  • the container 10 is accessed via an opening 16 in the form of a manhole, without enlargement possible for static reasons. So the space is limited extremely restricted.
  • a buoyancy device 18 can be introduced via the opening 16, which consists of Floatable bodies 20, 22 can be assembled outside the container 10 is.
  • a threading or insertion aid extending to the liquid surface 24 30 in the form of e.g. a gutter or slide.
  • the opening 16 is surrounded by a slewing ring 32, one of which Holder for the buoyancy device 18 goes out, so that according to the arrow / - or 2 any arbitrary point on the surface 24 of the liquid 14 is paintable.
  • the buoyancy bodies 20, 22 parallel to Surface 24 are torsionally rigid, but are articulated perpendicularly to it in order to To allow insertion through the opening 16 to the liquid surface 24.
  • FIGS. 4 to 6 Examples of corresponding buoyancy bodies can be found in FIGS. 4 to 6.
  • the Fig. 4 shows a buoyancy device 34 which consists of air cushions 36, 38 40, which are connected to one another via joints 42.
  • the predetermined by the joints 42 Axes run with the buoyancy device floating on the liquid surface 24 34 parallel to the former. This makes the required torsional rigidity the float 36, 38, 40 given to the surface 24 without mobility of the Floats 36, 38, 40 with each other to affect the axis 42.
  • the floating bodies 36, 38, 40 can be rectangular bodies or pipe sections act that are filled with gas or suitable materials whose density is less than that the liquid is.
  • FIG. 5 shows a buoyancy device 44 which is spaced apart from one another cuboid or tubular buoyancy bodies 46, 48, 50, 52, which are on the end face rod-shaped elements 54, 56 are connected. This results in a high section modulus against twisting so that the liquid surface 24 to the required extent can be painted over very precisely.
  • a buoyancy device 58 consists of two parallel to each other and with a fluid such as gas fillable hoses 60, 62, which over Spacers and spacers 64 and rod members running parallel to the tubes 60, 62 66, 68 are connected to be torsionally or torsionally rigid or substantially torsionally or torsionally stiff about the surface 24 of the liquid 14 will.
  • the filling of the hoses 60, 62 essentially only takes place when when they are placed in the container 10.
  • the removal device 28 is in principle removed from the foremost float 26 drained.
  • the floating body 26 an opening 76 delimited by rollers 70, 72, via the supply and suction line 78, 80 are guided to the one provided with the reference number 28 in principle Guide the removal device.
  • the first floating body 26 can be one of the others Floating bodies with different geometry and e.g. a cuboid or cylindrical shape with a have bottom-side opening 82 which serves as a receptacle for the removal device 28 is trained.
  • the dimensions of the buoyancy body 28 must match those of the opening 16 be adapted, i.e. the cross section must be smaller than that of the opening 16.
  • the removal device 28 has, according to FIGS. 9 and 10, a support frame or frame 84 with a base frame 86 which can be placed on the sediment layer 12.
  • a pump such as a submersible pump 88 and concentric these surrounding air injectors 90, 92, 94 with possibly emanating from them Air lances 98, 100, 102 are arranged around the sediment layer 12 to the required extent break up and the resuspended solids together with liquid via the submersible pump 88 suction.
  • the removal device can 28 have a bell-shaped envelope 104 which surrounds the support structure 84. The diameter in the bottom area can be larger than that of the opening 16. In this case, the envelope 104 must be able to be raised along the supply line 78, 80, so that folding can take place to the extent necessary.
  • Compressed air is injected into the air injectors 90, 92, 94 and air lances 98, 100, 102 Sediment layer 12 introduced in pulses to the required extent.
  • the airflow and the Expansion energy of the air is used to break up the sediment layer and Creating gaps after the air bubbles come to the surface of the liquid 24 have risen, fill up with liquid again.
  • the sediment 12 becomes accordingly fluidized by the action of air and the subsequent inflow of liquid, so that pumping can be carried out in a simple manner by means of the submersible pump 88. Reinforced these measures can be taken through the air lances 98, 100, 102.
  • the extreme positions are the buoyancy device Take 18, shown in dashed lines.
  • the extreme extension is with the Reference numeral 104 and the shortest marked with, reference numeral 106. This However, there is an asymmetrical course only if the opening 12 is not in the center located in the top of the container.
  • the feeder aligned along a line 108 that the corresponds to longest extension 104.
  • additional auxiliary structures are not required, depending on the position of the foremost float 26 bring more floats.
  • FIG. 3 shows a section of a container 10 with a container arranged above it nuclear facility 110 comprising a shielded room 112, above which Supply and disposal facilities for the lines 78, 80 are provided.
  • a Conveyor such as an endless belt 114 can float 116 after assembly fed to the container 10 via the insertion direction 30 or via this be removed.
  • a lock 118 represents the connection to the outside.
  • an operating and glove box 120 to be present to the extent necessary Float 116 to assemble or detach from each other.
  • the room can e.g. be shielded, preferably there is a ventilation separation or at least one desired air flow
  • the teaching of the invention is essentially characterized in that by means of the float floating to the liquid 14 reaches any location of the tank 10 can be used to suction liquid / solid mixture.
  • an assembly of buoyancy bodies can be carried out by means of the Sliding and rotating device 32 can be pivoted over the entire cross-sectional area are.
  • the floating bodies 20, 22 to be connected to one another are about an axis articulated.
  • a necessary torsional stiffness is perpendicular to this given to be able to perform the desired rotary movement.
  • Using a measuring device can the exact position of the float, especially the foremost Float 26, from which the removal device 28 is based, are determined.
  • the Removal device 28 can also be used to hold various supply and disposal devices be trained.
  • the corresponding float 26 must be the Ensure the necessary buoyancy.
  • Resuspending and removal can be carried out to the required extent via the removal device 28 then pumping out the suspension.
  • Other facilities such as nozzle sticks
  • Surface cleaning or inspection of the inner wall of the container 10 or optical and electronic inspection systems can also be attached.
  • Coagulated products can use other mechanical processes such as milling for reprocessing are used. Cavities with pasty or solid substances can also be targeted be approached. It is only necessary that there is sufficient liquid coverage the sediment layer or the necessary buoyancy is available.
  • the displacement resistance of the buoyancy device 18 should also be low. Possibly liquid can be added to the container 10 to provide the required buoyancy ensure.
