EP0490257A1

EP0490257A1 - Verfahren und Kessel zur Kesselentleerung durch einen Ausschubkolben

Info

Publication number: EP0490257A1
Application number: EP91120844A
Authority: EP
Inventors: Bert Kleberg
Original assignee: Herm J Hellmers GmbH
Current assignee: Herm J Hellmers GmbH
Priority date: 1990-12-07
Filing date: 1991-12-04
Publication date: 1992-06-17
Also published as: DE4039131C2; DE4039131A1

Abstract

Es wird ein Verfahren der Kesselentleerung und ein Kessel (1) hierfür beschrieben, mit deren Hilfe es möglich ist, auch bei langen Kesseln den Kesselinhalt durch einen pneumatisch betätigten Ausschubkolben (2) zu entleeren. Durch Vorschriften der Berufsgenossenschaft ist bei solchen Anlagen aus Unfallschutzgründen das Druckvolumen beschränkt. Zur Ermöglichung des Ausschiebens auch langer Kessel wird das Verfahren schrittweise nur jeweils um die zugelassene Länge durchgeführt und als Rückwand des Druckraums des Ausschubkolbens (2) dient dann regelmäßig der in seiner Nachfahrstellung arretierte dahinter liegende weitere Kolben (3). Der unter Druck stehende Raum wird deshalb nie größer als den Anforderungen zur Unfallverhütung entsprechend. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und auf einen Kessel nach dem Oberbegriff des Anspruchs 6 zur Durchführung des Verfahrens.
Derartige Kessel, wie sie z. B. aus der DE-PS 923 716 oder, mit einem zusammengesetzten doppelt konkaven Kolben, aus der US-PS 3 828 988 bekannt sind, sind insbesondere Teile von Kesselwägen, mit einem Schlammraum, der beispielsweise bei Gruben- oder Kanalleerungen mit Schlamm gefüllt worden ist und an passendem Ort mit Hilfe des Ausschubkolbens geleert werden soll. Für den Kolbenausschub wird an der Kolbenrückseite ein pneumatisches Druckkissen aufgebaut, das den Kolben vorschiebt. Zur Begrenzung der Folgen bei einem Unfall sind jedoch die Kesselgröße und der Betriebsdruck für ein solches Vorgehen beschränkt, um das unter Druck stehende Luftvolumen und somit die gespeicherte Energie zu begrenzen.
Aus der US-PS 4 172 538, Fig. 5, ist es auch bekannt, das Kesselvolumen in zwei Teilvolumina zu unterteilen und diese mit zwei getrennten Kolben, die von der Kesselmitte pneumatisch nach außen gedrückt werden, an beiden Kesselenden gleichzeitig zu entleeren. Die Entleerung an beiden Enden ist jedoch nur bei speziellen Kesseln möglich und führt, ebenso wie die Kessel mit Entleerung an nur einem Ende, zu einem großen Druckluftvolumen im Kessel-Mittenbereich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, trotz der Beschränkungen des Druckluftvolumens und des Betriebsdrucks auch längere Kessel mit Hilfe eines Ausschubkolbens zu entleeren. Dies wird durch die in den Ansprüchen 1 und 6 gekennzeichnete Erfindung erreicht. Gemäß der Erfindung wird der Ausschubkolben etappenweise vorgeschoben, wobei ihm ein zweiter Kolben nachfolgt, zwischen dem und dem Ausschubkolben der pneumatische Druck aufgebaut wird. Der nachgeschobene Kolben wird am Ende jedes Schritts arretiert, so daß der neue Kolbenhub und das neue Druckvolumen sich nur auf die neue Schub-Teilstrecke des Ausschubkolbens beziehen. Für die meisten Fälle dürfte ein Ausschieben in zwei Schritten genügen, da bei Kesseln auf Fahrzeugen der Kessellänge schließlich auch durch die Fahrzeuglänge Grenzen gesetzt sind.
Verschiedene Variationen sind möglich für das Nachschieben des zweiten Kolbens. Wird insgesamt nur zweistufig gearbeitet, so erscheint es am zweckmäßigsten, auch den zweiten Kolben pneumatisch vorzuschieben, wobei er den gleichen Kolbenhub durchmißt wie zuvor der Ausschubkolben. Soll jedoch noch ein dritter und gegebenenfalls weiterer Schritt angeschlossen werden, so ist zu prüfen, wie hoch der Schubdruck für den zweiten Kolben sein muß, der ja nur sich selbst und keinen Schlamm schieben muß. Genügt ein minimaler Überdruck, so könnte es zulässig sein, auch die verlängerte Strecke des zweiten Kolbens mit einem einzigen langen Druckraum zu bedienen. Ist dies jedoch aus Unfallschutzgründen nicht möglich, so müßte für einen mehrstufigen Ausschub eine Kaskade von Folgekolben vorhanden sein.
Der zweite Kolben kann sich konstruktiv vom ersten Kolben unterscheiden. Wegen der geringeren Belastung ist eine leichtere Bauform, z. B. nur als bewegliche Trennwand, denkbar. Er kann auch durch andere als pneumatische Mittel transportiert werden, beispielsweise mit Hilfe einer zwischen den Kolben wirksamen Seilwinde oder einer anderen geeigneten Vorrichtung.
