DE10119120C1 - Vorrichtung zum Entfernen von Verunreinigungen in Rohren - Google Patents

Abstract

Vorrichtung zum Entfernen von Verunreinigungen in mindestens nahezu senkrechten Rohren, insbesondere von Anbackungen in Steigrohren von Koksofenanlagen, mit einem im wesentlichen zylinderförmigen, senkrecht auszurichtenden Körper (2, 3), der sich an seinen Enden (4, 9) verjüngt und der an seinem oberen Ende (4) eine Aufhängevorrichtung (6) und an seiner Mantelfläche (7, 10) Vorsprünge (8, 11) aufweist. Um die Reinigungseffektivität zu erhöhen, besteht der Körper (2, 3) aus mindestens zwei axial begrenzt gegeneinander verschiebbaren Teilkörpern (2, 3) und sind an beiden Teilkörpern (2, 3) Vorsprünge (8, 11) angeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entfernen von Verunreinigungen in mindestens nahezu senkrechten Rohren, insbesondere von Anbackungen in Steigrohren von Koksofenanlagen, mit einem im wesentlichen zylinderförmigen, senkrecht auszurichtenden Körper, der sich an seinen Enden verjüngt und der an seinem oberen Ende eine Aufhängevorrichtung und an seiner Mantelfläche Vorsprünge aufweist.

Derartige Reinigungsvorrichtungen werden beispielsweise in Steinkohlenkokskokereien angewendet. Dort werden sehr verbreitet Horizontalkammeröfen in Schütt- oder Stampftechnik betrieben. Hierbei ist der im Koksofen ablaufende Prozess die Pyrolyse oder die sog. trockene Destillation der eingesetzten Kohlenmischung. In diesem Prozeß werden die flüchtigen Bestandteile der Kohle abdestilliert. Diese Bestandteile verlassen in Gasform den Ofen über das sog. Steigrohr, das in der Ofendecke verankert ist. Anschließend werden die Gase weiter behandelt.

Das Steigrohr ist ein Stahlrohr, das mit einer feuerfesten Schutzschicht, z. B. aus Feuerbeton, ausgekleidet ist und bei großen Koksöfen mehrere Meter lang sein kann. Durch thermische Prozesse kommt es im Koksofen zur Bildung und Ablagerung von Graphit in verschiedenen Bereichen im Steigrohr und im Übergangsbereich Ofendecke/Steigrohr. Das Steigrohr kann mit der Zeit so zuwachsen, daß eine geregelte Gasabführung aus dem Steigrohr nicht mehr sichergestellt ist. Aus vielfältigen sicherheitstechnischen und verfahrenstechnischen Gründen muß dies unterbunden werden.

Zur Verhinderung oder meist Beseitigung solcher schädlichen Ablagerungen gibt es bisher unterschiedliche Lösungsansätze. Eine verbreitete Maßnahme, die Anbackungen mechanisch zu entfernen, besteht darin, eine sog. Steigrohrbombe einzusetzen. Diese Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem doppelt konisch zulaufendem massiven Rohrstück, das an seiner Mantelfläche mit vorstehenden Kratzzähnen versehen ist. Mittels einer Öse an einem Seil oder an einer Kette hängend, wird diese Vorrichtung vom Füllwagen des Ofens aus nach jedem Druckvorgang in das Steigrohr abgelassen und soll mittels der Kratzzähne die Anbackungen von der Innenwandung des Steigrohrs entfernen. Sind die Graphitablagerungen jedoch zu groß, ist der freie Rohrdurchmesser also sehr eingeengt, so kommt es zum Aufsetzen der Vorrichtung auf diese vorstehenden Anbackungen und zum Stillstand der Vorrichtung. Wird dies bemerkt, visuell oder durch eine automatische sog. Schlaffseilüberwachung, so wird das Absenken des Seils oder dergleichen gestoppt und die Vorrichtung wieder hochgezogen. Diese Art der Reinigung ist demnach langwierig und wenig effektiv.

Die FR 15 66 643 zeigt eine vereinfachte Vorrichtung der eingangs genannten Art. Hier ist der zur Reinigung dienende Körper massiv, ohne Vorsprünge und im mittleren Abschnitt konisch ausgebildet.

