SK287434B6 - Spôsob čistenia nečistôt alebo pripálenín, alebo troskových usadenín v nádržiach a technických zariadeniach a zariadenie na jeho vykonávanie - Google Patents

Abstract

Vynález sa týka takzvaného on-line spôsobu a zariadenia na čistenie nečistôt, prípadne pripálenín alebo troskových usadenín v nádržiach a spaľovacích zariadeniach pomocou techniky odstrelu. Do blízkosti nečistôt, prípadne pripálenín alebo troskových usadenín sa privádza s cieľom explózie výbušná plynná zmes. Do nádrže alebo do technického zariadenia sa zavedie rúrkovité zariadenie alebo dýza (20), pričom ústie rúrkovitého zariadenia alebo dýzy (20) sa nastaví do blízkosti nečistôt alebo pripálenín, alebo troskových usadenín (6). Cez rúrkové zariadenie alebo dýzu (20) sa privedie tekutá výbušná zmes (7) alebo tekuté zložky, vytvárajúce pri zmiešaní výbušnú zmes, do blízkosti nečistôt alebo pripálenín, alebo troskových usadenín (6) a tekutá výbušná zmes (7), výhodne vzniknutá zmiešaním tekutých zložiek, sa privedie do explózie.

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka spôsobu a zariadenia na čistenie znečistených, prípadne troskou zanesených nádrží a technických zariadení pomocou techniky odstrelu, prednostne počas prevádzky zariadenia alebo keď je nádrž horúca.

Doterajší stav techniky

Horúce plochy napríklad zariadení na spaľovanie odpadu alebo kotlov na uhlie sú vo všeobecnosti veľmi znečistené. Tieto znečistenia majú anorganické zloženie a typicky vznikajú ukladaním častíc popolčeka na stenách. Usadeniny v oblasti vysokých teplôt spalín sú väčšinou veľmi tvrdé, pretože alebo roztavené, alebo natavené zostávajú prilepené na stene alebo sa zlepujú nižšie sa taviacimi alebo kondenzujúcimi substanciami pri ich tuhnutí na chladnejšej stene kotla. Takéto usadeniny sa dajú pomocou známych spôsobov čistenia len ťažko a nedostatočne odstraňovať. To spôsobuje, že sa kotol musí periodicky odstavovať, ochladzovať a manuálne alebo pomocou ošľahávania pieskom čistiť. Pretože takéto kotly majú totiž väčšinou veľké rozmery, je na to často nutná konštrukcia lešenia v peci. To navyše vyžaduje prerušenie prevádzky na viac dní alebo týždňov a okrem toho je to pre obslužný personál vzhľadom na silný spád prachu a nečistôt mimoriadne nepríjemné a nezdravé. Nutným sprievodným javom prerušenia prevádzky technického zariadenia sú väčšinou škody na materiáli samotnej nádrže ako následok silných teplotných zmien. Popri nákladoch na čistenie a opravy sú významným nákladovým faktorom výdaje spojené s uvedením zariadenia do pokoja s následným výpadkom produkcie, prípadne s úbytkom príjmov.

Obvyklými spôsobmi čistenia je napríklad klepanie na kotol a použitie parného lúča, dúchadiel vodného lúča a ošľahávanie guľôčkami.

Známy je spôsob čistenia, pri ktorom sa ochladený a tiež v prevádzke sa nachádzajúci horúci kotol čistí pomocou umiestnenia a zapálenia roznecujúcich telies. Pri spôsobe, opísanom v dokumente EP 1 067 349, sa ochladené roznecujúce teleso privádza pomocou chladenej dýzy do blízkosti znečistenej horúcej plochy, kde sa roznecujúca nálož zapáli. Horúce plochy s pripáleninami sa vplyvom sily detonácie, ako aj vplyvom oscilácie steny, vyvolaných rázovými vlnami, odlúpnu. Doba čistenia touto metódou sa môže v porovnaní s obvyklými spôsobmi čistenia podstatne skrátiť. Čistenie môže prebiehať s potrebnými bezpečnostnými opatreniami, on-line, to znamená počas prevádzky spaľovacej pece, prípadne ešte v horúcom stave nádrže. Týmto spôsobom je možné vyčistiť kotol v priebehu niekoľkých hodín, na čo by bolo pri obvyklej metóde čistenia potrebných niekoľko dní.

Nevýhodou spôsobu, opísaného v spise EP 1 067 349, je potreba trhaviny. Popri vysokých nákladoch na trhavinu musia byť na zabránenie nehodám, napríklad pri skladovaní trhaviny, vynaložené vysoké náklady na bezpečnosť. Umiestnenie trhaviny do horúcej nádrže vyžaduje navyše absolútne spoľahlivý a efektívny chladiaci systém, aby sa zabránilo predčasnej detonácii trhaviny.

Úlohou vynálezu je vytvorenie spôsobu a zariadenia na čistenie znečistených, prípadne troskou zanesených spaľovacích zariadení alebo nádrží, pri ktorom nemusí byť technické zariadenie počas čistenia odstavené, zariadenie je v krátkom čase opäť čisté a špeciálne sa minimalizuje poškodenie personálu a časti zariadenia počas procesu čistenia.

Podstata vynálezu

Uvedené ciele sa dosahujú spôsobom čistenia nečistôt alebo pripálenín, alebo troskových usadenín v nádržiach a technických zariadeniach pomocou techniky odstrelu, prednostne počas prevádzky zariadenia, alebo keď je nádrž horúca, ktorého podstata spočíva v tom, že sa do nádrže alebo do technického zariadenia zavedie rúrkovité zariadenie alebo dýza, pričom ústie rúrkovitého zariadenia alebo dýzy sa nastavia do blízkosti nečistôt alebo pripálenín, alebo troskových usadenín, cez rúrkové zariadenie alebo dýzu sa privedie tekutá výbušná zmes alebo tekuté zložky, vytvárajúce pri zmiešaní výbušnú zmes do blízkosti nečistôt alebo pripálenín, alebo troskových usadenín, a tekutá výbušná zmes, výhodne vzniknutá zmiešaním tekutých zložiek, sa privedie do explózie.

