DE102017125713A1 - Pressure device and cleaning method with such - Google Patents

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Jan Eric Pot
Ferry Freie
Jan Govert Holtzer
Paul Weersink
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Boiler Steam Cleaning Bv
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Boiler Steam Cleaning Bv
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Druckgerät (1) zum Aufbau und Ausstoß einer Druckwelle mit: einem Druckbehälter (2), insbesondere einem Druckzylinder, und einem Steuerorgan (3), das den Druckbehälter (2) in eine erste und zweite Druckkammer (8, 9) unterteilt und das zwischen einer ersten und zweiten Arbeitsstellung im Druckbehälter (2) verstellbar angeordnet ist. Dabei sind die erste und zweite Druckkammer (8, 9) über ein Absperrorgan (10) kommunizierend miteinander koppelbar, das Steuerorgan (3) ist, insbesondere über ein Stellelement (4), mit einem Dichtungskörper (5) gekoppelt, der in der ersten Arbeitsstellung des Steuerorgans (3) eine Austrittsöffnung (6) im Druckbehälter (2) verschließt und diese in der zweiten Arbeitsstellung freigibt. Ein erster Druckanschluss (14) im Druckbehälter (2) ist vorgesehen, über den ein Fluid in die erste und/oder zweite Druckkammer (8, 9) zu- und/oder aus dieser abführbar ist. Erster Druckanschluss (14), Steuerorgan (3), Stellelement (4), Dichtungskörper (5) und Absperrorgan (15) wirken so zusammen, dass bei einem Druckabbau in der zweiten Druckkammer (9) über den ersten Druckanschluss (14) bei geschlossenem Absperrorgan (15) und bei unter Druck stehender erster Druckkammer (8) das Steuerorgan (3) aus seiner ersten in seine zweite Arbeitsstellung gebracht wird, der Dichtungskörper (5) die Austrittsöffnung (6) freigibt und das in der ersten Druckkammer (8) unter Druck stehende Fluid schlagartig durch die Austrittsöffnung (6) entweicht.

Figure DE102017125713A1_0000
The present invention relates to a pressure device (1) for the construction and ejection of a pressure wave, comprising: a pressure vessel (2), in particular a pressure cylinder, and a control device (3) which directs the pressure vessel (2) into a first and second pressure chamber (8, 9 ) and which is arranged adjustable between a first and second working position in the pressure vessel (2). In this case, the first and second pressure chamber (8, 9) via a shut-off (10) communicating with each other coupled, the control member (3), in particular via an actuating element (4), with a sealing body (5) coupled in the first working position the control member (3) closes an outlet opening (6) in the pressure vessel (2) and releases it in the second working position. A first pressure port (14) in the pressure vessel (2) is provided, via which a fluid in the first and / or second pressure chamber (8, 9) and / or can be discharged therefrom. First pressure port (14), control member (3), actuator (4), sealing body (5) and obturator (15) cooperate so that at a pressure reduction in the second pressure chamber (9) via the first pressure port (14) with closed shut-off (15) and under pressure of the first pressure chamber (8), the control member (3) is brought from its first to its second working position, the sealing body (5) the outlet opening (6) releases and in the first pressure chamber (8) under pressure standing fluid abruptly through the outlet opening (6) escapes.
Figure DE102017125713A1_0000

Description

GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Druckgerät zum Aufbau und Ausstoß einer Druckwelle, einen Brennraum mit einem solchen Druckgerät sowie ein Reinigungsverfahren mittels eines solchen Druckgerätes für einen Brennraum.The present invention relates to a pressure device for construction and ejection of a pressure wave, a combustion chamber with such a pressure device and a cleaning method by means of such a pressure device for a combustion chamber.

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

In Anlagen zur Müllverbrennung (z.B. für Chemieabfälle, Siedlungsabfälle, Industrieabfälle) oder in Kraftwerken in denen fossile Brennstoffe (Kohle, Öl) oder Biomasse verbrannt werden (Holz, Agrarabfälle, Holzpellets, pflanzliche oder regenerierte Öle, Biogas) entstehen in den Brennräumen und rauchgasführenden Bereichen Verbrennungsrückstände (Schlacke, Asche etc.) die sich dort als Ablagerungen an Wänden und Einbauten ablagern können. Während des Betriebs solcher Anlagen wachsen solche Ablagerungen an den Brennraumwänden oder an den Oberflächen von Einbauten. Diese Ablagerungsschichten beeinträchtigen die Leistungsfähigkeit und Lebensdauer der Anlagen aus verschiedenen Gründen:

  • - Die isolierende Wirkung dieser Schichten verringert den Wärmeübergang im Brennraum und in den Abgaseinrichtungen. Dies vermindert die Effizienz der Wärmetauscher und setzt beispielsweise auch die Leistungsfähigkeit von Rauchgasreinigungssystemen deutlich herab.
  • - Die Ablagerungen, die aggressive Bestandteile enthalten können, erhöhen das Korrosionsrisiko, insbesondere an druckbeaufschlagten Teilen, im Wärmetauscher.
  • - Durch die zusätzlichen Ablagerungsschichten werden die Strömungsquerschnitte und -geometrien verringert bzw. verändert, so dass sich der Strömungswiderstand der Rauchgase erhöht und die Strömungsgeschwindigkeiten und -eigenschaften beeinträchtigt werden können.
In incinerators (eg for chemical, municipal, industrial) or in power plants where fossil fuels (coal, oil) or biomass are incinerated (wood, agricultural waste, wood pellets, vegetable or regenerated oils, biogas) are produced in the combustion chambers and flue gas-carrying areas Combustion residues (slag, ash, etc.) can deposit there as deposits on walls and internals. During operation of such plants such deposits grow on the combustion chamber walls or on the surfaces of internals. These layers of deposits affect the performance and life of the equipment for several reasons:
  • - The insulating effect of these layers reduces the heat transfer in the combustion chamber and in the exhaust devices. This reduces the efficiency of the heat exchangers and significantly reduces, for example, the performance of flue gas cleaning systems.
  • - The deposits, which may contain aggressive components, increase the risk of corrosion, especially in pressurized parts, in the heat exchanger.
  • - The additional deposition layers, the flow cross sections and geometries are reduced or changed, so that the flow resistance of the flue gases can be increased and the flow velocities and properties can be affected.

Daher ist es erforderlich, die Ablagerungen entweder zu verhindern, was bei vielen Brennstoffen nicht möglich ist, oder regelmäßig zu entfernen. Dazu müssen die Anlagen außer Betrieb gesetzt werden, und die Innenoberflächen der Brennräume müssen regelmäßig von Ablagerungen befreit werden. Das manuelle oder mechanische Bearbeiten der Brennraumoberflächen ist aufwändig.Therefore, it is necessary to either prevent the deposits, which is not possible with many fuels, or to remove them regularly. For this purpose, the systems must be put out of operation, and the inner surfaces of the combustion chambers must be regularly cleaned of deposits. The manual or mechanical processing of the combustion chamber surfaces is complex.

Daher sind zum Ablösen dieser Ablagerungen von den Oberflächen Verfahren entwickelt worden. Um die Betriebsausfälle und Stillstandzeiten der Anlagen möglichst gering zu halten, sind Verfahren wünschenswert, die es erlauben, möglichst während des Betriebes die Wände und Innenoberflächen solcher Anlagen von Schlacke oder Ablagerungen zu befreien.Therefore, methods for removing these deposits from the surfaces have been developed. In order to minimize downtimes and plant downtimes, methods are desirable which allow the walls and internal surfaces of such plants to be cleared of slag or deposits during operation, if possible.

Ein Verfahren besteht darin, über kontrollierte Sprengungen im Innenraum der Anlage eine Druckwelle auszulösen, welche die meist festen und spröden Schlacken, Aschen und Ablagerungen von den Oberflächen löst. Die abgesprengten Feststoffe werden dann beispielsweise über die Ascheabfuhr aus dem Behälter entfernt. Solche Sprengungen oder kontrollierten Explosionen können auch während des Betriebes oder zumindest ohne eine Abkühlung der Anlage vorgenommen werden.One method consists in triggering a pressure wave in the interior of the plant via controlled blasting operations, which releases the mostly solid and brittle slags, ashes and deposits from the surfaces. The separated solids are then removed, for example, via the ash removal from the container. Such blasts or controlled explosions can also be made during operation or at least without cooling the equipment.

