CZ304976B6 - Způsob čištění spalovacích zařízení a zařízení pro takové čištění - Google Patents

Abstract

Řešení se týká způsobu a zařízení pro čištění nečistot, popřípadě připečenin nebo struskových usazenin (6) v nádržích pomocí techniky odstřelu. Do blízkosti nečistot, popřípadě připečenin nebo struskových usazenin (6) se umístí trubkovité zařízení, popřípadě trubkovitá tryska (20), výbušná směs (7) se přivádí tímto trubkovitým zařízením do tenkostěnné nádržky (25) za účelem exploze výbušné směsi (7), přičemž tenkostěnná nádržka (25) se explozí zničí.

Description

Vynález se týká způsobu a zařízení pro čištění znečištěných, popřípadě zastruskovaných nádrží. Ve speciálním případě se týká způsobu a zařízení pro tak zvané on-line čištění odstřelem zastruskovaných spalovacích zařízení podle předvýznakové části nezávislých patentových nároků.

Dosavadní stav techniky

Horké plochy například zařízení na spalování odpadu nebo kotlů na uhlí obecně podléhají silným znečištěním. Tato znečištění mají anorganické složení a typicky vznikají ukládáním částic popílku na stěnách. Usazeniny v oblasti vysokých teplot spalin jsou většinou velmi tvrdé, protože buď roztavené, nebo natavené zůstávají na stěně lepit nebo se slepují nížeji s tavícími nebo kondenzujícími substancemi při jejich tuhnutí na chladnější stěně kotle. Takové usazeniny se dají pomocí známých způsobů čištění jen obtížně a nedostatečně odstraňovat. To vede k tomu, že se kotel musí periodicky odstavovat, ochlazovat, a manuálně nebo pomocí otryskávání pískem čistit. Protože takové kotle mají totiž většinou velké rozměry, jek tomu často nutná konstrukce lešení v peci. To navíc vyžaduje přerušení provozu po více dní nebo týdnů a kromě toho je to pro obslužný personál vzhledem k silnému spadu prachu a nečistot nanejvýš nepříjemné a nezdravé. Většinou nutným doprovodným jevem přerušení provozu technického zařízení jsou škody na materiálu nádrže samotné, jako následek silných teplotních změn. Vedle nákladů na čištění a opravy jsou významným nákladovým faktorem výdaje spojené s uvedením zařízení do klidu vlivem výpadku produkce, popřípadě úbytku příjmů.

Obvyklými způsoby čištění jsou například klepání na kotel a použití parního paprsku, dmychačů vodního paprsku / sazí a tryskání kuličkami.

Je znám způsob čištění, u kterého se ochlazený a také v provozu se nacházející horký kotel čistí pomocí umístění a zapálení roznětných těles. U způsobu, popsanému v dokumentu EP 1 067 349, se ochlazené roznětné těleso přivádí pomocí chlazené trysky do blízkosti znečištěné horké plochy, kde se roznětná nálož zapálí. Horké plochy s připečeninami se vlivem síly detonace, jakož i vlivem oscilací stěny, vyvolaných rázovými vlnami, odloupnou. Doba čištění se může touto metodou ve srovnání s obvyklými způsoby čištění podstatně zkrátit. Čištění může probíhat s potřebnými bezpečnostními opatřeními, on-line, to znamená během provozu spalovací pece, popřípadě ještě v horkém stavu nádrže. Je možné tímto způsobem vyčistit kotel během několika hodin, k čemuž bylo s obvyklou metodou čištění zapotřebí několik dnů.

Nevýhodou u způsobu, popsaného ve spise EP 1 067 349, je potřeba trhaviny. Vedle vysokých nákladů na trhavinu musejí být pro zabránění nehodám, například při skladování trhaviny, vynaloženy vysoké náklady na bezpečnost. Umístění trhaviny do horké nádrže vyžaduje navíc absolutně spolehlivý a efektivní chladicí systém, aby se zabránilo předčasné detonaci trhaviny.

Úkolem vynálezu je vytvoření způsobu a zařízení pro čištění znečištěných, popřípadě zastruskovaných spalovacích zařízení nebo nádrží, při kterém nemusí být technické zařízení během čištění odstaveno, zařízení je v krátké době opět čisté a speciálně se minimalizuje poškození personálu a částí zařízení během procesu čištění.

Podstata vynálezu

Nedostatky známých řešení a vylepšení používaných způsobů a zařízení přináší tento vynález tak, jak je definováno v patentových nárocích.

-1 CZ 304976 B6

Zde zveřejněný způsob čištění spočívá v tom, přivést do blízkosti čištěného objektu plynné, kapalné a/nebo pudrovité, popřípadě práškovité látky, popřípadě složky, které jsou výbušné buď jednotlivě, nebo teprve jako směs, a následně přivést alespoň částečně plynnou výbušnou směs k explozi.

Pro ochranu osob mají být jednotlivé látky uchovávány odděleně a odděleně má být s nimi také manipulováno, aby se co možná nejvíce vyloučilo nebezpečí předčasné exploze. To je možné způsobem čištění podle vynálezu, protože výbušná látka nebo výbušná směs, potřebná k čištění, může být vytvářena na místě nebo v blízkosti místa nádrže, na kterém má být popřípadě použita. To zvyšuje bezpečnost personálu a předmětů. Při použití způsobu čištění podle vynálezu se během procesu zavádění a nastavování polohy zařízení nevyskytují ještě žádné výbušné látky nebo složky, a tím také tyto nejsou vystaveny horku.

