EP3105523A1 - Verfahren und vorrichtung zum reinigen von innenräumen von behältern und anlagen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum reinigen von innenräumen von behältern und anlagen

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Publication number
EP3105523A1
EP3105523A1 EP15703448.9A EP15703448A EP3105523A1 EP 3105523 A1 EP3105523 A1 EP 3105523A1 EP 15703448 A EP15703448 A EP 15703448A EP 3105523 A1 EP3105523 A1 EP 3105523A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cleaning device
pressure
gaseous
pressure vessel
explosive
Prior art date
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Granted
Application number
EP15703448.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3105523B1 (de
Inventor
Markus Bürgin
Rainer Flury
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Bang and Clean GmbH
Original Assignee
Bang and Clean GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Bang and Clean GmbH filed Critical Bang and Clean GmbH
Priority to PL15703448T priority Critical patent/PL3105523T3/pl
Publication of EP3105523A1 publication Critical patent/EP3105523A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3105523B1 publication Critical patent/EP3105523B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B7/00—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass
    • B08B7/0007—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass by explosions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J3/00—Removing solid residues from passages or chambers beyond the fire, e.g. from flues by soot blowers
    • F23J3/02—Cleaning furnace tubes; Cleaning flues or chimneys
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D25/00—Devices or methods for removing incrustations, e.g. slag, metal deposits, dust; Devices or methods for preventing the adherence of slag
    • F27D25/006—Devices or methods for removing incrustations, e.g. slag, metal deposits, dust; Devices or methods for preventing the adherence of slag using explosives
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28G—CLEANING OF INTERNAL OR EXTERNAL SURFACES OF HEAT-EXCHANGE OR HEAT-TRANSFER CONDUITS, e.g. WATER TUBES OR BOILERS
    • F28G1/00—Non-rotary, e.g. reciprocated, appliances
    • F28G1/16—Non-rotary, e.g. reciprocated, appliances using jets of fluid for removing debris
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28G—CLEANING OF INTERNAL OR EXTERNAL SURFACES OF HEAT-EXCHANGE OR HEAT-TRANSFER CONDUITS, e.g. WATER TUBES OR BOILERS
    • F28G7/00—Cleaning by vibration or pressure waves
    • F28G7/005—Cleaning by vibration or pressure waves by explosions or detonations; by pressure waves generated by combustion processes

Definitions

  • the invention relates to the field of cleaning of interiors of containers and equipment. It relates to a method and a device for removing deposits in the interior of containers and plants by means of explosion technology.
  • the device is designed in particular for the practice of the method according to the invention.
  • the method and the device are used in particular for the cleaning of dirty and garbage containers and equipment with caking on the inner walls, in particular of incinerators.
  • Waste incineration plants or, in general, incineration boilers are generally subject to heavy soiling. These contaminants have inorganic compositions and typically result from deposition of ash particles on the wall. Coatings in the range of high flue gas temperatures are usually very hard, since they either remain melted or fused onto the wall or are glued together by lower-melting or condensing substances as they solidify on the colder wall of the boiler. Such deposits are difficult and insufficient to remove by known cleaning process. As a result, the boiler must be periodically shut down and cooled for cleaning. Since such boilers usually have quite large dimensions, this is often the structure of a Scaffolding in the oven necessary.
  • a cleaning method in which the cooled or the operating, hot boiler is cleaned by introducing and igniting explosive devices.
  • the Schumati- caking is blasted by the force of the detonation and by the wall vibrations generated by the shock waves.
  • the cleaning time can be significantly reduced with this method compared to the conventional cleaning methods.
  • a disadvantage of this process is the need for explosives. In addition to the high costs of the explosive material, a great deal of safety work must be carried out to prevent accidents or theft, for example during storage of the explosive. From EP 1 362 213 B 1, a further cleaning method is known, which likewise uses the means of generating explosions.
  • a container shell inflatable with an explosive gaseous mixture is attached to the end of a cleaning lance.
  • the explosive, gaseous mixture is generated from at least two gaseous components.
  • the cleaning lance is introduced together with the empty container shell into the boiler room and positioned near the point to be cleaned.
  • the container shell is inflated with an explosive gas mixture.
  • an explosion is generated whose shock waves lead to the detachment of dirt on the boiler walls.
  • the container shell is shredded and burned by the explosion. It therefore constitutes a utility material.
  • This method and the associated device have the advantage over the above-mentioned explosive blasting technology that the method is favorable in operation. So z.
  • As the starting components of a gas mixture comprising oxygen and a combustible gas compared to explosive cost.
  • the procurement and handling of said gases unlike explosives, does not require any special permits or qualifications so that anyone with appropriate training can perform the procedure.
  • the starting components are supplied via separate supply lines of the cleaning lance and the dangerous explosive gas mixture is therefore produced only in the cleaning lance shortly before the explosion.
  • the handling of the individual components of the gas mixture is much less dangerous, since these are the single highest combustible but not explosive.
  • the associated method has the disadvantage that the filling process is comparatively slow. This is due to the fact that the gaseous components are introduced via metering valves from pressure vessels. The gaseous components are in this case provided in the pressure vessels in stoichiometric quantity ratio to each other. The emptying of the pressure vessel needed but comparatively much time. Thus, the exit velocity of the gaseous components from the pressure vessels approaches the increasing emptying of the pressure vessels in an asymptotic course towards zero. This means that the introduction of the gaseous components into the container shell, in particular towards the end of the filling process, takes comparatively much time.
  • Object of the present invention is therefore to propose a cleaning method and an associated cleaning device of the type described above, which allows a faster introduction of a defined amount of gaseous starting component. As a result, in particular, the filling of a container shell should be faster.
  • the cleaning method and the associated cleaning device should allow the gaseous components to be introduced in a stoichiometric quantity ratio with comparatively little control engineering effort.
  • Stoichiometric ratio means that the reactants are supplied in proportions to a reaction that none of the reactants is in excess. Accordingly, the calculation of the stoichiometric quantity ratio is based on the associated reaction equation.
  • the cleaning device according to the invention contains in particular: - A cleaning device having a receiving space for providing an explosive gaseous mixture of one or at least one gaseous component;
  • At least one metering device for metered introduction of the at least one gaseous component from the at least one pressure vessel in the cleaning device
  • An ignition device for igniting the explosive gaseous mixture such as
  • the pressure vessel is connected in particular via a feed line to the cleaning device.
  • the one or more pressure vessels is / are in particular dosing for dosing the to be introduced into the cleaning device amount of gaseous component.
  • the cleaning device in particular also contains at least one pressure sensor for measuring the pressure in the at least one pressure vessel.
  • the cleaning device is characterized in that it comprises means for optimizing the introduction of the at least one gaseous component from the pressure vessel into the cleaning device, the means being:
  • control device which is designed to control the at least one metering valve in dependence on detected by at least one pressure sensor pressure readings in the pressure vessel, such that the Steuemngs worn is able to terminate the introduction of the at least one gaseous component from the at least one pressure vessel in the cleaning device, as soon as the measured pressure in the pressure vessel corresponds to a desired residual pressure, which is in a pressure range, or - a mechanical device for reducing the Storage space in the pressure vessel during the introduction of the at least one gaseous component in the cleaning device.
  • the optimization of the introduction comprises in particular the increase of the mean Einleitgesch wind speed of the at least one gaseous component from the pressure vessel in the cleaning device.
  • the storage space corresponds to that space in the pressure vessel, which receives the gaseous component pressure loaded, which is to be introduced into the cleaning device.
  • the at least one metering device is in particular connected to the control device via a control line.
  • the at least one pressure sensor is in particular connected to the control device via a data line.
  • the introduction of the at least one gaseous component from the Dmck constituer in the cleaning device takes place in particular via a feed line.
  • the storage space is reduced in the at least one pressure vessel during the introduction of the at least one gaseous component in the cleaning device,.
  • the differential pressure method based on the maximum amount of gaseous component to be introduced, the setpoint residual pressure is established based on the maximum pressure.
  • the introduction of the at least one gaseous component is stopped when the target residual pressure is reached. In this way, the average introduction rate is increased over conventional methods, since the introduction rate is higher when reaching a target residual pressure than at the end of the emptying of the pressure vessel.
  • Overpressure is the pressure value which results from the difference between the pressure prevailing in the pressure vessel and the prevailing ambient pressure.
  • the ambient pressure is in particular the pressure prevailing outside the pressure vessel.
  • the ambient pressure is for example the atmospheric pressure. This means that the pressure vessel (s) are not emptied to ambient pressure.
  • the Maximai pressure corresponds to the pressure in the pressure vessel at the beginning of the initiation.
  • the maximum pressure is also defined in particular.
  • the cleaning device is designed for attaching a container shell which can be filled with an explosive, gaseous mixture.
  • the method associated with this embodiment variant includes the following steps:
  • the introduction of the at least one gaseous component from the pressure vessel into the cleaning device takes place in particular via a feed line.
  • the associated metering valve is opened via the control device.
  • the respective metering valve is closed again in accordance with the differential pressure method via the control device.
  • the at least one metering device in particular comprises a valve, such as a solenoid valve.
  • the at least one metering device can be mounted on the cleaning device, wherein the associated feed line is guided from the pressure vessel to the metering valve.
  • the at least one metering device can be attached to the outlet of the pressure vessel, with the associated feed line being guided from the metering device to the cleaning device.
  • the feeder can be a flexible hose or a rigid pipe.
  • the Feiselei device may be part of the pressure vessel according to a development of the invention or even train this. This means that the feed line forms the pressure vessel or a part before it. Accordingly, the maximum pressure (also) is built up in the feed line.
  • the at least one metering device may be downstream of a check member, such as check valve, in the flow direction. This protects the metering valve against a backlash as it may occur, for example, when igniting the explosive mixture. Furthermore, the non-return member also prevents the replacement of components of the explosive mixture between several pressure vessels.
  • the check member is arranged in the flow direction, in particular in front of the feed pressure line.
  • a device for feeding an inert gas such as nitrogen, can be arranged at the same place.
  • the introduced inert gas forms a kind of buffer and prevents the heating of the metering valve by hot explosion gases.
  • the introduced inert gas forms a gas barrier and prevents the exchange of components of the explosive mixture between several metering valves.
  • This delay can be set in advance. Accordingly, initiation and ignition are particularly fully automatic. Ie, ⁇ after triggering the introduction to and including the explosion no further manual intervention is particularly necessary.
  • the handling device may comprise an operating unit via which the operation of the control device takes place.
  • the control unit may include a touch screen for operation.
  • the operating unit can be designed wirelessly. The force of the explosion and the surface vibrated by the shock waves, such as a container or pipe wall, cause the cracking off of the wall caking and slagging and thus the cleaning of the surface. Following the explosion, by reopening the at least one metering valves again an explosive mixture can be provided in the receiving space.
  • the at least one gaseous component can already correspond to the explosive, gaseous mixture which is introduced into the cleaning device.
  • At least two and in particular two gaseous components are introduced separately into the cleaning device and mixed there with each other to the explosive, gaseous mixture.
  • a mixing zone in which the first and second gaseous components are mixed to form an explosive, gaseous mixture is formed in the receiving space of the cleaning device.
  • the first gaseous component is in particular a fuel.
  • the fuel from the group of combustible hydrocarbons, such as acetylene, ethylene, methane, ethane or propane.
  • the second gaseous component is in particular an oxidizing agent, such as. As gaseous oxygen or an oxygen-containing gas.
  • Gaseous components means that the component in question is in gaseous form at the latest in the explosive, gaseous mixture immediately before ignition.
  • the at least one gaseous component is present in particular already with the introduction into the cleaning device as a gas.
  • the gaseous component in the pressure vessel may be under overpressure in liquid form or partially in liquid form.
  • the at least one pressure vessel is supplied in particular from a reservoir with the at least one gaseous component.
  • the filling of the at least one pressure vessel is controlled via a corresponding filling valve.
  • the filling fitting can also be controlled via the control device, i. be opened or closed.
  • the filling valve is in particular connected via a corresponding control line with the control device.
  • the filling valves are in particular valves, such as solenoid valves.
  • the store may be a conventional gas bottle.
  • control device z. B be designed to terminate the filling of the at least one pressure vessel, i. to close the filling, as soon as via the pressure sensor on the pressure vessel of the stored in the control device, predetermined maximum pressure in the pressure vessel is measured.
  • the control device may comprise an input module via which, for example, desired values such as maximum pressure, desired residual pressure or the quantities of gaseous component to be introduced into the cleaning device per cleaning cycle are detected.
  • desired values such as maximum pressure, desired residual pressure or the quantities of gaseous component to be introduced into the cleaning device per cleaning cycle are detected.
  • the control and data lines in the present description can basically be wired or wireless.
  • the cleaning device comprises a first pressure vessel and a first metering valve.
  • the first gaseous component is introduced from the first pressure vessel via the first metering valve in the cleaning device.
  • the first gaseous component will be from the first Pressure vessel in particular introduced via a first feed line into the cleaning device.
  • the cleaning device includes a second pressure vessel and a second metering valve.
  • the second gaseous component is introduced from the second pressure vessel via the second metering valve in the cleaning device.
  • the second gaseous component is introduced from the second pressure vessel, in particular via the second feed line into the cleaning device.
  • the two gaseous components are introduced in particular into the cleaning device in a stoichiometric quantity ratio.
  • the gaseous components are mixed in a mixing zone with each other to the explosive, gaseous mixture.
  • the mixing zone lies in particular in the receiving space of the cleaning device.
  • the pressure sensor is used in particular for measuring the pressure in the pressure vessel during the introduction of the relevant gaseous component of the. Pressure vessel in the cleaning device. If the cleaning device contains a plurality of pressure vessels for a plurality of gaseous components, then the cleaning device contains in particular a plurality of pressure sensors for measuring the respective pressures in the pressure vessels of the gaseous components during the introduction of the gaseous components from the pressure vessel into the cleaning device.
  • the metering device or the metering valves are controlled by means of a control device as a function of the pressure measured values measured by means of the pressure sensor (s) in or in the pressure vessels.
  • the one or more pressure vessels may for example have a maximum pressure of several bar, such as 10 bar or more, and in particular of 20 bar or more. Thus, a maximum pressure of 20 to 40 bar can be provided. Of the Maximum pressure corresponds to the outlet pressure in the pressure vessel at the beginning of the introduction of the gaseous component into the cleaning device.
