EP1275925A1 - Verfahren und Vorrichtung zur lokalen Zerstörung kompakter Materialien in heissen thermischen Anlagen - Google Patents

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EP1275925A1
EP1275925A1 EP02015038A EP02015038A EP1275925A1 EP 1275925 A1 EP1275925 A1 EP 1275925A1 EP 02015038 A EP02015038 A EP 02015038A EP 02015038 A EP02015038 A EP 02015038A EP 1275925 A1 EP1275925 A1 EP 1275925A1
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EP
European Patent Office
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cooling
container
lance
coolant
head
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EP02015038A
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English (en)
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EP1275925B1 (de
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Frank Eichner
Ulrich Heiss
Arno Pajarskas
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Bang and Clean GmbH
Original Assignee
Hans Eichner GmbH and Co KG
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Publication date
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Publication of EP1275925B1 publication Critical patent/EP1275925B1/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28G—CLEANING OF INTERNAL OR EXTERNAL SURFACES OF HEAT-EXCHANGE OR HEAT-TRANSFER CONDUITS, e.g. WATER TUBES OR BOILERS
    • F28G7/00—Cleaning by vibration or pressure waves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B7/00—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass
    • B08B7/0007—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass by explosions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J3/00—Removing solid residues from passages or chambers beyond the fire, e.g. from flues by soot blowers
    • F23J3/02—Cleaning furnace tubes; Cleaning flues or chimneys
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D25/00—Devices or methods for removing incrustations, e.g. slag, metal deposits, dust; Devices or methods for preventing the adherence of slag
    • F27D25/006—Devices or methods for removing incrustations, e.g. slag, metal deposits, dust; Devices or methods for preventing the adherence of slag using explosives
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28G—CLEANING OF INTERNAL OR EXTERNAL SURFACES OF HEAT-EXCHANGE OR HEAT-TRANSFER CONDUITS, e.g. WATER TUBES OR BOILERS
    • F28G7/00—Cleaning by vibration or pressure waves
    • F28G7/005—Cleaning by vibration or pressure waves by explosions or detonations; by pressure waves generated by combustion processes
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    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
    • F27D1/16—Making or repairing linings increasing the durability of linings or breaking away linings
    • F27D1/1694—Breaking away the lining or removing parts thereof
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D9/00—Cooling of furnaces or of charges therein

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for local destruction compact materials, such as slag approaches, masonry residues etc. in hot thermal plants such as heat exchangers, industrial furnaces, Firing systems, metallurgical melting vessels, with the help of a Blasting agent, which at the front end of a lance in a coolant flowing through Cooling container is arranged and that by holding and moving the rear end of the lance through a hot thermal opening Plant brought into the immediate vicinity of the material to be destroyed and by means of an ignition device is ignited at an arbitrary time.
  • hot thermal plants such as heat exchangers, industrial furnaces, Firing systems, metallurgical melting vessels
  • EP 1 067 349 A2 proposed, which arranged at the front end of a rod Disintegrators even during placement in a hot, operating Cool the heat exchanger with a coolant.
  • This is the explosives surrounded by a cooling device.
  • this cooling device flows Coolant at the front end, flows through the cooling device and flows around the disintegrating means disposed at the rear end of the cooling device and then leaves the cooler through openings in the at its rear End of semi-permeable wrapping.
  • the task is procedurally with the characterizing features of claim 1 solved by the coolant in the as a double tube with cooling head and supply head formed cooling tank on the lance flows into the supply head, through the inner tube or the inner cooling jacket is guided to the front end of the cooling head and thereby on the the disintegrant contained explosives container flows past and then between the inner tube and the outer tube back to the supply head and from this out of the hot thermal plant is led out.
  • the coolant from the cooling tank and to lead out of the hot thermal plant the avoided at the outset in known methods disadvantages, namely that the coolant remains in the hot thermal systems.
  • the coolant is expediently arranged by an outside of the lance Discharged line, the length of this line the local conditions, where the coolant needs to be conveyed is adjusted.
  • the supply of the coolant to the cooling tank takes place through the hollow interior the lance, which at its front end via a screw or Plug connection with the supply head of the cooling tank and on her rear end via a clutch, such as a GK clutch, with a Coolant inlet, such as a pressurized water line or a coolant pump is connected. That way, one becomes Forced delivery of the coolant, starting from the coolant inlet through the Lance into the thermal system, then through the inner tube of the cooling tank past the explosives container to the front end of the cooling tank, then back through the outer tube of the cooling tank and over the outside maintained on the lance line from the thermal system maintained.
  • a clutch such as a GK clutch
  • the explosive is thereby cooled by the passing coolant, so that even with a longer residence time of the disintegrant in the hot thermal Plant no self-ignition of the explosive can take place and also a time consuming optimal positioning of the lance with the explosive is possible.
  • a pack of a granular Bulk material which in the detonation of the explosive agent against the to be destroyed material is shot.
  • the Bulk pack not around the explosives container, but only at one localized location next to the explosives container arranged.
  • alternative to the described bulk material or in addition could also aluminum powder used to increase the detonation rate.
  • the disintegrant is housed in a separate container.
  • pasty, powdery or granular Explosives are used because the explosives are not in direct Contact with the coolant passes and can not be washed away.