Způsob čištění podle vynálezu je obzvláště vhodný pro spalovací zařízení s lepivým, k připečeninám náchylným polétavým popílkem, vytvářeným speciálně při spalování uhlí, odpadu, usazenin z čističek nebo zvláštního odpadu. Způsob čištění se dále ale také použít pro odstraňování nečistot v jiných technických zařízeních s tvrdými usazenými nečistotami, jako například v zařízeních na čištění spalin, papírnách, silách, v cementářském průmyslu a v obdobných zařízeních. Čištění odstřelem může být prováděno během provozu zařízení, to znamená on-line, popřípadě při ještě horké nádrži, a nanejvýš cíleně a přesně dávkovaně. Tím klesnou provozní náklady spojené s výpadky a žádné části zařízení nebo úseků nádrže se neúměrně nezatěžují. Také se minimalizuje nebezpečí pro obslužný personál. To zejména vlivem nanejvýš krátké doby setrvání alespoň částečně plynných výbušných složek nebo směsi v horkém prostředí.

U výhodného příkladu provedení způsobu čištění podle vynálezu se do blízkosti čištěné plochy umísťuje hořlavina, a to plynná nebo kapalná, například acetylen, ethylen, metan, etan, propan, benzin, olej nebo obdobné látky, a oxidační prostředek, například kyslík. Tam se jednotlivé složky spolu smísí a následně se zapálí. Síla exploze a plocha, uvedená rázovými vlnami do oscilací, například stěna nádrže nebo trubek, způsobí odloupnutí připečenin na stěnách a tím vyčištění plochy. Složky se mohou spolu mísit i v zařízení podle vynálezu.

Síla exploze, potřebná pro vyčištění, a tedy množství použitých látek, se řídí podle druhu znečištění a podle velikosti a typu znečištěné nádrže. Dávkování a síla exploze se mohou zvolit a volí tak, že nevzniknou na instalacích žádné škody.

Například množství plynné směsi z acetylenu a kyslíku, potřebné pro účinné vyčištění, leží mezi 5 a 30 litry na jednu explozi. Optimální mísící poměr plynů se dá vypočítat ze stochiometrie plynů a pro acetylen a kyslík činí 1 :3. U výbušné plynné směsi z kyslíku a etanu činí tento poměr 3,5 : 1 s příkladným celkovým objemem plynu 100 litrů. Možnost optimálního dávkování použitých složek snižuje jednak náklady na čištění a jednak riziko poškození osob a škod na technickém zařízení.

Výhodně trubkovité zařízení, například tryska, se zavede do zařízení, popřípadě nádrže, a umístí do blízkosti čištěného místa. Pomocí tohoto zařízení mohou být po nastavení polohy zařízení zavedeny do technického zařízení, popřípadě nádrže, jednotlivé složky. Při on-line čištění mohou být čištěná nádrž a například proudící spaliny horké až 1000 °C. To znamená, že pro zabránění předčasné explozi se látky, použité pro čištění, například plyny a hořlaviny, mají přivést na požadované místo co íychleji, než se tyto stačí například vyzařováním tepla ohřát. Výhodně se trubka tepelně izoluje a/nebo chladí. To se může realizovat trubkou z tepelně izolujících materiálů, popřípadě chlazením, umístěným na trubce nebo vedeným skrz trubku. Výhodně se chlazení trubky a/nebo látek, použitých pro čištění, realizuje tak, že se vyjde bez stálého přívodu chladicího prostředku z vnějšku do čisticího zařízení, popřípadě ke složkám nebo k výbušné směsi plynů. Trubka nebo tryska by musela být tedy opatřena pouze přípoji pro popřípadě plynné složky a mohla by být vytvořena adekvátně jednodušeji. Takové čisticí zařízení není také odkázáno na existenci

-2CZ 304976 B6 eventuálních přípojů vody v blízkosti čištěného objektu. Jestliže se pro chlazení použije chladicí prostředek, jako je například voda, jako izolační materiál pro trysku, tak je třeba za tím účelem umístit k trysce přívody. Eventuální hadice by mohly být, jestliže je to žádoucí, před vlastním použitím trysky pro čištění odstraněny. Jestliže je žádoucí chlazení trysky ve stavu její nastavené polohy pomocí proudu chladicího prostředku, tak se to výhodně realizuje tím, že se chladicí prostředek vede skrz trysku, takže ten pak přímo proudí do horké nádrže. Čisticí zařízení může být také provedeno tak, že chladicí prostředek v zařízení proudí zase zpět.

Aby se zcela předešlo možnosti předčasné exploze, tak se výbušná, alespoň částečně plynná směs, vytváří zejména teprve na místě, na kterém má exploze proběhnout. To se například realizuje mícháním spalitelného plynu a oxidačního prostředku v čištěné nádrži samotné. Je ale také možné jednotlivé složky spolu svést dohromady v části přívodního potrubí, například vnitřku trysky. Tím se začne zásadní smíchávání jednotlivých složek již krátce před čištěným místem. Je také možné, s nutnými bezpečnostními opatřeními, přivést výbušný plyn nebo směs plynů přímo do technického zařízení, popřípadě nádrže. Také u této varianty je nebezpečí předčasné exploze výbušných látek nebo směsí minimální, protože přivedení zařízení a eventuální nastavení jeho polohy může proběhnout předběžně a tedy zcela bez přítomnosti výbušných látek. Jestliže se místo plynných látek použijí méně nebo více kapalné nebo pudrovité, popřípadě práškovité látky, například hořlaviny, tak se tyto například pomocí vhodného čerpacího zařízení přivedou trubkovitým zařízením k čištěnému místu, kde se kapalné nebo popřípadě práškovité látky výhodně rozpráší. To se může například realizovat tlakovým nebo plynným rozprášením, například při použití plynu, využívaného při čištění.