  • Means such as compressors, may be provided for compressing the gaseous component in the pressure vessel. This is especially true when the gaseous component in the reservoir, from which the pressure vessel is fed with the gaseous component, has a lower outlet pressure than the predetermined maximum pressure.
  • the above-mentioned maximum pressure allows the feed of the explosive mixture or its starting components under high pressure and correspondingly at high speed into the receiving space of the cleaning appliance, in which, for example, atmospheric pressure prevails.
  • the target residual pressure has z. B. an overpressure of 0.5 bar or more, in particular of 1 bar or more, or even 2 bar or more, or 3 bar or more.
  • the gas inlet velocity contributes. an overpressure of 1 to 2 bar already about 30% greater, Accordingly, the Gaseinleitdauer is shorter.
  • the desired residual pressure may also be 5 bar or more, or 10 bar or more.
  • the cleaning device contains in particular at least one outlet opening, via which the explosive mixture and / or the blast explosion wave from the receiving space, for. B. a gas receiving channel in the interior of the system to be cleaned or in a mounted on the cleaning device container shell can escape.
  • the at least one outlet opening is open in particular during the ignition and explosion of the explosive mixture to the outside.
  • the at least one Outlet opening is open in particular during the introduction of at least one gaseous component in the cleaning device to the outside.
  • the ignition-effective component of the ignition device for igniting the explosive, gaseous mixture is arranged in particular in the receiving space, such as gas receiving channel, of the cleaning device.
  • the explosive gaseous mixture provided in the receiving space, such as the gas intake duct is exploded by means of an ignition device.
  • the explosive, gaseous mixture is ignited in particular by means of the control device via the ignition device.
  • the ignition device is in particular an electrical ignition device. This is characterized by the fact that it forms a spark for ignition or in particular an arc.
  • Each pressure vessel may be associated with one or more metering valves for the metered introduction of the gaseous components from the pressure vessel into the cleaning device. If several metering valves are provided per pressure vessel, these are each also assigned in particular separate feeders.
  • the flow cross-sectional area of the metering valve or of the metering valves of the at least two gaseous components is in particular in a stoichiometric relationship to one another.
  • the number of metering valves per pressure vessel corresponds in particular to the stoichiometric ratio of the gas gases introduced from the corresponding pressure vessels.
  • each gaseous component a plurality of pressure vessels are provided, each with one or more feed lines and metering valves.
  • the number of pressure vessels per gaseous component can correspond to the stoichiometric ratio of the supplied gaseous components.
  • the pressure vessel may cooperate with an ejection means, by means of which the gaseous component is ejected during the introduction into the cleaning device while reducing the storage space in the pressure vessel.
  • the ejection device may include an ejection element, such as. B. a ram or an ejection cylinder.
  • the ejection element is thereby moved into the storage space.
  • the ejection element may comprise a guide cylinder guided in a guide bush.
  • the ejection element can be driven hydraulically, pneumatically or by motor.
  • the drive is in particular active. It can also be provided that, for driving the ejection element, an expelling gas, such as nitrogen, is introduced into a discharge reservoir with a gas receiving space of variable size. Due to the size or increase in volume of the discharge reservoir caused by the introduction of gas, an ejection element is set in motion, which in turn reduces the storage space of the pressure vessel.
  • the ejection element which z. B.
  • the balance memory may be an ejection cylinder can interact with a stretchable balloon or bellows structure.
  • the balance memory can, for. B. be formed by the expandable balloon or bellows structure.
  • the ejection element When re-filling the spoke space with the gaseous component, the ejection element is moved back under magnification of the storage space. For example, the exhaust gas is directed out of the discharge reservoir.
  • a second variant of the storage space of the pressure vessel cooperates with a balance memory, which is delimited by a displacement element from the storage space of the pressure vessel.
  • the balance memory forms a gas receiving space of variable size.
  • the displacement element shifts due to the decreasing pressure in the storage space and the higher pressure in the balance memory with reduction of the storage space and enlargement of the balance memory.
  • the displacement element shifts in these processes in particular from the storage space away or towards this.
  • the energy of the compensation gas compressed in the compensation reservoir is thus utilized by the gaseous component in the storage space of the pressure vessel the sliding element at least partially eject.
  • the equalizing gas in the balance memory is relaxed in this process, whereby the pressure in the balance memory decreases.
  • the displacement element may be a flexible membrane between the storage space and the balance memory.
  • the membrane can be stretchable.
  • the displacement element can also comprise a displaceable cylinder, in particular a cylinder displaceable in a guide bush.
  • the displacement means may in particular be a double cylinder.
  • the sliding element may also interact with a distensible balloon or bellows structure.
  • the balance memory can, for. B. be formed by the expandable balloon or bellows structure.
  • a limit switch can be provided, by means of which the ignition is triggered via the control device.
  • the limit switch can be triggered, for example, by contact with the ejection element or displacement element; if this has reached a target position during the ejection process.
  • the cleaning device is a longitudinal component with an inlet-side and a cleaning-side end portion.
  • the feed-side end section is that end section at which the at least one gaseous component is introduced into the cleaning appliance. As this end section usually also faces the user, the expression of the user-side end section also applies if appropriate.
  • the feed side end portion may form a handle portion over which the cleaner may be held by the user.
  • the cleaning-side end portion is that end portion which faces the cleansing point.
  • the longitudinal component contains a gas intake channel extending in the longitudinal direction, also called a gas guide channel.
  • the gas intake channel is closed in particular.
  • the gas receiving channel is a supply channel for supplying the explosive gaseous mixture from the supply side to the cleaning side end portion.
  • the gas receiving channel forms in particular the receiving space or a part thereof.
  • the gas receiving channel ends in the cleaning-side end portion and forms there in particular one or more outlet openings.
  • the closed gas receiving channel may be formed as a pipe, also referred to as a gas pick-up tube or gas guide tube.
  • the tube can be rigid or flexible.
  • a flexible tube can z. B. as a hose, such as corrugated pipe -ausge know.
  • the longitudinal component may be designed for attaching a container casing on the cleaning-side end portion.
  • the longitudinal component is in particular designed to bring the explosive, gaseous mixture as close as possible to the point to be cleaned before it is made to explode.
  • the at least one gaseous component can be introduced into the longitudinal component, in particular at the feed-side end section, via the at least one metering fitting from the at least one pressure vessel.
  • the introduction takes place in particular via a feed line.
  • the at least one metering device for metered introduction of the at least one gaseous component from the at least one pressure vessel into the longitudinal component is mounted in particular in the feed side end section. If a plurality of metering valves on the cleaning device are provided for each one output component, then these can be z. B. in the longitudinal extension of the cleaning device, such as longitudinal component to be arranged one after the other. Several metering valves, each for one starting component, can also be arranged along the circumference of the receiving space, such as a gas pick-up tube, viewed transversely to the longitudinal extent.
  • an inner tube is arranged in particular within the gas pick-up tube.
  • the two tubes and can be arranged concentrically with each other.
  • the inner ear in particular forms a first egg guide channel for introducing a first, gaseous component from a first pressure vessel.
  • a second, annular inlet channel for introducing a second, gaseous component is formed between the gas intake tube and the inner tube.
  • the mecanici ear ends in particular in the gas intake tube.
  • the flow of the at least one gaseous component extends following its introduction, in particular in the longitudinal extent of the longitudinal component in the direction of the cleaning-side end portion.
  • the first inlet channel opens in the direction of the cleaning-side end portion at the said end of the inner tube in an outlet opening.
  • the first and second inlet channel go at the end of the inner tube, in particular in the gas receiving channel, in particular in a supply channel over.
  • a mixing zone is formed, in which the gaseous components flowing in from the first and second inlet ducts in the direction of the cleaning-side end section are mixed to form an explosive, gaseous mixture.
  • the cleaning device or the longitudinal component is in particular a cleaning lance.
  • the length of the longitudinal component or the gas receiving channel may, for. 1 m (meter) or more, or 2 m or more, or 3 m or more, or 4 m or more.
  • the cleaning device or the longitudinal component can, in particular under hot cleaning conditions, a length of one to several meters, z. B. from 4 to 10 m.
  • the cleaning device can even- have a length of up to 40 m, the gas receiving ekanal can form a circular cross-section.
  • the (largest) diameter of the gas-receiving channel may be 150 mm (millimeters) or less, or 100 mm or less, or 60 mm or less, and more preferably 55 mm or less.
  • the diameter may be 20 mm or more, or 30 mm or more, more preferably 40 mm or more.
  • the cleaning device can also be provided to form a cloud outside the cleaning device.
  • the explosive, gaseous mixture flows through the outlet not in a container shell but directly into the interior of the system to be cleaned.
  • the cleaning device may include an outlet device with an additional receiving space for explosive, gaseous mixture toward the cleaning-side end section.
  • the present invention has the advantage that the gaseous component is introduced at a higher rate than in conventional methods, according to which the pressure vessel is simply emptied to ambient pressure without further measures. Thanks to the invention, the predetermined amount of gaseous component can be introduced into the cleaning device in a relatively short time.
  • the residence time derselbigen in the hot interior of the system can be reduced by the relatively rapid filling of the container shell.
  • the risk of damage to the container shell by the heat before triggering the explosion is significantly reduced.
  • container cases because of the shorter residence time and heat-sensitive container cases, z. B. plastic, can be used. These container cases are characterized for example by the fact that they are less expensive to manufacture. On the other hand, such container cases are characterized by the fact that they are burned residue. This is not always the case with conventional, more heat-resistant container sleeves due to the paper material used.
  • the amount of gaseous component introduced into the cleaning device can be precisely controlled via pressure measurements on the pressure vessel.
  • the pressure difference method according to the invention furthermore permits monitoring of the gas introduction process for possible faults.
  • a time limit can be provided in the control device with respect to the gas inlet into the cleaning device.
  • the metering valves are closed when reaching a maximum opening time regardless of whether the target residual pressure has already been reached or not.
  • a pressure sensor connected to the control device can be provided, which measures the pressure in the receiving space of the cleaning device.
  • the gas pressure in the receiving space of the cleaning device is above the usual gas pressure during the introduction process.
  • the flow cross-section is considerably reduced in the case of a kink in a flexible corrugated tube of the cleaning device.
  • the container shell unfolds or not fully unfolded. In both cases, the gaseous component is impeded as it flows into the cleaning device or in the associated container shell by an extraordinary flow resistance.
  • FIG. 1 shows an embodiment of a cleaning device according to the invention
  • FIG. 2 shows a further embodiment of a cleaning device according to the invention.
  • FIG. 1 schematically shows a cleaning device 1 for carrying out the cleaning method according to the invention.
  • the cleaning device 1 comprises a cleaning device in the form of a coolable cleaning lance 2.
  • the cleaning lance 2 comprises an outer casing tube 8, and an inner gas collecting tube 7 arranged inside the outer casing tube 8, which, inter alia, forms the gas receiving channel or feed channel 11.
  • the outer jacket tube 8 encloses the inner gas-receiving tube 7 and thereby forms an annular cooling channel 12.
  • the lance cooling and with this the sheath tube 8 and the cooling channel 12 are not a mandatory feature of the present invention.
  • the cleaning lance 2 has a cleaning-side end section 4 and a feed-side end section 5.
  • the supply channel 1 1 outlet 31 for the explosive mixture At the cleaning-side end portion 4, the supply channel 1 1 outlet 31 for the explosive mixture. Furthermore, a container casing 29 is attached to the cleaning-side end portion 4. The container shell 29 can be filled via the supply channel 11 and the outlet openings 31 with the explosive gaseous mixture provided in the cleaning lance 2.
  • the cleaning lance 2 contains at the feed side end portion 5 a arranged in the gas pick-up tube 7 inner tube 6.
  • the inner tube 6 forms a first inlet channel 9.
  • the inner tube 6 terminates in the direction of cleaning-side end portion 4 in the gas pick-up tube 6 and forms an outlet opening for the first inlet channel 9.
  • a second, annular inlet channel 10 is formed between the outer gas intake tube 7 and the inner tube 6, a second, annular inlet channel 10 is formed.
  • the two inlet channels 9, 10 go on End of the inner tube 6 in the direction of the cleaning-side end portion 4 in the supply channel 1 1 over, which is formed by the outer gas-receiving tube 7.
  • a mixing zone 32 is formed in the mixing zone 32.
  • the gaseous, explosive components are mixed to the explosive gas mixture and passed as a mixture through the supply line 1 1 in the direction of the container shell 29.
  • the cleaning lance 2 also contains an ignition device 13 with an ignition-effective component, which is viewed in the direction of the cleaning-side end in the supply channel 11, after the end of the inner tube 6.
  • the ignition device 13 is connected to a control device 3 via a control line 15a.
  • the cleaning device 2 further includes a first reservoir 24 in the form of a first gas cylinder for feeding a first gaseous component into the cleaning lance 2.
  • the first gas cylinder 24 is connected via a first gas line 22 to a first pressure vessel 21.
  • the first pressure vessel 21 is fed from the first gas cylinder 24 with the first gaseous component.
  • a Be GlaUarmatur 23 in particular in the form of a valve, arranged, which allows controlled feeding of the first gaseous component from the first gas cylinder 24 into the first pressure vessel 21.
  • a first pressure sensor 17 is provided on the first pressure vessel 21. From the first pressure vessel 21, a first feed line 20 leads to the first inlet channel 9 of the cleaning lance 2.
  • a first metering device 18 in particular in the form of a valve, is arranged, which permits metered introduction of the first gaseous component from the first pressure vessel.
  • container 21 in the first inlet channel 9 allowed.
  • the metering fitting 18 is attached to the outlet of the first pressure vessel 21.
  • a first check member 19 is further attached to prevent a caused by the explosion backflow of explosive gas mixture in the feed line 20.
  • the check member 19 is not mandatory.
  • the cleaning device 2 further includes a second reservoir 24 'in the form of a second gas cylinder for feeding a second gaseous component into the cleaning lance 2.
  • the second gas cylinder 24' is connected via a second gas line 22 'to a second pressure vessel 21'.
  • the second pressure vessel 2 is fed from the second gas cylinder 24 'with the second gaseous component.
