本發(fā)明涉及清洗容器和設(shè)備的內(nèi)部空間的領(lǐng)域。本發(fā)明涉及借助爆破技術(shù)除去容器和設(shè)備的內(nèi)部空間中的沉積物的方法和裝置。該裝置尤其被設(shè)計用于實施根據(jù)本發(fā)明的方法。
背景技術(shù):
該方法和裝置特別用于清洗被污染的和結(jié)渣的、內(nèi)壁帶有結(jié)塊的容器和設(shè)備且尤其是焚化設(shè)備。
例如垃圾焚化設(shè)備或一般的燃燒鍋爐的受熱表面一般都會遇到嚴(yán)重污染。這些污垢具有無機成分并且一般因為灰燼顆粒沉積于壁上而出現(xiàn)。在高煙氣溫度范圍內(nèi)的覆層大多很堅硬,因為它們?nèi)刍蛉酆蟊3终掣皆诒谏?,或者被低溫熔化或凝結(jié)的物質(zhì)在其凝固于較冷鍋爐壁時粘在一起。這樣的覆層借助已知的清洗方法很難去除且去除不充分。這導(dǎo)致鍋爐須定期停工和冷卻以便清洗。因為這樣的鍋爐大多具有極大尺寸,故為此通常需要在爐內(nèi)安裝腳手架。此外,這需要中斷運行幾天或幾周,這還讓清洗人員感到很不適且不健康,因為會出現(xiàn)大量灰塵污垢。大多必然伴隨設(shè)備運行中斷的現(xiàn)象是由較大溫度變化所導(dǎo)致的容器材料本身受損。除了清洗和維修成本外,由生產(chǎn)損失或收入損失造成的設(shè)備停機也是一項重要的成本因素。
在設(shè)備停機時所采用的傳統(tǒng)清洗方法例如是敲擊鍋爐以及使用蒸汽射流器、射流噴水器/吹灰器和噴砂。
另外,知道了以下清洗方法,在這里,變冷的或在運行中灼熱的鍋爐借助引入和點燃炸藥包被清洗。通過爆炸沖擊及由沖擊波所產(chǎn)生的壁振動,使受熱面結(jié)塊爆裂。相比于傳統(tǒng)的清洗方法,利用這種方法可顯著縮短清洗時間。
這種方法的缺點是需要炸藥。除了炸藥的高成本外,例如還在炸藥儲存方面須投入巨額安全費用以避免意外事故或盜竊。
由EP1362213B1公開另一種清洗方法,其同樣利用爆炸發(fā)生機構(gòu)。但根據(jù)這種方法代替炸藥地將用可爆炸氣態(tài)混合物充脹的容器罩安置到清洗噴槍端部。所述可爆炸氣態(tài)混合物由至少兩種氣態(tài)成分制成。
該清洗噴槍連同空的容器罩被送入鍋爐室且就位在待清洗位置附近。隨后,用可爆炸氣態(tài)混合物充脹該容器罩。通過點燃容器罩內(nèi)的氣態(tài)混合物產(chǎn)生爆炸,爆炸沖擊波導(dǎo)致鍋爐壁上的污垢脫離。借助爆炸,容器罩被撕碎且被燒掉。因此,它是耗材。
相比于上述利用炸藥的爆炸技術(shù),這種方法和相關(guān)裝置的優(yōu)點是該方法利于操作。因此,包含氧氣和可燃氣體的氣態(tài)混合物的初始成分例如與炸藥相比是廉價的。此外,不同于炸藥,所述氣體的采購和處理不需要特批和資格,因此任何人憑借相應(yīng)培訓(xùn)都能實施該方法。
此外還有一個優(yōu)點,初始成分通過單獨的供給管路被送給清洗噴槍,因此,在起爆前不久才在清洗噴槍中產(chǎn)生危險的可爆炸的氣體混合物。即,相比于炸藥,處理氣體混合物的單獨成分確實不太危險,因為它們至多是可燃的,但不會爆炸。
相關(guān)方法的缺點是填充過程比較緩慢。這是由于所述氣態(tài)成分通過計量部件從壓力容器被送入。在此,所述氣態(tài)成分在壓力容器中相互以化學(xué)計量的量比被提供。然而,排空所述壓力容器需要較長時間。因此,所述氣態(tài)成分從壓力容器中的流出速度隨著壓力容器逐漸排空而漸近趨勢接近零。這說明,將所述氣態(tài)成分送入容器罩尤其在接近填充過程結(jié)束時需要較長時間。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
因此,本發(fā)明的任務(wù)在于,提出前述類型的清洗方法和相關(guān)的清洗裝置,所述方法允許將定量的氣態(tài)初始成分更快速送入。由此,尤其是容器罩的填充應(yīng)更快。
根據(jù)另一任務(wù),所述清洗方法和相關(guān)的清洗裝置應(yīng)允許所述氣態(tài)成分憑借相對低的控制技術(shù)成本以化學(xué)計量的量比來送入?;瘜W(xué)計量的量比是指反應(yīng)物以量比被供給反應(yīng),從而不存在反應(yīng)物過剩。因此,所述化學(xué)計量的量比的計算在相關(guān)的反應(yīng)公式基礎(chǔ)上進行。
所述任務(wù)由獨立權(quán)利要求1和9的特征完成。本發(fā)明的改進方案和特殊實施方式由從屬權(quán)利要求、說明書和附圖得到。在此,方法權(quán)利要求的特征按照意義可以與裝置權(quán)利要求組合,反之亦然。
根據(jù)本發(fā)明的清洗裝置尤其包括:
-具有容納室的清洗機構(gòu),所述容納室用于提供由一種氣態(tài)成分構(gòu)成或具有至少一種氣態(tài)成分的可爆炸氣態(tài)混合物;
-至少一個與所述清洗機構(gòu)連接的壓力容器用于提供所述至少一種氣態(tài)成分并將其輸入所述清洗機構(gòu);