  • FIG. 1 shows a ready-to-use device for demolition according to FIG the invention with a cooling container 1 in a sectional view, consisting essentially from the cooling head 10 and supply head 11 for cooling a disintegrant 5 with coolant 4, wherein the cooling container 1 with a lance 3 connected for positioning and supply of the cooling tank 1 at the site is.
  • the supply head 11 At the rear end of the cooling container 1 is the supply head 11, the with its centrally located coolant inlet opening 12 on the conical Mouthpiece 34 of the lance 3 attachable or otherwise connectable is (the lance 3 and the cooling tank 1 are shown separated from each other for reasons of space.
  • the coolant inlet opening 12 Above the coolant inlet opening 12 is a coolant outlet 15, the coolant outlet 14 of the cooling tank 1 via the flexible Coolant drain line 16 with the arranged on the lance 3 coolant drain line 31 connects.
  • the supply head 11 With radial distance from each other, the supply head 11 has several Walls 13, 17, 18. These are from the inside to the outside of the cooling head receiving tube 18, in which the explosives container 25 is inserted, the supply pipe 17 with deferred inner cooling jacket 27 and the supply housing 13 with the cooling head housing 23.
  • the walls 13, 17, 18 with each other are between thedekopfingrohr 18 and the supply pipe 17 three spacer bars 26 and to offset between the supply pipe 17 and the supply housing 13, three spacer bars 24 arranged.
  • the blasting agent container 25 inserted into the cooling head receiving tube 18 consists of a tube with closed ends 28, 29, filled with one Insulating and insulating means 53, 54, for example sand, with the disintegrating agent 5 and the primer 51.
  • the ignition cables 52 of the primer 51 are made of the Disposed explosive container 25 and through the rear wall 19 of the cooling head receiving tube 18 pushed through. From there they are through the coolant inlet opening 12 and through the cavity of the lance 3 and out of this by a screw plug 33 to an example electrical ignition device (The ignition device is not shown) out.
  • the serving as a closure body of the cooling tank 1 cooling head housing 23rd consists in the illustrated embodiment of a tubular flexible Material that at its front end with a closure means, for example a tie wire twine tied and with its rear end slid on the supply housing 13 and there also with a Rödeldrahtzwirbel 21 is fixed.
  • a closure means for example a tie wire twine tied and with its rear end slid on the supply housing 13 and there also with a Rödeldrahtzwirbel 21 is fixed.
  • a closure means for example a tie wire twine tied and with its rear end slid on the supply housing 13 and there also with a Rödeldrahtzwirbel 21 is fixed.
  • a closure means for example a tie wire twine tied and with its rear end slid on the supply housing 13 and there also with a Rödeldrahtzwirbel 21 is fixed.
  • a sheet metal container may be provided as the cooling head housing 23 also a sheet metal container may be provided.
  • the filling of the blasting agent container 25 is carried out as follows: First one side of the container is closed. At the closure end 28 is then a small amount of the insulating and insulating material 54, for example Sand, filled. Now the disintegrant 5 with the primer 51 in the container Inserted 25, pushed by means of a loading stick to the closure end 28 and caulked to the pipe wall. The remaining cavity is with the insulation and insulating 53 filled, the ignition cable 52 from the Container 25 are led out. The thus filled container 25 is now at the filling 29 also closed. Subsequently, the locked Disintegrant container 25 in the receiving ring 18 of the supply head eleventh pushed and fixed there by frictional engagement, the ignition cable 52 through a bore in the rear wall 19 of the supply head 11 led out become.
  • the insulating and insulating material 54 for example Sand
  • the supply head 11, the rear end of the cooling container 1, is made of a stable material, such as cast steel and therefore can also for several blasts are used. However, it is necessary the between the explosive 5 and the supply head 11 a safety distance of at least 50 mm is observed, whereupon in the design the length of the explosives container 25 and the filled amount of explosive to pay attention.
  • cooling head receiving tube 18 In addition to the cooling head receiving tube 18 are larger diameter at the supply head 11, two more walls, namely the supply pipe 17, on which the inner tube or the inner cooling jacket 27 of the Cooling head 10 and the supply housing 13, to which the outer tube or the cooling head housing 23 are pushed.
  • the connection between the Components are advantageously carried out by a clip closure, by screwing or by means of metal wire twist (with a flexible pipe).
  • the granular Bulk material introduced 55 Before pushing on the outer tube or the cooling head housing 23 is first between the inner tube or the inner cooling jacket 27 and the Explosives container 25 - adjacent to the disintegrant 5 - the granular Bulk material introduced 55, dimensionally stable with a packaging material 56, for example a plastic film wrapped.
  • the completion of the preparation is the sliding of the cooling head housing 23 on the supply housing 13 of the supply head 11 and the attachment of the fully assembled refrigerated container 1 on the lance 3. This happens by attaching or screwing on, with the ignition cable 52 (or not illustrated non-electrical hose connection for the transmission of a Ignition triggering shock waves) through the cavity of the lance 3 to the rear End of the lance 3 are guided and continue by connecting the coolant outflow nozzle 15 of the supply head 11 with the outside of the lance 3 arranged discharge line 31.
