WO2023111195A1 - Befestigungsvorrichtung für eine reinigungseinrichtung basierend auf der einleitung von druckwellen hoher amplitude - Google Patents

Befestigungsvorrichtung für eine reinigungseinrichtung basierend auf der einleitung von druckwellen hoher amplitude Download PDF

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WO2023111195A1
WO2023111195A1 PCT/EP2022/086186 EP2022086186W WO2023111195A1 WO 2023111195 A1 WO2023111195 A1 WO 2023111195A1 EP 2022086186 W EP2022086186 W EP 2022086186W WO 2023111195 A1 WO2023111195 A1 WO 2023111195A1
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WO
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boiler
hollow
damping
cleaning device
closure
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PCT/EP2022/086186
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English (en)
French (fr)
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Marc Peter HANGARTNER
Paul Müller
Marco Daniel ISELI
Original Assignee
Explo Engineering Ag
Martin GmbH für Umwelt- und Energietechnik
Hitachi Zosen Inova Ag
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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
    • F28G15/00Details
    • F28G15/02Supports for cleaning appliances, e.g. frames
    • 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
    • F28G1/00Non-rotary, e.g. reciprocated, appliances
    • F28G1/16Non-rotary, e.g. reciprocated, appliances using jets of fluid for removing debris
    • F28G1/166Non-rotary, e.g. reciprocated, appliances using jets of fluid for removing debris from external surfaces of heat exchange conduits
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a fastening device for a cleaning device based on the introduction of high-amplitude pressure waves through a hollow-cylindrical nozzle into a boiler to be cleaned through an opening in the boiler wall, the housing body of the cleaning device being able to be fastened to the boiler wall with the aid of a fastening flange on the boiler side, wherein advantageously the longitudinal direction of the hollow-cylindrical nozzle is concentric with the opening in the boiler wall and is orthogonal to the boiler axis.
  • a cleaning device and a cleaning method for generating high-amplitude pressure waves, in particular for cleaning boilers, is known from WO 2019/185736.
  • the corresponding device has a discharge opening for the directed discharge of the gas pressure generated in a combustion chamber.
  • This drain opening is usually a hollow cylinder that is guided through the boiler wall to be cleaned.
  • said high-amplitude pressure wave is generated in the device and introduced into the boiler volume.
  • the explosion thrust triggers a force along the longitudinal axis of the device, which can damage this holder due to the attachment of the device to the boiler wall.
  • the hollow cylinder provided for the emission of explosive gases can have a flange to which said device is fixed.
  • the corresponding tensile and shearing forces then act on this connection.
  • this device cannot be easily adjusted to different exhaust gas volumes.
  • the system is usually scaled by using hollow cylinders of different diameters, so that the system then has to be adapted to the correspondingly larger or smaller diameter of the hollow cylinder with corresponding additional flanges.
  • the invention is based on the object of specifying a device in which smaller forces and moments act on the attachment of the boiler cleaning system to the boiler. It is another object of the present invention to improve the attachment so that the boiler cleaning system is easily adaptable to different requirements.
  • a fastening device for a cleaning device in that a number of damping units are provided, which are arranged at regular angular intervals around the hollow-cylindrical nozzle in its longitudinal axis and each have a free end on the boiler-side fastening flange and the other free end on the Housing body are attached, so that when said pressure wave of high amplitude is triggered in the cleaning device whose housing body is resiliently retained in the longitudinal direction of the boiler technological and can be brought back into the starting position.
  • each damping unit can have a pneumatically or hydraulically controllable damping cylinder and a piston that can be extended from this, resulting in a retraction unit with which the cleaning device can be retracted, especially if it is suspended above a trolley so that it can be retracted.
  • the damping units each preferably comprise hydraulic dampers provided rotationally symmetrically around the pipe of the cleaning device.
  • the hydraulic dampers of the damping unit can additionally have two tension/compression springs lined up in a longitudinal direction, which are inserted between the fastening flange on the tank side and a damping plate or between the middle plate and the damping plate, with the housing body being rigidly fastened to the middle plate with first longitudinal rods, that the damping plate is rigidly fastened to the boiler-side fastening flange with second longitudinal rods, and wherein additional hydraulic dampers are provided in the longitudinal direction around the hollow-cylindrical nozzle between the damping plate and the middle plate.
  • the two longitudinally aligned tension/compression springs of each damping unit can be arranged around one of the second longitudinal rods and are supported directly on the center plate or on bushings facing the tension/compression springs on this center plate, while the associated second longitudinal rod is supported by a Opening is passed in the center plate.
  • the springs are preloaded compression springs in the rest position.
  • damping units instead of tension/compression springs, these consist of toroidal or tire-shaped elastomers lined up in a row, which are each arranged around one of the second longitudinal rods and are located on the center plate directly or on bushes facing the directly adjacent elastomers on this center plate support while the associated second longitudinal rod is passed through an opening in the center plate.
  • the elastomers can be copolyester elastomers.
  • the tank-side mounting flange can be part of a one-piece or composite closure housing that has a tank wall flange that can be fixed to the tank at the longitudinal end opposite the mounting flange.
  • the closure housing can have a guide tube in which the hollow-cylindrical nozzle is freely guided, so that it can be retracted separately.
  • Cooling to protect the guide tube and the nozzle can be implemented in the fastening device by designing the guide tube to be double-walled with an inner cavity that is provided in a helical shape from a feed point pointing away from the boiler into the guide tube to the front edge of the guide tube, so that the inner cavity with a fluid source arranged outside the closure housing can be fed with a cooling fluid and the wall or front edge of the guide tube directed in the direction of the boiler wall has openings for an outlet of the cooling fluid. In this way, the opening in the boiler wall is protected by the guide tube in the event of a pulse event, ie a continuous cleaning pulse.
  • the boiler-side fastening flange can be moved back and forth relative to the boiler wall flange in the longitudinal direction of the hollow-cylindrical nozzle, with the guide tube being at least partially retractable from the opening in the boiler wall in a rearward rest position.
  • boiler gases can only partially attack the guide tube.
  • a closure flap can be provided in the interior of the closure housing, which consists of two to four closure wings, each of which can be pivoted about a bearing axis arranged tangentially transversely to the longitudinal axis in order to an advance of the hollow cylindrical nozzle through the front edge of to be opened by pivoting against the inner walls of the breech housing.
  • These flaps are arranged in the longitudinal direction in such a way that an actively cooled guide tube is arranged in front of the flaps and in the longitudinal direction between them and the boiler wall.
  • the closure wings can be double-walled with an inner cavity, the inner cavity being able to be fed with a cooling fluid from a fluid source arranged outside the closure housing, and the wall of the closure wings pointing in the direction of the boiler wall having openings for an outlet of the cooling fluid, so that the closure wing itself also can be protected from temperature and aggressive media in a boiler.
  • a pivot axis is arranged for the fastening device above the housing body, which is aligned transversely to the longitudinal axis of the hollow-cylindrical nozzle of the cleaning device, and on which the housing body is suspended via a pendulum arm, the recoil of the cleaning device can be absorbed in a simple manner, with the pendulum movement having a greater return movement combined with only a small height deflection.
  • the pivot axis is attached to a trolley, which can be displaced in the longitudinal direction of this hollow-cylindrical nozzle on a trolley profile provided above the hollow-cylindrical nozzle, the possibility of retracting the cleaning device can also be implemented in a simple manner, which is particularly useful when using active pneumatic or hydraulic lifting cylinders the damping units can be realized.
  • FIG. 1 shows a schematic side view of a fastening device of a boiler cleaning device according to an embodiment of the invention with a cleaning pipe with a larger diameter
  • FIG. 2 shows a schematic side view of a fastening device of a boiler cleaning device according to a further exemplary embodiment of FIG Invention
  • FIG. 3 shows a perspective view of the boiler cleaning device according to FIG. 1 ;
  • FIG. 4 shows a side view of the boiler cleaning device according to FIG. 1 ;
  • FIG. 5 shows a schematic side view of a boiler cleaning device according to FIG. 2, but with a cleaning pipe with a smaller diameter compared to the embodiment shown in FIG. 1;
  • Figure 6 shows a perspective view of the boiler cleaning device of Figure 5;
  • Fig. 7 shows a schematic partially sectioned side view of a
  • Fig. 8A shows a schematic partially sectioned side view of the
  • Boiler cleaning device in idle mode, i.e. in a parking position
  • Fig. 8B shows a schematic partially sectioned side view of the boiler cleaning device according to Fig. 8A in cleaning operation, i.e. in an advanced position;
  • Fig. 8C shows a schematic partially sectioned side view of the boiler cleaning device according to Fig. 8A in partially dismantled maintenance position, i.e. in a retracted position;
  • Fig. 9 is a schematic perspective view of the 120 degree segmented shutter of the kettle cleaning assembly of Fig. 7;
  • FIG. 10 shows a schematic partially sectioned perspective view of the 120 degree segment closure according to FIG. 9;
  • FIG. 11 shows a schematic partially transparent perspective view of a segment of the 120 degree segment closure according to FIG. 10;
  • FIG. 12A shows a top side view, a top view on the left of the 120 degree segment lock in the area of the lock housing and a top view on the right from the vessel, each of a closed 120 degree segment lock as in a rest or maintenance position;
  • 12B shows a side view at the top, a top view of the 120 degree segment lock in the area of the lock housing on the left and a top view from the boiler on the right, each showing a partially opened 120 degree segment lock during the transition between parking and cleaning position;
  • Fig. 12C shows a side view at the top, a top view of the 120-degree segment breech in the area of the breech housing on the left and a top view of the boiler on the right, each of an open 120-degree segment breech segment closure as in a cleaning position;
  • Fig. 13 shows a perspective side view of a ventilation device for the guide tube
  • Fig. 14 is a side view, partially in section, of the assembly of a damping unit as shown in Fig. 4 or Fig. 6;
  • FIG. 15 shows a schematic perspective view of a fastening device of a boiler cleaning device according to a further exemplary embodiment with elastomers in the damping units;
  • Figure 16 shows a side view of the boiler cleaning device as shown in Figure 15;
  • Figure 17 shows a partial side sectional view of an assembly of elastomers with an optional guide tube around the longitudinal bar.
  • Fig. 1 shows a schematic side view of a boiler cleaning device according to an embodiment of the invention, comprising a shock wave generator 10 which is attached to a boiler 20 in a resilient manner.
  • a resilient manner means that the shock wave generator 10 is not rigidly attached to the boiler wall 20, but can move resiliently in the longitudinal direction of the shock wave to be generated.
  • the shock wave generator 10 has a hollow cylinder 19 through which the pressure wave generated by this shock wave generator 10 is conducted into the boiler.
