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Verfahren und Einrichtung zum Entfernen des Erdölkokskörpers aus einer
Verkokungsretorte Die Erfindung bezieht sich auf das Entfernen des Erdrilkokskörpers
aus einer Verkokungsretorte mit Hilfe eines Wasserstrahles. Das Zerkleinern von
Kohle mit einem Hochdruckwasserstrahl ist im Bergbau bereits bekannt. Dieses Gebiet
liegt aber dem Gebiet der Erdölverarbeitung so fern, daß eine Übertragung einer
auf einem Gebiet bekannten Maßnahme in das andere wohl nicht als naheliegend betrachtet
werden kann. Auch war nach dem Bekannten keineswegs vorher zu sagen, ob überhaupt
eine Zerteilung und Ablösung der in Reaktionsbehältern bei hohen Temperaturen gebildeten
Koksschichten mit Wasser möglich sein würde.
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Es ist auch bereits bekannt, Retorten, insbesondere solche vorn Zinköfen,
mit Hilfe eines Druckluft- oder Dampfstrahles zu entleeren. Derartige Maßnahmen
sind aber zur Entfernung harter Ablagerungen, wie Erdöllooks, nicht brauchbar. Für
gewöhnlich geschieht die Entfernung von Erdölkoks aus den Reaktionskammern der Spaltanlagen
in der Weise, daß ein von Anfang an in die Kammer eingehängtes Stahlkabel nach Ablauf
einer Arbeitsperiode mit Hilfe von Dampfwinden wieder herausgezogen wird, wodurch
die Koksmasse aufbricht. Hierbei ist jedoch ohne nachträgliche umfangreiche Handarbeit
bei der Reinigung der Kammern nicht auszukommen. Außerdem wird der entfernte Koks
durch den darin enthaltenen Eisendraht für viele Zwecke unbrauchbar.
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Gemäß der Erfindung wird der Erdölkokskörper aus der Verkokungsretorte
in der Weise entfernt, daß der Kokskörper durch einen Druckwasserstrahl zerschnitten
wird und die entstehenden Klumpen aus der Retorte herausgespült werden.
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Die Erfindung sei an Hand der Zeichnungen näher erläutert.
Fig. i zeigt perspektivisch eine zylindrische |
Realctionsl;2crnni(2r und die allgemeine Anlage' |
des %ntk@@l;ungssystems. Fig. 2 ist eine ver- |
@rütlerte perspektivische Darstellung d-r |
Führung für das Wasserzuleitungsrohr. |
I#i-. 3 ist eitre 11:r-spektivische Ansicht des |
@@@asserschir-,nes. Die Fig.4, 5 und h sind |
-,enkr,-clite Schnitte durch die ReaktIons- |
kanitlier, welche aufeinanderfolgende Stufen |
;,#eniül' einer Au:führnn-sforrn des Verfahrens |
erläut:rn. Fil-.7 ist ein senkrechter Schnitt |
furch d_L den Schneidstralil liefernde' Düse. |
I# i-. ist eine perspektivische Ansicht des |
Räunnnigsdüsenl;opfes. Fig. g ist ein Längs- |
schnitt durch eine I)iisenspitze, die auf dein |
I)üsela;opf gemüll Fig.8 verwendet wird. |
Fig. 10 ist eine perspektivische Ansicht des |
I-.:iu 17tdüsenl;ol3fes. Fig. i i ist ein Längs- |
schnitt <furch die Düse, die in Verbindung |
rnit cIern Düsenkopf gemäß Fig. io verwendet |
wird. Fi-. 12 ist eine perspektivische Dar- |
stellun- des Flansches, der am oberen Ab- |
schnitt des Düsenl;ohfes gemäß Fig. io durch |
Fot_::en 1iefcstigt «-erden kann, und Fig. i3 ist |
eine Seiteiiansiclit einer geänderten Forrn |
e.in@s Düsenkopfes, welcher geeignet ist zur |
Durchführung der ersten b; ideti Arbeitsstufe n |
des Verfahrens. Fig. i-. ist eine Seitenansicht |
(teilweise geschnitten) eines zusammengesetz- |
ten Düsenkopfes, dessen unterer Teil zwecks |
Verdeutlichung uni einen Winkel von -o° ge- |
dreht ist. Fig. 15 ist eine vergrößerte Drauf- |
sieht des oberen Teiles des in Fig. 14 gezeich- |
neten Kapfes. Fig. 16 ist ein schematischer, |
senkrechter Schnitt, welcher eine Art der An- |
wendung des zusammengesetzten Düsenkopfes |
g äß Fib. el |
etni - 14 erläutert. Fig. 17 zeigt den |
oberen Teil des Düsenkopfes gemäß Fig. 14 |
in der rechten Hälfte im Schnitt in Richtung |
1;-1; der Fig. 14 und in der linken Hälfte |
in Ansicht. Fig. 18 ist ein horizontaler |
Schnitt nach der Linie i$-18 der Fig. 14. |
Fig. ig ist eine teilweise Seitenansicht des |
unteren Endes des Düsenkopfes nach Fig. 1d.. |
Fig. 2o ist eine teilweise geschnittene Seiten- |
ansieht einer geänderten Form eines der |
Abschnitte des Düsenkopfes gemäß Fig.14. |
Fig. -21 ist eine teilweise Seitenansicht im |
rechten Willke' Zu hig. -2o. Fig. :22 ist ein |
horizontaler Schnitt nach der Linie 22-22 der j |
Fig. 20. Fig. =3 ist eine Ansicht eitles Spezi- |
ollen Verbinduligss tückes, das einen Teil der |
in Fig. 20 gezeichneten Vorrichtung darstellt, |
und Fig. 2.1, erläutert in schematischer Dar- |
stellung die Anwendungsweise des Düsen- |
k,>pfes nach der in Fig. =(-) bi: ?3 dargestell- |
teil Ausfiiiir-ttnnsforni. Fig. 2 5 ist ein |
Schnitt durch einen Düsenkopf, wel- |
cht#r zur Durchführung der ersten der beiden |
_@l-licitsstufen ('1,s '"erfahrens geeignet ist. |
Fiel". 2(-l ist ein Grundriß hiervon. Fig.
27 ist 1 |
einschematischer, senhrecht.@ Schnitt, welch:r |
die Anwendung dieses Düsenkopfes erl:iutert. |
I# il;. 28 ist eine teilweise geschnittene Seiterl- |
ansicht des unteren rotierenden TelIe# einer |
.änderten Attsführtingsforni eine: solchen |
,1)iisenlcopfes, Fig. @r> ist ein Grundrill der |
in Fig. =8 dar-estellten Vorrichtung, und |
Fig.30 ist eine ver"rößerte "Peilansicht der |
Kante der Schnittplatte in Riclitting der |
Linie ;0-3o von Fit. >>. |
Das vorliegende Verfahren grün;let :ich |
auf die Entdeckung. claß l;ohlenstorthaltige |
Materialien von der oben beschriebenen Art |
wirksam aufgebrochen tina auden Behälterri |
entfernt werden können durch die Einwir- |
kung- eines Wasserstrahles, der so gerichtet |
ist, dal:') er eine schneidende Wirkung auf die |
Alilager-ung aus kohlenstotihaltigern Material |
ausübt. Dies wird dadurch bewirkt, dafl rnan |
das Wasser mit Hilfe einer entsprechend aus- |
gebildeten Düse richtet, so dall : eine starke |
Stoßwirkung auf die Masse :1es zu entfernen- |
den festen Körpers auf einer niögliclrst |
kleinen Fläche ausübt. Die erste Wirkung des |
Wassers bestellt hierbei darin. das feste |
Material in Stucke zti z:rsclineiden und das |
Anfressen auf ein Mindestmal' zti beschrän- |
ken. Für die hauptsächliche Schneid- oder |
Brechwirkung werden vorzugsweise Wasser- |
strahlen verwenflet, «-elche Geschwin<lirkeiten |
voll mehr als 61 in in der Sekunde aufweisen, |
und die besten Ergebnisse werden erzielt rnit |
Geschwindigkeiten von etwa -i bis 152 m in |
der Sekunde und höher. welche zusammen- |
gehalten sind. Unter zusammengehaltenem |
Strahl wird, ein Strahl verstanden, welcher |
vor denn Auftreffen im wesentlichen nicht |
bricht oder versprüht. Es ist außerdem er- |
wünscht, einen Strahl von ausreichender |
Stärke zu benutzen, um eine Stoßwirkung |
von mehr als etwa 45 kg hervorzurufen, wo- |
bei die besten Ergebnisse erhalten werden |
mit Strahlen, welche eine Stoßwirkung |
zwischen etwa go und 136 kg oder darüber |
haben. Wenn geringere Geschwindigkeiten |
verwendet werden oder wenn die Ausbildung |
der Düse derart ist, daß der Strahl bricht, |
wird die Schneidwirkung wesentlich v;@r- |
ringert und das Anfressen verstärkt. Hier- |
durch erhöht :ich die zur Entfernung des |
festen 'Materials erforderliche Zeit wesentlich; |
dies ist außerdem auch oft unerwünscht, da |
es häufig vorteilhaft ist, möglichst große |
Stücke und Koks voll Eiergröße zti erzeuneri. |
Beispielsweise kann ein. Wasserstrahl benutzt |
werden, welcher aus einer Düse von o.9.3 cni |
Durchmesser rnit einer Geschwindigkeit voll |
etwa 1 i :" in in der Sekunde ausströmt. Ein |
solcher Strahl übt einen Stoß von etwa 96 kg |
auf einer Fläche aus, «-elche nur wenig größer |
ist als etwa 0,7 dcrn, d. h. als der Querschnitt |
der Düse. Das vorliegende Verfahren ist jedoch nicht auf die hier
erwähnten, speziell beschriebenen Beispiele beschränkt.