Die DE 41 11 452 A1 zeigt hingegen eine gattungsfremde Vorrichtung nach Art eines sogenannten Molches. Diese Vorrichtung dient zum Reinigen von Rohrleitungen und weist einen innerhalb der Rohrleitungen angeordneten Reinigungsmolch auf, der durch ein Druckmedium in der Rohrleitung weiterbewegt wird. Im Inneren des Reinigungsmolches ist ein in einem Zylinder einschiebbar angeordneter Kolben vorgesehen. Der Kolben wird durch eine Druckfeder in seine eine Endlage gedrückt, in der er einen Zufuhrkanal abschließt. Wird durch einen Widerstand in der Rohrleitung der Reinigungsmolch an seiner Weiterbewegung gehindert und erfolgt dadurch ein Druckanstieg in der Rohrleitung, so wird der Kolben entgegen der Kraft der Feder durch den im Zufuhrkanal herrschenden Druck verschoben, bis er eine Bohrung freigibt, die über einen Überströmkanal mit einem Entlastungskanal in Verbindung steht, wodurch eine Druckentlastung erfolgt und der Kolben durch die Druckfeder wieder zurückgeschoben wird. Dadurch gerät der Kolben in Schwingungen, die eine Beseitigung des Widerstandes in der Rohrleitung bewirken.

Die Erfindung bezieht sich hingegen auf einen aufgehängten und folglich unter seinem Eigengewicht arbeitenden Körper, wie er in der DD 60 383 gezeigt ist. Diese Schrift zeigt eine Vorrichtung der eingangs genannten, gattungsgemäßen Art, bei dem der Körper aus einem zentralen Rundmaterial besteht, das mit einer Anzahl in sich abgestufter Ringe, die beidseitig angeschärft sind, versehen ist, wovon der größte den angenäherten Innendurchmesser des Steigrohres besitzt und mit Abstandsblechen und mehreren Leitblechen am Rundmaterial befestigt ist. Auch bei dieser Vorrichtung ergeben sich die eingangs genannten Probleme.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Reinigungsvorrichtung der genannten Art so zu gestalten, daß eine schnelle und intensive und folglich eine sehr effektive Reinigung erzielt wird.

Hierzu schlägt die Erfindung vor, eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art so auzubilden, daß der Körper aus mindestens zwei axial begrenzt gegeneinander verschiebbaren Teilkörpern besteht und daß an beiden Teilkörpern Vorsprünge angeordnet sind.

Wird ein solcher Körper beim Absenken durch Anbackungen im Rohr gestoppt, so stoppt zunächst der untere Teilkörper. Dann senkt sich der obere Teilkörper weiter ab und schlägt von oben auf den unteren, festsitzenden Teilkörper auf. Die Folge davon ist also, daß durch diese Ausbildung der Körper der Vorrichtung wie ein Schlaghammer wirkt. Der untere Teilkörper erhält durch den nachfallenden oberen Teilkörper einen großen Impuls und schlägt dann die ihn aufhaltende Anbackung ab.

Selbst wenn sich dabei nun auch der obere Teilkörper seinerseits zwischen den Anbackungen verkeilen oder sonstwie festsitzen sollte, so wirkt beim nachfolgenden erforderlichen Hochziehen wiederum der obere Teilkörper als der Impulsgeber: Der obere Teilkörper reißt nämlich dann, wenn der begrenzte Abstand der beiden Teilkörper erreicht ist, den festhängenden unteren Teilkörper impulsartig mit, löst ihn von der Innenwandung, schlägt ihn sozusagen wieder frei.

Die beiden Teilkörper können in ihrer axialen Verschiebbarkeit durch ein Verbindungsglied gesichert sein, das z. B. in der Länge durch ein Gewinde verstellbar ausgebildet ist. Zum Ansetzen eines Verdrehwerkzeugs zum Verdrehen des Gewindes oder seines Gegenstückes kann ein Außensechskant, eine radiale Bohrung oder dergleichen vorgesehen sein.

Das Verbindungsglied kann raumsparend und geschützt zentral im Bereich der Längsachse der Teilkörper angeordnet sein, wobei es mit einem oder beiden Teilkörpern axial begrenzt beweglich verbunden ist.