Dávkování plynů, popřípadě plynných směsí, eventuálně také kapalným látek, se výhodně realizuje pomocí tlakové nádoby, do které se mohou přivést předběžné exaktně dávkovaná množství plynu, popřípadě kapaliny, například pomocí řízeného uvolňování z v obchodě obvyklých plynových lahví. Použití separátních tlakových nádob poskytuje výhodu, že množství a tím také plnicí tlaky se mohou velmi jednoduše v těchto nádobách přizpůsobit požadované síle exploze. Navíc může být přivedením plynů nebo kapalin pod tlakem udržena doba setrvání použitých složek v horkém prostředí nanejvýš krátká.

Aby se zabránilo zřeďování plynů, plynných směsí, pudrovitých, popřípadě práškovitých nebo kapalných látek, například okolním vzduchem nebo spalinami, tak se látky udržují pomocí vhodných tenkostěnných nádržek co možná v blízkosti čištěného místa. To je výhodné obzvláště tehdy, jestliže má být výbušná směs vytvářena teprve v blízkosti čištěné plochy, popřípadě odděleným přivedením jednotlivých plynů, popřípadě hořlavin, v trubkovitém zařízení, popřípadě trysce. Taková nádržka slouží mimo jiné k zabránění zřeďování plynů, zejména před jejich úplným smísením a popřípadě k jejich ochlazování. Příklady pro vhodné tenkostěnné nádržky jsou roztažitelné tenkostěnné balónkovité nádržky, nebo flexibilní, poddajné tenkostěnné nádržky, jako jsou například pytlíkovité obaly nebo sáčky. Tenkostěnná nádržka je výhodně umístěna na jednom konci trubky, například na hlavovém konci trysky, a nafukuje se samotnými plyny. Aby se zabránilo předčasné explozi tenkostěnné nádržky, měla by být nafukována rychleji, než se pomocí konvekce nebo vyzařování ohřeje, a/nebo by měla být ochlazována. Výhodně mají tenkostěnné nádržky větší objem, než je celkový objem do nich přivedených složek. Jednak to zabraňuje předčasnému zničení tenkostěnné nádržky vlivem prasknutí, například elastických balónkovitých nádržek. Jednak, například v případě nádržek z neroztažitelných materiálů, jako jsou například pytlíkovité, plastové nebo papírové obaly, není v nádržce ve srovnání s okolím žádný přetlak. To zabraňuje nebo minimalizuje vytékání plynů u propustného materiálu nebo při eventuální perforaci tenkostěnné nádržky, která byla například způsobena dopadem jiskry nebo ostrých předmětů.

Ochlazování hlavy trysky, popřípadě ochlazování tenkostěnné nádržky, se výhodně realizuje pomocí pasivních chladicích metod. Při pasivním chlazení výbušné plynné směsi se v zavedeném stavu čisticího zařízení nepřivádějí z vnějšku k výbušné směsi, popřípadě do ní, žádné doplňkové chladicí prostředky. To má vedle všeobecně konstrukčních zjednodušení čisticího zařízení také tu

-3CZ 304976 B6 přednost, že přívodní potrubí pro látky, potřebné k explozi, mohou být relativně jednoduše udržována oddělená od eventuálního chlazení trysky. Při kombinaci s pasivním chlazením trysky může být celý způsob čištění udržován v podstatě nezávislý na místně dané infrastruktuře.

Tenkostěnná nádržka, a tedy také v ní se nacházející látky, může být pomocí tepelně izolujícího ochranného obalu nebo pomocí ochranného obalu, opatřeného již chladicími prostředky, chráněna před nežádoucím vysokým ohřátím. Příklad pro tento ochranný obal může být vytvořen velmi jednoduše a sestával by například v podstatě z co nejvíce savého materiálu, například krepu nebo houbovitého materiálu, který se před zavedením do horkého technického zařízení napustí chladicím prostředkem, například vodou. Je ale také možné tenkostěnnou nádržku samotnou vytvořit z materiálu, který absorbuje, popřípadě akumuluje chladicí prostředek.

Samozřejmě je také možné tenkostěnnou nádržku chladit pomocí vhodného chladicího prostředku, například rozprašováním vody, vzduchu nebo směsi obou médií, na tenkostěnnou nádržku. Možné je také vstřikování vodních kapek nebo jiného chladicího prostředku do tenkostěnné nádržky během nafukování, takže se její povrch chladí zevnitř. To se může například kombinovat se zaváděním kapalných nebo plynných složek, použitých k čištění.

Další výhodná možnost jak ochránit tenkostěnnou nádržku spočívá v tom, že se tenkostěnná nádržka zavede do čištěné nádrže ve vhodném ochranném zařízení. Toto se například realizuje pomocí ochranného zařízení, umístěného na čisticím zařízení, například pomocí ochranného zvonu nebo trychtýře, umístěného na trysce nebo kolem ní. Tenkostěnná nádržka může být v nenafouknutém stavu srovnána v ochranném zařízení. Ochranné zařízení je provedeno tak, že tenkostěnné nádržce poskytuje možnost v podstatě volného růstu, jakmile se tato nafoukne. To se může realizovat pomocí otevřeného nebo silou, popřípadě tlakem se otevírajícího ochranného zařízení. Otvor ochranného zařízení, umístěný ze strany nádrže, to znamená ze strany hlavy, může být opatřen krytem. Takový kryt je výhodně tenkostěnný, nechá se snadno otevřít, popřípadě uvolnit, takže od roztahující se tenkostěnné nádržky může být od ochranného zařízení uvolněn. Je vyroben výhodně z materiálů, které mohou být napuštěny chladicím prostředkem, jako je například kus papíru, juty, nebo jiný vhodný materiál. Podle provedení krytu může být jím obklopeno celé ochranné zařízení. Tím se tenkostěnná nádržka, jakož i ochranné zařízení, současně chrání, popřípadě chladí.