  • a second Be somnliarmatur 23 ' is provided between the second pressure vessel 21 'and the second gas cylinder 24', which allows a metered feeding the second gaseous component from the second gas cylinder 24' in the second pressure vessel 21 '.
  • a second pressure sensor 17 ' is provided on the second pressure vessel 2.
  • a second metering 18 ' in particular in the form of a valve, arranged, which a metered introduction the second gaseous component from the second pressure vessel 2 ⁇ allowed in the second inlet channel 10.
  • the metering fitting 18 ' is attached to the outlet of the second pressure vessel 21'.
  • a second check member 19' is further attached to prevent a caused by the explosion backflow of explosive gas mixture in the feed line 20 '.
  • the check member 19 ' is not mandatory.
  • the first gaseous component is a combustible gas such as acetylene, ethylene or ethane.
  • the second gaseous component is oxygen or an oxygen-containing gas, which is supplied in a larger amount due to the stoichiometry through the larger, second inlet channel 10.
  • the filling of the pressure vessel 21, 2 ⁇ takes place in each case by opening the filling valves 23, 23 ', whereby the gaseous component from the gas cylinder 24, 24' flows into the pressure vessel 21, 2 ⁇ .
  • the gaseous component can have a maximum pressure between 20 and 40 bar in the pressure vessel 21, 2 ⁇ .
  • the pressure vessel 21, 2 ⁇ serve to dose the starting components, as will be described in more detail below.
  • the introduction of the gaseous components from the pressure vessel 21, 2 ⁇ in the associated inlet channel 9, 10 is done in each case by opening the metering valves 18, 18 ', whereby the gaseous component from the pressure vessel 21, 2 ⁇ flows into the associated inlet channel 9, 10.
  • control means 3 The metering valves 18, 18 'are controlled by control means 3 via control lines 15b, 15c, i. open or closed.
  • the control device comprises an input module 14 for input of control-relevant parameters, as already explained above.
  • the gaseous starting components are introduced in defined amounts and in a stoichiometric ratio to one another from the pressure vessels 21. 2 ⁇ into the cleaning lance 2. In this way, a defined amount or volume of explosive, gaseous mixture is produced in the correct stoichiometric ratio. First the correct stoichiometric ratio of gaseous starting components makes the gas mixture really explosive.
  • the exact amounts of the gaseous components can be calculated. Since the amount of gaseous component, which is discharged from the pressure vessel, can be calculated from the differential pressure in the pressure vessel, starting from a maximum pressure at the beginning of the gas introduction, a desired residual pressure can now be set, at which the predefined amount of gas is reached was drained from the pressure vessel.
  • a value for the setpoint residual pressure is stored in the pilot device.
  • the pressure prevailing in the pressure vessel 21, 2 ⁇ is repeatedly measured by the control device 3.
  • the pressure vessel 21, 2 ⁇ has a setpoint residual pressure which is above the ambient pressure, the pressure vessel 21, 2 still contains a certain amount of gaseous component. In conventional methods, however, the pressure vessel is filled exactly with the defined amount of gas. Accordingly, the pressure vessel is emptied when introducing the gaseous component into the cleaning lance.
  • the explosive mixture After completing the introduction of the explosive mixture into the cleaning lance 2 and after filling the container casing 29 with the explosive, gas shaped mixture, the explosive mixture is ignited by the control device 3 by means of the ignition device 13. The explosive mixture is ignited in the supply channel, wherein the explosion propagates into the container shell 29 and causes them to explode.
  • a viscous coolant is introduced into the annular cooling channel 12 formed by the outer casing tube 8 and the inner gas-collecting tube 7 and directed in the direction of the cleaning-side end section 4.
  • the coolant cools the gas pick-up tube 7 and thus the cleaning lance 2.
  • the cleaning lance 2 has at its feed-side end portion 5 or in the vicinity corresponding respectively to terminals for the feed lines 27, 28 of the coolant supply.
  • water is supplied through the first feed line 27, and air is supplied through the second feed line 28, for example.
  • It can also only a coolant supply line for supplying only a coolant, for. As water, be provided.
  • the coolant e.g. a water / air mixture is passed through the coolant channel 12.
  • the coolant exits at the cleaning-side end section 4 via an outlet opening out of the coolant channel 12, which is indicated by arrows 30.
  • the escaping coolant additionally cools the container shell 29.
  • it may also be provided a closed coolant circuit.
  • the introduction of the coolant components into the coolant channel 12 is controlled by means of connecting valves 25, 26, such as valves. Pressing the same allows the cooling to be switched on and off.
  • This active lance cooling, or the valves 25, 26 can be operated by hand or controlled by the control device 3. Accordingly, the fittings 25, 26 are connected via control lines (not shown) to the control device 3.
  • the coolant channel 12 may also be formed only for passive cooling and have an insulating effect and protect in this way the cleaning lance 2 and the explosive gas mixture therein or its components from heating.
  • the lance cooling described above is optional and not a mandatory feature of the present invention.
  • the cleaning-side end section 4 of the cleaning lance 2 with the container cover 29 attached thereto is inserted in the insertion direction E through a passage opening 53 in the wall 52 of a combustion installation 51 in the insertion direction E into its interior 54.
  • a pre-filled amount of gas as described above, is introduced from the pressure vessels 21, 21' into the cleaning lances 2.
  • the gas is introduced in a relatively short time. Depending on the amount of the selected maximum pressure and the amount to be introduced, the initiation can take from under one second to a few seconds.
  • the introduction of the gaseous components can not be set arbitrarily high. Accordingly, the introduction time of the gas components down limits.
  • the explosive mixture is ignited immediately or with a time delay by means of the ignition device 13 and caused to explode.
  • the embodiment of a cleaning device 101 according to Fi ur 2 shows a cleaning lance 102 with a similar structure as the cleaning device 1 according to the embodiment of Figure 1.
  • the cleaning lance 102 also includes a gas pick-up tube 107, which forms a supply channel 1 1 1.
  • an inner tube 106 is arranged in the gas receiving tube 107, which forms a first introduction channel 109 and ends in the gas receiving tube 107 to form an outlet opening.
  • a second, annular inlet channel 110 is likewise formed.
  • the first and second inlet ducts 109, 110 proceed at the end of the inner tube to form a mixing zone 132 in the direction of the cleaning-side end section (not shown) into the feed channel 11 I.
  • the cleaning device 101 also includes a control device 103 having an input mode). Further, the cleaning device 101 includes first and second pressure vessels 121, 121 1 for supplying first and second gaseous components. The supply of the gaseous starting components to the pressure vessels 121, 12 ⁇ via corresponding gas lines 122, 122 'and filling valves 123, 123'. Furthermore, pressure sensors 1 17, 1 17 ', which are connected to the control device 103 via data lines 16a, 16b, are also provided on the pressure vessels 121, 12 ⁇ .
  • an ignition device 1 13 is also provided, which is connected via the control line 1 15a to the control device 103.
  • the present cleaning device 101 now differs from the cleaning device 1 of Figure 1 by a plurality of parallel connected first metering valves 1 18, in particular valves, through which the first combustible, gaseous component from the first pressure vessel 121 in the first inlet channel 109 is initiated. Furthermore, the cleaning device 101 includes a plurality of parallel connected second metering valves 118 ', in particular valves, through which the second gaseous component (oxygen) from the second pressure vessel 12 into the second inlet channel 1 10 is initiated.
  • the number of first and second metering valves 1 18, 1 18 ' is in the stoichiometric ratio of the supplied gaseous components.
  • the ratio is 2: 7, which corresponds to the stoichiometric ratio between the combustible gas and oxygen.
  • the metering valves 1 1 8, 1 18 ' are connected via corresponding control lines 1 15 b, 115 c to the control device 103.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Reinigungsvorrichtung (1, 101) zum Entfernen von Ablagerungen in Innenräumen (54) von Behältern und Anlagen (51) mittels Explosionstechnologie. Die Reinigungsvorrichtung (1, 101) enthält ein Reinigungsgerät (2, 102) mit einem Aufnahmeraum (11, 111), und wenigstens einen über wenigstens eine Dosierarmatur (18, 18'; 118, 118') mit dem Reinigungsgerät (2, 102) verbundenen Druckbehälter (21, 21'; 121, 121'). Die Steuerung der Einleitung der wenigstens einen gasförmigen Komponente in das Reinigungsgerät (2, 102) erfolgt nach dem Prinzip des Differenzdruck zwischen einem Maximal -Druck zu Beginn des Einleitung und einem Soll-Restdruck nach Abschluss der Einleitung. Hierzu wird auf Basis der einzuleitenden Menge an gasförmiger Komponente ausgehend vom Maximal-Druck der Soll-Restdruck im Druckbehälter (21, 21'; 121, 121') festgelegt und die Einleitung der wenigstens einen gasförmigen Komponente bei Erreichen des Soll-Restdruckes gestoppt. Der Soll -Restdruck liegt dabei im Überdruckbereich.

Description

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM REINIGEN VON
INNENRÄUMEN VON BEHÄLTERN UND ANLAGEN
Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Reinigung von Innenräumen von Behältern und Anlagen. Sie betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entfernen von Ablagerungen in Innenräumen von Behältern und Anlagen mittels Explosionstechnologie. Die Vorrichtung ist insbesondere zur Ausübung des erfin- dungsgemässen Verfahrens ausgelegt.
Das Verfahren und die Vorrichtung dienen im Speziellen der Reinigung von verschmutzten und verschlackten Behältern und Anlagen mit Anbackungen an dessen Innenwänden, insbesondere von Verbrennungsanlagen.
Heizflächen z. B . von Müllverbrennungsanlagen oder allgemein von Verbrennungskesseln unterliegen im allgemeinen starken Verschmutzungen. Diese Verschmutzungen haben anorganische Zusammensetzungen und entstehen typischerweise durch Ablagerung von Ascheteilchen an der Wand. Beläge im Bereich von hohen Rauch- gas -Temperaturen sind meist sehr hart, da sie entweder geschmolzen oder angeschmolzen auf der Wand kleben bleiben oder von tiefer schmelzenden oder kondensierenden Substanzen bei deren Erstarrung an der kälteren Kesselwand zusammengeklebt werden. Solche Beläge lassen sich durch bekannte Reinigungsverfahren nur schwer und unzureichend entfernen. Dies führt dazu, dass der Kessel zwecks Reinigung periodisch abgestellt und abgekühlt werden muss. Da solche Kessel meist ziemlich grosse Abmessungen aufweisen, ist dazu oft der Aufbau eines Gerüsts im Ofen notwendig. Dies erfordert zudem einen Betriebsunterbruch von mehreren Tagen oder Wochen und ist ausserdem für das Reinigungspersonal wegen des starken Staub- und Schmutzanfalls äusserst unangenehm und ungesund. Eine meist zwangsläufige Begleiterscheinung eines Betriebunterbruchs einer Anlage sind Schäden an Behältermaterialien selber als Folge der starken Temperaturänderungen. Neben den Reinigungs- und Reparaturkosten sind die Anlagenstillstandskosten durch den Produktions- bzw. Einnahmenausfall ein wichtiger Kostenfaktor.
Herkömmliche Reinigungsverfahren, welche bei abgestellten Anlagen angewendet werden, sind beispielsweise Kesselklopfen sowie die Verwendung von Dampfstrahler, Wasserstrahlbläser/Russbläser sowie Sandstrahlen.
Ferner ist ein Reinigungsverfahren bekannt, bei welchem der erkaltete oder der in Betrieb befindliche, heisse Kessel mittels Einbringen und Zünden von Sprengkörpern gereinigt wird. Die Heizflächen- Anbackungen werden durch die Wucht der Detonation sowie durch die von den Schockwellen erzeugten Wandschwingungen abgesprengt. Die Reinigungszeit kann mit dieser Methode im Vergleich zu den herkömmlichen Reinigungsverfahren wesentlich verkürzt werden. Nachteilig bei diesem Verfahren ist die Notwendigkeit von Sprengstoff. Neben den hohen Kosten für das Sprengmaterial muss zur Vermeidung von Unfällen oder Diebstahl, beispielsweise bei der Lagerung des Sprengstoffs, ein grosser Sicherheits- aufwand betrieben werden. Aus der EP 1 362 213 B 1 ist ein weiteres Reini gu ngs verfahren bekannt, welches sich ebenfalls dem Mittel der Explosionserzeugung bedient. Anstelle von Sprengstoff wird gemäss diesem Verfahren jedoch ein mit einem explosionsfähigen, gasförmigen Gemisch aufblasbare Behälterhülle an das Ende einer Reinigungslanze angebracht. Das explosionsfähige, gasförmige Gemisch wird aus wenigstens zwei gasförmigen Komponenten erzeugt. Die Reinigungslanze wird zusammen mit der leeren Behälterhülle in den Kesselraum eingeführt und in der Nähe der zu reinigenden Stelle positioniert. Anschliessend wird die Behälterhülle mit einem explosionsfähigen Gasgemisch aufgeblasen. Durch Zünden des Gasgemisches in der Behälterhülle wird eine Explosion erzeugt, deren Schockwellen zur Ablösung von Verschmutzungen an den Kesselwänden führen. Die Behälterhülle wird durch die Explosion zerfetzt und verbrannt. Sie stellt daher Gebrauchsmaterial dar. Dieses Verfahren und die dazugehörige Vorrichtung weisen gegenüber der oben genannten Sprengtechnologie mit Sprengstoff den Vorteil auf, dass das Verfahren günstig im Betrieb ist. So sind z. B. die Ausgangskomponenten eines Gasgemisches, welches Sauerstoff und ein brennbares Gas umfasst, im Vergleich zu Sprengstoff kostengünstig. Des Weiteren erfordern das Beschaffen und der Umgang mit den besagten Gasen im Gegensatz zu Sprengstoff keine besonderen Bewilligungen oder Qualifikationen, so dass jedermann mit einer entsprechenden Schulung das Verfahren ausführen kann.
Ferner ist es auch ein Vorteil, dass die Ausgangskomponenten über separate Zuleitungen der Reinigungslanze zugeführt werden und das gefährliche explosionsfähige Gasgemisch daher erst in der Reinigungslanze kurz vor Auslösung der Explosion hergestellt wird. Im Vergleich zu Sprengstoff ist nämlich der Umgang mit den einzelnen Komponenten des Gasgemisches weitaus weniger gefährlich, da diese einzeln höchsten brennbar jedoch nicht explosiv sind.