-用于從所述至少一個壓力容器中將所述至少一種氣態(tài)成分計量輸入所述清洗機構(gòu)的至少一個計量配件;
-用于點燃所述可爆炸氣態(tài)混合物的點燃裝置;以及
-用于控制所述至少一個計量配件且點燃所述可爆炸混合物的控制裝置。
所述壓力容器尤其通過供給管路與該清洗機構(gòu)連接。
所述一個或多個壓力容器尤其是用于計量將被送入清洗機構(gòu)的氣態(tài)成分量的計量容器。
所述清洗裝置尤其也包括至少一個用于測量所述至少一個壓力容器中的壓力的壓力傳感器。
所述清洗裝置的特征在于它包括用于優(yōu)化所述至少一種氣態(tài)成分從壓力容器輸入清洗機構(gòu)的機構(gòu),其中所述機構(gòu)包括:
-所述控制裝置,其被設(shè)計用于根據(jù)借助至少一個壓力傳感器獲知的壓力容器中的壓力測量值來控制所述至少一個計量配件,從而一旦所測量的壓力容器中的壓力對應(yīng)于處于過壓范圍內(nèi)的理論剩余壓力,該控制裝置就能終止所述至少一種氣態(tài)成分從至少一個壓力容器輸入至清洗機構(gòu),或者
-機械裝置,用于在將所述至少一種氣態(tài)成分輸入清洗機構(gòu)期間縮小壓力容器中的存貯室尺寸。
所述輸入的優(yōu)化尤其包括提高所述至少一種氣態(tài)成分從壓力容器至清洗機構(gòu)的平均輸入速度。
所述存貯室相當(dāng)于壓力容器中的那些空間,所述空間容納承壓且待輸入至清洗機構(gòu)中的氣態(tài)成分。
所述至少一個計量配件尤其通過控制管線與控制裝置連接。所述至少一個壓力傳感器尤其通過數(shù)據(jù)線與控制裝置連接。
根據(jù)本發(fā)明的方法尤其包括下列方法步驟:
-在過壓條件下在壓力容器中提供至少一種氣態(tài)成分;
-通過計量配件將所述至少一種氣態(tài)成分從壓力容器輸入清洗機構(gòu);
-在容納室內(nèi)提供可爆炸氣態(tài)混合物,其包括所述至少一種被輸入的氣態(tài)成分或由所述至少一種被輸入的氣態(tài)成分組成;以及
-點燃所述可爆炸氣態(tài)混合物。
將所述至少一種氣態(tài)成分從壓力容器輸入清洗機構(gòu)尤其通過供給管路進行。
所述方法的特征在于,通過如下方式優(yōu)化所述至少一種氣態(tài)成分從至少一個壓力容器輸入清洗機構(gòu),即:
-根據(jù)在開始所述輸入時的最高壓力與所述輸入結(jié)束后的理論剩余壓力之間的壓差的原理,進行對所述至少一種氣態(tài)成分輸入至清洗機構(gòu)的控制,其中所述理論剩余壓力處于過壓范圍內(nèi),或者
-在將所述至少一種氣態(tài)成分輸入至清洗機構(gòu)期間縮小所述至少一個壓力容器中的存貯室尺寸。
根據(jù)所述壓差方法尤其基于待輸入的氣態(tài)成分量由最大壓力確定所述理論剩余壓力。所述至少一種氣態(tài)成分的輸入在達到理論剩余壓力時停止。通過這種方式相對于傳統(tǒng)方法提高平均輸入速度,因為所述輸入速度在達到理論剩余壓力時比在所述壓力容器排空結(jié)束時更高。
過壓是指這樣的壓力值,其由充斥壓力容器的壓力與存在的環(huán)境壓力之間的差異得到。所述環(huán)境壓力尤其是存在于所述壓力容器外的壓力。所述環(huán)境壓力例如是大氣壓。這意味著所述一個或多個壓力容器未被排空直至環(huán)境壓力。
所述最高壓力對應(yīng)于在所述輸入開始時在壓力容器中的壓力。所述最高壓力尤其也被同樣限定。因此,所述壓力容器借助控制裝置同樣先行以氣態(tài)初始成分被填充,直至達到預(yù)定最高壓力。
根據(jù)本發(fā)明的特殊實施方式變型,所述清洗機構(gòu)被設(shè)計用于安置能以可爆炸氣態(tài)混合物填充的容器罩。
與這種實施方式變型相關(guān)的方法包括下列方法步驟:
-將容器罩安置在清洗機構(gòu)上;
-在過壓條件下在壓力容器中提供所述至少一種氣態(tài)成分;
-通過計量配件將所述至少一種氣態(tài)成分從壓力容器輸入清洗機構(gòu);
-在容納室中提供可爆炸氣態(tài)混合物,其包括所述至少一種被輸入的氣態(tài)成分或由所述至少一種被輸入的氣態(tài)成分構(gòu)成,并用可爆炸氣態(tài)混合物填充安置在清洗機構(gòu)上的容器罩;
-點燃所述可爆炸氣態(tài)混合物,其中所述可爆炸氣態(tài)混合物在容器罩中被引爆。
將所述至少一種氣態(tài)成分從壓力容器輸入至清洗機構(gòu)尤其通過供給管路進行。
為了將所述至少一種氣態(tài)成分輸入清洗機構(gòu),通過所述控制裝置打開相關(guān)的計量配件。一旦達到所述理論剩余壓力,就是說一旦輸入了理論量或期望量的待輸入氣態(tài)成分,就根據(jù)所述壓差方法通過控制裝置再關(guān)閉相關(guān)的計量配件。
所述至少一個計量配件尤其包括閥如電磁閥。
所述至少一個計量配件可安置在該清洗機構(gòu)上,其中相關(guān)的供給管路從該壓力容器延伸至計量配件。