U výhodného příkladu provedení se používá z již zmíněných důvodů nepřímé, pasivní chlazení, a to jak pro tenkostěnnou nádržku, tak i pro trysku. Pasivní chlazení je pro výbušnou směs a trysku nezávislé na aktivně, z vnějšku přiváděném chladicím prostředku, během způsobu čištění samotném, to znamená v zavedeném stavu trysky. Pasivní chlazení trysky se výhodně realizuje umístěním vhodných materiálů kolem trubky s plynem a/nebo kapalinou, popřípadě zhotovením trubky nebo přívodních potrubí z vhodných materiálů. Těmi jsou například izolující, v podstatě horku odolávající a/nebo chladicí prostředek absorbující materiály nebo vhodná uspořádání materiálu. Příklady pro ně jsou savé materiály, jako je papír, vata nebo látka, které se před použitím napustí ve vodě nebo jiném chladicím prostředku. Pro ochranu před poškozením chladicí vrstvy mohou být umístěny vnější ochranné vrstvy. V případě savého papíru tím může být jednoduché ovinutí z látky. Je ale také možné umístit odolnější ochrannou vrstvu, například z kovové mřížky nebo kovového úpletu, nebo z druhé kovové trubky. Materiály, absorbující chladicí prostředky, mohou tyto podle potřeby zase vypouštět a přitom vznikajícím chladem z odpařování chladit trubku nebo tenkostěnnou nádržku. Pasivními chlazeními mohou být například také husté kovové úplety nebo keramiky, které mohou v dutinách nebo pórech uchovávat chladicí prostředek. Je také myslitelné vytvořit pasivní chlazení z materiálů, absorbujících teplo. Takové materiály jsou schopné absorbovat a akumulovat teplo, místo toho aby ho rozváděly dále. Příkladem k tomu jsou materiály, které ve vhodně zvolené teplotní oblasti provádějí fázový přechod, typicky z pevné fáze do kapalné fáze (tak zvaný „phase change materials“ (PCM)). Dalším příkladem pro izolující chlazení trysek jsou dvojité trubky, které mohou být naplněny izolačním materiálem.

-4CZ 304976 B6

Podle potřeby mohou být také nejrůznější chladicí metody a ochranná zařízení kombinovány, vynechávány nebo doplňovány.

Zapálení výbušné směsi, popřípadě směsi kapalina/plyn, s tenkostěnnou nádržkou, popřípadě ochranným obalem nebo bez nich, probíhá pomocí prostředků, známých ze stavu techniky. Výhodně se to provádí pomocí elektricky iniciovaného zapálení jiskrou, pomocným plamenem nebo pyrotechnickým zapálením pomocí adekvátně umístěných zápalných prostředků a zápalných zařízení. Zápalné prostředky jsou výhodně umístěny v oblasti jednoho z konců trysky, na trubce samotné nebo na tenkostěnné nádržce. Uvedení zápalného zařízení v činnost, jakož i průběh vtékání plynů a/nebo zavádění kapalných složek, se výhodně a z bezpečnostních důvodů provádí pomocí řídicího zařízení.

Průběh odpálení v horké nádrži probíhá u výhodného příkladu provedení následovně:

- Tlakové nádoby s plynem se uvedením příslušných ventilů v činnost naplní z tlakových plynových lahví příslušnými plyny, například acetylenem nebo etanem a kyslíkem, a požadovanými množstvími/tlaky plynů.

- Na konci trubky se upevní tenkostěnná nádržka (popřípadě z plastu, balónkovitý nebo pytlíkovitý obal nebo sáček), například se nasadí, sevře nebo přilepí lepicím páskem, a/nebo se složený srovná v ochranném zařízení.

- Jestliže je to žádoucí, tak se aktivuje chlazení hlavy, například se upevní ochranný obal (izolující a/nebo ochlazující), popřípadě napustí chladicím prostředkem a/nebo se spolu s plynem odstartuje chlazení.

- Do čištěné nádrže se z vnějšku zavede tryska, například vstupním otvorem, takže se konec trubky včetně tenkostěnné nádržky umístí před čištěnou plochou.

- Otevření ventilů tlakové nádoby s plynem odstartuje plnění tenkostěnné nádržky směsí plynů.

- Uvede se v činnost zápalné zařízení a vyvolá se exploze.

Jednotlivé kroky výše zmíněného průběhu způsobu čištění odstřelováním podle vynálezu mohou být také doplněny pomocnými kroky a/nebo automatizovány. Například může být vyvolání procesu exploze spojeno s bezpečnostními mechanismy. Tyto výhodně odstartují přívod plynu z tlakových nádob do tenkostěnné nádržky, popřípadě obecně do čištěné nádrže, a toto spojení přeruší, dříve než proběhne například pomocí aktivace zápalného prostředku vlastní exploze. To například zabraňuje zpětným rázům do přívodních potrubí nebo neřízeným explozím. Doplňkově může způsob čištění také obsahovat krok čištění zařízení. Ten se například realizuje vypláchnutím tiysky, popřípadě jednotlivých trubek, navazujícím na explozi, pomocí tlakového vzduchu.