Das dazugehörige Verfahren weist den Nachteil auf, dass der Befüllungsvorgang vergleichsweise langsam ist. Dies rührt daher, dass die gasförmigen Komponenten über Dosierarmaturen aus Druckbehältern eingeleitet werden. Die gasförmigen Komponenten werden hierbei in den Druckbehältern im stöchiometrischen Mengen- Verhältnis zueinander bereit gestellt. Das Entleeren der Druckbehälter benötigt jedoch vergleichsweise viel Zeit. So nähert sich die Austrittsgeschwindigkeit der gasförmigen Komponenten aus den Druckbehältern mit der zunehmenden Entleerung der Druckbehälter in einem asymptotischen Verlauf gegen Null. Dies bedeutet, dass die Einleitung der gasförmigen Komponenten in die Behälterhülle insbesondere gegen Ende des Befüll Vorganges vergleichsweise viel Zeit in Anspruch nimmt.
Aufgabe vorliegender Erfindung ist es daher, ein Reinigungsverfahren und eine dazugehörige Reinigungsvorrichtung der oben beschriebenen Art vorzuschlagen, welches eine schnellere Einleitung einer definierten Menge an gasförmiger Aus- gangskomponente erlaubt. Dadurch soll insbesondere die Befüllung einer Behälterhülle schneller sein.
Gemäss einer weiteren Aufgabe sollen es das Reinigungsverfahren und die dazugehörige Reinigungsvorrichtung erlauben, die gasförmigen Komponenten mit ver- gleichsweise geringem steuerungstechnischen Aufwand in einem stöchiometrischen Mengen-Verhältnis einzuleiten. Stöchiometrisches Mengen- Verhältnis bedeutet, dass die Reaktanten in Mengenverhältnissen einer Reaktion zugeführt werden, dass keiner der Reaktanten im Überschuss vorliegt. Entsprechend geschieht die Bcrechung des stöchiometrischen Mengen-Verhältnisses auf Basis der dazugehörigen Reaktions- gleichung.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1 und 9 gelöst. Weiterbildungen und besondere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei sind Merkmale der Verfahrensansprüche sinngemäss mit den Vorrichtungsansprüchen kombinierbar und umgekehrt.
Die erfindungsgemässe Reinigungsvorrichtung enthält insbesondere: - ein Reinigungsgerät mit einem Aufnahmeraum zum Bereitstellen eines explosionsfähigen, gasförmigen Gemischs aus einer oder mit wenigstens einer gasförmigen Komponente;
- wenigstens einen mit dem Reinigungsgerät verbundenen Druckbehälter zur Bereitstellung und zum Einleiten der wenigstens einen gasförmigen Komponente in das Reinigungsgerät;
- wenigstens eine Dosierarmatur zur dosierten Einleitung der wenigstens einen gasförmigen Komponente aus dem wenigstens einen Druckbehälter in das Reinigungsgerät;
- eine Zündeinrichtung zum Zünden des explosionsfähigen, gasförmigen Gemischs; sowie
- eine Steuerimgseinrichtung zum Steuern der wenigstens einen Dosierarmatur und zum Zünden des explosionsfähigen Gemischs.
Der Druckbehälter ist insbesondere über eine Speiseleitung mit dem Reinigungsgerät verbundenen.
Der oder die Druckbehälter ist/sind insbesondere Dosierbehälter zum Dosieren der in das Reinigungsgerät einzuleitenden Menge gasförmiger Komponente.
Die Reinigungsvorrichtung enthält insbesondere auch wenigstens einen Drucksensor zum Messen des Drucks in dem wenigstens einen Druckbehälter.
Die Reinigungsvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass diese Mittel zur Optimierung der Einleitung der wenigstens einen gasförmigen Komponente aus dem Druckbehälter in das Reinigungsgerät enthält, wobei die Mittel:
- die Steuerungseinrichtung umfassen, welche zum Steuern der wenigstens einen Dosierarmatur in Abhängigkeit von mittels wenigstens eines Drucksensors erfassten Druckmesswerten im Druckbehälter ausgelegt ist, derart, dass die Steuemngseinrichtung in der Lage ist, die Einleitung der wenigstens einen gasförmigen Komponente aus dem wenigstens einen Druckbehälter in das Reinigungsgerät zu beenden, sobald der gemessene Druck im Druckbehälter einem Soll-Restdruck entspricht, welcher in einem Überdruckbereich liegt, oder - eine mechanische Einrichtung zur Verkleinerung des Speicherraums im Druckbehälter während des Einleitens der wenigstens einen gasförmigen Komponente in das Reinigungsgerät umfassen.
Die Optimierung der Einleitung umfasst insbesondere die Erhöhung der mittleren Einleitgesch windigkeit der wenigstens einen gasförmigen Komponente aus dem Druckbehälter in das Reinigungsgerät.
Der Speicherraum entspricht jenem Raum im Druckbehälter, welcher die gasförmige Komponente druckbelastet aufnimmt, die in das Reinigungsgerät einzuleiten ist.
Die wenigstens eine Dosierarmatur ist insbesondere über eme Steuerleitung mit der Steuerungseinrichtung verbunden. Der wenigstens eine Drucksensor ist insbesondere über eme Datenleitung mit der Steuerungseinrichtung verbunden. Das erfindungsgemäss Verfahren enthält insbesondere die folgenden Verfahrensschritte:
- Bereitstellen wenigstens einer gasförmigen Komponente im Druckbehälter unter Überdruck;
- Einleiten der wenigstens einen gasförmigen Komponente vom Druckbehälter in das Reinigungsgerät über die Dosierarmatur;
- Bereitstellen eines explosionsfähigen, gasförmigen Gemischs im Aufnahmeraum, enthaltend oder bestehend aus der wenigstens einen eingeleiteten gasförmigen Komponente; sowie
- Zünden des explosionsfähigen, gasförmigen Gemischs. Die Einleitung der wenigstens einen gasförmigen Komponente vom Dmckbehälter in das Reinigungsgerät erfolgt insbesondere über eine Speiseleitung.
Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die Einleitung der wenigstens einen gasförmigen Komponente aus dem Druckbehälter in das Reinigungsgerät optimiert wird, indem:
- die Steuerung der Einleitung der wenigstens einen gasförmigen Komponente in das Reinigungsgerät nach dem Prinzip des Differenzdruck zwischen einem Maxi mal -Druck zu Beginn des Einleitung und einem Soll-Restdruck nach Abschluss der Einleitung erfolgt, wobei der Soll-Restdruck im Überdruckbereich Hegt, oder
- der Speicherraum in dem wenigstens einen Druckbehälter während der Einleitung der wenigstens einen gasförmigen Komponente in das Reinigungsgerät verkleinert wird, . Gemäss dem Differenzdruckverfahren wird insbesondere auf Basis der einzuleitenden Menge an gasförmiger Komponente ausgehend vom Maximal-Druck der Soll- Restdruck festgelegt. Die Einleitung der wenigstens einen gasförmigen Komponente wird bei Erreichen des Soll-Restdruckes gestoppt. Auf diese Weise wird die mittlere Einleitgeschwindigkeit gegenüber herkömmlichen Verfahren erhöht, da die Einleitgeschwindigkeit bei Erreichen eines Soll-Restdruckes höher ist als am Ende der Entleerung des Druckbehälters.
Beim Überdruck handelt es sich um jenen Druckwert, welcher sich aus der Differenz zwischen dem im Druckbehälter herrschenden Druck und dem herrschenden Umgebungsdruck ergibt. Der Umgebungsdruck ist insbesondere der ausserhalb der Druckbehälter herrschende Druck. Der Umgebungsdruck ist beispielsweise der Atmosphärendruck. Dies bedeutet, dass der oder die Druckbehälter nicht bis zum Umgebungsdruck entleert werden. Der Maximai-Druck entspricht dem Druck im Druckbehälter zu Beginn der Einleitung. Der Maximal-Druck ist insbesondere ebenfalls definiert. So werden die Druckbehälter mittels der Steuerungseinrichtung vorgängig bis Erreichen des vorgegebenen Maximal-Drucks mit der gasförmigen Ausgangskomponente befüllt.
Gemäss einer besonderen Ausführungsvariante der Erfindung ist das Reinigungsgerät zum Anbringen einer mit einem explosionsfähigen, gasförmigen Gemisch befüllbaren Behälterhülle ausgelegt. Das zu dieser Ausführungs Vari ante gehörige Verfahren enthält die folgenden Veifahrensschritte:
- Anbringen einer Behälterhülle am Reinigungsgerät,
- Bereitstellen der wenigstens einen gasförmigen Komponente im Druckbehälter unter Überdruck;
- Einleiten . der wenigstens einen gasförmigen Komponente vom Druckbehälter in das Reinigungsgerät über die Dosierarmatur;
- Bereitstellen eines explosionsfähigen, gasförmigen Gemischs im Aufnahmeraum, enthaltend oder bestehend aus der wenigstens einen eingeleiteten gasförmigen Komponente und Befüllen der am Reinigungsgerät angebrachten Behälterhülle mit explosionsfähigem, gasförmigem Gemisch;
- Zünden des explosionsfähigen, gasförmigen Gemischs, wobei das explosionsfähige, gasförmige Gemisch in der Behälterhülle zur Explosion gebracht wird;
Die Einleitung der wenigstens einen gasförmigen Komponente vom Druckbehälter in das Reinigungsgerät erfolgt insbesondere über eine Speiseleitung.
Zur Einleitung der wenigstens einen gasförmigen Komponente in das Reinigungsgerät wird die dazugehörige Dosierarmatur über die Steuerungseinrichtung geöffnet. Sobald der Soll-Restdruck erreicht ist, d.h. sobald die einzuleitende Soll-Menge an gasförmiger Komponente eingeleitet ist, wird die betreffende Dosierarmatur gemäss dem Differenzdruckverfahren über die Steuerungseinrichtung wieder geschlossen.
Die wenigstens eine Dosierarmatur umfasst insbesondere ein Ventil, wie Magnet- ventil.
Die wenigstens eine Dosierarmatur kann am Reinigungsgerät angebracht sein, wobei die dazugehörige Speiseleitung vom Druckbehälter zur Dosierarmatur geführt ist. Die wenigstens eine Dosierarmatur kann am Auslass des Druckbehälters angebracht sein, wobei die dazugehörige Speiseleitung von der Dosierarmatur zum Reinigungsgerät geführt ist. . . .
Die Speiseleiturig kann ein flexibler Schlauch oder eine starre Leitung sein. Die Speiselei tung kann gemäss einer Weiterbildung der Erfindung Teil des Druck- behälters sein oder diesen sogar ausbilden. Das heisst, die Speiseleitung bildet den Druckbehälter oder einen Teil davori aus. Entsprechend wird der Maximal-Druck (auch) in der Speiseleitung aufgebaut. Der wenigstens einen Dosierarmatur kann in Strömungsrichtung ein Rückschlagorgan, wie Rückschlagventil, nachgeordnet sein. Dieses schützt die Dosierarmatur vor einem Rückschlag wie er beispielsweise bei der Zündung des explosionsfähigen Gemischs auftreten kann. Ferner verhindert das Rückschlagorgan auch den Austausch von Komponenten des explosionsfähigen Gemisches zwischen mehreren Druckbehältern. Das Rückschlagorgan ist in Strömungsrichtung insbesondere vor der Speisedruckleitung angeordnet.
Anstelle eines Rückschlagorgans kann an gleicher Stelle eine Einrichtung zur Einspeisung eines Inertgases, wie Stickstoff, angeordnet sein. Das eingeleitete Inertgas bildet eine Art Puffer aus und verhindert die Erhitzung der Dosierarmatur durch heisse Explosionsgase. Andererseits bildet das eingeleitete Inertgas eine Gasbarriere aus und verhindert den Austausch von Komponenten des explosionsfähigen Gemisches zwischen mehreren Dosierarmaturen. Nach Einleiten des vorgesehenen Gesamtvolumens an explosionsfähigem Gemisch wird bzw, werden die Dosierarmatur(en) geschlossen. Gleichzeitig mit dem Schliessen der Dosierarmatur(en) oder im Anschluss daran wird über die Steuerungseinrichtung die Zündung aktiviert und das explosionsfähige, gasförmige Gemisch zur Explosion gebracht. Die Steuerung der Dosierarmaturen sowie der Zündeinrichtung sind insbesondere steuerungstechnisch aufeinander abgestimmt. Die Verzögerung zwischen dem Schliessen der Dosierarmatur(en) und dem Zünden des explosions- fähigen, gasförmigen Gemisches betragen z. B, Sekundenbruchteile. Diese Verzögerung kann im Voraus eingestellt werden. Entsprechend verlaufen Einleitung und Zündung insbesondere vollautomatisch. D.h., ■nach Auslösen der Einleitung bis und mit zur Explosion sind insbesondere keine weiteren manuellen Eingriffe mehr notwendig.
Die Sleuerungseinrichtung kann eine Bedieneinheit umfassen, über welche die Bedienung der Steuerungseinrichtung erfolgt. So können über die Bedieneinheit der Einleitvorgang ausgelöst und allenfalls auch Einstellungen vorgenommen werden. Die Bedieneinheit kann einen Touch-Screen zur Bedienung enthalten. Die Bedieneinheit kann drahtlos ausgelegt sein. Die Wucht der Explosion und die durch die Stosswellen in Schwingung gebrachte Fläche, z.B. eine Behälter- oder Rohrwand, bewirken das Absprengen der Wandan- backungen und Verschlackungen und somit das Reinigen der Fläche. Im Anschluss an die Explosion kann durch erneutes Öffnen der wenigstens einen Dosierarmaturen erneut ein explosionsfähigen Gemisches im Aufnahmeraum bereitgestellt werden.
Die wenigstens eine gasförmige Komponente kann gemäss einer ersten Variante bereits dem explosionsfähigen, gasfönnigen Gemisch entsprechen, welches in das Reinigungsgerät eingeleitet wird.
