EP1275925B1 - Verfahren und Vorrichtung zur lokalen Zerstörung kompakter Materialien in heissen thermischen Anlagen - Google Patents

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EP1275925B1
EP1275925B1 EP02015038A EP02015038A EP1275925B1 EP 1275925 B1 EP1275925 B1 EP 1275925B1 EP 02015038 A EP02015038 A EP 02015038A EP 02015038 A EP02015038 A EP 02015038A EP 1275925 B1 EP1275925 B1 EP 1275925B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cooling
lance
head
blasting material
blasting
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP02015038A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1275925A1 (de
Inventor
Frank Eichner
Ulrich Hess
Arno Pajarskas
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bang and Clean GmbH
Original Assignee
Hans Eichner GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hans Eichner GmbH and Co KG filed Critical Hans Eichner GmbH and Co KG
Publication of EP1275925A1 publication Critical patent/EP1275925A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1275925B1 publication Critical patent/EP1275925B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28GCLEANING OF INTERNAL OR EXTERNAL SURFACES OF HEAT-EXCHANGE OR HEAT-TRANSFER CONDUITS, e.g. WATER TUBES OR BOILERS
    • F28G7/00Cleaning by vibration or pressure waves
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08CLEANING
    • B08BCLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B7/00Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass
    • B08B7/0007Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass by explosions
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23JREMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J3/00Removing solid residues from passages or chambers beyond the fire, e.g. from flues by soot blowers
    • F23J3/02Cleaning furnace tubes; Cleaning flues or chimneys
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D25/00Devices or methods for removing incrustations, e.g. slag, metal deposits, dust; Devices or methods for preventing the adherence of slag
    • F27D25/006Devices or methods for removing incrustations, e.g. slag, metal deposits, dust; Devices or methods for preventing the adherence of slag using explosives
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28GCLEANING OF INTERNAL OR EXTERNAL SURFACES OF HEAT-EXCHANGE OR HEAT-TRANSFER CONDUITS, e.g. WATER TUBES OR BOILERS
    • F28G7/00Cleaning by vibration or pressure waves
    • F28G7/005Cleaning by vibration or pressure waves by explosions or detonations; by pressure waves generated by combustion processes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D1/00Casings; Linings; Walls; Roofs
    • F27D1/16Making or repairing linings increasing the durability of linings or breaking away linings
    • F27D1/1694Breaking away the lining or removing parts thereof
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D9/00Cooling of furnaces or of charges therein

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for the local destruction of compact materials, such as slag approaches, masonry residues, etc. in hot thermal systems such as heat exchangers, industrial furnaces, firing systems, metallurgical melting vessels, using a disintegrating agent, which at the front end of a lance in a coolant flowing through the cooling tank is arranged and brought by holding and moving the rear end of the lance through an opening of the hot thermal plant in the immediate vicinity of the material to be destroyed and ignited by an igniter at an arbitrary time.
  • hot thermal systems such as heat exchangers, industrial furnaces, firing systems, metallurgical melting vessels
  • EP 1 067 349 A2 it is proposed in EP 1 067 349 A2 to cool the explosive means arranged at the front end of a rod during the introduction into a hot, in-service heat exchanger with a coolant.
  • the disintegrating agent is surrounded by a cooling device.
  • the coolant flows in at the front end, flows through the cooling device and flows around the disintegrating means arranged at the rear end of the cooling device and then leaves the cooling device through openings in the cover which is semipermeable at its rear end.
  • the stated object is procedurally achieved by the method according to claim 1, in particular the fact that the coolant flows into the cooling head formed as a double tube with cooling head and supply head via the lance in the supply head, through the inner tube or the inner cooling jacket to the front end of the cooling head is guided and flows past the explosives containing explosives container over and then between the inner cooling jacket and the outer tube forming the cooling head housing back to the supply head and is promoted from this from the hot thermal plant out.
  • the coolant from the cooling tank and to lead out of the hot thermal system again, the disadvantages described in the introduction with known methods are avoided, namely that the coolant remains in the hot thermal systems.
  • the coolant is expediently discharged through an outside of the lance line, the length of this line the local conditions, where the coolant must be promoted adapted.
  • the supply of the coolant to the cooling tank takes place through the hollow interior of the lance, which at its front end via a screw or plug connection with the supply head of the cooling tank and at its rear end via a clutch, such as a GK clutch, with a coolant inlet, for example a pressurized water line or a coolant pump is connected.
  • a clutch such as a GK clutch
  • the explosive is cooled by the passing coolant so that even with a longer residence time of the explosive in the hot thermal plant no spontaneous ignition of the explosive can take place and a time-consuming optimal positioning of the lance with the explosive is possible.
  • the bulk pack is not arranged around the explosives container, but only at a localized location next to the explosives container.