Beim zweistufigen Ausschieben und bei pneumatischer Betätigung der Kolben besteht die Möglichkeit, den zweiten Kolben nach erledigtem Hub des ersten Kolbens nachzufahren, oder aber auch, die beiden Kolben in Anlage aneinander vorzuschieben, wobei das Druckkissen hinter dem zweiten Kolben die gesamte Nutzarbeit erbringt.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:
Fig. 1 bis 4 jeweils in schematischer Längsschnittdarstellung einen Kessel mit einem Ausschubkolben und einem zweiten Kolben in verschiedenen Betriebsstellungen.
In einem langen Kessel 1 für einen Auflieger sind ein Ausschubkolben 2 und ein zweiter Kolben 3 längsverschieblich. Eine Bodenklappe 4 des Kessels 1 ist aufklappbar und in sämtlichen Figuren in geöffnetem Zustand dargestellt.
Entlang der Längserstreckung des Kessels 1 befinden sich drei lösbare Arretierungen 11, 12 und 13 zum Festlegen der Kolben 2 und 3, sowie zwei Anschläge 14 und 15 zur Begrenzung der Kolbenbewegung. Die Arretierungen und Anschläge sind jeweils einfach dargestellt, es können jedoch an den betreffenden Querschnitten um den Kesselumfang verteilt auch zwei oder mehr Arretierungen bzw. Anschläge vorhanden sein. Während der Anschlag 15 starr ist und ein Austreten des Kolbens aus dem Kessel verhindert, ist der Anschlag 14 ein pneumatisch betätigter Bolzen, der in seiner Ruhestellung wie der Anschlag 15 in den Kessel ragt, jedoch aus diesem zurückgezogen werden kann.
Das Kesselvolumen ist in drei verschiedene Abschnitte oder Räume unterteilt, nämlich einen Raum 21, der den eigentlichen, beispielsweise mit Schlamm beladenen Nutzraum des Kessels darstellt, einen Raum 22, der zwischen den Kolben 2 und 3 liegt, und einen Raum 23, der zwischen dem Kolben 3 und dem Kesselende liegt. Die Größen diese Räume sind durch die Kolbenbewegungen veränderlich. Die Kolben 2 und 3 bestehen außer der eigentlichen Kolbenwand in üblicher Weise aus Führungsringen, die die Räume 22 und 23 teilweise umgeben. Im Bereich der Führungsringe greifen auch die lösbaren Arretierungen 11, 12 und 13 an den Kolben 2 und 3 an.
Unter Berücksichtigung von Unfallschutzvorschriften darf für den benötigten pneumatischen Druck und bezogen auf den Kesseldurchmesser die Druckraumlänge, und damit der Hub des Ausschubkolbens 2, nicht mehr als eine Länge L betragen.
Die dargestellte Konstruktion arbeitet folgendermaßen: Zunächst sind gemäß Fig. 1 die Kolben 2 und 3 durch die Arretierungen 11 und 12 in ihrer jeweiligen Anfangslage festgehalten, nämlich aneinanderstoßend am der Bodenklappe 4 gegenüberliegenden Kesselende. Die Bodenklappe 4 wird geöffnet, und sodann wird die Arretierung 12 gelöst und über nicht dargestellte Rohrleitungen Druckluft in den Raum 22 gefördert. Der Ausschubkolben 2 wird durch den sich aufbauenden Druck in Richtung zur geöffneten Bodenklappe 4 bewegt und schiebt dort den Schlamm aus, bis er nach Durchmessen der Länge L am Anschlag 14 zum Stehen kommt (Fig. 2). Der Druck aus dem Raum 22 wird nun abgelassen und die Arretierung 11 wird gelöst, woraufhin man die Druckluft in den Raum 23 fördert. Der zweite Kolben 3, der nicht durch auszuschiebenden Schlamm gebremst wird, kann schon durch relativ niedrigen Druck vorwärtsbewegt werden und legt sich am Ende seines Hubs an der Rückseite des Ausschubkolbens an (Fig. 3), woraufhin man den Druck im Raum 23 abläßt und die Arretierung 13, die in einer den Kolbenkonstruktionen entsprechenden Entfernung vom Anschlag 14 angeordnet ist, in Funktion setzt, so daß sie den zweiten Kolben 3 fixiert.
Nun wird der Anschlag 14 aus dem Kessel zurückgezogen und wieder Druckluft in den Raum 22, dessen Position im Kessel sich gegenüber der Ausgangsstellung (Fig. 1) verändert hat, geleitet. Der zweite Kolben 3 dient nun als eine Art Kessel-Trennwand, die den Druckraum 22 nach hinten begrenzt, während der Ausschubkolben 2 bis zum Anschlag 15 vorgeschoben wird und der Schlamm aus dem langen Kessel restlich herausgeschoben wird. Wiederum ist der Kolbenhub kleiner oder gleich der Länge L.
Ersichtlich wird bei einem derartigen Vorgehen das Ausschieben eines sehr langen Kessels ermöglicht, ohne daß der Druckluftraum über das aus Unfallschutzgründen nicht überschreitbare Maß hinaus vergrößert wird.
Die Verlegungen der Leitungen und Ventile bietet dem Fachmann keine Schwierigkeiten. Die Einspeisungspunkte bzw. Drucksablaßpunkte sind vorgegeben, in gewissem Umfang kann auch an mit den Kolben verbundene flexible Leitungen gedacht werden. Der Ablauf der einzelnen Arbeitsschritte kann alternativ von Hand oder automatisch gesteuert werden.

