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Verfahren und Vorrichtung zum Hindurchführen einer Last durch eine
Öffnung oder Hülse Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum
Hindurchführen eines langgestreckten schweren Körpers durch eine verhältnismäßig
eng umgebende Offnung oder HYlse, insbesondere ein Verfahren und eine transportable
Vorrichtung zum Ziehen und Wiedereinführen von Rohrbündeln aus Wärmeaustauschern.
Die Vorrichtung umfaßt eine hydraulisch betätigte fahrbare Zug- und Schubeinrichtung,
nachstehend zur Vereinfachung als Winde bezeichnet, die mit einer Mehrzahl von in
trägern oder Stützen angeordneten Haltestiften zusammenarbeitet, um das Rohrbündel
aus dem mantel des Wärmeaustauschers schrittweise herauszuziehen oder in diesen
einzuführen.
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Bekanatlich besteht auf dem Gebiet der Errichtung und Wartung von
größeren Apparaturen und n1ageteilen, z.B. Wärmeaustauscheinrichtungen, insbesondere
in Verbindung mit den verhältnismäßig großen und schweren Verfahrensapparaten, wie
sie normalerweise bei Verarbeitungsanlagen der chemischen Technik,
Mineralölverarbeitung
usw. zur Anwendung kommen, seit langem ein ausgeprägtes Bedürfnis nach verbesserten
Methoden und Vorrichtungen zum Hindurchführen einer verhältnismäßig langen Last
im wesentlichen axial durch eine verhältnismäßig enge Öffnung oder Hülse, z,B. zum
Einbauen und Ziehen von Wärmeaustauscherrohrbündeln. Eine Vorrichtung dieser Art
sollte ohne Schwierigkeit von einer Einsatz stelle zu einer anderen transportiert
werden können, einfach zu betätigen sein und eine Handhabung von Rohrbündeln unterschiedlicher
Größe in sicherer und wirksamer Weise gestatten.
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Bisher waren die Vorrichtungen oder Geräte zum Einbau und Ziehen
der Rohrbündel von Wärmeaustauschern und zur Handhabung ähnlicher Apparate recht
schwer und unhandlich oder sie waren, wenn es sich um nicht 90 schwere und unhandliche
Einrichtungen handelte, nicht in der Lage, das Rohrbündel oder die sonstige Last
ohne eine verhältnismäßig hohe Wahrscheinlichkeit und Gefahr einer Beschädigung
des Rohrbündels während der Handhabung zu ziehen und wieder einzuführen.
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Die Erfindung schafft ein neuartiges und verbessertes Verfahren zur
Handhabung von Rohrbündeln o. dgl. und eine hierfür geeignete Vorrichtung. Die Vorrichtung
ist hinreichend leicht, um vergleichsweise einfach von einer Einsatzstelle zu einer
anderen geschafft zu werden, sie ist in der Lage, Rohrbündel unterschiedlicher Größen
zu bedienen, und sie hat hinreichende Festigkeit und Kraft, um eine Handhabung von
Rorbündeln mit einem Geringstmaß an Beschädigungsgefahr für die Apparateteile und
Beanspruchung oder Verletzungsgefahr für das Bedienungspersonal zu gewährleisten.
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Eine AusSührungsSorm der Vorrichtung gemäß der Erfindung umfaßt eine
Mehrzahl von Trägern oder Stützen zur Anbringung am Rumpf oder Hauptteil eines Wärmeaustauschers
o.dgl., eine Windeneinrichtung, die zu hin- und hergehender Bewegung in den Stützen
oder Trägern angeordnet ist und mit diesen Stützen oder Trägern
an einer Mehrzahl von über deren Länge verteilten Steilen
verrkæelt
werden kann, und an der Windeneinrichtung angebrachte Arbeitsmittel zum Einschieben
oder Herausziehen eines Rohrbündels oder einer ähnlichen Last in den bzw. aus dem
Wärmeaustauscher oder der sonstigen Apparatur.
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Weitere Merkmale und technische Vorteile der Erfindung gehen aus
der nachstehenden Erläuterung in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen hervor.
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Figur 1 zeigt in perspektivischer Darstellung, teilweise im Schnitt,
eine Rohrbündelhandhabungsvorrichtung gemäß der Erfindung, dargestellt in Arbeitsstellung
zur Handhabung eines Rohrbündels eines Wärmeaustauschers.