  • FIG. 11 there is a buoyancy device that can be rolled off a drum 122 in a container 10 124, which consist of sections which can be arranged in a row, or a structure can have, as can be seen in FIGS. 12 to 14.
  • the Buoyancy device 124 has a removal device 126, which at the front end 128 of the Buoyancy device 124 is arranged. This area 128 is at the bottom of the Tanks 10 or the sediment deposits 130 can be lowered, as the solid representation clarifies.
  • the removal device 126 On the bottom side, the removal device 126 has a drive or rolling elements 132 in order to be able to be moved in a simple manner.
  • the removal device 126 floating on the liquid surface 24 to move to the place where sampling or sampling is on the ground should be done. Starting from this location, the removal device 126 is lowered without that there are lifting devices or the like for conveying units, air lances and others Equipment is required to aspirate liquid and solids to the desired extent can.
  • buoyancy device 124 removes from a preferred embodiment of a buoyancy device 124 remove.
  • This consists of an inner hose 134, in which media such as supply and / or suction lines 136 run.
  • the tube 134 is made up of several buoyancy bodies 138 surrounded, depending on the required buoyancy, the buoyancy body 138 spaced apart along the tube 134 can be plugged.
  • the hose 134 may extend over or nearly its entire length of be surrounded by an outer tube 140, which consists of chambers connected via openings 142 144, 146 exists.
  • the hose 140 not only performs the function of the Buoyancy body, but also protection for the inner tube 134 in which the Supply and other lines 136 are embedded.
  • the corresponding buoyancy devices shown in FIGS. 12 to 14 can be opened 11 to be taken from the drum 122 are wound up without a separate Assembling or assembling is required.
  • the teaching according to the invention also for indexing and sampling e.g. of surface waters with high risk potential for humans like waste lakes, hot springs, Currents or the like can be used. It is used for other pools and caverns also possible.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Entnahme von Flüssigkeit und/oder Feststoffen aus einem über eine Öffnung zugänglichen Behälter. Für die Entnahme erforderliche Aggregate werden mittels einer Auftriebseinrichtung an den gewünschten Ort gebracht. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Entnahme von Flüssigkeit und/oder Feststoffen wie Sedimentablagerungen aus einer über eine Öffnung zugänglichen Aufnahme, insbesondere Tank, umfassend ein über eine durch die Öffnung geführte Leitung verbundenes Förderaggregat wie Pumpe, insbesondere Tauchpumpe und eine Auftriebseinrichtung, die über die Öffnung eingebracht ist,
Um einen langgestreckten Tank wie einen solchen eines Tankfahrzeuges zu reinigen, ist es nach der DE 43 40 528 A1 bekannt, eine Stirnwandung des Tanks zu öffnen, um sodann in das Innere des Tanks eine teleskopierbare Reinigungseinrichtung einzuführen.
Durch das DE 85 02 696 U1 ist eine Vorrichtung zur Innenreinigung von Tankräumen bekannt, wobei eine Tanköffnung mit einem Flansch versehen ist, der als Schwenklagerteil ausgebildet ist, um über eine verschwenkbare Halterung einen Spritzkopf in das Tankinnere einzuführen. Eine entsprechende Konstruktion ist in ihrer Auslegerlänge in bezug auf die aufzunehmenden Momente begrenzt.
Bei einer Vorrichtung zum Reinigen radioaktiv kontaminierter Flächen von Lagerbecken, Behältern oder dergleichen wird nach der DE 32 30 520 A1 vorgeschlagen, daß von einem Verteilerrohr Reinigungsflüssigkeit abgebende Düsen ausgehen, um eine Bodenfläche zu beaufschlagen. Das Verteilerrohr selbst geht dabei von einem Mundstückhohlkörper aus, das seinerseits mit einer Saugleitung verbunden ist.
Um große Container zu reinigen, wird nach der EP 0 638 371 A1 vorgeschlagen, daß von einem Führungsrohr verschwenkbare Ausleger ausgehen, die endseitig Reinigungseinrichtungen aufweisen, über die Behälterinnenwandungen gesäubert werden. Konstruktionsbedingt wird durch die Tankhöhe der maximale Radius des Tankes bestimmt.
Um das Innere von Schifftanks zu reinigen, ist nach der WO 81/00363 entlang der Schiffsoberfläche eine Reinigungseinrichtung verfahrbar angeordnet, von der selbst in das Innere des Tanks sich erstreckende und verschwenkbar angeordnete Reinigungsarme ausgehen.
Um Flüssigkeitsbehälter zu reinigen, wird nach der DE 38 22 515 C2 vorgeschlagen, Flüssigkeit im Druckstoßbetrieb zu fördern, wodurch Schwallströme hervorgerufen werden, die ein Reinigen der Behälter bewirken.
Um Sedimente aus einem Behälter zu entfernen, ist nach der DE 31 51 529 C1 vorgesehen, daß entlang des Bodens des Behälters eine Saugeinrichtung verfahrbar angeordnet ist.
Nach der EP 0 589 698 B1 kann ein Behälter mittels einer verschwenkbaren Saugeinrichtung leergesaugt werden.
Weitere Einrichtungen zum Reinigen von Tanks sind z. B. der WO 91/05619, EP 0 027 772 A1, DE 35 23 386 A1 oder dem DE 296 12 728 U1 zu entnehmen.
Die bekannten Vorrichtungen setzen voraus, daß der Tank eine hinreichende Stabilität aufweist, um Reinigungseinrichtungen im erforderlichen Umfang abtragen zu können. Alternativ muß das Tankinnere über eine hinreichend große Öffnung zugänglich sein, um die Reinigungseinrichtungen einbringen zu können.
Der US 5,253,812 ist eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu entnehmen. Dabei ist oberhalb einer in eine Abdeckung eines Tanks vorhandenen Öffnung ein Turm angeordnet, von dem ein Seil in den Tank abgelassen wird, an dessem Ende sich ein Förderaggregat bzw. ein Zerkleinerer für Feststoffe befindet. Das Seil wird innerhalb der in dem Tank vorhandenen Flüssigkeit von einem Rohr umgeben, das umfangsseitig Auftriebskörper aufweist, die sich innerhalb der Flüssigkeit befinden. Um die Vorrichtung über den Boden des Tanks verfahren zu können, erfolgt mittels Propeller eine unkontrollierte Vorwärts- und Rückwärtsbewegung.