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Das Verfahren gemiiß Erfindung umfaßt nach der bevorzugten Ausführungsform
die Arbeitsstufen der rohrförmigen Aushöhlung (los Körpers aus dein zu entfernenden
Material, entweder mit Hilfe eines Wasserstrahles oder Drillbohrers zweclzs Ausbildung
eines Bohrloches oder einer rohrförmigen Öffnung, und des Abspren-ens des Materials
durch radial nach außen gerichtete Schnei:lstrahlen der oben beschriebenen Art von
der Öffnung aus. Damit die Einrichtung, weiche erforderlich ist zur Erzeugung der
Sc'Lineidstrahlen, in die Öffnung eingeführt «-erden kann, kann die Aushöhlung in
zwei Stufen durchgeführt werden, wobei in der ersten Stufe eine enge Öffnung erzeugt
und diese in der zweiten Stufe vergrößert odererweitert wird.
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In den Zeichnungen'ist i eine Kohskamtner eitler üblichen Spaltanlage,
welche von einem Fundament oder Gestell 2 getragen wird und am oberen Ende finit
einem Mannloch 3 sowie am unteren Ende mit einem Mannloch 3"
(vgl. Fig. 4.)
verseh°n ist. Über der Kokskammer ist der Turm 4 montiert, welcher mit einem Paar
vertikaler Schienen 5 mit [J-förniigtin Querschnitt ausgerüstet ist. Es ist eilte
Rohrführung 6 angeordnet, welche senkrecht all den Schienen entlang verschiebbar
ist und durch ein Kabel getragen wird, w; lclies über ein°n Block 7 führt und auf
einer Trommel 8 aufgewunden ist, die durch eine geeignete Kraftduelle angetrieben
wird. Die Rohrführung 6 trägt ein senkrechtes Wasserzuleitungsrohr 9, welches konzentrisch
zu der Kokskammer angeordnet ist. Das Wasser kann dieser Leitung von dem Behälter
io aus über die Pumpe i r, da.s Steigrohr 12, die schwenkbare Verbindung 13, Leitung
14 und ein Rohrpaar 15, 16 zugeführt werden. Die Rohre 15 und 16 sind um eine horizontale
Achse gegenüber dem Rohr i.I .drehbar angeordnet, wie bei 17 dargestellt ist, und
sind in ähnlicher Weise schwenkbar in bezug auf das Verbindungsstück 18. Hierdurch
wird ermöglicht, daß die Rohre 15 und 16 gegen das Rohr 9 zu und von diesem weg
schwingen, wenn die Rohrführung 6 senkrecht bewegt wird,. und daß das Rohr 14
Uli' seine gelenkige Verbindung 13 schwingt. Eine drehbare Verbindung 18a
ermöglicht das Drehen des Rohres 9 um seine eigene Achse.
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Um Koks aus der Kammer zu entfernen, wird der obere Mannlochdeckel
abgenommen und ersetzt durch eine Führung für das Wasserrohr, welche eine Platte
i9 aufweist, die mit dem oberen Mannloch der Kamilier verschraubt werden, kann.
Die Platte i9 ist zur Vermeidung von Druck durchbrochen und weist Stützen 2o auf,
«-elche eitle Führtingsplatte -21 tragen. Die Platten 19 und 21 sind iri der Mitte
durchbohrt, so daß sich das U-asserzuleitungsrohr 9 nach unten in die hamnier erstrecken
kann und bei seiner senkrechten Bewegung geführt wird. An den Stützel% 2 2 ist ein
Fußbremshebel befestigt, der einen Bremsschuh 23 trägt, welcher finit dein- Wasserzuleitungsrohr
9 in Berührung gebracht werden kann.
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Das Fun.dainent 2 trägt ein. Winkeleisen 24. mit Löchern 2; zur Aufnabine
von (nicht urgestellten) Führungen für eine Schutzplatt,-, illit konvexer 0herfliiclie.
die als @"eriiindungsstiick zwischen Iiolcswagen tin l zur Vermeidung des Verschütten-,
von Koks auf die Gleise während des Ladens, weint die Wagen in ihre Stellung gebracht
werden, dient. Ein Wasserschutzschild 27 (Fig. 3) kann durch flakeil 2" unterhalb
des unteren Kammermannloches 3" befestigt werden. Es weist einen mittleren
Schlitz 28 auf, der das Hindurclitreteil des Wasserzuleitungsrohres nach unten in
der später beschriebenen Weise ermöglicht, und außerdem längs des ScliliLzes 28
und all seiner Peripherie nach oben gerichtete Flansche.
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Unterhalb des Fundaments 2 ist ein trogförmigerKanal 29 zum Ableiten
des Wassers in ein Absetzbecken 30 vorgesehen. Quer durch das Absetzbeckell
30 erstreckt sich eilte Zwischenwand 31. Das Absetzbecken ist mit dem Behälter
io -durch Leitungen 3 : verbunden. Zwei Platten 33 aus Beton leiten das Wasser in
die Rinne 29. Schienen 3 4 für die kippbaren Kokswagen führen unter die Kokskammer
i.
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Eilte Schneid- oder Bohrdüse 35 (Fig. 7),
welche mit einer Verengung
36 und einer erweiterten Auslal-öffnun- 37 versehen ist, kann mittels des außen
angebrachten Schraubengewindes 38 an dem Wasserzuleitungsrohr befestigt werden.
Sie weist einen kleinen äußeren Durchmesser auf, welcher etwa dem Außendurchmesser
des Wasserzuführungsrohres 9 entspricht.
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Der Räumungsdiisenkopf (Fig. 8 und 9) besteht aus -einem hohlen Teil
39, der finit Hilfe von Kugella-ern drehbar all einem zentralen Rohr befestigt ist.
welches ein Gewinde .Io zwecks Verbindung mit dem Wasserzuleitungsrohr aufweist.
An dein Körper 39 sind mehrere gebogene Rohre 41 befestigt, welche mit dem Innenraum
des Körpers 39 und mit dem Zuleitungsiohr 9 in Verbindung stehen und Rückschlagdüsen
1.2 tragen, die so angeordnet sind, daß das aus diesen ausfließende Wasser den Düsenkopf
durch die Wirkung des @\"assers auf die gehogenen
Rohre in Rotation
versetzt. Zwei einander gegenüber angeordnete Düsen sind unter einem Winkel vörl
etwa 30° gegen die Horizontale nach unten gerichtet, und da: zweite Paar ist unter
einem Winkel von etwa .15' zur Horizontalen nach oben gerichtet. Am oberen Ende
des Körpers 39 sind zwei Kratzer .13 mit scharfen - Vorsprüngen befestigt.
