DE69434797T2

DE69434797T2 - Vorrichtung und verfahren zur kontrollierten durchführung von druckmittelzylindern

Info

Publication number: DE69434797T2
Application number: DE1994634797
Authority: DE
Inventors: A. Dan NICKENS; C. Charles Clermonte MATTERN
Original assignee: Integrated Environmental Services Inc
Current assignee: Integrated Environmental Services Inc
Priority date: 1993-05-28
Filing date: 1994-05-27
Publication date: 2007-08-02
Anticipated expiration: 2014-05-28
Also published as: US5613534A; DE69434797D1; CA2163031A1; EP0700362B1; US5474114A; WO1994027907A1; AU6959294A; US5819815A; EP0700362A4; US5957168A; US6240981B1; US5584325A; EP0700362A1; US5832966A; ATE333435T1

Description

GEGENSTAND DER ERFINDUNG
Diese Erfindung betrifft die Handhabung von Druckmittelzylindern, insbesondere in beschädigtem Zustand.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Druckmittelzylinder können aus verschiedenen Gründen, wie Beschädigungen der Ventilbaugruppe, Beschädigungen oder Abnutzung des Mantels oder der Rohr- oder Schlauchverbindungen an der Ventilbaugruppe unbrauchbar werden. Die Gefährdung durch schadhafte Gasdruckzylinder und andere Flüssigkeitsbehälter rückt immer mehr in den Mittelpunkt des Interesses. Dies hat zu strengen Bestimmungen und Auflagen geführt, die die unkontrollierte Abgabe entsprechender Behälterinhalte in die Umwelt begrenzen.
Beispiele für Zylinderbruchbehältnisse oder Behälter, die zur sicheren Entnahme gefährlicher Inhalte aus schadhaften Druckmittelzylindern dienen, werden in den US-Patenten 4,690,180 („Cylinder Rupture Vessel"), 4,994,333 („Cylinder Rupture Vessel with Clamps for Immobilizing a Container within the Vessel") und 5,186,219 („Cylinder Rupture Vessel") gezeigt. In diesen Patentschriften werden Sicherheitsbehälter mit den zugehörigen Systemen zur Absicherung eines Druckmittelzylinders oder ähnlichen Behälters im Sicherheitsbehälter sowie das sichere und kontrollierte Aufbohren bzw. Durchschlagen des Zylinders offengelegt. Die Zylinderbruchbehältnisse ermöglichen zusammen mit den zugehörigen Systemen eine umweltgerechte Entnahme und die gewünschte Weiterverarbeitung des Zylinderinhalts.
Schadhafte Druckmittelzylinder können mit einem Schlagdorn oder Lochstempel, wie in US-Patent 4,690,180 offengelegt, sicher und kontrolliert durchschlagen werden. Auch hydraulische Durchschlagsysteme, wie in US-Patent 4,944,333 gezeigt, werden zur Durchführung von Druckmittelzylindern eingesetzt, um eine kontrollierte Freigabe des Zylinderinhaltes in einen Sicherheitsbehälter zu ermöglichen. Zudem wurden Druckmittelzylinder in Sicherheitsbehältern mit verschiedenen Arten von Projektilen beschossen, um die Zylinderwände zu öffnen und den Zylinderinhalt in den Sicherheitsbehälter zu leiten.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einem ersten Aspekt bietet die vorliegende Erfindung ein Auffangsystem bzw. Rückgewinnungssystem für Flüssigkeiten aus einem Behälter. Teil des Auffangsystems ist ein Auffanggefäß mit einem Innenraum zur Aufnahme des Behälters durch eine Öffnung, einen Verschluss zur flüssigkeitsdichten Abdichtung des Aufnahmegefäß-Innenraums vom Außenbereich sowie eine im Auffanggefäß befindliche Plattform zur Verstärkung bzw. zur Unterstützung des Behälters, eine Bohrvorrichtung bzw. eine Bohranordnung, die so gestaltet ist, dass das System zusätzlich eine Niederhaltevorrichtung bzw. Niederhalteanordnung enthält, die einen auf der Plattform abgestellten Behälter gegen die Bohrvorrichtung spannt und dadurch Behälter und Bohrvorrichtung hermetisch abschließt.
Vorzugsweise enthält das Flüssigkeitsauffangsystem zusätzlich Trägermittel bzw. eine Stützvorrichtung.
Vorzugsweise ist eine zweite Bohranordnung bzw. Bohrvorrichtung im Zusammenspiel mit der Niederhaltevorrichtung vorhanden.
Vorzugsweise umfasst die Niederhaltevorrichtung mindestens eine hydraulisch betätigte Stange.
Vorzugsweise beinhaltet die Stützvorrichtung mindestens eine Feder.
Vorzugsweise beinhaltet die Bohrvorrichtung ein Gehäuse mit Anschlussstelle zur Flüssigkeitsentnahme aus dem Behälter über die Gehäuseinnenseite.
Vorzugsweise beinhaltet die Bohrvorrichtung auch eine Vorrichtung bzw. Mittel zum Einlass einer Spülflüssigkeit bzw. eines Spülfluids.
Vorzugsweise eignet sich die Vorrichtung zum Ein- und Auslass der Spülflüssigkeit für die folgenden Spülflüssigkeiten:

(i) flüssiges Lösungsmittel;
(ii) flüssiger Reaktant bzw. Reaktionsmittel;
(iii) Wasserdampf sowie;
(iv) Strahlflüssigkeit bzw. Sprühmittel.

Vorzugsweise wird die Spülflüssigkeit und/oder die Außenfläche des Auffangbehälters erhitzt.
Vorzugsweise beinhaltet das Flüssigkeitsauffangsystem zusätzlich ein Heizelement bzw. eine Heizeinrichtung für das Gefäß.
Vorzugsweise spannt die Niederhaltevorrichtung ein Gehäuse gegen die Behälterwand, sodass eine Flüssigkeitsabdichtung zwischen Gehäuse und Behälterwand entsteht.
Vorzugsweise beinhaltet das Flüssigkeitsauffangsystem einen ersten Druckmelder bzw. Druckdefektor im Zusammenspiel mit einer Längsbohrung bzw. longitudinalen Bohrung an der Bohrvorrichtung zur Messung eines ersten Druckpunkts in der Längsbohrung sowie einen zweiten Druckmelder im Zusammenspiel mit dem Innengehäuse der Bohrvorrichtung zur Messung eines zweiten Druckpunkts am Innengehäuse.
Vorzugsweise ist das Auffanggefäß mit einer Anschlussstelle im unteren Bereich zur Flüssigkeitsentnahme aus dem Auffanggefäß versehen.
Vorzugsweise beinhaltet die Bohrvorrichtung eine Bohrvorrichtung zur Durchführung bzw. Durchdringung der Behälterwand, wobei die Bohrvorrichtung zumindest teilweise eine Längsbohrung definiert, sowie eine Stange bzw. Welle, die in der Längsbohrung für Drehbewegungen positioniert ist, Bohrmittel bzw. Durchdringungsmittel an einem Ende der Stange zur Durchdringung bzw. Durchführung der Behälterwand, eine Vorrichtung bzw. Mittel zur Drehung der Stange; die Bohrvorrichtung beinhaltet ein an der Längsbohrung ausgerichtetes Gehäuse zur Aufnahme der Stange, das eine Flüssigkeitsabdichtung zwischen Behälter und Bohrvorrichtung bewirkt; außerdem enthalten ist eine Vorrichtung zur hermetischen Flüssigkeitsabdichtung zwischen dem Gehäuse-Inneren und der restlichen Längsbohrung.
Vorzugsweise beinhaltet die Bohrvorrichtung außerdem einen mit der Stange verbundenen Antriebsmechanismus zur selektiven Bewegung der Stange bei Auflage des Bohrmittels auf dem Behälter; der Antriebsmechanismus umfasst einen Rahmen, einen Motor, mehrere mit dem Rahmen verbundene Gewindestangen und ein aus mehreren Zahnrädern bestehendes, mit dem Motor und den Gewindestangen verbundenes Zahnradgetriebe. Das Zahnradgetriebe wird von dem genannten zweiten Motor angetrieben und überträgt die Motorbewegung auf die Gewindestangen zur selektiven Bewegung des Bohrmittels in Relation zum Gehäuse.
Vorzugsweise ist der Behälter vom Auffanggefäß umschlossen.