Aus der GB 1 337 191 ist eine Vorrichtung zum Säubern von Tanks und Swimmingpools zu entnehmen. Hierzu geht von einem Schwimmkörper eine Pumpe aus, die ihrerseits mit Saugleitungen verbunden ist, die sich innerhalb der Tank- bzw. Swimmingpool-Flüssigkeit erstrecken.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß auch bei kleinen Öffnungen bzw. Aufnahmen wie Behältern, deren Statik im wesentlich auf die Aufnahme von Flüssigkeit und/oder Feststoffe ausgelegt ist, im erforderlichen Umfang ein Leeren des Inhalts möglich ist, wobei auch sichergestellt sein soll, daß Sedimente, die aufgrund des herrschenden Druckes und großer Lagerzeiträume stark verdichtet sein können, im erforderlichen Umfang entfernt werden können.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe vorrichtungsmäßig dadurch gelöst, dass die auf der Flüssigkeit schwimmende in Abhängigkeit vom Abstand zwischen der Öffnung und einem Entnahmeort in ihrer wirksamen Lange veränderbare Auftriebseinrichtung mit einer Halterung für die Leitung oder das Förderaggregat sowie eine die Auftriebseinrichtung um eine im Bereich der Öffnung verlaufende Achse verschwenkbare Dreheinrichtung verbunden ist, wobei die Auftriebseinrichtung einen zum Tragen des Aggregats notwendigen Auftrieb aufweist.
Dabei besteht die Auftriebseinrichtung vorzugsweise aus außerhalb der Aufnahme aneinanderreihbaren Auftriebskörpern wie -kissen, die ihrerseits um eine parallel zur Flüssigkeitsoberfläche verlaufende Achse zueinander verschwenkbar und senkrecht zu der Achse im wesentlichen verwindungssteif miteinander verbunden sind. Dabei kann von der Öffnung zur Flüssigkeitsoberfläche hin verlaufend eine Einführungshilfe mit mehreren Freiheitsgraden wie Rutsche oder Rinne für die Auftriebseinrichtung vorgesehen sein.
Alternativ besteht die Möglichkeit, daß die Auftriebseinrichtung aus zueinander beabstandete Auftriebskörper bestehen, die über parallel zueinander verlaufende stabförmige Halterungen wie Streben oder Abschnitte solcher verbunden sind, die ihrerseits parallel zur Flüssigkeitsoberfläche verwindungssteif oder im wesentlichen verwindungssteif miteinander verbunden sind.
Auch kann die Auftriebseinrichtung aus parallel zueinander verlaufenden aufblasbaren Schläuchen bestehen, die über Halterungen miteinander verbunden sind.
Vorzugsweise ist ein Auftriebskörper oder ein Abschnitt der Auftriebseinrichtung glockenförmig mit einer bodenzugewandten Aufnahme für das Förderaggregat ausgebildet. Auch besteht die Möglichkeit, das Förderaggregat von einer vorzugsweise kegelförmigen Umhüllenden zur umfangsseitigen Abschirmung des Entnahmeortes zu umgeben.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann die Vorrichtung eine von der Auftriebseinrichtung absenk- bzw. anhebbarer Entnahmeeinrichtung aufweisen, die das Förderaggregat sowie Luft in die Feststoffe injizierende Einrichtungen wie Lanzen und/oder Luftinjektoren umfaßt.
Die Entnahmeeinrichtung kann dabei vorzugsweise von einer kegelförmig sich zum Aufnahmeort hin erweiterenden glockenförmigen Abschirmung umgeben sein, wodurch ein problemloses Absaugen der aufgewirbelten Feststoffe erfolgen kann.
Die Auftriebseinrichtung selbst umfaßt Führungselemente wie Rollen für zu der Entnahmeeinrichtung bzw. dem Förderaggregat führende Förder- bzw. Versorgungsleitungen.
Die Entnahmeeinrichtung selbst kann eine Stützkonstruktion mit einem Basisrahmen umfassen, der zur Abstützung auf einer Feststoffoberfläche ausgebildet ist.
Erfindungsgemäß kann eine verdichtete Feststoffsedimentschicht mit einer speziellen Auflockerungslanze durch impulsartig freigegebene gespeicherte Druckluft eines Luftinjektors aufgelockert werden. Der Luftstrom und die Expansionsenergie der entspannten Luft wird zum Aufbrechen der Feststoffpartikelbindungen genutzt, wobei Zwischenräume geschaffen werden, die sich, nachdem die Luftblasen aufgestiegen sind, wieder mit Flüssigkeitkeit auffüllen. Das Sediment wird durch die Einwirkung der Luft und dem nachfolgenden Zustrom der Flüssigkeit fluidisiert und ist auf diese Weise leichter mit einer Fördereinrichtung wie z.B. Tauchpumpe entnehmbar.
Dabei kann der Luftinjektor mit Auflockerungslanze aufgrund seines Eigengewichts auf die verdichte Sedimentschicht aufgesetzt werden, um sodann im notwendigen Umfang impulsartig Druckluft zu applizieren. Zur verbesserten Absaugung kann das Absaugaggregat mit Seitendüsen versehen werden, wodurch ein Fördern in eine bestimmte Richtung erfolgt. Somit kann zusätzlich Sediment aufgewirbelt werden.
Auf diese Weise erfolgt ein selbsttätiges Absenken der Entnahmeeinrichtung durch die Sedimentschicht, ohne daß es zusätzlicher Steuereinrichtungen bedarf.
Die erfindungsgemäße Lehre bietet insbesondere bei zu beprobenden bzw. zu entnehmenden radioaktiven oder toxischen Medien den Vorteil, daß die gesamte Vorrichtung, d.h. Auftriebskörper, Aggregate etc. vollständig außerhalb der Aufnahme untergebracht werden können, so daß auf einfache Weise unter anderem eine Dekontamination möglich ist.
Ferner können die Auftriebskörper, insbesondere diejenigen, die Aggregate, Leitungen etc. tragen, nach Erreichen einer Arbeitsposition durch z.B. Fluten oder Ablassen von den Auftrieb bewirkenden Medien abtauchen, so daß eine Höhenverstelleinrichtung für die Entnahmevorrichtung entfallen kann. Die Tauchtiefe kann durch Ballastzugabe variabel sein. Dabei ist nicht nur ein Aufsetzen auf einer festen Bodenschicht, sondern auch ein Schwebe-zustand denkbar.