  • the inventive explosive device is now ready for use. It can now be used at any time, including the from the Lance 3 or locking screw 33 led out ignition cable (ignition channel) 52 to connect to the ignition device and theméstoffzu- and -abrace are.
  • the coolant 4 at the rear End of the cooling head housing 23 deflected and now flows between the inner cooling jacket 27 and the cooling head housing 23 back to the supply head 11, which it leaves there through the coolant outlet 14 to the outside of the Supply head 11 arranged coolant outlet pipe 15, the flexible Coolant drain line 16 and the outside of the lance 3 arranged coolant drain line 31 to be discharged from the hot thermal plant.
  • the illustrated embodiment represents only one possible device Implementation of the method according to the invention.
  • the type of thermal Plant that destroys materials and local conditions Extensive variations are possible, for example with regard to Dimensioning of cooling tank and lance, the execution of various Couplings and ignition cable bushings, type and quantity of explosives and granular bulk material, if the features of the main claim to be respected.

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Abstract

Bei der lokalen Zerstörung von kompakten Materialien in heißen thermischen Anlagen, beispielsweise zur Entfernung von Schlackenansätzen durch Sprengung, wobei ein Sprengmittel (5) am vorderen Ende einer langen Lanze (3) bis in unmittelbare Nähe des zu zerstörenden Materials geführt wird, besteht die Gefahr der Selbstentzündung des Sprengmittels (5) durch die vorhandene Flamm- bzw. Strahlungshitze. Um genügend Zeit für die erforderliche Positionierung des Sprengmittels (5) zu erhalten und um eine besonders effektive Sprengwirkung zu erzielen, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, dass das Kühlmittel (4) in den als Doppelrohr mit Kühlkopf (10) und Versorgungskopf (11) ausgebildeten Kühlbehälter (1) über die Lanze (3) in den Versorgungskopf (11) einströmt, durch das Innenrohr bzw. den Innenkühlmantel (27) bis zum vorderen Ende des Kühlkopfes (10) geführt wird und dabei an dem das Sprengmittel (5) enthaltenden Sprengmittelbehälter (25) vorbei strömt und dann zwischen dem Innenkühlmantel (27) und dem Kühlkopfgehäuse (23) wieder zurück zum Versorgungskopf (11) und von diesem aus der heißen thermischen Anlage heraus gefördert wird. Vorzugsweise wird neben dem Sprengmittel (5) ein granulatförmiges Schüttgut (55) angeordnet, das bei der Detonation infolge der entstehenden Druckwelle gegen das zu zerstörende Material geschossen wird. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur lokalen Zerstörung kompakter Materialien, beispielsweise Schlackenansätzen, Mauerwerkresten etc. in heißen thermischen Anlagen wie beispielsweise Wärmetauschern, Industrieöfen, Feuerungsanlagen, metallurgischen Schmelzgefäßen, mit Hilfe eines Sprengmittels, welches am vorderen Ende einer Lanze in einem kühlmitteldurchflossenen Kühlbehälter angeordnet ist und das durch Halten und Bewegen des hinteren Endes der Lanze durch eine Öffnung der heißen thermischen Anlage in unmittelbare Nähe des zu zerstörenden Materials gebracht und mittels einer Zündeinrichtung zu einem frei wählbaren Zeitpunkt gezündet wird.
Derartige gewollt herbeigeführte Zerstörungen mit Hilfe von Sprengungen sind für verschiedene Anwendungszwecke bekannt, wobei diese Sprengungen in heißen Anlagen bis zu hohen Temperaturen hin durchgeführt werden. Bei der Durchführung der Sprengungen handelt es sich um technisch oft recht komplizierte Aufgaben, die ein hohes Maß an exakter Vorbereitung und Durchführung der Sprengarbeiten erfordern, da diese Arbeiten meistens unter Aufrechterhaltung der in unmittelbarer Nachbarschaft ablaufenden Produktion der entsprechenden Anlage durchgeführt werden müssen. Die teilweise extrem hohen Temperaturen in den zu sprengenden Materialien und thermischen Anlagen stellen zudem große Anforderungen an das sprengtechnische Personal. Es sind deshalb auch unterschiedliche Verfahren und Vorrichtungen bekannt, um derartige Sprengungen innerhalb von heißen thermischen Anlagen durchzuführen.
Aus der Patentschrift US-A-2,840,365 ist ein Verfahren bekannt, bei dem zur Beseitigung von Schlackenansätzen in einem Ofen in vorinstallierten Kühlrohren, die von einem Kühlmittel durchströmt und gekühlt werden, nach Beendigung der Kühlung ein Sprengmittel eingebracht und gezündet wird. Eine optimale Positionierung ist dabei nicht möglich. Auch besteht die Gefahr einer Temperatur bedingten vorzeitigen Auslösung der Sprengung, da nach dem Einbringen des Sprengmittels in das Kühlrohr keine weitere Kühlung mehr durchgeführt wird.
Aus der Patentschrift GB-823353 ist es bekannt, Ansätze in metallurgischen Elektroöfen mit Hilfe eines am vorderen Ende einer Stange befindlichen Sprengmittels, welches mit der Stange in eine optimale Position gebracht werden kann, zu sprengen. Das Sprengmittel ist dabei von einer dickeren Isolierschicht umgeben, durch die das Sprengmittel nach seinem Einbringen in den heißen Ofen nur sehr langsam aufgeheizt wird, so dass zur Handhabung der Stange zur optimalen Positionierung eine längere Zeitspanne zur Verfügung steht, bevor eine Selbstzündung erfolgen kann.