  • This hollow cylinder 19 is inserted into a boiler socket 31.
  • the boiler socket 31 is connected to a boiler wall flange 30 which is placed on the boiler wall 20 from the outside and is firmly connected to the boiler wall 20 .
  • the boiler access is defined through the boiler wall 20 .
  • the boiler socket 31 has a fastening flange 32 on the side opposite the boiler wall flange 30 in the longitudinal direction of the hollow cylinder 19 .
  • a fastening flange 40 on the cleaning device side is firmly connected to the fastening flange 32 on the boiler side and holds the shock wave generator 10 via a row of here three second longitudinal rods or tie rods 154 around which damping spring assemblies 150, 156 are arranged.
  • Each damping unit 150, 156 has two tension/compression springs 150, 156 lined up in a longitudinal direction, which are mounted between the boiler-side fastening flange and a center plate 151 are inserted between the center plate 151 and the damping plate 152, respectively.
  • the springs 150, 156 are supported directly on the center plate 151 or on bushings 154 on this center plate 151 facing the ends of the springs, while the associated second longitudinal rod 154 is guided through an opening in the center plate 151.
  • the three damping spring assemblies 150, 156 are arranged in the circumferential direction around the longitudinal axis of the hollow cylinder 19 at an angular distance of 120 degrees. It is also possible for four or more, for example six or eight, such packages to be arranged preferably at equal angular distances.
  • hydraulic dampers 250 are provided between the middle plate 151 and the damping plate.
  • the number of hydraulic dampers 250 can be one or two between the three damping spring assemblies 150, 156 here, ie a total of three or six. If there are four, six or eight damping spring assemblies 150, the same number of hydraulic dampers 250 can also be arranged at the same angular distance from one another, if possible.
  • the hydraulic dampers 250 usually absorb between 50% and 90%, mostly more than 75% to 90%, for example between 80% and 90% of the recoil energy.
  • the advantage of the hydraulic damper 250 also lies in the even distribution of the recoil forces over the stroke compared to the spiral springs of the spring assemblies 150, 156.
  • the weight of the shock wave generator 10 is carried by a holding chain 11 by a holding lever 12, which holding lever 12 is attached via a horizontal pivot axis 13 to a support frame 14, which is also in the longitudinal Direction of the hollow cylinder 19 is attached via a trolley 16 to a trolley profile 15 for longitudinal displacement.
  • the retaining chain 11 is provided with a length such that the axis of symmetry or longitudinal axis of the shock wave generator 10 corresponds to the axis of symmetry or longitudinal axis of the boiler socket 31 and the boiler wall flange 30, ie these coincide. In this way, the pressure wave is emitted around the same axis as the axis of the boiler passage and the recoil is ideally absorbed.
  • the axis of the trolley profile 15 is advantageously arranged in the vertically oriented plane which is also encompassed by the mentioned longitudinal axis of the shock wave generator 10 .
  • the unit of the shock wave generator with the hollow cylinder 19 can thus be pulled backwards directly out of the boiler socket 31 .
  • FIG. 2 shows a schematic side view of a boiler cleaning device according to a further embodiment of the invention.
  • the cleaning pipe 19 has a larger diameter.
  • the term "larger diameter" is to be seen in comparison to the embodiment according to FIG.
  • a further difference lies in the fact that air connections 70 are provided at a distance of 120° on the circumferential circle, which are explained in the further description and are operatively connected to the closing flap 80 .
  • the closure housing 60 has on its inside the 120 degree closures 81 of the closure flap 80 described below.
  • the essentially triangular convex fastening flange 40 on the cleaning device side accommodates the abutments of the three damping cylinders 50 at its corners.
  • the ones on the opposite side from the damping cylinder 50 Protruding pistons 51 are attached to the shock wave generator 10, which is shown only schematically here as a simple cylinder. In other words, the weight of the shock wave generator 10 would act on the fastening flange 40 with a corresponding moment.
  • the damping cylinders 50 it is also possible for the damping cylinders 50 to be supported for and on the connecting tube 43 via a support plate (not shown in FIG. 2 ) with openings provided for these damping cylinders 50 and a central hole.
  • the hollow cylinder 19 is inserted in the connecting tube 43 . Although it could also transmit the weight of the shock wave generator 10 with play and thereby tilting, it is preferably inserted freely in the tube 43 .
  • a shock wave will travel through the hollow cylinder 19 in the longitudinal direction of the cleaning device through the hollow cylinder 19 and, due to the recoil, will move the shock wave generator 10 in a direction opposite to the boiler wall 20.
  • the damping cylinders 50 have a damping effect on this movement and pull the shock wave generator back again after the first large amplitude. This can be achieved in particular by active damping cylinders 50 as hydraulic cylinders, in which the pistons 51 can be retracted and extended in a correspondingly controlled manner.
  • damping cylinders 50 compared to damping springs 150 will become apparent in connection with the description of FIGS. 8A to 8C.
  • FIG. 3 shows a perspective view of the boiler cleaning device according to FIG. 1.
  • FIG. 4 shows a side view of the boiler cleaning device according to FIG.
  • Three damping spring assemblies are braced in two sections by individual springs 150, 156 between a damping plate 152, a center plate 151 and the fastening flange 40 on the cleaning device side.
  • a row of flange connection screws 41 can also be seen on the fastening flange 40 , with which this fastening flange 40 is fastened to the fastening flange 32 on the boiler side or to a corresponding flange of the closure housing 60 .
  • the closure housing 60 with an internal closure flap and/or vent can also be used with the construction of FIG.
  • damping springs 150, 156 are thereby guided through openings in the damping plate 152 and mounting flange 40 and braced on the outside. Openings are provided in the middle plate 151 for the passage of the second clamping rods 154, which abut against a sleeve 157 provided on both sides of the middle plate 151, separating the spring action for the two sections of the damping plate 152 or fastening flange 40.
  • the hydraulic dampers 250 are arranged between the damping plate 152 and the middle plate 151, since they have to absorb the first recoil and the weaker springs are only intended to return the then compressed hydraulic dampers.
  • first tie rods 155 are fixedly connected to the center plate 151 at an angular distance of 60 degrees from one another, for example through the center plate 151 with a reduced cross-section through a corresponding bore and with a screw on one male threads located on each end of a first tie rod 155.
  • the shock wave generator 10 When the shock wave generator 10 is triggered, it moves away from the boiler wall 20 and exerts a tensile force on the central plate 151 via the tension rods 155, which leads to an expansion of the right-hand damping springs 150 near the fastening flange. At the same time, the left-hand damping plate-side damping springs 156 and the hydraulic dampers 250 are shortened, so that after the shock wave generator 10 has reached a maximum distance from the boiler wall 20, a damping movement results in the opposite direction.
  • the damping springs 150, 156 and the hydraulic dampers 250 are designed in such a way that the lowest possible oscillating movement occurs.
  • the hydraulic dampers 250 are fastened on one side in the damping plate 152 and, opposite the center plate 151, butt against the latter by means of a piston and a spring (package 251) surrounding it.
  • hydraulic dampers 250 are provided parallel to the springs 156, which reduce the peak force with the same energy consumption.
  • the diameter of the hollow cylinder 19 is such that it is only guided through the inside diameter of the fastening flange 40, center plate 151 and damping plate 152 with little play. It is therefore the maximum diameter of a hollow cylinder 19 that can be used together with this cleaning device.
  • FIG. 5 shows a schematic side view of a boiler cleaning device according to FIG. 2, but with a cleaning tube 190 with a smaller diameter
  • FIG. 6 shows a perspective view of the boiler cleaning device according to FIG.
  • All features of the attachment of the shock wave generator 10 to the attachment flange 40 according to FIG. 5 are identical to the features according to FIG. Therefore, the distance from the outside of the hollow cylinder 190 to the inside diameter of the damping plate 152, the center plate 151 and the flange 40 is much larger. Care is only taken to ensure that an inner cover plate with a central, adapted opening 42 is provided on the fastening flange 40 or on the corresponding closure housing 60, which surrounds the tube 190 with little play and can be easily sealed with a seal.
  • the mounting flange 40 and the cover plate 42 are in one piece, in other words, the mounting flange 40 has an inner diameter corresponding to the cover plate 42 shown and is selected and installed according to the pipe diameter.
  • FIG. 14 shows a partially sectioned side view of the assembly of a damping unit as shown in FIG. 4 or FIG. 6.
  • FIG. The hydraulic dampers 250 are shown mounted in the plate 152 .
  • FIG. 7 shows a schematic partially sectioned side view of a boiler cleaning device according to FIG. 2.
  • FIG. 8A shows the same schematic partially sectioned side view of the boiler cleaning device according to FIG. 2 in idle mode, ie in a parking position.
  • FIG. 8A corresponds to FIG. 7 on a reduced scale.
  • FIG. 8B shows a schematic partially sectioned side view of the boiler cleaning device according to FIG. 8A in cleaning operation, ie with the cleaning device in an advanced position. Due to the short damping path, it is essentially irrelevant whether FIG. 8B shows the cleaning device before, during or after a shock wave impact.
  • Fig. 8C shows a schematic partially sectioned side view of the boiler cleaning device according to Fig. 8A in partially disassembled maintenance position, ie in a retracted position of the cleaning device.
  • 9 shows a schematic perspective view of the closure flap 80 with the three 120-degree segment closures 81 of the boiler cleaning device according to FIG.
  • FIG. 7 shows that in the interior of the closure housing 60 tapering toward the boiler wall 20, a closed closure flap 80 is inserted on the inside of the fastening flange 40, which forms an inner shoulder of the closure housing 60.
  • the closed closure flap 80 forms a cone projecting convexly in the direction of the boiler wall 20 . It consists of three 120-degree closures 81, each covering an angular range of 120 degrees, which can be pivoted about their pivot axes between the closed position shown in FIGS. 7 and 9 to a fully open position shown in FIG. 12C.
  • the 120-degree shutters 81 are pivotable about tangential axes lying in a plane at a predetermined distance from the longitudinal axis, said plane being perpendicular to the longitudinal axis of the shutter housing 60. These tangential axes are defined by the hollow bearing axles 84 . Arranged around each hollow bearing axle 84 are two sliding cylinders 82 with an intermediate return spring 83 which is used to return an opened segment of a 120 degree shutter 81 to the closed position.
  • FIG. 8A the shock wave generator 10 is in a rest position in which the usual operations in the boiler are taking place.
  • 8B shows the forward movement of the shock wave generator 10 by shortening the pistons 51 in the damping cylinders 50, with the hollow cylinder 19 in the guide tube 31 being pushed in the direction of the boiler wall 20 and the front edges of the hollow cylinder 19 against the side surfaces of the 120 degrees -Blow closures 81 and open them synchronously with one another against the spring force of the return spring 83.