所述至少一個計量配件可安置在該壓力容器的出口,其中相關(guān)的供給管路從該計量配件延伸至清洗機構(gòu)。
該供給管路可以是軟管或剛性管路。根據(jù)本發(fā)明的改進方案,該供給管路可以是壓力容器的一部分,甚至構(gòu)成壓力容器。就是說,該供給管路形成壓力容器或其一部分。(也)相應(yīng)在供給管路中形成最高壓力。
在流動方向上,在所述至少一個計量配件下游可布置防反沖部件如止回閥。它保護該計量配件免受反沖如例如在點燃所述可爆炸混合物時可出現(xiàn)的反沖。此外,防反沖部件也防止可爆炸混合物的各成分在多個壓力容器之間交換。防反沖部件尤其在流動方向上布置在供給管路的上游。
代替防反沖部件地,可在相同部位布置用于進給惰性氣體如氮氣的機構(gòu)。所輸入的惰性氣體形成一種阻尼器并防止計量配件因熱的爆炸氣體而升溫。另一方面,所輸入的惰性氣體形成氣障并防止可爆炸混合物的各成分在多個計量配件之間交換。
所述(多個)計量配件在輸入規(guī)定總量的可爆炸混合物后被關(guān)閉。在所述(多個)計量配件關(guān)閉的同時或緊接其后,通過控制裝置啟動所述點燃并使可爆炸氣態(tài)混合物爆炸,即引爆??刂扑鲇嬃颗浼翱刂泣c燃裝置尤其在控制技術(shù)方面相互協(xié)調(diào)。在關(guān)閉所述(多個)計量配件與點燃可爆炸氣態(tài)混合物之間的延遲例如是一瞬間。所述延遲可預(yù)先設(shè)定。
因此,輸入和點燃尤其全自動進行。就是說,在開始所述輸入直至爆炸之后且在爆炸時尤其不再需要其它人工干預(yù)。
該控制裝置可包括操縱單元,通過該操縱單元進行所述控制裝置的操縱。因此通過所述操縱單元開始輸入過程且必要時也能進行調(diào)整。所述操縱單元可包括操縱用觸摸屏。所述操縱單元可設(shè)計為無線的。
爆炸沖擊力和由沖擊波引起振動的表面如容器壁或管壁造成壁結(jié)塊和結(jié)痂爆裂,從而清洗該表面。
在爆炸后,通過重新打開所述至少一個計量配件,向容納室提供可爆炸混合物。
根據(jù)第一變型,所述至少一種氣態(tài)成分已相當(dāng)于被輸入清洗機構(gòu)的可爆炸氣態(tài)混合物。
根據(jù)第二變型,至少兩種且尤其是兩種氣態(tài)成分被分別送入清洗機構(gòu)且在那里相互混合成可爆炸氣態(tài)混合物。
為此,在清洗機構(gòu)的容納室中尤其形成混合區(qū),在所述混合區(qū)內(nèi)所述第一氣態(tài)成分和第二氣態(tài)成分被混合成可爆炸氣態(tài)混合物。
為此,相應(yīng)設(shè)有尤其是上述和下述類型和布置的兩個或更多的壓力容器、計量配件、供給管路和如有必要設(shè)有防反沖部件。
所述第一氣態(tài)成分尤其是燃料。所述燃料可來自可燃碳氫化合物的組,如乙炔、乙烯、甲烷、乙烷或丙烷。
所述第二氣態(tài)成分尤其是氧化劑例如像氧氣或含氧氣體。
氣態(tài)成分是指相關(guān)成分最遲在可爆炸氣態(tài)混合物中在馬上點燃之前處于氣態(tài)。
所述至少一種氣態(tài)成分尤其已作為氣體隨輸入存在于清洗機構(gòu)中。另一方面,所述氣態(tài)成分在過壓條件下以流體形式或部分以流體形式存在于壓力容器中。
所述至少一個壓力容器尤其由存貯機構(gòu)被供給所述至少一種氣態(tài)成分。所述至少一個壓力容器的填充通過相應(yīng)的填充配件來控制。所述填充配件也可通過控制裝置來控制,就是說打開或關(guān)閉。所述填充配件尤其通過相應(yīng)的控制管線與控制裝置連接。所述填充配件尤其是閥如電磁閥。所述存貯機構(gòu)可以是常見的貯氣瓶。
因此,所述控制裝置例如可被設(shè)計為終止所述至少一個壓力容器的填充,就是說,一旦通過壓力容器處的壓力傳感器測得存儲在控制裝置中的壓力容器內(nèi)的預(yù)定最高壓力,所述填充配件就悲劇關(guān)閉。
該控制裝置可包括輸入模塊,借此獲知例如理論值(設(shè)定值)如最高壓力、理論剩余壓力或每個清洗循環(huán)待輸入清洗機構(gòu)的氣態(tài)成分量。該控制管線和數(shù)據(jù)線在本說明書中原則上可以是有線連接的或無線的。
根據(jù)本發(fā)明的改進方案,所述清洗裝置包括第一壓力容器及第一計量配件。所述第一氣態(tài)成分從第一壓力容器通過第一計量配件被輸入清洗機構(gòu)中。所述第一氣態(tài)成分從第一壓力容器尤其通過第一供給管路被輸入清洗機構(gòu)中。
此外,所述清洗裝置包括第二壓力容器以及第二計量配件。所述第二氣態(tài)成分從第二壓力容器通過第二計量配件被輸入清洗機構(gòu)中。所述第二氣態(tài)成分從第二壓力容器尤其通過第二供給管路被輸入清洗機構(gòu)中。
這兩種氣態(tài)成分尤其相互以化學(xué)計量的量比被輸入清洗機構(gòu)中。在清洗機構(gòu)中,所述氣態(tài)成分在混合區(qū)相互混合成可爆炸氣態(tài)混合物。所述混合區(qū)尤其位于清洗機構(gòu)的容納室中。