Ein solches Verfahren ist aus der EP 1 067 349 A2 bekannt. Für die kontrollierte Explosion werden Lanzen mit einem gegebenenfalls vorgekühlten Sprengsatz in die Brennräume eingeführt, der dann dort zur Detonation gebracht wird. Die dadurch erzeugte Druckwelle im Inneren des Behälters breitet sich kugelförmig (und weitgehend ungerichtet) in alle Richtungen aus. Zu starke Explosionen können Bauteile und insbesondere die die Druckwelle zurückwerfenden Wände beschädigen. Die verwendeten Sprengstoffe sind kritisch in der Handhabung und dürfen nur von speziell zugelassenen Personen und Firmen verwendet werden, um das Risiko von Schäden und Unfällen zu minimieren. In laufenden Verbrennungsöfen ist die Anwendung besonders kritisch, oder sogar unmöglich. Daher sind die Kosten für solche Sprengreinigungen hoch und erhöhen die Betriebskosten der Anlagen. Werden die Sprengreinigungen nur selten durchgeführt, werden die Anlagen mit niedrigen Wirkungsgraden betrieben, was wiederum die Ausbeute und Effizienz verschlechtert und damit die Produktivität und den Wirkungsgrad der Anlagen verschlechtert.Such a method is from the EP 1 067 349 A2 known. For the controlled explosion lances are introduced with an optionally pre-cooled explosive device into the combustion chambers, which is then detonated there. The pressure wave generated in the interior of the container spreads spherical (and largely non-directional) in all directions. Excessive explosions can damage components and, in particular, the walls throwing back the blast. The explosives used are critical in their handling and may only be used by specially authorized persons and companies to minimize the risk of damage and accidents. In current incinerators, the application is particularly critical, or even impossible. Therefore, the cost of such blast cleaning is high and increases the operating costs of the equipment. If the blast cleaning operations are rarely carried out, the plants are operated with low efficiencies, which in turn worsens the yield and efficiency and thus worsens the productivity and efficiency of the plants.

Es besteht also die Aufgabe eine Reinigungsvorrichtung bzw. ein Reinigungsverfahren für Brennkammern und Verbrennungsanlagen bereitzustellen, bei denen die oben genannten Probleme wenigstens teilweise gelöst werden.It is therefore the object to provide a cleaning device or a cleaning method for combustion chambers and incinerators, in which the above-mentioned problems are at least partially solved.

Dieses Problem löst die vorliegende Erfindung gemäß Anspruch 1.This problem is solved by the present invention according to claim 1.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Nach einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Druckgerät zum Aufbau und Ausstoß einer Druckwelle bereitgestellt, das Folgendes umfasst:According to a first aspect of the invention, there is provided a pressure device for building and ejecting a pressure wave comprising:

Einen Druckzylinder und ein Steuerorgan, das den Druckzylinder in eine erste und zweite Druckkammer unterteilt und das zwischen einer ersten und zweiten Arbeitsstellung im Druckzylinder verstellbar angeordnet ist, wobei

  • - die erste und zweite Druckkammer über ein Absperrorgan kommunizierend miteinander koppelbar sind,
  • - das Steuerorgan mit einem Dichtungskörper gekoppelt ist, der in der ersten Arbeitstellung des Steuerorgans eine Austrittsöffnung im Druckbehälter verschließt und diese in der zweiten Arbeitsstellung freigibt,
  • - ein erster Druckanschluss im Druckbehälter vorgesehen ist, über den ein Fluid in die erste und/oder zweite Druckkammer zu- und/oder aus dieser abführbar ist, und
  • - erster Druckanschluss, Steuerorgan, Stellelement, Dichtungskörper und Absperrorgan so zusammenwirken, dass bei einem Druckabbau in der zweiten Druckkammer bei geschlossenem Absperrorgan und bei unter Druck stehender erster Druckkammer das Steuerorgan aus seiner ersten in seine zweite Arbeitsstellung gebracht wird, dabei der Dichtungskörper die Austrittsöffnung freigibt und das in der ersten Druckkammer unter Druck stehende Fluid schlagartig durch die Austrittsöffnung entweicht.
A pressure cylinder and a control member which divides the pressure cylinder into a first and second pressure chamber and which is adjustably arranged between a first and second working position in the pressure cylinder, wherein
  • - the first and second pressure chambers can be coupled to one another in a communicating manner via a shut-off device,
  • - The control member is coupled to a sealing body which closes an outlet opening in the pressure vessel in the first operating position of the control member and releases it in the second working position,
  • - A first pressure port is provided in the pressure vessel, via which a fluid in the first and / or second pressure chamber to and / or can be discharged from this, and
  • - First pressure port, control member, actuator, sealing body and obturator cooperate so that at a pressure reduction in the second pressure chamber with closed shut-off and pressurized first pressure chamber, the control member is moved from its first to its second working position, while the sealing body releases the outlet opening and the fluid under pressure in the first pressure chamber escapes abruptly through the outlet.

Dieser Fluidstoß tritt in einen zu reinigenden Brennraum ein und verursacht dort eine Druckwelle, die Schlacke, Asche oder Ablagerungen von den Wänden löst. Als Fluid kann beispielsweise ein nicht brennbarer Stoff, wie z.B. Wasserdampf, verwendet werden, der gefahrlos bzw. ohne pyrotechnische Risiken gehandhabt werden kann. So ein Druckgerät ist fest in einer Außenwand des Brennraumes oder einem anderen Bauteil der Anlage installierbar und mit einer steuerbaren Fluidzufuhr zu versehen, so dass die Reinigung weitgehend automatisiert werden kann und in die Prozesssteuerung der Anlage integriert werden kann. Gegebenenfalls kann die Reinigung sogar ohne Unterbrechung des Verbrennungsvorgangs selbst ausgeführt werden. Es ist auch möglich, mehrere Druckgeräte an der Brennkammer oder in der Anlage zu verteilen und koordiniert zu betreiben, sodass die Wirkung der aufgebauten Druckwelle oder der Druckwellen optimiert auf die Brennraum/- Anlagengeometrie gestaltet werden kann.This fluid impact enters a combustion chamber to be cleaned and causes a pressure wave there, which dissolves slag, ash or deposits from the walls. As the fluid, for example, a non-combustible substance such as e.g. Water vapor can be used, which can be handled safely or without pyrotechnic risks. Such a pressure device is permanently installed in an outer wall of the combustion chamber or another component of the system and provided with a controllable fluid supply, so that the cleaning can be largely automated and can be integrated into the process control of the system. Optionally, the cleaning can be carried out even without interrupting the combustion process itself. It is also possible to distribute several pressure equipment on the combustion chamber or in the system and to operate in a coordinated manner, so that the effect of the built-up pressure wave or the pressure waves optimized to the combustion chamber / - plant geometry can be designed.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann weitgehend automatisiert ablaufen und kann so auch von ungeschultem Personal angewendet werden.The inventive method can be largely automated and can be applied by untrained personnel.

Weitere Aspekte und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der beigefügten Zeichnung und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen.Further aspects and features of the present invention will become apparent from the claims, the accompanying drawings and the following description of preferred embodiments.

Figurenlistelist of figures

Ausführungsformen der Erfindung werden nun beispielhaft anhand der Figuren beschrieben. Dabei zeigt:

  • 1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung in einem ersten Betriebszustand,
  • 2 das in der 1 dargestellte Druckgerät in einem Zwischenbetriebszustand eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
  • 3 das in 1 und 2 dargestellte Druckgerät in einem zweiten Betriebszustand,
  • 4 ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Embodiments of the invention will now be described by way of example with reference to the figures. Showing:
  • 1 a schematic representation of a first embodiment of the invention in a first operating state,
  • 2 that in the 1 illustrated printing device in an intermediate operating state, a schematic representation of a second embodiment of the invention,
  • 3 this in 1 and 2 illustrated printing device in a second operating state,
  • 4 a flow diagram of the method according to the invention.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMENDESCRIPTION OF EMBODIMENTS

1 zeigt die schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. Vor einer detaillierten Beschreibung folgen zunächst allgemeine Erläuterungen zu den Ausführungsformen. 1 shows the schematic representation of a first embodiment of the present invention. Before a detailed description first follows general explanations to the embodiments.