  • the front edge of the hollow cylinder already protrudes somewhat beyond the boiler wall 30 into the boiler.
  • the internal shape of the breech housing 60 extends from the shoulder where the bearing axes 84 are provided for Junger and to the boiler wall flange 30 of the housing 60 so that the outwardly directed sides and surfaces of the breech 81 can position themselves in this widened rear space when pushed through the hollow cylinder 19 , which is guided in the guide tube 31, the shock wave rushes through.
  • FIG. 8C shows a disassembled shock wave generator 10 schematically to the effect that the closure housing 60 with the integrated closure cap 80 is firmly attached to the boiler wall 20 via the boiler wall flange 30 .
  • the damping cylinders 50 are removed and shown individually, and the shock wave generator 10 with its attached hollow cylinder 19 is shown in a further extension.
  • the shock wave generator 10 hangs with the hollow cylinder 19 via the elements shown in Fig. 1: retaining chain 11, swivel arm 12, trolley 16 on the trolley profile 15.
  • this Weight of the shock wave generator 10 should not be balanced with its hollow cylinder 19.
  • FIG. 9 shows a schematic perspective view of the 120-degree segment closure 80 of the boiler cleaning device according to FIG. 7 or also FIG. 8A.
  • the closure elements 81 which are essentially triangular in a plan view, abut one another with connecting edges and end at a tip that is convexly aligned in the direction of the boiler wall 20 .
  • the surface pointing in the direction of the boiler wall 20 and thus towards the boiler has a large number of openings 85 for infusion cooling.
  • each closure element 81 has a double-walled structure that extends to the sliding cylinder 82 so that cooling ambient air or corresponding gases can be applied to each individual closure element 81 via the air connection 70 and the hollow bearing axis 84 . These gases, flowing under pressure into the hollow bearing axle 84, then exit through the openings 85 into the space of the opening in the boiler wall 20.
  • FIG. 10 shows a schematic, partially sectioned, perspective view of the 120-degree segment closure 81 according to FIG and then on the sliding cylinders 82, which are also hollow and have an opening to the hollow bearing axis 84, through corresponding openings in the wall of the hollow bearing axis 84 into the cavity in the double-walled closure elements 81 and then exits through the opening 85.
  • reinforcing ribs 86 are provided.
  • FIG. 11 shows a schematic, partially transparent, perspective view of a segment 81 of the 120-degree segment closure 80 according to FIG extending reinforcement struts 86 located.
  • the passage for the volume flow 71 can be seen from the thickness of the transition between the sliding cylinder 82 and the closure element 81 .
  • 12A shows a side view at the top, a top view of the 120 degree segment lock in the area of the lock housing on the left and a top view from the boiler on the right, each of a closed 120 degree segment lock 80 as in a rest or maintenance position, i.e in normal boiler operation.
  • 12B shows a side view at the top, a top view of the 120-degree segment lock 81 in the area of the lock housing 60 on the left and a top view of the tank on the right, each showing a partially opened 120-degree segment lock 81 at the transition between parking and and cleaning position; and Fig.
  • FIG. 12C shows a side view at the top, a top view of the 120-degree segment closure 81 in the area of the closure housing 60 on the left and a top view of the vessel on the right, each of an open 120-degree segment closure 81 as when a cleaning position is reached, while performing the cleaning or shortly thereafter.
  • the sequence of drawings shows that the closure elements 81 open completely, so that the hollow cylinder 19 can pass through them.
  • the individual closure elements 81 are pressed open by the front edge of the hollow cylinder 19 until the tip of the closure elements rests on the outside of the hollow cylinder 19 and this is optionally pushed further into the boiler wall area.
  • FIG. 13 shows a perspective side view of an aeration device for the guide tube 31.
  • the fastening flange 32 is here fastened on a modified closure housing 60', which is connected to the boiler wall flange 30 but is longitudinally displaceable relative to it.
  • a sealing panel 35 opposite the outer jacket of the guide tube.
  • an aperture flange 34 is placed on the boiler wall flange 30, which has a receptacle on its side facing the boiler 20, in which an aperture 35 can be inserted.
  • the screen 35 surrounds the guide tube 38 and can be moved in particular in height, so that the expansion of the boiler and thus a change in height of the breakthrough opening 22 in the boiler wall 20 relative to the guide tube 38 can be understood.
  • the guide tube 38 itself is double-walled and has a helical inner cavity 36 .
  • a helical partition is inserted, which allows air to be blown in in the area of the fastening flange 32, via an air connection 70 (not shown here), which then heats up between the double walls of the guide tube 31 in the direction Boiler moves and finally opens at the mouth of the breakthrough in the boiler wall 20 in the boiler.
  • the guide tube 38 itself is designed with a flange 33 which, in the receptacle provided by the receiving flange 29, is firmly connected to the fastening flange 32 of the housing 60'.
  • one or more passages for the cooling fluid are optionally provided in the receiving flange 29 , which can be fed into and via the flange 33 into the guide tube 38 at this point.
  • a telescoping extension is provided for the retraction capability of the guide tube 38, the retraction mechanism being pneumatic or hydraulic.
  • the heating of the guide tube 38 is kept sufficiently low even at very high flue gas temperatures in the boiler and at the same time the often porous boiler wall 20 is protected from the cleaning pulse.
  • the guide tube 38 is at least partially withdrawn from the boiler wall opening 22 between individual cleaning pulses, so that essentially only the front edge 39 of the guide tube 38 is exposed to the gases in the boiler, since gas exchange with the interior of the guide tube usually does not take place.
  • FIG. 15 shows a schematic perspective view of a fastening device for a boiler cleaning device according to a further exemplary embodiment with elastomers 350 in the damping units.
  • FIG. 16 shows a side view of the boiler cleaning device as shown in FIG.
  • Fig. 17 shows a sectional partial side view of an assembly of the damping units made of elastomers 350 with an optional guide tube 353.
  • damping units consist of rows of toroidal or tire-shaped elastomers 350, which are each arranged around one of the second longitudinal rods or tension rods 354 and on the center plate 151 directly or on this center plate 151 facing the directly adjacent elastomers 350 sockets 352 (like the bushings 157) while the associated second longitudinal rod 354 is passed through an opening in the center plate 151.
  • four such elastomers each with two times seven elastomers 350 are provided at an angular distance of 90 degrees on the corresponding four longitudinal rods 354 .
  • two first tensioning rods 155 are arranged as in the other exemplary embodiments, ie between the middle plate 151 and the housing of the cleaning device with the damping plate 152.
  • the elastomers 350 are copolyester elastomers.
  • Spacers 351, in particular metal plates, can be provided between two elastomers 350 and the second longitudinal rod 354 can be surrounded by a hollow radial guide tube 353, which the inner edges of the elastomers 350 abut, so that the elastomers 350 have essentially no play with respect to the central axis 355 of guide tube 353 and elastomers 350 have.
  • Swivel axis 60' breech housing support frame 70 air connection trolley profile 71 gas flow direction trolley 80 locking flap

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Abstract

Eine Befestigungsvorrichtung für eine Reinigungseinrichtung basierend auf der Einleitung von Druckwellen hoher Amplitude durch eine hohlzylindrische Düse (19) in einen zu reinigenden Kessel durch eine Öffnung in der Kesselwand (20) hat einen Gehäusekörper (10) der Reinigungseinrichtung, der an der Kesselwand (20) mit Hilfe eines kesselseitigen Befestigungsflansches (30, 32) befestigbar ist, wobei die Längsrichtung der hohlzylindrischen Düse (19) konzentrisch zur Öffnung in der Kesselwand (20) ist und orthogonal zur Kesselachse steht. Eine Reihe von Dämpfungseinheiten (50) sind in regelmässigen Winkelabständen um die hohlzylindrische Düse (19) in deren Längsrichtung angeordnet und mit jeweils einem freien Ende am kesselseitigen Befestigungsflansch (30, 32) und mit dem jeweils anderen freien Ende am Gehäusekörper (10) befestigt, so dass bei einer Auslösung der besagten Druckwelle hoher Amplitude in der Reinigungseinrichtung dessen Gehäusekörper (10) federnd in Längsrichtung von dem Kessel wegweisend zurückgehalten und zurück in die Ausgangsstellung bringbar ist.

Description

TITEL
BEFESTIGUNGSVORRICHTUNG FÜR EINE REINIGUNGSEINRICHTUNG BASIEREND AUF DER EINLEITUNG VON DRUCKWELLEN HOHER AMPLITUDE
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Befestigungsvorrichtung für eine Reinigungseinrichtung basierend auf der Einleitung von Druckwellen hoher Amplitude durch eine hohlzylindrische Düse in einen zu reinigenden Kessel durch eine Öffnung in der Kesselwand, wobei der Gehäusekörper der Reinigungseinrichtung an der Kesselwand mit Hilfe eines kesselseitigen Befestigungsflansches befestigbar ist, wobei vorteilhafterweise die Längsrichtung der hohlzylindrischen Düse konzentrisch zur Öffnung in der Kesselwand ist und orthogonal zur Kesselachse steht.
STAND DER TECHNIK
Eine Reinigungsvorrichtung und ein Reinigungsverfahren zur Erzeugung von Druckwellen hoher Amplitude, insbesondere zur Kesselreinigung, ist aus der WO 2019/185736 bekannt. Die entsprechende Vorrichtung weist eine Ablassöffnung für das gerichtete Ablassen des in einer ab Brennkammer erzeugten Gasdrucks auf. Diese Ablassöffnung ist in der Regel ein Hohlzylinder, der durch die zu reinigende Kesselwand geführt wird. Zum Zwecke der Reinigung wird bei einem nicht im Betrieb befindlichen Kessel in der Vorrichtung die besagte Druckwelle hoher Amplitude erzeugt und in das Kesselvolumen eingebracht.
Beim Betrieb der Vorrichtung zur Kesselreinigung wird durch den Explosionsschub eine Kraft entlang der Längsachse der Vorrichtung ausgelöst, welche durch die Befestigung der Vorrichtung an der Kesselwand diese Halterung beschädigen kann.
Um diesem Problem zu begegnen, kann der zur Abgabe der Explosionsgase vorgesehene Hohlzylinder über einen Flansch verfügen, an dem die besagte Vorrichtung befestigt ist. Dann greifen die entsprechenden Zug- und Scherkräfte an dieser Verbindung an. Neben der Belastung des Hohlzylinders, der dann selber an der Kesselwand befestigt ist, ist ein weiterer Nachteil, dass diese Vorrichtung dann nicht in einfacher Weise auf verschiedene Abgasvolumina einstellbar ist. Die Skalierung der Anlage geschieht in der Regel durch Verwendung von Hohlzylindern unterschiedlicher Durchmesser, sodass dann die Anlage mit entsprechenden zusätzlichen Flanschen an den entsprechend grösseren oder kleineren Durchmesser des Hohlzylinders anzupassen ist.