所述壓力傳感器尤其用于在從壓力容器將相關(guān)氣態(tài)成分輸入至清洗機構(gòu)期間測量壓力容器內(nèi)壓力。若所述清洗裝置包括用于多種氣態(tài)成分的多個壓力容器,那么所述清洗裝置尤其包括多個壓力傳感器,用于在從所述壓力容器將氣態(tài)成分輸入至清洗機構(gòu)期間測量在各壓力容器中的氣態(tài)成分壓力。
根據(jù)通過在一個或多個壓力容器中的一個或多個壓力傳感器測得的壓力測量值,借助該控制裝置控制所述一個或多個計量配件。
所述一個或多個壓力容器例如可具有若干巴(bar)的最高壓力,如10巴或更高,尤其是20巴或更高。因此,可規(guī)定最高壓力為20至40巴。所述最高壓力相當(dāng)于在開始將氣態(tài)成分輸入至清洗機構(gòu)時在壓力容器內(nèi)的初始壓力。
可設(shè)有用于壓縮在壓力容器中的氣態(tài)成分的機構(gòu)如壓縮機。這尤其涉及到在如果在用以給壓力容器供應(yīng)氣態(tài)成分的存貯機構(gòu)中的所述氣態(tài)成分具有比預(yù)定最高壓力更低的初始壓力的情況。
上述最高壓力允許在高壓條件下且因此在高速條件下將可爆炸混合物或其初始成分輸送至清洗機構(gòu)的例如充斥著大氣壓力的容納室。
所述理論剩余壓力例如具有0.5巴或更高、尤其是1巴或更高或者甚至是2巴或更高或者3巴或更高的過壓。因此,氣體輸入速度例如在1至2巴過壓的情況下已增加30%。而氣體輸入持續(xù)時間相應(yīng)縮短。
所述理論剩余壓力也可以是5巴或更高,或者10巴或更高。所述理論剩余壓力越高,平均輸入速度就越有可能更高,因為輸入速度由于高理論剩余壓力而在輸入結(jié)束時也還是比較高的。
所述清洗機構(gòu)尤其包括至少一個排出口,所述可爆炸混合物和/或所述爆炸壓力波可從容納室如氣體容納通道經(jīng)所述排出口排出至待清洗設(shè)備的內(nèi)部空間或安置在清洗機構(gòu)上的容器罩。所述至少一個排出口尤其在可爆炸混合物的點燃和爆炸期間對外敞開。所述至少一個排出口尤其在將所述至少一種氣態(tài)成分輸入至清洗機構(gòu)期間對外敞開。
用于點燃所述可爆炸氣態(tài)混合物的點燃裝置的有效點燃成分尤其布置在清洗機構(gòu)的容納室、如氣體容納通道內(nèi)。尤其使在容納室、如氣體容納通道中提供的可爆炸氣態(tài)混合物借助于點燃裝置爆炸。所述可爆炸氣態(tài)混合物尤其借助控制裝置通過點燃裝置被點燃。
所述點燃例如借助相應(yīng)安置的點燃機構(gòu)和點火裝置通過電致火花點火、通過輔助火苗或通過煙火點燃進行。所述點火裝置尤其是電點燃裝置。其特征在于,其為了點燃而形成火花或尤其電弧。
每個壓力容器可分別配屬有一個或多個計量配件用于將所述氣態(tài)成分從壓力容器計量輸入至清洗機構(gòu)。每個壓力容器設(shè)有多個計量配件,因而它們分別尤其也配屬有獨立的供給管路。
所述至少兩種氣態(tài)成分的一個或多個計量配件的流通橫截面積尤其相互按照化學(xué)計量比。
每個壓力容器的計量配件數(shù)量尤其對應(yīng)于從相應(yīng)壓力容器輸入的、用于制造所述可爆炸氣態(tài)混合物的氣態(tài)成分的化學(xué)計量比。
也可規(guī)定,每種氣態(tài)成分對應(yīng)于多個各具有一個或多個供給管路和計量配件的壓力容器。每種氣態(tài)成分的壓力容器的數(shù)量可對應(yīng)于所供給的氣態(tài)成分的化學(xué)計量比。
此外,根據(jù)另一實施方式,在將所述至少一種氣態(tài)成分輸入至清洗機構(gòu)期間,壓力容器中的存貯室尺寸縮小可根據(jù)下述兩個變型實現(xiàn)。
根據(jù)第一變型,所述壓力容器可與噴射裝置共同起作用,借助所述噴射裝置,所述氣態(tài)成分在輸入至清洗機構(gòu)期間在壓力容器的存貯室尺寸縮小情況下被噴出。
所述噴射裝置可包括噴射元件例如像沖桿或噴射筒。在這種情況下,所述噴射元件在存貯室內(nèi)移動。所述噴射元件可包括延伸進導(dǎo)向軸套的導(dǎo)向筒。所述噴射元件可以用液壓方式、氣動方式或發(fā)動機驅(qū)動方式來驅(qū)動。所述驅(qū)動尤其是主動的。
也可規(guī)定,為了驅(qū)動或推動所述噴射元件,噴射氣體如氮氣被送入噴射存貯機構(gòu)中,其具有尺寸可變的氣體容納室。通過借助氣體輸入引起的噴射存貯機構(gòu)尺寸增大或體積增大,使噴射元件移動,其本身使壓力容器的存貯室尺寸縮小。例如可以是噴射筒的該噴射元件可以與可脹縮的氣球或波紋管結(jié)構(gòu)合作。所述平衡存貯機構(gòu)例如可由可脹縮的氣球或波紋管結(jié)構(gòu)構(gòu)成。
在用氣態(tài)成分重新填充所述存貯室時,所述噴射元件在存貯室變大情況下再次回移。因此,例如所述噴射氣體再次從噴射存貯機構(gòu)被導(dǎo)出。