Das Wirkprinzip dieses Druckgeräts beruht darauf, dass über ein Steuerorgan, das den Druckzylinder in eine erste und zweite Druckkammer aufteilt und das zwischen einer ersten und zweiten Arbeitsstellung im Druckzylinder verstellbar ist, über ein Stellelement ein Dichtungskörper verstellt wird, der eine Austrittsöffnung verschließt oder freilegt.The operating principle of this printing device based on the fact that via a control member which divides the impression cylinder into a first and second pressure chamber and which is adjustable between a first and second working position in the pressure cylinder, via a control element, a sealing body is adjusted, which closes or exposes an outlet opening.

Dabei wird zunächst durch die Zufuhr eines Fluides in beide Druckkammern ein hoher Druck aufgebaut. Anschließend wird das Fluid aus der zweiten Druckkammer abgelassen, dadurch entsteht eine Druckdifferenz zwischen den beiden Druckkammern, die dazu führt, dass das Steuerorgan - zunächst in seiner ersten Arbeitsstellung - in seine zweite Arbeitsstellung verstellt wird und dabei ggf. über ein Stellelement den Dichtungskörper so verstellt, dass dieser die Austrittsöffnung freigibt.In this case, a high pressure is initially built up by the supply of a fluid in both pressure chambers. Subsequently, the fluid is discharged from the second pressure chamber, thereby creating a pressure difference between the two pressure chambers, which causes the control element - initially in its first working position - is adjusted to its second operating position and possibly adjusted via an actuating element, the seal body in that it releases the outlet opening.

Durch die Austrittsöffnung gelangt dann das unter Druck stehende Fluid schlagartig in einen Bereich der Anlage, in dem die Druckwelle aufgebaut werden soll. Diese Druck- oder Schockwelle löst dann an den Wänden bzw. an Einbauten anhaftende Ablagerungen (Schlacke, Asche etc.). In einem Brennraum oder anderen rauchgasführenden Bereichen sind das typischerweise Ablagerungen bzw. Verbrennungsreste, die sich als Feststoffe und Schlacke an den Wänden der Brennkammer bzw. an Einbauten oder an in den Brennraum bzw. andere Bereiche hineinragenden Wärmetauscherelementen ablagern. Die durch die Schockwelle abgelösten Feststoffe können dabei auch während des Betriebes über die vorgesehene Asche- bzw. Schlackenabfuhr aus dem Brennraum entfernt werden. In seiner einfachsten Ausführungsform weist das Druckgerät einen ersten Druckanschluss auf, über den das Fluid in die erste bzw. die zweite Druckkammer zugeführt wird und aus dieser auch wieder abgeführt wird. Zusätzlich ist ein Absperrorgan vorgesehen, welches die erste und zweite Druckkammer kommunizierend miteinander verbindet bzw. deren Verbindung untereinander auch unterbrechen kann. Beim Druckaufbau ist das Absperrorgan geöffnet. Dadurch wird bei der Fluidzufuhr über den ersten Druckanschluss in beiden Druckkammern der gleiche Druck aufgebaut.Through the outlet then the pressurized fluid then passes abruptly into an area of the system in which the pressure wave is to be built up. This pressure or shock wave then dissolves on the walls or on internals adherent deposits (slag, ash, etc.). In a combustion chamber or other flue-gas-carrying areas, these are typically deposits or incineration residues which are deposited as solids and slag on the walls of the combustion chamber or on internals or on heat exchanger elements projecting into the combustion chamber or other areas. The detached by the shock wave solids can also be removed during operation on the proposed ash or slag removal from the combustion chamber. In its simplest embodiment, the pressure device has a first pressure connection, via which the fluid is supplied into the first and the second pressure chamber and is also discharged therefrom. In addition, a shut-off device is provided, which connects the first and second pressure chamber communicating with each other or their connection with each other can interrupt. When pressure builds up the shut-off valve is open. As a result, the same pressure is built up in the fluid supply via the first pressure port in both pressure chambers.

Bei dem Fluid handelt es sich beispielsweise um Wasserdampf, der zugeführt und den Druckzylinder insgesamt unter Druck setzt, wobei durch die Verbindung zwischen erster und zweiter Druckkammer dort jeweils der gleiche Druck herrscht. Nach dem Druckaufbau werden der erste Druckanschluss und das Absperrorgan geschlossen. Zum Auslösen des Druckstoßes wird dann der Druck lediglich in der zweiten Druckkammer abgebaut (über den ersten Druckanschluss). Die dadurch entstehende Druckdifferenz zwischen erster und zweiter Druckkammer bewegt das Steuerorgan aus der ersten Arbeitsstellung in die zweite Arbeitsstellung und hebt den Dichtungskörper von der Ausgangsöffnung, die dann freigegeben wird.The fluid is, for example, water vapor, which is supplied and pressurizes the pressure cylinder as a whole, with the same pressure prevailing there through the connection between the first and second pressure chambers. After the pressure has built up, the first pressure connection and the shut-off device are closed. To trigger the pressure surge, the pressure is then reduced only in the second pressure chamber (via the first pressure port). The resulting pressure difference between the first and second pressure chamber moves the control member from the first working position to the second working position and lifts the sealing body from the outlet opening, which is then released.

Der Druckbehälter kann als kreiszylindrischer Druckzylinder gestaltet sein, aber auch andere Behälterformen und -gestalten (z.B. kugelförmig, linsenförmig) umfassen. Das Steuerorgan kann dann beispielsweise eine flexible Membran sein, die direkt über ein Verbindungselement oder ein Stellelement mit dem Dichtungskörper gekoppelt ist und die an ihren Umfangsrändern mit der Innenwand des Druckbehälters verbunden ist, sodass dieser in zwei Druckkammern aufgeteilt wird. Herrscht der gleiche Druck in den beiden Druckkammern wird keine Stellkraft auf diese Membran ausgeübt. Entsteht jedoch in der zweiten Druckkammer ein Unterdruck (bzw. in der ersten ein Überdruck) so wird die Membran in Richtung zweite Druckkammer verstellt und löst dabei den Dichtungskörper von der Austrittsöffnung.The pressure vessel may be designed as a circular cylindrical pressure cylinder but may also include other container shapes and shapes (e.g., spherical, lenticular). The control member may then be, for example, a flexible membrane which is coupled directly to the seal body via a connecting element or an actuator and which is connected at its peripheral edges to the inner wall of the pressure vessel so that it is divided into two pressure chambers. If the same pressure prevails in the two pressure chambers, no actuating force is exerted on this diaphragm. However, if a negative pressure (or an overpressure in the first one) arises in the second pressure chamber, the diaphragm is adjusted in the direction of the second pressure chamber, thereby releasing the sealing body from the outlet opening.

In einer anderen Ausführung ist das Steuerorgan als im Druckbehälter verschieblicher Kolben ausgebildet und mit dem Absperrorgan gekoppelt. Ein solcher Kolben erlaubt einen sehr stabilen Druckzylinder und erlaubt es auch, je nach Kolbenabmessung und Zylinderwandstärken, mit sehr hohen Drücken zu arbeiten.In another embodiment, the control member is designed as a displaceable piston in the pressure vessel and coupled to the obturator. Such a piston allows a very stable pressure cylinder and also allows, depending on the piston size and cylinder wall thicknesses, to work with very high pressures.

In einer Ausführung ist das Steuerorgan (z.B. der Druckkolben) über ein als Stellstange ausgebildetes Stellelement mit dem Dichtungskörper verbunden. So kann der Kolben relativ weit entfernt vom Dichtungskörper angeordnet werden. Damit kann der Innenraum des Druckzylinders, d.h. das Volumen der ersten Druckkammer, den die Stellstange durchsetzt, relativ groß ausgebildet werden und damit ein großes Fluid-/Dampf- oder Gasvolumen realisiert werden, welches eine sehr starke Druckwelle ermöglicht. So eine Stellstange erlaubt auch eine schlanke (längliche), drucktechnisch günstige Bauweise des Druckzylinders. So kann auch mit niedrigen Wandstärken des Druckbehälters ein sehr druckfester Zylinder realisiert werden.In one embodiment, the control member (e.g., the plunger) is connected to the seal body via an actuator formed as an actuator rod. Thus, the piston can be arranged relatively far away from the seal body. Thus, the interior of the printing cylinder, i. the volume of the first pressure chamber, which passes through the actuating rod, are made relatively large and thus a large fluid / vapor or gas volume can be realized, which allows a very strong pressure wave. Such a control rod also allows a slim (elongated), technically favorable construction of the printing cylinder. Thus, even with low wall thicknesses of the pressure vessel, a very pressure-resistant cylinder can be realized.