In einem zweiten Aspekt bietet diese Erfindung ein Verfahren zur Entnahme von Flüssigkeit aus einem Behälter mit einer Wand auf die in vorausgehenden Ansprüchen beschriebene Weise. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Positionierung des Behälters im Aufnahmegefäß, Drücken einer Bohrvorrichtung mit Gehäuse gegen den Behälter, sodass eine hermetische Flüssigkeitsabdichtung zwischen Behälter und Gehäuse gewährleistet wird, Lagern des Bohrmittels im Ge häuse, Durchbohren der Behälterwand mit dem Bohrmittel und Entnahme der Flüssigkeit aus dem Behälter über das Gehäuse.
Vorzugsweise umfasst das Verfahren ferner die Schritte zum Drücken eines zweiten Gehäuses gegen den Behälter, sodass eine hermetische Flüssigkeitsabdichtung zwischen dem Behälter und dem zweiten Gehäuse entsteht, das Lagern eines zweiten Bohrmittels im zweiten Gehäuse,
Durchdringen der Behälterwand mit dem zweiten Bohrmittel und Entnahme der Flüssigkeit über den niedrigsten Punkt des zweiten Gehäuses aus dem Behälter.
Vorzugsweise beinhaltet das Verfahren auch die Schritte zur Ausübung von Druck auf mindestens ein Gehäuse, um die Dichtheit von mindestens einer Flüssigkeitsabdichtung zu überprüfen, wobei die Überprüfung vor der Bohrung durchgeführt wird, sowie die Einleitung eines Edelgases in den angebohrten Behälter über mindestens ein Gehäuse, um die Entnahme von Flüssigkeit aus dem Behälter zu erleichtern.
Vorzugsweise umfasst das Verfahren auch die Schritte zur Erhitzung einer Spülflüssigkeit und zur Spülung des im Wesentlichen entleerten Behälters mit der Spülflüssigkeit.
Vorzugsweise umfasst das Verfahren zudem den Schritt zur Erhitzung des Gefäßes.
Vorzugsweise umfasst das Verfahren zudem den Schritt zur Erhitzung einer Außenfläche des Auffanggefäßes, um die Entnahme von Flüssigkeit aus dem Behälter zu erleichtern.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Im Sinne einer umfassenderen Erläuterung der vorliegenden Erfindung und ihrer Vorteile wird auf die folgenden Beschreibungen der beigefügten Zeichnungen verwiesen:
1 zeigt ein Flüssigkeitsauffangsystem zur Aufnahme von Flüssigkeit aus einem abgedichteten Behälter.
2 zeigt das Auffangsystem aus 1 entlang der Achsenlinien 2-2 von 1.
3 ist eine Explosionsdarstellung einer Bohrvorrichtung zur Durchdringung bzw. Durchführung des Behälters aus den 1 und 2 entsprechend einer Ausführungsform dieser Erfindung.
3A ist eine isometrische Explosionsdarstellung der Bohrvorrichtung aus 3.
4 ist eine Explosionsdarstellung einer Bohrvorrichtung zur Durchführung des Behälters aus den 1 und 2 entsprechend einer weiteren Ausführungsform dieser Erfindung.
4A ist eine isometrische Explosionsdarstellung der Bohrvorrichtung aus 4.
5 ist eine Explosionsdarstellung einer Bohrvorrichtung zur Durchführung des Behälters aus den 1 und 2 entsprechend einer dritten Ausführungsform dieser Erfindung.
5A ist eine isometrische Explosionsdarstellung der Bohrvorrichtung aus 5.
6 ist ein Flüssigkeitsauffangsystem zur Aufnahme von Flüssigkeit aus einem abgedichteten Behälter.
7 ist eine Darstellung des Flüssigkeitsauffangsystems aus 6 entlang der Achsenlinien 2-2 von 6.
8 ist eine Teildarstellung des Flüssigkeitsauffangsystems zur Aufnahme von Flüssigkeit aus einem abgedichteten Behälter.
9 ist eine detaillierte Darstellung eines Teils der Bohrvorrichtung.
9A ist eine Darstellung der Bohrvorrichtung aus 9 entlang der Achsenlinien 2-2 von 9.
10 ist eine detaillierte Darstellung eines Teils der Bohrvorrichtung.
10A ist eine Darstellung der Bohrvorrichtung aus 10 entlang der Achsenlinien 2-2 von 10.
11 ist eine Bohrvorrichtung entsprechend einer anderen Ausführungsform dieser Erfindung.
12 ist ein Ablaufdiagramm.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die bevorzugte Ausführungsform dieser Erfindung und ihrer Vorteile lässt sich am besten anhand der 1-10 der Zeichnungen nachvollziehen, die mit gleichen Nummerierungen für gleiche bzw. entsprechende Teile der verschiedenen Zeichnungen versehen sind.
Wesentlich für diese Erfindung ist ein Flüssigkeitsauffangsystem 10, das ein abgedichtetes Auffangsystem 12 zur Aufnahme des Behälters 14 bereitstellt. Der Inhalt des Behälters 14, in der Regel gefährliche Flüssigabfälle, kann dann mit Hilfe des Auffangsystems 10 entnommen werden, ohne die Umwelt zu kontaminieren. Der Druck des flüssigen Inhalts des Behälters 14 kann bis zu ca. 6000 psi (41,37 MPa) betragen. Zudem kann sich die Flüssigkeit im Behälter in einem gasförmigen, flüssigen oder in einem teils gasförmigen und teils flüssigen Aggregatszustand befinden. Typischerweise ist der Behälter 14 absichtlich oder unabsichtlich verschlossen und kann nicht auf gebräuchliche Weise entleert werden. Nach der Entnahme der Flüssigkeit aus dem Behälter 14 können Flüssigkeit und Behälter sicher entsorgt werden. Das Auffangsystem 10 ermöglicht die ferngesteuerte Entnahme aller gefährlichen Flüssigkeiten aus dem Behälter 14, sodass die Sicherheit der Bediener, die die Entnahme kontrollieren, gewährleistet ist.
Im Einzelnen ist 1 eine Seitenansicht des Flüssigkeitsauffangsystems 10. Das Flüssigkeitsauffangsystem 10 ist typischerweise in einem abgedichteten Anhänger 16 eingelassen, damit das Flüssigkeitsauffangsystem 10 an den Standort der schadhaften Behälter verbracht werden kann. Auf diese Weise erhöht sich die Sicherheit, da ein Transport der schadhaften Behälter vermieden und ein dreistufiger Sicherheitseinschluss erzielt wird. (Der Anhänger bildet die dritte Stufe, das Auffanggefäß 12 die zweite Stufe, die Bohrvorrichtung 44 die erste Stufe, wie im Folgenden näher ausgeführt.)
Das Flüssigkeitsauffangsystem 10 beinhaltet ein Auffanggefäß 12 mit abdichtbarer Endöffnung 18, durch die der Behälter 14 eingeführt werden kann. Endöffnung 18 wird dann durch den Endabschluss 19 verschlossen, um den Innenraum 21 des Auffanggefäßes 12 von der Umgebung hermetisch abzuschließen. Eine Flüssigkeitsschranke wird vorzugsweise zwischen dem Innenraum 21 und dem Außenraum von Auffanggefäß 12 sichergestellt.
Das Auffanggefäß 12 beinhaltet zudem zwei Zugangsöffnungen 20 und 22. Die Zugangsöffnungen 20 und 22 bieten einen zusätzlichen Zugang zum Innenraum 21 des Auffanggefäßes 12. Die Verschlüsse 24 und 26 dichten den Innenraum 21 von der Umgebung ab, soweit damit die Öffnungen 20 und 22 verschlossen werden. Während Auffanggefäß 12 und Behälter 14 als Zylinder dargestellt werden, können unterschiedlichste Größen, Formen und Zusammenstellungen von Auffanggefäßen und Behältern auf zufriedenstellende Weise im Sinne dieser Erfindung genutzt werden.
Der Behälter 14 wird auf die Plattformgruppe 28 aufgesetzt, die sich im Auffanggefäß 12 befindet. Die Plattformgruppe 28 besteht aus einer Plattform 30, gestützt von vier Federn 32. Die Federn 32 wiederum sind über vier Stützglieder 34 jeweils an der Innenwand des Auffanggefäßes 12 befestigt. Die Federn 32 der Plattformgruppe 28 ermöglichen die Bewegung von Plattform 30 auf einer Ebene, die zur Ebene der Plattform 30 senkrecht ist.
Das Flüssigkeitsauffangsystem 10 umfasst auch eine Niederhaltevorrichtung 36 mit Hydraulikzylinder 38, Hydraulikkolbenstange 40, Niederhalter 41 und ein Stützglied (nicht gezeigt) zur Befestigung des Hydraulikzylinders 38 an der Innenseite der Wand 43 des Auffanggefäßes 12.