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Der Hauptelüsenlcopf, -welcher die Schneiddüsen trägt (Fig.io bis
12), besteht aus eirein oberen und einem unteren Teil und ist vorzugsweise nicht
drehbar mit dein Zuleitungsrohr 9 verbunden. Der obere Teil bestellt aus eirein
Rohr d4., -welches durch Schraubengewinde an seinem oberen Ende finit der Wasserzuleitung
9 verbunden werden kann, und trägt eine Flanschplatte 45, -welche am unteren Ende
aufgeschraubt ist. Zwei gebogene Rohre d.6. welche mit dem Rohrinnern in Vz:rl)inclung
stehen, tragen Düsen 47 und sin;i so geformt, daß sie einen Wasserstrom unter einem
Winkel von etwa 30° zur Horizontalen nach unten richten. Die Achsen der Düsen stehen
schräg zu der Achse des Rohres 44, so daß das Wasser auf den Düsenkopf eine drehende
Einwirkung ausübt. Die Düse d.; bestellt, -wie in Fig. i i dargestellt, aus einem
konischen "feil 4,9 und einem sich all diesen nach rückwärts anschließenden, mit
Gewinde versebenen Verbindungsteil. welcher bei d9 zvlindrisch Abgesetzt ist und
eine Büchse 5o enthält, -welche axial verlaufende Richtflügel 5l aufweist. Es ist
-wesentlich, diese Düsen und die Düsen d.7a so auszubilden. daß ein Wasserstrahl
entstellt, -welcher im -wesentlichen nicht vor dein Auftreffen auf die Koksmasse
bricht, -wodurch die günstigste Schneidwirkung erzi-°lt -wird, da für das vorliegende
Verfahren das Zerschneiden der Koksschicht im Gegensatz zurr Anfressen -wesentlich
ist. Es ist auch erwünscht, die Düsenplatte 4.2 und die Diise 35 so auszugestalten,
daß ein Brechen und Zerstreuen des Wasserstrahles möglichst vermieden wird.
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Der untere Teil des Hauptdüsenkopfes besteht aus dem senkrechten Rohr
52, auf welchem zwecks Befestigung an der Flanschplatte 45 eine finit Bolzen 5-1
versehene Flanschplatte > 3 befestigt ist. -Mit dem unteren Elide des Rohres 5 2
sind zwei Düsen .ha mit ähnlicher Ausbildung wie die Düsen .1; derart angeordnet,
cläß sie um schwenkbare Verbindungen 55 nach oben geschwenkt werden können. Ketten
56 halten normalerweise die Düsen 4;a in eirein Winkel von etwa d.5^ zur Horizontalen.
An (lern offenen Teil d.4 kann, wenn der untere "-'eil und der Flansch 53 abgenolninen
sind, ein Abschlußflansch 5; mit Dichtungsplatte 5;a angebracht werden. Gewü nschtenfalls
kann mit der Kokskaininer in der \iilie des oberen Endes ein t'l..)erlaufrohr ;c)
verbunden sein, welches mit einem Verschlußhahn 58 versehen ist. Die Düsen, insbesondere
die Bohrdüse 35, -werden vorzu-s--veise aus gehärtetem Stahl hergestellt, da sie
einer beträchtlichen Abnutzung unterworfen sind.
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In Fig. 13 ist eine geänderte Ausfiihrungsforin eines Düsenkopfes
dargestellt. -welcher zur kombinierten Durchführung der Schneid-und cler Räumwirkung
geeignet ist. Er bestellt aus einem Mittelrohr6o mit Schraubengcwiiide 61 zweclzs
Befestigung an dem @%'asscrzuleitiingsrohr 0. An deln Rolir 6o ist mittels Kugellager
einringförmiger, rotierender hopf 6 2 befestigt, welcher eine Mehrzahl von Düsenplatten
.12a ähnlich den in Fig. 9 dargestellten Düsenplatten 42 trägt. Die Düsenplatten
sind um etwa 30' gegenüber der 1-lörizontalen nach unten geneigt und -werden
Pils dein Rohr 9 und durch gebogene Leitungen (j3 mit Wasser versorgt. Die Leitungen
c-@3 «erden durch Verstärkungsplatten 6.1 gestützt, -welche an dein Kopf 02 befestigt
sind und mit diesem rotieren. Unterhalb der Platteil 6.1 ist ein Drillbohrer 65
angeordnet. Die Platten 0.l haben nach unten gebogene Endlcanten, und die Kanten
sind als Schneidl>anten ausgebildet und vorzugsweise aus Stellitlegicrung hergestellt
und geschliffen.
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Das Entfernen von Koks gemäß der Erfindung erfolgt in der nachstehend
beschriebenen-«'eise.
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Die Kokskammer -wird zuerst abgekühlt z. l'). durch Einführen
vor. Dampf -während eines Zeitraumes von 15 bis 3o Minuten und nachfolgendes Einleiten
von Wasser -während eines Zeitraumes von 30 -Minuten bis 2 Stunden. Das Wasser
kann durch die üblichen Verbindungen oder Druckleitungen,-die hierfür vorgesehen
sind, eingeleitet -werden. I?s ist bchn -vorliegenden Verfahren nicht erfor-!lerlicli,
die hol<sl:ainnier in dein Ausniafle abzukühlen. -wie es bei dem Kabelverfahren
notwendig ist. Die Arbeitsweise iiacli der bevorzugten Ausführungsform unifaßt dann
die folgenden drei Stufen: In der erstell Arbeitsstufe (Fig. 4-) -wird die 111--amnie
r oben und unten geöffnet und die Führung für das Wasserzuleitungsrohr am oberen
Mannloch 3 befestigt. Die Rolirfiihrung (i wird bis zur Spitze des Turmes angehoben
und die Bohrdüse 35 an dem unteren Ende des Rohres 9 befestigt. Rohr und Düse werden
dann in die Kammer gesenkt und Wasser unter hohem Druck. z. B. von etwa 5.151g,
gemessen an der Pumpe, zugeführt, so (lall ein Wasserstrahl mit hoher Geschwindigkeit
nach unten gerichtet wird. Die Zufuhrgeschwindigkeit kann beispielsweise 1,S
bis
3,4 cbm in der Minute oder höher sein, wobei eine Bohrdüse verwendet wird, welche
etwa 20,3 cm lang ist, eine Verengung von etwa 1,9 bzw. 3 cm und eine Austrittsöffnung
von etwa 2,2 bzw. 2,5 cm aufweist. Das Wasser bohrt ein senkrechtes Loch durch den
Koks von ausreichendem Durchmesser, um freie Bewegung des Zuleitungsrohres zu ermöglichen.
Während dieser Einwirkung wird das Rohr, welches durch die Platten i9 und 21 geführt
ist, allmählich gesenkt. Obwohl das Loch von oben durchgebohrt wird, strömt das
Wasser in den meisten Fällen durch das untere Mannloch aus, ohne die Kammer zu überfluten.
Die feinen Koksteilchen, welche durch diese Behandlung losgelöst werden, werden
in dem Hauptkörper der Koksauskleidung verteilt. Wenn es sich um äußerst harte oder
asphaltische Koksschichten handelt und der Durchfluß des Wassers durch diese ungenügend
ist, kann das Überlaufrohr 58 zum Ableiten des Wassers verwendet werden. In den
meisten Fällen jedoch kann die Kammer vom Boden her entleert werden, indem man die
Wasserzufuhr für einen Augenblick abstellt. Wenn abnormale Ablagerungen von asphaltischem
oder besonders hartem Koks vorliegen, kann es auch erforderlich sein, das Rohr mit
Düse etwa 3o oder 6o cm über die verstopfte Stelle hochzuheben und fallen zu lassen
und dies zu wiederholen, bis dieSchicht durchgebrochen ist, wobei das Kabel der
Winde und die angetriebene Trommel 8 oder eine von Hand angetriebene Hilfswinde
verwendet werden können.
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Um die erforderliche Höhe des Turmes zu verringern, kann das Zuleitungsrohr
9 aus zwei oder mehreren Abschnitten bestehen, wobei nacheinander Abschnitte angesetzt
werden, wenn die Rohrführung 6 ihre unterste Stellung am unteren Ende der. Schienen
5 erreicht hat.
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Die erste Arbeitsstufe kann auch durchgeführt werden durch Bohren
mit einem Drillbohrer, wobei vorzugsweise Wasser eingeführt wird, um das losgelöste
Material auszuwaschen. Es kann auch in der Kokskammer vor dem Verkoken ein hohles
Rohr angeordnet und dieses dann mit Hilfe einer Winde herausgezogen werden, so daß
eine zentrale öffnung zurückbleibt.