Um eine solche Selbstzündung in jedem Fall auszuschließen, wird in der EP 1 067 349 A2 vorgeschlagen, das am vorderen Ende einer Stange angeordnete Sprengmittel auch während des Einbringens in einen heißen, in Betrieb befindlichen Wärmetauscher mit einem Kühlmittel zu kühlen. Hierzu ist das Sprengmittel von einer Kühlvorrichtung umhüllt. In diese Kühlvorrichtung strömt das Kühlmittel am vorderen Ende herein, durchströmt die Kühlvorrichtung und umströmt das am hinteren Ende der Kühlvorrichtung angeordnete Sprengmittel und verlässt dann die Kühlvorrichtung durch Öffnungen in der an ihrem hinteren Ende semipermeabel ausgebildeten Umhüllung.
Neben dem Nachteil, dass wegen des direkten Umströmens des Sprengmittels kein pulver- oder granulatförmiges Sprengmittel verwendet werden kann, besteht ein weiterer Nachteil darin, dass kein homogenes Umströmen und Kühlen des Sprengmittels gewährleistet ist, da kein Einfluss auf den Strömungsweg des Kühlmittels genommen werden kann. Es ist daher nicht sicher gestellt, dass auch das Ende der Kühleinrichtung in Kontakt mit noch kühlem Kühlmittel kommt, da die Möglichkeit besteht, dass das Kühlmittel bereits vorher durch die Öffnungen in der semipermeablen Umhüllung austritt. Schließlich ist noch als Nachteil zu nennen, dass das aus der Kühlvorrichtung austretende Kühlmittel eventuell zu unangenehmen Erscheinungen führen kann, wie beispielsweise
  • Verschlammen der Arbeitsflächen
  • Eindringen des Kühlmittels in die zu zerstörenden Materialien
  • Gefährdung elektrischer Anlagen (soweit vorhanden)
  • unerwünschte Reaktionen des Kühlmittels mit den heißen Gasen und Feststoffen der thermischen Anlage
  • Kontamination bzw. Reaktion des abzureinigenden Materials
  • zusätzliche Verhärtung der Oberflächen.
Ausgehend von diesem bekannten Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit deren Hilfe ein Sprengmittel in optimaler Weise in unmittelbare Nähe des zu zerstörenden heißen Materials gebracht und dabei gekühlt werden kann, ohne dass die geschilderten Nachteile sich einstellen können.
Die gestellte Aufgabe wird verfahrensmäßig mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass das Kühlmittel in den als Doppelrohr mit Kühlkopf und Versorgungskopf ausgebildeten Kühlbehälter über die Lanze in den Versorgungskopf einströmt, durch das Innenrohr bzw. den Innenkühlmantel bis zum vorderen Ende des Kühlkopfes geführt wird und dabei an dem das Sprengmittel enthaltenen Sprengmittelbehälter vorbeiströmt und dann zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr wieder zurück zum Versorgungskopf und von diesem aus der heißen thermischen Anlage herausgeführt wird.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben, wobei im Vorrichtungsanspruch und den folgenden eine Vorrichtung zur Durchführung dieses erfindungsgemäßen Verfahrens aufgezeigt wird.
Durch die erfindungsgemäße Maßnahme, das Kühlmittel aus dem Kühlbehälter und aus der heißen thermischen Anlage wieder herauszuführen, werden die eingangs bei bekannten Verfahren geschilderten Nachteile vermieden, nämlich dass das Kühlmittel in die heißen thermischen Anlagen verbleibt. Das Kühlmittel wird dabei zweckmäßigerweise durch eine außen an der Lanze angeordnete Leitung abgeführt, wobei die Länge dieser Leitung den örtlichen Gegebenheiten, wohin das Kühlmittel gefördert werden muss, angepasst ist.
Die Zuführung des Kühlmittels zum Kühlbehälter erfolgt durch den hohlen Innenraum der Lanze, die an ihrem vorderen Ende über eine Schraub- oder Steckverbindung mit dem Versorgungskopf des Kühlbehälters und an ihrem hinteren Ende über eine Kupplung, beispielsweise einer GK-Kupplung, mit einem Kühlmittelzulauf, beispielsweise einer unter Druck stehenden Wasserleitung oder einer Kühlmittelpumpe verbunden ist. Auf diese Weise wird eine Zwangsförderung des Kühlmittels, ausgehend vom Kühlmittelzulauf durch die Lanze in die thermische Anlage hinein, dann durch das Innenrohr des Kühlbehälters am Sprengmittelbehälter vorbei bis zum vorderen Ende des Kühlbehälters, dann durch das Außenrohr des Kühlbehälters zurück und über die außen an der Lanze angeordnete Leitung aus der thermischen Anlage aufrechterhalten.
Das Sprengmittel wird dabei durch das vorbei strömende Kühlmittel so gekühlt, dass auch bei einer längeren Verweilzeit des Sprengmittels in der heißen thermischen Anlage keine Selbstentzündung des Sprengmittels erfolgen kann und auch eine zeitaufwendige optimale Positionierung der Lanze mit dem Sprengmittel möglich ist.