Gemäss einer zweiten Variante werden wenigstens zwei und insbesondere zwei gasförmige Komponenten separat in das Reinigungs gerät eingeleitet und dort miteinander zum explosionsfähigen, gasförmigen Gemisch vermischt.
Hierzu wird im Aufnahmeraum des Reiriigungsgeräts insbesondere eine Mischzone ausgebildet, in welcher die erste und zweite gasförmige Komponente zum explosionsfähigen, gasförmigen Gemisch vermischt werden.
Hierzu sind entsprechend zwei oder mehr Druckbehälter, Dosierarmaturen, Speiseleitungen und gegebenenfalls Rückschlagorgane insbesondere der oben und nachfolgend beschriebenen Art und Anordnung vorgesehen.
Die erste gasförmige Komponente ist insbesondere ein Brennstoff. Der Brennstoff aus der Gruppe der brennbaren Kohlenwasserstoffe, wie Acetylen, Ethylen, Methan, Aethan oder Propan sein.
Die zweite gasförmige Komponente ist insbesondere ein Oxidationsmittel, wie z. B. gasförmiger Sauerstoff oder ein sauerstoffhaltiges Gas.
Gasförmige Komponenten bedeutet, dass die betreffende Komponente spätestens im explosionsfähigen, gasförmigen Gemisch unmittelbar vor der Zündung in Gasform vorliegt. Die wenigstens eine gasförmige Komponente liegt insbesondere bereits mit der Einleitung in das Reinigungsgerät als Gas vor. Andererseits kann die gasförmige Komponente im Druckbehälter unter Überdruck in Flüssigform oder teilweise in Flüssigform vorliegen.
Der wenigstens eine Druckbehälter wird insbesondere aus einem Speicher mit der wenigstens einen gasförmige Komponente gespiesen. Die Befüllung des wenigstens einen Druckbehälters wird über eine entsprechende Befüllarmatur gesteuert. Die Befüllarmatur kann ebenfalls über die Steuerungseinrichtung gesteuert, d.h. geöffnet oder geschlossen werden. Die Befüllarmatur ist insbesondere über eine entsprechende Steuerleitung mit der Steuerungseinrichtung verbunden. Die Befüllarmaturen sind insbesondere Ventile, wie Magnetventile. Der Speicher kann eine konventionelle Gasflasche sein.
So kann die Steuerungseinrichtung z. B. ausgelegt sein, die Befüllung des wenigstens einen Druckbehälters zu beenden, d.h. die Befüllarmatur zu schliessen, sobald über den Drucksensor am Druckbehälter der in der Steuerungseinrichtung hinterlegte, vorgegebene Maximal-Druck im Druckbehälter gemessen wird.
Die Steuerungseinrichtung kann ein Eingabemodul umfassen, über welches beispielsweise Sollwerte wie Maximal-Druck, Soll-Restdruck oder die in das Reini- gungsgerät pro Reinigungszyklus einzuleitenden Mengen an gasförmiger Komponente, erfasst werden. Die Steuer- und Datenleitungen in vorliegender Beschreibung können grundsätzlich drahtgebunden oder drahtlos sein.
Die Reinigungsvorrichtung enthält gemäss einer Weiterbildung der Erfindung einen ersten Druckbehälter sowie eine erste Dosierarmatur. Die erste gasförmige Komponente wird aus dem ersten Druckbehälter über die erste Dosierarmatur in das Reinigungsgerät eingeleitet. Die erste gasförmige Komponente wird aus dem ersten Druckbehälter insbesondere über eine erste Speiseleitung in das Reinigungsgerät eingeleitet.
Im Weiteren enthält die Reinigungsvorrichtung einen zweiten Druckbehälter sowie eine zweite Dosierarmatur. Die zweite gasförmige Komponente wird aus dem zweiten Druckbehälter über die zweite Dosierarmatur in das Reinigungsgerät eingeleitet. Die zweite gasförmige Komponente wird aus dem zweiten Druckbehälter insbesondere über die zweite Speiseleitung in das Reinigungsgerät eingeleitet.
Die beiden gasförmigen Komponenten werden insbesondere in einem stöchio- metri sehen Mengen-Verhältnis zueinander in das Reinigungsgerät eingeleitet. Im Reinigungsgerät werden die gasförmigen Komponenten in einer Mischzone miteinander zum explosionsfähigen, gasförmigen Gemisch vermischt. Die Mischzone liegt insbesondere im Aufnahmeraum des Reinigungsgeräts.
Der Drucksensor dient insbesondere zum Messen des Druckes im Druckbehälter während der Einleitung der betreffenden gasförmigen Komponente aus dem. Druck- behäller in das Reinigungsgerät. Enthält die Reinigungsvorrichtung mehrere Druckbehälter für mehrere gasförmige Komponenten, so enthält die Reinigungsvorrichtung insbesondere mehrere Drucksensoren zum Messen der jeweiligen Drücke in den Druckbehältern der gasförmigen Komponenten während der Einleitung der gasförmigen Komponenten aus dem Druckbehälter in das Reinigungsgerät.
Die Dosierarmatur bzw. die Dosierarmaturen werden mittels einer Steuerungseinrichtung in Abhängigkeit von den mittels des oder der Drucksensoren in dem oder in den Druckbehältern gemessenen Druckmesswerten gesteuert.
Der oder die Druckbehälter können beispielsweise einen Maximal-Druck von mehreren Bar, wie 10 bar oder mehr, und insbesondere von 20 bar oder mehr aufweisen. So kann ein Maximal-Druck von 20 bis 40 bar vorgesehen sein. Der Maximal-Druck entspricht dem Ausgangsdruck im Druckbehälter zu Beginn der Einleitung der gasförmigen Komponente in das Reinigungsgerät.
Es können Mittel, wie Kompressoren, zur Komprimierung der gasförmigen Komponente im Druckbehälter vorgesehen sein. Dies trifft insbesondere dann zu, wenn die gasförmige Komponente im Speicher, aus welchem der Druckbehälter mit der gasförmigen Komponente gespiesen wird, einen niedrigeren Ausgangsdruck als der vorgegebene Maximal-Druck aufweist. Der oben genannte Maximal-Druck erlaubt die Einspeisung des .explosionsfähigen Gemischs bzw. deren Ausgangskomponenten unter hohem Druck und entsprechend unter hoher Geschwindigkeit in den Aufnahmeraum des Reinigungsgeräts, in welchem beispielsweise Atmosphärendruck herrscht. Der Soll-Restdruck weist z. B. einen Überdruck von 0.5 bar oder mehr, insbesondere von 1 bar oder mehr, oder sogar von 2 bar oder mehr, oder 3 bar oder mehr auf. Soist beispielsweise die Gaseinleitgeschwindigkeit bei. einem Überdruck von 1 bis 2 bar bereits um rund 30% grösser, Entsprechend ist die Gaseinleitdauer kürzer. Der Soll-Resldruck kann auch 5 bar oder mehr, oder 10 bar oder mehr betragen. Je höher der Soll-Restdruck desto höhere, durchschnittliche Einleitgeschwindigkeiten sind möglich, da die Einleitgeschwindigkeit aufgrund des hohen Soll-Restdruckes auch bei Ende der Einleitung noch vergleichsweise hoch ist. Das Reinigungsgerät enthält insbesondere wenigstens eine Auslassöffnung, über welche das explosionsfähige Gemisch und/oder die Explosionsdruckwelle aus dem Aufnahmeraum, z. B. einem Gasaufnahmekanal in den Innenraum der zu reinigenden Anlage oder in eine am Reinigungsgerät angebrachte Behälterhülle austreten kann. Die wenigstens eine Auslassöffnung ist insbesondere während der Zündung und Explosion des explosionsfähigen Gemischs nach aussen offen. Die wenigstens eine Auslassöffnung ist insbesondere während der Einleitung der wenigstens einen gasförmigen Komponente in das Reinigungsgerät nach aussen offen.
Die zündwirksame Komponente der Zündeinrichtung zur Zündung des explosions- fähigen, gasförmigen Gemischs ist insbesondere im Aufnahmeraum, wie Gasaufnahmekanal, des Reinigungsgeräts angeordnet. Es wird insbesondere das im Aufnahmeraum, wie Gasaufnahmekanal, bereit gestellte explosionsfähige, gasförmige Gemisch mittels Zündeinrichtung zur Explosion gebracht. Das explosionsfähige, gasförmige Gemisch wird insbesondere mittels der Steuerungseinrichtung über die Zündeinrichtung gezündet.
Die Zündung geschieht z. B. durch elektrisch ausgelöste Funkenzündung, durch Hilfsflammen oder durch pyrotechnische Zündung mit Hilfe von entsprechend angebrachten Zündmitteln und Zündeinrichtungen. Die Zündeinrichtung ist insbesondere eine elektrische Zündeinrichtung. Diese zeichnet sich dadurch aus, dass diese zur Zündung einen Zündfunken oder insbesondere einen Lichtbogen ausbildet.
Jedem Druckbehälter kann jeweils eine oder auch mehrere Dosierarmaturen für die dosierte Einleitung der gasförmigen Komponenten vom Druckbehälter in das Reinigungsgerät zugeordnet sein. Sind pro Druckbehälter mehrere Dosierarmaturen vorgesehen, so sind diesen jeweils insbesondere auch separate Speiseleitungen zugeordnet.
Die Durchströmquerschnittsfläche der Dosierarmatur bzw. der Dosierarmaturen der wenigstens zwei gasförmigen Komponenten ist insbesondere in einem stöchio- metrischen Verhältnis zueinander.
Die Anzahl Dosierarmaturen pro Druckbehälter entspricht insbesondere dem stöchio- metrischen Verhältnis der aus den entsprechenden Druckbehältern eingeleiteten gas- förmigen Komponenten zur Erzeugung des explosionsfähigen, gasförmigen Ge- mischs.
Es kann auch vorgesehen sein, dass pro gasförmige Komponente mehrere Druckbe- hälter mit jeweils einer oder mehreren Speiseleitungen und Dosierarmaturen vorgesehen sind. Die Anzahl Druckbehälter pro gasförmige Komponente kann dem stöchio- metri sehen Verhältnis der zugeführten gasförmigen Komponenten entsprechen.
Die Verkleinerung des Speicherraums im Druckbehälter während des Einleitens der wenigstens einen gasförmigen Komponente in das Reinigungsgerät gemäss einer weiteren Ausführungsform kann unter anderem gemäss den nachfolgend beschriebenen zwei Varianten erreicht werden.
Gemäss einer ersten Variante kann der Druckbehälter mit einer Ausstosseinrichtung zusammenwirken, mittels welcher die gasförmige Komponente während der Einleitung in das Reinigungsgerät unter Verkleinerung des Speicherraums im Druckbehälter ausgestossen wird.
Die Ausstosseinrichtung kann ein Ausstosselement enthalten, wie z. B. einen Stössel oder einen Ausstosszylinder. Das Ausstosselement wird dabei in den Speicherraum bewegt. Das Ausstosselement kann einen in einer Führungsbuchse geführten Führungszylinder umfassen. Das Ausstosselement kann hydraulisch, pneumatisch oder motorisch angetrieben sein. Der Antrieb ist insbesondere aktiv. Es kann auch vorgesehen sein, dass zum Antreiben des Ausstosselements ein Ausstossgas, wie Stickstoff, in einen Ausstossspeicher mit einem Gasaufnahmeraum von veränderbarer Grösse eingeleitet wird. Durch die mittels Gaseinleitung bewirkte Grössen- bzw. Volumenzunahme des Ausstossspeichers wird ein Ausstosselement in Bewegung gesetzt, welches seinerseits den Speicherraum des Druckbehälters verkleinert. Das Ausstosselement, welches z. B. ein Ausstosszylinder sein kann, kann mit einem dehnbaren Ballon oder einer Balgstruktur zusammenwirken. Der Ausgleichsspeicher kann z. B. durch den dehnbaren Ballon oder die Balgstruktur ausgebildet werden. Beim erneuten Befüllen des Speicheiraumes mit der gasförmigen Komponente wird das Ausstosselement unter Vergrösserung des Speicherraumes wieder zurückbewegt. So wird beispielsweise das Ausstossgas wieder aus dem Ausstossspeicher heraus geleitet. Gemäss einer zweiten Variante wirkt der Speicherraum des Druckbehälters mit einem Ausgleichsspeicher zusammen, welcher über ein Verschiebeelement vom Speicherraum des Druckbehälters abgegrenzt ist. Der Ausgleichsspeicher bildet einen Gasaufnahmeraum von veränderbarer Grösse aus. Im Ausgleichsspeicher ist ein Ausgleichsgas, z. B. Stickstoff, enthalten. Beim Befüllen des Speicherraumes mit der gasförmigen Komponente verschiebt sich des Verschiebeelement aufgrund des steigenden Druckes im Speicherraum unter Vergrösserung des Speicherraumes und unter Verkleinerung des Ausgleichspeichers. Das Ausgleichsgas im Ausgleichsspeicher wird entsprechend komprimiert, wodurch der Druck im Ausgleichsspeicher erhöht wird.
Beim Einleiten der gasförmigen Komponente vom Speicherraum in das Reinigungsgerät verschiebt sich des Verschiebeelement aufgrund des abnehmenden Druckes im Speicherraum und des höheren Druckes im Ausgleichsspeicher unter Verkleinerung des Speicherraumes und unter Vergrösserung des Ausgleichspeichers .
Das Verschiebeelement verschiebt sich bei diesen Vorgängen insbesondere vom Speicherraum weg bzw. zu diesem hin.
Die Energie des im Ausgleichsspeicher komprimierten Ausgleichsgases wird also genutzt um die gasförmige Komponente im Speicherraum des Druckbehälters durch das Verschiebeelement wenigstens teilweise auszustossen. Das Ausgleichsgas im Ausgleichsspeicher wird bei diesem Vorgang entspannt, wodurch der Druck im Ausgleichsspeicher sinkt. Das Verschiebeelement kann eine flexible Membran zwischen dem Speicherraum und dem Ausgleichsspeicher sein. Die Membran kann dehnbar sein. Das Verschiebeelement kann auch ein verschiebbarer Zylinder, insbesondere ein in einer Führungsbuchse verschiebbaren Zylinder, umfassen. Das Verschiebemittel kann insbesondere ein Doppelzylinder sein. Das Verschiebeelement kann auch mit einem dehnbaren Ballon oder einer Balgstruktur zusammenwirken. Der Ausgleichsspeicher kann z. B . durch den dehnbaren Ballon oder die Balgstruktur ausgebildet werden.