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Figur 2 zeigt einen Schnitt durch die Ebene 2-2 der Figur 1 mit Blick
in Richtung der Pfeile.
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Figur 3 zeigt einen Schnitt durch die Ebene 7-3 der Figur 1 mit Blick
in Richtung der Pfeile.
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Gemäß Figur 1 ist eine Rohrbündelhandhabungsvorrichtung gemäß der
Erfindung, die zusammengefaßt mit 10 bezeichnet ist, an einen typischen Wärmeaustauscher,
der zusammengefaßt mit 11 bezeichnet ist, angeschlossen.
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Die Rohrbündelhandhabungsvorrichtung 10 umfaßt einen Trägerkäfig,
der drei zu einem gleichseitigen Dreieck angeordnete I-Träger 12, 14 und 15 aufweist,
eine fahrbare Winde, die zusammengefaßt mit 16 bezeichnet ist, und eine hydraulische
Arbeitseinrichtung 18.
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Die I-2räger 12, 14 und 15 des Trägerkäfigs sind jeweils mit ihrem
einen Ende durch geeignete Mittel, z.B. Schweißflansche 19 und Bolzen, an einer
Wandung 20 des Wärmeaustauschers 14 angebracht. An ihren anderen Enden, d.h. den
vom Wärmeaustauscher 11 abgelegenen Enden, sind die In'präge 12, 14 und 15 durch
eine geeignete Verstrebung oder Platte 21, wie sie teilweise in der Figur 1 dargestellt
ist, miteinander verbunden; sie werden von entsprechenden Fundierungs- oder Auflage
stücken 22 getragen. Wie am besten aus der Figur 2 hervorgeht, sind die
I-räger
12, 14 und 15 zu einem gleichseitigen Dreieck auf dem Umfang eines gedachten Kreises,
dessen Mittelpunkt die geometrische Mittelachse der Winde 16 ist, angeordnet, so
daß der Steg eines jeden I-rägers den gedachten Kreis tangiert.
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Die vorstehend erläuterte Anordnung der I--räger ist aber nicht unbedingt
erforderlich und es können andere Anordnungen mit etwa äquivalenten Ergebnissen
herangezogen werden, die erläuterte und in den Zeichnungen dargestellte Anordnung
hat sich jedoch als besonders brauchbar erwiesen, wenn die zu ziehenden und einzuführenden
Rohrbündel verhältnismäßig synunetrisch ausgebildet sind. Aus nachstehend noch näher
erläuterten Gründen sind hindurchführend durch und zwischen den inneren Flanschen
der I-Uräger 12, 14 und 15 eine Mehrzahl von in Langsrichtung in Abständen voneinander
angeordnete Haltestifte! 48, 49 bzw. 50 an den einzelnen In'trägern angebracht.
So ist bei-.
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spielsweise der obere I-Träger 12 mit in Abständen angeordneten Haltestiften
48 versehen, die parallel zu der Ebene des I-rägerstegs zwischen den Flanschen des
I-Trägers verlaufen und durch diese reichen.
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In der Wandung 20 des Wärmeaustauschers befindet sich eine Zugangsöffnung
23, durch die ein Rohrbündel, das hier zusammengefaßt mit 2+ bezeichnet ist, herauagesogen
oder wieder eingeführt werden kann. Bei dem dargestellten Rohrbündel 24 handelt
es sich um eine typische Rohrbündelausführung mit einer Rohrplatte 25, in der, hindurchführend
durch die Platte, eine Vielzahl von Wärmeaustauschrohren 26 befestigt ist. Die Rohre
26 erstrecken sich im wesentlichen lotrecht in Bezug auf die Ebene der Wärmeaustauscherwandung
20, die wiederum im wesentlichen parallel zu der Ebene der Rohrplatte 25 liegt.
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Wie aus der Figur 1 ersichtlich ist, sind die In'präge 12, 14 und
15 zu einem gleichseitigen Dreieck um die Zugangsöffnung 23 angeordnet, so daß sich
ihre Längsachsen im wesentlichen parallel zu der Längsachse der Rohre 26 erstrecken.
In dieser Weise sind die Träger 12, 14 und 15 an der äußeren Stirnfläche der Wärmeaustauscherwandung
20 befestigt, so daß sie
lotrecht von dieser Stirnfläche nach außen
hervorstehen0 Dabei ist zu beachten, daß es sich bei der Wandung 20 des Wärmeaustauschers
nicht unbedingt um eine ebene Fläche handeln muß.