Eine derartige optimale Positionierung ist oftmals erforderlich, um eine möglichst weitgehende Zerstörung des kompakten Materials zu erreichen, ohne dabei wertvolle Bauteile der thermischen Anlage mit zu zerstören, wenn nicht, wie bei bekannten Verfahren, die Sprengung in einem vorher erzeugten Bohrloch erfolgen soll.
Zur Unterstützung der durch die Sprengung angestrebten Zerstörung befindet sich deshalb - benachbart dem Sprengmittel - eine Packung aus einem granulatförmigen Schüttgut, welches bei der Detonation des Sprengmittels gegen das zu zerstörende Material geschossen wird. Damit die Wirkung des Schüttgutes auch gezielt in eine gewünschte Richtung und nicht gestreut erfolgt, ist die Schüttgutpackung nicht rund um den Sprengmittelbehälter, sondern nur an einer örtlich begrenzten Stelle neben dem Sprengmittelbehälter angeordnet. Alternativ zum beschriebenen Schüttgut oder zusätzlich könnte auch Aluminiumpulver verwendet werden, um die Detonationsgeschwindigkeit zu erhöhen.
Gemäß der Erfindung ist das Sprengmittel in einem separaten Behälter untergebracht. Auf diese Weise können auch pastöse, pulverförmige oder granulatförmige Sprengmittel verwendet werden, da das Sprengmittel nicht in direkten Kontakt mit dem Kühlmittel gelangt und nicht weggespült werden kann.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend an einem in Zeichnungsfiguren dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert:
Es zeigen:
Fig. 1
einen Kühlbehälter mit Lanze,
Fig. 2
einen Schnitt entlang der Linie A-A der Figur 1,
Fig. 3
einen Schnitt entlang der Linie B-B der Figur 1.
Figur 1 zeigt eine gebrauchsfertig zur Sprengung montierte Vorrichtung gemäß der Erfindung mit einem Kühlbehälter 1 in geschnittener Darstellung, bestehend im Wesentlichen aus dem Kühlkopf 10 und Versorgungskopf 11 zur Kühlung eines Sprengmittels 5 mit Kühlmittel 4, wobei der Kühlbehälter 1 mit einer Lanze 3 zur Positionierung und Versorgung des Kühlbehälters 1 am Einsatzort verbunden ist.
Am hinteren Ende des Kühlbehälters 1 befindet sich der Versorgungskopf 11, der mit seiner mittig angeordneten Kühlmittelzulauföffnung 12 auf das konische Mundstück 34 der Lanze 3 aufsteckbar oder sonst wie verbindbar ist (die Lanze 3 und der Kühlbehälter 1 sind aus Platzgründen getrennt voneinander dargestellt. Oberhalb der Kühlmittelzulauföffnung 12 befindet sich ein Kühlmittelablaufstutzen 15, der den Kühlmittelablauf 14 des Kühlbehälters 1 über die flexible Kühlmittelablaufleitung 16 mit der an der Lanze 3 angeordneten Kühlmittelablaufleitung 31 verbindet.
Mit radialem Abstand voneinander besitzt der Versorgungskopf 11 mehrere Wandungen 13, 17, 18. Es sind dies von innen nach außen das Kühlkopfaufnahmerohr 18, in das der Sprengmittelbehälter 25 eingeschoben ist, der Versorgungsstutzen 17 mit aufgeschobenem Innenkühlmantel 27 und das Versorgungsgehäuse 13 mit aufgeschobenem Kühlkopfgehäuse 23. Zur Stabilisierung der Wandungen 13, 17, 18 untereinander sind zwischen dem Kühlkopfaufnahmerohr 18 und dem Versorgungsstutzen 17 drei Abstandsstege 26 und dazu versetzt zwischen dem Versorgungsstutzen 17 und dem Versorgungsgehäuse 13 drei Abstandsstege 24 angeordnet.
Aus den Figuren 2 und 3, die einen Schnitt entlang der Linie A-A bzw. der Linie B-B der Figur 1 zeigen, ist die Anordnung dieser Stege 24, 26 besonders gut erkennbar.
Der in das Kühlkopfaufnahmerohr 18 eingeschobene Sprengmittelbehälter 25 besteht aus einem Rohr mit verschlossenen Enden 28, 29, gefüllt mit einem Dämm- und Isoliermittel 53, 54, beispielsweise Sand, mit dem Sprengmittel 5 und der Zündkapsel 51. Die Zündkabel 52 der Zündkapsel 51 sind aus dem Sprengmittelbehälter 25 herausgeführt und durch die Rückwand 19 des Kühlkopfaufnahmerohr 18 durchgesteckt. Von dort sind sie durch die Kühlmittelzulauföffnung 12 und durch den Hohlraum der Lanze 3 und aus dieser heraus durch eine Verschlussschraube 33 zu einer beispielsweise elektrischen Zündeinrichtung (die Zündeinrichtung ist nicht dargestellt) geführt.