Gemäss der Ausführungsform nach den beiden genannten Varianten kann ein Endschalter vorgesehen sein, mittels welchem über die Steuerungseinrichtung die Zündung ausgelöst wird. Der Endschalter kann beispielsweise durch Kontakt mit dem Ausstosselement bzw. Verschiebeelement ausgelöst; werden, wenn dieses während des Ausstossvorganges eine Sollposition erreicht hat.
Gemäss einer besonderen Weiterbildung der Erfindung ist das Reinigungsgerät ein Längsbauteil mit einem zufuhrseitigen und einem reinigungsseitigen Endabschnitt. Beim zufuhrseitigen Endabschnitt handelt es sich um jenen Endabschnitt, an welchem die wenigstens eine gasförmige Komponente in das Reinigungsgerät eingeleitet wird. Da dieser Endabschnitt in der Regel auch dem Anwender zugewandt ist, trifft gegebenenfalls auch der Ausdruck anwenderseitiger Endabschnitt zu. Der zufuhrseitige Endabschnitt kann einen Griffteil ausbilden, über welchen das Reinigungsgerät durch den Anwender gehalten werden kann.
Beim reinigungsseitigen Endabschnitt handelt es sich um jenen Endabschnitt, welcher zur reinigenden Stelle hin gerichtet ist. Das Längsbauteil enthält insbesondere einen in Längserstreckung verlaufenden Gas- aufnahrnekanal, auch Gasführungskanal genannt. Der Gasaufnahmekanal ist insbesondere geschlossen. Der Gasaufnahmekanal ist insbesondere ein Zufuhrkanal zur Zufuhr des explosionsfähigen, gasförmigen Gemischs vom zufuhrseitigen zum reinigungsseitigen Endabschnitt. Der Gasaufnahmekanal bildet insbesondere den Aufnahmeraum oder einen Teil davon aus. Der Gasaufnahmekanal endet im reinigungsseitigen Endabschnitt und bildet dort insbesondere eine oder mehrere Auslassöffnungen aus.
Der geschlossene Gasaufnahmekanal kann als Rohr, auch als Gasaufnahmerohr oder Gasführungsrohr bezeichnet, ausgebildet sein. Das Rohr kann starr oder flexibel sein. Ein flexibles Rohr kann z. B. als Schlauch, wie Wellrohr, -ausgebildet sein. Das Längsbauteil kann zum Anbringen einer Behälterhülle am reinigungsseitigen Endabschnitt ausgelegt sein.
Das Längsbauteil ist insbesondere dazu ausgelegt, das explosionsfähige, gasförmige Gemisch möglichst in die Nähe der zu reinigenden Stelle zu bringen, bevor dieses zur Explosion gebracht wird.
Die wenigstens eine gasförmige Komponente ist insbesondere am zufuhrseitigen Endabschnitt über die wenigstens eine Dosierarmatur aus dem wenigstens einen Druckbehälter in das Längsbauteil einleitbar. Die Einleitung erfolgt insbesondere über eine Speiseleitung.
Die wenigstens eine Dosierarmatur zur dosierten Einleitung der wenigstens einen gasförmigen Komponente aus dem wenigstens einen Druckbehälter in das Längsbauteil ist insbesondere im zufuhrseitigen Endabschnitt angebracht. Sind für jeweils eine Ausgangskomponente mehrere Dosierarmaturen am Reinigungsgerät vorgesehen, so können diese z. B. in Längserstreckung des Reinigungsgeräts, wie Längsbauteil, nacheinander angeordnet sein. Mehrere Dosierarmaturen für jeweils eine Ausgangskomponente können quer zur Längserstreckung betrachtet auch entlang des Umfangs des Aufnahmeraums, wie Gasaufnahmerohres, angeordnet sein.
Im zufuhrseitigen Endabschnitt ist innerhalb des Gasaufnahmerohrs insbesondere ein Innenrohr angeordnet. Die beiden Rohre und können konzentrisch zueinander angeordnet sein.
Das Inneniohr bildet insbesondere einen ersten Ei leitkanal zur Einleitung einer ersten, gasförmigen Komponente aus einem ersten Druckbehälter aus. Zwischen dem Gasaufnahmerohr und dem Innenrohr wird insbesondere ein zweiter, ringförmiger Einleitkanal zur Einleitung einer zweiten, gasförmigen Komponente ausgebildet. Das Inneni ohr endet insbesondere im Gasaufnahmerohr.
Die Strömung der wenigstens einen gasförmigen Komponente verläuft im Anschluss an deren Einleitung insbesondere in Längserstreckung des Längsbauteils in Richtung des reinigungsseitigen Endabschnitts.
Der erste Einleitkanal mündet in Richtung des reinigungsseitigen Endabschnitts am genannten Ende des Innenrohres in einer Auslassöffnung. Der erste und zweite Einleitkanal gehen am Ende des Innenrohres insbesondere in den Gasaufnahmekanal, insbesondere in einen Zufuhrkanal, über. Am Ende des Innenrohres wird insbesondere eine Mischzone ausgebildet, in welcher die aus dem ersten und zweiten Einleitkanal in Richtung reinigungsseitigem Endabschnitt zuströmenden, gasförmigen Komponenten zu einem explosionsfähigen, gasförmigen Gemisch vermischt werden. Das Reinigungsgerät bzw. das Längsbauteil ist insbesondere eine Reinigungslanze. Die Länge des Längsbauteils bzw. des Gasaufnahmekanals kann z. B. 1 m (Meter) oder mehr, oder 2 m oder mehr, oder 3 m oder mehr, oder 4 m oder mehr betragen. Das Reinigungsgerät bzw. das Längsbauteil kann, insbesondere unter heissen Reinigungsbedingungen, eine Länge von einem bis mehreren Metern, z. B. von 4 bis 10 m aufweisen. Für Reinigungen in kalter Umgebung, wenn z. B. die Gaseinleitdauer keine gewichtige Rolle spielt, kann das Reinigungsgerät sogar- eine Länge von bis 40 m aufweisen, Der Gas aufnahm ekanal kann einen Kreisquerschnitt ausbilden. Der (grösste) Durchmesser des Gasaufnahmekanals kann 150 mm (Millimeter) oder weniger, oder 100 mm oder weniger, oder 60 mm oder weniger, und insbesondere 55 mm oder weniger betragen. Der Durchmesser kann ferner 20 mm oder mehr, oder 30 mm oder mehr, insbesondere 40 mm oder mehr betragen.
Die Reinigungsvorrichtung kann auch zur Ausbildung einer Wolke ausserhalb des Reinigungsgeräts vorgesehen sein. In diesem Fall strömt das explosionsfähige, gasförmige Gemisch über die Auslassöffnung nicht in eine Behälterhülle sondern direkt in den Innenraum der zu reinigenden Anlage.
Das Reinigungsgerät kann zum reinigungsseitigen Endabschnitt hin eine Auslasseinrichtung mit einem zusätzlichen Aufnahmeraum für explosionsfähiges, gasförmiges Gemisch enthalten. Vorliegende Erfindung weist den Vorteil auf, dass die gasförmige Komponente mit einer höheren Geschwindigkeit eingeleitet wird als bei herkömmlichen Verfahren, gemäss welchen der Druckbehälter ohne weiteren Massnahmen einfach auf Umgebungsdruck entleert wird. Dank der Erfindung kann die vorgegebene Menge an gasförmiger Komponente in vergleichsweise kurzer Zeit in das Reinigungsgerät eingeleitet werden.
So lässt sich durch die vergleichsweise schnelle Befüllung der Behälterhülle die Verweilzeit derselbigen im heissen Innenraum der Anlage reduzieren. Dadurch wird die Gefahr einer Beschädigung der Behälterhülle durch die Hitze vor Auslösung der Explosion erheblich gesenkt.
Andererseits können wegen der kürzeren Verweildauer auch hitzeempfindlichere Behälterhüllen, z. B. aus Kunststoff, verwendet werden. Diese Behälterhüllen zeichnen sich beispielsweise dadurch aus, dass diese kostengünstiger in der Herstellung sind. Andererseits zeichnen sich solche Behälterhüllen auch dadurch aus, dass diese rückstandsfrei verbrannt werden. Dies ist bei herkömmlichen, hitzebeständigeren Behälterhüllen aufgrund des verwendeten Papiermaterials nicht immer der Fall.
Ferner kann die in das Reinigungsgerät, aber auch die zuvor in den Druckbehälter eingeleitete Menge an gasförmiger Komponente über Druckmessungen am Druckbehälter genau gesteuert werden.
Das erfindungsgemässe Druckdifferenz-Verfahren erlaubt im Weiteren eine Überwachung des Gaseinleitvorganges auf mögliche Störungen. So kann in der Steuerungseinrichtung bezüglich der Gaseinleitung in das Reinigungsgerät beispielsweise eine Zeitbegrenzung vorgesehen sein. So werden die Dosierarmaturen bei Erreichen einer maximalen Öffnungszeit unabhängig davon geschlossen, ob der Soll- Restdruck bereits erreicht ist oder nicht.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann ein mit der Steuerungseinrichtung verbundener Drucksensor vorgesehen sein, welcher den Druck im Aufnahmeraum des Reinigungsgeräts misst. Übersteigt der gemessene Druck während Einleitung der wenigstens einen gasförmigen Komponente, z. B. zu einem bestimmten Zeitpunkt oder in einem bestimmten Zeitabschnitt der Einleitung, einen kritischen Druckwert, so wird der Einleitvorgang abgebrochen und keine Zündung ausgelöst. Es kann nämlich beispielsweise vorkommen, dass die gasförmige(n) Komponente(n) aufgrund eines ausserordentlichen Strömungs Widerstandes im Reinigungsgerät nicht oder nur mit reduzierter Geschwindigkeit in das Reinigungsgerät einströmen kann/- können. Als weitere Folge liegt der Gasdruck im Aufnahmeraum des Reinigungsgeräts über dem üblichen Gasdruck während des Einleitvorganges.
So wird beispielsweise gemäss einem ersten möglichen Szenario bei einem Knick in einem flexiblen WellemOhr des Reinigungsgeräts der Durchströmquerschnitt erheblich reduziert. Gemäss einem weiteren Szenario entfaltet sich die Behälterhülle nicht oder nichl vollständig. In beiden Fällen wird die gasförmige Komponente beim Einströmen in das Reinigungsgerät bzw. in die dazugehörige Behälterhülle durch einen ausserordentlichen Strömungswiderstand behindert.
Die Begrenzung der Öffnungszeit der Dosierarmaturen bewirkt nun einen vorzeitigen Abbruch des Einleitvorganges ohne Zündung der bereits eingeleiteten gasförmigen Komponenten. Sobald die Störung behoben ist, kann der Einleitvorgang von neuem gestartet werden. Dadurch wird verhindert, dass das explosionsfähige Gemisch trotz strömungstechnischem Widerstand im Reinigungsgerät gezündet und dadurch das Reinigungsgerät beschädigt wird. Nachfolgend wird der Erfindungsgegenstand anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen, welche in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt sind, näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:
Figur 1 : eine Ausführungsform einer erfindungsgemässen Reinigungsvorrichtung; Figur 2: eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemässen Reinigungsvorrichtung.
Die Figur 1 zeigt schematisch eine Reinigungsvorrichtung 1 zur Durchführung des erfindungsgemässen Reinigungsverfahrens. Die Reinigungsvorrichtung 1 umfasst ein Reinigungsgerät in Ausführung einer kühlbaren Reinigungslanze 2. Die Reinigungslanze 2 beinhaltet ein äusseres Ummantelungsrohr 8, und ein innerhalb des äusseren Ummantelungsrohres 8 angeordnetes inneres Gasaufnahmerohr 7, welches unter anderem den Gasaufnahmekanal, bzw. Zufuhrkanal 1 1 ausbildet. Das äussere Ummantelungsrohr 8 ummantelt das innere Gasaufnahmerohr 7 und bildet dadurch einen ringförmigen Kühlkanal 12 aus. Die Lanzenkühlung und mit dieser das Ummantelungsrohr 8 und der Kühlkanal 12 sind jedoch kein zwingendes Merkmal vorliegender Erfindung.
Die Reinigungslanze 2 weist einen reinigungsseitigen Endabschnitt 4 und einen zufuhrseitigen Endabschnitt 5 auf.
Am reinigungsseitigen Endabschnitt 4 weist der Zufuhrkanal 1 1 Auslassöffnungen 31 für das explosionsfähige Gemisch auf. Im weiteren ist am reinigungsseitigen Endabschnitt 4 eine Behälterhülle 29 angebracht. Die Behälterhülle 29 ist über den Zufuhrkanal 1 1 und die Auslassöffnungen 31 mit dem in der Reinigungslanze 2 bereit gestellten explosionsfähigen, gasförmigen Gemisch befüllbar.
Die Reinigungslanze 2 enthält am zufuhrseitigen Endabschnitt 5 ein im Gasaufnahmerohr 7 angeordnetes Innenrohr 6. Das Innenrohr 6 bildet einen ersten Einleitkanal 9 aus. Das Innenrohr 6 endet in Richtung reinigungsseitigem Endabschnitt 4 im Gasaufnahmerohr 6 und bildet eine Auslassöffnung für den ersten Einleitkanal 9 aus.
Zwischen dem äusseren Gasaufnahmerohr 7 und dem Innenrohr 6 wird ein zweiter, ringförmiger Einleitkanal 10 ausgebildet. Die beiden Einleitkanäle 9, 10 gehen am Ende des Innenrohres 6 in Richtung des reinigungsseitigen Endabschnittes 4 in den Zufuhrkanal 1 1 über, welcher vom äusseren Gasaufnahmerohr 7 ausgebildet wird. In diesem Übergang, wo die Gasströme der ersten und zweiten gasförmigen Komponente zusammentreffen, wird eine Mischzone 32 ausgebildet. In der Mischzone 32 werden die gasförmigen, explosionsfähigen Komponenten zum explosionsfähigen Gasgemisch vermischt und als Gemisch durch die Zufuhrleitung 1 1 in Richtung Behälterhülle 29 geleitet.