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Wenn das nicht der Fall ist, werden die I-räger 12, 14 und 15 jedenfalls
so an dem Wärmeaustauscher oder irgendeinem anderen geeigneten Bauteil befestigt,
daß sich die gewünschte Anordnung der I-vräger, vorzugsweise in gleichen Abständen
an den Ecken eines gleichseitigen Dreiecks, um die Zugangsöffnung 23 und die gewünschte
parallele Lage zwischen den Längsachsen der Rohre 26 und den Längsachsen der I-räger
12, 14 und 15 ergibt.
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Das Rohrbündel 24 wird mit der Rohrbündelhandhabungs vorrichtung
10 mittels einer Befestigungsplatte 28 verbunden, die in Anlage Oberfläche an Oberfläche
an der Rohrplatte 25 befestigt wird. Die Befestigungsplatte 28 ist an eine gelenkige
Stange 30 angeschweißt oder in anderer Weise angebracht, die Stange 30 erstreckt
sich zwischen der Befestigungsplatte 28 und einem Flüssigkeitsantrieb 32 der hydraulischen
Arbeitseinrichtung 18. Wie nachstehend noch näher erläutert wird, bewegt der Flüssigkeitsantrieb
32 über die gelenkige Stange 30 und die Befestigungsplatte 28 das Rohrbündel 24
in Längsrichtung einwärts in den oder auswärts heraus aus dem Wärmeaustauscher 11,
je nachdem, ob das Rohrbündel 24 in den Wärmeaustauscher eingeführt oder aus diesem
herausgezogen werden soll.
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Wie besonders aus den Figuren 2 und 3 ersichtlich ist, umfaßt die
Winde 16 eine Grundplatte 34, an der zwei Eehlräder 35 angebracht sind; diese laufen
auf in entsprechendem Abstand angeordneten parallelen Schienen 36 und 37. Die Schienen
36 und 37 sind auf Untersatzen 38 bzw. 39 befestigt, welche wiederum auf den unteren
I-2rägern 14 bzw. 15 angebracht sind.
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Die Untersatze 38 und 39 haben eine solche Gestalt, daß sie waagerechte
Auflagen für die Schienen 36 und 37 bilden und die Schräglage der In'präge 14 und
15 ausgleichen. Am oberen Rand der Grundplatte 34 sind zwei im Abstand voneinander
angeordnete Führungsrä4.er 41 so angebracht, daß sie an den äußeren senkrechten
Flächen
des oberen I-rägers 12 entlang rollen und die Führung der Grundplatte 34 unterstützen.
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An der Grundplatte 34 sind weiterhin drei hydraulisch betätigte Veriegelungseinrichtungen
44, 45 und 46 angebracht. Die Verriegelungseinrichtung 44 befindet sich am oberen
Abschnitt der Platte 34, so daß sie mit jeweils irgendeinem der Haltestifte 48 zusammenwirkt,
die in dem oberen I-räger 12 angebracht sind. Die Verriegelungseinrichtungen 45
und 46 sind in entsprechender Lage gegenüber den unteren trägern 14 bzw.
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15 auf der Grundplatte 34 so angeordnet, daß sie jeweils in Arbeitsverbindung
mit einem der Haltestifte 49 bzw9 50, die in den unteren I-Urägern 14 bzw. 15 befestigt
sind, kommend Die Verriegelungseinrichtungen 44, 45 und 46 sind von gleicher Ausbildung,
es genügt daher, eine dieser Verriegelungseinrichtungen, hier die Verriegelungseinrichtung
44, näher zu beschreiben, Die Verriegelungseinrichtung 44 umfaßt einen Flüssigkeitsantrieb
52, der durch geeignete Flüssigkeitsleitungen 55 mit einer hydraulischen Steuereinrichtung
(nicht dargestellt) verbunden ist. Der Flüssigkeitsantrieb 52 bewirkt bei Betätigung
einen Vorschub oder Rückzug einer Stange 53 radial auswärts oder einwärts, wie das
gerade gewünscht wird.
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Ein Verriegelungsbolzen 56 ist in Führungen 54 gleitend auf der Platte
34 angebracht und an die Stange 53 angeschlossene Der Bolzen 56 ist, wie am besten
aus der Figur 3 hervorgeht, an seinem äußeren Ende mit einer Kerbe 57 versehen,
die zur Verriegelung mit dem jeweiligen Haltestift 48 in Eingriff tritt.