Ferner können die Auftriebskörper zusammen mit den Medienver- und Entsorgungsleitungen fest miteinander verbunden sein, so daß eine Vorrichtung realisierbar ist, die ein Aufrollen sämtlicher Elemente ermöglicht. Ein Zusammensetzen bzw. Auseinandernehmen ist in diesem Falle nicht mehr erforderlich.
Ferner können die Auftriebskörper eine Formgestaltung bzw. -geometrie derart haben, daß über einen Formschluß eine gewünschte Biegesteifigkeit gegeben ist.
Die Versteifung zur Erzielung der Biegesteifigkeit kann neben mechanischen, hydromechanischen, pneumatischen, elektrischen Vorrichtungen auch über ein in der Achse der Auftriebskörper verlaufendes Stahlseil erfolgen.
Auch wenn die zur Entnahme der Medien vorgeschlagene Vorrichtung ortsfest ausgebildet sein kann, ist eine Mobilität gleichfalls denkbar.
Als Material für die Auftriebskörper kommen Vollkörper aus Schaum oder Hohlkörper in Frage, die z.B. mit Gasen, Flüssigkeiten oder Feststoffen gefüllt sind, wobei jedoch ein erforderlicher Dichteunterschied zu dem zu entnehmenden Medium gegeben sein muß.
Die medienführenden Ver- und Entsorgungsleitungen selbst können oberhalb, unterhalb, seitlich oder innerhalb der Auftriebskörper geführt werden.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann der Auftriebskörper im wesentlichen aus einem flexiblen Element mit gekammerten Abschnitten, die untereinander verbunden sind und Versteifungen aufweisen können, bestehen. Dieses flexible Element kann auf eine oder mehrere Trommeln aufgewickelt werden. Die Elemente selbst können ihre Auftriebskraft durch z.B. Ablassen von Gas oder Flüssigkeit variiert werden. Dadurch können die zur Entnahme oder anderen Aufgaben vorgesehenen Aggregate auch unter die Oberfläche absinken. Dabei ist erwähntermaßen ein Schwebezustand oder ein Absinken auf den Boden möglich. Mit geeigneten Vorrichtungen kann in der tiefsten Position eine Entnahmevorrichtung z.B. Feststoffe lösen oder abpumpen sowie mittels einer Vorschubeinheit bewegt werden.
Der Auftriebskörper kann ferner aus einem Schlauch-In-Schlauchsystem bestehen, wobei der vordere Teil wie ein Ballon aufgeblasen werden kann, um den erforderlichen Auftrieb zu erzielen. Der Schlauch selbst ist bei Drehung zur Seite relativ starr, wobei durch Druckbeaufschlagung die Starrheit des gesamten Gebildes beeinflußt werden kann.
Auch ist es denkbar, eine schlauchförmige Trägereinheit zur Führung von Medienleitungen oder diese selbst als Trägereinheit auszubilden. An einer entsprechenden Trägereinheit werden sodann in bestimmten Abständen Auftriebskörper befestigt.
Ein entsprechender Schlauch wird als Träger der Auftriebskörper benutzt. Dabei können nach dem Abspulen von einer Trommel Auftriebskörper befestigt wie z.B. aufgesteckt werden. In diesem Fall brauchen die Auftriebskörper selbst nicht untereinander verbunden zu sein. Allerdings können zur Erhöhung der Steifigkeit die Auftriebskörper mittels geeigneter Elemente miteinander verbunden werden.
Es ist auch denkbar, den die Entnahmeeinrichtung haltenden Abschnitt der Auftriebseinrichtung mit einem auf dem Boden absetzbaren rollenden Element wie Walze zu versehen, um auf einfache Weise ein Entlangfahren zu ermöglichen.
Verfahrensmäßig wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die auf der Flüssigkeit schwimmende in Abhängigkeit vom Abstand zwischen der Öffnung und einem Entnahmeort in ihrer wirksamen Länge veränderbare Auftriebseinrichtung mit einer Halterung für die Leitung oder das Förderaggregat sowie eine die Auftriebseinrichtung um eine im Bereich der Öffnung verlaufende Achse verschwenkbare Dreheinrichtung verbunden ist, wobei die Auftriebseinrichtung einen zum Tragen des Aggregats notwendigen Auftrieb aufweist.
Um die gewünschte Längenveränderung der Auftriebseinrichtung innerhalb der Aufnahme, die z.B. über ein Mannloch zugänglich ist, sicherzustellen, ohne daß aufwendige konstruktive Maßnahmen erforderlich sind, sieht eine hervorzuhebende Weiterbildung der Erfindung vor, daß das bzw. die entlang einer Gerade auf der Flüssigkeitsoberfläche schwimmenden Auftriebskörper um einen im Bereich der Öffnung verlaufenden Drehpunkt verschwenkbar sind, wobei zum Aneinanderreihen und Einbringen der Auftriebskörper diese entlang einer Geraden ausgerichtet werden, die zwischen der Öffnung und von dieser am weitesten entfernt liegendem Rand der Aufnahme verläuft.
Um Sedimente im erforderlichen Umfang aufzulockern und somit Feststoffe absaugen zu können, ist vorgesehen, daß die Feststoffe vorzugsweise durch Luftinjizierung resuspendiert werden. Dabei kann die Luft impulsartig in die Feststoffe eingeleitet werden. Es sind aber ebenso andere Vorrichtungen wie z.B. Flüssigkeitsstrahler möglich.
Durch die erfindungsgemäße Lehre ergibt sich der Vorteil, daß die die Einrichtung zum Absaugen der Flüssigkeit und der Feststoffe zu einer zusätzlichen statischen Belastung der Aufnahme wie Tank selbst nicht führen, da ein Abtragen durch die Schwimmkörper selbst erfolgt. Dabei ist ungeachtet der Größe der Öffnung sichergestellt, daß jeder Bereich der Aufnahme erreichbar ist. Hierzu werden z.B. Auftriebskörper außerhalb der Aufnahme aneinandergereiht und sodann über die Öffnung in die Aufnahme eingeführt, wobei durch geeignete Maßnahmen eine Verwindungssteifigkeit parallel zur Flüssigkeitsoberfläche erzielt wird. Hierdurch ist sichergestellt, daß die Auftriebseinrichtung im erforderlichen Umfang entlang der Oberfläche zu jedem gewünschten Ort verfahrbar ist. Das Verschwenken der Auftriebseinrichtung kann dabei über einen die Öffnung umgebenden Dreh- wie Zahnkranz erfolgen, so daß die gesamte Querschnittsfläche der Aufnahme, also eines Behälters wie Tanks überstreichbar ist.