Die meiste Zeit befindet sich der Kessel allerdings in seiner betrieblichen Funktion und die Vorrichtung für die Kesselreinigung ist in ihrer Ruhefunktion. Dabei ist von Nachteil, dass aggressive Gase aus dem Kessel durch den Hohlzylinder zur Ablassöffnung und damit zum Kolben-Ventilsitz strömen können. Diese Gase können die Dichtigkeit dahingehend beeinträchtigen, dass der für die Kesselreinigung vorteilhafte schnelle Druckaufbau durch eine Qualitätsminderung des Ventilsitzes beeinträchtigt wird.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde eine Vorrichtung anzugeben, bei der geringere Kräfte und Momente auf die Befestigung der Kesselreinigungsanlage an dem Kessel einwirken. Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung die Befestigung so zu verbessern, dass die Kesselreinigungsanlage leicht an unterschiedliche Anforderungen anpassbar ist.
Diese Aufgabe wird für eine Befestigungsvorrichtung für eine Reinigungseinrichtung erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass eine Reihe von Dämpfungseinheiten vorgesehen sind, die in regelmässigen Winkelabständen um die hohlzylindrische Düse in deren Längsachse angeordnet und mit jeweils einem freien Ende am kesselseitigen Befestigungsflansch und mit dem jeweils anderen freien Ende am Gehäusekörper befestigt sind, so dass bei einer Auslösung der besagten Druckwelle hoher Amplitude in der Reinigungseinrichtung dessen Gehäusekörper federnd in Längsrichtung von dem Kessel wegweisend zurückgehalten und zurück in die Ausgangsstellung bringbar ist.
Gleichzeitig darf es von Vorteil sein, dass die Wartung ohne einen vollständigen Abbau der Anlage vonstattengehen kann. Schliesslich ist es ein anderes Ziel der vorliegenden Anmeldung, ein Anströmen von aggressiven Gasen aus dem Kessel durch den Hohlzylinder zur Ablassöffnung und damit zum Kolben-Ventilsitz zu vermeiden.
Vorteilhafterweise kann jede Dämpfungseinheit einen pneumatisch oder hydraulisch ansteuerbaren Dämpfungszylinder und einen aus diesem ausfahrbaren Kolben aufweisen, so dass sich eine Rückzugseinheit ergibt, mit der die Reinigungseinrichtung zurückgezogen werden kann, insbesondere, wenn sie oberhalb an einer Laufkatze zurückführbar aufgehängt ist.
Die Dämpfungseinheiten umfassen jeweils vorzugsweise rotationssymmetrisch um das Rohr der Reinigungseinrichtung vorgesehene Hydraulikdämpfer. Die Hydraulikdämpfer der Dämpfungseinheit können dabei zusätzlich über zwei in Längsrichtung aneinander gereihte Zug-/Druckfedern verfügen, die zwischen dem kesselseitigen Befestigungsflansch und einer Dämpfungsplatte beziehungsweise zwischen der Mittelplatte und der Dämpfungsplatte eingesetzt sind, wobei der Gehäusekörper mit ersten Längsstäben starr an der Mittelplatte befestigt ist, dass die Dämpfungsplatte starr mit zweiten Längsstäben starr an dem kesselseitigen Befestigungsflansch befestigt ist, und wobei zwischen Dämpfungsplatte und Mittelplatte zusätzliche Hydraulikdämpfer in Längsrichtung um die hohlzylindrische Düse vorgesehen sind.
Vorteilhafterweise können dann die zwei in Längsrichtung aneinander gereihte Zug- /Druckfedern jeder Dämpfungseinheit um einen der zweiten Längsstäbe herum angeordnet sind und sich an der Mittelplatte direkt oder an auf dieser Mittelplatte den Zug-/Druckfedern zugewandten Buchsen abstützen, während der zugeordnete zweite Längsstab durch eine Öffnung in der Mittelplatte hindurchgeführt ist. Insbesondere sind die Federn in der Ruheposition vorgespannte Druckfedern.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Dämpfungseinheiten bestehen diese anstelle von Zug-/Druckfedern aus aneinander gereihten torusförmigen oder reifenförmigen Elastomeren, die jeweils um eine der zweiten Längsstäbe herum angeordnet sind und sich an der Mittelplatte direkt oder an auf dieser Mittelplatte den direkt benachbarten Elastomeren zugewandten Buchsen abstützen, während der zugeordnete zweite Längsstab durch eine Öffnung in der Mittelplatte hindurchgeführt ist. Insbesondere können die Elastomere Copolyester-Elastomere sein. Zwischen jeweils zwei Elastomeren können Abstandshalter, insbesondere Metallplättchen, als Unterlegscheiben vorgesehen sein und der zweite Längsstab kann von einem hohlen radialen Führungsrohr umgeben sein, an welche die Innenränder (=nach innen zur Symmetrielängsachse gerichtete innere durchgehende Öffnung des Torus) der Elastomere stossen, so dass diese mit nur wenig Spiel um ihre Längsachse versehen sind.
Der kesselseitige Befestigungsflansch kann Teil eines einstückigen oder zusammengesetzten Verschlussgehäuses sein, das an der dem Befestigungsflansch gegenüberliegenden longitudinalen Ende einen am Kessel fixierbaren Kesselwandflansch hat.
Das Verschlussgehäuse kann ein Führungsrohr aufweisen, in dem die hohlzylindrische Düse frei geführt ist, so dass diese getrennt zurückziehbar ist.
Eine Kühlung zum Schutz des Führungsrohrs und der Düse kann bei der Befestigungsvorrichtung dadurch realisiert werden, dass das Führungsrohr doppelwandig mit einem Innenhohlraum ausgestaltet sind, der helixförmig von einem vom Kessel wegweisenden Einspeisepunkt in das Führungsrohr bis zur Vorderkante des Führungsrohrs vorgesehen ist, dass der Innenhohlraum mit einer von ausserhalb des Verschlussgehäuses angeordneten Fluidquelle mit einem Kühlfluid speisbar ist und die in Richtung Kesselwand gerichtete Wand oder Vorderkante des Führungsrohrs Öffnungen für einen Auslass des Kühlfluids aufweisen. Damit wird durch das Führungsrohr die Durchbruchsöffnung der Kesselwand bei einem Pulsereignis also einem durchlaufenden Reinigungspuls geschützt.
Vorteilhafterweise ist dabei der kesselseitige Befestigungsflansch gegenüber dem Kesselwandflansch in Längsrichtung der hohlzylindrischen Düse hin und her bewegbar, wobei das Führungsrohr in einer rückwärtigen Ruheposition mindestens teilweise aus der Öffnung in der Kesselwand zurückziehbar ist. Dadurch können Kesselgase das Führungsrohr nur noch teilweise angreifen.
Für den Schutz der Düse und zur Vereinfachung der Wartungsfreundlichkeit durch Abtrennung der Reinigungsvorrichtung von der Befestigungsvorrichtung kann eine Verschlussklappe im Innenraum des Verschlussgehäuses vorgesehen sein, die aus zwei bis vier Verschlussflügeln besteht, die jeweils um eine tangential quer zur Längsachse angeordnete Lagerachse verschwenkbar sind, um bei einem Vorschieben der hohlzylindrischen Düse durch die Vorderkante von durch Verschwenken gegen die Innenwände des Verschlussgehäuses geöffnet zu werden. Dabei sind diese Klappen in Längsrichtung so angeordnet, dass ein aktiv gekühltes Führungsrohr vor den Klappen und in Längsrichtung zwischen diesen und der Kesselwand angeordnet ist. Dabei können die Verschlussflügel doppelwandig mit einem Innenhohlraum ausgestaltet sind, wobei der Innenhohlraum mit einer von ausserhalb des Verschlussgehäuses angeordneten Fluidquelle mit einem Kühlfluid speisbar ist und die in Richtung Kesselwand gerichtete Wand der Verschlussflügel Öffnungen für einen Auslass des Kühlfluids aufweisen, so dass der Verschlussflügel selber ebenfalls vor Temperatur und aggressiven Medien in einem Kessel schützbar ist.
Wenn für die Befestigungsvorrichtung oberhalb des Gehäusekörpers eine Schwenkachse angeordnet ist, die quer zur Längsachse der hohlzylindrische Düse der Reinigungseinrichtung ausgerichtet ist, und an der der Gehäusekörper über einen Pendelarm aufgehängt ist, kann der Rückstoss der Reinigungseinrichtung in einfacher Weise aufgefangen werden, wobei die Pendelbewegung eine grössere Rückbewegung mit nur einer kleinen Höhenauslenkung kombiniert.
Wenn die Schwenkachse an einer Laufkatze befestigt ist, die an einem oberhalb der hohlzylindrischen Düse vorgesehenen Laufkatzen profil in Längsrichtung dieser hohlzylindrischen Düse verschieblich ist, kann zudem die Rückzugsmöglichkeit der Reinigungseinrichtung in einfacher Weise realisiert werden, was insbesondere bei Einsatz von aktiven pneumatischen oder hydraulischen Hubzylindern bei den Dämpfungseinheiten realisierbar ist.