Eine mögliche Form des Verbindungsglieds besteht darin, es als Hammer mit mindestens einer axialen Hammerfläche auszubilden. Die Hammerfläche erzeugt dann den erläuterten Schlagimpuls. Hierzu umfaßt der Hammer in einem Falle einen Hammerkopf mit rundem Durchmesser, der auf eine entsprechende runde oder ringförmige Amboßfläche aufschlägt.

Der Hammer kann in Weiterbildung der Erfindung einen Hammerstiel umfassen, dessen freies Ende mit einem, vorzugsweise dem unteren, Teilkörper verbunden ist. Die Anordnung des Hammers kann desweiteren so sein, daß der Hammerkopf in einem Hohlraum mindestens in einem der Teilkörper mit radialem Spiel und axial begrenzt beweglich gelagert ist. Diese Lagerung kann mindestens teilweise in einer Sacklochbohrung in einem der Teilkörper sein.

In Fortbildung der Erfindung kann, insbesondere mit einem als Hammer ausgebildete Verbindungsglied, mindestens einer der Teilkörper auch mehrteilig ausgebildet sein, z. B. aus zwei Teilen bestehen. Dann kann in mindestens einem dieser Teile eine Sacklochbohrung eingebracht und mindestens ein anderer dieser Teile als ein die Sacklochbohrung abschließender Ring ausgebildet sein. In diesem Falle kann der Ring mit Schrauben oder dergleichen an dem anderen Teil bzw. an den anderen Teilen befestigt sein. Diese Ausbildung ermöglicht einen Austausch von nach längerem Gebrauch infolge der Hammerwirkung verschlissenen oder defekten, z. B. gebrochenen Teilen. So z. B. wenn die ringförmigen Stirnflächen des Rings als Amboßflächen dienen sollen, sei es für den Hammerkopf, sei es für den unteren Teilkörper selbst. Andererseits kann prinzipiell auch die Grundfläche der Sacklochbohrung als Amboßfläche für einen Hammerkopf dienen, wenn die Tiefe der Sacklochbohrung entsprechend zum Abstand der beiden Teilkörper abgestimmt ist.

Damit ein Schlagimpuls erzeugt werden kann, müssen die beiden Teilkörper einen gewissen axialen Abstand voneinander haben. Dieser Abstand kann bei einem Durchmesser von 330 mm z. B. 70 mm betragen. Zum Schutz eines eventuell zentral angeordneten Verbindungsgliedes, vor allem aber zum Abschirmen der Schlagflächen und eventueller Gleitflächen gegen Verunreinigungen, wird der axiale Abstand der beiden Teilkörper von einer Abdeckung überbrückt, die mindestens gegenüber einem der Teilkörper axial verschiebbar ausgebildet ist. Im Prinzip kann als Abdeckung eine Art Faltenbalg verwendet werden. Um den rauhen mechanischen Anforderungen standzuhalten, kann diese Abdeckung aus einem starken, ringförmigen Schutzblech bestehen, das im Bereich der Mantelfläche angeordnet ist.

Die Anordnung oder Befestigung der Abdeckung oder des Schutzbleches muß so erfolgen, daß die beiden Teilkörper gegeneinander beweglich bleiben. Dies kann so gestaltet sein, daß das Schutzblech an einem der Teilkörper axial unverschiebbar befestigt, z. B. verschraubt, und mit mindestens drei, vorzugsweise aber sechs, axialen Schlitzen über am anderen Teilkörper angeordneten Vorsprünge geführt ist. Das Schutzblech kann aber auch durch seine entsprechende Ausbildung an beiden Teilkörper begrenzt axial verschiebbar gelagert sein. Als Vorsprünge können einige der ohnehin vorgesehenen Vorsprünge zum Reinigen dienen, diese also teilweise eine doppelte Funktion, nämlich Reinigen und Führen, ausüben.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das nun näher beschrieben wird.

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zum Entfernen von Verunreinigungen, überwiegend im mittigen Schnitt.

Fig. 2 zeigt die Vorrichtung nach dem Schnitt II-II in Fig. 1.

Die Vorrichtung 1 besteht zunächst aus einem im wesentlichen zylindrischen Körper mit kreisförmigen Querschnitt, der sich aus zwei Teilkörpern zusammensetzt, nämlich aus dem oberen Teilkörper 2 und dem unteren Teilkörper 3. Beide Teilkörper 2 und 3 bestehen aus massivem Stahl, Gußeisen oder dergl.. Die Längsachse ist mit X-X bezeichnet.