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Ziel der zweiten Arbeitsstufe (Fig. 5), die manchmal ausgelassen werden
kann, ist die Vergrößerung des zunächst erzeugten Loches auf einen Durchmesser von
etwa 4.5 bis 6o cm, um die Anwendung des Düsenkopfes in der letzten Arbeitsstufe
ohne Zerstören der Koksschicht zu ermöglichen. Diese Arbeitsstufe kann betrachtet
werden als eine Fortsetzung der Aushöhlung in der vorstehend beschriebenen ersten
Stufe. Nach Beendigung der ersten Stufe reicht die Düse 35 durch das untere Mannloch
3a hindurch bis unter die Kokskammer. Der Wasserschutzschild a7 wird unterhalb der
Kokskammer angebracht, so daß sich das Rohr 9 durch den Schlitz 38 erstreckt, und
an Stelle der Düse 35 wird der Räumungsdüsenkopf befestigt. Der Schutzschild 27
wird entfernt, und dann wird das Rohr mit den Düsen durch die Kammer hochgezogen
und voller Wasserdruck angewendet, so daß der Düsenkopf mit hoher Geschwindigkeit,
wie z. B. iooo Umdrehungen in der Minute, rotiert. Die Geschwindigkeit des Wasseraustritts
kann z. B. 1,8 bis 3,4. cbrn in der Minute oder höher sein, wobei zwei oder mehr
Düsen 4.2 mit Auslaßöffnungen von etwa o,95 cm verwendet werden. Das Rohr und der
Düsenkopf werden dann allmählich bis zum oberen Ende der Kammer gehoben, und nach
Erreichen des oberen Endes wird das Wasser abgestellt. Die Kratzer 4.3 sind in erster
Linie vorgesehen, um ein Aufliegen von Koks auf dem Düsenkopf und ein Bremsen der
Rotation zu verhindern, da die Hauptschneidwirkung durch das Wasser erfolgt.
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Die zweite Arbeitsstufe kann gleichzeitig mit der ersten Stufe durchgeführt
werden, indem man die Bohrdüse auf den Räumungsdüsenkopf montiert, so daß das Wasser
in der Richtung der Kratzer .43 ausströmt, wobei in diesem Falle das Wasserzuleitungsrohr
9 an dem entgegengesetzten Ende des Körpers 39 befestigt ist. , Nach einer anderen
Ausführungsform kann der in Fig. 13 dargestellte Düsenkopf auf dem Zuleitungsrohr
9 in einer Stellung über der Koksauskleidung befestigt und das Wasser angestellt
werden. Durch die Wirkung des Wassers auf die Rückschlagdüsen .42a wird der Kopf
62 mit hoher Geschwindigkeit in Drehung versetzt, so daß der Drillbohrer 65 und
die scharfen Kanten der Flansche 6.4 den Koks zerschneiden. Das Wasser wäscht den
zerkleinerten Koks in der oben beschriebenen Weise aus. Da die Platter. 64 sich
radial über die äußersten Punkte der Düsen .42a erstrecken, bewegen sich diese in
dem Loch nach unten und vergrößern es auf die für die dritte Arbeitsstufe (Fig.6)
erforderliche Abmessung.
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Dies ist die Endstufe, während welcher der Hauptkörper des Koksniederschlages
aufgebrochen und vollständig aus der Kammer entfernt wird. Diese Arbeitsstufe wird
vorzugsweise ausgeführt nach Abschluß der ersten und zweiten Stufe; sie kann aber
auch gleichzeitig mit einer oder mit beiden durchgeführt werden, indem z. B. der
Hauptdüsenkopf mit dem Boden des Räumungsdüsenkopfes verbunden wird. Nach der bevorzugten
Ausführungsform wird der Räumungs-
düsenkopf nach Beendigung der zweiten Stufe |
gesenkt, so daß er unterhalb der Kokshammer |
liegt, und derWasserschutzschild 27 wieder be- |
festigt; dann wird der Hauptdüsenkopf an dein |
Wasserzuleitungsrohr an StAle des Räumungs- |
düsenkopfesbefestigt. Für diese erste Schtleid- |
wirkung wird der untere Teil des Haupt- |
düsenkopfes abgelöst und der Abschlußflansch |
57 an der Flanschplatte.Ij befestigt, wodurch |
das untere Ende des Rohres .1...1. geschlossen |
wird. Der Schild 27 wird abgenommen, die |
obere Hälfte der Einrichtung in die Kaninicr |
hochgehoben, und unmittelbar nachdem die |
Düse in der Stellung über dem Rand des |
Mannloches ist, läßt man das Wasser aus- |
strömen. Infolge der 1creisförnii,#eil Anord- |
nung der Düsen rotiert die Einrichtung ein- |
schließlich des Wasserrohres selbsttätig, wo- |
bei dieDrehgeschwindigkeit vorzugsweise lilit |
Hilfe der Fußbremse a2, 23 so geregelt wird, |
daß sie etwa zwei bis vier Umdrehungen in der |
Minute nicht übersteigt, wodurch die Wasser- |
strahlen nacheinander mehrere Richtungen |
annehmen. Die Drelig"eschwindigkeit hängt |
jedoch voll der Größe der zu reinigender. |
Kaninier ab; es ist erwünscht, die Dreh- |
5eschwindigkeit so zu regeln, daß bei einer |
Umdrehung ein vollständiger kreisförmiger |
Schnitt durch die Koksmasse entstellt.- Wäh- |
rend das Wasser noch unter Druck stellt, wird |
die Einrichtung urn etwa 15 oder 1 8 cm ge- |
hoben und die Rotation fortgesetzt. In dieser |
U'eise wird fortgefahren, bis der Koks an- |
nähernd in einer Hölle von etwa 1,5 in, vom |
Loden der ILamnier aus gerechnet, entfernt |
ist. Das Wasser wird dann abgestellt, die |
Einrichtung gesenkt, der Wasserschild wied#2r |
befestigt, der Abschlußflansch 57 gelöst und der |
untere -teil des Hauptdüsenkopfes mit Hille |
der BOlzell 54 all dein senkrechten Rohrstück |
-,d. befestigt. Der Schutzschild 27 wird abge- |
nominell und der gesamte Düsenkopf mit |
Wasserzuleitungsrohr dann bis zum unteren |
Teil des Kokskörpers gehoben, wobei die Dii- |
sea d.711 nach oben angehoben werden, um |
das Uindurchtrcten durch das 'Mannloch zu |
erinii-lichen, worauf sie nach Einführung in |
die Kokskammer die in Fig. 1o dargestellt.e |
Lage einnehmen. Die Sprüheinrichtung wirü |
in der Kolcskainnier bis zu einer Lage hoch- |
-,-hoben, in welcher die kegelstumpfartige |
l: otationsfläche, welch(! durch die Achsen und |
Düsen .I7 bestimmt wird, gerade unterhalb de; |
hegelstumpfartigen Bodens des ILOksl:örpers |
liegt, wie in Fig. C; dargestellt. Dann wird |
der wolle Wasserdruck eingestellt und mit |
dein Ausspritzen begonnen. Die Geschwindig- |
keit der Zufuhr kann z. L. i,@ bis 3,4 cbm in |
,lor'Minute betragen, wobei Düsen 47 und .I;" |
wervenelet werden, welche Austrittsöfnunge n |
.-rat etwa ox)@ cm aufweisen. Die Düsen ..E; |
richten Wasserstrahlen nach oben, welche auf |
,lie Katnlnerwandung in derselben Hölle auf- |
treffen wie die nach unten, gerichteten Strah- |
le n aus den Düsen 47, «-elche vorzu,<',swei:c |
unter einem Winkel voll go= hierzu auT- |
treften; die Strahlen aus den Düsen 47a kön- |
nen jedoch auch etwas niedriger und in ver- |
schiedener Richtung eingestellt sein. Von |
diesem Punkt all ist die Arbeitsweise der für |
die zweite Arbeitsstufe beschriebenen ähnlich, |
indem das Wasserzuführungsrohr und der |
Düsenkopf hochgezogen werden, bis die ge- |
sanite Koksmasse vollständig aus der Koks- |
kanuner entfernt ist, wobei die Drehgeschwin- |
eliglceit auf etwa zwei bis vier Unidrehunge:i |
in der Minute eingestellt wird. |
Beispielsweise kann festgestellt werden, |
dala die gesamte Pumpzeit für die drei Stufet |
beim Entfernen von Kol~s aus einer Kaminur |
von etwa 12 in Höhe und etwa 3>5 m Durch- |
messer bei Anwendung der oben angeführten |
Wassrrzuführungsgeschwindigkeiten und Dü- |
sengrölien gewöhnlich zwischen i und |
21j., Stunden liegt. |
Während des Aussprühens ist ein Kipp- |
wa'-en unter der Kokskannner angeordnet. |
uni das Gemisch aus Wasser und Koks auf- |
zunehmen. Iss wurde festgestellt, daß die |
Hauptmenge des Kokses sich am Boden des |
Wagens absetzt und nur das äußerst feine Ge- |
inisch über die Seitenkanten oder durch die |
Durchbrechungen des Wagens abgeschwemmt |
wird. |
Das durch Schutzplatten 33 geführie |
Wasser fließt in den trogförtnigen Kanal 2o |
und führt den Köks mit sich. Es kann jede |
beliebige Zahl geeigneter Absetzbecken von |
der Art des Beckens 30 vorgesehen :eilt. |
\achdem die schwereren Koksteilchen sielt |
abgesetzt haben, fließt das teilweise gelaä rt@ |
Wasser durch eine Zwischenwand 31, welche |
die feineren Koksteilchen zurückhält. |
In manchen Fällen ist es lnöglicb. Villen ztt- |
sanniien1usetzten Düsenkopf (Feg. 14 bis t g ) |
zu werwendcn, welcher es gestattest, die zweite |
und die dritte Arbeitsstufe des Verfahren |
gleichzeitig mit einer einzigen Bewegung cles |
Wasscrzuführungsrohres durch die Koks- |
schicht hindurch durchzuführen. Ein solcher |
zusammengc-setzter Düsenkopf bestellt aua |
niehrcrun Abschnitten voll aufeinanderfolgend |
größeren radialen Ausmaßen, so dali je( _a- |
Abschnitt einen "feil des festen Materials licr- |
ausschneidct, um das Arbeiten des uärhaelt |
Abschilittes ohne unerwünschte Finwirkting |
zu ermöglichen. Wenn es auch vorgezogli |
wird, die oben beschriebene zweite und dritc@° |
Arlicitsstufe durch eine Aufwärtsbuwegung |
des all dein @fasserzufülirtingst-olir aufge- |
hängten 1)üsenlcopfes durchzuführen. woüui |
der rotierende Teil als Räunier ;lrbeitet, 4#o |
kann doch bemerkt werden, daß es nicht notwendig ist, den Düsenkopf
aufzuhängen, sondern daß es auch möglich ist, ihn zu stützen und nach oben zu treiben.