Weitere Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben, die lediglich zur Erläuterung dienen und nicht einschränkend auszulegen sind. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Befestigungsvorrichtung einer Kesselreinigungseinrichtung gemäss einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem Reinigungsrohr mit grösserem Durchmesser;
Fig. 2 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Befestigungsvorrichtung einer Kesselreinigungseinrichtung gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht der Kesselreinigungseinrichtung nach Fig. 1 ;
Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht der Kesselreinigungseinrichtung nach Fig. 1 ;
Fig. 5 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Kesselreinigungseinrichtung gemäss Fig. 2, allerdings mit einem Reinigungsrohr mit einem gegenüber der in Fig. 1 gezeigten Ausführung kleineren Durchmesser;
Fig. 6 zeigt eine perspektivische Ansicht der Kesselreinigungseinrichtung nach Fig. 5;
Fig. 7 zeigt eine schematische teilweise geschnittene Seitenansicht einer
Kesselreinigungseinrichtung gemäss Fig. 2;
Fig. 8A zeigt eine schematische teilweise geschnittene Seitenansicht der
Kesselreinigungseinrichtung gemäss Fig. 2 im Ruhebetrieb, i.e. in einer Parkposition;
Fig. 8B zeigt eine schematische teilweise geschnittene Seitenansicht der Kesselreinigungseinrichtung gemäss Fig. 8A im Reinigungsbetrieb, i.e. in einer vorgeschobenen Position;
Fig. 8C zeigt eine schematische teilweise geschnittene Seitenansicht der Kesselreinigungseinrichtung gemäss Fig. 8A in teilweise zerlegter Wartungsposition, i.e. in einer zurückgezogenen Position;
Fig. 9 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht des 120-Grad- Segmentverschlusses der Kesselreinigungseinrichtung nach Fig. 7;
Fig. 10 zeigt eine schematische teilweise geschnittene perspektivische Ansicht des 120-Grad-Segmentverschlusses gemäss Fig. 9;
Fig. 11 zeigt eine schematische teilweise transparente perspektivische Ansicht eines Segmentes des 120-Grad-Segmentverschlusses gemäss Fig. 10;
Fig. 12A zeigt oben eine Seitenansicht, links eine Draufsicht auf den 120-Grad- Segmentverschluss im Bereich des Verschlussgehäuses und rechts eine Draufsicht aus dem Kessel heraus, jeweils auf einen geschlossenen 120-Grad- Segmentverschluss wie bei einer Ruhe oder Wartungsposition;
Fig. 12B zeigt oben eine Seitenansicht, links eine Draufsicht auf den 120-Grad- Segmentverschluss im Bereich des Verschlussgehäuses und rechts eine Draufsicht aus dem Kessel heraus, jeweils auf einen teilweise geöffneten 120- Grad-Segmentverschluss beim Übergang zwischen Park- und Reinigungsposition;
Fig. 12C zeigt oben eine Seitenansicht, links eine Draufsicht auf den 120-Grad- Segmentverschluss im Bereich des Verschlussgehäuses und rechts eine Draufsicht aus dem Kessel heraus, jeweils auf einen offenen 120-Grad- Segmentverschluss wie bei einer Reinigungsposition;
Fig. 13 zeigt eine perspektivische Seitenansicht einer Belüftungsvorrichtung für das Führungsrohr;
Fig. 14 zeigt eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Montagegruppe einer Dämpfungseinheit, wie sie in Fig. 4 oder Fig. 6 dargestellt ist;
Fig. 15 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer Befestigungsvorrichtung einer Kesselreinigungseinrichtung gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel mit Elastomeren in den Dämpfungseinheiten;
Fig. 16 zeigt eine Seitenansicht der Kesselreinigungseinrichtung, wie sie in Fig. 15 dargestellt ist; und
Fig. 17 zeigt eine geschnittene teilweise Seitenansicht einer Montagegruppe der Elastomere mit einem optionalen Führungsrohr um den Längsstab.
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Fig. 1 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Kesselreinigungseinrichtung gemäss einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, umfassend einen Schockwellenerzeuger 10, der an einem Kessel 20 in federnder Weise befestigt ist. Dabei bedeutet in federnder Weise, das der Schockwellenerzeuger 10 nicht starr an der Kesselwand 20 befestigt ist, sondern sich in der Längsrichtung der zu erzeugenden Schockwelle federnd bewegen kann. Der Schockwellenerzeuger 10 verfügt über einen Hohlzylinder 19, durch den die von diesem Schockwellenerzeuger 10 erzeugte Druckwelle in den Kessel geleitet wird. Dieser Hohlzylinder 19 ist in einem Kesselstutzen31 eingesetzt. Der Kesselstutzen 31 ist mit einem Kesselwandflansch 30 verbunden, der auf der Kesselwand 20 von aussen aufgesetzt und mit der Kesselwand 20 fest verbunden ist. Durch die Kesselwand 20 hindurch ist der Kesselzugang definier. Der Kesselstutzen 31 verfügt auf der dem Kesselwandflansch 30 gegenüberliegenden Seite in longitudinaler Richtung des Hohlzylinders 19 über einen Befestigungsflansch 32. Dieser kesselseitige Befestigungsflansch 32 ist somit direkt und starr über das Führungsrohr 31 mit dem Kesselwandflansch 30 verbunden. An dem kesselseitigen Befestigungsflansch 32 ist ein reinigungseinrichtungsseitiger Befestigungsflansch 40 fest verbunden, der den Schockwellenerzeuger 10 über eine Reihe von hier drei zweiten Längsstäbe oder Spannstäbe 154 hält, um die herum Dämpfungsfederpakete 150, 156 angeordnet sind. Jede Dämpfungseinheit 150, 156 verfügt dabei über zwei in Längsrichtung aneinander gereihte Zug-/Druckfedern 150, 156, die zwischen dem kesselseitigen Befestigungsflansch und einer Mittelplatte 151 beziehungsweise zwischen der Mittelplatte 151 und der Dämpfungsplatte 152 eingesetzt sind. Die Federn 150, 156 stützen sich an der Mittelplatte 151 direkt oder an auf dieser Mittelplatte 151 den Enden der Federn zugewandten Buchsen 154 ab, während der zugeordnete zweite Längsstab 154 durch eine Öffnung in der Mittelplatte 151 hindurchgeführt ist. Da nun der Gehäusekörper 10 mit ersten Längsstäben 155 starr an der Mittelplatte 151 und die Dämpfungsplatte 152 starr mit den zweiten Längsstäben 154 an dem kesselseitigen Befestigungsflansch befestigt ist, führt ein Reinigungsplus zu einer Kompression und anschliessenden Rückführung der Hydraulikzylinder, die den Hauptteil der Rückstosskräfte aufnehmen, wobei der Rest von den Federpaketen aufgenommen wird.
Die drei Dämpfungsfederpakete 150, 156 sind in Umfangsrichtung um die Längsachse des Hohlzylinders 19 in einem Winkelabstand von 120 Grad angeordnet. Es können auch vier oder mehr, beispielsweise auch sechs oder acht solcher Pakete vorzugsweise in gleichen Winkelabständen angeordnet sein. Zusätzlich zu den Dämpfungsfederpaketen 150, 156 sind zwischen Mittelplatte 151 und Dämpfungsplatte Hydraulikdämpfer 250 vorgesehen. Die Anzahl der Hydraulikdämpfer 250 kann jeweils einer oder zwei zwischen den hier drei Dämpfungsfederpaketen 150, 156 sein, also insgesamt drei oder sechs. Bei einer Anzahl von vier, sechs oder acht Dämpfungsfederpaketen 150 können auch dieselbe Anzahl von Hydraulikdämpfern 250 möglichst in gleichem Winkelabstand voneinander angeordnet sein. Die Hydraulikdämpfer 250 nehmen üblicherweise zwischen 50% und 90%, zumeist mehr als 75% bis 90%, beispielsweise zwischen 80% und 90% der Rückstossenergie auf. Der Vorteil der Hydraulikdämpfer 250 liegt auch in der gleichmässigen Verteilung der Rückstosskräfte über den Hub im Vergleich zu den Spiralfedern der Federpakete 150, 156.
Wenn der Druckwellenstoss des Schockwellenerzeugers 10 in der Longitudinalrichtung durch das Rohr des Hohlzylinders 19 hindurch durch die Kesselwand 20 in den Kessel geleitet wird, werden die Hydraulikdämpfer 250 durch den Rückstoss des Schockwellenerzeugers 10 durch die Fliessdynamik in den Dämpfern länger bzw. kürzer und die Dämpfungsfedern 150, 156 parallel dazu gedehnt bzw. gestaucht und der Schockwellenerzeuger 10 bewegt sich in longitudinaler Richtung von der Kesselwand 20 weg.
Vorteilhafterweise wird das Gewicht des Schockwellenerzeugers 10 über eine Haltekette 11 von einem Haltehebel 12 getragen, welcher Haltehebel 12 über eine horizontale Schwenkachse 13 an einem Tragerahmen 14 befestigt ist, der ebenfalls in longitudinaler Richtung des Hohlzylinders 19 über eine Laufkatze 16 an einem Laufkatzenprofil 15 längsverschieblich befestigt ist. Die Haltekette 11 wird mit einer Länge versehen, so dass die Symmetrieachse oder Längsachse des Schockwellenerzeugers 10 der Symmetrieachse oder Längsachse des Kesselstutzens 31 und des Kesselwandflansches 30 entspricht, diese also zusammenfallen. So wird die Druckwelle um die gleiche Achse wie die Achse des Kesseldurchlasses abgegeben und der Rückstoss wird in idealer Weise aufgefangen.
Die Achse des Laufkatzenprofils 15 ist vorteilhafterweise in der vertikal ausgerichteten Ebene angeordnet, die auch durch die genannte Längsachse des Schockwellenerzeugers 10 umfasst. Damit kann die Einheit des Schockwellenerzeugers mit dem Hohlzylinder 19 direkt rückwärts aus dem Kesselstutzen 31 herausgezogen werden.
Fig. 2 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Kesselreinigungseinrichtung gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. Wie bei der Ausführung nach Fig. 1 weist das Reinigungsrohr 19 einen grösseren Durchmesser auf. Der Begriff "Grösserer Durchmesser" ist dabei im Vergleich zur Ausführung nach Fig. 5 zu sehen.
Gleiche Merkmale sind in allen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen. Der Unterschied zwischen den beiden Vorrichtung nach Fig. 1 und Fig. 2 liegt insbesondere in der Art der Lagerung und Dämpfung. Während die Ausführung nach Fig. 1 eine Reihe von um den Umfang herum angeordneten Dämpfungsfederpakete 150, 156 aufweist, sind hier in einem Winkelabstand von 120° drei Dämpfungszylinder 50 vorgesehen. Diese Dämpfungszylinder 50 haben die gleiche Funktion wie die Hydraulikdämpfer. Es sind nur keine Federpakete vorgesehen. In der Ausführung nach Fig. 2 ist die Kombination kesselseitiger Befestigungsflansch 32 - Kesselstutzen 31 - Kesselwandflansch 30 der Fig. 1 durch ein Verschlussgehäuse 60 ersetzt, welches die gleiche Funktion aufweist. Ein weiterer Unterschied liegt darin, dass im 120° Abstand auf dem Umfangskreis Luftanschlüsse 70 vorgesehen sind, die in der weiteren Beschreibung erläutert werden und mit der Verschlussklappe 80 in Wirkverbindung stehen. Das Verschlussgehäuse 60 hat auf seiner Innenseite die weiter unten beschriebenen 120 Grad-Verschlüsse 81 der Verschlussklappe 80.