Eine Öffnung 42 verläuft durch die Wand 43 des Auffanggefäßes 12 und bietet der Bohrvorrichtung 44 Zugang zum Behälter 14. Auf die Bohrvorrichtung 44 wird im Zusammenhang mit den 3-10 ausführlicher eingegangen. Die Bohrvorrichtung 44 wird durch einen Bohrmotor 46 angetrieben, der an der Motorstütze 48 befestigt ist.
Die Positionierung von Bohrvorrichtung 44 und Bohrmotor 46 zum Behälter 14 wird durch die Bohrpositionierungsgruppe 50 bestimmt. Die Bohrpositionierungsgruppe 50 besteht aus zwei Hydraulikzylindern 52 und 54. Die Kolbenstangen 56 und 58, die jeweils durch die Zylinder 52 bzw. 54 positioniert werden, sind mit der Motorstütze 48 verbunden. Durch den Rahmen 60 sind die Zylinder 52 und 54 an der Außenseite der Wand 43 des Auffanggefäßes 12 befestigt. Die Bohrvor richtung 44, der Motor 46, die Motorstütze 48 und die Bohrpositionierungsgruppe 50 befinden sich vorzugsweise an der Außenseite der Wand 43 des Auffanggefäßes 12, also auf der Gegenseite von Behälter 14 und der Plattform 30. Diese Komponenten können jedoch auch im Auffanggefäß 12 positioniert werden.
Die genaue Position von Öffnung 42 kann zusammen mit der Position der Plattformgruppe 28 und der Niederhaltevorrichtung 36 so eingestellt werden, dass eine optimale Bohrleistung der Bohrvorrichtung 44 zur Durchdringung bzw. Durchführung des Behälters 44 erzielt wird. Die optimale Position hängt insbesondere von den abzuleitenden Flüssigkeiten und dem Typ des Behälters ab, der die Flüssigkeiten enthält.
Die Niederhaltevorrichtung 36, die Bohrpositionierungsgruppe 50, der Bohrmotor 46, und die beiden Ventile 54 und 60 können jeweils mit der Fernsteuerkonsole 72 fernbedient werden. Die Fernsteuerkonsole 72 befindet sich typischerweise außerhalb des Anhängers 16 in einem ausreichenden Sicherheitsabstand.
2 zeigt die Rückansicht des Flüssigkeitsauffangsystems 10 aus 1 entlang der Achsenlinien 2-2. 2 zeigt eine Öffnung 74 in der Plattform 30 zur Aufnahme der Bohrvorrichtung 44. Zwei Schienen 76 und 78, die Bestandteil der Plattformgruppe 28 sind, sind an den Außenkanten der Plattform 30 angebracht. Die Schienen 76 und 78 verhindern zusammen mit der Niederhaltevorrichtung 36 ein Abrollen des Behälters auf der Plattform 30. Die Bohrvorrichtung 44, der Motor 46, die Stütze 48 und die Bohrpositionierungsgruppe 50 werden in einer anderen möglichen Ausrichtung in Bezug auf das Auffanggefäß 12 gezeigt. Die Ausrichtung wirkt sich nicht auf den Betrieb des Flüssigkeitsauffangsystems 10 aus.
Wiederum unter Bezugnahme auf 1 ist ein erster Druckgeber 62 mit einer Anschlussstelle 105 der Bohrvorrichtung 44 verbunden. Ein Ventil 64 verbindet den ersten Druckgeber 62 und den Innenraum 21 des Auffanggefäßes 12. Im Auffanggefäß 12 verfügt die Bohrvorrichtung 44 über eine zylindrische Auslassöffnung 66, die mit dem Rohr 68 verbunden ist. Das Rohr 68 verläuft durch die Wand 43 des Auffanggefäßes 12 und ist mit Ventil 70 verbunden. Ein zweiter Druckgeber 71 ist ebenfalls mit dem Rohr 68 verbunden. Die Druckgeber 62 und 71 können an der Fernsteuerkonsole 72 überwacht werden. Die Ventile 64 und 70 können von der Fernsteuerkonsole 72 aus bedient werden. 2 zeigt die Druckgeber 62 und 71, die Ventile 64 und 70, Auslassöffnung 66 und Rohr 68 in einer anderen möglichen Ausrichtung in Bezug auf Auffanggefäß 12. Auch in diesem Fall wirkt sich die Ausrichtung nicht auf den Betrieb des Flüssigkeitsauffangsystems 10 aus.
Im Betrieb wird der Behälter 14 vorsichtig durch die Öffnung 18 auf die Plattformgruppe 28 gesetzt. Dann wird der Endverschluss 19 geschlossen, um den Behälter 14 im Auffanggefäß 12 hermetisch abzuschließen. Der Anhänger 16 wird ebenfalls abgedichtet. Der Hydraulikzylinder 38 wird betätigt, um den Behälter 14 mittels der Hydraulikkolbenstange 40 und des Niederhalters 41 auf die Plattformgruppe 28 zu drücken. Die Stützfedern 32 werden zusammengedrückt und ermöglichen ein Verschieben der Plattform 30 in Richtung von Öffnung 42 und Bohrvorrichtung 44. Der Behälter wird so lange nach unten gedrückt, bis die Bohrvorrichtung 44 einen abdichtbaren Kontakt zur Außenseite des Behälters 14 herstellt, wie in 2 gezeigt. Die Niederhaltevorrichtung 36 hält dann den Behälter 14 in dieser Position.
3 ist ein Explosionsdarstellung von Bohrvorrichtung 44 entsprechend dem in 1 und 2 gezeigten Einbau. Bezug nehmend auf 3 dient die Öffnung 42 in der Wand 43 des Auffanggefäßes 12 zu Einbau und Stützung der Bohrvorrichtung 44. Die zylindrische Schlauchleitung 88 liegt an der Lichtweite der Öffnung 42 an. Für dieses Ausführungsform ist die zylindrische Schlauchleitung 8) in der Öffnung 42 verschweißt, wobei jedoch auch eine andere Befestigungsform genutzt werden kann, zum Beispiel eine Verschraubung der Außenfläche der zylindrischen Schlauchleitung 88 und der Lichtweite der Öffnung 42.
Die Bohrvorrichtung 44 beinhaltet einen ersten Gehäuseabschnitt 90 und einen zweiten Gehäuseabschnitt 92. Das erste Anschlussstück 9) dient zur Befestigung des ersten Gehäuseabschnitts 90 am Ende 89 der Schlauchleitung 88 im Auffanggefäß 12. Das zweite Anschlussstück 96 dient zur Befestigung des zweiten Gehäuseabschnitts 92 am Ende 91 der Schlauchleitung 88 an der Außenseite des Auffanggefäßes 12. Das erste und das zweite Anschlussstück 94 und 96 wird über mehrere zusammenpassende Gewindestücke mit ihrem jeweiligen ersten 90 bzw. zweiten 92 Gehäuseabschnitt an den beiden Enden 89 und 91 der Schlauchleitung 88 befestigt. Die Gehäuseabschnitte 90 und 92, die Anschlussstücke 94 und 96 sowie die Schlauchleitung 88 wirken zusammen und bestimmen dadurch die hierdurch verlaufende Längsbohrung 82.
Ein erster Dichtungssatz 98 mit einer ersten Manschette 99 wird auf dem Ende des ersten Anschlussstücks 94 gegenüber dem in die Schlauchleitung 88 eingeschraubte Ende platziert. Ein zweiter Dichtungssatz 100 mit zweiter Manschette 101 wird durch die Manschettenmutter 103 im zweiten Gehäuseabschnitt 92 festgehalten. Als erster 98 und zweiter 100 Dichtungssatz können belie bige geeignete Dichtungssätze, auch handelsübliche Sätze, verwendet werden. Auch wenn der Typ des Manschettensatzes nicht betriebswesentlich ist, kann sich der gewählte Typ auf die Leistung und Zuverlässigkeit der Dichtung auswirken. Der zweite Gehäuseabschnitt 92 ist in die Innenfläche des zweiten Anschlussstücks 96 eingeschraubt. Dadurch entsteht die Längsbohrung 82, ausgehend von der Innenseite des Anschlussstücks 94 über die Schlauchleitung 88 bis in die Innenseite von Anschlussstück 96. Die Auslassöffnung 66 ermöglicht den Zugang zur Innenseite 80 des Gehäuseabschnitts 90, während die Anschlussstelle 105 Zugang zur Längsbohrung 82 bietet. Der erste 99 und der zweite Satz 101 sind vorzugsweise Teflonkonstruktionen; es kann jedoch jedes geeignete Material verwendet werden.