Vorzugsweise am vordersten Auftriebskörper bzw. am vorderen Ende der Auftriebseinrichtung können sodann gewünschte Aggregate wie Pumpen, Rührwerke oder Luftinjektionseinrichtungen wie Lanzen zum Aufwirbeln und Absaugen der resuspendierten Sedimente bzw. Flüssigkeit angeordnet werden. Auch allein eine Leitung mit Absaugöffnung ist denkbar, die mit einem Förderaggregat außerhalb der Aufnahme verbunden sein kann. Die Entnahme-einrichtung selbst kann von einer glockenförmigen Umhüllenden umgeben sein, um resuspendierte Feststoffe gezielt dem Förderaggregat wie Tauchpumpe zuführen zu können.
Sofern die Sedimente durch Lagerzeit und/oder Druckeinwirkung schneidfest verdichtet sind, kann mit Hilfe mechanisch wirkender Werkzeuge (Drucklanzen oder Fräsen) ein Aufschneiden und Aufwirbeln des Sediments bzw. der Feststoffe derart erfolgen, daß ein Absaugen möglich ist.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von der Zeichnung zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispielen naher erläutert:
Es zeigen:
Fig. 1
eine Prinzipdarstellung eines mit Flüssigkeit und Feststoffen gefüllten Tanks,
Fig. 2
der Tank gemäß Fig. 1 in Draufsicht,
Fig. 3
einem Tank zugeordnete kerntechnische Einrichtungen,
Fig. 4 bis 6
verschiedene Ausführungsformen von Auftriebskörpern zum Positionieren und Halten von Entnahmeeinrichtungen,
Fig. 7
eine Detaildarstellung eines Auftriebskörpers,
Fig. 8
eine weitere Ausführungsform eines Auftriebskörpers zur Aufnahme einer Entnahmeeinrichtung,
Fig. 9
eine Detaildarstellung einer Entnahmeeinrichtung,
Fig. 10
eine Unteransicht der Entnahmeeinrichtung gemäß Fig. 9.
Fig. 11
eine weitere Ausführungsform eines zu beprobenden bzw. zu entleerenden Tanks in Prinzipdarstellung,
Fig. 12
einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform eines Auftriebskörpers,
Fig. 13
einen Längsschnitt durch den Auftriebskörper gemäß Fig. 12 und
Fig. 14
eine weitere Ausführungsform eines Auftriebskörpers.
Feststoffe und Flüssigkeiten haben die Eigenschaften, in einer gewissen Zeit in einer Flüssigkeitsäule wie Behälter zu sedimentieren, wenn nicht ein ständiges Umpumpen oder Umrühren erfolgt. Es gibt Behälter unterschiedlichster Geometrien, bei denen entsprechende Einbauten nicht vorhanden sind. Somit kann es zu recht dicken Sedimentablagerungen kommen, die durch den Flüssigkeitsdruck, der über der Sedimentschicht lastet, stark verdichtet werden, da die Flüssigkeit aus den Feststoffzwischenräumen verdrängt wird. Die sedimentierten Feststoffe sind sehr kompakt und lassen sich entweder nur noch mechanisch mit z.B. einer Fräse oder z.B. mit Hochdruckflüssigkeitsstrahlen wieder schichtweise abtragen und in die darüberstehende Flüssigkeit suspendieren. Hierbei ist zum Teil ein erheblicher apparativer Aufwand notwendig, der es erforderlich macht, einen entsprechenden Behälter über eine relativ große Öffnung zugänglich zu machen. Ferner müssen die Behälterwandungen sehr stabil ausgebildet sein, um den erforderlichen statischen Belastungen Stand zu halten. Ein nachträgliches Erweitern einer entspechenden Öffnung ist grundsätzlich nicht möglich, da andernfalls die Statik des Behälters unzulässigerweise geschwächt wird. All diese Nachteile werden durch die Erfindung behoben.
In den Fig. ist rein prinzipiell ein Behälter 10 dargestellt, der z.B. einen Durchmesser von 25 m und eine Höhe von 10 m aufweisen kann. In dem Behälter 10 kann sich ein Gemisch wie radioaktives Gemisch aus sedimentierten Feststoffen 12 und Flüssigkeiten 14 befinden. In dem Behälter 10 selbst sind keine Entnahme- oder Resuspensionseinrichtungen vorhanden.
Der Zugang zu dem Behälter 10 erfolgt über eine Öffnung 16 in Form eines Mannlochs, ohne daß aus statischen Gründen eine Vergrößerung möglich wäre. Somit sind die Platzverhältnisse überaus eingeschränkt. Um dennoch den Behälter 10 im erforderlichen Umfang zu entleeren und insbesondere auch die Sedimentschicht 12 abzutragen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß über die Öffnung 16 eine Auftriebseinrichtung 18 einbringbar ist, die aus außerhalb des Behälters 10 aneinanderreihbaren Schwimmkörpern 20, 22 zusammensetzbar ist. Hierdurch ist die Möglichkeit gegeben, daß die gesamte Flüssigkeitsoberfläche 24 von der Schwimmeinrichtung 18, d.h. dessen vorderem Element 26, von der eine Entnahmeeinrichtung 28 absenkbar ist, überstrichen werden kann, ohne daß die Öffnung 16 an die Gesamtabmessungen der Auftriebseinrichtung 18 angepaßt sein muß. Um die aneinandergereihten Schwimmkörper 20, 22 auf einfache Weise auf die Flüssigkeitsoberfläche 24 ablassen zu können, ist eine zur Flüssigkeitsoberfläche 24 sich erstreckende Einfädel- bzw. Einführhilfe 30 in Form von z.B. einer Rinne oder Rutsche vorgesehen.
Um die Auftriebseinrichtung 18 im erforderlichen Umfang entlang der Oberfläche verschwenken zu können, ist die Öffnung 16 von einem Drehkranz 32 umgeben, von der eine Halterung für die Auftriebseinrichtung 18 ausgeht, so daß entsprechend der Pfeil/- bzw. gestrichelter Darstellung in Fig. 2 jeder beliebige Punkt der Oberfläche 24 der Flüssigkeit 14 überstreichbar ist. Hierzu ist es erforderlich, daß die Auftriebskörper 20, 22 parallel zur Oberfläche 24 verwindungssteif, jedoch senkrecht hierzu gelenkig verbunden sind, um das Einführen über die Öffnung 16 zur Flüssigkeitsoberfläche 24 zu ermöglichen.