Der hier im Wesentlichen dreieckig konvexe reinigungseinrichtungsseitige Befestigungsflansch 40 nimmt die Widerlager der drei Dämpfungszylinder 50 an seinen Ecken auf. Die auf der gegenüberliegenden Seite aus den Dämpfungszylinder 50 herausragenden Kolben 51 sind am hier als einfacher Zylinder nur schematisch dargestellter Schockwellenerzeuger 10 befestigt. Mit anderen Worten, das Gewicht des Schockwellenerzeugers 10 würde dergestalt mit einem entsprechenden Moment an dem Befestigungsflansch 40 angreifen. Es ist auch möglich, dass die Dämpfungszylinder 50 über eine in der Fig. 2 nicht dargestellte Stützplatte mit für diese Dämpfungszylinder 50 vorhandene Durchbrüche und einem zentralen Loch für und auf dem Verbindungsrohr 43 abgestützt sind.
Der Hohlzylinder 19 ist im Verbindungsrohr 43 eingesetzt. Er könnte zwar mit Spiel und dabei verkantend auch das Gewicht des Schockwellenerzeugers 10 übertragen, ist aber vorzugsweise frei in dem Rohr 43 eingesetzt. Bei der Auslösung einer Explosion zur Reinigung des Kessels durch den Schockwellenerzeuger 10 wird durch den Hohlzylinder 19 in Längsrichtung der Reinigungseinrichtung eine Schockwelle durch den Hohlzylinder 19 wandern und dabei über den Rückstoss den Schockwellenerzeuger 10 in eine von der Kesselwand 20 entgegengesetzte Richtung bewegen. Dabei wirken die Dämpfungszylinder 50 auf diese Bewegung dämpfend und ziehen den Schockwellenerzeuger nach der ersten grossen Amplitude wieder zurück. Dies kann insbesondere durch aktive Dämpfungszylinder 50 als Hydraulikzylinder erreicht werden, bei denen die Kolben 51 entsprechend gesteuert ein- und ausgefahren werden können.
Ein weiterer Vorteil des Einsatzes von Dämpfungszylindern 50 gegenüber Dämpfungsfedern 150 wird sich im Zusammenhang mit der Beschreibung der Figuren 8A bis 8C zeigen.
Die Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht der Kesselreinigungseinrichtung nach Fig. 1. Dazu gehört auch die Fig. 4, die eine Seitenansicht der Kesselreinigungseinrichtung nach Fig. 1 zeigt. Drei Dämpfungsfederpakete sind in zwei Abschnitten durch einzelne Federn 150, 156 zwischen einer Dämpfungsplatte 152, einer Mittelplatte 151 und dem reinigungseinrichtungsseitigen Befestigungsflansch 40 verspannt. An dem Befestigungsflansch 40 sind zudem eine Reihe von Flanschverbindungsschrauben 41 erkennbar, mit denen dieser Befestigungsflansch 40 mit dem kesselseitigen Befestigungsflansch 32 oder einem entsprechenden Flansch des Verschlussgehäuses 60 befestigt wird. Mit anderen Worten, das Verschlussgehäuse 60 mit einer innenliegenden Verschlussklappe und/oder einer Belüftung kann auch mit der Konstruktion nach Fig. 3 eingesetzt werden, auch wenn sich weitere Vorteile nur im Zusammenhang mit einem rückziehbaren Generator 10 nach Fig. 2 ergeben. Die Dämpfungsfedern 150, 156 werden dabei durch Öffnungen in der Dämpfungsplatte 152 und Befestigungsflansch 40 geführt und jeweils aussenseitig verspannt. In der Mittelplatte 151 sind Öffnungen für die Durchführung der zweiten Spannstäbe 154 vorgesehen, die dabei jeweils gegen eine auf beiden Seiten der Mittelplatte 151 vorgesehenen Hülse 157 stossen, die die Federwirkung für die beiden Abschnitte zur Dämpfungsplatte 152 bzw. Befestigungsflansch 40 trennen.
Die Hydraulikdämpfer 250 sind zwischen Dämpfungsplatte 152 und der Mittelplatte 151 angeordnet, da sie den ersten Rückstoss aufzunehmen haben und die schwächeren Federn nur die dann komprimierten Hydraulikdämpfer zurückführen sollen.
Von Befestigungspunkten 153 an dem Schockwellenerzeuger 10 werden eine Reihe von hier sechs erste Spannstäbe 155 in einem Winkelabstand von 60 Grad zueinander fix mit der Mittelplatte 151 verbunden, beispielsweise durch die Mittelplatte 151 mit einem verminderten Querschnitt durch eine entsprechende Bohrung hindurchgeführt und mit einer Schraube auf einem auf jedem Ende eines ersten Spannstabes 155 befindlichen Aussengewinde befestigt.
Bei der Auslösung des Schockwellenerzeugers 10 bewegt sich dieser weg von der Kesselwand 20 und wirkt über die Spannstäbe 155 mit einer Zugkraft auf die Mittelplatte 151 , was zu einer Dehnung der rechten befestigungsflanschnahen Dämpfungsfedern 150führt. Gleichzeitig werden die linken dämpfungsplattenseitigen Dämpfungsfedern 156 sowie die Hydraulikdämpfer 250 verkürzt, so dass sich nach Erreichen einer Maximalentfernung des Schockwellenerzeugers 10 von der Kesselwand 20 eine Dämpfungsbewegung in entgegengesetzte Richtung ergibt. Die Dämpfungsfedern 150, 156 und die Hydraulikdämpfer 250 sind dabei so ausgelegt, dass eine möglichst geringe Schwingbewegung entsteht.
Die Hydraulikdämpfer 250 sind auf der einen Seite in der Dämpfungsplatte 152 befestigt und stossen gegenüber der Mittelplatte 151 durch einen Kolben und eine diesen umgebende Feder (Paket 251) an diese an.
Zwischen Dämpfungsplatte 152 und Mittelplatte 151 sind parallel zu den Federn 156 hydraulische Dämpfer 250 vorgesehen sind, die die Spitzenkraft bei gleicher Energieaufnahme reduzieren.
Ferner ist in der Fig. 3 zu erkennen, dass der Durchmesser des Hohlzylinders 19 derart ist, dass er nur mit geringem Spiel durch die Innendurchmesser der Befestigungsflansch 40, Mittelplatte 151 und Dämpfungsplatte 152 geführt wird. Es ist somit der maximale Durchmesser eines zusammen mit dieser Reinigungseinrichtung einsetzbaren Hohlzylinder 19.
Fig. 5 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Kesselreinigungseinrichtung gemäss Fig. 2 allerdings mit einem Reinigungsrohr 190 mit einem kleineren Durchmesser, während Fig. 6 eine perspektivische Ansicht der Kesselreinigungseinrichtung nach Fig. 5 zeigt. Alle Merkmale der Befestigung des Schockwellenerzeugers 10 an dem Befestigungsflansch 40 nach der Fig. 5 sind identisch zu den Merkmalen nach der Fig. 3 der einzige Unterschied liegt in der anderen Auslegung des Abgasrohrs 190 welches hier einen sehr viel kleineren Durchmesser aufweist. Daher ist der Abstand von der Aussenseite des Hohlzylinders 190 zu dem Innendurchmesser der Dämpfungsplatte 152, der Mittelplatte 151 und dem Flansch 40 sehr viel grösser. Es wird lediglich darauf geachtet, dass am Befestigungsflansch 40 bzw. am entsprechenden Verschlussgehäuse 60 eine innere Abdeckplatte mit zentraler angepasster Öffnung 42 vorgesehen ist, die das Rohr 190 mit wenig Spiel und mit einer Dichtung leicht abdichtbar umgibt. In einer bevorzugten Ausführungsform sind der Befestigungsflansch 40 und die Abdeckplatte 42 einstückig, mit anderen Worten, der Befestigungsflansch 40 hat einen Innendurchmesser entsprechend der gezeigten Abdeckplatte 42 und wird entsprechend dem Rohrdurchmesser ausgewählt und verbaut.
Die Fig. 14 zeigt eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Montagegruppe einer Dämpfungseinheit, wie sie in Fig. 4 oder Fig. 6 dargestellt ist. Die Hydraulikdämpfer 250 sind dabei in der Platte 152 befestigt gezeigt.
Fig. 7 zeigt eine schematische teilweise geschnittene Seitenansicht einer Kesselreinigungseinrichtung gemäss Fig. 2. Fig. 8A zeigt dieselbe schematische teilweise geschnittene Seitenansicht der Kesselreinigungseinrichtung gemäss Fig. 2 im Ruhebetrieb, i.e. in einer Parkposition. Die Fig. 8A entspricht einer im Massstab verkleinerten Fig. 7. Fig. 8B zeigt eine schematische teilweise geschnittene Seitenansicht der Kesselreinigungseinrichtung gemäss Fig. 8A im Reinigungsbetrieb, i.e. mit einer vorgeschobenen Position der Reinigungseinrichtung. Dabei ist es auf Grund des geringen Dämpfungsweg im Wesentlichen unerheblich ob die Fig. 8B die Reinigungseinrichtung vor, bei oder nach einem Schockwellstoss zeigt. Fig. 8C zeigt eine schematische teilweise geschnittene Seitenansicht der Kesselreinigungseinrichtung gemäss Fig. 8A in teilweise zerlegter Wartungsposition, i.e. in einer zurückgezogenen Position der Reinigungseinrichtung. Dazu zeigt Fig. 9 eine schematische perspektivische Ansicht der Verschlussklappe 80 mit den drei 120-Grad-Segmentverschlüssen 81 der Kesselreinigungseinrichtung nach Fig. 7.
Die Detailansicht der Fig. 7 zeigt, dass im Innenraum des sich zur Kesselwand 20 verjüngenden Verschlussgehäuses 60 an der Innenseite des Befestigungsflansches 40, der eine innere Schulter des Verschlussgehäuses 60 bildet, eine geschlossene Verschlussklappe 80 eingesetzt ist. Die geschlossene Verschlussklappe 80 bildet einen konvex in Richtung Kesselwand 20 überstehenden Konus. Sie besteht aus drei jeweils einen Winkelbereich von 120 Grad abdeckenden 120-Grad-Verschlüssen 81 , die um ihre Verschwenkachsen zwischen der in Fig. 7 und Fig. 9 dargestellten geschlossenen Stellung bis in eine in Fig. 12C dargestellte vollständig geöffnete Stellung verschwenkbar sind. Die 120-Grad-Verschlüsse 81 sind dabei um in einer Ebene liegende tangentiale Achsen in einem vorbestimmten Abstand von der Längsachse verschwenkbar, wobei die besagte Ebene senkrecht auf der Längsachse des Verschlussgehäuses 60 steht. Diese tangentialen Achsen sind durch die hohlen Lagerachsen 84 vorgegeben. Um jede hohle Lagerachse 84 sind zwei Gleitzylinder 82 mit dazwischen liegender Rückholfeder 83 angeordnet, mit der ein geöffnetes Segment eines 120-Grad-Verschlusses 81 in die Verschlussposition zurückgeholt wird.