Kvôli ochrane osôb majú byť jednotlivé látky uchovávané oddelene a oddelene sa má s nimi tiež manipulovať, aby sa čo možno najviac vylúčilo nebezpečenstvo predčasnej explózie. To je možné spôsobom čistenia podľa vynálezu, pretože výbušná látka alebo výbušná zmes, potrebná na čistenie, môže byť vytváraná na mieste alebo v blízkosti miesta nádrže, na ktorom má byť prípadne použitá. To zvyšuje bezpečnosť personálu a predmetov. Použitím spôsobu čistenia podľa vynálezu sa počas procesu zavádzania a nastavovania polohy zariadenia nevyskytujú ešte žiadne výbušné látky alebo zložky a taktiež nie sú tieto vystavené horúčave.

Spôsob čistenia podľa vynálezu je vhodný najmä pre spaľovacie zariadenie s lepivým, na pripáleniny ná chylným poletujúcim popolčekom, vytváraným špeciálne pri spaľovaní uhlia, odpadu, usadenín z čističiek alebo zvláštneho odpadu. Spôsob čistenia sa dá však tiež použiť na odstraňovanie nečistôt v iných technických zariadeniach s tvrdými usadenými nečistotami, ako napríklad v zariadeniach na čistenie spalín, papierňach, silách, v cementárskom priemysle a v podobných zariadeniach. Čistenie odstrelom môže byť realizované počas prevádzky zariadenia, to znamená on-line, prípadne pri ešte horúcej nádrži, a nanajvýš cielene a presne dávkované. Tak klesnú prevádzkové náklady spojené s výpadkami a žiadne časti zariadenia alebo úsekov nádrže sa neúmerne nezaťažujú. Minimalizuje sa tiež nebezpečenstvo pre obslužný personál. To predovšetkým vplyvom nanajvýš krátkej doby zotrvania aspoň čiastočne plynných výbušných zložiek alebo zmesi v horúcom prostredí.

Pri výhodnom príklade uskutočnenia spôsobu čistenia podľa vynálezu sa do blízkosti čistenej plochy umiestňuje horľavina, a to plynná alebo kvapalná, napríklad acetylén, etylén, metán, etán, propán, benzín, olej alebo podobné látky, a oxidačný prostriedok, napríklad kyslík. Tam sa jednotlivé zložky spolu zmiešajú a následne sa zapália. Sila explózie a plocha, uvedená rázovými vlnami do oscilácií, napríklad stena nádrže alebo rúrok, spôsobí odlúpnutie pripálenín na stenách a tak vyčistenie plochy. Zložky sa môžu spolu miešať aj v zariadení podľa vynálezu.

Sila explózie, potrebná na vyčistenie, a teda množstvo použitých látok, sa riadi podľa druhu znečistenia a podľa veľkosti a typu znečistenej nádrže. Dávkovanie a sila explózie sa môžu zvoliť a volia sa tak, aby na inštaláciách nevznikli žiadne škody.

Napríklad množstvo plynnej zmesi z acetylénu a kyslíka, potrebné na účinné vyčistenie, je medzi 5 a 30 litrov na jednu explóziu. Optimálny miešací pomer plynov sa dá vypočítať zo stochiometrie plynov a pre acetylén a kyslík to predstavuje 1 : 3. Pri výbušnej plynnej zmesi z kyslíka a etánu predstavuje tento pomer 3,5 : : 1 s príkladným celkovým objemom plynu 100 litrov. Možnosť optimálneho dávkovania použitých zložiek znižuje jednak náklady na čistenie a jednak riziko poškodenia osôb a škôd na technickom zariadení.

Výhodné rúrkovité zariadenie, napríklad dýza, sa zavedie do zariadenia, prípadne do nádrže, a umiestni sa do blízkosti čisteného miesta. Pomocou tohto zariadenia môžu byť po nastavení polohy zariadenia zavedené do technického zariadenia, prípadne nádrže, jednotlivé zložky. Pri on-line čistení môžu byť čistená nádrž a napríklad prúdiace spaliny horúce až 1000 °C. To znamená, že v záujme zabránenia predčasnej explózii sa látky, použité na čistenie, napríklad plyny a horľaviny, majú priviesť na požadované miesto čo najrýchlejšie, než sa tieto stačia ohriať napríklad vyžarovaním tepla. Výhodne sa rúrka tepelne izoluje a/alebo chladí. To sa môže realizovať rúrkou z tepelne izolujúcich materiálov, prípadne chladením, umiestneným na rúrke alebo vedeným cez rúrku. Výhodne sa chladenie rúrky a/alebo látok, použitých na čistenie, realizuje tak, že sa vyjde bez stáleho prívodu chladiaceho prostriedku zvonka do čistiaceho zariadenia, prípadne k zložkám alebo k výbušnej zmesi plynov. Rúrka alebo dýza by musela teda mať len prípoj pre prípadné plynné zložky a mohla by byť vytvorená adekvátne jednoduchšie. Takéto čistiace zariadenie nie je tiež odkázané na existenciu eventuálnych prípojov vody v blízkosti čisteného objektu. Ak sa pre chladenie použije chladiaci prostriedok, ako je napríklad voda, ako izolačný materiál pre dýzu, tak je s týmto cieľom potrebné umiestniť k dýze prívody. Eventuálne hadice by mohli byť, ak je to žiaduce, pred vlastným použitím dýzy na čistenie odstránené. Ak je požadované chladenie dýzy v stave jej nastavenej polohy pomocou prúdu chladiaceho prostriedku, tak sa to výhodne realizuje tak, že sa chladiaci prostriedok vedie cez dýzu, takže ten potom priamo prúdi do horúcej nádrže. Čistiace zariadenie môže byť tiež realizované tak, že chladiaci prostriedok v zariadení prúdi zase späť.