Oberhalb des Sprengmittelbehälters 25 befindet sich, eingeklemmt zwischen dem Sprengmittelbehälter 25 und dem Innenkühlmantel 27 das in einer Verpackungshülle 56 befindliche granulatförmige Schüttgut 55. In Fig. 2 ist die Lage dieses Schüttgutpakets 55, 56 und die aus dieser Lage resultierende Wirkrichtung 57 des Schüttgutes bei der Detonation des Sprengmittels 5 eingezeichnet.
Das als Verschlusskörper des Kühlbehälters 1 dienende Kühlkopfgehäuse 23 besteht im dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem schlauchförmigen flexiblen Material, das an seinem vorderen Ende mit einem Verschlussmittel, beispielweise einer Rödeldrahtzwirbel zugebunden und mit seinem hinteren Ende auf dem Versorgungsgehäuse 13 aufgeschoben und dort gleichfalls mit einer Rödeldrahtzwirbel 21 fixiert ist. Alternativ kann als Kühlkopfgehäuse 23 auch ein Blechbehältnis vorgesehen sein.
Die Füllung des Sprengmittelbehälters 25 wird wie folgt durchgeführt: Zunächst wird eine Seite des Behälters verschlossen. An das Verschlussende 28 wird dann eine geringe Menge des Dämm- und Isoliermaterials 54, beispielsweise Sand, gefüllt. Nun wird das Sprengmittel 5 mit der Zündkapsel 51 in den Behälter 25 eingebracht, mit Hilfe eines Ladestocks zum Verschlussende 28 geschoben und an der Rohrwandung verstemmt. Der verbleibende Hohlraum wird mit dem Dämm- und Isoliermittel 53 aufgefüllt, wobei die Zündkabel 52 aus dem Behälter 25 herausgeführt werden. Der so gefüllte Behälter 25 wird nun am Füllende 29 gleichfalls verschlossen. Anschließend wird der verschlossene Sprengmittelbehälter 25 in den Aufnahmering 18 des Versorgungskopfes 11 geschoben und dort durch Reibschluss fixiert, wobei die Zündkabel 52 durch eine Bohrung in der Rückwand 19 des Versorgungskopfes 11 herausgeführt werden.
Der Versorgungskopf 11, das hintere Ende des Kühlbehälters 1, ist aus einem stabilen Material, beispielsweise Stahlguss gefertigt und kann deshalb auch für mehrere Sprengungen verwendet werden. Dazu ist es allerdings erforderlich, das zwischen dem Sprengmittel 5 und dem Versorgungskopf 11 ein Sicherheitsabstand von mindestens 50 mm eingehalten wird, worauf bei der Bemessung der Länge des Sprengmittelbehälters 25 und der eingefüllten Sprengmittelmenge zu achten ist.
Neben dem Kühlkopfaufnahmerohr 18 befinden sich mit größerem Durchmesser am Versorgungskopf 11 noch zwei weitere Wandungen, nämlich der Versorgungsstutzen 17, auf den das Innenrohr bzw. der Innenkühlmantel 27 des Kühlkopfes 10 und das Versorgungsgehäuse 13, auf das das Außenrohr bzw. das Kühlkopfgehäuse 23 aufgeschoben werden. Die Verbindung zwischen den Bauteilen erfolgt zweckmäßigerweise durch einen Clipsverschluss, durch Verschraubung oder mittels Rödeldrahtzwirbel (bei einem flexiblen Rohr).
Vor dem Aufschieben des Außenrohrs bzw. des Kühlkopfgehäuses 23 wird zunächst zwischen dem Innenrohr bzw. dem Innenkühlmantel 27 und dem Sprengmittelbehälter 25 - benachbart dem Sprengmittel 5 - das granulatförmige Schüttgut 55 eingebracht, formfest mit einem Verpackungsmaterial 56, beispielsweise einer Kunststofffolie umhüllt.
Den Abschluss der Vorbereitung bilden das Aufschieben des Kühlkopfgehäuses 23 auf das Versorgungsgehäuse 13 des Versorgungskopfes 11 und die Befestigung des fertig montierten Kühlbehälters 1 auf die Lanze 3. Dies geschieht durch Aufstecken oder Aufschrauben, wobei die Zündkabel 52 (oder eine nicht dargestellte nichtelektrische Schlauchverbindung zur Übertragung der eine Zündung auslösenden Stoßwellen) durch den Hohlraum der Lanze 3 zum hinteren Ende der Lanze 3 geführt werden und weiterhin durch Verbinden des Kühlmittelabflussstutzens 15 des Versorgungskopfes 11 mit der außen an der Lanze 3 angeordneten Ablaufleitung 31. Die erfindungsgemäße Sprengvorrichtung ist nun einsatzbereit. Sie kann nun jederzeit eingesetzt werden, wozu die aus der Lanze 3 bzw. Verschlussschraube 33 herausgeführten Zündkabel (Zündkanal) 52 an die Zündvorrichtung und die Kühlmittelzu- und -abläufe anzuschließen sind.