In einer Ausführung ist das Absperrorgan in einer die erste und zweite Druckkammer verbindenden Leitung angeordnet. Dies geschieht beispielsweise in Form einer Bypass-Leitung, welche erste und zweite Druckkammer des Druckzylinders verbindet, in der das Absperrorgan, beispielsweise als ein Absperrhahn, angeordnet ist. So ein Absperrhahn kann von außen manuell oder auch ferngesteuert verstellt werden.In one embodiment, the obturator is arranged in a line connecting the first and second pressure chamber. This happens, for example, in the form of a bypass line, which connects the first and second pressure chamber of the pressure cylinder, in which the obturator, for example, as a stopcock, is arranged. Such a stopcock can be adjusted manually from the outside or remotely controlled.

In einer Ausführung ist das Absperrorgan in einer den Stellkolben selbst durchsetzenden Verbindungsleitung zwischen erster und zweiter Druckkammer angeordnet. Bei dieser Ausführung kann der Druckausgleichseffekt bei Zufuhr des Fluides und die Erzeugung des Differenzdrucks zwischen den beiden Druckkammern beispielsweise über ein Rückschlagventil realisiert werden. Dies ist dann die beiden Druckkammern verbindend im Stellkolben angeordnet. Dies erlaubt eine besonders einfache Ausführung, bei der beispielsweise der erste Druckanschluss in die zweite Druckkammer mündet und das Rückschlagventil aus der zweiten Druckkammer in Richtung erste Druckkammer durchgängig ist. Dadurch kann während der Fluidzufuhr (beim Druckaufbau) das Fluid durch das Rückschlagventil über die zweite Druckkammer auch in die erste Druckkammer gelangen. Es findet also ständig ein Druckausgleich statt.In one embodiment, the obturator in a control piston itself passing through the connecting line between the first and second pressure chamber is arranged. In this embodiment, the pressure equalization effect can be realized when supplying the fluid and the generation of the differential pressure between the two pressure chambers, for example via a check valve. This is then arranged connecting the two pressure chambers in the actuating piston. This allows a particularly simple embodiment, in which, for example, the first pressure port opens into the second pressure chamber and the check valve from the second pressure chamber in the direction of the first pressure chamber is continuous. As a result, during the fluid supply (during pressure build-up), the fluid can also reach the first pressure chamber through the check valve via the second pressure chamber. So there is always a pressure equalization instead.

Ist der Druckaufbau abgeschlossen kann nun ebenfalls über den ersten Druckanschluss der Überdruck aus der zweiten Druckkammer abgebaut werden. Durch den Differenzdruck zwischen zweiter und erster Druckkammer schließt das Rückschlagventil und die Druckwirkung in der ersten Druckkammer bewirkt ein Verschieben des Kolbens im Druckzylinder, verstellt damit den Dichtungskörper, der die Austrittsöffnung frei gibt, während der Stellkolben aus seiner ersten in die zweite Arbeitsstellung bewegt wird.Once the pressure buildup has been completed, the overpressure from the second pressure chamber can now also be reduced via the first pressure connection. Due to the differential pressure between the second and first pressure chamber closes the check valve and the pressure effect in the first pressure chamber causes a displacement of the piston in the pressure cylinder, adjusted so that the sealing body, which releases the outlet opening, while the actuating piston is moved from its first to the second working position.

In einer Ausführung wird der Druckaufbau über eine Heizeinrichtung realisiert, welche das in den Druckzylinder (die beiden Druckkammern) zugeführte Fluid soweit erhitzt, dass dieses einen Phasenwechsel von flüssig nach gasförmig erfährt. Ein solcher Phasenwechsel von flüssig nach gasförmig bewirkt einen sehr starken Druckanstieg durch den sehr hohen Volumenzuwachs beim Übergang von flüssig nach gasförmig. Damit kann der Druckaufbau mit einer relativ geringen Ausgangsmenge (Volumen) des zunächst flüssigen Fluides bewirkt werden. Der Druckaufbau kann damit beispielsweise sehr einfach mit Wasser, das verdampft wird, realisiert werden. Damit steht ein sehr leicht verfügbares und völlig ungefährliches Fluid zur Verfügung. Das Einströmen von einem Dampfstoß in einen Brennraum kann unter Umständen sogar beim Betrieb einer Verbrennungsanlage erfolgen, ohne dass der Verbrennungsprozess nachhaltig dabei gestört wird.In one embodiment, the pressure build-up is realized via a heating device which heats the fluid fed into the pressure cylinder (the two pressure chambers) to such an extent that it experiences a phase change from liquid to gaseous. Such a phase change from liquid to gaseous causes a very strong increase in pressure due to the very high volume increase during the transition from liquid to gaseous. Thus, the pressure build-up can be effected with a relatively small starting amount (volume) of the initially liquid fluid. The pressure build-up can thus be realized, for example, very simply with water that is evaporated. This is a very readily available and completely safe fluid available. The inflow of a steam pulse into a combustion chamber may even occur during operation of an incinerator, without the combustion process being disturbed sustainably.

Es gibt dabei Ausführungen bei denen die Heizeinrichtung direkt auf den Druckbehälter selbst wirkt oder auf einen eigenen Heizbehälter, der zunächst das flüssige Fluid enthält, das dann dort über die Heizeinrichtung verdampft wird. Dieses Gas oder der Dampf wird dann über entsprechende Koppelleitungen oder auch über den ersten Druckanschluss in den Druckbehälter geleitet.There are embodiments in which the heater acts directly on the pressure vessel itself or on its own heating tank, which initially contains the liquid fluid, which is then evaporated there via the heater. This gas or steam is then passed via corresponding coupling lines or via the first pressure port in the pressure vessel.

Es gibt Ausführungen bei denen neben dem ersten Druckanschluss zur Zufuhr des Fluides in die erste Druckkammer ein zweiter Druckanschluss zur Abfuhr des Fluides aus der zweiten Druckkammer vorgesehen ist. Eine solche Anordnung erlaubt es, dass für den Druckstoß erforderliche Fluidvolumen weiter zu erhöhen, indem dieses, wie oben bereits beschrieben, beispielsweise aus einem zusätzlichen getrennten Heizbehälter in die erste Druckkammer zugeführt wird und bis zum vollständigen Druckaufbau auch in die zweite Druckkammer. Bei der anschließenden Trennung der beiden Druckkammern voneinander über das Absperrorgan wird dann der Druck über den zweiten Druckanschluss aus der zweiten Druckkammer abgebaut, über den Kolben wird der Dichtungskörper von der Austrittsöffnung gelöst. Bei entsprechenden Leitungsquerschnitten zwischen dem Heizbehälter und der ersten Druckkammer kann ein sehr großes Fluidvolumen sowohl aus der ersten Druckkammer als auch aus dem Heizbehälter direkt oder einem mit verdampftem Fluid gefüllten Zusatzbehälter schlagartig in den Brennraum entweichen und dort eine sehr nachhaltige Druckwelle aufbauen. Eine solche Ausführung ist insbesondere für sehr großvolumige Brennräume geeignet.There are embodiments in which, in addition to the first pressure connection for supplying the fluid into the first pressure chamber, a second pressure connection for removing the fluid from the second pressure chamber is provided. Such an arrangement makes it possible to further increase the volume of fluid required for the surge pressure by supplying it, as already described above, for example, from an additional separate heating vessel into the first pressure chamber and also to the second pressure chamber until the pressure builds up completely. In the subsequent separation of the two pressure chambers from each other via the obturator, the pressure is then reduced via the second pressure port from the second pressure chamber, via the piston, the sealing body is released from the outlet opening. With appropriate line cross-sections between the heating tank and the first pressure chamber, a very large volume of fluid from both the first pressure chamber and from the heating tank directly or filled with vaporized fluid additional container suddenly escape into the combustion chamber and build there a very sustainable pressure wave. Such an embodiment is particularly suitable for very large-volume combustion chambers.