In diesem Fall kann die erste Arbeitsstufe (Boliistufe) g:--@ wünschtenfalls ausfallen;
durch den Rotor wird dann keine Räumungswirkung, sondern eine direkte hydraulische
Bohrwirkung ausgeübt. Die Bildung des rohrföxrnigen Kanal kann auch gleichzeitig
durch einen Drillbohrer bewirkt werden, welcher am vorstoßenden Ende des rasch rotierenden
Kopfes befestigt ist.
-
Gemäß Fig. 14 besteht der zusammengesetzte Düsenkopf aus drei in der
Achsrichtung übereinander angeordneten Abschnitten: einem Rotor oder obersten Teil,
«welcher sich von dem mit Schraubengewinde versehenen oberen Ende eines Rohres ioi
bis zu einem Verbindungsflansch io2 erstreckt, einain ersten schneidenden oder mittleren
Teil, welcher sich von dein Verbindungsflansch 1o3 bis zu dein Verbindungsflansch
io4 erstreckt, und einem zweiten schneidenden oder untersten Teil, welcher sich
von dem Verbindungsflansch ioj bis zum unteren Ende des Düsenkopfes erstreckt.
-
Die drei Abschnitte bilden, wenn sie in der gezeichneten Weise verbunden
sind, eine feste Einheit, welche an ihrem oberen Ende an einer Druckwasserzuleitung
befestigt werden kann und den Rotor sowie die erste und die zweite Serie der Hauptschneiddüsen
trägt. Wenn der Zwischenabschnitt oder der unterste Teil losgelöst wird, kann ein
Endflansch io6 an dein Flansch ioa bzw. 104 befestigt werden, um die untere Öffnung
abzuschließen.
-
Die Funktion des Rotorabschnittes (Fig. i.1, 15 und 1;) liegt
darin, eine Bohrung von ausreiehender Größe in die -Masse aus festem Material zu
schneiden, um das Eintreten der ersten oder führenden Schneiddüsenserie zu ermöglichen.
In der hier gezeichneten Ausführungsform wirkt er als Räunler, indem er die ursprüngliche
Bohrung vergrößert, welche das Wasserzuführungsrohr enthält. Die Wirkung kann jedoch
auch bloß schneidend sein, «wenn der Düsenkopf z. B. vom Boden her gestützt wird
und vorher keine Bohrung gebildet worden ist.
-
Eine Reihe von Austrittsöffnungen ios, welche in verschiedenen Höhen
zickzackförmig angeordnet sind, ermöglichen das radiale Ausfleßen von Wasser aus
dem Rohr ioi. Mittels der Schrauben i i i ist an dem Rohr ioi eine Hülse log befestigt,
welche mehrere Durchbrechungen ilo aufweist, die mit den Durchbrechungen iog zusammenfallen.
Zwei Kugellager, welche oberhalb und unterhalb der Hülse iog angeordnet sind, weisen
innere Kugelbahnen 112 und 113 auf, die in bezug auf das Rohr ioi fest montiert
sind, und äußere Kugelbahnen 114, 115, d'ie gegenüber dem Rohr drehbar sind. Ein
Ring i ic@: welcher an dein Rohr ioi befestigt ist, bic-tet der inneren Kugelführung
113 eine Stütze. Die Lager sind mit wasserfestem Fett gefüllt.
-
All den äußeren Kugelbahnen 11.4 und 11,5 ist mit Hilfe einer Hülse
118 und eines Abstandsringes i19 ein rotierendes Gehäuse 1l j befestigt;
die Teile 118 und i ig «-erden zusammengellalten durch einen Ring i-2o, weleher
durch Schraubenbolzen 121 an dem Gehäuse i 1; befestigt ist. Zwischen dem Boden
des Gehäuses i 1; und dein Ring i2o kann ein Dichtungsring eingesetzt sein. An dem
Gehäuse i 1; tuld an dein Ring 120 sind Bronzelüilsell 1=2 bzW. 123 Mit schrauben
befestigt. Diese weisen an ihren inneren, dein Rohr ioi zugekehrten Flächen ringförmige
Vertiefungen auf und wirken mit dein Rohr in der «eise zusammen, daß das Ausströmen
von Wasser oder von Lagerschmiermitteln verhindert wird. Nippel 124 und 1-23, welche
auf die Wandung des Gehäuses 11; an zwei diametral gegenüberliegenden Punkten aufgeschweißt
sind, stehen mit dem Innern des Gehäuses mittels Durchbrechungen 126 und 127, die
im Gehäuse und in der Hülse i 18 angebracht sind, in Verbindung, so daß sie von
dem Rohr ioi mit Wasser versorgt werden können. Jeder -Nippel trägt eine
stumpfe Düse 128, wobei ein Knieverbindungsstück von go-12g zwischengeschaltet ist,
um die Neigung der Düsenachse in der gewünschten Richtung zu ermöglichen. Ein kurzer
Metallstab i3o kann angelötet sein, um das Ablösen oder ein;: zufällige Richtungsverschiebung
der Düse zri verhindern.
-
Auf dem Gehäuse 11; sind durch Schraubenbolzen 134, 135 zwei
Kratzer 132 und 133 befestigt. Jeder Kratzer ist ausgerüstet mit mehreren pyramidenförmigen
Vorsprüngen 136, 137, die mit den Kratzern verbunden sind durch Verschweißen ihrer
Schäfte mit runden Sperrstücken i4o,. Die Kratzer sind nur zu dein Zweck vorgesehen,
um eine Störung der Wirkung des Rotors durch feste Körper zu verhindern; die erste
Schneidwirkung wird durch die Wasserdüsen bewirkt.
-
Das erste Schneidteilstiick (Fig. i.1 *nd 18) trägt die erste Serie
der Schneiddüsen. welche die führenden Hauptschneiddüsen darstellen, «wenn der Düsenkopf
axial in die Masse des festen Materials eingeführt wird.
-
Das nahtlose Rohr i-li, welches an dem Verbindungsflansch 103 befestigt
ist, steht in Verbindung mit dem Rohr ioi und mit einer Erweiterung l42. Am unteren,
sich verengenden Teil der Erweiterung 142 sind zwei gebogene Rohre 1.13 und i44
angeschweißt.