In den Figuren 1, 2 und 3 ist der Weg des Kühlmittels 4 in Form von entsprechend eingezeichneten Pfeilen dargestellt. Ausgehend von einer Kühlmittelzulaufvorrichtung, beispielsweise einer Pumpe (die Pumpe ist nicht dargestellt) gelangt das Kühlmittel über eine Kupplung 32 in die Lanze 3, strömt durch diese hindurch und gelangt über das konische Mundstück 34 der Lanze und der Kühlmittelzulauföffnung 12 in den Versorgungskopf 11. Von dort wird das Kühlmittel 4 zwischen den Innenkühlmantel 27 und den Sprengmittelbehälter 25 geführt, wobei es auch das granulatförmige Schüttgut 55 umströmt. Nach seinem Austritt aus dem Innenkühlmantel 27 wird das Kühlmittel 4 am hinteren Ende des Kühlkopfgehäuses 23 umgelenkt und strömt nun zwischen dem Innenkühlmantel 27 und dem Kühlkopfgehäuse 23 zurück zum Versorgungskopf 11, den es dort durch den Kühlmittelablauf 14 verlässt, um über den außen am Versorgungskopf 11 angeordneten Kühlmittelablaufstutzen 15, der flexiblen Kühlmittelablaufleitung 16 und der außen an der Lanze 3 angeordneten Kühlmittelablaufleitung 31 aus der heißen thermischen Anlage abgeführt zu werden.
Durch diesen stetigen Kühlmittelfluss wird das im Sprengmittelbehälter 25 befindliche Sprengmittel 5 intensiv und stetig gekühlt, so dass ein hinreichender Brandschutz des Sprengmittels 5 gegen eine vorzeitige Zerstörung durch Flamm- bzw. Strahlungshitze gegeben ist.
Nach Positionierung der Sprenglanze 3 bzw. des Kühlbehälters 1 und unmittelbar vor Auslösung der Sprengung wird zweckmäßigerweise der Kühlmittelzufluss gestoppt, um die zum Stand der Technik erläuterten Nachteile zu vermeiden. Das dann noch im Kühlkopf 10 befindliche Kühlmittel 4 vergast aufgrund der hohen Detonationsgeschwindigkeit.
Das dargestellte Ausführungsbeispiel stellt nur eine mögliche Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahren dar. Je nach der Art der thermischen Anlage, der zu zerstörenden Materialien und den örtlichen Gegebenheiten sind weitgehende Variationen möglich, beispielsweise im Hinblick auf die Dimensionierung von Kühlbehälter und Lanze, der Ausführung der verschiedenen Kupplungen und Zündkabeldurchführungen, Art und Menge von Sprengmittel und granulatförmigem Schüttgut, wenn die Merkmale des Hauptanspruchs dabei gewahrt bleiben.
Bezugszeichenliste
1
Kühlbehälter
3
Lanze
4
Kühlmittel
5
Sprengmittel
10
Kühlkopf
11
Versorgungskopf
12
Kühlmittelzulauföffnung
13
Versorgungsgehäuse
14
Kühlmittelablauf
15
Kühlmittelablaufstutzen
16
Kühlmittelablaufleitung
17
Versorgungsstutzen
18
Kühlkopfaufnahmerohr
19
Rückwand
20
Verbindungsmittel
21
Verschlussmittel
23
Kühlkopfgehäuse
24
Abstandstege
25
Sprengmittelbehälter
26
Abstandstege
27
Innenkühlmantel
28
Ende Sprengmittelbehälter
29
Ende Sprengmittelbehälter
31
Kühlmittelablaufleitung
32
Kupplung
33
Verschlussschraube
34
Mundstück an Lanze
51
Zündkapsel
52
Zündkabel
53
Dämm- und Isoliermittel
54
Dämm- und Isoliermittel
55
Schüttgut
56
Verpackungshülle
57
Wirkrichtung

Claims (14)

  1. Verfahren zur lokalen Zerstörung kompakter Materialien, beispielsweise Schlackenansätzen, Mauerwerkresten etc. in heißen thermischen Anlagen wie beispielsweise Wärmetauschern, Industrieöfen, Feuerungsanlagen, metallurgischen Schmelzgefäßen, mit Hilfe eines Sprengmittels (5), welches am vorderen Ende einer Lanze (3) in einem kühlmitteldurchflossenen Kühlbehälter (1) angeordnet ist und das durch Halten und Bewegen des hinteren Endes der Lanze (1) durch eine Öffnung der heißen thermischen Anlage in unmittelbare Nähe des zu zerstörenden Materials gebracht und mittels einer Zündeinrichtung zu einem frei wählbaren Zeitpunkt gezündet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittel (4) in den als Doppelrohr mit Kühlkopf (10) und Versorgungskopf (11) ausgebildeten Kühlbehälter (1) über die Lanze (3) in den Versorgungskopf (11) einströmt, durch das Innenrohr bzw. den Innenkühlmantel (27) bis zum vorderen Ende des Kühlkopfes (10) geführt wird und dabei an dem das Sprengmittel (5) enthaltenden Sprengmittelbehälter (25) vorbei strömt und dann zwischen dem Innenkühlmantel (27) und dem Kühlkopfgehäuse (23) wieder zurück zum Versorgungskopf (11) und von diesem aus der heißen thermischen Anlage heraus gefördert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Zündung des Sprengmittels (5) durch die entstehende Druckwelle ein granulatförmiges Schüttgut (55), beispielsweise Strahlkies, welches zwischen dem Innenkühlmantel (27) des Kühlkopfes (10) und dem Sprengmittelbehälter (25) - dem Sprengmittel (5) benachbart - angeordnet ist, gegen das zu zerstörende Material geschossen wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittel (4) zum Versorgungskopf (11) hin durch den hohlen Innenraum der Lanze (3) und vom Versorgungskopf (11) weg durch eine außen an der Lanze (3) angeordnete Kühlmittelablaufleitung (31) gefördert wird.