根據(jù)第二變型,所述壓力容器的存貯室與平衡存貯機構(gòu)合作,所述平衡存貯機構(gòu)通過移動元件與壓力容器的存貯室分界開。所述平衡存貯機構(gòu)構(gòu)成尺寸可變的氣體容納室。在平衡存貯機構(gòu)中包括平衡氣體如氮氣。在用所述氣態(tài)成分填充存貯室時,所述移動元件在存貯室變大且平衡存貯機構(gòu)縮小情況下因存貯室內(nèi)壓力升高而移動。在平衡存貯機構(gòu)中的平衡氣體被相應(yīng)壓縮,平衡存貯機構(gòu)內(nèi)的壓力由此升高。
在將氣態(tài)成分從存貯室輸入至清洗機構(gòu)時,所述移動元件在存貯室縮小而平衡存貯機構(gòu)變大情況下因存貯室內(nèi)壓力下降及平衡存貯機構(gòu)內(nèi)壓力升高而移動。
該移動元件在所述過程中尤其移動遠離存貯室或移向存貯室。
在平衡存貯機構(gòu)中被壓縮的平衡氣體的能量因此用于使壓力容器的存貯室中的氣態(tài)成分通過所述移動元件被至少部分噴出。在平衡存貯機構(gòu)內(nèi)的平衡氣體在此過程中降壓,平衡存貯機構(gòu)內(nèi)的壓力由此下降。
所述移動元件可以是存貯室和平衡存貯機構(gòu)之間的柔性膜。所述膜可以是伸縮性的。所述移動元件也可包括能移動的缸,尤其是能在導(dǎo)向軸套中移動的缸。所述移動機構(gòu)尤其可以是雙缸。所述移動元件也可與可伸縮的氣球或波紋管結(jié)構(gòu)合作。所述平衡存貯機構(gòu)例如可由所述可伸縮的氣球或波紋管結(jié)構(gòu)構(gòu)造成。
根據(jù)所述實施方式,根據(jù)這兩個變型可設(shè)有限制開關(guān),借此通過控制裝置引起所述點燃。當(dāng)所述限制開關(guān)在噴射過程期間達到理論位置時,其例如可通過與噴射元件或移動元件的接觸被觸發(fā)。
根據(jù)本發(fā)明的特殊改進方案,該清洗機構(gòu)是具有進給側(cè)和清洗側(cè)的端部的縱向構(gòu)件。進給側(cè)端部是指以下端部,在所述端部處將至少一種氣態(tài)成分輸入至清洗機構(gòu)。由于這個端部一般也面向使用者,故如有必要也稱其為使用側(cè)端部。所述進給側(cè)端部可被構(gòu)造成具有把手部,清洗機構(gòu)通過所述把手部被使用者抓住。
清洗側(cè)端部是指朝向清洗部位的端部。
所述縱向構(gòu)件尤其包括沿縱向伸展部延伸的氣體容納通道,也稱作氣體導(dǎo)向通道。所述氣體容納通道尤其是封閉的。
所述氣體容納通道尤其是進給通道,用于將所述可爆炸氣態(tài)混合物從進給側(cè)端部朝向清洗側(cè)端部進給。所述氣體容納通道尤其由所述容納室構(gòu)造成或至少部分地尤其構(gòu)造成。所述氣體容納通道終止于清洗側(cè)端部并且尤其在那里構(gòu)造有一個或多個排出口。
所述封閉的氣體容納通道可構(gòu)造為管、也稱作氣體容納管或氣體導(dǎo)向管。所述管可以是剛性的或柔性的。柔性管可例如構(gòu)造為軟管如波紋管。
所述縱向構(gòu)件可被設(shè)計為用于將容器罩安置在清洗側(cè)端部處。
所述縱向構(gòu)件尤其被設(shè)計為將所述可爆炸氣態(tài)混合物在其爆炸之前盡可能送至待清洗部位附近。
所述至少一種氣態(tài)成分尤其在進給側(cè)端部可通過至少一個計量配件從至少一個壓力容器被輸入縱向構(gòu)件。輸入尤其通過供給管路進行。
所述至少一個計量配件尤其安置在進給側(cè)端部中,所述至少一個計量配件用于將至少一種氣態(tài)成分從至少一個壓力容器計量輸入縱向構(gòu)件中。
若為每種初始成分在清洗機構(gòu)上設(shè)置多個計量配件,則這些計量配件可相鄰布置在例如清洗機構(gòu)的縱向伸展部如縱向構(gòu)件中。用于每種初始成分的多個計量配件從橫向于縱向伸展部的方向看也可沿容納室如氣體容納管的周邊布置。
在進給側(cè)端部,尤其將內(nèi)管布置在氣體容納管內(nèi)。所述兩個管相互同心設(shè)置。
該內(nèi)管尤其被構(gòu)造為第一輸入通道用于將第一氣態(tài)成分從第一壓力容器輸入。在所述氣體容納管和內(nèi)管之間尤其構(gòu)造有第二環(huán)形輸入通道用于輸入第二氣態(tài)成分。所述內(nèi)管尤其終止于氣體容納管。
在其輸入之后,所述至少一種氣態(tài)成分的流動沿清洗側(cè)端部的方向、尤其沿縱向構(gòu)件的縱向伸展部延伸。
所述第一輸入通道沿清洗側(cè)端部的方向在內(nèi)管端部通入排出口。所述第一和第二輸入通道在內(nèi)管端部尤其通入氣體容納通道,尤其通入進給通道。在內(nèi)管端部尤其形成混合區(qū),在所述混合區(qū)中來自第一和第二輸入通道的沿清洗側(cè)端部的方向流入的氣態(tài)成分被混合成可爆炸氣態(tài)混合物。
所述清洗機構(gòu)或縱向構(gòu)件尤其是清洗噴槍。所述縱向構(gòu)件或氣體容納通道的長度例如可以是1米(m)或更長,或2米或更長,或3米或更長,或4米或更長。所述清洗機構(gòu)或縱向構(gòu)件尤其可在熱清洗條件下具有長達若干米的長度,如4米至10米。當(dāng)例如氣體輸入持續(xù)時間不起重要作用時,為了在冷環(huán)境中清洗,所述清洗機構(gòu)甚至可具有長達40米的長度。