Eine Stange 102 verläuft von der Innenseite des ersten Gehäuseabschnitts 90 durch die Lagergruppe 106, den ersten Dichtungssatz 98, die Längsbohrung 82 und den zweiten Dichtungssatz 100. Der Bohrmeißel 84 ist bohrseitig mit der Stange 102 verbunden, während eine Antriebsseite über die Kupplung 110 mit der Motorstange 108 verbunden ist.
Eine Verbindungsmuffe 112 mit Abschlussrand 114 umschließt einen unteren Teil der ersten Gehäuseabschnitts 90. Durch die beiden O-Dichtringe 116 und 118 entsteht eine hermetische Abdichtung zwischen dem ersten Gehäuseabschnitt 90 und der Verbindungsmuffe 112. Alternativ hierzu kann die Abdichtung durch die integrale Verbindung des ersten Gehäuseabschnitts 90 mit einem Endabschnitt der Verbindungsmuffe 112 erzielt werden, beispielsweise über eine Schweißverbindung, wie in 4 und 4A gezeigt.
Der Innenrand des Abschlusses 114 wird zwischen einem Ende des ersten Gehäuseabschnitts 90 und dem ersten Dichtungssatz 98 positioniert. Das Verbindungsglied 120 greift in den Außenrand des Abschlusses 114 ein und befestigt damit die Verbindungsmuffe 112 am ersten Anschlussstück 94. Wenn das Verbindungsglied 120 angezogen wird, wird der Innenrand des Abschlusses 114 gegen den ersten Dichtungssatz 98 gepresst, so dass eine hermetische Abdichtung entsteht, wie weiter unten beschrieben.
In der in 5 und 5A gezeigten Alternativkonfiguration positioniert der Abschlussrand 114 keinen Innenrand zwischen dem einen Ende des ersten Gehäuseabschnitts 90 und dem ersten Dichtungssatz 98. Statt dessen greift das eine Ende des ersten Gehäuseabschnitts 90 direkt in den ersten Dichtungssatz 98 ein. Bei dieser Konfiguration wird der Behälter 14 auf die Bohrvorrichtung 44 gedrückt; der erste Gehäuseabschnitt 90 wird gegen den ersten Dichtungssatz 98 gedrückt, sodass eine hermetische Abdichtung entsteht. Bei dieser Anordnung ist es erforder lich, dass sich der erste Gehäuseabschnitt 90 relativ zur Verbindungsmuffe 112 bewegen lässt.
Unter weiterer Bezugnahme auf 3 verfügt ein Abschnitt des Verbindungsglieds 120 über ein Innengewinde, das in ein Gewinde auf der Außenfläche von Anschlussstück 94 greift. Eine Unterlegscheibe 122 mit Mittenbohrung 123, 3A mit passendem Durchmesser für den Bohrmeißel 84 wird zwischen dem ersten Gehäuseabschnitt 90 und der Außenwand 85 des Behälters 14 eingesetzt.
Wie in 3A gezeigt, verfügt der Bohrmeißel 84 über einen Schaft 124 zur Einführung in eine Aufnahmeröhre 125 an der Bohrseite der Stange 102. Der Schaft 124 wird in der Aufnahmeröhre 125 durch die Kopfschraube 126 befestigt. Die Kopfschraube 126 wird in die Kopfschraubenbohrung 128 eingeschraubt. Die Kopfschraubenbohrung 128 verläuft von der Aufnahmeröhre bis zur Außenfläche der Stange 102. Diese Merkmale werden auch in anderen Abbildungen, z. B. in 4A und 5A gezeigt, in denen weitere Merkmale und Ausformungen dieser Erfindung dargestellt werden.
Der Aufbau der Bohrvorrichtung 44 bietet eine Leckprüfungsfunktion. Die entsprechende Schaltlogik wird im Ablaufdiagramm von 12 gezeigt. Mit weiterem Verweis auf die 3–5A wird ein Innenabschnitt 80 der Bohrvorrichtung 44 mit einem Edelgas gefüllt, nachdem eine Flüssigkeitsabdichtung zwischen der Bohrvorrichtung 44 und der Außenwand des Behälters 14 realisiert wurde. Der Druckgeber 71 überwacht den Druck im Innenabschnitt 80. Wenn der Druckgeber 71 einen Druckabfall erkennt, wird ein Leck angezeigt. Ein solches Leck kann zum Beispiel an der Flüssigkeitsabdichtung zwischen dem ersten Gehäuseabschnitt 90 und der Wand 85 des Behälters 14 oder am ersten Dichtungssatz 98 zwischen dem Innenabschnitt 80 und der Längsbohrung 82 der Bohrvorrichtung 44 entstehen. Zur Positionsbestimmung des Lecks überwacht der Druckgeber 62 den Druck in der Längsbohrung 82 der Bohrvorrichtung 44. Wie in 12 gezeigt, wird ein Leck zwischen dem Innenabschnitt 80 und der Längsbohrung 82 angezeigt, wenn der von Druckgeber 71 gemessene Druck sinkt und zugleich der von Druckgeber 62 gemessene Druck ansteigt. Wenn der von Druckgeber 71 gemessene Druck sinkt, aber der von Druckgeber 62 gemessene Druck nicht ansteigt, wird ein Leck zwischen dem Gehäuseabschnitt 90 und der Wand 85 des Behälters 14 angezeigt.
Tritt ein solches Leck auf, muss die Bohrvorrichtung 44 demontiert und repariert werden. Wird kein Leck erkannt, so wird der Motor 46 gestartet und treibt einen Bohrmeißel 84 an. Die Bohrpositionierungsgruppe 50 drückt den Bohrmei ßel 84 nach vorne, bis er die Wand 85 des Behälters 14 berührt und durchbohrt. Die im Behälter 14 befindliche Flüssigkeit kann dann durch die Durchführung 86 über den Innenabschnitt 80, die Auslassöffnung 66, das Rohr 68 und das Ventil 70 abgelassen werden. Die Druckgeber 62 und 71 können durch andere geeignete Druckmesser ersetzt werden.
Durch die Eingrenzung der Flüssigkeit auf das relativ geringe Volumen von Innenabschnitt 80 anstelle des wesentlich größeren Innenraums von Auffanggefäß 12, wird die Flüssigkeit effizienter abgeleitet. Das heißt, dass die Dekontaminierung der Flächen durch die weitreichende Verkleinerung der Flächen, denen die Flüssigkeit ausgesetzt wird (Innenwand des Innenabschnitts 80 im Gegensatz zur Innenwand 23 und Außenwand 85) minimiert ist.
Eine weitere Ausführungsform wird in den 9 und 9A dargestellt. Dabei wird die eine Seite des ersten Gehäuseabschnitts 90 im Zusammenspiel mit der Unterlegscheibe 122 gezeigt, die mindestens eine Flüssigkeitsabdichtung zur der Wand 85 des Behälters 14 bewirken. Bei dieser Ausführungsform ist der Gehäuseabschnitt 90 an einer Seite zu einer ringförmigen Ausladung 216 geformt.
Einem Aspekt dieser Ausführungsform entsprechend verläuft eine ringförmige Verlängerung 213 längsseitig aus einer weiteren ringförmigen Ausladung 216. Die Bildung von Ausladung 216 und Verlängerung 213 schließt mit der Auflagefläche 215 und der Endfläche 214 ab. Zwei Flüssigkeitsabdichtungen werden zwischen dem ersten Gehäuseabschnitt 90 und dem Behälter 14 gebildet. Eine erste Flüssigkeitsabdichtung wird durch die Positionierung der Unterlegscheibe 122 zwischen der Auflagefläche 215 des ersten Gehäuseabschnitts 90 und der Wand 85 des Behälters 14 gebildet. Eine zweite Flüssigkeitsabdichtung wird durch die Positionierung eines O-Dichtrings 207 zwischen der Endfläche 214 der Verlängerung 213 und der Wand 85 des Behälters 14 erzeugt. Vorzugsweise ist die eine Seite des ersten Gehäuseabschnitts 90 so aufgebaut, dass der O-Dichtring 207 von der Unterlegscheibe 122 aus gesehen radial nach außen positioniert ist, wie in 9 und 9A gezeigt. Bei dieser Anordnung dient die von der Unterlegscheibe 122 gebildete Flüssigkeitsabdichtung als primäre Flüssigkeitsabdichtung und die vom O-Dichtring 207 gebildete Flüssigkeitsabdichtung als sekundäre oder Reserve-Flüssigkeitsabdichtung. Es wird jedoch festgestellt, dass die eine Seite des ersten Gehäuseabschnitts 90 anders ausgeformt sein kann, sodass die Abdichtung mit O-Dichtring 207 von der Abdichtung mit der Unterlegscheibe 122 aus radial nach innen positioniert ist. Zudem können ungeachtet dessen, dass in 9 und 9A jeweils nur ein O-Dichtring und eine Unterlegscheibe gezeigt werden, mehrere O- Dichtringe und/oder Unterlegscheiben verwendet werden, um weitere Flüssigkeitsabdichtungen zu erzielen oder die vorhandenen Flüssigkeitsabdichtungen anderweitig zu verstärken.