  4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Sprengmittel (5) gemeinsam mit einer mit Zündkabel (52) versehenen Zündkapsel (51) in den vorderen Teil eines rohrförmigen Sprengmittelbehälters (25), der an beiden Rohrenden (28, 29) ein Dämm- und Isoliermittel (53, 54) enthält, eingefüllt, sodann, nachdem die freien Enden der Zündkabel (52) aus dem Sprengmittelbehälter (25) herausgeführt wurden, der Sprengmittelbehälter (25) mit einfachen Mitteln, beispielsweise mit Klebeband, verschlossen und in den Innenkühlmantel (27) des Kühlkopfes (10) eingeschoben wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündkabel (52) vom Sprengmittelbehälter (25) durch den Hohlraum der Lanze (3) hindurch zu einer Zündvorrichtung geführt werden.
  6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des Sprengmittelbehälters (25) so bemessen wird, dass zwischen dem Sprengmittel (5) und dem hinteren Ende des Kühlbehälters (1), dem Versorgungskopf (11), ein Sicherheitsabstand, vorzugsweise von mindestens 50 mm, verbleibt, so dass der Versorgungskopf (11) auch für mehrere Sprengungen verwendet werden kann.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Einschieben des Sprengmittelbehälters (25) in den Kühlbehälter (1) das granulatförmige Schüttgut (55), mit einer Verpackungshülle (56) versehen, paketförmig neben den Sprengmittelbehälter (25) in den Innenkühlmantel (27) des Kühlbehälters (1) - dem Sprengmittel (5) benachbart - eingeschoben wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Einschieben des Schüttgutpakets (55, 56) in den Innenkühlmantel (27) des Kühlbehälters (1) das Kühlkopfgehäuse (23) auf den Versorgungskopf (11) des Kühlbehälters (1) aufgeschoben wird und den Kühlbehälter (1) damit verschließt.
  9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Zündeinrichtung handelsübliche nichtelektrische Sprengzünder mit handelsüblichen Schlauchverbindungen zur Übertragung der eine Zündung auslösenden Stoßwellen eingesetzt werden.
  10. Vorrichtung zur lokalen Zerstörung kompakter Materialien, beispielsweise Schlackenansätzen, Mauerwerkresten etc. in heißen thermischen Anlagen wie beispielsweise Wärmetauschern, Industrieöfen, Feuerungsanlagen, metallurgischen Schmelzgefäßen, mit Hilfe eines Sprengmittels (5), welches am vorderen Ende einer Lanze (3) in einem kühlmitteldurchflossenen Kühlbehälter (1) angeordnet ist und das durch Halten und Bewegen des hinteren Endes der Lanze (3) durch eine Öffnung der heißen thermischen Anlage in unmittelbare Nähe des zu zerstörenden Materials gebracht und mittels einer Zündeinrichtung zu einem frei wählbaren Zeitpunkt gezündet wird, zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch
    a) einen an der Spitze einer Lanze (3) angeordneten rohrförmigen Kühlbehälter (1), bestehend aus einem Versorgungskopf (11) und einem Kühlkopf (10), bestehend aus zwei auf den Versorgungskopf (11) aufgesteckten ineinander angeordneten Behältnissen (23, 27), durch die das Kühlmittel (4) gefördert wird;
    b) einen im Innenkühlmantel (27) des Kühlbehälters (1) angeordneten verschlossenen Sprengmittelbehälter (25), der das Sprengmittel (5) und eine Zündkapsel (51) sowie ein Dämm- und Isoliermittel (53, 54), beispielsweise Sand, enthält;
    c) ein zwischen dem Innenkühlmantel (27) des Kühlbehälters (1) und dem Sprengmittelbehälter (25) benachbart dem Sprengmittel (5), angeordnetes granulatförmiges Schüttgut (55) mit einer Verpackungshülle (56).
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Versorgungskopf (11) des Kühlbehälters (1) eine mit dem hohlen Innenraum der Lanze (3) verbundene Kühlmittelzulauföffnung (12) aufweist und einen Kühlmittelablaufstutzen (15) besitzt, der mit einer außen an der Lanze (3) angeordneten Kühlmittelablaufleitung (31) verbunden ist.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Lanze (3) an ihrem hinteren Ende über eine Kupplung (32) mit einem Kühlmittelzulauf verbunden ist.
  13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlbehälter (1) auf die Lanze (3) aufsteckbar oder aufschraubbar ausgebildet ist.
  14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass als Sprengmittelbehälter (25) und als Kühlbehälterrohre (23, 27) preiswerte Handelsware, beispielsweise mit Kunststoff beschichtete Papprohre, Weißblechrohre, Weißblechdosen oder kühlmittelundurchlässige Schläuche, deren Enden verschlossen oder mit einfachen Mitteln verschließbar sind, verwendet werden.
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