Jedes gebogene Rohr trägt eine lange, sich all-Z>
verjüngende Düse 145, deren Achse nach unten geneigt ist und vorzugsweise ztt derAchse
des Wasserzuführungsrohres schräg stellt, so daß die Wirkung des Wassers d;n Rohren
tot und 141 eine Drehbewegung erteilt. Ein Rohrstück 151 verbindet die Erweiterung
142 mit dein Verbindungsflansch, 104.
-
All der oberen schrägen Fläche. der Er-. weiterung 142 ist ein Schild
152 von elliptischem Querschnitt angeschweißt, welcher durch, inehirere radial verlaufende
Platten i53 an dein Rohr 151 befestigt ist. Der größte radiale äußere Durchmesser
der Schildplatte überschreitet etwas den radialer, Abstand d; r Spitzen der Düsen
145 von der Achse des Rohres 151. Es wird so verhindert, daß festes Material, welches
etwa durch den Rotor nicht beseitigt ist, die Düsen 145 behindert; außer- i dein
wird festes Material, welches durch den Rotor abgeschnitten worden ist, von den
1 Düsen abgelenkt.
-
Das zweite Schneidteilstück (Fig.14, 18
und ig) trägt die zweite
Serie der Hauptschneiddüsen, welche die nachfolgenden Hauptschneiddüsell darstellen,
wenn der Diisenkopf axial in die .Masse des festen Materials eingeführt wird.
-
Ein sich nach unten erstreckendes Rohr 15-1 ist all seinem oberen
Ende all dem Verbindungsflansch Ios befestigt und steht all seinem' unteren Ende
in Verbindung mit einer Erweiterung 155, 'die auf jeder Seite einen ippel 156 trägt,
der bei 157 mit einem schwenkbaren, gebogenen Verbindungsstück i58 verbunden ist.
Das schwenkbare, gebogene ' Verbindungsstück 158 ist verbunden finit einem gebogenen
Rohr 159.
-
Auf den Enden der Rohre 159 sind Düsen 14511 befestigt, welche die
zweite Serie der Hauptschneiddüsen darstellen; die Düsen liegen in einer senkrechten,
durch die Achse des 'Balires i 54 gelegten Ebene.
-
Die Rohre 1,59, welche so um die horizontale Achse der Nippel 156
infolge Anordnung der Verbindungsstücke 158 geschwenkt werden können, werden normalerweise
.gestützt durch einen klappbaren Steg, wie z. B. eine Kette 16o, welcher an Rohrschellen
161 und i(@2 befestigt ist. Die Düsen 145 und 145'? sind vörzugsweise unter goJ
zueinander allgeordnet, wie in Fig. 18 dargestellt, und die i Länge des Rohrstückes
151 wird vorzugsweise so gewählt, daß die Wasserstrahlen voll der Düse 145a die
Walldung des zu reinigc°liden Beli*ilters etwa go cm unterhalb des Schnittpunktes
der Achsen der nach unten 9e richteten Strahlen der Düsen i4; und der he- ; hälterwandung
treffen, wie in Fig. 16 dargestellt. Es liegen also die Strahlen aus den Düsen 145
und aus den Düsen I45a ihn weseiltlichen in imaginären Rotationsflächen, welche
sich in einer geschlossenen hure schneiden; diese Kurve ist nach der in hig. 16
gezeichneten speziellen Ausführungsform ein außerhalb der Wandung des Behälters
liegender Irreis. Die Punkte, in «-elchen die Strahlen aus den Düsen 14511 auftreffen,
liegen im wesentlichen in derselben Höhe wie die Schnittpunkte der@Achsen der Düsen
145 mit (lein Behälter.
-
In Fig. 16 bedeutet 163 eine vertikale, zylindrische Kokskammer.
164 bezeichnet einen Kokskörper, «-elche( in dieser Kammer abgelagert worden ist
und welcher vorher unter Bildung einer engen, rohrförmigen Durchbrechung 165 durchbohrt
«-orden ist. Das Wasserzuleitungsrohr io7 wird durch die Bohrung 165 und durch das
untere Mannloch i!@6 herabgelassen und mit dein Rohr ioi verbunden, wobei das Schneidteilstück
abgenontinen und die Clitnung durch Anbringen eines Abschlußflansches all den Verbindungsflansch
io2 verschlossen wird. DasWasserzuleitungsrolir und der Rotorabschnitt werden dann
durch das untere 'Mannloch 166 hochgehoben und voller Wasserdruck von oben auf das
Rohr io; gesetzt, so daß nach oben gerichtete Wasserstrahlen aus den stumpfen Düsen
12S ausströmen und das Gehäuse i 17 mit hoher G-schwindigkeit rotiert. Die Wasserstrahlen
schneiden den Koks über dein Rotor ab un(1 bilden eine Üffnung oder Höhlung 167,
deren Durchmesser etwas größer ist als der Durchinesser des Schildes 152, gewöhnlich
etwa 45 bis 6o cm. Das Rohr und der Düsenkopf werden dann gleichmäßig gehoben, bis
etwa go cm der Höhlung 165 ausgeräumt sind.
-
Die M-asserzufuhr wird gesperrt, Wasserzuleitungsrohr und Rotorabschnitt
werden gesenkt, der erste Schneidabschnitt wird all den, Verbindungsflansch io2
befestigt, der Ahschlußflansch wird an detnVerbindungsflansch io-t befestigt, die
zusammengesetzte Einrichtung wird angehoben, bis die Düsen 145 über den Rand des
Mannloches zu liegen kommen, und (tann die Druckwasserzufuhr angestellt. Das Gehäuse
117 rotiert weiter, und das fZä unten wird in der oben beschriebenen Weise fortgesetzt.
Gleichzeitig strömen zusatnniengehaltene Wasserstrahlen aus den Düsetl 145 aus,
welche den ersten Schneidsektor unabhängig von dein Rotor in Drehung versetzen.
wodurch (las Wasserrohr io7, «-elches all dieseln Sektor befestigt ist, gedreht
wird. Die Drehgeschwindigkeit des Schneidsektors wir(' vorzugsweise so geregelt,
daß sie etwa zwei bis vier L mdrebungen in der 'Minute nicht überschreitet. Es ist
erwünscht, die Rotation so zu regeln, daß bei jeder Umdrehung i ein vollständiger
Kreisschnitt in den Koks- . lcörper eingeschnitten wird. Beispielsweise
kann
bei einer Umdrehung ein kegelstumpfförmiger Schnitt von etwa 15,2 bis 17,5
crn Tiefe, der bis zur Wandung oder fast bis zur Wandung der Kammer reicht, erzeugt
werden. Diese Behandlung `wird mehrmals hintereinander durchgeführt. bis etwa 1,5o
m der Kol;sinasse vom Boden her entfernt sind.
-
Das Wasser wird dann abgestellt, die zusammengesetzte Einrichtung
durch das untere Mannloch gesenkt, das unterste oder zweite Schneidteilstück an
dem Verbindungsflansch 104 befestigt, und dann werden die Rohre 159 nach oben geschwenkt.
Die zusammengesetzte Einrichtung wird darauf angehoben, wobei die Arme 159, nachdem
sie in die Kokskanimcr eingetreten sind, die in Fig. 1I und i6 dargestellte Lage
einnehmen. Die gesamte zusammengesetzte Einrichtung wird gehoben bis zu einer Stellung,
in welcher die durch die Achsen der Düsen 145 bestimmte kegelstuinpfförmige Rotationsfläche
dicht unter dem l:egelstumpfförmigen Boden des Kokskörpers liegt, wie in Fig. 16
dargestellt ist, worauf das Druckwasser angestellt wird. so daß die Schneidstrahlen
von neuem arbeiten. Der Rotorabschnitt dreht sich wiederum mit verhältnismäßig hoher
Geschwindigkeit, und die beiden Schneidteilstücke rotieren mit geringerer Geschwindigkeit.
Die Düsen 145 und i454 lassen starke Strahlen ausströmen, die den Koks abschneiden,
der gewöhnlich in Klumpenform durch das untere Mannloch nach unten fällt, wobei
die Düsen 1d:5,7 das Zerschneiden der Koksmasse in der gezeichneten Weise vervollständigen.
Es ist nic:nt erforderlich, die Abschnitte in der beschriebenen Weise nacheinander
zusammenzusetzen, da man auch mit den beiden oberen Abschnitten oder mit sämtlichen
drei Abschnitten von vornherein arbeiten kann.