Entsprechend einem weiteren Aspekt dieser Ausführungsform, wie in 10 und 10A gezeigt, ist die eine Seite des ersten Gehäuseabschnitts 90 so ausgeformt, dass eine ringförmige Ausladung 216 vorhanden ist, wie oben beschrieben. Eine oder mehrere ringförmige Flächenerhöhungen verlaufen längsseitig von der Endfläche 217 und greifen in die Unterlegscheibe 122 ein. Die 10 und 10A zeigen zwei ringförmige Flächenerhöhungen 208, 209; es können jedoch beliebig viele solcher Flächenerhöhungen in diesem Aspekt der Erfindung realisiert werden. Eine Flüssigkeitsabdichtung wird zwischen der Unterlegscheibe 122 und der Wand 85 des Behälters 14 gebildet. Weitere Flüssigkeitsabdichtungen werden an den entsprechenden Kontaktstellen zwischen den Ringflächen 208, 209 und der Unterlegscheibe 122 gebildet.
Im Betrieb wird Verbindungsglied 120 angezogen, sodass (durch Aufdrücken der Manschette 99 im Sinne einer Abdichtung an einem ersten Abschnitt der Stange 102) der Dichtungssatz 98 eine erste Flüssigkeitsschranke zwischen der Innenseite 80 des Gehäuseabschnitts 90 und der Längsbohrung 82 bildet. Die Manschettenmutter 103 wird angezogen, sodass der Dichtungssatz 100 (durch Aufdrücken der Manschette 101 im Sinne einer Abdichtung an einem zweiten Abschnitt der Stange 102) eine zweite Flüssigkeitsschranke zwischen der Längsbohrung 82 und dem Außenbereich bildet. Die Niederhaltevorrichtung 36 wird in Reaktion auf ein erstes Signal von der Fernsteuerkonsole 72 betätigt. Der Behälter 14 wird gegen die Unterlegscheibe 122 und/oder den O-Dichtring 207, (9, 9A) gedrückt. Die Unterlegscheibe 122 wird ihrerseits gegen den ersten Gehäuseabschnitt 90 und/oder die Auflagefläche 215 (10, 10A) oder die ringförmigen Flächenerhöhungen 208, 209 (10, 10A) gedrückt und sorgen für die Flüssigkeitsabdichtung(en) zwischen dem ersten Gehäuseabschnitt 90 und der Wand 85 des Behälters 14.
In bestimmten Ausführungsformen besteht die Unterlegscheibe 122 aus einem Material wie Blei, das eine Angleichung der Unterlegscheibe 122 an die Konturen der Wand 85 erlaubt. In anderen Ausführungsformen ist die Unterlegscheibe 122 vorgeformt und entspricht den Konturen der Wand 85. Die vom Behälter 14 auf den Gehäuseabschnitt 90 ausgeübte Kraft unterstützt die Bildung der ersten Flüssigkeitsschranke durch die zusätzliche Komprimierung der Manschette 99.
Der Bohrmotor 46 treibt in Reaktion auf ein zweites Signal der Fernsteuerkonsole 72 die Stange 102 an. Die Lagergruppe 106 stabilisiert die Stange 102 während der Drehung. Auch wenn die Lagergruppe 106 in bestimmten Abbildungen nicht gezeigt wird (z. B. 4–5A), kann die Lagergruppe in den jeweils gezeigten Ausführungsformen realisiert werden. Die Bohrpositionierungsgruppe 50 wird in Reaktion auf ein drittes Signal der Fernsteuerkonsole 72 aktiviert. Der Bohrmeißel 84 wird durch die Baupositionierungsgruppe 50 in Richtung Behälter 14 gedrückt, wie weiter oben im Zusammenhang mit den 1 und 2 beschrieben, bis er die Wand 85 berührt. Der Bohrmeißel 84 wird dann weiter von der Bohrpositionierungsgruppe 50 zum Behälter 14 gedrückt, bis die Wand 85 durchbohrt wird und die Durchführung 86 entsteht. Typischerweise weist eine Druckänderung im Rohr 68 auf die Bildung der Durchführung 86 hin. Eine Signalisierung des Drucks im Rohr 68 kann durch die Fernüberwachung des zweiten Druckgebers 71 mittels der Fernsteuerkonsole 72 erzielt werden. Als Reaktion auf ein viertes Signal der Fernsteuerkonsole 72 zieht die Bohrpositionierungsgruppe 50 den Bohrmeißel 84 aus dem Behälter 14. Die Flüssigkeit im Behälter 14 kann über die Durchführung 86, die Auslassöffnung 66, das Rohr 68 und das Ventil 70 abgelassen oder abgepumpt werden.
Das relativ geringe Volumen des Innenabschnitts 80 unterstützt die Vermeidung einer Entzündung der Wand 85 des Behälters 14, da die Zeit des Flüssigkeitsaustritts aus der Durchführung 86 auf ein Minimum verkürzt wird. Während des Flüssigkeitsaustritts entsteht durch die Reibung zwischen der Flüssigkeit und dem an der Durchführung 86 gelegenen Bereich der Wand 85 Reibungswärme. Je länger die Austrittszeit ist, desto mehr steigt die Temperatur des Wandbereichs 85 an der Durchführung 86 an. Die Temperatur kann so stark ansteigen, dass eine Entzündung der Wand 85 möglich ist. Die Austrittszeit ist proportional zu dem Volumen, in dem die Flüssigkeit austritt. Das heißt, dass die Flüssigkeit, insbesondere im gasförmigen Zustand, austritt, bis sich der Druck im Austrittsvolumen im Gleichgewicht mit dem Druck im Behälter 14 befindet. Je kleiner das Volumen ist, desto schneller ist dieses Gleichgewicht erreicht, und desto weniger Reibungswärme entsteht. Je geringer die Reibungswärme ist, desto geringer ist die Gefahr einer Entzündung.
Als weitere Maßnahme zur Vermeidung einer Flüssigkeitsentzündung kann der Innenabschnitt 80 vor der Durchführung über die Anschlussstelle 66 luftleer gepumpt werden. Zusätzlich kann in den Innenabschnitt 80 über die Anschlussstelle 66 ein Edelgas gepumpt werden. Der Druck im Innenraum 80 wird normalerweise auf einen Wert erhöht, der leicht über dem vermuteten Innendruck des Be hälters 14 liegt. Bei der Durchführung strömt das unter höherem Druck stehende Edelgas über die Durchführung 86 in den Behälter 14. Auf dieser Weise erhitzt die entstehende Reibungswärme das Edelgas, das nicht entzündlich ist. Wenn der Druck im Innenabschnitt 80 unter dem Druck der Flüssigkeit im Behälter 14 liegt, verdünnt das Edelgas die austretende Flüssigkeit und reduziert damit die Wahrscheinlichkeit einer Entzündung.
In den Innenabschnitt 80 kann ein Passivierungsgas gepresst werden, wenn es sich bei der Flüssigkeit um ein starkes Oxidationsmittel handelt, z. B. verschiedene Fluorgasgemische. Typischerweise besteht das Passivierungsgas aus ca. 20 % Fluor und 80 % Stickstoff. Das Passivierungsgas führt zur Bildung einer dünnen Oxidationsschicht auf den Flächen, die der Flüssigkeit ausgesetzt werden, sobald die Durchführung der Wand 85 erfolgt. Zu diesen Flächen gehören die Innenflächen des ersten Gehäuseabschnitts 90, der Anschlussstelle 66 und des Rohrs 68 sowie die Außenfläche des Bohrmeißels 84. Die dünne Oxidationsschicht verhindert ein Reagieren des starken Oxidationsmittels im Behälter 14 mit den genannten Flächen.