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Bei Betätigung des Flüssigkeitsantriebs 52 wird also der Verriegelungsbolzen
56 nach außen in verriegelnden Eingriff mit dem betreffenden Halte stift 48 vorgeschoben,
bei umgekehrter Betätigung des Flüssigkeitsantriebs 52 wird der Verriegelungsbolzen
56 einwärts gezogen und der verriegelnde Eingriff mit dem Haltestift 48 gelöst,
so daß die Winde 16 zu einer Verschiebung längs der Schienen 36 und 37 freigegeben
wird. Da die Verriegelungseinrichtungen 45 und 46 in gleicher Weise arbeiten,
können
also die Verriegelungseinrichtungen 44, 45 und 46 durch ihre zugeordneten lüssigkeitsantriebe,
Stangen und Verriegelungsbolzen entweder so betätigt werden, daß sie die Winde 16
mit den entsprechenden Haltestiften 48, 49 und 50 der I-räger 12, 14 und 15 fest
verriegeln, oder so, daß sie die Winde 16 für eine Bewegung längs der Schienen 36
und 37 innerhalb der I-Uräger 12, 14 und 15 freigeben.
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Wie bereits angedeutet, umfaßt die hydraulische Arbeitseinrichtung
18 einen Flüssigkeitsantrieb 32, der auf einer Befestigungsplatte 58 im wesentlichen
mittig auf der Außenseite der Grundplatte 34 angebracht ist, die Befestigungsplatte
28, die zu geeigneter starrer Verbindung mit der Stirnfläche der Rohrplatte 25 ausgebildet
ist, und die gelenkige Stange 30, die sich von der Befestigungsplatte 28 durch eine
geeignete Öffnung in der Grundplatte 34 in den Flüssigkeitsantrieb 32 erstreckt
und dort mit einem Arbeitskolben 60 verbunden ist, der in dem Flüssigkeitsantrieb
32 hin und her gleiten kann. Wie insbtsondere aus der Figur 3 hervorgeht, bewegt
sich der auf der Grundplatte 34 angebrachte Flüssigkeitsantrieb 32 zusammen mit
der Winde 16, wenn sich die Verriegelungs einrichtungen 44, 45 und 46 in der unverriegelten
Stellung befinden; andererseits dienen die 1-Träger 12, 14 und 15 als Widerlager
(reaction loading elements) bei Betätigung des Flüssigkeitsantriebs, wenn die Winde
16 über die Verriegelungseinrichtungen 44, 45 und 46 fest mit den I-Urägern verriegelt
ist.
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Durch hydraulisohe Medienleitungen 62 wird der Flüssigkeitsantrieb
32 von einer entsprechend gesteuerten Quelle (nicht dargestellt) mit einem hydraulischen
Medium gespeist.
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Die entfernung eines Rohrbündels aus einem Wärmeaustauscher unter
Anwendung des Verfahrens und der Vorrichtung gemäß der Erfindung kann sicher, ohne
großen Aufwand und rasch bewerkstelligt werden.
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Unter Verwendung der in den Figuren dargestellten Ausführungsforin
wird zunächst eine die Zugangsöffnung 23 verschließende
Deckplatte
(nicht dargestellt) von der Stirnwand 20 des Wärmeaustauschers 11 abgenommen oder
weggeschwenkt.
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Danach werden die 1-Träger 12, 14 und 15 mittels der SchweiB-flansche
19 oder in irgendeiner anderen geeigneten Weise an dem Wärmeaustauscher angebracht
Es ist klar, daß im Rahmen der Erfindung entsprechende Befestigungseinrichtungen,
wie etwa Schweißflansche 19 o.dgl.) entweder bleibend oder nur von Fall zu Fall
an den zu bedienenden Wärmeaustauschern angebracht werden können.
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Wenn die I-Träger 12, 14 und 15 befestigt sind, wird die Winde 16
von Hand oder in anderer Weise längs der Schienen 36 und 37 vorgeschoben, bis die
Befestigungsplatte 28 an der Rohrplatte 25 eines zu ziehenden Rohrbündels 24 befestigt
werden kann. In dieser Stellung wird, nachdem die Beiestigungsplatte 28 fest an
der Rohrplatte 25 angebracht worden ist, die Winde 16 fest mit den I-vrägern 12,
14 und 15 verriegelt. Hierzu werden die Verriegelungseinrichtungen 44, 45 und 46
betätigt, so daß ihre Verriegelungsbolzen nach außen geschoben werden und mit den
entsprechenden Haltestiften 48, 49 und 50 in Eingriff treten.