In einer Ausführung wird das Steuerorgan über ein Federelement in seiner ersten Arbeitsstellung gehalten. Damit wird sichergestellt, dass die Austrittsöffnung immer dann verschlossen ist, wenn in beiden Druckkammern der gleiche Druck herrscht. Das heißt, die Austrittsöffnung, die eine Verbindung zwischen der Brennkammer und dem Druckbehälter bildet, und damit möglicherweise zur Außenwelt, ist selbstschließend. Sie ist nur dann geöffnet, wenn sich das unter Druck stehende Fluid durch die Austrittsöffnung bei Überdruck in der ersten Druckkammer austritt. Sobald der Druckstoß beendet ist und der Druckausgleich zwischen erster und zweiter Druckkammer erfolgt ist, schließt die Feder die Austrittsöffnung. Damit besteht auch nie die Gefahr, dass über den Druckzylinder bzw. die Austrittsöffnung schädliche oder giftige Brenngase durch das Druckgerät aus der angeschlossenen Brennkammer austreten können.In one embodiment, the control member is held by a spring element in its first working position. This ensures that the outlet opening is always closed when the same pressure prevails in both pressure chambers. That is, the exit port, which forms a connection between the combustion chamber and the pressure vessel, and thus possibly to the outside world, is self-closing. It is only open when the pressurized fluid exits through the outlet opening at positive pressure in the first pressure chamber. Once the surge has ended and the pressure equalization between the first and second pressure chamber has taken place, the spring closes the outlet opening. Thus there is never the danger that harmful or toxic combustion gases can escape through the pressure device from the connected combustion chamber via the pressure cylinder or the outlet opening.

In einer Ausführung ist eine Federeinrichtung vorgesehen, welche zwischen dem Steuerorgan und dem Dichtungskörper derart wirkt, dass der Dichtungskörper beim Verstellen des Steuerorgans aus seiner ersten in seine zweite Arbeitsstellung eine durch die Federeinrichtung beschleunigte Freigabebewegung ausführt und die Austrittsöffnung zusätzlich beschleunigt freigelegt wird. Dies ermöglicht einen explosiven und damit sehr wirkungsvollen Druckstoß in der Brennkammer.In one embodiment, a spring device is provided which acts between the control member and the sealing body such that the sealing body executes an accelerated by the spring means release movement when adjusting the control member from its first to its second working position and the outlet opening is additionally exposed accelerated. This allows an explosive and thus very effective pressure surge in the combustion chamber.

Bei einer Ausführung ist die Austrittsöffnung in einem Flanschbauteil ausgebildet, welches einen Boden des Druckzylinders bildet. An so einem Flanschbauteil kann auf einfache Weise die Austrittsöffnung mit entsprechenden Dichtflächen zum Dichtungskörper ausgebildet werden (mechanisch bearbeitetes Drehteil). Dieser Flansch kann auch gleichzeitig als Anschlusselement für die Brennkammer dienen. Der Flansch kann beispielsweise über eine Schraubverbindung mit der Brennkammer verbunden werden. In einer anderen Ausführung ist der Flansch direkt in eine Wand der Brennkammer eingeschweißt.In one embodiment, the outlet opening is formed in a flange, which forms a bottom of the printing cylinder. On such a flange component can be easily formed with corresponding sealing surfaces to the sealing body the outlet opening (mechanically machined rotary member). This flange can also serve as a connecting element for the combustion chamber at the same time. The flange can be connected, for example via a screw with the combustion chamber. In another embodiment, the flange is welded directly into a wall of the combustion chamber.

In ähnlicher Weise kann so ein Flansch auch direkt oder indirekt mit einem Zylinderohr, welches den Körper des Druckbehälters definiert, verbunden (verschweißt, verschraubt, angeflanscht) werden.Similarly, such a flange may also be connected (welded, screwed, flanged) directly or indirectly to a cylinder tube defining the body of the pressure vessel.

Bei einer Ausführung ist vorgesehen, dass eine Brennkammer oder ein Bereich einer Verbrennungsanlage mit wenigstens einem Druckgerät gemäß der vorliegenden Erfindung versehen ist. Je nach Größe dieses Bereiches, der Brennkammer oder des Brennraumes können auch mehrere solcher Druckgeräte vorgesehen werden. Dabei kann die Anordnung so gewählt werden, dass bei einem gleichzeitigen oder zeitlich aufeinander abgestimmten Betrieb der einzelnen Druckgeräte die in der Brennkammer aufzubauende Druckwelle in besonders wirksamer Weise gestaltet und beeinflusst werden kann.In an embodiment it is provided that a combustion chamber or a region of a combustion plant is provided with at least one pressure device according to the present invention. Depending on the size of this area, the combustion chamber or the combustion chamber and several such pressure equipment can be provided. In this case, the arrangement can be chosen so that in a simultaneous or timed operation of the individual pressure equipment, the pressure wave to be built up in the combustion chamber can be designed and influenced in a particularly effective manner.

In einer Ausführung ist dabei die Brennkammer mit einer Außenwand versehen, in welche die Austrittsöffnung des Druckgeräts mündet. Bei dieser Ausführung kann die Druckwelle direkt aus dem Druckgerät - also ohne zusätzliche Rohrverbindung - im Innenraum des Brennraumes aufgebaut werden.In one embodiment, the combustion chamber is provided with an outer wall into which the outlet opening of the pressure device opens. In this embodiment, the pressure wave directly from the pressure device - ie without additional pipe connection - are constructed in the interior of the combustion chamber.

Eine weitere Ausführung betrifft ein Reinigungsverfahren für einen Bereich einer Verbrennungsanlage (z.B. eine Brennkammer) bei dem Folgendes ausgeführt wird: Druckaufbau in der ersten und zweiten Druckkammer des Druckgeräts, Schließen des Absperrorgans zwischen erster und zweiter Druckkammer, Druckabbau in der zweiten Druckkammer, Öffnen der Austrittsöffnung und Druckwellenaufbau im Bereich der Anlage. Dieses Verfahren erlaubt durch eine sehr einfache druckgesteuerte Funktion einen präzisen und reproduzierbaren Druckwellenaufbau.A further embodiment relates to a cleaning method for an area of an incinerator (eg a combustion chamber) in which pressure build-up in the first and second pressure chambers of the pressure apparatus, closure of the obturator between the first and second pressure chambers, pressure reduction in the second pressure chamber, opening of the outlet opening and pressure wave structure in the area of the plant. This procedure allows by a very simple pressure-controlled function a precise and reproducible pressure wave build-up.

In einer weiteren Ausgestaltung dieses Verfahrens wird dazu zunächst ein (flüssiges) Fluid in die erste und zweite Druckkammer und/oder in einen Heizbehälter eingefüllt. Anschließend wird das Fluid soweit aufgeheizt, dass es verdampft. So kann dann mit einem geringen Ausgangsvolumen des Fluides ein sehr großes Volumen zum Auslösen der Druckwelle im vorgesehen Bereich der Anlage zur Verfügung gestellt werden, ohne dass das Verfahren dadurch wesentlich erschwert würde.In a further embodiment of this method, first of all, a (liquid) fluid is introduced into the first and second pressure chambers and / or into a heating container. Subsequently, the fluid is heated to the extent that it evaporates. Thus, with a small initial volume of the fluid, a very large volume for triggering the pressure wave in the intended area of the plant can be made available, without the process thereby becoming considerably more difficult.

Zurückkommend zur 1 veranschaulicht diese eine erste Ausführungsform eines Druckgeräts 1 mit einem als Druckzylinder 2 ausgebildeten Druckbehälter, einem als Kolben 3 ausgebildeten Steuerorgan, der über ein als Stellstange 4 ausgebildetes Stellelement mit einem Dichtungskörper 5 gekoppelt ist.Coming back to 1 illustrates this a first embodiment of a printing device 1 with one as a printing cylinder 2 trained pressure vessel, one as a piston 3 trained control over an as a control rod 4 trained actuator with a seal body 5 is coupled.