Zuweilen ist die Dekontaminierung einer Flüssigkeit, zum Beispiel bei Giftstoffen, erforderlich. Eine solche Dekontaminierung wird durch das Eindüsen eines Entgiftungsmittels über Rohr 68, Anschlussstelle 66, Innenabschnitt 80 und Durchführung 86 in den Behälter 14 erzielt.
Es kann eine Abtötung lebender Organismen in der Flüssigkeit erforderlich sein. Eine solche Abtötung wird durch die Eindüsung eines Entkeimungsmittels über Rohr 68, Anschlussstelle 66, Innenabschnitt 80 und Durchführung 86 in den Behälter erzielt.
Der Druck in der Längsbohrung 82 lässt sich über den ersten Druckgeber 62 überwachen. Wenn der Druck in der Längsbohrung 82 steigt, während der Innenabschnitt 80 mit einem Edelgas befüllt oder der Behälter 14 durchführt wird, wird ein Leck aus dem Innenabschnitt 80 in die Bohrung 82, also ein Versagen der ersten Flüssigkeitssperre angezeigt. Im Falle eines solchen Lecks verhindert der zweite Dichtungssatz 100 den Austritt von Flüssigkeit in die Umgebung. Zur Wiederherstellung der ersten Flüssigkeitssperre kann der erste Dichtungssatz 98 ausgetauscht werden. Alternativ hierzu kann das Verbindungsglied 120 angezogen werden, um die Verbindungsmuffe 101 stärker zu komprimieren und die erste Flüssigkeitssperre wiederherzustellen. Flüssigkeit, die dennoch in die Längsbohrung 102 austritt, wird durch den zweiten Dichtungssatz 100 zurückgehalten und kann durch Öffnen von Ventil 64 in das Innere 21 des Auffanggefäßes 12 umgeleitet werden. Dadurch wird die austretende Flüssigkeit von der Außenumgebung isoliert.
In einer anderen Ausführungsform der Bohrvorrichtung dieser Erfindung werden der zweite Gehäuseabschnitt 92, der zweite Dichtungssatz 100, der erste Druckgeber 62 und das Ventil 64 nicht eingebaut. Die Bohrvorrichtung 44 wird auf die gleiche Weise betrieben wie oben beschrieben. Wenn jedoch der erste Dichtungssatz 98 die erste Flüssigkeitssperre nicht aufrecht erhält, kann Flüssigkeit aus dem Behälter 14 direkt in den Innenraum des Anhängers 16 auslaufen, anstatt vom zweiten Dichtungssatz 100 zurückgehalten zu werden. Der abgedichtete Anhänger 16 isoliert jedoch die auslaufende Flüssigkeit von der Außenumgebung.
In einer weiteren Ausführungsform dieser Erfindung, wie in 6 und 7 gezeigt, können mehrere Bohrvorrichtungen zur Durchdringung bzw. Durchführung der Wand 85 und Entnahme der Flüssigkeit aus dem Behälter 14 installiert werden. Die Zahl der Bohrvorrichtungen kann beliebig gewählt werden; ebenso kann ihre Position zum Behälter 14 und zum Auffanggefäß 12 variiert werden. 6 zeigt eine erste Bohrvorrichtung 44, die allgemein unter dem Behälter 14 positioniert ist. Eine zweite Bohrvorrichtung 44a ist über dem Behälter 14 in der Zugangsöffnung 20 positioniert. Die zweite Bohrvorrichtung 44a entspricht der ersten Bohrvorrichtung 44 und verfügt weitgehend über dieselben Komponenten wie den ersten und den zweiten Gehäuseabschnitt 90a und 92a, eine Verbindungsgruppe 88a, die den ersten und den zweiten Gehäuseabschnitt 90a und 92a verbindet und eine Längsbohrung teilweise definiert, und einen ersten und einen zweiten Dichtungssatz. Der Bohrmeißel 84a befindet sich in der Längsbohrung der zweiten Bohrvorrichtung 44a. Der Bohrmeißel 84a ist vorzugsweise lang genug, um im Betrieb mindestens eine Längsmittelachse des Behälters 14 zu erreichen. Dadurch könnte der Bohrmeißel 84a nicht nur den Behälter 14, sondern auch einen weiteren Behälter durchführen, der sich gegebenenfalls im Behälter 14 befindet. Der Bohrmeißel 84a kann die zur Durchführung gegenüberliegender Seiten der Wand 85 des Behälters 14 erforderliche Länge aufweisen. Auch wenn die zweite Bohrvorrichtung 44a mit einem ersten und einem zweiten Gehäuseabschnitt gezeigt wird, kann es wünschenswert sein, die zweite Bohrvorrichtung 44a, wie oben beschrieben, auf nur einen Gehäuseabschnitt zu beschränken.
Eine Niederhaltevorrichtung 36a, die der oben beschriebenen Niederhaltevorrichtung entspricht, verfügt über ein Hydraulikzylinderpaar 38a, ein Hydraulikkolbenstangen-Paar 40a, einen Niederhalter 41a und ein Stützglied (nicht abgebildet) zur Befestigung der Hydraulikzylinder 38a an der Innenfläche der Wand 43 des Auffangbehälters 12. Der Betrieb der Niederhaltevorrichtung 36a entspricht im Wesentlichen der obigen Beschreibung für die Niederhaltevorrichtung 36, die in 1 und 2 gezeigt wird. Die zweite Bohrvorrichtung 44a wird durch einen Bohrmotor 46a angetrieben, der an der Motorstütze 48a befestigt ist.
Die Position der zweiten Bohrvorrichtung 44a und des Bohrmotors 46a zum Behälter 14 wird durch die Bohrpositionierungsgruppe 50a bestimmt. Die Bohrpositionierungsgruppe 50a beinhaltet zwei Hydraulikzylinder 52a und 54a, die jeweils an einem Ende derselben mit dem Niederhalter 41a verbunden sind. Die Kolbenstangen 56a und 58a, deren Position jeweils durch die Zylinder 52a und 54a bestimmt wird, sind mit der Motorstütze 48a verbunden.
Der erste Gehäuseabschnitt 90a verläuft beweglich durch den Niederhalter 41a und berührt die Wand 85 des Behälters 14. Im Betrieb werden die Kolbenstangen 40a betätigt und drücken den Niederhalter 41a auf den Behälter 14. Wenn der erste Gehäuseabschnitt 90a die Wand 85 des Behälters 14 berührt, greift eine Feder 212, die am ersten Gehäuseabschnitt 90a befestigt ist, in eine untere Fläche des Niederhalters 41a und einen Endbereich des ersten Gehäuseabschnitts 90a ein, sodass der erste Gehäuseabschnitt 90a gegen die Wand 85 gedrückt wird und dazwischen eine Flüssigkeitsabdichtung entsteht. Die oben beschriebenen Merkmale der Abdichtungen zwischen dem Gehäuseabschnitt 90 und der Wand 85 lassen sich auf die gebildete Flüssigkeitsabdichtung zwischen dem Gehäuseabschnitt 90a und der Wand 85 anwenden.
Nachdem der hermetisch abdichtbare Kontakt hergestellt ist, werden die Hydraulikkolben 56a und 58a betätigt und drücken den Bohrmeißel 84a an den Behälter 14, um die Durchführung des Behälters 14 vorzunehmen. Eine erste Anschlussstelle 66a steht am ersten Gehäuseabschnitt 90a zur Verfügung, um eine Entnahme der Flüssigkeit aus Behälter 14 zu ermöglichen. Ein erstes Leitungsrohr 68a am ersten Gehäuseabschnitt 90a ist an die erste Anschlussstelle 66a angeschlossen, sodass die Flüssigkeit außen am Auffanggefäß 12 in das Sammelgefäß 210 geleitet werden kann. Der im Innenraum 21 des Auffanggefäßes 12 liegende Teil des ersten Leitungsrohrs 68a ist vorzugsweise biegsam ausgeführt, zum Beispiel als elastische Schlauchverbindung. Ein Druckgeber 71a und ein Ventil 70a sind am ersten Leitungsrohr 68a positioniert. Der Druckgeber 71a und das Ventil 70a werden auf die gleiche Weise betrieben wie die oben beschriebenen Komponenten Druckgeber 71 und Ventil 70. Eine zweite Anschlussstelle 105a am zweiten Gehäuseabschnitt 92a ermöglicht einen Flüssigkeitsaustausch zwischen dem Innenraum des zweiten Gehäuseabschnitts 92a und dem Innenraum 21 des Auffanggefäßes 12. Kommt es im ersten Dichtungssatz zu einem Leck, so kann die Flüssigkeit in den Innenraum 21 ausweichen und gelangt nicht in die Umwelt.