所述氣體容納通道被構(gòu)造為圓橫截面。所述氣體容納通道的(最大)直徑可以是150毫米(mm)或更小,或100毫米或更小,或60毫米或更小,或尤其55毫米或更小。所述直徑還可以是20毫米或更大,或30毫米或更大,尤其是40毫米或更大。
所述清洗裝置也可被設(shè)計用于在清洗機構(gòu)外形成云團。在這種情況下,所述可爆炸氣態(tài)混合物通過排出口不是流入容器罩,而是直接流入待清洗設(shè)備的內(nèi)部空間。
所述清洗機構(gòu)朝向清洗側(cè)端部可包括排出裝置,其具有用于可爆炸氣態(tài)混合物的額外的容納室。
本發(fā)明有如下優(yōu)點,與傳統(tǒng)方法相比,所述氣態(tài)成分以更高速度輸入,根據(jù)傳統(tǒng)方法,壓力容器在無其它措施情況下被簡單排空至環(huán)境壓力。
由于本發(fā)明,預(yù)定量的氣態(tài)成分可在比較短的時間被輸入清洗機構(gòu)。
因此,能通過相對快速地填充所述容器罩而縮短其在所述設(shè)備的灼熱內(nèi)部空間中的停留時間。由此顯著減小由于起爆前的高溫對容器罩造成損害的危險。
另一方面,由于更短的停留時間,也可使用例如由塑料制成的更不耐熱的容器罩。所述容器罩的特征例如在于其在制造方面是成本有利的。另一方面,這樣的容器罩的特征也在于其可無殘留物地?zé)M。這在傳統(tǒng)的更耐熱容器罩中由于所用的紙質(zhì)材料不總是這種情況。
此外,可通過在壓力容器處的壓力測量精確控制輸入至清洗機構(gòu)、而且之前輸入至壓力容器的氣態(tài)成分的量。
此外,根據(jù)本發(fā)明的壓差方法允許監(jiān)控氣體輸入過程中可能有的故障。因此可在所述控制裝置中對于氣體輸入至清洗機構(gòu)作出例如時間限制。因此計量配件在達到最長打開時間時與是否已達到理論剩余壓力無關(guān)地被關(guān)閉。
在本發(fā)明的改進方案中可設(shè)有與所述控制裝置相連的壓力傳感器,其測量所述清洗機構(gòu)的容納室內(nèi)壓力。若測得的壓力在輸入所述至少一種氣態(tài)成分期間如在所述輸入的某一時間點或在某一時間段內(nèi)超出臨界壓力值,就中斷所述輸入過程并且不進行點燃。
就是說,例如可存在的情況是,所述(多種)氣態(tài)成分由于清洗機構(gòu)中的不尋常的流動阻力不能流入清洗機構(gòu)或者僅能以減小的速度流入清洗機構(gòu)。進一步后果是所述清洗機構(gòu)的容納室內(nèi)的氣體壓力在輸入過程中超過正常的氣體壓力。
因此,例如根據(jù)第一種可能的情況,隨著清洗機構(gòu)的柔性波紋管扭結(jié),也就是說突然彎曲,所述流動橫截面顯著減小。根據(jù)另一種情況,所述容器罩不展開或不完全展開。在所述兩種情況下,所述氣態(tài)成分在流入清洗機構(gòu)或相關(guān)容器罩時被異常流動阻力所阻礙。
所述計量配件的打開時間的限制現(xiàn)起到下述作用,在不點燃已輸入的氣態(tài)成分的情況下預(yù)先中斷所述輸入過程。一旦消除所述故障,輸入過程就可重新開始。由此防止不顧清洗機構(gòu)中的流體阻力點燃可爆炸混合物并由此損壞清洗機構(gòu)。
附圖說明
接著,將借助如附圖所示的優(yōu)選實施例來進一步闡述本發(fā)明。附圖分別示意性示出:
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的清洗裝置的一個實施方式;
圖2示出根據(jù)本發(fā)明的清洗裝置的另一實施方式。
具體實施方式
圖1示意性示出用于實施根據(jù)本發(fā)明的清洗方法的清洗裝置1。清洗裝置1包括體現(xiàn)為可冷卻的清洗噴槍2的清洗機構(gòu)。清洗噴槍2包括外套管8和布置在外套管8內(nèi)的內(nèi)氣體容納管7,此外,所述內(nèi)氣體容納管形成氣體容納通道即進給通道11。外套管8包住內(nèi)氣體容納管7,由此形成環(huán)形冷卻通道12。然而,噴槍冷卻和其附帶的套管8和冷卻通道12不是本發(fā)明的必要特征。
清洗噴槍2具有清洗側(cè)端部4和進給側(cè)端部5。
進給通道11在清洗側(cè)端部4具有用于可爆炸混合物的排出口31。此外,在清洗側(cè)端部4安置容器罩29。可用已提供在清洗噴槍2內(nèi)的可爆炸氣態(tài)混合物通過進給通道11和排出口31填充容器罩29。
清洗噴槍2在進給側(cè)端部5包括布置在氣體容納管7內(nèi)的內(nèi)管6。內(nèi)管6形成第一輸入通道9。內(nèi)管6沿清洗側(cè)端部4的方向終止于氣體容納管6并且形成用于第一輸入通道9的排出口。
