DE4039131A1 - Verfahren und kessel zur kesselentleerung durch einen ausschubkolben - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und auf einen Kessel nach dem Oberbegriff des Anspruchs 6 zur Durchführung des Verfahrens.

Derartige Kessel sind insbesondere Teile von Kesselwägen, mit einem Schlammraum, der beispielsweise bei Gruben- oder Kanalleerungen mit Schlamm gefüllt worden ist und an passendem Ort mit Hilfe des Ausschubkolbens geleert werden soll. Für den Kolbenausschub wird an der Kolbenrückseite ein pneumatisches Druckkissen aufgebaut, das den Kolben vorschiebt. Zur Begrenzung der Folgen bei einem Unfall sind jedoch die Kesselgröße und der Betriebsdruck für ein solches Vorgehen beschränkt, um das unter Druck stehende Luftvolumen und somit die gespeicherte Energie zu begrenzen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, trotz dieser Beschränkung auch längere Kessel mit Hilfe eines Ausschubkolbens zu entleeren. Dies wird durch die in den Ansprüchen 1 und 6 gekennzeichnete Erfindung erreicht. Gemäß der Erfindung wird der Ausschubkolben etappenweise vorgeschoben, wobei ihm ein zweiter Kolben nachfolgt, zwischen dem und dem Ausschubkolben der pneumatische Druck aufgebaut wird. Der nachgeschobene Kolben wird am Ende jedes Schritts arretiert, so daß der neue Kolbenhub und das neue Druckvolumen sich nur auf die neue Schub-Teilstrecke des Ausschub­ kolbens beziehen. Für die meisten Fälle dürfte ein Ausschieben in zwei Schritten genügen, da bei Kesseln auf Fahrzeugen der Kessel­ länge schließlich auch durch die Fahrzeuglänge Grenzen gesetzt sind.

Verschiedene Variationen sind möglich für das Nachschieben des zweiten Kolbens. Wird insgesamt nur zweistufig gearbeitet, so erscheint es am zweckmäßigsten, auch den zweiten Kolben pneumatisch vorzuschieben, wobei er den gleichen Kolbenhub durchmißt wie zuvor der Ausschubkolben. Soll jedoch noch ein dritter und gegebenenfalls weiterer Schritt angeschlossen werden, so ist zu prüfen, wie hoch der Schubdruck für den zweiten Kolben sein muß, der ja nur sich selbst und keinen Schlamm schieben muß. Genügt ein minimaler Überdruck, so könnte es zulässig sein, auch die verlängerte Strecke des zweiten Kolbens mit einem einzigen langen Druckraum zu bedienen. Ist dies jedoch aus Unfallschutzgründen nicht möglich, so müßte für einen mehrstufigen Ausschub eine Kaskade von Folgekol­ ben vorhanden sein.

Der zweite Kolben kann sich konstruktiv vom ersten Kolben unter­ scheiden. Wegen der geringeren Belastung ist eine leichtere Bauform, z. B. nur als bewegliche Trennwand, denkbar. Er kann auch durch andere als pneumatische Mittel transportiert werden, beispielsweise mit Hilfe einer zwischen den Kolben wirksamen Seilwinde oder einer anderen geeigneten Vorrichtung.

Beim zweistufigen Ausschieben und bei pneumatischer Betätigung der Kolben besteht die Möglichkeit, den zweiten Kolben nach erledigtem Hub des ersten Kolbens nachzufahren, oder aber auch, die beiden Kolben in Anlage aneinander vorzuschieben, wobei das Druckkissen hinter dem zweiten Kolben die gesamte Nutzarbeit erbringt.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 bis 4 jeweils in schematischer Längsschnittdarstellung einen Kessel mit einem Ausschubkolben und einem zweiten Kolben in verschiedenen Betriebsstellungen.

In einem langen Kessel 1 für einen Auflieger sind ein Ausschubkol­ ben 2 und ein zweiter Kolben 3 längsverschieblich. Eine Bodenklappe 4 des Kessels 1 ist aufklappbar und in sämtlichen Figuren in geöffnetem Zustand dargestellt.