-
Das erste Schneid- oder Zwischenstück (Fig.20, 2i, 22 und 23),
welches sich von dem Verbindungsflansch 103 bis zu dem Verbindungsflansch 104 erstreckt,
kann in der in den Fig. 2o bis 23 dargestellten Weise ausgebildet sein, so daß mehrere
in senkrechter Richtung übereinanderli:egende Serien von Strahlen gebildet werden.
Diese Anordnung gestattet, den ersten Schneidkopf im Durchmesser wesentlich kleiner
zu halten als den in Fig.4 dargestellten Kopf, und ermöglicht es, mehrere Schichten
von Koks oder ähnlichem Material in einer einzigen Schneidstufe zu entfernen, so
daß die zur Ausräumung der Kammer erforderliche Zeit verkürzt wird.
-
Wie aus den Figuren ersichtlich, ist ein kurzes, nahtloses Rohrstück
17o, das am Flansch 103' befestigt ist, verschweißt mit einem erweiterten,
hohlen Gehäuse 17x, welches eine glatte, oben konvexe Außenfläche aufweist. Innenraum
von Gehäuse und Rohrstück stehen in Verbindung. Auf dem liod.,n des Gehäuses ist
ein Konus i7 iu vorgesehen. Am Boden des Gehäuses sind an einander diametral gegenüberliegenden
Punkten zwei Leitungen 172 und 173 befestigt, welche sich zu einem Rohr 174
vereinigen und so ausgebildet sind, daß sie Wasser von dein Rohr 170 zu dem Rohr
174 führen.
-
Zwei Abzweigrohre in Form von Verbindungsstücken von Y-förmigem Schnitt
175, 176 (Fig.23) sind mit dem Boden des Gehäuses verschraubt. Sie münden ain Umfang
des Bodens zwischen den Leitungen 172, 173, wie in zig. 22 dargestellt. Der
Abzweigstutzen 177 jedes Y-förmigen Zwischenstückes, welcher die obere Austrittsöfinun;1,
des Zwischenstückes darstellt, ist um etwa IS' zur Horizontalen nach unten geneigt:
die Y-förmigen Zwischenstücke sind in der aus Fig. 22 ersichtlichen Weise angeordnet,
d. h. sie liegen in einer senkrechten Ebene, die etwa in einem Winkel von 32' liegt
zu der Linie, welche die Abzweigstücke oder Y-förmigen Zwischenstücke verbindet.
Jeder seitliche Stutzen 177 trägt eine Düse 145' von solcher Länge, daß sie innerhalb
der senkrechten Projektion der Außenwand des Gehäuses 177 und zwischen den Leitungen
172, 173, die ettvas nach außen gebogen sind, um Platz für die Düsen zu schaffen,
enden. Die Y-förmigen Zwischenstücke sind in der gewünschten Lage durch Schrauben
175 befestigt.
-
Jedes Y-förmige Zwischenstück trägt ein angeschraubtes, gebogenes
Rohr 179, welches so gekriiinmt und angeordnet ist, daß die Achse des unteren Endes
um etwa 15° gegenüber der Horizontalen nach unten geneigt ist und in einer senkrechten
Ebene liegt, welche mit der die Y-förmigen Zwischenstücke verbindenden Linie einen
Winkel von etwa 27' bildet, wie in Fig. 22 dargestellt. An jedem gebogenen Rohr
179 ist eitle Düse i45" befestigt. Die Stellung der Düsen i45" und der diese tragenden
gebogenen Rohre 179 wird durch Schrauben 189 gesichert.
-
Infolge der Stellung der Düsen erteilt das obere Düsenpaar 145' dem
Düsenkopf ein Drehmoment entgegen dem Uhrzeigersinn (bezogen auf Fig. 22), während
das untere Düsenpaar 1,45" dem Kopf ein Drehmoment im C-hrzeigersinn erteilt. Da
jedoch die Aclis.@n der oberen Düsen infolge der größer(-n @@"in@cclverschiebung
gegenüber der die Y-förmigen Stücke verbindenden Linie weiter auseinanderliegen,
ist ihre Wirkung größer als die der unteren Düsen, und die resultierende Kraft dreht
daher den Kopf entgegen dem Uhrzeigersinn. Diese Anordnung ermöglicht es, die Größe
des Drehmomentes einzustellen, während beträchtlicher Spielraum für die An-
crdnurlg der Düsen bleibt. da inan die Ricb- |
tulW aller Düsen ändern kann, ohne das restil= |
tiert1lrle Drc11111oinent zti beeinflussen. |
Das Schneidteil.,tück gemäß Fig. 20 bis :,; |
kann in der obcir beschriebenen Weise betriv- |
ben «-erden finit der Ausnahme, claß gleicli- |
zeitig zwei Schnitte in dein festen zu entfer- |
nendem Material durchgeführt «erden, wie |
lies srheinatisch in Fig. 24 dargestellt ist. |
Es «wird hier noch eine ins einzelne ge- |
licilde Bcsclii-eit>tirig eines Düsenkopfes ge- |
gebtti. «wie er schore in Fit;. 13 dargestellt ist. |
welcher zur gleichzeitigen Durchführung der |
trsten und der zweiten Arbeitsstufe (Fig.25 |
his 30i des oben erläuterten Verfahrens Ver- |
wendun- finden kann. Gemäß lig. 2 |
und 2; ist ein tragendes Rolir toi am oberen |
Ende zwecks Verbindung finit einem senkrech- |
ten Wasserzuleitungsrohr 202 mit cilleill |
:iußeren Schraubeilgewinde und am unteren |
Ende iliit einem nach außen gerichteten |
Flansch .2()3 versehen. Auf dein 1Zolir-2()r |
"find zwei Kugellagerfasstingen 2o4, 205 an- |
-(:ordnet, deren innere Kugelführungen finit |
der Atilieilseite des Rohres 2o1 verbunden |
> ,iii(l. Die innere Kugelffillrun- des unteren |
Kugellagers 2o4 ruht auf dem Flansch 20 3, |
und die innere Kugelführung des oberen La- |
gers; 2r>5 ist hiervon durch eine innere Ab- |
standhülse gor> ini bestiillinten Abstand fe- |
halten. Eiil finit Gt#winde versehener Halte- |
ritt(; 2();, der gegen Drehun---durch eine |
Sollraube 2o@ gesichert ist, hält die -obere |
innere Kugelführung in ihrer Lage. Auf der |
oberen Fläche des Halteringes ist eine rin,- |
förniige 1#ülirung vorgesehen. |
De 1- Rotor bestellt aus einem Gehäuse 20(j. |
we lches nach unten über die Kugellagerrehättsr |
und über eine äußere Abstandilülse=2ro ge- |
führt werden kann: die Hülse 21o hält die |
,itllaeren Kugelführungen der Kugellager in |
bestimmtem Abstand. Das Gehäuse 209 ist |
finit einer (iffnung 2 r 1 zur Einführung eines |
Schrnierrnittels versehen. Das Schinierrnittel |
gelangt zu den Kugellagern durch einen ring- |
förrnigen Kanal 212 auf der Außenfläche der |
Abstatldllülse 21o und durch eine oder meh- |
rere U lffnungen 213, welche durch das Ge- |
häuse hindurchführen. E=in rotierender Ring |
214, welcher vor Anbringung der Kugellager |
auf dem Rohr 2o t montiert werden kann. trägt |
die :iußer-e Kugelführung des unteren Kugel- |
lagc-rgehäuSes 204 und wird selbst getragen |
durch die Flailschplatte 2 1 5, welche an (lern |
nach außen gerichteten Flansch 2t6 des Ge- |
häuses 20o durch Schraubenbolzen 21; be- |
festigt ist. Die Innenfläche des Gehäuses Zoo |
ist oben bei 218 ausgekehlt in Anpassung all |
die riilgföriliige Füllrang auf (lein Haltering. |
tuli (las Austreten von Lagerschinierfett zti |
verbind< rn. Zwischen dem Boden des Ge- |
häuses : no und der Flanschplatte 2i## kann eine Dichtungsscheibe 219 eingelegt
sein. «-elche den rotierenden Ring 2r4 gegen die V lanschplatte t @ abdichtet.
-
Die Flanschplatte 21j weist eine zentrale Rohrun- auf, in welcher
ein Becher 220 (der hergestellt werden kann aus einem harzen. nahtlosen Rohrstück,
das durch einen Schweißkopf abgeschlossen wird) z. B. durch Schweil.len gefestigt
ist. «welcher eine mit dein Rolir @ot in Verbindung stehende Führung darstellt.