在外部氣體容納管7與內(nèi)管6之間形成第二環(huán)形輸入通道10。這兩個輸入通道9、10沿清洗側(cè)端部4方向在內(nèi)管6端部通入由外部氣體容納管7形成的進給通道11。在所述第一和第二氣態(tài)成分的氣流相遇的過渡部中形成混合區(qū)32。在混合區(qū)32中所述氣態(tài)可爆炸的成分混合成可爆炸的氣體混合物并以混合物形式沿容器罩29方向被引導(dǎo)經(jīng)過進給管路11。
清洗噴槍2還包括具有有效點燃成分的點燃裝置13,其在進給通道11中從清洗側(cè)端部方向看布置在內(nèi)管6端部之后。點燃裝置13通過控制管線15a與控制裝置3連接。
此外,清洗裝置2包括呈第一貯氣瓶形式的第一存貯機構(gòu)24用于將第一氣態(tài)成分輸送至清洗噴槍2。第一貯氣瓶24通過第一氣體管路22與第一壓力容器21連接。第一壓力容器21由第一貯氣瓶24被供給第一氣態(tài)成分。在第一壓力容器21與第一貯氣瓶24之間設(shè)有尤其呈閥形式的填充配件23,其允許將第一氣態(tài)成分從第一貯氣瓶24可控輸送至第一壓力容器21。為了測量第一壓力容器21內(nèi)壓力,在第一壓力容器21處設(shè)置第一壓力傳感器17。
第一供給管路20從第一壓力容器21延伸至清洗噴槍2的第一輸入通道9。
在第一壓力容器21與第一輸入通道9之間設(shè)有尤其呈閥狀的第一計量配件18,其允許第一氣態(tài)成分從第一壓力容器21計量輸入至第一輸入通道9。計量配件18安置在第一壓力容器21的出口。在計量配件18與第一輸入通道9之間還設(shè)有第一防反沖部件19用于防止由爆炸引起可爆炸氣態(tài)混合物回流至供給管路20。然而,防反沖部件19不是必須設(shè)置的。
此外,清洗裝置2包括呈第二貯氣瓶形式的第二存貯機構(gòu)24'用于將第二氣態(tài)成分輸送至清洗噴槍2。第二貯氣瓶24'通過第二氣體管路22'與第二壓力容器21'連接。第二壓力容器21'由第二貯氣瓶24'被供給第二氣態(tài)成分。在第二壓力容器21'與第二貯氣瓶24'之間設(shè)有尤其呈閥狀的第二填充配件23',其允許第二氣態(tài)成分從第二貯氣瓶24'計量送入第二壓力容器21'。為了測量第二壓力容器21'內(nèi)壓力,在第二壓力容器21'處設(shè)置第二壓力傳感器17'。
第二供給管路20'從第二壓力容器21'延伸至清洗噴槍2的第二環(huán)形輸入通道10。在第二壓力容器21'與第二輸入通道10之間設(shè)有尤其呈閥狀的第二計量配件18',其允許第二氣態(tài)成分從第二壓力容器21'計量輸入第二輸入通道10。計量配件18'安置在第二壓力容器21'的出口。此外,在第二計量配件18'與第二輸入通道10之間還設(shè)有第二防反沖部件19'用于防止由于爆炸引起可爆炸氣體混合物回流至供給管路20'。然而,防反沖部件19'不是必須設(shè)置的。
所述第一氣態(tài)成分是可燃氣體例如像乙炔、乙烯或乙烷。所述第二氣態(tài)成分是氧氣或含氧氣體,其由于在化學(xué)計量學(xué)上具有更大量而通過更大的第二輸入通道10輸送。
壓力容器21、21'的填充分別通過填充配件23、23'的打開進行,由此所述氣態(tài)成分從貯氣瓶24、24'流入壓力容器21、21'。壓力容器21、21'中的所述氣態(tài)成分可具有在20巴至40巴之間的最高壓力。在這種情況下,壓力容器21、21'用于所述初始成分的計量,如下文還將進一步介紹地。
所述氣態(tài)成分從壓力容器21、21'輸入至相關(guān)輸入通道9、10分別通過計量配件18、18'的打開來進行,由此所述氣態(tài)成分從壓力容器21、21'流入相關(guān)的輸入通道9、10。
所述計量配件18、18'通過控制管線15b、15c由控制裝置3來控制,就是說打開或關(guān)閉。
如上所述,所述控制裝置包括用于輸入控制相關(guān)參數(shù)的輸入模塊41。
所述氣態(tài)初始成分以規(guī)定量并以化學(xué)計量比從壓力容器21、21'被輸入清洗噴槍2。以這種方式,規(guī)定量或規(guī)定體積的可爆炸氣態(tài)混合物以合適的化學(xué)計量比制成。只有所述氣態(tài)初始成分的合適的化學(xué)計量比才使所述氣體混合物能有效爆炸。
在所期望的可爆炸氣態(tài)混合物的量和所述氣態(tài)成分的已知化學(xué)計量比的基礎(chǔ)上能計算所述氣態(tài)成分的準(zhǔn)確量。由于從所述壓力容器排出的氣態(tài)成分量可由壓力容器內(nèi)壓差計算,故現(xiàn)可基于所述氣體輸入開始時的最高壓力確定理論剩余壓力,所述規(guī)定量的氣體在達到所述理論剩余壓力時從壓力容器中流出。
如此,在所述控制裝置中存儲所述理論剩余壓力的數(shù)值。壓力傳感器17、17'通過相應(yīng)的數(shù)據(jù)線16a、16b與控制裝置3連接。現(xiàn)通過控制裝置3借助于在壓力容器21、21'處的壓力傳感器17、17'重復(fù)測量在所述氣體從壓力瓶21、21'流出期間充斥在壓力容器21、21'內(nèi)的壓力。一旦所測得的壓力符合理論剩余壓力,計量配件18、18'就通過控制裝置3被關(guān)閉,因此停止氣體至所述清洗噴槍的輸入。由于壓力容器21、21'具有高于環(huán)境壓力的理論剩余壓力,故壓力容器21、21'始終包含一定量的氣態(tài)成分。