Der obere Teilkörper 2 verjüngt sich am oberen Ende 4 konisch und ist mit Hilfe einer Schraube 5 mit einer drehbaren Aufhängeöse 6 versehen. An seiner Mantelfläche 7 sind, über deren gesamten Umfang verteilt, Vorsprünge 8 angeordnet, die aus Hartmetall, Keramik oder dergl. bestehen und nach unten wirkende Schabe- oder Kratzschneiden aufweisen.

Der untere Teilkörper 3 verjüngt sich am unteren Ende 9 konisch und ist an seiner Mantelfläche 10 ebenfalls mit den Vorsprüngen 8 entsprechenden Vorsprüngen 11 versehen.

Die Vorrichtung 1 besteht desweiteren aus einem zentral in der Längsachse X- X angeordneten Verbindungsglied in Form eines Hammers 12. Der Hammer 12 besteht aus Stahl und umfaßt einen Hammerkopf 13 und einen Hammerstiel 14, beide mit rundem Querschnitt. Der Hammerkopf 13 umfaßt eine obere, kreisförmige Hammerfläche 15 und eine untere, kreisringförmige Hammerfläche 16.

Der obere Teilkörper 2 besteht aus zwei Teilen: dem Oberteil 2a und dem Unterteil, der als Ring 2b ausgebildet ist. Beide Teile sind mit nicht dargestellten axialen Schrauben, deren Achsen strichpunktiert angedeutet sind, miteinander verbunden. Im Oberteil 2a ist von unten eine Sacklochbohrung 17 eingebracht, die mit einer ebenen Grundfläche 18 endet. Der Hammerkopf 13 ist kürzer als die Tiefe der Sacklochbohrung 1, so daß er mit begrenztem axialen Spiel zwischen der Grundfläche 18 und der oberen Ringfläche 19 des Ringes 2b sowie in der Sacklochbohrung 17 mit geringem radialem Spiel gelagert ist. Die untere Ringfläche 20 ist dem unteren Teilkörper 3 zugewandt.

Der Hammerstiel 14 erstreckt sich mit rundem Durchmesser und mit radialem Spiel durch die zentrale Bohrung 21 des Ringes 2b, ist mit einem Außensechskant 22 versehen und endet mit einem Gewinde 23. Das Gewinde 23 ist in eine zentrale Gewindebohrung 24 des unteren Teilkörpers 3 eingeschraubt, so daß sich ein einstellbarer Abstand Z zwischen der unteren Ringfläche 20 des Rings 2b und der oberen ringförmigen Fläche 25 des unteren Teilkörpers 3 ergibt: Folglich ist der als Verbindungsglied dienende Hammer 12 in seiner zwischen den Teilkörpern 2 und 3 wirksamen Länge einstellbar.

Der Abstand Z der beiden Teilkörper 2 und 3 wird von einer Abdeckung in Form eines Schutzblechs 26 aus Stahlblech überbrückt. Hierzu ist das Schutzblech 26 an der Mantelfläche 7 des Ringes 2b befestigt, z. B. angeschraubt, und über axiale Schlitze 27 am Ring 2b über am unteren Teilkörper 3 angeordnete Vorsprünge 11 geführt.

Wird die Vorrichtung bestimmungsgemäß zur Bearbeitung einer starke Verunreinigungen aufweisenden Rohrinnenwand benutzt und trifft der untere Teilkörper 3 auf Widerstand, so schlägt der weiter sich absenkende obere Teilkörper 2 mit seiner Fläche 20 auf die Fläche 25 des unteren Teilkörpers 3 auf und gibt diesem einen starken Impuls, der zum Lösen des Teilkörpers 3 von der Innenwand führt. Sollte der untere Teilkörper 3 feststecken und sich nicht lösen, so bekommt er beim Hochziehen des freien oberen Teilkörpers 2 einen Impuls, da nun der Ring 2b mit seiner Fläche 19 auf die Fläche 16 des Hammerkopfes 13 schlägt und dieser den Impuls über den Hammerstiel 14 auf den unteren Teilkörper 3 überträgt.