Die Reinigungslanze 2 enthält ferner eine Zündeinrichtung 13 mit einer zündwirk- samen Komponente, welche im Zufuhrkanal 1 1 in Richtung reinigungsseitigem Ende betrachtet, nach dem Ende des Innenrohres 6 angeordnet ist. Die Zündeinrichtung 13 ist über eine Steuerleitung 15a mit einer Steuerungseinrichtung 3 verbunden.
Die Reinigurigsvorrichtung 2 enthält im Weiteren einen ersten Speicher 24 in Form einer ersten Gasflasche zur Einspeisung einer ersten gasförmigen Komponente in die Reinigungslanze 2. Die erste Gasflasche 24 ist über eine erste Gasleitung 22 mit einem ersten Druckbehälter 21 verbunden. Der erste Druckbehälter 21 wird aus der ersten Gasflasche 24 mit der ersten gasförmigen Komponente gespiesen. Zwischen dem ersten Druckbehälter 21 und der ersten Gasflasche 24 ist eine BefüUarmatur 23, insbesondere in Form eines Ventils, angeordnet, welche ein gesteuertes Einspeisen der ersten gasförmigen Komponente aus der ersten Gasflasche 24 in den ersten Druckbehälter 21 erlaubt. Zur Messung des Druckes im ersten Druckbehälter 21 ist am ersten Druckbehälter 21 ein erster Drucksensor 17 vorgesehen. Vom ersten Druckbehälter 21 führt eine erste Speiseleitung 20 zum ersten Einleitkanal 9 der Reinigungslanze 2.
Zwischen dem ersten Druckbehälter 21 und dem ersten Einleitkanal 9 ist eine erste Dosierarmatur 18, insbesondere in Form eines Ventils, angeordnet, welche ein dosiertes Einleiten der ersten gasförmigen Komponente aus dem ersten Druck- behälter 21 in den ersten Einleitkanal 9 erlaubt. Die Dosierarmatur 18 ist am Auslass des ersten Druckbehälters 21 angebracht. Zwischen der Dosierarmatur 18 und dem ersten Einleitkanal 9 ist ferner ein erstes Rückschlagorgan 19 angebracht zur Verhinderung einer durch die Explosion verursachten Rückströmung von explosionsfähigem Gasgemisch in die Speiseleitung 20. Das Rückschlagorgan 19 ist jedoch nicht zwingend vorzusehen.
Die Reinigungsvorrichtung 2 enthält ferner einen zweiten Speicher 24' in Form einer zweiten Gasflasche zur Einspeisung einer zweiten gasförmigen Komponente in die Reinigungslanze 2. Die zweite Gasflasche 24' ist über eine zweite Gasleitung 22' mit einem zweiten Druckbehälter 21 ' verbunden. Der zweite Druckbehälter 2 wird aus der zweiten Gasflasche 24' mit der zweiten gasförmigen Komponente gespiesen. Zwischen dem zweiten Druckbehälter 21 ' und der zweiten Gasflasche 24' ist eine zweite Befüliarmatur 23', insbesondere in Form eines Ventils, angeordnet, welche ein dosiertes Einspeisen der zweiten gasförmigen Komponente aus der zweiten Gasflasche 24' in den zweiten Druckbehälter 21 ' erlaubt. Zur Messung des Druckes im zweiten Druckbehälter 2Γ ist am zweiten Druckbehälter 2 ein zweiter Drucksensor 17' vorgesehen. Vom zweiten Druckbehälter 2Γ führt eine zweite Speiseleitung 20' zum zweiten, ringförmigen Einleitkanal 10 der Reinigungslanze 2. Zwischen dem zweiten Druckbehälter 23 ' und dem zweiten Einleitkanal 10 ist eine zweite Dosierarmatur 18', insbesondere in Form eines Ventils, angeordnet, welche ein dosiertes Einleiten der zweiten gasförmigen Komponente aus dem zweiten Druckbehälter 2Γ in den zweiten Einleitkanal 10 erlaubt. Die Dosierarmatur 18' ist am Auslass des zweiten Druckbehälter 21' angebracht. Zwischen der zweiten Dosierarmatur 18' und dem zweiten Einleitkanal 10 ist ferner ein zweites Rückschlagorgan 19' angebracht zur Verhinderung einer durch die Explosion verursachten Rückströmung von explosionsfähigem Gasgemisch in die Speiseleitung 20'. Das Rückschlagorgan 19' ist jedoch nicht zwingend vorzusehen. Die erste gasförmige Komponente ist ein brennbares Gas, wie beispielsweise Acetylen, Ethylen oder Aethan. Die zweite gasförmige Komponente ist Sauerstoff oder ein sauerstoffhaltiges Gas, welches aufgrund der Stöchiometrie in grösserer Menge durch den grösseren, zweiten Einleitkanal 10 zugeführt wird.
Die Befüllung der Druckbehälter 21 , 2Γ geschieht jeweils durch Öffnen der Befüllarmaturen 23, 23', wodurch die gasförmige Komponente aus der Gasflasche 24, 24' in den Druckbehälter 21 , 2Γ strömt. Die gasförmige Komponente kann im Druckbehälter 21, 2Γ einen Maximal-Druck zwischen 20 und 40 bar aufweisen. Die Druckbehälter 21, 2 Γ dienen dabei der Dosierung der Ausgangskomponenten, wie nachfolgend noch näher beschrieben wird.
Die Einleitung der gasförmigen Komponenten aus dem Druckbehälter 21 , 2Γ in den dazugehörigen Einleitkanal 9, 10 geschieht jeweils durch Öffnen der Dosierarmaturen 18, 18', wodurch die gasförmige Komponente aus dem Druckbehälter 21 , 2Γ in den dazugehörigen Einleitkanal 9, 10 strömt.
Die Dosierarmaturen 18, 18' werden über Steuerleitungen 15b, 15c durch die Steuerungseinrichtung 3 gesteuert, d.h. geöffnet oder geschlossen.
Die Steuerungseinrichtung umfasst ein Eingabemodul 14 zur Eingabe von steuerungsrelevanten Parametern, wie bereits weiter oben erläutert. Die gasförmigen Ausgangskomponenten werden in definierten Mengen und im stöchiometrischen Verhältnis zueinander aus den Druckbehältern 21. 2Γ in die Reinigungslanze 2 eingeleitet. Auf diese Weise wird eine definierte Menge bzw. Volumen an explosionsfähigen, gasförmigen Gemisch im korrekten stöchiometrischen Verhältnis erzeugt. Erst das korrekte stöchiometrische Verhältnis der gasförmigen Ausgangskomponenten macht das Gasgemisch auch wirklich explosionsfähig.
Ausgehend von der gewünschten Menge an explosionsfähigem, gasförmigen Gemisch und des bekannten stöchiometrischen Verhältnisses der Gaskomponenten, lassen sich die genaue Mengen der gasförmigen Komponenten berechnen. Da sich die Menge an gasförmiger Komponente, welche aus dem Druckbehälter ausgelassen wird, aus dem Differenzdruck im Druckbehälter berechnen lässt, kann nun ausgehend von einem Maximal-Druck zu Beginn der Gaseinleitung ein Soll- Restdruck festgelegt werden, bei dessen Erreichen die vordefinierte Menge an Gas aus dem Druckbehälter abgelassen wurde.
So ist in der S teueru i igseinrichtung ein Wert für den Soll-Restdruck hinterlegt. Die Drucksensoren 17, 17' sind über entsprechende Datenleitungen 16a, 16b mit. der Steuerungseinrichtung 3 verbunden. Über die Steuerungseinrichtung 3 wird nun mittels den genannten Drucksensoren 1.7, 17' am Druckbehälter 21 , 2Γ während des Ausströmens des Gases aus der Druckflache 21 , 21 ' der im Druckbehälter 21 , 2Γ herrschende Druck, wiederholt gemessen. Sobald der gemessene Druck dem Soll- Restdruck entspricht werden die Dosierarmaturen 18, 18' über die Steuerungsein- richtung 3 geschlossen und so die Einleitung von Gas in die Reinigungslanze 2 gestoppt. Da der Druckbehälter 21 , 2Γ einen Soll-Restdruck aufweist, welcher über dem Umgebungsdruck liegt, enthält der Druckbehälter 21 , 2 nach wie vor eine gewisse Menge an gasförmiger Komponente. Bei herkömmlichen Verfahren wird dahingegen der Druckbehälter genau mit der definierten Menge an Gas befüllt. Entsprechend wird der Druckbehälter beim Einleiten der gasförmigen Komponente in die Reinigungslanze entleert.
Nach Abschluss der Einleitung des explosionsfähigen Gemisches in die Reinigungs- lanze 2 und nach Befüllen der Behälterhülle 29 mit dem explosionsfähigen, gas- förmigen Gemisch wird das explosionsfähige Gemisch über die Steuerungseinrichtung 3 mittels der Zündeinrichtung 13 gezündet. Das explosionsfähige Gemisch wird im Zufuhrkanal gezündet, wobei sich die Explosion in die Behälterhülle 29 fortpflanzt und diese zur Explosion bringt.
In den durch das äussere Ummantelungsrohr 8 und dem innen liegende Gasauf- nahmerohr 7 ausgebildeten ringförmigen Kühlkanal 12 wird ein viskoses Kühlmittel eingeleitet und in Richtung reinigungsseitigem Endabschnitt 4 geleitet. Das Kühlmittel kühlt das Gasaufnahmerohr 7 und somit die Reinigungslanze 2.
Die Reinigungslanze 2 weist an ihrem zufuhrseitigen Endabschnitt 5 oder in dessen Nähe entsprechend jeweils Anschlüsse für die Speiseleitungen 27, 28 der Kühlmittelzufuhr auf. Durch die erste Speiseleitung 27 wird beispielsweise Wasser und durch die zweite Speiseleitung 28 wird beispielsweise Luft zugeführt. Es kann auch nur eine Kühlmittelzufuhrleitung zur Zufuhr nur eines Kühlmittels, z. B. Wasser, vorgesehen sein.
Das Kühlmittel, z.B. ein Wasser/Luftgemisch, wird durch den Kühlmittelkanal 12 geführt. Das Kühlmittel tritt am reinigungsseitigen Endabschnitt 4 über eine Auslassöffnung aus dem Kühlmittelkanal 12 aus, was durch Pfeile 30 angedeutet ist. Das austretende Kühlmittel kühlt zusätzlich die Behälterhülle 29. Es kann jedoch auch ein geschlossener Kühlmittelkreislauf vorgesehen sein.
Die Einleitung der Kühlmittelkomponenten in den Kühlmittelkanal 12 wird über enl- sprechende Armaturen 25, 26, wie Ventile, gesteuert. Das Betätigen derselbigen erlaubt ein Zu- und Abschalten der Kühlung. Diese aktive Lanzenkühlung, bzw. die Ventile 25, 26 können von Hand betätigt werden oder über die Steuerungseinrichtung 3 gesteuert werden. Entsprechend sind die Armaturen 25, 26 über Steuerleitungen (nicht gezeigt) mit der Steuerungseinrichtung 3 verbunden. Der Kühlmittelkanal 12 kann auch lediglich zur passiven Kühlung ausgebildet sein und isolierend wirken und auf diese Weise die Reinigungslanze 2 und das darin befindliche explosionsfähige Gasgemisch bzw. dessen Komponenten vor Erhitzung schützen.
Die oben beschriebene Lanzenkühlung ist wie bereits erwähnt fakultativ und kein zwingendes Merkmal vorliegender Erfindung.
Zur Ausführung des erfindungsgemässen Reinigungsverfahrens wird der reinigungs- seitige Endabschnitt 4 der Reinigungslanze 2 mit der daran angebrachten Behälterhülle 29 in Einführrichtung E durch eine Durchlassöffnung 53 in der Wand 52 einer Verbrennungsanlage 51 in Einführrichtung E in deren Innenraum 54 eingeführt. Durch betätigen der Dosierventile 18, 18' wird eine vordefmierte Menge von Gas, wie oben beschrieben, aus den Druckbehältern 21 , 21 ' in die Reinigungslanzen 2 eingeleitet. Das Gas wird dabei in relativ kurzer Zeit eingeleitet. Je nach Höhe des gewählten Maximaldruckes und der einzuleitenden Menge kann die Einleitung von unter einer Sekunde bis zu ein paar wenigen Sekunden dauern. Bei der Verwendung einer Behälterhülle 29 kann die Einleitgeschwindigkeit der gasförmigen Komponenten nicht beliebig hoch angesetzt werden. Entsprechend sind bei der Einleitzeit der Gaskomponenten nach unten Grenzen gesetzt.
Nach dem Schliessen der Dosierventile 18, 18' wird das explosionsfähige Gemisch unmittelbar oder mit Zeitverzögerung mittels der Zündeinrichtung 13 gezündet und zur Explosion gebracht.
Die Ausführungsform einer Reinigungs Vorrichtung 101 gemäss Fi ur 2 zeigt eine Reinigungslanze 102 mit einem vergleichbaren Aufbau wie die Reinigungs Vorrichtung 1 gemäss dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1. Die Reinigungslanze 102 enthält ebenfalls ein Gasaufnahmerohr 107, welches einen Zufuhrkanal 1 1 1 ausbildet. Am zufuhrseitigen Endabschnitt 105 ist im Gasaufnahmerohr 107 ein Innenrohr 106 angeordnet, welches einen ersten Einleitkanal 109 ausbildet und im Gasaufnahmerohr 107 unter Ausbildung einer Auslassöffnung endet.
Zwischen dem Innenrohr 106 und dem Gasaufnahmerohr 107 wird ebenfalls ein zweiter, ringförmiger Einleitkanal 110 ausgebildet. Der erste und zweite Einleitkanal 109, 1 10 gehen am Ende des Innenrohres unter Ausbildung einer Mischzone 132 in Richtung reinigungsseitiger Endabschnitt (nicht gezeigt) in den Zufuhrkanal I I I über.