Beispiele entsprechender Auftriebskörper sind den Fig. 4 bis 6 zu entnehmen. So ist der Fig. 4 eine Auftriebseinrichtung 34 zu entnehmen, die aus aneinanderreihbaren Luftkissen 36, 38, 40 besteht, die über Gelenke 42 miteinander verbunden sind. Die durch die Gelenke 42 vorgegebenen Achsen verlaufen dabei bei auf der Flüssigkeitsoberfläche 24 schwimmender Auftriebseinrichtung 34 parallel zu ersterer. Hierdurch ist die erforderlicher Verwindungssteifigkeit der Schwimmkörper 36, 38, 40 zur Oberfläche 24 gegeben, ohne eine Beweglichkeit der Schwimmkörper 36, 38, 40 untereinander um die Achse 42 zu beeinträchtigen.
Bei den Schwimmkörpern 36, 38, 40 kann es sich um rechteckige Körper oder Rohrstücke handeln, die mit Gas oder geeigneten Materialien gefüllt sind, deren Dichte kleiner als die der Flüssigkeit ist.
Der Fig. 5 ist eine Auftriebseinrichtung 44 zu entnehmen, die aus zueinander beabstandeten quader- oder rohrförmigen Auftriebskörpern 46, 48, 50, 52 besteht, die stirnseitig über stabförmige Elemente 54, 56 verbunden sind. Hierdurch ergibt sich ein hohes Widerstandsmoment gegen ein Verdrehen, so daß die Flüssigkeitsoberfläche 24 im erforderlichen Umfang sehr präzise überstrichen werden kann.
Nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 6 besteht eine Auftriebseinrichtung 58 aus zwei parallel zueinander und mit einem Fluid wie Gas befüllbaren Schläuchen 60, 62, die über Distanz- und Abstandshalter 64 und parallel zu den Schläuchen 60, 62 verlaufende Stabglieder 66, 68 verbunden sind, um verwindungs- oder torsionssteif oder im wesentlichen verwindungs- oder torsionssteif über der Oberfläche 24 der Flüssigkeit 14 verschwenkt zu werden. Dabei braucht das Befüllen der Schläuche 60, 62 im wesentlichen erst dann erfolgen, wenn diese in dem Behälter 10 eingebracht sind.
Von dem vordersten Schwimmkörper 26 wird grundsätzlich die Entnahmeeinrichtung 28 abgelassen. Hierzu weist nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 7 der Schwimmkörper 26 eine von Rollen 70, 72 begrenzte Durchbrechung 76 aus, über die Versorgungs- und Saugleitung 78, 80 geführt werden, die zu der prinzipiell mit dem Bezugszeichen 28 versehenen Entnahmeeinrichtung führen.
Wie die Fig. 8 verdeutlicht, kann der erste Schwimmkörper 26 eine von den anderen Schwimmkörpern abweichende Geometrie und z.B. eine Quader- oder Zylinderform mit einer bodenseitigen Öffnung 82 aufweisen, die als Aufnahme für die Entnahmeeinrichtung 28 ausgebildet ist. Die Abmessungen des Auftriebskörpers 28 müssen dabei an die der Öffnung 16 angepaßt sein, d.h. der Querschnitt muß kleiner als der der Öffnung 16 sein.
Die Entnahmeeinrichtung 28 weist gemäß der Fig. 9 und 10 ein Stützgestell oder -/-rahmen 84 mit einem Basisrahmen 86 auf, der auf die Sedimentschicht 12 aufsetzbar ist. Innerhalb der Stützkonstruktion 84 sind zum Beispiel eine Pumpe wie Tauchpumpe 88 sowie konzentrisch diese umgebende Luftinjektoren 90, 92, 94 mit gegebenenfalls von diesen ausgehenden Luftlanzen 98, 100, 102 angeordnet, um die Sedimentschicht 12 im erforderlichen Umfang aufzubrechen und die resuspendierten Feststoffe zusammen mit Flüssigkeit über die Tauchpumpe 88 abzusaugen. Um dies gezielt vornehmen zu können, kann die Entnahmeeinrichtung 28 eine glockenförmige Umhüllende 104 aufweisen, die die Tragkonstruktion 84 umgibt. Dabei kann der Durchmesser im Bodenbereich größer als der der Öffnung 16 sein. In diesem Fall muß die Umhüllende 104 entlang der Versorgungsleitung 78, 80 hochfahrbar sein, damit ein Zusammenfalten im erforderlichen Umfang erfolgen kann.
Über die Luftinjektoren 90, 92, 94 bzw. die Luftlanzen 98, 100, 102 wird Druckluft in die Sedimentschicht 12 im erforderlichen Umfang impulsartig eingebracht. Der Luftstrom und die Expansionsenergie der Luft wird dabei genutzt, um die Sedimentschicht aufzubrechen und Zwischenräume zu schaffen, die sich, nachdem die Luftblasen an die Flüssigkeitsoberfläche 24 aufgestiegen sind, mit Flüssigkeit wieder auffüllen. Das Sediment 12 wird demzufolge durch die Einwirkung der Luft und dem nachfolgenden Zustrom der Flüssigkeit fluidisiert, so daß auf einfache Weise ein Abpumpen mittels der Tauchpumpe 88 erfolgen kann. Verstärkt können diese Maßnahmen durch die Luftlanzen 98, 100, 102 werden.
Wie die Darstellung der Fig. 2 verdeutlicht, sind die Extrempositionen, die die Auftriebseinrichtung 18 einnehmen, gestrichelt dargestellt. Dabei ist die Extremerstreckung mit dem Bezugszeichen 104 und die kürzeste mit den, Bezugszeichen 106 gekennzeichnet. Dieser asymmetrische Verlauf ergibt sich allerdings nur dann, wenn sich die Öffnung 12 nicht mittig in der Behalteroberseite befindet.