Claims

Verfahren zur Kesselentleerung durch einen Ausschubkolben (2), der pneumatisch im Kessel um eine aus Unfallschutzgründen begrenzte Länge (L) vorgeschoben wird, wodurch der Kesselinhalt durch eine geöffnete Endklappe (4) ausgeschoben wird, dadurch gekennzeichnet, daß man dem vorgeschobenen Ausschubkolben (2) einen zweiten Kolben (3) im Kessel (1) folgen läßt, den man nach Annäherung an den Ausschubkolben (2) an der Kesselwand arretiert, woraufhin man den Ausschubkolben (2) erneut, und zwar durch pneumatischen Druckaufbau im Raum (22) zwischen den beiden Kolben (2, 3), um höchstens die begrenzte Länge (L) vorschiebt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man für einen sehr langen Kessel (1) die Vorschubschritte mehrmals wiederholt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man den zweiten Kolben (3) dem Ausschubkolben (2) durch pneumatischen Druckaufbau im Raum (23) an der Rückseite des zweiten Kolbens (3) nachschiebt.
Verfahren nach dem auf Anspruch 2 rückbezogenen Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Einhaltung der Längenbegrenzung für jeden Teilraum (22, 23) mit Druckaufbau dem zweiten Kolben (3) noch einen oder mehrere weitere(n) Kolben in gleicher Weise folgen läßt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den zweiten Kolben (3) dem Ausschubkolben (2) im ersten Vorschubschritt unmittelbar folgen läßt, indem man die beiden aneinanderliegenden Kolben (2, 3) gemeinsam durch pneumatischen Druckaufbau an der Rückseite des zweiten Kolbens (3) um die begrenzte Länge (L) vorschiebt.
Kessel, insbesondere Schlammkessel, mit einem in Längsrichtung des Kessels pneumatisch vorschiebbaren Ausschubkolben (2) und mit einer stirnseitigen Endklappe (4), zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Kessel (1) hintereinander wenigstens zwei Kolben (2, 3) angeordnet sind, daß in Abständen entlang der Kolbenschubrichtung Anschläge (14, 15) und lösbare Kolbenarretierungen (11, 12, 13) angeordnet sind und daß die Anschläge (14, 15), bis auf die der Endklappe (4) unmittelbar benachbarten, aus der Verschiebebahn der Kolben zurückziehbar sind, und daß sich eine pneumatische Drucklieferdüse in jedem derjenigen Kesselbereiche (22) zwischen den beiden Kolben (2, 3) befindet oder in jeden derjenigen Kesselbereiche (22) zwischen den beiden Kolben (2, 3) verbringbar ist, wenn der Ausschubkolben (2) an einem Anschlag (14) und/oder der zweite Kolben (3) an einer Arretierung festgehalten ist, und daß diese Kesselbereiche außerdem über steuerbare Druckablaßventile verfügen.
Kessel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich im Kessel (1) auch hinter dem zweiten Kolben (3) eine Drucklieferdüse und ein stationäres Druckablaßventil befinden.