Aby sa úplne predišlo možnosti predčasnej explózie, tak sa výbušná, aspoň čiastočne plynná zmes, vytvára najmä až na mieste, na ktorom má explózia prebehnúť. To sa napríklad realizuje miešaním spáliteľného plynu a oxidačného prostriedku v samotnej čistenej nádrži. Tiež je však možné jednotlivé zložky spolu zviesť dohromady v časti prívodného potrubia, napríklad vnútrajšku dýzy. Tým sa začne zásadné zmiešanie jednotlivých zložiek už krátko pred čisteným miestom. Je tiež možné, s nutnými bezpečnostnými opatreniami, priviesť výbušný plyn alebo zmes plynov priamo do technického zariadenia, prípadne nádrže. Aj pri tomto variante je nebezpečenstvo predčasnej explózie výbušných látok alebo zmesí minimálne, pretože privedenie zariadenia a eventuálne nastavenie jeho plochy môže prebehnúť predbežne a teda celkom bez prítomnosti výbušných látok. Ak sa namiesto plynných látok použijú menej alebo viac kvapalné alebo púdrovité, prípadne práškovité látky, napríklad horľaviny, tak sa tieto napríklad pomocou vhodného čerpacieho zariadenia privedú rúrkovitým zariadením k čistenému miestu, kde sa kvapalné, prípadne práškovité látky výhodne rozprášia. To sa môže napríklad realizovať tlakovým alebo plynným rozprášením, napríklad použitím plynu, využívaného pri čistení.

Dávkovanie plynov, prípadne plynných zmesí, eventuálne tiež kvapalných látok, sa výhodne realizuje pomocou tlakovej nádoby, do ktorej sa môžu priviesť predbežne exaktne dávkované množstvá plynu, prípadne kvapaliny, napríklad pomocou riadeného uvoľňovania z v predaji obvyklých plynových fliaš. Použitie separátnych tlakových nádob poskytuje výhodu, že množstvo a tým tiež plniace tlaky sa môžu veľmi jednoducho v týchto nádobách prispôsobiť požadovanej sile explózie. Navyše môže byť privedením plynov alebo kvapalín pod tlakom udržaná doba zotrvania použitých zložiek v horúcom prostredí veľmi krátka.

Aby sa zabránilo zrieďovaniu plynov, plynných zmesí, pudrových, prípadne práškovitých alebo kvapalných látok, napríklad okolitým vzduchom alebo spalinami, tak sa látky udržiavajú pomocou vhodných tenkostenných nádržiek podľa možnosti v blízkosti čisteného miesta. To je výhodné najmä vtedy, ak má byť výbušná zmes vytváraná až v blízkosti čistenej plochy, prípadne oddeleným privedením jednotlivých plynov, prípadne horľavín, v rúrkovitom zariadení, prípadne dýze. Takáto nádržka slúži okrem iného na zabránenie zrieďovania plynov, najmä pred ich úplným zmiešaním, a prípadne na ich ochladzovanie. Príkladmi vhodných tenkostenných nádržiek sú rozťahovateľné tenkostenné balónikové nádržky alebo flexibilné, poddajné tenkostenné nádržky, akými sú napríklad vrecovité obaly alebo vrecúška. Tenkostenná nádržka je výhodne umiestnená na jednom konci rúrky, napríklad na hlavovom konci dýzy, a nafukuje sa samotnými plynmi. Aby sa zabránilo predčasnej explózii tenkostennej nádržky, mala by byť nafukovaná rýchlejšie, ako sa pomocou konvekcie alebo vyžarovania ohreje, a/alebo by mala byť ochladzovaná. Výhodne majú tenkostenné nádobky väčší objem, ako je celkový objem do nich privedených zložiek. Jednak to zabraňuje predčasnému zničeniu tenkostennej nádržky vplyvom prasknutia, napríklad elastických balónikových nádržiek. Jednak, napríklad v prípade nádržiek z nerozťahovateľných materiálov, ako sú napríklad vrecovité, plastové alebo papierové obaly, nie je v nádržke v porovnaní s okolím žiaden pretlak. To zabraňuje vytekaniu plynov alebo ho minimalizuje pri priepustnom materiáli, alebo pri eventuálnej perforácii tenkostennej nádržky, ktorá by bola napríklad spôsobená dopadom iskry alebo ostrých predmetov.

Ochladzovanie hlavy dýzy, prípadne ochladzovanie tenkostennej nádržky, sa výhodne realizuje pomocou pasívnych chladiacich metód. Pri pasívnom chladení výbušnej plynnej zmesi sa v zavedenom stave čistiaceho zariadenia neprivádzajú zvonka k výbušnej zmesi, prípadne do nej, žiadne doplnkové chladiace prostriedky. To má popri všeobecne konštrukčného zjednodušenia čistiaceho zariadenia tiež tú prednosť, že prívodné potrubie na látky, potrebné na explóziu, môže byť relatívne jednoducho udržiavané oddelené od eventuálneho chladenia dýzy. Pri kombinácii a pasívnom chladení dýzy môže byť celý spôsob čistenia udržiavaný v podstate nezávislý od miestne danej iníraštruktúry.

Tenkostenná nádržka, a teda tiež v nej sa nachádzajúce látky, môže byť pomocou tepelne izolujúceho ochranného obalu alebo pomocou ochranného obalu, vybaveného už chladiacimi prostriedkami, chránená pred nežiaducim vysokým ohriatím. Príklad pre tento ochranný obal môže byť vytvorený veľmi jednoducho a pozostával by napríklad v podstate z čo najviac nasávajúceho materiálu, napríklad krepu alebo hubovitého materiálu, ktorý sa pred zavedením do horúceho technického zariadenia napustí chladiacim prostriedkom, napríklad vodou. Tiež je však možné vytvoriť samotnú tenkostennú nádržku z materiálu, ktorý absorbuje, prípadne akumuluje chladiaci prostriedok.