Objasnění obrázků na výkresech

Vynález je v dalším blíže popsán a objasněn na příkladech provedení zařízení pro způsob čištění zastruskovaných ploch podle vynálezu podle připojených výkresů, které ukazují na obr. 1 zjednodušené znázornění příkladu provedení zařízení podle vynálezu, na obr. 2 další příklad provedení zařízení podle vynálezu, a na obr. 3 třetí příklad provedení zařízení podle vynálezu.

-5CZ 304976 B6

Příklady uskutečnění vynálezu

Na obr. 1 je znázorněno zařízení J_0 k provádění způsobu čištění podle vynálezu. Zařízení 10 zahrnuje trubkovitá přívodní potrubí 1, 2, pomocí kterých se, výhodně po nastavení jejich polohy, přivádějí do blízkosti čištěné stěny 5 různé plyny, například kyslík 3 a etan 4, ale i kapalné hořlaviny nebo oxidační prostředky. Plyny 3, 4 a/nebo kapaliny vytvářejí v oblasti znečištění 6 stěny výbušnou směs 7. Pomocí zápalného zařízení 8, které se dá řídit a uvádět v činnost mimo čištěnou nádrž nebo zařízení, se výbušná směs 7 zapaluje, například vytvořením zapalovací jiskry

9. Exploze se může také vyvolat zapalováním, nacházejícím se v oblasti směsi 7, například na přívodních potrubích I, 2. Přívodní potrubí i, 2, popřípadě zápalné zařízení 8, jsou zde vytvořeny tak, že zapalovací jiskra 9 se nezapálí přímo před koncem přívodního potrubí i, 2, aby se zabránilo zpětnému nárazu čisticího zařízení 10, popřípadě zpětnému zapálení do přívodních potrubí 1,

2. To se může realizovat tím, že se zapalovací jiskra 9 zapálí v oblasti mezi konci různě dlouhých přívodních potrubí 1, 2.

Přívodní potrubí 1, 2 a zápalné zařízení 8 nebo jeho části mohou být také společně umístěny v trubkovitém pouzdru, například trubce. Výhodně je zařízení 10 také opatřeno chlazením. Chlazení výhodně probíhá pomocí odpařování chladicího prostředku, která ochlazuje přívodní potrubí 1, 2 nebo eventuálně se vyskytující společné pouzdro. Aktivní chlazení se například provádí pomocí přívodu vzduchu a/nebo vody z vnějšku v a/nebo skrz přívodní potrubí 1, 2.

U eventuální tenkostěnné nádržky pro ochranu plynů před zředěním, nacházejí se u zařízení 10, je chlazení hlavy trysky výhodně vytvořeno jako ochranné pouzdro, napuštěné chladicím prostředkem. Chlazení hlavy může být ale také vytvořeno jako přívod chladicího prostředku, zavedený do nádržky. Tak se tenkostěnná nádržka, popřípadě plynná směs nebo směs plyn/kapalina, nacházející se v nádržce, ochlazuje. Materiály, použité pro přívodní potrubí 1, 2 a/nebo společnou trubku, mají navíc výhodně tepelně izolující vlastnosti, aby se v nich nacházející plyn 3, 4 nebo kapalina chránily před vnějšími tepelnými vlivy, například spalinami.

Na obr. 2 je znázorněno další příkladné zařízení k provádění způsobu čištění podle vynálezu. Chladitelná, popřípadě izolovaná tryska 20, zahrnující opláštění 21 a vnitřní trubku 22, má na svém jednom konci přípoje 23 pro přívod plynu. Rovněž v oblasti tohoto konce trysky 20 se nachází vhodný zápalný prostředek, například zapalovací svíčka 19, pomocí které může být výhodně elektricky zapálena výbušná plynná směs. Opláštění 21 chrání trysku 20 a v ní se nacházející plyn nebo plynnou směs před ohříváním. Obsahuje zejména savý materiál, například papír, a může být ještě doplňkově opatřena ochrannou vrstvou, obklopující savý materiál, například savou tkaninu nebo fóliový obal, odrážející teplo, výhodně opatřený otvory. Eventuální ochranná vrstva, která zde není blíže znázorněna, slouží v podstatě k tomu, aby zabraňovala nebo redukovala odlupování, popřípadě poškozování materiálu opláštění 21. akumulujícího chladicí prostředek, popřípadě sloužícího jako izolace, vnějšími mechanickými vlivy. Ochranná vrstva může být také vybavena doplňkovými savými nebo izolujícími vlastnostmi.

Na druhém konci trysky 20 je tenkostěnná nádržka 25, zde již nafouknutá, a ochranný zvon 27. Tenkostěnná nádržka 25 je upevněna na vnitřní trubce 22 takovým způsobem, že se nafoukne plynem nebo plynnou směsí, protékající vnitřní trubkou. Tenkostěnná nádržka zde sestává z v podstatě plynotěsného plastového obalu 25a, například plastového pytlíku, zhotoveného z polyethylenu, a ochranného obalu 25b, obklopujícího plastový obal 25a. Ochranný obal 25b je výhodně obalem ze savého papíru, který je spojen s plastovým obalem 25a, výhodně je s ním slepen. Před použitím trysky 20, to znamená před zavedením trysky 20 do čištěného zařízení, se papírový obal a opláštění 21 trysky opatří chladicím prostředkem, například se napustí vodou. Tenkostěnná nádržka 25 se srovná složená v ochranném zvonu 27. Nad ochranným zvonem se výhodně nachází ještě doplňkový, chladicím prostředkem napuštěný kryt, zde blíže neznázoměný, aby v něm se nacházející tenkostěnnou nádržku a eventuálně také ochranný zvon doplňkově chladil a popřípadě chránil před mechanickými vlivy. Po zavedení a nastavení polohy trysky