Um ein problemloses Verlängern der Antriebseinrichtung 18 zu ermöglichen, ist beim Einführen dieser die Zuführeinrichtung entlang einer Linie 108 ausgerichtet, die der der längsten Erstreckung 104 entspricht. Somit sind zusätzliche Hilfskonstruktionen nicht erforderlich, um in Abhängigkeit von der Stellung des vordersten Schwimmkörpers 26 weitere Schwimmkörper einzubringen.
Die Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt eines Behälters 10 mit oberhalb von diesem angeordneter kerntechnischen Einrichtung 110 umfassend einen abgeschirmten Raum 112, oberhalb dessen Ver- und Entsorgungseinrichtungen für die Leitungen 78, 80 vorgesehen sind. Über eine Fördereinrichtung wie ein Endlosband 114 können Schwimmkörper 116 nach dem Zusammenfügen über die Einführrichtung 30 dem Behälter 10 zugeführt bzw. über diese entnommen werden. Eine Schleuse 118 stellt die Verbindung nach außen dar. Zusätzlich kann eine Bedien- und Handschuhbox 120 vorhanden sein, um im erforderlichen Umfang die Schwimmkörper 116 zusammenzufügen bzw. voneinander zu lösen. Der Raum kann z.B. abgeschirmt sein, vorzugsweise erfolgt eine lüftungstechnische Trennung bzw. zumindest eine gewünschte Luftströmung
Die erfindungsgemäße Lehre zeichnet sich im wesentlichen dadurch aus, daß mittels eines auf der Flüssigkeit 14 schwimmenden Auftriebskörper jeder beliebige Ort des Tanks 10 erreicht werden kann, um Flüssigkeits-/Feststoffgemisch absaugen zu können. Insbesondere kann bei engsten Platzverhältnissen ein Zusammenbau von Auftriebskörpern erfolgen, die mittels der Verschiebe- und Verdreheinrichtung 32 über die gesamte Querschnittsfläche verschwenkbar sind. Hierzu sind die untereinander zu verbindenden Schwimmkörper 20, 22 um eine Achse gelenkig verbunden. Senkrecht hierzu ist jedoch eine erforderliche Verwindungssteifigkeit gegeben, um die gewünschte rotatorische Bewegung durchführen zu können. Mittels Meßeinrichtung kann dabei die genaue Position der Schwimmkörper, insbesondere des vordersten Schwimmkörpers 26, von der die Entnahmeeinrichtung 28 ausgeht, bestimmt werden. Die Entnahmeeinrichtung 28 kann zusätzlich als Aufnahme verschiedener Ver- und Entsorgungseinrichtungen ausgebildet sein. Der entsprechende Schwimmkörper 26 muß dabei den erforderlichen Auftrieb sicherstellen.
Über die Entnahmeeinrichtung 28 kann im erforderlichen Umfang ein Resuspendieren und sodann Abpumpen der Suspension erfolgen. Andere Einrichtungen wie Düsenstöcke zur Oberflächenabreinigung oder Inspektion der Innenwandung des Behälters 10 bzw. optische und elektronische Inspektionssysteme können gleichfalls befestigt werden. Bei zu Feststoffen koagulierte Produkte können weitere mechanische Verfahren wie Fräsen zur Aufbereitung zum Einsatz gelangen. Auch Hohlräume mit pastösen oder festen Stoffen können gezielt angefahren werden. Es ist nur erforderlich, daß im hinreichenden Umfang eine Flüssigkeitsüberdeckung der Sedimentschicht bzw. die notwendige Auftriebskraft zur Verfügung steht. Auch sollte der Verschiebewiderstand der Auftriebseinrichtung 18 gering sein. Gegebenenfalls kann Flüssigkeit in den Behälter 10 eingegeben werden, um den erforderlichen Auftrieb sicherzustellen.
In Fig. 11 ist in einem Behälter 10 eine von einer Trommel 122 abrollbare Auftriebseinrichtung 124 dargestellt, welche aus aneinanderreihbaren Abschnitte bestehen bzw. einen Aufbau aufweisen kann, wie dieser den Fig. 12 bis 14 zu entnehmen ist. Allerdings erfolgt hierdurch keine Beschränkung des der Fig. 11 zu entnehmenden Grundgedankens. So weist die Auftriebseinrichtung 124 eine Entnahmevorrichtung 126 auf, die am vorderen Ende 128 der Auftriebseinrichtung 124 angeordnet ist. Dabei ist dieser Bereich 128 auf den Boden des Tanks 10 bzw. den Sedimentablagerungen 130 absenkbar, wie die durchgezogene Darstellung verdeutlicht. Bodenseitig weist die Entnahmevorrichtung 126 einen Antrieb oder Rollelemente 132 auf, um auf einfache Weise verfahren werden zu können. Durch diese Maßnahmen besteht die Möglichkeit, die Entnahmeeinrichtung 126 schwimmend auf der Flüssigkeitsoberfläche 24 zu dem Ort zu bewegen, an dem am Boden eine Beprobung oder eine Entnahme erfolgen soll. Von diesem Ort ausgehend wird die Entnahmeeinrichtung 126 abgesenkt, ohne daß es Hebeeinrichtungen oder ähnliches für Förderaggregate, Luftlanzen und andere Einrchtungen bedarf, um im gewünschten Umfang Flüssigkeit und Feststoffe absaugen zu können.
Den Fig. 12 und 13 ist eine bevorzugte Ausführungsform einer Auftriebseinrichtung 124 zu entnehmen. Diese besteht aus einem inneren Schlauch 134, in dem Medien- wie Versorgungs- und/oder Saugleitungen 136 verlaufen. Der Schlauch 134 ist von mehreren Auftriebskörper 138 umgeben, wobei in Abhängigkeit von dem erforderlichen Auftrieb die Auftriebskörper 138 zueinander beabstandet entlang des Schlauches 134 aufgesteckt sein können.
Alternativ kann der Schlauch 134 über seine oder nahezu über seine gesamte Länge von einem äußeren Schlauch 140 umgeben sein, der aus über Öffnungen 142 verbundenen Kammern 144, 146 besteht. In diesem Fall übt der Schlauch 140 nicht nur die Funktion des Auftriebskörpers, sondern auch einen Schutz für den inneren Schlauch 134 aus, in dem die Versorgungs- und sonstigen Leitungen 136 eingelassen sind.
Die entsprechende und den Fig. 12 bis 14 zu entnehmende Auftriebseinrichtungen können auf die der Fig. 11 zu entnehmenden Trommel 122 aufgewickelt werden, ohne daß ein gesondertes Zusammensetzen bzw. Zusammenfügen erforderlich ist.