Samozrejme je možné tenkostennú nádržku tiež chladiť pomocou vhodného chladiaceho prostriedku, napríklad rozprašovaním vody, vzduchu alebo zmesi obidvoch médií, na tenkostennú nádržku. Možné je tiež vstrekovanie vodných kvapiek alebo iného chladiaceho prostriedku do tenkostennej nádržky počas nafukovania, takže sa jej povrch chladí zvnútra. To sa napríklad môže kombinovať so zavádzaním kvapalných alebo plynných zložiek, použitých na čistenie.

Ďalšia výhodná možnosť ako ochrániť tenkostennú nádržku spočíva v tom, že sa tenkostenná nádržka zavedie do čistenej nádrže vo vhodnom ochrannom zariadení. Toto sa napríklad realizuje pomocou ochranného zariadenia, umiestneného na čistiacom zariadení, napríklad pomocou ochranného zvonu alebo lievika, umiestneného na dýze alebo okolo nej. Tenkostenná nádržka môže byť v nenafúkanom stave usporiadaná v ochrannom zariadení. Ochranné zariadenie je uskutočnené tak, že tenkostennej nádržke poskytuje možnosť v podstate voľného rastu, len čo sa táto nafúkne. To sa môže realizovať pomocou otvoreného.....alebo silou, prípadne tlakom sa otvárajúceho ochranného zariadenia. Otvor ochranného zariadenia, umiestnený zo strany nádrže, to znamená zo strany hlavy, môže mať kryt. Takýto kryt je výhodne tenkostenný, je možné ho ľahko otvoriť, prípadne uvoľniť, takže od rozťahujúcej sa tenkostennej nádržky môže byť od ochranného zariadenia uvoľnený. Je vyrobený výhodne z materiálov, ktoré môžu byť napustené chladiacim prostriedkom, ako je napríklad kus papiera, juty alebo iný vhodný materiál. Podľa uskutočnenia krytu môže byť ním obklopené celé ochranné zariadenie. Tak sa tenkostenná nádržka, ako aj ochranné zariadenie, súčasne chráni, prípadne chladí.

Pri výhodnom príklade uskutočnenia sa používa už z uvedených dôvodov nepriame, pasívne chladenie, a to tak pre tenkostennú nádržku, ako aj pre dýzu. Pasívne chladenie je pre výbušnú zmes a dýzu nezávislé od aktívne, zvonka privádzaného chladiaceho prostriedku počas samotného spôsobu čistenia, to znamená v zavedenom stave dýzy. Pasívne chladenie dýzy sa výhodne realizuje umiestnením vhodných materiálov okolo rúrky s plynom a/alebo kvapalinou, prípadne vyhotovením rúrky alebo prívodného potrubia z vhodných materiálov. Takými sú napríklad izolujúci, v podstate horúčave odolávajúci a/alebo chladiaci prostriedok, absorbujúci materiály, alebo vhodné usporiadanie materiálov. Ich príkladom sú nasávajúce materiály, akými je papier, vata alebo látka, ktoré sa pred použitím napustia vo vode alebo v inom chladiacom prostriedku. Na ochranu pred poškodením chladiacej vrstvy môžu byť umiestnené vonkajšie ochranné vrstvy. V prípade nasávajúceho papiera môže to byť jednoduché ovinutie z látky. Tiež je však možné umiestniť odolnejšiu ochrannú vrstvu, napríklad z kovovej mriežky alebo kovového úpletu, alebo z druhej kovovej rúrky. Materiá ly, absorbujúce chladiace prostriedky, môžu tieto podľa potreby zasa vypúšťať a pritom vznikajúcim chladom z odparovania chladiť rúrku alebo tenkostennú nádržku. Pasívne chladenie môžu byť napríklad tiež husté kovové úplety alebo keramiky, ktoré môžu v dutinách alebo póroch uchovávať chladiaci prostriedok. Je tiež možné vytvoriť pasívne chladenie z materiálov, absorbujúcich teplo. Takéto materiály sú schopné absorbovať a akumulovať teplo miesto toho, aby ho rozvádzali ďalej. Príkladom toho sú materiály, ktoré vo vhodne zvolenej teplotnej oblasti uskutočňujú fázový prechod, typicky z pevnej fázy do kvapalnej fázy (takzvaný „phase change materials“ (PCM)). Ďalším príkladom pre izolujúce chladenie dýz sú dvojité rúrky, ktoré môžu byť naplnené izolačným materiálom.

Podľa potreby môžu byť tiež najrôznejšie chladiace metódy a ochranné zariadenia kombinované, vynechávané alebo doplňované.

Zapálenie výbušnej zmesi, prípadne zmesi kvapalina/plyn, s tenkostennou nádržkou, prípadne ochranným obalom alebo bez nich, prebieha pomocou prostriedkov, známych zo stavu techniky. Výhodne sa to uskutočňuje pomocou elektricky iniciovaného zapálenia iskrou, pomocným plameňom alebo pyrotechnickým zapálením pomocou adekvátne umiestnených zápalných prostriedkov a zápalných zariadení. Zápalné prostriedky sú výhodne umiestnené v oblasti jedného z koncov dýzy, na samotnej rúrke alebo na tenkostennej nádržke. Uvedenie zápalného zariadenia do činnosti, ako aj priebeh vtekania plynov a/alebo zavádzania kvapalných zložiek, sa výhodne a z bezpečnostných dôvodov realizuje pomocou riadiaceho zariadenia.

Priebeh odpálenia v horúcej nádrži prebieha pri výhodnom uskutočnení nasledovne:

- Tlakové nádoby s plynom sa uvedením príslušných ventilov do činnosti naplnia z tlakových plynových fliaš príslušnými plynmi, napríklad acetylénom alebo etánom s kyslíkom, a požadovanými množstvami/tlakmi plynov.

- Na konci rúrky sa upevní tenkostenná nádržka (prípadne z plastu, balónikový alebo vrecovitý obal, alebo vrecúško), napríklad sa nasadí, zovrie alebo prilepí lepiacim pásikom a/alebo sa zložený usporiada v ochrannom zariadení.