Die obere Kante des Bechers 220 ist finit einem ringförmigen Grat versehen, der
in eine Rinne 22r an der Unterfläche des Flansches 2(13 eingreift. Der Ring z r
ist ebenfalls, wie dargestellt, ausgeketllt. Die Ausbildung des 1Zillges 2r4 und
der Grat auf dem Bechci- 22<l verhindern das Eindringen von Wasser in die Kugellager
und das Austreten von Lagerfett aus diesen. Die äußeren Kanteil des Flansches 216
und der Flanschplatte 215 sind in ähnlicher Weise ausgekehlt, wie
bei 215u dargestellt.
-
All der Unterseite der Flarlschplatte 215 und an dein Becher 22o sind
vier Schneidplatten oder Schneidblätter 222 angeschweißt. Diese Platten haben annähernd
die Fornl von Kreissektoren eines sich radial über die Vlanschplatte 2r5 hinaus
erstreckenden Krei-Die ä ul,eren Kanten 223 sind als Schnitt-ses.
-
kanten ausgebildet, auf etwa i_3#' abgescllrä ;t und gehärtet. Sie
können z. B. aus Steflitlegierungen hergestellt und geschliffen sein.
-
Eine Bolir(liise 22a mit einer glatten. sich a llniä * hlich # -erjüngenden
Z, Bohrung225 ist a111 -
Boden des Bechers 220 angeschraubt und so ausgebildet,
claß sie einen praktisch zusammentMlaltenen Wasserstrahl nach unten richtet. 1)1e
IMse ist vorzugsweise, was aber nicht unllecliiigt erforderlich ist, koaxial mit
der Achse des IZohrc s zo r angeordnet und auch vorzugswuise vollstündig innerhalb
der unteren Kantcii der Schneidplatten, so claß sie durch diese g(-,chützt ist.
-
1n Verbindung mit dem Innern des Bechers 22c) sind, wie in I# ig.
-26 dargestellt, vier gebogene Leitungen 226 angeordnet, die so geformt sind, (lall
sie Wasser zu den RiickschlagdüSell 2-2; zuführen, welche in den Platteil222 befestigt
und so angeordnet sind. (laß sie praktisch zusammengehaltene horizontale Wasserstrahlen
in senkrechter Richtung zti (:n Plattenflächen austreten lassen. Diese Düsen 22;
können mit einer glatten. :ich allmählich verjüngenden Bohrung ausgestattet sein.
Während die Düsen 227 in solcher Allordnun- gezeichnet sind, daß sie horizontale
Ströme tan-ential reit Rücksicht auf die Achse des Düsenkopfes ausstoßen. so daß
das größte Drehmoment auf den Rotor ausgeübt wird, können auch einzelne von ihnen
oder alle
nach unten geneigt sein, wie in den Fig. 28 und 29 dargestellt,
oder sogar nach oben. Es ist erwünscht, die Düsen 227 und die Leitungen 226 völlig
innerhalb und über der becherförmigen Rotationsfläche anzuordnen, welche durch die
Schneidkanten beim Drehen des Rotors beschrieben wird, wodurch die Düsen und Leitungen
gegen ein Zusammenstoßen mit Koksmassen gesichert werden.
-
Mehrere konische Vorsprünge 229 aus heiß behandeltem Werkzeugstahl,
die mit Gewinde tragenden Stiften 230 versehen und auf dem Flansch
216 angeordnet sind, verhindern, daß gelockerter Koks die Öffnung verstopft
und die Drehung des Rotors behindert.
-
Die Außenkante der Flanschplatte 2r5 und des Flansches 216 weist mehrere
halbkreisförmige Einschnitte 23 i auf. Diese Einschnitte sind an den hinteren Kanten
23:a abgeschrägt, so daß Wasser durch die Einschnitte hochgezogen werden kann, wenn
der Rotor in Tätigkeit ist.
-
In F.ig. 27 stellt 232 eine senkrechte, zylindrische Kokskammer einer
üblichen Krackeinrichtung dar. Mit 233 ist ein in dieser Kammer abgelagerter Kokskörper
bezeichnet. Urn die Koksmasse mit einer rohrförmigen Bohrung zu versehen und die
Öffnung nach Abnehmen der Deckel der Mannlöcher und nach zumindest teilweisemAbkühlen
der Koksmasse zu räumen, wird der Düsenkopf an dem Wässerzuleitungsrohr 2o2 befestigt,
welches zweckmäßig von oben getragen und von einem Punkt über der Kokskammer in
die Kammer hineingesenkt wird, wobei Druckwasser angestellt wird, wenn die Düsen
227 in die Kaminer eingetreten sind.
-
Das aus der.Bohrdüse 224 austretende Wasser bohrt vor den Schneidplatten
ein Loch 234 von einigen Dezizentimeter Tiefe. Die Rückschlagwirkung des aus den
Düsen 227 austretenden Wassers läßt- den Rotor mit hoher Geschwindigkeit, z. B.
mit iooo Umdrehungen in der Minute, rotieren. Der Düsenkopf wird allmählich gesenkt,
so daß die Schneidkanten 223 der Schneidplatten 222 mit dem Koks in Berührung kommen,
wodurch eine rohrförinige Öffnung durch die Koksmasse geschnitten wird. In der Höhe
der Düsen 227 wird diese Öffnung erweitert durch die Schneidwirkung der tangentialen
Wasserstrahlen, wie es bei 235 dargestellt ist.
-
Der Durchmesser der durch die Wirkung der tangentialen Wasserstrahlen
gebildeten Öffnung entspricht gewöhnlich dem i'/2- bis 2'!.fachen des Durchmessers
zwischen den oberen Teilen der Schneidkanten 223. Die zusammengesetzte Schneideinrichtung
wird allmählich gesenkt, bis der Düsenkopf unten durch das Mannloch 236 herausragt.
Während der Abwärtsbewegung des Düsenkopfes werden die feinen Koksteilchen und das
Wasser durch die Koksmasse `-erteilt, wobei das Wasser durch das untere Mannloch
236 abfließt. Die Wirkung des Strahles aus der Düse 224 liefert einen wesentlichen
Raum zum Durchsickern des Wassers in die Koksmasse, wobei zu berücksichtigen ist,
daß der Boden des Loches 234 mehrere Fuß unterhalb der Schneidplatten 222 liegt.
Wenn die Geschwindigkeit des Wasserabflusses in die Koksmhsse unterhalb der Düsen
ungenügend ist, fließen überschüssiges Wasser und zeitweise Koks um die Flanschplatte
2r5 nach oben und gelangen durch die Ausschnitte 23 i in den Kokskörper über dem
Düsenkopf. Manchmal häufen sich kleine Mengen von zerkleinertem Koks auf dem Düsenkopf
an; es wurde aber festgestellt, daß diese Mengen die Rotationsgeschwindigkeit nicht
merklich verringern und die Schneidwirkung nicht stören können.
-
:Nach den in F ig. 28 und 29 dargestellten geänderten Ausführungsformen
sind Rohr 2o i, Gehäuse 2o9 und Anordnung von Lagern und Schmiereinrichtung gleich
wie in Fig. 25 dargestellt. Der untere Teil des Rotors besteht aus der Flanschplatte
2i5' mit Einschnitten 23i', 23:a', welche einen Becher 22o', Schneidplatten 222'
mit Schneidkanten 223' trägt, wie in Fig. 25. An Stelle einer Böhrdüse trägt die
geänderte Einrichtung einen sternförmigen Drillbohrer 237, der mit mehreren, z.
B. fünf Schneidkanten versehen ist. Der Schaft 238 des Drillbohrers ist mit einer
viereckigen Platte 239 verschweißt, die eine den Schaft 238 umschließende
zentrale führende Bohrung besitzt. Die Platte 239 ist, wie in Fig. 29 dargestellt,
an den Schneidplatten 222' durch Schweißen befestigt.
-
Die gebogenen Leitungen 226' stehen in Verbindung mit dem Becher 220'
und mit den Düsen 227', welche auf den Schneidplatten 222' befestigt sind. Der einzige
Unterschied zwischen dieser Ausführung und der vorher beschriebenen besteht darin,
daß die Achsen der Düsen 227' unter einem Winkel von etwa 30= zur Horizontalen nach
unten geneigt sind. Durch diese Anordnung wird erreicht, daß die Wasserstrahlen
aus der tangentialen Düse 227' das Loch vor den oberen Teilen der Schneidplatten
222' ausschneiden, wodurch der Gegendruck auf die Platter. verringert wird.