-6CZ 304976 B6 v popřípadě čištěné nádrži tenkostěnná nádržka při nafouknutí ochranný zvon 27 opustí. Přitom je vodou napuštěným papírovým obalem a vnitřní trubka opláštěním 21 chráněna před teplem spalin. Ochranný zvon 27 je mírně kónický, pohárkovitě otevřen směrem ven, aby poskytl nafouknutému obalu nebo balónkovité nádržce dostatek prostoru. Ochranné zařízení má výhodně tvar dutého kužele, popřípadě dutého válce, nebo tvar misky. Výhodně má na jedné straně umístěné vybrání pro protažení přívodního potrubí (přívodních potrubí) a na druhé straně otvor pro tenkostěnnou nádržku. Ochranné zařízení může být také vytvořeno s dvojitou stěnou, takže eventuální vnitřní prostor je naplněn nebo může být naplněn izolační látkou nebo chladicím prostředkem. Ochranný zvon 27, opláštění 21 nebo jiné ochranné zařízení jsou pevně upevněny na trysce. Mohou být ale také vytvořeny tak, že se mohou posunout nad trysku a tam se uložit okolo, a může se různě nastavit jejich poloha. To umožní podle potřeby snadné nahrazení ochranného zařízení po čisticím procesu. Z technických a hospodářských rozvah se však pro ochranná zařízení používají materiály, které jsou nejvíce odolné proti teplu.

Přípoj pro přívod 23 plynuje umístěn na vnitřní trubce 22 a spojuje dvě plynová přívodní potrubí 29, 30 s tryskou 20. Jedno plynové přívodní potrubí 30 je pomocí prvního magnetického ventilu 32 spojeno s první tlakovou nádobou 34, přičemž tato je zase přes čtvrtý ventil 38 napojena na v obchodě obvyklou první plynovou láhev 36, například kyslíkovou láhev. Druhé plynové přívodní potrubí 29 je v podstatě vytvořeno stejně, to znamená, že je pomocí druhého magnetického ventilu 31 spojeno s druhou tlakovou nádobou 33. Tato je zase přes třetí ventil 37 připojena ke druhé, v obchodě obvyklé plynové láhvi 35. Druhá plynová láhev 35 obsahuje adekvátně spalitelný plyn, jako je například acetylen, ethylen nebo etan.

Po otevření třetího a čtvrtého ventilu 37, 38 se tlakové nádoby 33, 34 naplní příslušnými plyny. Plnicí tlak, osvědčený již v experimentu, leží kolem hodnoty maximálně 15 bar, přičemž objemy tlakových nádob mají typické hodnoty 1,5 1 pro etan a 5 1 pro kyslík, a pro čištění běžných nádrží se používá typické celkové množství plynu 100 1 až 200 1. Poměr objemů obou tlakových nádob výhodně odpovídá stechiometrickému poměru obou plynů pro kompletní spálení. Tlaky plynů v tlakových nádobách určují sílu exploze a dají se nastavovat pomocí redukčních ventilů na plynových lahvích 35, 36. Tyto tlaky jsou výhodně stejně velké.

Pomocí externího, se zapalovací svíčkou 19 na trysce 20 spojeného tlakového spínače 39, se zavádí proces exploze. Průběh se výhodně řídí pomocí řídicí jednotky 40, například reléové řídicí jednotky. Dráhy řízení jsou na obrázku znázorněny čárkovanými čarami, přičemž směr signálu je označen šipkami. Jako první se krátkodobě otevřou magnetické ventily, například po několik vteřin. Plynové obsahy tlakových nádob 33, 34 proudí během této doby přes oddělená plynová přívodní potrubí 29, 30 do trysky 20. Tam se spolu smísí a vnitřní trubkou 22 se vedou do tenkostěnné nádržky 25, přičemž tuto nafouknou. U výhodného příkladu provedení čisticího zařízení se plynová přívodní potrubí 29, 30 udržují ve vnitřní trubce 22 trysky 20 oddělené, takže se plyny směšují teprve v tenkostěnné nádržce 25 a tam vytvářejí výbušnou směs plynů.

Po uzavření magnetických ventilů 31, 32 se výhodně po zvoleném časovém zpoždění, například 0,5 vteřiny, zapálí zápalný prostředek a vyvolá exploze. Podle zvoleného provedení přivádění plynu je adekvátně tomu nastavena na trysce poloha zapalovací svíčky 19 nebo zápalného prostředku. Nafukovací proces tenkostěnné nádržky až k zapálení činí několik málo vteřin, typicky 1 až 3 vteřiny, například 2 vteřiny.

Po zapálení plynné směsi se vnitřní trubka výhodně vyčistí od zbytků exploze, například strusky. To se provede například pomocí tlakového vzduchu, který se přivede vnitřní trubkou 22. K tomu má jedno z plynových přívodních potrubí 30 doplňkový ventil 41, který je spojen se zásobníkem 42 tlakového vzduchu, například generátorem tlakového vzduchu, popřípadě lahví silákovým vzduchem. Tento ventil 41, zde vyznačený jako magnetický ventil, může být výhodně rovněž řízen a automaticky ovládán.

-7CZ 304976 B6

Jestliže se pro čištění nepoužijí jen plynné, nýbrž popřípadě také výlučně kapalné látky, tak může být objem tenkostěnné nádržky 25 udržován adekvátně menší. Ta se potom zhotoví z adekvátně vhodného materiálu, například vytvořeného jako plastový obal, v podstatě pro kapaliny nepropustný.