Entlang der Längserstreckung des Kessels 1 befinden sich drei lösbare Arretierungen 11, 12 und 13 zum Festlegen der Kolben 2 und 3, sowie zwei Anschläge 14 und 15 zur Begrenzung der Kolbenbewe­ gung. Die Arretierungen und Anschläge sind jeweils einfach dargestellt, es können jedoch an den betreffenden Querschnitten um den Kesselumfang verteilt auch zwei oder mehr Arretierungen bzw. Anschläge vorhanden sein. Während der Anschlag 15 starr ist und ein Austreten des Kolbens aus dem Kessel verhindert, ist der Anschlag 14 ein pneumatisch betätigter Bolzen, der in seiner Ruhestellung wie der Anschlag 15 in den Kessel ragt, jedoch aus diesem zurückge­ Zogen werden kann.

Das Kesselvolumen ist in drei verschiedene Abschnitte oder Räume unterteilt, nämlich einen Raum 21, der den eigentlichen, beispiels­ weise mit Schlamm beladenen Nutzraum des Kessels darstellt, einen Raum 22, der zwischen den Kolben 2 und 3 liegt, und einen Raum 23, der zwischen dem Kolben 3 und dem Kesselende liegt. Die Größen diese Räume sind durch die Kolbenbewegungen veränderlich. Die Kolben 2 und 3 bestehen außer der eigentlichen Kolbenwand in üblicher Weise aus Führungsringen, die die Räume 22 und 23 teilweise umgeben. Im Bereich der Führungsringe greifen auch die lösbaren Arretierungen 11, 12 und 13 an den Kolben 2 und 3 an.

Unter Berücksichtigung von Unfallschutzvorschriften darf für den benötigten pneumatischen Druck und bezogen auf den Kesseldurch­ messer die Druckraumlänge, und damit der Hub des Ausschubkolbens 2, nicht mehr als eine Länge L betragen.

Die dargestellte Konstruktion arbeitet folgendermaßen: Zunächst sind gemäß Fig. 1 die Kolben 2 und 3 durch die Arretierungen 11 und 12 in ihrer jeweiligen Anfangslage festgehalten, nämlich aneinan­ derstoßend am der Bodenklappe 4 gegenüberliegenden Kesselende. Die Bodenklappe 4 wird geöffnet, und sodann wird die Arretierung 12 gelöst und über nicht dargestellte Rohrleitungen Druckluft in den Raum 22 gefördert. Der Ausschubkolben 2 wird durch den sich aufbauenden Druck in Richtung zur geöffneten Bodenklappe 4 bewegt und schiebt dort den Schlamm aus, bis er nach Durchmessen der Länge L am Anschlag 14 zum Stehen kommt (Fig. 2). Der Druck aus dem Raum 22 wird nun abgelassen und die Arretierung 11 wird gelöst, woraufhin man die Druckluft in den Raum 23 fördert. Der zweite Kolben 3, der nicht durch auszuschiebenden Schlamm gebremst wird, kann schon durch relativ niedrigen Druck vorwärtsbewegt werden und legt sich am Ende seines Hubs an der Rückseite des Ausschubkolbens an (Fig. 3), woraufhin man den Druck im Raum 23 abläßt und die Arretierung 13, die in einer den Kolbenkonstruktionen entsprechen­ den Entfernung vom Anschlag 14 angeordnet ist, in Funktion setzt, so daß sie den zweiten Kolben 3 fixiert.

Nun wird der Anschlag 14 aus dem Kessel zurückgezogen und wieder Druckluft in den Raum 22, dessen Position im Kessel sich gegenüber der Ausgangsstellung (Fig. 1) verändert hat, geleitet. Der zweite Kolben 3 dient nun als eine Art Kessel-Trennwand, die den Druckraum 22 nach hinten begrenzt, während der Ausschubkolben 2 bis zum Anschlag 15 vorgeschoben wird und der Schlamm aus dem langen Kessel restlich herausgeschoben wird. Wiederum ist der Kolbenhub kleiner oder gleich der Länge L.