相比之下,在傳統(tǒng)方法中,壓力容器準(zhǔn)確地以規(guī)定量的氣體被填充。因此,壓力容器在氣態(tài)成分輸入至清洗噴槍期間被排空。
在結(jié)束可爆炸混合物至清洗噴槍2的輸入之后且在用可爆炸氣態(tài)混合物填充容器罩29之后,所述可爆炸混合物通過控制裝置3借助點燃裝置13來點燃。所述可爆炸混合物在進給通道中被點燃,其中所述爆炸在容器罩29中蔓延并引起所述容器罩爆炸。
在由所述外套管8和內(nèi)置的氣體容納管7構(gòu)成的環(huán)形冷卻通道12中輸入、且在清洗側(cè)端部4的方向上引導(dǎo)粘性冷卻劑。所述冷卻劑冷卻氣體容納管7,因此冷卻清洗噴槍2。
清洗噴槍2在其進給側(cè)端部5處或在所述進給側(cè)端部附近相應(yīng)地具有用于冷卻劑進給的供給管路27、28的各個接口。例如通過第一供給管路27進給水,并且例如通過第二供給管路28進給空氣。也可僅設(shè)置僅用于進給一種冷卻劑例如水的一個冷卻劑進給管路。
冷卻劑例如水/空氣混合物被引導(dǎo)通過冷卻劑通道12。所述冷卻劑在清洗側(cè)端部4處通過排出口從冷卻劑通道12流出,這由箭頭30表明。此外,流出的冷卻劑冷卻容器罩29。然而也可設(shè)置有封閉的冷卻劑回路。
冷卻劑成分至冷卻劑通道12的輸入通過相應(yīng)的配件25、26如閥控制。對其操縱以允許冷卻的開始和停止。所述主動的噴槍冷卻或閥25、26可手工操縱或通過控制裝置3控制。相應(yīng)地,配件25、26通過控制管線(未示出)與控制裝置3相連。
冷卻劑通道12也可僅被構(gòu)造為被動冷卻的并以隔離方式起效,并且通過這種方式,清洗噴槍2和位于其中的可爆炸氣體混合物或其成分免于受熱。
如上所述,上述噴槍冷卻是可選性的,而不是本發(fā)明的必要特征。
為了實施根據(jù)本發(fā)明的清洗方法,清洗噴槍2的清洗側(cè)端部4連同安置于其上的容器罩29通過焚化設(shè)備51的壁52中的通孔53沿進入方向E進入其內(nèi)部空間54。如上所述,通過操縱計量閥18、18',將預(yù)定量氣體從壓力容器21、21'輸入清洗噴槍2。所述氣體在這種情況下在較短時間里被輸入。根據(jù)所選最高壓力的大小和待輸入量的多少,所述輸入可持續(xù)短于一秒直至若干秒。在使用容器罩29的情況下,氣態(tài)成分輸入速度不能被設(shè)定為無限高。相應(yīng)地,對氣體成分輸入時間設(shè)下限。
在計量閥18、18'關(guān)閉之后,所述可爆炸混合物立即或具有時間延遲地借助于點燃裝置13點燃并引爆。
根據(jù)圖2的清洗裝置101的實施方式示出清洗噴槍102,其具有可與根據(jù)圖1的實施例的清洗裝置1對比的構(gòu)造。
清洗噴槍102也包括氣體容納管107,其形成進給通道111。在進給側(cè)端部105處,內(nèi)管106布置在氣體容納管107內(nèi),所述內(nèi)管形成有第一輸入通道109并且在構(gòu)造有排出口的情況下終止于氣體容納管107。
在內(nèi)管106與氣體容納管107之間也構(gòu)造有第二環(huán)形輸入通道110。所述第一和第二輸入通道109、110在所述內(nèi)管的端部處在構(gòu)造有混合區(qū)132的情況下沿清洗側(cè)端部(未示出)的方向通入進給通道111。
清洗裝置101也包括具有輸入模塊114的控制裝置103。清洗裝置101還包括第一和第二壓力容器121、121'用于進給第一和第二氣態(tài)成分。所述氣態(tài)初始成分至壓力容器121、121'的進給通過相應(yīng)的氣體管路122、122'和填充配件123、123'進行。
此外,在壓力容器121、121'處也設(shè)有壓力傳感器117、117',它們通過數(shù)據(jù)線116a、116b與控制裝置103相連。
在清洗噴槍102處也設(shè)有點燃裝置113,其通過控制管線115a與控制裝置103相連。
本清洗裝置101與根據(jù)圖1的清洗裝置1的區(qū)別在于多個并聯(lián)接通的第一計量配件118尤其是閥,所述第一可燃氣態(tài)成分通過它們從第一壓力容器121被輸入至第一輸入通道109。清洗裝置101還包括多個并聯(lián)接通的第二計量配件118'、尤其是閥,所述第二氣態(tài)成分(氧氣)通過它們從第二壓力容器121'被輸入至第二輸入通道110。在這種情況下,第一和第二計量配件118、118'的數(shù)量以進給氣態(tài)成分的化學(xué)計量比存在。在當(dāng)前情況下,所述比為2:7,這對應(yīng)于在可燃氣體與氧氣之間的化學(xué)計量比。
計量配件118、118'通過相應(yīng)的數(shù)據(jù)線115b、115c與控制裝置103連接。