Der Dichtungskörper 5 verschließt eine Austrittsöffnung 6, die in den Innenraum 7 einer nicht weiter dargestellten Brennkammer mündet. Der Kolben 3 ist verschieblich im Druckzylinder 2 angeordnet und teilt diesen in eine erste und zweite Druckkammer 8 und 9. Die beiden Druckkammern 8 und 9 sind über ein Absperrorgan 10 kommunizierend miteinander koppelbar, welches in einer Bypass-Leitung 11 angeordnet ist.The seal body 5 closes an outlet opening 6 in the interior 7 a combustion chamber not shown opens. The piston 3 is displaceable in the impression cylinder 2 arranged and divides this into a first and second pressure chamber 8th and 9 , The two pressure chambers 8th and 9 are over a shut-off 10 communicable with each other, which is in a bypass line 11 is arranged.

Die Stellstange 4 ragt ins Innere des Kolbens 3 und ist dort über eine Druckfederanordnung 12 gegen einen Kolbenboden 13 verspannt. Die Federanordnung 12 ist im Innern des Kolbens 3 angeordnet. Dabei durchsetzt die Stellstange 4 ein die erste Druckkammer angrenzendes Führungselement 13a, das über ein Rohrstück 13b mit dem Kolbenboden 13 verbunden ist, der an die zweite Druckkammer 9 abgrenzt. Die erste Druckkammer 8 und die zweite Druckkammer 9 sind über Dichtungselemente am Kolbenboden 13 bzw. am Führungselement 13a gegeneinander abgedichtet. Die Schraubenfeder 12a stützt sich zum einen am Führungselement 13a ab und zum anderen an einem Anschlagelement 4a, das an dem Dichtungskörper entgegengesetzten Ende der Stellstange 4 angeordnet ist.The control rod 4 protrudes into the interior of the piston 3 and is there via a compression spring arrangement 12 against a piston bottom 13 braced. The spring arrangement 12 is inside the piston 3 arranged. The adjusting rod penetrates 4 a guide member adjacent to the first pressure chamber 13a That's about a piece of pipe 13b with the piston bottom 13 connected to the second pressure chamber 9 demarcates. The first pressure chamber 8th and the second pressure chamber 9 are via sealing elements on the piston head 13 or on the guide element 13a sealed against each other. The coil spring 12a relies on the one hand on the guide element 13a from and to the other on a stop element 4a , the end of the control rod opposite the seal body 4 is arranged.

Ein erster Druckanschluss 14 ist mit der zweiten Druckkammer 9 verbunden und ist mit einer weiteren als Absperrhahn 15 ausgebildeten Armatur versehen. Der erste Druckanschluss 14 dient zur Befüllung des Druckzylinders 2 mit Fluid (Wasser) über die zweite Druckkammer 9 und die Bypass-Leitung 11.A first pressure connection 14 is with the second pressure chamber 9 connected and is with another as a stopcock 15 provided trained fitting. The first pressure connection 14 serves to fill the printing cylinder 2 with fluid (water) via the second pressure chamber 9 and the bypass line 11 ,

Ein zweiter Druckanschluss 20 ist mit einem zweiten Absperrorgan 19 versehen, mündet ebenfalls in die zweite Druckkammer 9. Der zweite Druckanschluss dient zur Entleerung der zweiten Druckkammer 9.A second pressure connection 20 is with a second shut-off 19 provided, also flows into the second pressure chamber 9 , The second pressure port is used to empty the second pressure chamber 9 ,

Eine Überfüllsicherung 17 mit einem nach innen in die erste Druckkammer 8 hineinragenden Stutzen 17b, die außen mit einem Absperrorgan 18 versehen ist, stellt sicher, dass der gewünschte Füllspiegel 24 nicht überschritten wird.An overfill protection 17 with an inward into the first pressure chamber 8th protruding neck 17b outside with a shut-off device 18 is provided, ensures that the desired fill level 24 is not exceeded.

Ein Heizelement 16 ist dazu vorgesehen, die erste Druckkammer 8 des Druckzylinders 2 zu beheizen und den Fluiddruck zu erhöhen (z. B. durch Verdampfen des Wassers)A heating element 16 is intended to the first pressure chamber 8th of the printing cylinder 2 to heat and increase the fluid pressure (eg by evaporating the water)

Optional (alternativ oder in Ergänzung zum Heizelement 16) ist ein Heizbehälter (nicht dargestellt) vorgesehen, der über eine Leitung 23 mit dem ersten Druckzylinder 2 verbunden ist und beheiztes, unter Druck stehendes Fluid in die erste Druckkammer 8 führt.Optional (alternatively or in addition to the heating element 16 ) A heating container (not shown) is provided, which via a line 23 with the first impression cylinder 2 is connected and heated, pressurized fluid in the first pressure chamber 8th leads.

Anstelle des Absperrorgans 10 kann alternativ auch ein Rückschlagventil ausgebildet sein, das in Richtung erste Druckkammer 8 durchlässig ist und in Richtung zweite Druckkammer 9 schließt.Instead of the obturator 10 Alternatively, a check valve may be formed in the direction of the first pressure chamber 8th is permeable and towards the second pressure chamber 9 closes.

Funktion und Verfahrensablauf bei Verwendung des Druckgeräts 1 wird nun anhand der 1 bis 3 erläutert, die unterschiedliche Betriebszustände des Druckgerätes zeigen. Ausgehend von dem in 1 dargestellten Zustand, in dem die erste und die zweite Druckkammer (8, 9) bis zum Füllspiegel 24 mit dem flüssigen Medium (Wasser) befüllt sind, findet Folgendes statt. Die Absperrorgane 18, 15 und 19 sind verschlossen (bei der nachfolgenden Beschreibung wird davon ausgegangen, dass kein externer Heizanschluss 23 vorgesehen ist). Das Absperrorgan 10 zwischen der ersten und der zweiten Druckkammer (8, 9) ist geöffnet.Function and procedure when using the printing device 1 will now be based on the 1 to 3 explained that show different operating conditions of the printing device. Starting from the in 1 illustrated state in which the first and the second pressure chamber ( 8th . 9 ) to the filling level 24 filled with the liquid medium (water), the following occurs. The shut-off devices 18 . 15 and 19 are closed (in the following description it is assumed that no external heating connection 23 is provided). The obturator 10 between the first and second pressure chambers ( 8th . 9 ) it is open.

Dabei stellt die Bypass-Leitung 11 mit dem geöffneten Absperrorgan 10 sicher, dass sowohl in der ersten als auch in der zweiten Druckkammer 8 und 9 etwa der gleiche Füllstand 24 vorhanden ist.This is the bypass line 11 with the open shut-off device 10 sure that both in the first and in the second pressure chamber 8th and 9 about the same level 24 is available.

Anschließend wird das Medium im Druckzylinder 2 über das Heizelement 16 erwärmt, und zwar sowohl in der ersten Druckkammer 8 als auch in der zweiten Druckkammer 9. Dabei verdampft das zunächst flüssige Wasser zu Wasserdampf und der Druck im Druckzylinder 2 steigt stark an. Über das geöffnete Absperrorgan 10 und die Bypass-Leitung 11 erfolgt ein Druckausgleich zwischen beiden Druckkammern 8 und 9.Subsequently, the medium is in the printing cylinder 2 over the heating element 16 heated, both in the first pressure chamber 8th as well as in the second pressure chamber 9 , The initially liquid water evaporates to water vapor and the pressure in the pressure cylinder 2 rises strongly. About the opened shut-off device 10 and the bypass line 11 a pressure equalization takes place between both pressure chambers 8th and 9 ,

Alternativ wird nur die erste Druckkammer 8 mit Flüssigkeit gefüllt, die dort über das Heizelement 16 erwärmt/verdampft wird. Der Druckausgleich und Dampfaustausch zwischen erster und zweiter Druckammer 8, 9 erfolgt beim Verdampfen über die Bypass-Leitung 11 und das geöffnete Absperrorgan 10.Alternatively, only the first pressure chamber 8th filled with liquid, which there over the heating element 16 is heated / evaporated. The pressure equalization and vapor exchange between the first and second pressure chamber 8th . 9 takes place during evaporation via the bypass line 11 and the open shut-off 10 ,

Die Verbindung zwischen erster und zweiter Druckkammer 8 und 9 wird durch das Absperrorgan 10 unterbrochen. Nun wird der zweite Druckanschluss 20, der mit der zweiten Druckkammer 9 verbunden ist, geöffnet und der Druck in der zweiten Druckkammer 9 wird durch Ausströmen des dampfförmigen Fluides herabgesetzt.The connection between the first and second pressure chamber 8th and 9 is through the obturator 10 interrupted. Now the second pressure connection 20 that with the second pressure chamber 9 is connected, open and the pressure in the second pressure chamber 9 is lowered by flowing out of the vaporous fluid.