Bezugszeichenliste

1

Vorrichtung

2

Teilkörper, oberer

2

a Oberteil

2

b Unterteil, Ring

3

Teilkörper, unterer

4

Ende, oberes

5

Schraube

6

Aufhängöse

7

Mantelfläche

8

Vorsprünge

9

Ende, unteres

10

Mantelfläche

11

Vorsprünge

12

Hammer, Verbindungsglied

13

Hammerkopf

14

Hammerstiel

15

Hammerfläche, obere

16

Hammerfläche, untere

17

Sacklochbohrung

18

Grundfläche

19

Ringfläche, obere

20

Ringfläche, untere

21

Bohrung

22

Außensechskant

23

Gewinde

24

Gewindebohrung

25

Fläche

26

Schutzblech

27

Schütze
X-X Längsachse
Z Abstand

Claims (22)

1. Vorrichtung zum Entfernen von Verunreinigungen in mindestens nahezu senkrechten Rohren, insbesondere von Anbackungen in Steigrohren von Koksofenanlagen, mit einem im wesentlichen zylinderförmigen, senkrecht auszurichtenden Körper (2, 3), der sich an seinen Enden (4, 9) verjüngt und der an seinem oberen Ende (4) eine Aufhängevorrichtung (6) und an seiner Mantelfläche (7, 10) Vorsprünge (8, 11) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (2, 3) aus mindestens zwei axial begrenzt gegeneinander verschiebbaren Teilkörpern (2, 3) besteht und daß an beiden Teilkörpern (2, 3) Vorsprünge (8, 11) angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Verschiebbarkeit durch ein Verbindungsglied (12) gesichert ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsglied (12) in der Länge einstellbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsglied (12) ein Gewinde (23) aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsglied (12) eine Vorrichtung (22) zum Ansetzen eines Drehwerkzeugs umfaßt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Ansetzen eines Drehwerkzeugs ein Außensechskant (22) ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Ansetzen eines Drehwerkzeugs eine radiale Bohrung ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsglied (12) zentral im Bereich der Längsachse (X-X) der Teilkörper (2, 3) angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsglied (12) mindestens mit einem Teilkörper (2, 3) axial begrenzt beweglich verbunden ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsglied als Hammer (12) mit mindestens einer axialen Hammerfläche (15, 16) ausgebildet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Hammer (12) einen Hammerkopf (13) mit rundem Durchmesser umfaßt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Hammer (12) einen Hammerstiel (14) umfaßt, dessen freies Ende (23) mit einem (3) der Teilkörper (2, 3) verbunden ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Hammerkopf (13) in einem Hohlraum (17) in einem (2) der Teilkörper (2, 3) mit radialem Spiel und axial begrenzt beweglich gelagert ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Hammerkopf (13) mindestens teilweise in einer Sacklochbohrung (17) in einem (2) der Teilkörper (2, 3) gelagert ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer (2) der Teilkörper (2, 3) aus mindestens zwei Teilen (2a, 2b) besteht, mindestens in einem (2a) dieser Teile (2a, 2b) eine Sacklochbohrung (17) eingebracht und mindestens ein anderer (2b) dieser Teile (2a, 2b) als ein die Sacklochbohrung (17) abschließender Ring (2b) ausgebildet ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (2b) mit Schrauben an dem anderen Teil (2a), bzw. an den anderen Teilen befestigt ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Ringfläche (19) des Rings (2b) eine Amboßfläche für den Hammerkopf (13) bildet.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Ringfläche (20) des Rings (2b) eine Amboßfläche für den als Hammer wirkenden, unteren Teilkörper (3) bildet.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundfläche (18) der Sacklochbohrung (17) als Amboßfläche für den Hammerkopf (13) dient.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Abstand (Z) der beiden Teilkörper (2, 3) von einer gegenüber mindestens einem (2) der Teilkörper (2, 3) axial verschiebbar ausgebildeten Abdeckung (26) überbrückt ist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung aus einem ringförmigen, im Bereich der Mantelfläche (7, 10) angeordneten Schutzblech (26) besteht.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzblech (26) an einem Teilkörper (2) axial unverschiebbar befestigt und mit mindestens drei axialen Schlitzen (27) über am anderen Teilkörper (3) angeordnete Vorsprünge (11) geführt ist.