In der in 8 gezeigten alternativen Anordnung kann ein zweites Leitungsrohr 68b an die zweite Anschlussstelle 105a angeschlossen werden. Das zweite Leitungsrohr 68b kann auch mit dem ersten Leitungsrohr 68a verbunden werden, um einen Flüssigkeitsaustausch zwischen den beiden Leitungsrohren 68a und 68b zu ermöglichen. Bei dieser Anordnung sind der Druckgeber 71a und das Ventil 70 am zweiten Leitungsrohr 68b zwischen dem zweiten Gehäuseabschnitt 92a und dem ersten Leitungsrohr 68a positioniert. Wenn es im ersten Dichtungssatz zu einem Leck kommt, wird dieser vom Druckgeber 71a erkannt, und die Flüssigkeit im Innenraum des zweiten Gehäuseabschnitts 92a kann über die zweite Anschlussstelle 105a, das zweite Leitungsrohr 68b, das Ventil 70a und das erste Leitungsrohr 68a abgelassen werden.
In der in 8 gezeigten Ausführungsform stehen die Hydraulikzylinder 38b und die Hydraulikkolbenstangen 40b auf die gleiche Weise zur Verfügung wie die in 6 und 7 gezeigten Hydraulikzylinder 38a und Hydraulikkolbenstangen 40a. In dieser Ausführungsform steht jedoch kein Niederhalter 41a zur Verfügung, und die Kolbenstangen 40b sind durch Streben 228 mit der zweiten Bohrvorrichtung 44a verbunden.
Ein erster Motor 46a ist an einer Bohrmotorstütze 219 befestigt, deren Position zum Behälter 14 veränderlich ist. Der erste Motor 46a treibt die Stange 102a und den Bohrmeißel 84a an, der mit der Stange 102a verbunden ist. Die Stange 102a wird vorzugsweise durch das Lager 220 stabilisiert. Ein zweiter Motor 221 ist mit mehreren Getrieberädern 222, 223 und 224 verbunden. Die Getrieberäder 223 und 224 sind mit der ersten 225 bzw. zweiten 226 Gewindestange verbunden. Der Motor 221 treibt das Getrieberad 222 an, das seinerseits die Getrieberäder 223 und 224 antreibt. Die erste und zweite Gewindestange 225, 226 sind am Rahmen 227 befestigt und operativ mit der Stütze 219 verbunden, sodass die Stütze 219 an den Kolbenstangen 225 und 226 entlang fährt, wenn sich die erste und die zweite Gewindestange 225, 226 dreht. Die Bewegung der Stütze 219 wird durch Kissenblocklager 218 begrenzt.
Sobald im Betrieb ein abdichtbarer Kontakt zwischen dem ersten Gehäuseabschnitt 90a und der Wand 85 des Behälters 14 hergestellt wurde, wird der erste Motor 46a gestartet, um die Stange 102a und den Bohrmeißel 84a anzutreiben. Der zweite Motor 221 wird ebenfalls gestartet und treibt die Getrieberäder 222, 223 und 224 an. Die Getrieberäder ihrerseits treiben die Gewindestangen 225 und 228 an und schieben dadurch die Stütze 219, die Stange 102a und den Bohrmeißel 84a zum Behälter 14. Die Gewindestangen 225 und 226 können auch in Gegenrichtung gedreht werden, um die Stütze 219 vom Behälter 14 zu entfernen, sodass der Bohrmeißel 84a vom Behälter 14 weggezogen wird.
In dieser Ausführungsform sollten die Abschnitte des ersten und zweiten Leitungsrohrs 68a und 68b, die sich im Inneren 21 des Auffanggefäßes 12 befinden, nach Möglichkeit biegsam ausgeführt werden. Dadurch wird ein Bewegen der Stütze 219 und der Bohrvorrichtung 44a ermöglicht, ohne ein Brechen der Leitungsrohre 68a und 68b zu verursachen, sie zu beschädigen oder zu verkreuzen oder auf andere Weise unbrauchbar zu machen.
In bestimmten Fällen, zum Beispiel bei hochviskosen Flüssigkeiten im Behälter 14, kann es erforderlich sein, den Behälter 14 auszuspülen, um die viskose Flüssigkeit vollständig zu entfernen. In einer anderen Ausführungsform wird die zweite Bohrvorrichtung aus 6-8 variiert, wie in 11 gezeigt, sodass zur Verarbeitung des Behälters 14 eine Spüleinheit bereitsteht. Eine mögliche Konfiguration des Flüssigkeitsauffangsystems 10 entsprechend dieser Ausführungsform kann gegebenenfalls mit einer ersten und einer zweiten Bohrvorrichtung ausgestattet werden, die über und unter dem Behälter 14 positioniert sind, wie im Zusammenhang mit 6-8 beschrieben. Die erste Bohrvorrichtung wird bedient wie oben beschrieben und stellt ein Leitungsrohr zur Entnahme der Flüssigkeit aus dem Behälter 14 bereit, nachdem dessen Durchführung vollzogen wurde.
Die zweite Bohrvorrichtung 44a, vorzugsweise über dem Behälter 14 positioniert, wird entsprechend 11 abgeändert und ermöglicht die Einführung einer Spülflüssigkeit aus einer entfernten Quelle (nicht gezeigt) durch die zweite Bohrvorrichtung 44a in den Behälter 14. Die zweite Bohrvorrichtung 44a ist in vielerlei Hinsicht mit der ersten Bohrvorrichtung 44 identisch. Allerdings verfügt die Stange 236 über einen Innenraum 237, der zumindest teilweise an der Längsachse der Stange 236 verläuft. Die Kopplung 233 verbindet die Stange 236 mit dem Bohrmeißel 231. Mehrere Öffnungen 238 in der Stange 236 ermöglichen einen Austausch zwischen dem Innenraum 237 und der Außenfläche der Stange 236.
Im Betrieb wird der Behälter 14 von der ersten und der zweiten Bohrvorrichtung 44 und 44a durchbohrt. Dadurch kann Flüssigkeit über die erste Bohrvorrichtung 44 aus dem Behälter 14 geleitet werden, wie oben beschrieben. Flüssigkeiten im gasförmigen Zustand können über die zweite Bohrvorrichtung 44a abgezogen werden. Die Stange 236 sollte so konfiguriert werden, dass die Öffnungen 238 im Behälter 14 positioniert sind, wenn eine zweite Bohrvorrichtung 44a den Behälter 14 durchführt. Zur Umsetzung der Spülfunktion bei dieser Ausführungsform kann ein Edelgas über die Stange 236 in den Behälter 14 geleitet werden, um die Entnahme der Flüssigkeit aus dem Behälter 14 zu erleichtern.
Ein flüssiges Reagens, ein Reaktant oder Wasser, erhitztes Wasser, Dampf oder andere Spülflüssigkeiten können über die Stange 236 in den Behälter 14 geleitet werden, um die Entnahme der Flüssigkeit aus dem Behälter 14 zu erleichtern. Mit der Eindüsung der Spülflüssigkeit unter Druck kann die Spülfunktion durch ein mechanisches Spülverfahren ergänzt werden. Zudem kann die Spülflüssigkeit richtungsgenau in den Behälter 14 eingedüst werden. Die Spülflüssigkeit und/oder die Außenfläche des Auffanggefäßes 12 kann erhitzt werden, um die Entnahme zu erleichtern, beispielsweise, indem sich mehr Flüssigkeit im Behälter 14 verflüchtigt.
Entsprechend einem Aspekt dieser Ausführungsform kann es wünschenswert sein, den Innenraum 21 des Auffanggefäßes 12 zu spülen. Dies kann durch einen hinreichenden Rückzug der zweiten Bohrvorrichtung 44a erfolgen, sodass die Öffnungen 238 im Innenraum 21 offen liegen. Die Flüssigkeit kann dann über eine geeignete Anschlussstelle in der Wand 43 des Auffanggefäßes 12 entleert werden.
Die kontaminierten Flüssigkeiten aus der bzw. den Bohrvorrichtung(en), dem Auffanggefäß oder dem/den Behälter(n) im Auffanggefäß können einer geeigneten Aufbereitungsanlage zugeführt werden.
Obschon diese Erfindung und ihre Vorteile detailliert beschrieben wurden, ist zu beachten, dass sie verschiedensten Änderungen, Ersetzungen und Variationen unterzogen werden kann, ohne vom Geist oder Umfang der Erfindung abzuweichen, der in den folgenden Ansprüchen definiert ist.