- Ak je to žiaduce, tak sa aktivuje chladenie hlavy, napríklad sa upevní ochranný obal (izolujúci a/alebo ochladzujúci), prípadne napustí chladiacim prostriedkom a/alebo sa spolu s plynom odštartuje chladenie.

- Do čistenej nádrže sa zvonka zavedie dýza, napríklad vstupným otvorom, takže sa koniec rúrky včítane tenkostennej nádržky umiestni pred čistenou plochou.

- Otvorenie ventilov tlakovej nádoby s plynom odštartuje plnenie tenkostennej nádržky zmesou plynov.

- Uvedie sa do činnosti zápalné zariadenie a vyvolá sa explózia.

Jednotlivé kroky uvedeného priebehu spôsobu čistenia odstreľovaním podľa vynálezu môžu byť tiež doplnené pomocnými krokmi a/alebo automatizované. Napríklad vyvolanie procesu explózie môže byť spojené s bezpečnostnými mechanizmami. Tieto výhodne odštartujú prívod plynu z tlakových nádob do tenkostennej nádržky, pripadne vo všeobecnosti do čistenej nádrže, a toto spojenie prerušia skôr, než sa uskutoční napríklad pomocou aktivácie zápalného prostriedku vlastná explózia. To napríklad zabraňuje spätným rázom do prívodného potrubia alebo neriadeným explóziám. Doplnkovo môže spôsob čistenia tiež obsahovať krok čistenia zariadenia. Ten sa napríklad realizuje vypláchnutím dýzy, prípadne jednotlivých rúrok, nadväzujúcich na explóziu, pomocou tlakového vzduchu.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Vynález je v ďalšom bližšie opísaný a objasnený na príkladoch uskutočnenia zariadenia na spôsob čistenia troskou zanesených plôch podľa vynálezu podľa pripojených výkresov, ktoré ukazujú na obr. 1 zjednodušené znázornenie príkladu uskutočnenia zariadenia podľa vynálezu; na obr. 2 ďalší príklad uskutočnenia zariadenia podľa vynálezu a na obr. 3 tretí príklad uskutočnenia zariadenia podľa vynálezu.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Na obr. 1 je znázornené zariadenie 10 na uskutočnenie spôsobu čistenia podľa vynálezu. Zariadenie 10 zahŕňa rúrkovité prívodné potrubie 1, 2, pomocou ktorého sa, výhodne po nastavení jeho polohy, privádzajú do blízkosti čistenej plochy 5 rôzne plyny 3 a 4, napríklad kyslík a etán, ale aj kvapalné horľaviny alebo oxidačné prostriedky. Plyny 3, 4 a/alebo kvapaliny vytvárajú v oblasti nečistôt alebo pripálenín, alebo troskových usadenín 6 plochy výbušnú zmes 7. Pomocou zápalného zariadenia 8, ktoré sa dá riadiť a uvádzať do činnosti mimo čistenú nádrž alebo zariadenie, sa výbušná zmes 7 zapaľuje, napríklad vytvorením zapaľovacej iskry 9. Explózia sa tiež môže vyvolať zapaľovaním, nachádzajúcim sa v oblasti zmesi 7, napríklad na prívodnom potrubí 1, 2. Prívodné potrubie 1, 2, prípadne zápalné zariadenie 8, sú tu vytvorené tak, že zapaľovacia iskra 9 sa nezapáli priamo pred koncom prívodného potrubia 1, 2, aby sa zabránilo spätnému nárazu čistiaceho zariadenia 10, prípadne spätnému zapáleniu do prívodného potrubia 1, 2. To sa môže realizovať tak, že sa zapaľovacia iskra 9 zapáli v oblasti medzi koncami rôzne dlhého prívodného potrubia 1,2.

Prívodné potrubie 1, 2 a zápalné zariadenie 8 alebo jeho časti môžu byť tiež spoločne umiestnené v rúrkovitom puzdre, napríklad v rúrke. Výhodné je zariadenie 10, ktoré má tiež chladenie. Chladenie výhodne prebieha pomocou odparovania chladiaceho prostriedku, čo ochladzuje prívodné potrubie 1, 2 alebo eventuálne sa vyskytujúce spoločné puzdro. Aktívne chladenie sa napríklad uskutočňuje pomocou prívodu vzduchu a/alebo vody zvonka a/alebo cez prívodné potrubie 1,2.

Pri eventuálnej tenkostennej nádržke na ochranu plynov pred zriedením, ktorá sa nachádza na zariadení 10, je chladenie hlavy dýzy výhodne vytvorené ako ochranné puzdro, napustené chladiacim prostriedkom. Chladenie hlavy môže byť však tiež vytvorené ako prívod chladiaceho prostriedku, zavedený do nádržky. Tak sa tenkostenná nádržka, prípadne plynná zmes alebo zmes plyn/kvapalina, nachádzajúca sa v nádržke, ochladzuje. Materiály, použité na prívodné potrubie 1, 2 a/alebo spoločnú rúrku, majú navyše výhodné tepelne izolujúce vlastnosti, aby sa v nich nachádzajúci plyn 3, 4 alebo kvapalina chránili pred vonkajšími tepelnými vplyvmi, napríklad spalinami.

Na obr. 2 je znázornené ďalšie príkladné zariadenie na realizáciu spôsobu čistenia podľa vynálezu. Chladiteľná, prípadne izolovaná dýza 20, zahŕňajúca opláštenie 21 a vnútornú rúrku 22, má na svojom jednom konci prípoje 23 na prívod plynu. Taktiež v oblasti tohto konca dýzy 20 sa nachádza vhodný zápalný prostriedok, napríklad zapaľovacia sviečka 19, pomocou ktorej môže byť výhodne elektricky zapálená výbušná plynná zmes. Opláštenie 21 chráni dýzu 20 a v nej sa nachádzajúci plyn alebo plynnú zmes pred ohrievaním. Obsahuje najmä nasávajúci materiál, napríklad papier, a môže ešte ako doplnok obsahovať ochrannú vrstvu, obklopujúcu nasávajúci materiál, napríklad nasávajúcu tkaninu alebo fóliový obal, odrážajúci teplo, majúci výhodne otvory. Eventuálna ochranná vrstva, ktorá tu nie je bližšie znázornená, slúži v podstate na to, aby zabraňovala alebo redukovala odlupovanie, prípadne poškodzovanie materiálu opláštenia 21, akumulujúceho chladiaci prostriedok, prípadne slúžiaceho ako izolácia, vonkajšími mechanickými vplyvmi. Ochranná vrstva môže mať tiež doplnkové nasávajúce alebo izolujúce vlastnosti.