Dadurch entsteht eine Druckdifferenz zwischen der ersten und zweiten Druckkammer 8 und 9, sodass der in der ersten Druckkammer 8 herrschende Überdruck auf die Stirnfläche des Kolbens 3 wirkt und diesen in Pfeilrichtung in Richtung zweite Druckkammer 9 verschiebt.This creates a pressure difference between the first and second pressure chambers 8th and 9 so that in the first pressure chamber 8th prevailing overpressure on the face of the piston 3 acts and this in the direction of arrow in the direction of the second pressure chamber 9 shifts.

Dabei verschiebt sich der Kolben 3 in die in 3 dargestellte Stellung. Das an der Feder 12a angreifende Führungselement 13a spannt die Feder gegen das Anschlagelement 4a der Stellstange 4, die durch den auf den Dichtungskörper 5 wirkenden Innendruck in ihrer Stellung gehalten wird, bis die über die Feder 12a auf das Anschlagelement 4a und damit auf die Stellstange 4 wirkende Kraft F die Dichtungskraft am Dichtungskörper 5 überwindet.The piston shifts 3 in the in 3 shown position. That at the spring 12a attacking guide element 13a clamps the spring against the stop element 4a the control rod 4 passing through the on the seal body 5 acting internal pressure is held in position until the over the spring 12a on the stop element 4a and thus on the control rod 4 acting force F the sealing force on the seal body 5 overcomes.

Sobald zwischen Dichtungskörper 5 und der Austrittsöffnung 6 ein minimaler Spalt entsteht, wird die von innen auf den Dichtungskörper 5 wirkende Dichtkraft neutralisiert, da sich nun auch im Bereich der Austrittsöffnung der gleiche Druck wie im Inneren der ersten Druckkammer 8 aufbaut. Dadurch löst die vorgespannte Feder 12a den Dichtungskörper 5 schlagartig von der Austrittsöffnung 6 und bringt diesen in die in 3 dargestellte Stellung. In dieser Stellung tritt das Medium schlagartig durch die Austrittsöffnung 6 in den Innenraum der zu reinigenden Brennkammer und löst dort einen Druckschlag aus und baut eine Druckwelle auf, welche die Schlacken und Ablagerungen von den Wänden und den Einbauteilen löst.Once between seal body 5 and the exit opening 6 a minimal gap is created, which is the inside of the seal body 5 acting sealing force neutralized, since now also in the region of the outlet opening, the same pressure as in the interior of the first pressure chamber 8th builds. This releases the preloaded spring 12a the seal body 5 abruptly from the outlet 6 and bring this into the 3 shown position. In this position, the medium occurs suddenly through the outlet opening 6 in the interior of the combustion chamber to be cleaned and triggers there from a pressure shock and builds up a pressure wave, which dissolves the slags and deposits from the walls and the built-in parts.

Ein zweiter Reinigungseffekt entsteht dadurch, dass der Dampf oder ein Dampf-Flüssigkeitsgemisch in Poren der heißen Schlacken eintritt bzw. in Spalten zwischen den Bauteilen und den Ablagerungen und durch die dort vorhandene Überhitzung erneut verdampft und so die Schlacke zersprengt bzw. Ablagerungen von dem Bauteil ablöst.A second cleaning effect arises from the fact that the steam or a vapor-liquid mixture enters into pores of the hot slags or evaporated again in gaps between the components and the deposits and by the overheating existing there and thus shatters the slag or detaches deposits from the component ,

Dabei hebt der Kolben 3 über die Stellstange 4 den Dichtungskörper 5 von der Austrittsöffnung 6 ab, und das unter hohem Druck in der ersten Druckkammer 8 stehende Medium (Dampf, Fluid) entweicht schlagartig durch die Austrittsöffnung 6 in den Innenraum 7 des zu reinigenden Brennraumes und baut dort eine Druckwelle auf, welche die Schlacken und Ablagerungen von den Wänden und Einbauteilen löst. Der Kolben 3 nimmt nun seine zweite Arbeitsstellung ein (vgl. 5).This raises the piston 3 over the control rod 4 the seal body 5 from the outlet 6 and that under high pressure in the first pressure chamber 8th standing medium (vapor, fluid) escapes abruptly through the outlet opening 6 in the interior 7 of the combustion chamber to be cleaned and there builds up a pressure wave, which dissolves the slags and deposits from the walls and fixtures. The piston 3 now takes up his second job (cf. 5 ).

Der Boden des Druckzylinders 2, in welchem die Austrittsöffnung 6 vorgesehen ist, ist als Flanschelement 21 ausgebildet, das in die Behälterwand 22 der Brennkammer 7 eingeschweißt ist (siehe 1)The bottom of the printing cylinder 2 in which the outlet opening 6 is provided, is as a flange element 21 formed in the container wall 22 the combustion chamber 7 is welded in (see 1 )

In alternativer Ausführung ist das Flanschelement 21 über entsprechende Befestigungsmittel (Schrauben) mit einem entsprechenden Aufnahmeflansch in der Behälterwand 22 verschraubt.In an alternative embodiment, the flange element 21 via appropriate fastening means (screws) with a corresponding receiving flange in the container wall 22 screwed.

Das in der 4 dargestellte Reinigungsverfahren umfasst die Schritte

  • - A Druckaufbau in der ersten und zweiten Druckkammer 8, 9 des Druckgerätes 1,
  • - B Schließen des Absperrorgans 10 zwischen erster und zweiter Druckkammer (8, 9),
  • - C Druckabbau in der zweiten Druckkammer 9,
  • - D Öffnen der Austrittsöffnung 6 und
  • - E Druckwellenaufbau in der Brennkammer 7.
That in the 4 The cleaning method illustrated comprises the steps
  • A pressure build-up in the first and second pressure chambers 8th . 9 of the printing device 1 .
  • - B Closing the obturator 10 between first and second pressure chambers ( 8th . 9 )
  • - C pressure reduction in the second pressure chamber 9 .
  • - D opening the outlet 6 and
  • - E pressure wave buildup in the combustion chamber 7 ,

Dabei umfasst der Schritt C Druckabbau in der zweiten Druckkammer 9 optional die Schritte C1 Fluidzufuhr in die erste Druckkammer und C2 Aufheizen und Verdampfen des Fluides.In this case, the step C comprises pressure reduction in the second pressure chamber 9 optionally, steps C1 fluid supply to the first pressure chamber and C2 heating and evaporation of the fluid.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Druckgerätprinting device
22
Druckzylinderpressure cylinder
33
Kolben / StellorganPiston / actuator
44
Stellstangecontrol rod
4a4a
Anschlagelementstop element
55
Dichtungskörperseal body
66
Austrittsöffnungoutlet opening
77
Innenraum (Brennkammer)Interior (combustion chamber)
88th
erste Druckkammerfirst pressure chamber
99
zweite Druckkammersecond pressure chamber
1010
Absperrorganshutoff
1111
Bypassleitungbypass line
1212
Federsystemspring system
1313
Kolbenbodenpiston crown
13a13a
Führungselementguide element
1414
erster Druckanschussfirst pressure connection
1515
erster Absperrhahnfirst stopcock
1616
Heizelementheating element
1717
Entlüftungsleitung (optional)Vent line (optional)
18 18
Absperrhahn (optional)Stopcock (optional)
1919
zweiter Druckanschlusssecond pressure connection
2020
zweiter Absperrhahnsecond stopcock
2121
Flanschelementflange
2222
Behälterwandcontainer wall
2323
externe Heizungexternal heating
2424
Füllspiegelfilling level

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 1067349 A2 [0006]EP 1067349 A2 [0006]