Obr. 3 znázorňuje třetí příklad provedení zařízení podle vynálezu. Obsahuje příkladnou konstrukci chladitelné trysky 30. Většina vztahových značek je stejná jako na obr. 2. Ty se adekvátně vztahují na tytéž příkladné znaky a prvky a na tomto místě se nikoliv všechny ještě jednou zmiňují. Chladitelná tryska 30, obsahující vnější trubku 31 a vnitřní trubku 32, má na svém jednom konci přípoje 23, 24 pro přívod plynu, jakož i pro chlazení. Mezi vnější trubkou 31 a vnitřní trubkou 32 se vede chladicí prostředek, například směs vody/vzduchu. Ta vystupuje zase na druhém konci trysky 30, což je znázorněno šipkou. Na tomto druhém konci trysky 30 je opět umístěn ochranný zvon 27 pro tenkostěnnou nádržku 25. Podle rychlosti protékání, popřípadě vzdálenosti výstupního otvoru chladicího prostředku trysky 30 k ochrannému zvonu 27, může chladicí prostředek, vedený tryskou 30, chladit také ochranný zvon 27.

Přípoj 24 chlazení je opatřen přípojným ventilem 28 chlazení, například ručním ventilem. Jeho ovládání umožňuje libovolné připojování a odpojování chlazení. Výhodně je také možné vytváření určitého mísícího poměru různých chladicích médií, zde znázorněných dvěma přípojnými potrubími/hadicemi 24a, 24b.

Tímto způsobem vytvořené chlazení trysky se výhodně aktivuje před zavedením trysky 30 do horké nádrže. Zůstává typicky zapojeno během celé doby, ve které je trysky vystavena horku. Takovéto aktivní chlazení trysky může být také zahrnuto do řízení řídicí jednotkou 40. Je samozřejmě také možné zavádět chladicí prostředek přípojem chlazení na jednom konci tiysky a nechat zase téci zpět k témuž konci. To by bylo například možné u jednostranně uzavřené vnější trubky 31, u vedení chladicího prostředku v podstatě ve tvaru písmene U nebo středově.

Způsob čištění podle vynálezu probíhá se zařízením, popsaným na obr. 3, podobně jako se zařízením na obr. 2: napuštění tenkostěnné nádržky 25 chladicím prostředkem, aktivace chlazení trysky, zavedení a nastavení polohy trysky, naplnění tlakových nádob 33, 34 požadovanými množstvími plynu, spuštění zapalovacího procesu pomocí uvedení tlakového spínače v činnost. Plyn, popřípadě plyny, proudí skrz trysku 30 a nafukují tenkostěnnou nádržku. Tato se na začátku chrání před ohříváním ještě ochranným zvonem 27, potom v podstatě napuštěným ochranným obalem 25b. Jestliže je požadovaného množství plynu v tenkostěnné nádržce dosaženo, tak se pomocí vhodného zápalného prostředku 19 zapálí výbušná plynná směs. Výhodně se po provedení čištění v jednom čisticím kroku vyčistí vnitřní trubka 32 a eventuálně také vnější trubka 31, například pomocí tlakového vzduchu se zbaví strusky a vody.

Použití tenkostěnné nádržky podle daného vynálezu poskytuje výhodu, že je tato vyrobitelná mimořádně levně. Doplňkovou výhodou papírem obaleného plastového pytlíku jako tenkostěnné nádržky je to, že možné odlétání jisker může plastový pytlík perforovat, obal ale dále chrání výbušný plyn nebo plynnou směs. Ochranný obal ze savého materiálu může být vytvořen vícevrstvé. Například použitím více jednoduchých ochranných obalů může tak být přizpůsoben teplotám různě horkých nádrží. Využitím chladu vhodného chladicího prostředku při odpařování není během vlastního čisticího procesu nutný žádný přívod chladicího prostředku do, popřípadě skrz trysku.

Průmyslová využitelnost

Využitelnost vynálezu, tj. způsobu a zařízení pro čištění znečištěných vyplývá víceméně z předcházejících částí popisu a je použitelná zejména v popřípadě zastruskovaných nádrží. Ve speciálním případě se týká způsobu a zařízení pro tak zvané on-line čištění odstřelem zastruskovaných spalovacích zařízení.

Claims (20)

1. Způsob čištění od znečištění nečistotami, popřípadě připečeninami nebo struskovými usazeninami (6) v nádržích a technických zařízeních pomocí techniky odstřelování, přednostně během provozu technického zařízení nebo když je nádrž horká, vyznačující se tím, že se trubkovité zařízení, popřípadě trubkovitá tryska (20) umístí do blízkosti znečištění nečistotami, popřípadě připečeninami nebo struskovými usazeninami (6), že se výbušná směs (7), nebo složky tvořící po smísení výbušnou směs vedou trubkovitým zařízením, popřípadě trubkovitou tryskou (20) a zavádějí se do tenkostěnné nádržky (25), která je připojena k trubkovitému zařízení, popřípadě trubkovité trysce (20) a tudíž se dostávají do blízkosti znečištění nečistotami, popřípadě připečeninami nebo struskovými usazeninami (6) a že se výbušná směs (7), případně vytvořená po smísení složek, potom přivádí k explozi, přičemž tenkostěnná nádržka (25) se zničí.

2. Způsob čištění od znečištění nečistotami, popřípadě připečeninami nebo struskovými usazeninami (6) v nádržích a technických zařízeních podle nároku 1, vyznačující se tím, že výbušná směs (7), nebo složky tvořící po smísení výbušnou směs jsou nejméně z části v plynné, kapalné nebo práškové formě.