Na druhom konci dýzy 20 je tenkostenná nádržka 25, tu už nafúknutá, a ochranný zvon 27. Tenkostenná nádržka 25 je upevnená na vnútornej rúrke 22 takým spôsobom, že sa nafúkne plynom alebo plynnou zmesou, pretekajúcou vnútornou rúrkou. Tenkostenná nádržka tu v tomto pozostáva v podstate z plynotesného plastového obalu 25a, napríklad plastového vrecka, zhotoveného z polyetylénu, a ochranného obalu 25b, obklopujúceho plastový obal 25a. Ochranný obal 25b je výhodne obalom z nasávajúceho papiera, ktorý je spojený s plastovým obalom 25a, výhodne je s ním zlepený. Pred použitím dýzy 20, to znamená pred zavedením dýzy 20 do čisteného zariadenia, sa papierový obal a opláštenie 21 vybaví chladiacim prostriedkom, napríklad sa napustí vodou.

Tenkostenná nádržka 25 sa ustaví zložená v ochrannom zvone 27. Nad ochranným zvonom 27 sa výhodne nachádza ešte doplnkový, chladiacim prostriedkom napustený kryt, tu bližšie neznázomený, aby v ňom sa nachádzajúcu tenkostennú nádržku a eventuálne tiež ochranný zvon 27 doplnkovo chladil a prípadne chránil pred mechanickými vplyvmi. Po zavedení a nastavení polohy dýzy 20 v prípadne čistenej nádrži opustí tenkostenná nádržka 25 pri nafúknutí ochranný zvon 27. Pritom je vodou napusteným papierovým obalom a vnútorná rúrka opláštením 21 chránená pred teplom spalín. Ochranný zvon 27 je mierne kónický, pohárikovite otvorený smerom von, aby poskytol nafúknutému obalu alebo balónikovej nádržke dostatok priestoru. Ochranný zvon 27 má výhodne tvar dutého kužeľa, prípadne dutého valca, alebo tvar misky. Výhodne má na jednej strane umiestnené vybranie na pretiahnutie prívodného potrubia (prívodných potrubí) a na druhej strane otvor na tenkostennú nádržku 25. Ochranný zvon 27 môže byť tiež vytvorený s dvojitou stenou, takže eventuálny vnútorný priestor je naplnený alebo môže byť naplnený izolačnou látkou alebo chladiacim prostriedkom. Ochranný zvon 27, opláštenie 21 alebo iné ochranné zariadenie sú pevne upevnené na dýze 20. Môžu byť však tiež vytvorené tak, že sa môžu posunúť nad dýzu 20 a tam sa uložiť okolo, a môže sa rôzne nastaviť ich poloha. To umožní podľa potreby ľahké nahradenie ochranného zariadenia po čistiacom procese. Z technických a hospodárskych úvah sa však na ochranné zariadenia používajú materiály, ktoré sú najviac odolné proti teplu.

Prípoj 23 na prívod plynu je umiestnený na vnútornej rúrke 22 a spája dve plynové prívodné potrubia 29, 30 s dýzou 20. Jedno plynové prívodné potrubie 30 je pomocou prvého magnetického ventilu 32 spojené s prvou tlakovou nádobou 34, pričom táto je zase cez štvrtý ventil 38 napojená na v obchode bežne dostupnú prvú plynovú fľašu 36, napríklad kyslíkovú fľašu. Druhé plynové prívodné potrubie 29 je v podstate vytvorené rovnako, to znamená, že je pomocou druhého magnetického ventilu 31 spojené s druhou tlakovou nádobou 33. Táto je zasa cez štvrtý ventil 37 pripojená k druhej, v obchode bežne dostupnej plynovej fľaši 35. Druhá plynová fľaša 35 obsahuje adekvátne spáliteľný plyn, akým je napríklad acetylén, etylén alebo etán.

Po otvorení tretieho a štvrtého ventilu 37, 38 sa tlakové nádoby 33, 34 naplnia príslušnými plynmi. Plniaci tlak, osvedčený už v experimente, sa nachádza okolo hodnoty maximálne 15 bar, pričom objemy tlakových nádob majú typické hodnoty 1,5 1 pre etán a 5 1 pre kyslík, a na čistenie bežných nádrží sa používa typické celkové množstvo plynu 100 1 - 200 1. Pomer objemov obidvoch tlakových nádob výhodne zodpovedá stochiometrickému pomeru obidvoch plynov pre kompletné spálenie. Tlaky plynov v tlakových nádobách urču jú silu explózie a dajú sa nastavovať pomocou redukčných ventilov na plynových fľašiach 35, 36. Tieto tlaky sú výhodne rovnako veľké.

Pomocou externého, so zapaľovacou sviečkou 19 na dýze 20 spojeného tlakového spínača 39, sa zavádza proces explózie. Priebeh sa výhodne riadi pomocou jednotky 40, napríklad reléovej riadiacej jednotky. Dráhy riadenia sú na obrázku znázornené čiarkovanými čiarami, pričom smer signálu je označený šípkami. Ako prvé sa krátkodobo otvoria magnetické ventily, napríklad po niekoľko sekúnd. Plynové obsahy tlakových nádob 33, 34 prúdia počas tejto doby cez oddelené plynové potrubia 29, 30 do dýzy 20. Tam sa spolu zmiešajú a vnútornou rúrkou 22 sa vedú do tenkostennej nádržky 25, pričom túto nafúknu. Na výhodnom príklade uskutočnenia čistiaceho zariadenia sa plynové prívodné potrubia 29, 30 udržiavajú vo vnútornej rúrke 22 dýzy 20 oddelene, takže sa plyny zmiešavajú až v tenkostennej nádržke 25 a tam vytvárajú výbušnú zmes plynov.