Die Reinigungsvorrichtung 101 enthält ebenfalls eine Steuerungseinrichtung 103 mit einem Eingabemodi)] 1 14. Ferner enthält die Reinigungsvorrichtung 101 einen ersten und zweiten Druckbehälter 121 , 1211 zur Zufuhr einer ersten und zweiten gasförmigen Komponente. Die Zufuhr der gasförmigen Ausgangskomponenten zu den Druckbehältern 121 , 12Γ geschieht über entsprechende Gasleitungen 122, 122' und Befüllarmaturen 123, 123'. Ferner sind an den Druckbehältern 121 , 12Γ auch Drucksensoren 1 17, 1 17' vorgesehen, welche über Datenleitungen 1 16a, 1 16b mit der Steuerungseinrichtung 103 verbunden sind.
An der Reinigungslanze 102 ist ebenfalls eine Zündeinrichtung 1 13 vorgesehen, welche über die Steuerleitung 1 15a mit der Steuerungseinrichtung 103 verbunden ist.
Die vorliegende Reinigungsvorrichtung 101 unterscheidet sich nun von der Reinigungsvorrichtung 1 nach Figur 1 durch eine Mehrzahl von parallel geschalteten ersten Dosierarmaturen 1 18, insbesondere Ventile, durch welche die erste, brennbare, gasförmige Komponente vom ersten Druckbehälter 121 in den ersten Einleitkanal 109 eingeleitet wird. Ferner enthält die Reinigungsvorrichtung 101 eine Mehrzahl von parallel geschalteten zweite Dosierarmaturen 118', insbesondere Ventile, durch welche die zweite gasförmige Komponente (Sauerstoff) vom zweiten Druckbehälter 12 in den zweiten Einleitkanal 1 10 eingeleitet wird. Die Anzahl der ersten und zweiten Dosierarmaturen 1 18, 1 18' steht dabei im stöchiometrischen Verhältnis der zugeführten gasförmigen Komponenten. Im vorliegenden Fall beträgt das Verhältnis 2:7, was dem stöchiometrischen Verhältnis zwischen dem brennbaren Gas und Sauerstoff entspricht. Die Dosierarmaturen 1 1 8, 1 18' sind über entsprechende Steuerleitungen 1 15b, 115c mit der Steuerungseinrichtung 103 verbunden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
Verfahren zum Entfernen von Ablagerungen in Innenräumen von Behältern und Anlagen (51 ) mit einer Reinigungs Vorrichtung (1, 101 ) mittels Explosionstechnologie, wobei die Reinigungs Vorrichtung (1 , 101 ) ein Reinigungs gerät (2, 102) mit einem Aufnahmeraum (1 1 , 1 1 1), und wenigstens einen über wenigstens eine Dosierarmatur (18, 18'; 1 18, 1 18') mit dem Reinigungsgerät (2, 102) verbundenen Druckbehälter (21 , 21 '; 121 , 12Γ) enthält, mit folgenden Schritten:
- Bereitstellen wenigstens einer gasförmigen Komponente im Druckbehälter (21 , 21 '; 121, 121 ') unter Überdruck;
- Einleiten der wenigstens einen gasförmigen Komponente vom. Druckbehälter (21 , 2 ; 121, 12Γ) in das Reinigungsgerät (2, 102) über die Dosierarmatur (18, 18'; 1 18, 1 18');
- Bereitstellen eines explosionsfähigen, gasförmigen Gemischs im Aufnahme - räum (1 1 , 1 1 1), enthaltend oder bestehend aus der wenigstens einen eingeleiteten gasförmigen Komponente;
- Zünden des explosionsfähigen, gasförmigen Gemischs, dadurch gekennzeichnet, dass zur Optimierung der Einleitung der wenigstens einen gasförmigen Komponente aus dem Druckbehälter in das Reinigungsgerät:
- die Steuerung der Einleitung der wenigstens einen gasförmigen Komponente in das Reinigungsgerät (2, 102) nach dem Prinzip des Differenzdrucks zwischen einem Maximal-Druck zu Beginn der Einleitung und einem Soll- Restdruck nach Abschluss der Einleitung erfolgt, wobei der Soll-Restdruck in einem Überdruckbereich liegt, oder - der Speicherraum in dem wenigstens einen Druckbehälter während der Einleitung der wenigstens einen gasförmigen Komponente in das Reinigungsgerät verkleinert wird.
Verfahren gemäss Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass auf Basis der einzuleitenden Menge an gasförmiger Komponente ausgehend vom Maximai- Druck der Soll-Restdruck festgelegt wird und die Einleitung der wenigstens einen gasförmigen Komponente bei Erreichen des Soll-Restdruckes gestoppt wird.
Verfahren gemäss Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigungsgerät (2, 102) zum Anbringen einer mit dem explosionsfähigen, gasförmigen Gemisch befüllbaren Behälterhülle (29) ausgelegt ist, mit folgenden Schritten:
- Anbringen einer Behälterhülle (29) am Reinigungsgerät. (2, 102);
- Bereitstellen der wenigstens einen gasförmigen Komponente im Druckbehälter (21 , 21 '; 121 , 121') unter Überdruck;
- Einleiten der wenigstens einen gasförmigen Komponente vom Druckbehälter (21 , 2 ; 121 , 12 ) in das Reinigungsgerät (2, 102) über die Dosierarmatur (18, 18'; 1 18, 1 18');
- Bereitstellen eines explosionsfähigen, gasförmigen Gemischs im Aufnahmeraum (1 1, 1 1 1 ), enthaltend oder bestehend aus der wenigstens einen eingeleiteten gasförmigen Komponente und Befüllen der am Reinigungsgerät (2, 102) angebrachten Behälterhülle (29) mit explosionsfähigem, gasförmigem Gemisch;
- Zünden des explosionsfähigen, gasförmigen Gemischs, wobei das explosionsfähige, gasförmige Gemisch in der Behälterhülle (29) zur Explosion gebracht wird. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsvorrichtung (1 , 101) einen ersten Druckbehälter (21 , 121 ) zum Einleiten einer ersten gasförmigen Komponente und einen zweiten Druckbehälter (2 , 12 ) zum Einleiten einer zweiten gasförmigen Komponente enthält und die gasförmigen Komponenten in einem stöchiometrischen Mengen- Verhältnis zueinander eingeleitet und im Reinigungsgerät (2, 102) zum explosionsfähigen, gasförmigen Gemisch vermischt werden.
Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass während der Einleitung der wenigstens einen gasförmigen Komponente der Druck im Druckbehälter (21, 2 ; 121 , 121 ') mittels wenigstens eines Drucksensors ( 17, 17'; 1 17; 1 17') gemessen wird.
Verfahren gemäss Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Dosierarmatur (18, 18'; 118, 118') mittels einer Steuerungseimichtun g (3, 103) in Abhängigkeit von den mittels des wenigstens einen Drucksensors ( 17, 17'; 1 17; 1 17') im Druckbehälter (21 , 2Γ; 121 , 121') erfassten Druckmesswerten gesteuert wird.
Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Soll-Restdruck einem Überdruck von 1 bar oder mehr, insbesondere von 2 bar oder mehr entspricht.
Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das explosionsfähige, gasförmige Gemisch über eine Zündeinrichtung (13, 1 13) mittels der Steuerungseinrichtung (3, 103) gezündet wird.
9. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Reinigungsgerät (2, 102) eine Mischzone (32, 132) ausgebildet wird, in welcher die erste und zweite gasförmige Komponenten zum expiosionsfähigen, gasförmigen Gemisch vermischt werden.
Reinigungs Vorrichtung (1, 101) zum Entfernen von Ablagerungen in Innenräumen (54) von Behältern oder Anlagen (51) mittels Explosionstechnologie, insbesondere zur Ausübung des Verfahrens gemäss den Ansprüchen 1 bis 9, enthaltend:
- ein Reinigungsgerät (2, 102) mit einem Aufnahmeraum (11 , 11 1) zum Bereitstellen eines expiosionsfähigen, gasförmigen Gemischs aus einer oder mit wenigstens einer gasförmigen Komponente;
- wenigstens einen mit dem Reinigungsgerät (2, 102) verbundenen Druckbehälter (21 , 2Γ; 121, 12Γ) zur Bereitstellung und zum Einleiten der wenigstens einen gasförmigen Komponente in das Reinigungsgerät (2, 102);
- wenigstens eine Dosierarmatur (18, 18'; 118, 118') zur dosierten Einleitung der wenigstens einen gasförmigen Komponente aus dem wenigstens einen Druckbehälter (21 , 2Γ; 121, 12Γ) in das Reinigungsgerät (2, 102);
- eine Zündeinrichtung (13, 1 13) zum Zünden des expiosionsfähigen, gasförmigen Gemischs;
·· eine Steuerungseinrichtung (3, 103) zum Steuern der wenigstens einen Dosierarmatur (18, 18'; 1 18, 1 18') und zum Zünden des expiosionsfähigen Gemischs, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsvorrichtung (1 , 101) Mittel zur Optimierung der Einleitung der wenigstens einen gasförmigen Komponente aus dem Druckbehälter (21, 2Γ; 121 , 12Γ) in das Reinigungsgerät (2, 102) enthält, wobei die Mittel:
- die Steuerungseinrichtung (3, 103) umfassen, welche zum Steuern der wenigstens einen Dosierarmatur (18, 18'; 1 18, 1 18') in Abhängigkeit von mittels wenigstens eines Drucksensors (17, 17'; 117; 1 17') erfassten Druck- messwerten im Druckbehälter (21, 21 '; 121, 121 ') ausgelegt ist, derart, dass die Steuerungseinrichtung (3, 103) in der Lage ist, die Einleitung der wenigstens einen gasförmigen Komponente aus dem wenigstens einen Druckbehälter (21 , 2Γ; 121 , 12Γ) in das Reinigungsgerät (2, 102) zu beenden, sobald der gemessene Druck im Druckbehälter (21 , 2Γ; 121 , 12 ) einem
Soll-Restdruck entspricht, welcher in einem Überdruckbereich liegt, oder
- eine Einrichtung zur Verkleinerung des Speicherraums im Druckbehälter während des Einleitens der wenigstens einen gasförmigen Komponente in das Reinigungsgerät umfassen.
11. Reinigungsvorrichtung gemäss Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigungsgerät (2, 102) zum Anbringen einer mit einem explosionsfähigen, gasförmigen Gemisch befüllbaren Behälterhülle (29) ausgelegt ist. 12. Reinigungsvorrichtung gemäss Anspruch 10 oder 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsvorrichtung (1 , 101 ) einen ersten Druckbehälter (21, 121 ) und eine erste Dosierarmatur (18, 1 18) zum Einleiten einer ersten gasförmigen Komponente und einen zweiten Druckbehälter (2Γ, 12Γ) und eine zweite Dosierarmatur (18', 1 18') zum Einleiten einer zweiten gasförmigen Komponente in das Reinigungsgerät (2, 102) enthält.
Reinigungsvorrichtung gemäss einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeraum (1 1, 1 1 1 ) einen Gasaufnahmekanal, insbesondere einen Zufuhrkanal zum Zuführen des explosionsfähigen Gemisches in eine am Reinigungs gerät (2, 102) angebrachte Behälterhülle (29), umfasst.
14. Reinigungsvorrichtung gemäss einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass am Reinigungsgerät (2, 102) eine zündwirksame Komponente der Zündeinrichtung (13, 1 13) zur Zündung des explosionsfähigen, gasförmigen Gemischs angeordnet ist.
15. Reinigungsvorrichtung gemäss einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Druckbehälter (21 , 2Γ; 121 , 12Γ) jeweils eine oder mehrere Dosierarmaturen (18, 18'; 118, 1 18') zum Einleiten der gasförmigen Komponenten in das Reinigungsgerät (2, 102) zugeordnet sind, wobei die Anzahl Dosierarmaturen (18, 18'; 118, 1 18') pro Druckbehälter (21 , 21'; 121 , 12 Γ) dem stöchiometrischen Verhältnis der gasförmigen Komponenten zur Erzeugung des explosionsfähigen, gasförmigen Gemischs entspricht.
16. Reinigungsvorrichtung gemäss einem der Ansprüche 10 bis. 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigungsgerät (2, 102) ein Längsbauteil mit einem zufuhrseitigen und einen reinigungsseitigen Endabschnitt (5, 105; 4) ist, und das Längsbauteil einen in Längserstreckung (L) verlaufenden Gasaufnahmekanal
( 1 1 , I i i), insbesondere einen .Zufuhrkanal, zur Zufuhr des explosionsfähigen, gasförmigen Gemisch vom zufuhrseitigen zum reinigungsseitigen Endabschnitt (5, 105, 4), enthält. 17. Reinigungsvorrichtung gemäss Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Behälterhülle (29) am reinigungsseitigen Endabschnitt (4) anbringbar ist.
18. Reinigungsvorrichtung gemäss einem der Ansprüche 16 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Dosierarmatur (18, 18'; 1 18, 1 18') zur dosierten Einleitung der wenigstens einen gasförmigen Komponente aus dem wenigstens einen Druckbehälter (21, 2Γ; 121, 12Γ) in das Längsbauteil (2, 102) im zufuhrseitigen Endabschnitt (5, 105) angebracht ist.
19. Reinigungsvorrichtung gemäss einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigungsgerät (2, 102) eine Reinigungslanze ist.
20. Reinigungsvorrichtung gemäss einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigungsgerät (2, 102) ein Gasaufnahmerohr (7, 107) aufweist und im zufuhrseitigen Endabschnitt (5, 105) innerhalb des Gasaufnahmerohrs (7, 107) ein Innenrohr (6, 106) angeordnet ist, und das
Innenrohr (6, 106) einen ersten Einleitkanal (9, 109) zur Einleitung einer ersten, gasförmige Komponente aus einem ersten Druckbehälter (21 , 121) ausbildet, und zwischen dem Gasaufnahmerohr (7, 107) und dem Innenrohr (6, 106) ein zweiter, ringförmiger Einleitkanal (10, 1 10) zur Einleitung einer zweiten, gasförmigen Komponente ausgebildet wird, und das Innenrohr (6, 106) im
Gasaufnahmerohr (7, 107) endet, wobei am Ende des Innenrohres (6, 106) eine Mischzone (32, 132) ausgebildet wird und der erste und zweite Einleitkanal (9, 109; 10, 1 10) in einen Gasaufnahmekanal (1 1 , 1 1 1 ), insbesondere in einen Zufuhrkanal, übergehen.
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