Ist die Erfindung anhand eines zu entleerenden Behälters 10 erläutert worden, so ist die erfindungsgemäße Lehre auch zur Erschließung und Beprobung von z.B. von Oberflächengewässern mit hohem Gefährdungspotentials für den Menschen wie Abfallseen, heiße Quellen, Strömungen oder ähnliches nutzbar. Ein Einsatz für sonstige Becken und Kavernen ist gleichfalls möglich.

Claims (17)

  1. Vorrichtung zur Entnahme von Flüssigkeit und/oder Feststoffen wie Sedimentablagerungen aus einer über eine Öffnung (60) zugänglichen Aufnahme, insbesondere Tank (10), umfassend ein über eine durch die Öffnung geführte Leitung (78) verbundenes Förderaggregat wie Pumpe, insbesondere Tauchpumpe (88) und eine Auftriebseinrichtung (18), die über die Öffnung eingebracht ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die auf der Flüssigkeit (14) schwimmende in Abhängigkeit vom Abstand zwischen der Öffnung (60) und einem Entnahmeort in ihrer wirksamen Länge veränderbare Auftriebseinrichtung (18) mit einer Halterung (26) für die Leitung (28, 6) oder das Förderaggregat (88) sowie eine die Auftriebseinrichtung um eine im Bereich der Öffnung verlaufende Achse verschwenkbare Dreheinrichtung (32) verbunden ist, wobei die Auftriebseinrichtung einen zum Tragen des Aggregats notwendigen Auftrieb aufweist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Auftriebseinrichtung (28) aus außerhalb der Aufnahme (10) aneinanderreihbaren Auftriebskörpern (20, 22, 36, 38, 40, 46, 48, 50, 52) besteht, die ihrerseits um eine senkrecht zur Längsrichtung der Auftriebseinrichtung und parallel zur Flüssigkeitsoberfläche (24) verlaufende Achse zueinander verschwenkbar und senkrecht zu der Achse im wesentlichen verwindungssteif miteinander verbunden sind.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass von der Öffnung (16) zur Flüssigkeitsoberfläche (24) erstreckend eine Einführhilfe (30) wie Rutsche oder Rinne für die Auftriebseinrichtung (18) verläuft.
  4. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Auftriebseinrichtung (44) aus zueinander beabstandeten Auftriebskörpern (46, 48, 50, 52) besteht, die über parallel zueinander verlaufende stabförmige Halterungen wie Streben (54, 56) oder Abschnitte solcher verbunden sind, die ihrerseits parallel zur Flüssigkeitsoberfläche verwindungssteif miteinander verbunden sind.
  5. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Auftriebseinrichtung (58) zwei parallel zueinander verlaufende aufblasbare Schläuche (60, 62) umfasst, die über Halterungen (64, 66, 68) miteinander verbunden sind.
  6. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ein Auftriebskörper, insbesondere der vorderste Auftriebskörper (26) der Auftriebseinrichtung (18) eine bodenseitige Aufnahme (82) für eine Entnahmeeinrichtung (28) bzw. das Förderaggregat (88) wie Tauchpumpe umfasst.
  7. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Förderaggregat (88) von einer vorzugsweise glockenförmigen Umhüllende (104) umfangsseitig zur Abschirmung des Entnahmeortes umgeben ist.
  8. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Entnahmeeinrichtung (28) absenk- bzw. anhebbar von der Auftriebseinrichtung (18) ausgeht, wobei die Entnahmeeinrichtung (28) Luft in die Feststoffe (12) injizierende Einrichtungen wie Luftinjektoren (90, 92, 94) und/oder Luftlanzen (98, 100, 102) umfasst.
  9. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Entnahmeeinrichtung (28) von einer haubenförmigen Abschirmung (104) umgeben ist, die in ihrem bodenseitigen Durchmesser veränderbar ist.
  10. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Auftriebseinrichtung Führungselemente (70, 72) für zur Entnahmeeinrichtung (28) führende Förder- bzw. Versorgungsleitungen (78, 80) aufweist.
  11. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Entnahmeeinrichtung (28) eine Stützkonstruktion (84) mit einem Basisrahmen (86) zum Aufsetzen auf einer Feststoffoberfläche umfasst.
  12. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der die Entnahmeeinrichtung (28) haltende Abschnitt der Auftriebseinrichtung auf den Boden bzw. Sedimentablagerungen in der Aufnahme absenkbar ist, wobei der Abschnitt vorzugsweise eine entlang des Bodens bzw. der Sedimentablagerungen verschiebbares Rollelement aufweist.
  13. Verfahren zur Entnahme von Feststoffe enthaltender Flüssigkeit aus einer über eine Öffnung zugänglichen Aufnahme wie Behälter unter Verwendung eines Förderaggregats, insbesondere Tauchpumpe,
    gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte,
    wahlweises Aneinanderreihen mehrerer mit einem Fluid gefüllter Auftriebskörper außerhalb der Öffnung zur Bildung der Auftriebseinrichtung oder Verwendung eines einzigen innerhalb der Aufnahme mit einem Fluid befüllbaren Auftriebskörpers als Auftriebseinrichtung und Befestigen des Förderaggregats an der Auftriebseinrichtung, deren Auftrieb in der Flüssigkeit zum Tragen des Förderaggregats ausgelegt wird,
    Durchschieben der Auftriebseinrichtung durch die Öffnung,
    Ausrichten des das Förderaggregat tragenden Bereichs der Auftriebseinrichtung auf einen Entnahmeort und Absaugen von Flüssigkeit und/oder Feststoffen.
  14. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Auftriebskörper derart miteinander verbunden werden, dass eine gewünschte Verwindungssteifigkeit entlang Flüssigkeitsoberfläche gegeben ist.
  15. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zum Aneinanderreihen und Einbringen der Auftriebskörper diese entlang einer Geraden ausgerichtet werden, die zwischen der Öffnung und von dieser am weitesten entfernt liegendem Rand der Aufnahme verläuft.
  16. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass Feststoffe vorzugsweise durch Luftinjektion resuspendiert werden.
  17. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass Luft impulsartig in die Feststoffe eingeleitet wird.
EP19970121927 1996-12-17 1997-12-12 Verfahren und Vorrichtung zur Entnahme von Medien Withdrawn EP0849007A2 (de)

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