Po uzatvorení magnetických ventilov 31, 32 sa výhodne po zvolenom časovom oneskorení, napríklad 0,5 sekundy, zapáli zápalný prostriedok a vyvolá sa explózia. Podľa zvoleného uskutočnenia privádzania plynu je adekvátne tomu nastavená na dýze poloha zapaľovacej sviečky 19 alebo zápalného prostriedku. Nafukovací proces tenkostennej nádržky až po zapálenie predstavuje len niekoľko sekúnd, typicky 1-3 sekundy, napríklad 2 sekundy.

Po zapálení plynnej zmesi sa vnútorná rúrka výhodne vyčistí od zvyškov explózie, napríklad trosky. To sa uskutoční napríklad pomocou tlakového vzduchu, ktorý sa privedie vnútornou rúrkou 22. Na to má jedno z plynových prívodných potrubí 30 doplnkový ventil 41, ktorý je spojený so zásobníkom 42 tlakového vzduchu, napríklad s generátorom tlakového vzduchu, prípadne s fľašou s tlakovým vzduchom. Tento doplnkový ventil 41, tu vyznačený ako magnetický ventil, môže byť výhodne tiež riadený a automaticky ovládaný.

Ak sa na čistenie nepoužijú len plynové, ale prípadne tiež výlučne kvapalinové látky, tak môže byť objem tenkostennej nádržky 25 udržiavaný adekvátne menší. Tá sa potom vyhotoví z adekvátne vhodného materiálu, napríklad vytvoreného ako plastový obal, v podstate kvapaliny neprepúšťajúci.

Obr. 3 znázorňuje tretí príklad uskutočnenia zariadenia podľa vynálezu. Obsahuje príkladnú konštrukciu chladiacej dýzy 50. Väčšina vzťahových značiek je rovnaká ako na obr. 2. Tie sa adekvátne vzťahujú na tie isté príkladné znaky a prvky a na tomto mieste nie sú všetky ešte raz spomenuté. Chladiteľná dýza 50, obsahujúca opláštenie 51 a vnútornú rúrku 52, má na svojom jednom konci prípoje 23, 24 na prívod plynu, ako aj na chladenie. Medzi opláštením 51 a vnútornou rúrkou 52 sa vedie chladiaci prostriedok, napríklad zmes vody/vzduchu. Tá vystupuje zas na druhom konci dýzy 50, čo je znázornené šípkou. Na tomto druhom konci dýzy 50 je opäť umiestnený ochranný zvon 27 pre tenkostennú nádržku 25. Podľa rýchlosti pretekania, prípadne vzdialenosti výstupného otvoru chladiaceho prostriedku dýzy 50 k ochrannému zvonu 27, môže chladiaci prostriedok, vedený dýzou 50, chladiť tiež ochranný zvon 27.

Prípoj 24 chladenia má prípojný ventil 28 chladenia, napríklad ručný ventil. Jeho ovládanie umožňuje ľubovoľné pripájanie a odpájanie chladenia. Výhodne je tiež možné vytváranie určitého miešacieho pomeru rôznych chladiacich médií, tu znázornených dvoma prípojnými potrubiami/hadicami 24a, 24b.

Týmto spôsobom vytvorené chladenie dýzy sa výhodne aktivuje pred zavedením dýzy 50 do horúcej nádrže. Zostáva typicky zapojené počas celej doby, v ktorej je dýza vystavená horúčave. Takéto aktívne chladenie dýzy môže byť tiež zahrnuté do riadenia riadiacou jednotkou 40. Tiež je samozrejme možné zavádzať chladiaci prostriedok prípojom chladenia na jednom konci dýzy a nechať zas tiecť späť k tomu istému koncu. To by bolo napríklad možné pri jednostranne uzavretom oplášteni 31, pri vedení chladiaceho prostriedku v podstate v tvare písmena U alebo stredom.

Spôsob čistenia podľa vynálezu sa uskutočňuje pomocou zariadenia, opísaného na obr. 3, podobne ako pomocou zariadenia na obr. 2: napustenie tenkostennej nádržky 25 chladiacim prostriedkom, aktivácia chladenia dýzy, zavedenie a nastavenie polohy dýzy, naplnenie tlakových nádob 33, 34 požadovanými množstvami plynu, spustenie zapaľovacieho procesu pomocou uvedenia tlakového spínača do činnosti. Plyn, prípadne plyny, prúdia cez dýzu 50 a nafukujú tenkostennú nádržku 25. Táto sa na začiatku chráni pred ohrievaním ešte ochranným zvonom 27, potom v podstate napusteným ochranným obalom 25b. Ak je požadované množstvo plynu v tenkostennej nádržke dosiahnuté, tak sa pomocou vhodného zápalného prostriedku 19 zapáli výbušná plynná zmes. Výhodne sa po uskutočnení čistenia v jednom čistiacom kroku vyčistí vnútorná rúrka 32 a eventuálne tiež opláštenie 31, napríklad pomocou tlakového vzduchu sa zbaví trosky a vody.

Použitie tenkostennej nádržky podľa daného vynálezu poskytuje výhodu, že táto je mimoriadne lacno vyrobiteľná. Doplňujúcou výhodou papierom obaleného plastového vrecka ako tenkostennej nádržky je to, že možné odlietanie iskier môže plastové vrecúško perforovať, obal však naďalej chráni výbušný plyn alebo plynová zmes. Ochranný obal z nasávajúceho materiálu môže byť vytvorený viacvrstvovo. Napríklad použitím viacerých jednoduchých ochranných obalov môže tak byť prispôsobený teplotám rôzne horúcich nádrží. Využitím chladu vhodného chladiaceho prostriedku pri odparovaní nie je počas vlastného čistiaceho procesu nutný žiadny prívod chladiaceho prostriedku do, prípadne cez dýzu.