In der Fig. 8A befindet sich der Schockwellenerzeuger 10 in einer Ruheposition, bei der die üblichen Arbeitsvorgänge im Kessel ablaufen. Die Fig. 8B zeigt dann die Vorwärtsbewegung des Schockwellenerzeugers 10 durch ein Verkürzen der Kolben 51 in den Dämpfungszylindern 50, wobei sich der Hohlzylinder 19 in dem Führungsrohr 31 in Richtung Kesselwand 20 vorschiebt und dabei die vorderen Kanten des Hohlzylinders 19 gegen Seitenflächen der 120-Grad-Verschlüsse 81 anstossen und diese synchron zueinander gegen die Federkraft der Rückholfeder 83 öffnen. In der Fig. 8B ragt dabei die Vorderkante des Hohlzylinders bereits etwas über die Kesselwand 30 in den Kessel hinein.
Die innere Form des Verschlussgehäuses 60 verläuft von der Schulter an der die Lageachsen 84 vorgesehen sind für Jünger und zum Kesselwandflansch 30 des Gehäuses 60 damit können sich die nach aussen gerichteten Seiten und Oberflächen des Verschlusses 81 in diesem verbreiterten Rückraum positionieren, wenn durch den Hohlzylinder 19, der in dem Führungsrohr 31 geführt ist die Schockwelle hindurchrast.
Die Fig. 8C zeigt dann schematisch einen zerlegten Schockwellenerzeuger 10 dahingehend, dass das Verschlussgehäuse 60 mit der integrierten Verschlusskappe 80 fest über den Kesselwandflansch 30 an der Kesselwand 20 befestigt ist. Die Dämpfungszylinder 50 sind dagegen abgebaut und einzeln dargestellt und in weiterer Verlängerung ist der Schockwellenerzeuger 10 mit seinem angebauten Hohlzylinder 19 dargestellt. Vorzugsweise hängt der Schockwellenerzeuger 10 mit dem Hohlzylinder 19 über die in der Fig. 1 dargestellten Elemente Haltekette 11 , Schwenkarm 12, Laufkatze 16 an dem Laufkatzenprofil 15. Es ist möglich, neben einer einzelnen Kette 11 auch weitere Befestigungsketten oder -Stäbe vorzusehen, falls das Gewicht des Schockwellenerzeugers 10 mit seinem Hohlzylinder 19 nicht austariert sein sollte.
Die Fig. 9 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht des 120-Grad- Segmentverschlusses 80 der Kesselreinigungseinrichtung nach Fig. 7 oder auch Fig. 8A. Die in einer Draufsicht im wesentlichen dreieckigen Verschlusselemente 81 stossen mit Verbindungskanten aneinander und enden an einer konvex in Richtung Kesselwand 20 ausgerichteten Spitze. Die in Richtung Kesselwand 20 und damit zum Kessel hin weisende Oberfläche weist eine Vielzahl von Öffnungen 85 für eine Infusionskühlung auf. Mit anderen Worten, jedes Verschlusselement 81 weist eine doppelwandige Struktur auf, die sich bis hin zum Gleitzylinder 82 erstreckt, so dass jedes einzelne Verschlusselement 81 über den Luftanschluss 70 und die hohle Lagerachse 84 mit kühlender Umgebungsluft oder entsprechenden Gasen beaufschlagbar ist. Diese unter Druck in die hohle Lagerachse 84 strömenden Gase treten dann durch die Öffnungen 85 in den Raum der Öffnung in der Kesselwand 20 aus.
Die Fig. 10 zeigt in diesem Zusammenhang eine schematische teilweise geschnittene perspektivische Ansicht des 120-Grad-Segmentverschlusses 81 gemäss Fig. 9. Mit dem Bezugszeichen 71 ist die Gasflussrichtung und damit ein Volumenstrom gekennzeichnet, der bei dem Luftanschluss 70 in die hohle Lagerachse 84 eintritt und dann an den Gleitzylindern 82, die ebenfalls hohl ausgestaltet sind und eine Öffnung zur hohlen Lagerachse 84 aufweisen, durch entsprechende Durchbrüche in der Wand der hohlen Lagerachse 84 in den Hohlraum in den doppelwandigen Verschlusselementen 81 eintritt und anschliessend durch die Öffnung 85 austritt. Im Ausführungsbeispiel der Verschlusselemente 81 sind Verstärkungsrippen 86 vorgesehen.
Die Fig. 11 zeigt eine schematische teilweise transparente perspektivische Ansicht eines Segmentes 81 des 120-Grad-Segmentverschlusses 80 gemäss Fig. 10. In diesem sind insbesondere die regelmässig verteilten Öffnungen 85 sowie die im Wesentlichen radial verlaufenden Verstärkung Streben 86 eingezeichnet. Aus der Dicke des Übergangs zwischen den Gleitzylinder 82 und dem Verschlusselement 81 ist der Durchgang für den Volumenstrom 71 ersichtlich.
Die Fig. 12A zeigt oben eine Seitenansicht, links eine Draufsicht auf den 120-Grad- Segmentverschluss im Bereich des Verschlussgehäuses und rechts eine Draufsicht aus dem Kessel heraus, jeweils auf einen geschlossenen 120-Grad-Segmentverschluss 80 wie bei einer Ruhe oder Wartungsposition, also im normalen Kesselbetrieb. Die Fig. 12B zeigt oben eine Seitenansicht, links eine Draufsicht auf den 120-Grad-Segmentverschluss 81 im Bereich des Verschlussgehäuses 60 und rechts eine Draufsicht aus dem Kessel heraus, jeweils auf einen teilweise geöffneten 120-Grad-Segmentverschluss 81 beim Übergang zwischen Park- und Reinigungsposition; und Fig. 12C zeigt oben eine Seitenansicht, links eine Draufsicht auf den 120-Grad-Segmentverschluss 81 im Bereich des Verschlussgehäuses 60 und rechts eine Draufsicht aus dem Kessel heraus, jeweils auf einen offenen 120-Grad-Segmentverschluss 81 wie bei Erreichen einer Reinigungsposition, während des Durchführens der Reinigung oder kurz danach. Durch die Abfolge der Zeichnungen ist zu erkennen, dass sich die Verschlusselemente 81 vollständig öffnen, sodass der Hohlzylinder 19 durch diese hindurch treten kann.
Dabei werden die einzelnen Verschlusselemente 81 durch die Vorderkante des Hohlzylinders 19 aufgedrückt, bis die Spitze der Verschlusselemente auf der Aussenseite des Hohlzylinders 19 aufliegt und dieser gegebenenfalls weiter in den Kesselwandbereich vorgeschoben wird.
Die Fig. 13 zeigt eine perspektivische Seitenansicht einer Belüftungsvorrichtung für das Führungsrohr 31. Der Befestigungsflansch 32 ist hier auf einem modifizierten Verschlussgehäuse 60' befestigt, das mit dem Kesselwandflansch 30 in Verbindung steht, allerdings in Längsrichtung gegenüber diesem verschieblich ist. Dafür besteht die dichtende Blende 35 gegenüber dem Aussenmantel des Führungsrohrs. Dafür ist auf dem Kesselwandflansch 30 ein Blendenflansch 34 aufgesetzt, der auf seiner zum Kessel 20 hinweisenden Seite über eine Aufnahme verfügt, in der eine Blende 35 einsetzbar ist. Die Blende 35 umgibt das Führungsrohr 38 und kann insbesondere in der Höhe verschoben werden, so dass die Ausdehnung des Kessels und damit eine Höhenänderung der Durchbruchsöffnung 22 in der Kesselwand 20 gegenüber dem Führungsrohr 38 nachvollzogen werden kann. Damit ist eine mechanische Entkopplung der am Befestigungsflansch 32 angreifenden Rückstosskräfte verbunden, welche normalerweise an der Kesselwand 20 angreifen, und welche Kräfte nun auf ein separat abgestütztes Verschlussgehäuse 60’ wirken, wobei temperatur- oder montagebedingte Fluchtungsfehler zum Führungsrohr 38 durch die verschiebbare Platte 35, welche mit Spiel montiert ist, aufgenommen werden können.
Das Führungsrohr 38 selber ist doppelwandig und weist eine helixförmigen inneren Hohlraum 36 auf. Man kann auch sagen, zwischen den zwei Wänden des Führungsrohrs 38 ist eine helixförmige Zwischenwand eingesetzt, die es gestattet, im Bereich des Befestigungsflansches 32 Luft einzublasen, über einen hier nicht dargestellten Luftanschluss 70, welche dann zwischen den Doppelwänden des Führungsrohrs 31 sich erwärmend in Richtung Kessel bewegt und schliesslich an der Mündung des Durchbruchs in der Kesselwand 20 in den Kessel mündet.
Es besteht ein zylinderförmiger Spalt 37 zwischen der Kesselwand und dem Führungsrohr 38, welcher Spalt 37 durch die Blende 35 gegenüber dem Schockwellenerzeuger 10 abgeschlossen ist. Der Hohlzylinder 19 ist in vorgeschobener Position immer von dem Führungsrohr 38 umgeben und durch den Luftvolumenstrom gekühlt.
Das Führungsrohr 38 selber ist dafür mit einem Flansch 33 ausgestaltet, welcher in der durch den Aufnahmeflansch 29 vorgegebenen Aufnahme fest mit dem Befestigungsflansch 32 des Gehäuses 60' verbunden ist. Dabei ist in dem Aufnahmeflansch 29 gegebenenfalls eine oder mehrere Durchlässe für das Kühlfluid vorgesehen, welches an dieser Stelle in und über den Flansch 33 in das Führungsrohr 38 einspeisbar ist.
In einer in den Zeichnungen nicht dargestellten Ausführung ist ein teleskopartiger Ansatz für die Rückzugsmöglichkeit des Führungsrohres 38 vorgesehen, wobei der Rückzugmechanismus pneumatisch oder hydraulisch sein kann. Durch ein kurzzeitiges Vorfahren in die in der Fig. 13 gezeichneten Position und ein nachfolgendes Zurückziehen nach dem Reinigungspuls wird die Erwärmung des Führungsrohrs 38 auch bei sehr hohen Rauchgastemperaturen im Kessel genügend tief gehalten und gleichzeitig die oft porös ausgestaltete Kesselwand 20 vor dem Reinigungspuls geschützt. Andersherum wird das Führungsrohr 38 zwischen einzelnen Reinigungspulsen zumindest teilweise aus der Kesselwandöffnung 22 zurückgezogen, so dass im Wesentlichen nur die vordere Kante 39 des Führungsrohrs 38 den Inhaltsgasen des Kessels ausgesetzt ist, da ein Gasaustausch mit dem Innern des Führungsrohrs zumeist nicht stattfindet. Fig. 15 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer Befestigungsvorrichtung für eine Kesselreinigungseinrichtung gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel mit Elastomeren 350 in den Dämpfungseinheiten. Fig. 16 zeigt dazu eine Seitenansicht der Kesselreinigungseinrichtung, wie sie in Fig. 15 dargestellt ist. Schliesslich zeigt Fig. 17 zeigt eine geschnittene teilweise Seitenansicht einer Montagegruppe der aus Elastomeren 350 aufgebauten Dämpfungseinheiten mit einem optionalen Führungsrohr 353.