Ersichtlich wird bei einem derartigen Vorgehen das Ausschieben eines sehr langen Kessels ermöglicht, ohne daß der Druckluftraum über das aus Unfallschutzgründen nicht überschreitbare Maß hinaus vergrößert wird.

Die Verlegungen der Leitungen und Ventile bietet dem Fachmann keine Schwierigkeiten. Die Einspeisungspunkte bzw. Drucksablaßpunkte sind vorgegeben, in gewissem Umfang kann auch an mit den Kolben verbundene flexible Leitungen gedacht werden. Der Ablauf der einzelnen Arbeitsschritte kann alternativ von Hand oder automatisch gesteuert werden.

Claims (7)

1. Verfahren zur Kesselentleerung durch einen Ausschubkolben (2), der pneumatisch im Kessel um eine aus Unfallschutzgrün­ den begrenzte Länge (L) vorgeschoben wird, wodurch der Kesselinhalt durch eine geöffnete Endklappe (4) ausgeschoben wird, dadurch gekennzeichnet, daß man dem vorgeschobenen Ausschubkolben (2) einen zweiten Kolben (3) im Kessel (1) folgen läßt, den man nach Annäherung an den ersten Kolben an der Kesselwand (13) arretiert, woraufhin man den Ausschubkol­ ben (2) erneut, und zwar durch pneumatischen Druckaufbau im Raum (22) zwischen den beiden Kolben (2, 3), um die begrenzte Länge L vorschiebt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man für einen sehr langen Kessel die Vorschubschritte mehrmals wiederholt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man den zweiten Kolben (3) dem Ausschubkolben (2) durch pneumatischen Druckaufbau im Raum (23) an der Rückseite des zweiten Kolbens (3) nachschiebt.

4. Verfahren nach dem auf Anspruch 2 rückbezogenen Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Einhaltung der Längenbe­ grenzung für jeden Teilraum mit Druckaufbau dem zweiten Kolben (3) noch einen oder mehrere weitere(n) Kolben in gleicher Weise folgen läßt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den zweiten Kolben (3) dem Ausschubkolben (2) im ersten Vorschubschritt unmittelbar folgen läßt, indem man die beiden aneinanderliegenden Kolben gemeinsam durch pneumatischen Druckaufbau an der Rückseite des zweiten Kolbens 3, um die begrenzte Länge (L) vorschiebt.

6. Kessel, insbesondere Schlammkessel, mit einem in Längsrich­ tung des Kessels pneumatisch vorschiebbaren Ausschubkolben (2) und mit einer stirnseitigen Endklappe (4), zur Durchfüh­ rung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Kessel (1) hintereinander wenigstens zwei Kolben (2, 3) angeordnet sind, daß in Abständen entlang der Kolbenschubrichtung Anschläge (14, 15) und lösbare Kolbenarretierungen (11, 12, 13) angeordnet sind und daß die Anschläge (14, 15) - gegebenenfalls mit Ausnahme des bzw. der der Endklappe (4) unmittelbar benachbarten Anschlags/Anschläge (15) - aus der Verschiebebahn der Kolben zurückziehbar sind; und daß sich eine pneumatische Drucklie­ ferdüse in jedem derjenigen Kesselbereiche (22) befindet oder in jeden derjenigen Kesselbereiche (22) verbringbar ist, die dann zwischen den beiden Kolben (2, 3) liegen, wenn der Ausschubkolben (2) an einem Anschlag (14) und/oder der zweite Kolben (3) an einer Arretierung festgehalten ist, und diese Kesselbereiche außerdem über steuerbare Druckablaßventile verfügen.

7. Kessel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich im Kessel auch hinter dem zweiten Kolben eine Drucklieferdüse und ein stationäres Druckablaßventil befinden.