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Nach Verriegelung der In'präge 12, 14 und 15 mit der Winde 16 stellen
diese Bauelemente für alle praktischen Zwecke ein einziges fest miteinander verbundenes
Bauteil dar.
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Wenn nunmehr hydraulisches Medium in die linke Kaninier des Flüssigkeitsantriebs
32 eingeführt wird, erfolgt eine Verschie bung des Arbeitskolbens 60 und damit auch
der gelenkigen Stange 30, der Befestigungsplatte 28 und des Rohrbündels 24 nach
rechts, wie insbesondere aus der Figur 3 ersichtlich ist. Nach dem genügend hydraulisches
Medium in den Flüssigkeitsantrieb 32 eingeführt worden ist, um den Arbeitskolben
60 bis zum Ende seines Hubs zu verschieben, wird die Winde 16 durch Lösen der Verriegelungseinrichtungen
44, 45 und 46 von den I-rägern 12, 14 und 15 entriegelt, Flüssigkeitsdruck von der
linken Kammer des Flüssigkeitsantriebs 32 weggenommen und Druckflüssigkeit
in
die rechte Kammer des Flüssigkeitsantriebs 32 eingeführt0 Da die Trägheit des Rohrbündels
24 gröBer als die der auf Bädern laufenden Winde 16 ist, wirkt das Rohrbündel 24
als Kraftwiderlager und die Winde 16 wird längs der Schienen 36 und 37.in Richtung
weg von dem Wärmeaustauscher 11 verschoben.
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Die Winde 16 setzt diese Bewegung weg von dem Wärmeaustauscher 11
fort, bis die Verriegelungsbolzen der Verriegelungseinrichtungen 44, 45 und 46 mit
dem nächsten auswärts davor liegenden Satz von Haltestiften 48, 49 und 50 ausgerichtet
sind.
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In dieser Lage wird die Winde 16 wieder mit den I-Urägern verriegelt,
worauf der Flüssigkeitsantrieb 32 erneut betätigt wird, um einen weiteren Schritt
der Bewegung des Rohrbündels 24 nach außen herbeizuführen. Dieser Schritt-um-Schritt-Vorgang
wird fortgesetst, bis das Rohrbündel 24 um die gewünschte Strecke aus dem Wärmeaustauscher
11 herausgezogen oder ganz aus diesem entfernt worden ist.
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Es ist klar, daß zur Wiedereinführung des Rohrbündels in den Wärmeaustauscher
die vorstehend erläuterten Maßnahmen nur umgekehrt durchgeführt werden. Weiterhin
kann, wenn das Rohrbündel gezogen oder wieder eingeführt worden ist, die Rohrbündelhandhabungsvorrichtung
10 rasch und einfach von dem Wärmeaustauscher 11 entfernt und zu erneuter Verwendung
zu einem anderen Wärmeaustauscher geschafft werden. Diese Beweglichkeit bildet einen
wesentlichen technischen und wirtschaftlichen Vorteil, wo viele Wärmeaustauscher
eingebaut und gewartet werden müssen, wie das bei einer Vielzahl von technischen
Anlagen der Fall ist.
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Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erz in dung sind vorstehend
insbesondere in Verbindung mit der Entfernung und Wiedereinführung eines Rohrbündels
aus einem Wärmeaustauscher erläutert worden, es ist jedoch ersichtlich, daß sie
in gleicher oder entsprechender Weise für die Handhabung jeglicher Verf ahrenseinrichtungen
oder anderer Lasten anwendbar sind, wo es darauf ankommt, eine verhältnismäßig lange
Last im
wesentlichen axial durch eine verhältnismäßig kleine umgebende
Öffnung oder Hülse zu führen.
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Weiter ist ersichtlich, daß bezüglich der Matexialien, Arbeitsmaßnahmen
und Anordnung von Apparateteilen oder anderer Einzelheiten, wie sie vorstehend zur
Veranschaulichung der Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform erläutert
wurden, nach Maßgabe des Einzelfalles entsprechende Xnderungen oder Abwandlungen
vorgenommen werden können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.