Bei einerweiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Dämpfungseinheiten bestehen diese aus aneinander gereihten torusförmigen oder reifenförmigen Elastomeren 350, die jeweils um einen der zweiten Längsstäbe oder Spannstäbe 354 herum angeordnet sind und sich an der Mittelplatte 151 direkt oder an auf dieser Mittelplatte 151 den direkt benachbarten Elastomeren 350 zugewandten Buchsen 352 (wie die Buchsen 157) abstützen, während der zugeordnete zweite Längsstab 354 durch eine Öffnung in der Mittelplatte 151 hindurchgeführt ist. Insbesondere sind in einem Winkelabstand von 90 Grad vier solche mit jeweils zwei mal sieben Elastomeren 350 an den entsprechenden vier Längsstäben 354 vorgesehen. Zwischen diesen vier Längsstäben 354 sind jeweils zwei erste Spannstäbe 155 wie in den anderen Ausführungsbeispielen angeordnet, also zwischen der Mittelplatte 151 und dem Gehäuse der Reinigungseinrichtung mit der Dämpfungsplatte 152. Insbesondere sind die Elastomere 350 Copolyester-Elastomere. Zwischen jeweils zwei Elastomeren 350 können Abstandshalter 351 , insbesondere Metallplättchen, vorgesehen sein und der zweite Längsstab 354 kann von einem hohlen radialen Führungsrohr 353 umgeben sein, an welche die Innenränder der Elastomere 350 stossen, so dass die Elastomere 350 im Wesentlichen kein Spiel bezüglich der Mittelachse 355 von Führungsrohr 353 und Elastomeren 350 aufweisen.
Ein Vorteil des Einsatzes der Gruppen von Elastomeren 350 gegenüber hydraulischen Lösungen liegt darin, dass die Dämpfung in beide Richtungen zufriedenstellend arbeitet. Die Zeichnung des Ausführungsbeispiels zeigt eine symmetrische Anordnung von gleichen Elastomeren in gleicher Anzahl auf beiden Seiten der Mittelplatte 151. Es ist auch möglich, unterschiedlich dämpfende Elastomere 350 auf der Basis eines anderen Materials oder anderen Dimensionen einzusetzen oder eine unterschiedliche Anzahl auf beiden Seiten der Mittelplatte 151 anzuordnen, um eine asymmetrische Dämpfung zu erreichen. BEZUGSZEICHENLISTE
Schockwellenerzeuger Verschiebezylinder Haltekette 51 Kolben
Haltehebel 60 Verschlussgehäuse
Schwenkachse 60' Verschlussgehäuse Tragerahmen 70 Luftanschluss Laufkatzen profil 71 Gasflussrichtung Laufkatze 80 Verschlussklappe
81 120 Grad Verschluss
Hohlzylinder / Abgasrohr 82 Gleitzylinder Kesselwand 83 Rückholfeder
Kesselwandöffnung 84 hohle Lagerachse Blendenflansch 85 Effusionskühlungs-Öffnungen Kesselwandflansch 86 Verstärkungsrippen Kesselstutzen/ 150 Dämpfungsfeder Verbindungsrohr 151 Mittel platte Kesselseitiger 152 Dämpfungsplatte Befestigungsflansch 153 Befestigungspunkt
Führungsrohrflansch 154 zweiter Spannstab Blendenflansch 155 erster Spannstab
Blende 156 Dämpfungsfeder helixförmiger 157 Buchse Innenraumschlitz 190 Hohlzylinder / Abgasrohr zylinderförmiger Spalt 250 Hydraulikdämpfer Führungsrohr 251 Hydraulikstössel Vorderkante 252 Hydraulikdämpfer-Feder Reinigungseinrichtungs350 Elastomer seitiger Befestigungsflansch 351 Abstandshalter
Flanschverbindungsschraube 352 Buchse Abdeckplatte 353 Führungsrohr Verbindungsrohr 354 zweiter Spannstab
Dichtung 355 Mittelachse Dämpfungszylinder/

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Befestigungsvorrichtung für eine Reinigungseinrichtung basierend auf der Einleitung von Druckwellen hoher Amplitude durch eine hohlzylindrische Düse (19) in einen zu reinigenden Kessel durch eine Öffnung in der Kesselwand (20), wobei ein Gehäusekörper (10) der Reinigungseinrichtung an der Kesselwand (20) mit Hilfe eines kesselseitigen Befestigungsflansches (30, 32) befestigbar ist, wobei vorteilhafterweise die Längsrichtung der hohlzylindrischen Düse (19) der Reinigungseinrichtung konzentrisch zur Öffnung in der Kesselwand (20) ist und orthogonal zur Kesselachse steht, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reihe von Dämpfungseinheiten (50; 150, 156; 250; 350) vorgesehen sind, die in regelmässigen Winkelabständen um die hohlzylindrische Düse (19) der Reinigungseinrichtung in deren Längsachse angeordnet und mit jeweils einem freien Ende am kesselseitigen Befestigungsflansch (30, 32, 40) und mit dem jeweils anderen freien Ende am Gehäusekörper (10) befestigt sind, so dass bei einer Auslösung der besagten Druckwelle hoher Amplitude in der Reinigungseinrichtung deren Gehäusekörper (10) federnd in Längsrichtung von dem Kessel wegweisend zurückgehalten und zurück in die Ausgangsstellung bringbar ist.
2. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungseinheiten (50; 250) Hydraulikdämpfer umfassen.
3. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede Dämpfungseinheit (50) einen pneumatisch oder hydraulisch ansteuerbaren Dämpfungszylinder und einen aus diesem ausfahrbaren Kolben (51) aufweist.
4. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass jede Dämpfungseinheit über zwei in Längsrichtung aneinander gereihte Zug-/Druckfedern (150, 156) oder über zwei Gruppen von einer Vielzahl von in Längsrichtung aneinander gereihten torusförmigen Elastomeren (350) verfügt, die zwischen dem kesselseitigen Befestigungsflansch (30, 32, 40) und einer Mittelplatte (151) beziehungsweise zwischen der Mittelplatte (151) und der Dämpfungsplatte (152) eingesetzt sind, dass der Gehäusekörper (10) mit ersten Längsstäben (155) starr an der Mittelplatte (151) befestigt ist, dass die Dämpfungsplatte (152) starr mit zweiten Längsstäben (154) an dem kesselseitigen Befestigungsflansch (30, 32, 40) befestigt ist, und dass im Falle von Zug- /Druckfedern (150, 156) zwischen Dämpfungsplatte (152) und Mittelplatte (151) zusätzliche Hydraulikdämpfer (250) in Längsrichtung um die hohlzylindrische Düse (19) vorgesehen sind.
5. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei in Längsrichtung aneinander gereihte Zug-/Druckfedern (150, 156) oder Gruppe von torusförmigen Elastomeren (350) jeder Dämpfungseinheit um einen der zweiten Längsstäbe (154) herum angeordnet sind und sich an der Mittel platte (151) direkt oder an auf dieser Mittelplatte (151) den Zug-/Druckfedern (150, 156) oder der Gruppe von torusförmigen Elastomeren (350) zugewandten Buchsen (157, 352) abstützen, während der zugeordnete zweite Längsstab (154) durch eine Öffnung in der Mittelplatte (151) hindurchgeführt ist.
6. Befestigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der kesselseitige Befestigungsflansch (40) Teil eines Verschlussgehäuses (60, 60') ist, das an der dem Befestigungsflansch (32) gegenüberliegenden longitudinalen Ende einen am Kessel fixierbaren Kesselwandflansch (30) hat.
7. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlussgehäuse (60, 60') ein Führungsrohr (38) aufweist, in dem die hohlzylindrische Düse (19) frei geführt ist.
8. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsrohr (38) doppelwandig mit einem Innenhohlraum ausgestaltet sind, der helixförmig von einem vom Kessel wegweisenden Einspeisepunkt in das Führungsrohr (38) bis zur Vorderkante (39) des Führungsrohrs (38) vorgesehen ist, dass der Innenhohlraum mit einer von ausserhalb des Verschlussgehäuses (60) angeordneten Fluidquelle mit einem Kühlfluid speisbar ist und die in Richtung Kesselwand gerichtete Wand oder die Vorderkante (39) des Führungsrohrs (38) Öffnungen für einen Auslass des Kühlfluids aufweisen.
9. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsrohr (38) gegenüber dem Kesselwandflansch (30) in Längsrichtung der hohlzylindrischen Düse (19) bewegbar ist, wobei das Führungsrohr (38) in einer rückwärtigen Ruheposition mindestens teilweise aus der Öffnung (22) in der Kesselwand (20) zurückziehbar ist.
10. Befestigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verschlussklappe (80) im Innenraum des Verschlussgehäuses (60, 60') vorgesehen ist, die aus zwei bis vier Verschlussflügeln (81) besteht, die jeweils um eine tangential quer zur Längsachse angeordnete Lagerachse (84) verschwenkbar sind, um bei einem Vorschieben der hohlzylindrischen Düse (19) durch die Vorderkante von durch Verschwenken gegen die Innenwände des Verschlussgehäuses (60, 60') geöffnet zu werden.
11. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussflügel (81) doppelwandig mit einem Innenhohlraum ausgestaltet sind, dass der Innenhohlraum mit einer von ausserhalb des Verschlussgehäuses (60, 60') angeordneten Fluidquelle mit einem Kühlfluid speisbar ist und die in Richtung Kesselwand gerichtete Wand der Verschlussflügel (81) Öffnungen für einen Auslass des Kühlfluids aufweisen.
12. Befestigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass sie über eine oberhalb des Gehäusekörpers (10) angeordnete Schwenkachse (13) verfügt, die quer zur Längsachse der hohlzylindrische Düse (19) ausgerichtet ist, und an der der Gehäusekörper (10) über einen Pendelarm (11) aufgehängt ist.
13. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkachse (13) an einer Laufkatze (16) befestigt ist, die an einem oberhalb der hohlzylindrischen Düse (19) vorgesehenen Laufkatzen profil in Längsrichtung dieser hohlzylindrischen Düse (19) verschieblich ist.
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