Claims (17)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Spôsob čistenia nečistôt alebo pripálenín, alebo troskových usadenín v nádržiach a technických zariadeniach pomocou techniky odstrelu, prednostne počas prevádzky zariadenia, alebo keď je nádrž horúca, vyznačujúci sa tým, že sa do nádrže alebo do technického zariadenia zavedie rúrkovité zariadenie alebo dýza (20), pričom ústia rúrkovitého zariadenia alebo dýzy (20) sa nastavia do blízkosti nečistôt alebo pripálenín, alebo troskových usadenín (6), cez rúrkové zariadenie alebo dýzu (20) sa privedie tekutá výbušná zmes (7) alebo tekuté zložky, vytvárajúce pri zmiešaní výbušnú zmes do blízkosti nečistôt alebo pripálenín, alebo troskových usadenín (6), a tekutá výbušná zmes (7), výhodne vzniknutá zmiešaním tekutých zložiek, sa privedie do explózie.
2. 2. Spôsob čistenia nečistôt alebo pripálenín, alebo troskových usadenín v nádržiach podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že výbušná zmes alebo tekuté zložky je/sú aspoň čiastočne plynné, kvapalné alebo v práškovej forme.
3. 3. Spôsob čistenia nečistôt alebo pripálenín, alebo troskových usadenín podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúci sa tým, že sa tenkostenná nádržka (25), upevnená na rúrkovitom zariadení alebo dýze (20), pomocou tohto zariadenia alebo dýzy (20), umiestni do blízkosti nečistôt alebo pripálenín, alebo troskových usadenín (6), a tekutá výbušná zmes (7) alebo tekuté zložky, vytvárajúce pri zmiešaní výbušnú zmes, sa zavedie/zavedú do tenkostennej nádržky (25) a privedie/privedú do explózie.
4. 4. Spôsob čistenia nečistôt alebo pripálenín, alebo troskových usadenín podľa nároku 3, vyznačujúci sa tým, že tenkostenná nádržka (25) sa pred explóziou nafúkne plynmi (3, 4) alebo tekutou výbušnou zmesou (7).
5. 5. Spôsob čistenia nečistôt alebo pripálenín, alebo troskových usadenín podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 alebo 3, alebo 4, vyznačujúci sa tým, že sa tekutá výbušná zmes (7) zmieša v blízkosti čistenej plochy (5), prípadne v tenkostennej nádržke (25).
6. 6. Spôsob čistenia nečistôt alebo pripálenín, alebo troskových usadenín podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že plyny (3, 4) alebo tekutá výbušná zmes (7) prúdia aspoň z jednej tlakovej nádoby (33, 34) do rúrkovitého zariadenia alebo dýzy (20).
7. 7. Spôsob čistenia nečistôt alebo pripálenín, alebo troskových usadenín podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že tekutá výbušná zmes (7) vzniká zmiešaním plynnej horľaviny (4) a plynného oxidačného prostriedku (3).
8. 8. Spôsob Čistenia nečistôt alebo pripálenín, alebo troskových usadenín podľa ktoréhokoľvek z nárokov 3 až 7, vyznačujúci sa tým, že sa ako tenkostenná nádržka (25) použije nafúknuteľný obal, akým je napríklad flexibilný plastový obal (25a) alebo elastická balóniková nádržka.
9. 9. Spôsob čistenia nečistôt alebo pripálenín, alebo troskových usadenín podľa ktoréhokoľvek z nárokov 2 až 8, vyznačujúci sa tým, že sa rúrkovité zariadenie, prípadne dýza (20) a/alebo tenkostenná nádržka (25) chladia.
10. 10. Spôsob čistenia nečistôt alebo pripálenín, alebo troskových usadenín podľa nároku 9, vyznačujúci sa tým, že sa tenkostenná nádržka (25) chladí ochranným obalom (25a), napusteným chladiacim prostriedkom.
11. 11. Zariadenie na čistenie nečistôt alebo pripálenín, alebo troskových usadenín v nádržiach a technických zariadeniach, vyznačujúce sa tým, že obsahuje rúrkovito vytvorenú dýzu a prívodné prostriedky (1,2) uložené na jednom konci dýzy, pričom prívodné prostriedky sú vytvorené na privádzanie tekutej výbušnej zmesi (7) alebo tekutých zložiek, vytvárajúcich pri zmiešaní výbušnú zmes, jednotlivo alebo oddelene do dýzy, a dýza má na druhom konci, vedúcom do nádrže, nafuknuteľnú tenkostennú nádržku (25).
12. 12. Zariadenie podľa nároku 11, vyznačujúce sa tým, že prívodné prostriedky sú vytvorené na oddelené vedenie tekutých zložiek cez dýzu.
13. 13. Zariadenie podľa nároku 11 alebo 12, vyznačujúce sa tým, že tenkostenná nádržka (25) je nafuknuteľným obalom, ako je napríklad flexibilný plastový obal (25a) alebo elastická balóniková nádržka.
14. 14. Zariadenie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 11 až 13, vyznačujúce sa tým, že obsahuje zápalné prostriedky (8) na zapálenie tekutej výbušnej zmesi (7) alebo výbušnej zmesi, vzniknutej zmiešaním tekutých zložiek.
15. 15. Zariadenie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 11 až 14, vyznačujúce sa tým, že obsahuje prostriedky na chladenie telesa dýzy a/alebo systém na chladenie hlavy.
16. 16. Zariadenie podľa nároku 15, vyznačujúce sa tým, že systém na chladenie hlavy obsahuje ochranný obal (25b), napustiteľný chladiacim prostriedkom.
17. 17. Zariadenie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 11 až 16, vyznačujúce sa tým, že koniec rúrkovito vytvorenej dýzy, vedúci do nádrže, obsahuje ochranné zariadenie, v ktorom je v nenafúknutom stave umiestnená tenkostenná nádržka (25).