3. Způsob čištění od znečištění nečistotami, popřípadě připečeninami nebo struskovými usazeninami (6) v nádržích a technických zařízeních podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že tenkostěnná nádržka (25) se pomocí trubkovitého zařízení nebo trubkovitou tryskou (20) uvádí do blízkosti znečištění nečistotami, popřípadě připečeninami nebo struskovými usazeninami (6).

4. Způsob čištění od znečištění nečistotami, popřípadě připečeninami nebo struskovými usazeninami (6) v nádržích a technických zařízeních podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že se tenkostěnná nádržka (25) před explozí nafukuje plyny (3, 4) nebo výbušnou směsí (7).

5. Způsob čištění od znečištění nečistotami, popřípadě připečeninami nebo struskovými usazeninami (6) v nádržích a technických zařízeních podle některého z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že se výbušná směs (7) vytváří v tenkostěnné nádržce (25).

6. Způsob čištění od znečištění nečistotami, popřípadě připečeninami nebo struskovými usazeninami (6) v nádržích a technických zařízeních podle některého z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že se plyny (3, 4) nebo výbušná směs (7) proudí z alespoň jedné tlakové nádoby (33, 34) do trubkovitého zařízení nebo trubkovité trysky (20).

7. Způsob čištění od znečištění nečistotami, popřípadě připečeninami nebo struskovými usazeninami (6) v nádržích a technických zařízeních podle některého z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že se výbušná směs (7) vytváří míšením plynného paliva (4) a plynného oxidačního prostředku (3).

8. Způsob čištění od znečištění nečistotami, popřípadě připečeninami nebo struskovými usazeninami (6) v nádržích a technických zařízeních podle některého z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že se jako tenkostěnná nádržka (25) používá nafouknutelný obal, jako je například flexibilní plastový obal (25a) nebo elastická balónkovitá nádržka.

-9CZ 304976 B6

9. Způsob čištění od znečištění nečistotami, popřípadě připečeninami nebo struskovými usazeninami (6) v nádržích a technických zařízeních podle některého z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že se tenkostěnná nádržka (25) a/nebo trubkovité zařízení, popřípadě trubkovitá tryska (20), chladí.

10. Způsob čištění od znečištění nečistotami, popřípadě připečeninami nebo struskovými usazeninami (6) v nádržích a technických zařízeních podle nároku 9, vyznačující se tím, že se tenkostěnná nádržka (25) chladí ochranným obalem (25b), napuštěným chladicím prostředkem.

11. Zařízení k čištění od znečištění nečistotami, popřípadě připečeninami nebo struskovými usazeninami (6) v nádržích a technických zařízeních, vyznačující se tím, že zahrnuje trubkovitou trysku (20), zkonstruovanou jako trubka, a přívodní prostředek (1, 2) na jednom konci trubkovité trysky (20), přičemž přívodní prostředek (1, 2) je zkonstruován pro vedení výbušné směsi (7) nebo pro vedení, případně odděleně, složek, které tvoří po smísení výbušnou směs (7), do trubkovité trysky (20), a že trubkovitá tryska (20) zahrnuje na svém druhém konci pro zavádění do nádrže flexibilní tenkostěnnou nádržku (25) pro umístění výbušné směsi (7) nebo složek, které tvoří po smísení výbušnou směs (7), přičemž flexibilní tenkostěnná nádržka (25) je v podstatě těsná pro plyn nebo kapalinu.

12. Zařízení podle nároku 11, vyznačující se tím, že flexibilní tenkostěnná nádržka (25) v nenafouknutém stavu neobsahuje žádný výbušný materiál.

13. Zařízení podle nároku 11 nebo 12, vyznačující se tím, že nejméně jedna další nádoba (33, 34, 35, 36) je připojena k přívodnímu prostředku (1, 2), přičemž další nádoba obsahuje výbušnou směs (7) nebo složku tvořící výbušnou směs po smísení.

14. Zařízení podle nároku 13, vyznačující se tím, že další nádobou (33, 34, 35, 36) je tlaková nádoba (33, 34).

15. Zařízení podle jednoho z nároků 11 až 14, vyznačující se tím, že přívodní prostředky (1, 2) jsou zkonstruovány tak, že složky tvořící výbušnou směs po smísení mohou být trubkovitou tryskou (20) vedeny odděleně.

16. Zařízení podle jednoho z nároků 11 až 15, vyznačující se tím, že flexibilní tenkostěnná nádržka (25) je nafouknutelný obal, například flexibilní plastový obal (25a) nebo elastická balónkovitá nádržka.

17. Zařízení podle jednoho z nároků 11 až 16, vyznačující se tím, že zahrnuje zápalný prostředek (8) pro zapálení výbušné směsi (7) nebo výbušné směsi (7), vytvářející se po smísení složek.

18. Zařízení podle jednoho z nároků 11 až 17, vyznačující se tím, že zahrnuje prostředek na chlazení tělesa trubkovité trysky (20) a/nebo systém na chlazení hlavy.

19. Zařízení podle nároku 18, vyznačující se tím, že systém na chlazení hlavy zahrnuje ochranný obal (25b) napustitelný chladivém.

20. Zařízení podle jednoho z nároků 11 až 19, vyznačující se tím, že ochranný zvon (27), ve kterém může být uložena flexibilní tenkostěnná nádržka (25) v nenafouknutém stavu, je připojen k jednomu konci trubkovité trysky (20) zkonstruované na způsob trubky, jejíž konec je určen k zavedení do nádržky.