Claims (13)

Druckgerät (1) zum Aufbau und Ausstoß einer Druckwelle mit: - einem Druckbehälter (2), insbesondere einem Druckzylinder, und - einem Steuerorgan (3), das den Druckbehälter (2) in eine erste und zweite Druckkammer (8, 9) unterteilt und das zwischen einer ersten und zweiten Arbeitsstellung im Druckbehälter (2) verstellbar angeordnet ist, wobei die erste und zweite Druckkammer (8, 9) über ein Absperrorgan (10) kommunizierend miteinander koppelbar sind, das Steuerorgan (3), insbesondere über ein Stellelement (4), mit einem Dichtungskörper (5) gekoppelt ist, der in der ersten Arbeitsstellung des Steuerorgans (3) eine Austrittsöffnung (6) im Druckbehälter (2) verschließt und diese in der zweiten Arbeitsstellung freigibt, ein erster Druckanschluss (14) im Druckbehälter (2) vorgesehen ist, über den ein Fluid in die erste und/oder zweite Druckkammer (8, 9) zu- und/oder aus dieser abführbar ist, und erster Druckanschluss (14), Steuerorgan (3), Stellelement (4), Dichtungskörper (5) und Absperrorgan (15) so zusammenwirken, dass bei einem Druckabbau in der zweiten Druckkammer (9) über den ersten Druckanschluss (14) bei geschlossenem Absperrorgan (15) und bei unter Druck stehender erster Druckkammer (8) das Steuerorgan (3) aus seiner ersten in seine zweite Arbeitsstellung gebracht wird, der Dichtungskörper (5) die Austrittsöffnung (6) freigibt und das in der ersten Druckkammer (8) unter Druck stehende Fluid schlagartig durch die Austrittsöffnung (6) entweicht.Pressure device (1) for the construction and ejection of a pressure wave with: - A pressure vessel (2), in particular a pressure cylinder, and - A control member (3) which divides the pressure vessel (2) into a first and second pressure chamber (8, 9) and which is adjustably arranged between a first and second working position in the pressure vessel (2), wherein the first and second pressure chamber (8 , 9) can be coupled to one another in a communicating manner via a shut-off element (10), the control member (3), in particular via an adjusting element (4), is coupled to a sealing body (5) which in the first working position of the control member (3) closes an outlet opening (6) in the pressure vessel (2) and these in the second working position frees a first pressure port (14) is provided in the pressure vessel (2) via which a fluid in the first and / or second pressure chamber (8, 9) and / or can be discharged therefrom, and first pressure port (14), control member (3), actuator (4), sealing body (5) and obturator (15) cooperate so that at a pressure reduction in the second pressure chamber (9) via the first pressure port (14) with a closed obturator (15) and under pressure of the first pressure chamber (8), the control member (3) is brought from its first to its second working position, the sealing body (5) the outlet opening (6) releases and in the first pressure chamber (8) under pressure standing fluid abruptly through the outlet opening (6) escapes. Druckgerät (1) nach Anspruch 1, bei welchem das Steuerorgan als im Druckbehälter (2) verschieblicher Kolben (3) und/oder das Stellelement als mit dem Steuerorgan und dem Dichtungskörper gekoppelte Stellstange (4) ausgebildet ist.Pressure device (1) after Claim 1 in which the control element is designed as a piston (3) displaceable in the pressure vessel (2) and / or the control element is designed as an actuating rod (4) coupled to the control element and the sealing body. Druckgerät (1) nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem das Absperrorgan (10) in einer die erste und zweite Druckkammer verbindenden Leitung (11) angeordnet ist.Pressure device (1) after Claim 1 or 2 in which the obturator (10) is arranged in a line (11) connecting the first and second pressure chambers. Druckgerät (1) nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei welchem eine Federeinrichtung (12) vorgesehen ist, welche zwischen dem Steuerorgan (3) und dem Dichtungskörper (5) derart wirkt, dass der Dichtungskörper (5) beim Bringen des Steuerorgans (3) aus seiner ersten in seine zweite Arbeitsstellung eine durch die Federeinrichtung (12) beschleunigte Freigabebewegung ausführt und die Austrittsöffnung (6) zusätzlich beschleunigt freigelegt wird.Pressure device (1) after Claim 1 . 2 or 3 in which a spring device (12) is provided, which between the control member (3) and the sealing body (5) acts such that the sealing body (5) when bringing the control member (3) from its first to its second working position by a Spring device (12) performs accelerated release movement and the outlet opening (6) is additionally exposed accelerated. Druckgerät (1) nach Anspruch 2, 3 oder 4, bei welchem das Absperrorgan als Rückschlagventil ausgebildet ist.Pressure device (1) after Claim 2 . 3 or 4 in which the obturator is designed as a check valve. Druckgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welchem eine Heizeinrichtung (16) zum Erwärmen des in den Druckbehälter (2) zugeführten Fluides vorgesehen ist, die zum Druckaufbau einen Phasenwechsel von flüssig nach gasförmig bewirkt.Pressure device (1) according to one of Claims 1 to 5 in which a heating device (16) is provided for heating the fluid supplied to the pressure vessel (2), which causes a phase change from liquid to gaseous for pressure build-up. Druckgerät (1) nach Anspruch 6, bei welchem die Heizeinrichtung (16) auf den Druckbehälter (2) und/oder einen mit dem ersten Druckanschluss verbundenen Heizbehälter (17) wirkt.Pressure device (1) after Claim 6 in which the heating device (16) acts on the pressure vessel (2) and / or a heating vessel (17) connected to the first pressure port. Druckgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei welchem der erste Druckanschluss zur Zufuhr des Fluides in die erste Druckkammer (8) vorgesehen ist und ein zweiter Druckanschluss zur Abfuhr des Fluides aus der zweiten Druckkammer (9) vorgesehen ist.Pressure device (1) according to one of Claims 1 to 7 in which the first pressure port for supplying the fluid into the first pressure chamber (8) is provided and a second pressure port for discharging the fluid from the second pressure chamber (9) is provided. Druckgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei welchem die Austrittsöffnung (6) in einem Flanschbauteil (21) ausgebildet ist, welches einen Boden des Druckbehälters (2) bildet.Pressure device (1) according to one of Claims 1 to 8th in which the outlet opening (6) is formed in a flange component (21) which forms a bottom of the pressure vessel (2). Bereich einer Verbrennungsanlage, der mit wenigstens einem Druckgerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche versehen ist.Area of a combustion plant, which is provided with at least one pressure device (1) according to one of the preceding claims. Bereich nach Anspruch 10, mit einer Außenwand (22), in welche die Austrittsöffnung (6) mündet.Area after Claim 10 , with an outer wall (22) into which the outlet opening (6) opens. Reinigungsverfahren für einen Bereich (7), insbesondere eine Brennkammer, nach Anspruch 10 oder 11 mit: - Druckaufbau in der ersten und zweiten Druckkammer (8, 9) des Druckgerätes (1) - Schließen des Absperrorgans (10) zwischen erster und zweiter Druckkammer (8, 9) - Druckabbau in der zweiten Druckkammer (9) - Öffnen der Austrittsöffnung (6) - Druckwellenaufbau in dem Bereich (7).Cleaning method for a range (7), in particular a combustion chamber, after Claim 10 or 11 with: - Pressure build-up in the first and second pressure chamber (8, 9) of the pressure device (1) - Closing of the obturator (10) between the first and second pressure chamber (8, 9) - Pressure reduction in the second pressure chamber (9) - Opening the outlet opening (6) - Pressure wave build-up in the area (7). Reinigungsverfahren nach Anspruch 12, bei welchem der Druckaufbau umfasst: - Fluidzufuhr in die erste und zweite Druckkammer (8, 9) und/oder den Heizbehälter (17) - Aufheizen und Verdampfen des Fluides.Cleaning method after Claim 12 in which the pressure build-up comprises: - fluid supply to the first and second pressure chambers (8, 9) and / or the heating vessel (17) - heating and evaporation of the fluid.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP1067349A2 (en) 1997-01-17 2001-01-10 Francis Zilka Device, system and method for on-line explosive deslagging
CA2963474A1 (en) * 2017-04-06 2017-08-22 Danny Livshitz Variable frequency fluid pulse generator

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