  • aluminum powder could also be used to increase the detonation rate.
  • the disintegrant is housed in a separate container.
  • pasty, powdery or granular disintegrating agents can be used, since the disintegrant does not come into direct contact with the coolant and can not be washed away.
  • FIG. 1 shows a ready-to-use device for explosive device according to the invention with a cooling container 1 in a sectional view, consisting essentially of the cooling head 10 and supply head 11 for cooling a disintegrating means 5 with coolant 4, the cooling container 1 having a lance 3 for positioning and Supply of the cooling tank 1 is connected at the site.
  • Coolant inlet 12 is a coolant outlet 15 which connects the coolant outlet 14 of the cooling tank 1 via the flexible coolant discharge line 16 with the arranged on the lance 3 coolant drain line 31.
  • the supply head 11 has a plurality of walls 13, 17, 18. These are from the inside to the outside of the cooling head receiving tube 13, in which the explosives container 25 is inserted, the supply pipe 17 with deferred inner cooling jacket 27 and the supply housing 13 with deferred cooling head housing 23. To stabilize the Wandurgen 13, 17, 18 with each other between thedekopfamrohr 18 and the supply pipe 17 three spacer webs 26 and to offset between the supply pipe 17 and the supply housing 13 three spacer webs 24 are 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 an insulating and insulating agent 53, 54, for example sand, with the disintegrating agent 5 and the primer 51.
  • the ignition cables 52 of the primer 51 are off led out the explosives container 25 and pushed through the rear wall 19 of the cooling head receiving tube 18. 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 electric ignition (the ignition device is not shown) out.
  • the explosives container 25 is located between the explosive container 25 and the inner cooling jacket 27 which is located in a packaging shell 56 granular bulk material 55.
  • a packaging shell 56 granular bulk material 55 In Fig. 2, the location of this bulk package 55, 56 and resulting from this position effective direction 57 of the bulk material in the Detonation of the explosive 5 drawn.
  • 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, which is tied at its front end with a closure means, for example, a Rödeldrahtzwirbel and pushed with its rear end on the supply housing 13 and there is also fixed with a Rödeldrahtzwirbel 21.
  • a closure means for example, a Rödeldrahtzwirbel and pushed with its rear end on the supply housing 13 and there is also fixed with a Rödeldrahtzwirbel 21.
  • it can be provided as a cooling head housing 23, a sheet metal container.
  • 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 then a small amount of insulating and insulating material 54, such as sand, filled. Now the explosive 5 is introduced with the primer 51 in the container 25, pushed by means of a loading stick to the closure end 28 and caulked to the pipe wall. The remaining cavity is filled with the insulating and insulating 53, the ignition cable 52 are led out of the container 25. The thus filled container 25 is now closed at the filling end 29 as well. Subsequently, the closed explosives container 25 is pushed into the receiving ring 18 of the supply head 11 and fixed there by frictional engagement, wherein the ignition cable 52 are led out through a hole in the rear wall 19 of the supply head 11.
  • insulating and insulating material 54 such as 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 be used for several blasts. For this purpose, however, it is necessary that a safety distance of at least 50 mm is maintained between the disintegrating means 5 and the supply head 11, which is to be taken into account in the dimensioning of the length of the disintegrating container 25 and of the charged disintegrant quantity.
  • cooling head receiving tube 18 In addition to the cooling head receiving tube 18 are located with a larger diameter at the supply head 11, two more walls, namely the supply pipe 17, to 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 is expediently carried out by a clip closure, by screwing or by means of twisted-wire twists (in the case of a flexible tube).
  • the granulated bulk material 55 is first introduced between the inner tube or the inner cooling jacket 27 and the explosives container 25 - adjacent to the disintegrating means 5 - wrapped in a dimensionally stable manner with a packaging material 56, for example a plastic film.
  • the completion of the preparation is the postponement of the cooling head housing 23 on the supply housing 13 of the supply head 11 and the attachment of the fully assembled cooling tank 1 on the lance 3.
  • the ignition cable 52 (or non-illustrated non-tubular hose connection for transmission the shock waves triggering an ignition) are guided through the cavity of the lance 3 to the rear end of the lance 3 and further by connecting thedestoffabhnestutzens 15 of the supply head 11 with the outside of the lance 3 arranged discharge line 31.
  • the blasting device according to the invention is now ready for use. It can now be used at any time, including the lead out of the lance 3 and screw plug 33 ignition cable (ignition channel) 52 are connected to the ignition device and theméstoffzu- and -ab experience.