Claims

Fluid-Rückgewinnungssystem (10) zum Rückgewinnen von Fluid aus einem Behälter (14), wobei das Fluid-Rückgewinnungssystem (10) umfasst: ein Rückgewinnungsgefäß (12) mit einem Gefäßinneren, um den Behälter (14) durch eine Öffnung (18) aufzunehmen; einen Verschluss (19) zum Ausbilden einer fluiddichten Abdichtung zwischen dem Inneren des Rückgewinnungsgefäßes (12) und einer äußeren Umgebung; und eine Plattform (18), die innerhalb des Rückgewinnungsgefäßes (12) angeordnet ist, um den Behälter (14) zu unterstützen; eine Bohranordnung (44, 44a); dadurch gekennzeichnet, dass das System (10) ferner eine Niederhaltanordnung (36) umfasst; wobei ein Behälter (14), der auf der Plattform (28) angeordnet ist, durch die Niederhaltanordnung (36) gegen die Bohranordnung (44, 44a) vorgespannt ist, um eine Abdichtung zwischen dem Behälter (14) und der Bohranordnung (44, 44a) auszubilden.
Fluid-Rückgewinnungssystem (10) nach Anspruch 1, wobei das System ferner Trägermittel (32) umfasst.
Fluid-Rückgewinnungssystem (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das System ferner eine zweite Bohranordnung (44a) umfasst, die mit der Niederhaltanordnung (36) verbunden ist.
Fluid-Rückgewinnungssystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Niederhaltanordnung (36) wenigstens eine hydraulisch betätigte Stange (40) umfasst.
Fluid-Rückgewinnungssystem (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die Trägermittel (32) wenigstens eine Feder (32) umfassen.
Fluid-Rückgewinnungssystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Bohranordnung (44, 44a) ein Gehäuse (90) umfasst, das einen Anschluss (66) für das Entfernen von Fluid aus dem Behälter (14) über das Innere des Gehäuses (90) aufweist.
Fluid-Rückgewinnungssystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Bohranordnung (44, 44a) ferner Mittel zum Einbringen eines Spülfluids umfasst.
Fluid-Rückgewinnungssystem (10) nach Anspruch 7, wobei die Mittel zum Einbringen und zum Extrahieren von Spülfluid für irgend eines der folgenden Spülfluide geeignet ist: (i) ein flüssiges Lösungsmittel, (ii) ein flüssiges Reaktionsmittel, (iii) Dampf und (iv) ein flüssiges Sprühmittel.
Fluid-Rückgewinnungssystem (10) nach einem der Ansprüche 7 bis 8, wobei das Spülfluid und/oder die Außenseite des Rückgewinnungsgefäßes beheizt sind.
Fluid-Rückgewinnungssystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das System ferner eine Heizeinrichtung für das Gefäß (12) umfasst.
Fluid-Rückgewinnungssystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Niederhaltanordnung (36) ein Gehäuse (90) gegen die Wand des Behälters (14) vorspannt, um eine fluiddichte Abdichtung zwischen dem Gehäuse (90) und der Wand des Behälters (14) auszubilden.
Fluid-Rückgewinnungssystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das System ferner umfasst: einen ersten Druckdetektor (62) in Kommunikation mit einer longitudinalen Bohrung (82) der Bohranordnung (44, 44a) zum Messen eines ersten Drucks in der longitudinalen Bohrung (82), und einen zweiten Druckdetektor (71) in Kommunikation mit dem Inneren eines Gehäuses (90) der Bohranordnung (44, 44a) zum Messen eines zweiten Drucks innerhalb des Inneren des Gehäuses (90).
Fluid-Rückgewinnungssystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das Rückgewinnungsgefäß (12) einen Anschluss in einem unteren Abschnitt davon für das Entfernen von Fluid aus dem Inneren des Rückgewinnungsgefäßes (12) aufweist.
Fluid-Rückgewinnungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bohranordnung eine Bohranordnung (44, 44a) zum Durchdringen der Wand des Behälters (14) umfasst, wobei die Bohranordnung (44, 44a) zumindest teilweise eine longitudinale Bohrung (82) definiert und ferner umfasst: eine Welle (102), die innerhalb der longitudinalen Bohrung (82) für eine Rotationsbewegung angeordnet ist, Durchdringungsmittel (84, 84a), die an einem Ende der Welle (102) zum Durchdringen der Wand des Behälters (14) angebracht sind, Mittel (46, 46a), um die Welle (102, 102a) zu rotieren, wobei die Bohranordnung (44, 44a) umfasst: ein Gehäuse (90), das mit der longitudinalen Bohrung (82) ausgerichtet ist, um die Welle (102, 102a) aufzunehmen und eine Fluidabdichtung zwischen dem Behälter (14) und der Bohranordnung (44, 44a) auszubilden, und eine Abdichtungsanordnung (98) zum Ausbilden einer Fluidbarriere zwischen dem Inneren des Gehäuses (90) und dem Rest der longitudinalen Bohrung (82).
Fluid-Rückgewinnungssystem nach Anspruch 14, wobei die Bohranordnung (44a) ferner einen Antriebsmechanismus umfasst, der auf die Welle (102a) angewendet wird, um selektiv die Welle (102a) und die Durchdringungsmittel (84a) relativ zu dem Behälter (14) zu bewegen, wobei der Antriebsmechanismus umfasst: einen Rahmen (227), einen Motor (221), eine Vielzahl von mit Gewinden versehenen Stangen (225, 226), die mit dem Rahmen (227) gekoppelt sind, und eine Vielzahl von Zahnrädern (222, 223, 224), die mit dem Motor und der Vielzahl von mit Gewinden versehenen Stangen (225, 226) gekoppelt sind, wobei die Vielzahl von Zahnrädern (222, 223, 224) durch einen zweiten Motor (38) angetrieben werden, um die Vielzahl von mit Gewinden versehenen Stangen (225, 226) zu drehen, um die Durchdringungsmittel (84a) selektiv relativ zu dem Behälter (14) zu bewegen.
Fluid-Rückgewinnungssystem nach Anspruch 14 oder 15, wobei der Behälter (14) innerhalb des Rückgewinnungsgefäßes (12) umschlossen ist.
Verfahren zum Entfernen von Fluid aus einem Behälter (14) mit einer Wand unter Verwendung eines Fluid-Rückgewinnungssystems nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Anordnen des Behälters (14) innerhalb des Rückgewinnungsgefäßes (12), Antreiben einer Bohranordnung (44, 44a) einschließlich eines Gehäuses (90, 90a) gegen den Behälter (14), um eine fluiddichte Abdichtung zwischen dem Behälter (14) und dem Gehäuse (90, 90a) auszubilden, Anordnen der Durchdringungsmittel (84, 84a) in dem Gehäuse (90, 90a), Durchdringen der Wand des Behälters (14) mit den Durchdringungsmitteln (84, 84a) und Entfernen des Fluids aus dem Behälter (14) durch das Gehäuse (90, 90a).
Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Verfahren ferner die Schritte umfasst: Antreiben eines zweiten Gehäuses (90, 90a) gegen den Behälter (14), um eine fluiddichte Abdichtung zwischen dem Behälter (14) und dem zweiten Gehäuse (90, 90a) auszubilden, Anordnen von zweiten Durchdringungsmitteln (84, 84a) in dem zweiten Gehäuse (90, 90a), Durchdringen der Wand des Behälters (14) mit den zweiten Durchdringungsmitteln (84, 84a) und wobei das Fluid aus dem Behälter (14) von dem untersten Gehäuse (90, 90a) bewegt wird.
Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, wobei das Verfahren ferner die Schritte umfasst: Beaufschlagen wenigstens eines Gehäuses (90, 90a) mit Druck, um die Dichtheit wenigstens einer Fluidabdichtung zu überprüfen, wobei der Überprüfungsschritt vor dem Durchdringungsschritt durchgeführt wird, und Einbringen eines inerten Gases in den durchdrungenen Behälter (14) durch wenigstens ein Gehäuse (90, 90a), um das Entfernen des Fluids aus dem Behälter (14) zu erleichtern.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, wobei das Verfahren ferner die Schritte des Heizens eines Spülfluids und des Spülens des im Wesentlichen geleerten Behälters (14) mit dem Spülfluid umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, wobei das Verfahren ferner den Schritt des Beheizens des Gefäßes (12) umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 21, wobei das Verfahren ferner den Schritt des Aufbringens von Wärme auf eine Außenseite des Rückgewinnungsgefäßes (12) umfasst, um das Entfernen von Fluid aus dem Behälter (14) zu erleichtern.