  • the coolant 4 After emerging from the inner cooling jacket 27, the coolant 4 is deflected at the rear end of the cooling head housing 23 and now flows between the inner cooling jacket 27 and the cooling head housing 23 back to the supply head 11, where it leaves through the coolant outlet 14 to the outside of the supply head eleventh arranged coolant outlet pipe 15, the flexible coolant discharge line 16 and the outside of the lance 3 arranged coolant discharge line 31 to be discharged from the hot thermal plant.
  • the explosive 5 located in the explosive container 25 is intensively and steadily cooled, so that adequate fire protection of the explosive 5 against premature destruction by flame or radiant heat is provided.
  • the coolant flow is expediently stopped in order to avoid the disadvantages described in the prior art.
  • the illustrated embodiment represents only one possible device for carrying out the method according to the invention.
  • the materials to be destroyed and the local conditions Extensive variations are possible, for example with regard to the dimensioning of the cooling tank and lance, the execution of the various couplings and Zündclud die arrangementen, type and amount of disintegrant and granular bulk material, while maintaining the features of the main claim thereby.

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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 durch das Verfahren gemãß Anspruchs 1 gelöst, insbesondere dadurch, 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 enthaltenden Sprengmittelbehälter vorbei strömt und dann zwischen dem Innenkühlmantel und dem das Außenrohr formenden Kühlkopfgehäuse wieder zurück zum Versorgungskopf und von diesem aus der heißen thermischen Anlage heraus gefördert wird.
  • Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist im Anspruchs 10 erwähnt, und wird insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass
    1. a) der Kühlbehälter rohrförmig ausgebildet ist und aus einem Versorgungskopf und einem Kühlkopf besteht, wobei der Kühlkopf aus zwei auf den Versorgungskopf aufgesteckten ineinander angeordneten Behältnissen, einem äußeren Kühlkopfgehäuse und einem inneren Innenkühlmantel gebildet ist, zwischen die das Kühlmittel über die gesamte Länge des Kühlbehälters zur Lanze zurück gefördert wird;
    2. b) ein im Innenkühlmantel des Kühlbehälters mit radialem Abstand angeordneter verschlossener Sprengmittelbehälter, der das Sprengmittel, eine Zündkapsel sowie ein Dämm- und Isoliermittel, beispielsweise Sand, enthält, wobei der vom Innenkühlmantel und vom Sprengmittelbehälter gebildete radiale Zwischenraum als ringförmiger Strömungskanal für das Kühlmittel dient;
    3. c) im radialen Zwischenraum zwischen dem Innenkühlmantel des Kühlbehälters und dem Sprengmittelbehälter ein die Sprengwirkung unterstützendes granulatförmiges Schüttgut formfest von einer Verpackungshülle umhüllt, dem Sprengmittel benachbart eingeklemmt ist.
  • 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 den 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 13, 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 Wandurgen 13, 17, 18 untereinander sind zwischen dem Kühlkopfaufnahmerohr 18 und dem Versorgungsstutzen 17 drei Abstandsstege 26 und dazu versetzt zwisten 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 das Außenrohr formenden 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, bestehend aus einer mit einem Sprengmittel (5) befüllbaren behälterförmigen Kühlvorrichtung, die am vorderen Ende einer rohrförmigen Lanze (3) angeordnet ist, durch die ein Kühlmittel (4) in die Kühlvorrichtung zur Kühlung des Sprengmittels (5) gefördert wird und durch die Zündkabel (52) zur Auslösung der Sprengung geführt sind, zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    a) der Kühlbehälter (1) rohrförmig ausgebildet ist und aus einem Versorgungskopf (11) und einem Kühlkopf (10) besteht, wobei der Kühlkopf (10) aus zwei auf den Versorgungskopf (11) aufgesteckten ineinander angeordneten Behältnissen, einem äußeren Kühlkopfgehäuse (23) und einem inneren Innenkühlmantel (27) gebildet ist, zwischen die das Kühlmittel (4) über die gesamte Länge des Kühlbehälters (1) zur Lanze (3) zurück gefördert wird;
    b) ein im Innenkühlmantel (27) des Kühlbehälters (1) mit radialem Abstand angeordneter verschlossener Sprengmittelbehälter (25), der das Sprengmittel (5), eine Zündkapsel (51) sowie ein Dämm- und Isoliermittel (53, 54), beispielsweise Sand, enthält, wobei der vom Innenkühlmantel (27) und vom Sprengmittelbehälter (25) gebildete radiale Zwischenraum als ringförmiger Strömungskanal für das Kühlmittel (4) dient;
    c) im radialen Zwischenraum zwischen dem Innenkühlmantel (27) des Kühlbehälters (1) und dem Sprengmittelbehälter (25) ein die Sprengwirkung unterstützendes granulatförmiges Schüttgut (55), formfest von einer Verpackungshülle (56) umhüllt, dem Sprengmittel (5) benachbart eingeklemmt ist.
  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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