DE2617379A1 - Verfahren und vorrichtung zum bespruehen der innenflaeche eines behaelters - Google Patents

Description

Priorität: 21. April 1975, Nr. 569 88o, USA

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufsprühen von Flüssigkeit auf die Innenwände und Decke von Behältern, insbesondere chemischen Reaktionsbehältern,zum Reinigen und/oder Beschichten des Behälters. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung, mit denen das Aufsprühen ausgeführt wird, während der Behälter geschlossen bleibt, wodurch vermieden wird, daß Arbeitspersonal der möglicherweise gefährlichen Atmosphäre des Behälterinneren ausgesetzt wird. Die Erfindung eignet sich vor allem zum Reinigen und Beschichten von Reaktoren,

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die für die industrielle Erzeugung von Polyvinylchlorid (PVC) verwendet werden, wobei der Kontakt des Personals mit dem Vinylchloridinonomeren (VCM) auf ein Minimum reduziert werden muß.

Das Reinigen und Sprühbeschichten der Innenflächen von industriellen Behältern für chemische Reaktionen ist seit langem ein Problem. Bei der praktischen Durchführung vieler technischer chemischer Prozesse überziehen sich die Reaktionsbehälter mit unerwünschten Reaktionsprodukten, die periodisch entfernt werden müssen. Um zu vermeiden, daß das Wartungspersonal die unangenehme und oft gefährliche Aufgabe ausführen muß, den Behälter zu betreten und die Seitenwände und Innenflächen mechanisch abzuwaschen oder abzukratzen, hat man verschiedene Arten von mechanischen Einrichtungen verwendet, um das Reinigen zu bewirken. Diese Einrichtungen umfassen rotierende Sprühköpfe, die in den Behälter eingeführt werden und unter Druck einen Wasserstrom oder ein anderes Lösungsmittel abgeben, um das angesammelte Material zu entfernen. Wenn die Innenfläche gereinigt ist, wird sie oft mit einem Ablösemittel sprühbeschichtet, um den nächsten Reinigungsvorgang zu erleichtern. Diese bekannten Sprüheinrichtungen erfordern im allgemeinen aufwendige und komplizierte mechanische Gestänge zwischen Düsen und Elektromotoren, welche die Sprühdüsen allmählich in den Behälter einführen. Zusätzlich zu diesen elektrischen und mechanischen Geräten benötigt man flexible Leitungen, um das Reinigungsfluid oder Lösungsmittel von einem Speicherbehälter zu der Vorrichtung zu transportieren. Diese Vorrichtung ist kompliziert und platzraubend. Zusätzlich ergeben sich häufig Ausfälle, wodurch beträchtliche Wartungsarbeiten erforderlich v/erden, um sie in Betriebszustand zu halten. Neben diesen, einem solchen komplexen mechanischen Sprühapparat zugeordneten Problemen ergibt sich die Schwierigkeit, daß die Vorrichtung entweder von dem Tank entfernt werden muß, um sie vor Witterungseinflüssen zu schützen,

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wenn die Reaktionsbehälter im Freien angeordnet sind, oder die Reinigungsvorrichtung muß mit einem entsprechenden Schutzgehäuse versehen sein. Wenn die Vorrichtung an in umschlossenen Räumen angeordneten Reaktionsbehältern vorgesehen wird, muß Sorge dafür getragen werden, daß sie von Kranbrücken oder anderen Geräten zum Materialtransport, die in diesem Bereich arbeiten, nicht beschädigt wird.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung für die Sprühreinigung und die Sprühbeschichtung der Innenflächen von Reaktionsbehältern zu schaffen, wobei die Vorrichtung permanent an der Außenfläche des Behälters anbringbar und auf einfache Weise in das Innere des Behälters während des Sprühvorgangs einbringbar und daraus entfernbar ist.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Verfahren und einer Vorrichtung zum Richten eines fluiden Sprühnebels gegen die Innenfläche eines Reaktionsbehälters, ohne daß es erforderlich ist, daß das Arbeitspersonal den Behälter betritt, dadurch gelöst, daß umlaufende Düsen verwendet v/erden, die über eine Leitung mit einer Ringkolbenanordnung verbunden sind, wobei die Düsen in einem Zylindergehäuse sitzen, das außen am Behälter angebracht ist. Eine der Kolbenflächen wird abwechselnd hydraulisch oder pneumatisch mit einer Kraft beaufschlagt. Die Geschwindigkeit und die Richtung der Bewegung des Kolbens und somit der Sprühdüsen wird durch die Abgabe von Fluid aus dem Zylindergehäuse auf der gegenüberliegenden Seite des Kolbens gesteuert. Bei einer Ausführungsform benutzt der Hydraulikdruck, der zum Antrieb des Kolbens verwendet wird, das gleichen Druckfluid, welches für den SprühVorgang benutzt wird.

Erfiridungsgemäß werden die Vorteile erreicht, daß es nicht mehr erforderlich ist, daß Personal das Innere des Behälters betritt, daß die Vorrichtung permanent an der Außenfläche

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des Behälters montiert bleiben, ins Innere des Behälters während des Sprühvorgangs eingeführt und vor der nächsten Benutzung des Behälters zurückgezogen werden kann, leicht gegenüber der Atmosphäre des Reaktionsbehälters isolierbar ist und gegenüber der Umgebung und gegenüber Bauteilen vor Beschädigungen infolge Unachtsamkeit oder Nachlässigkeit des Bedienungspersonals geschützt ist. Weiterhin sind komplizierte mechanische Verbindungen bzw. Gestänge und äußere Quellen für eine direkte mechanische Kraft sowie die Verwendung von flexiblen Schläuchen und Leitungen nicht mehr erforderlich. Es kann ein hydraulischer oder pneumatischer Druck zur Bewegung der Sprüheinrichtung in den Reaktionsbehälter hinein und aus ihm heraus verwendet v/erden. Außerdem kann das gleiche, für das Sprühen verwendete Druckfluid benutzt werden, um die Sprüheinrichtung in den Behälter und aus ihm heraus zu bewegen. Durch das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung ist es möglich, die Arbeitszeit für das Reinigen und/oder das Aussprühen des Behälters wesentlich zu verringern und die Wartungszeit und Wartungskosten zu reduzieren.

Anhand der beiliegenden Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert.

Fig. 1 zeigt im Axialschnitt schematisch eine Anordnung mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Fig. 2 zeigt schematisch in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht die Sprühvorrichtung in der zurückgezogenen Stellung.

Fig. 3 zeigt in einer Ansicht wie Fig. 2 die Sprühvorrichtung in der in den Behälter eingefahrenen Stellung.

Fig. 4 zeigt im Axialschnitt schematisch eine weitere. Aus-Ausführungsform der Vorrichtung.

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Fig. 5 zeigt im Axialschnitt eine erfindungsgemäß verwendete Kolbenanordnung.

Der in Fig. 1 gezeigte Reaktionsbehälter 1 hat mehrere mit Ventilen versehene Leitungen 2a und 2b für das Einbringen von Reaktionsteilnehmern in den Behälter sowie eine Leitung 3 und eine Ventileinrichtung 4 zum Entfernen des Reaktionsproduktes aus dem Behälter. Zusätzlich ist der Behälter mit einer Ablaufleitung 5 und einem Ventil 6 zum Entfernen eines reinigenden Lösungsmittels oder Fluids und Verunreinigungen über einen Abzugskanal oder zu einer Abfallstoffaufbereitungseinrichtung versehen. Der Behälter hat, wie gezeigt, herkömmliche Mischeinrichtungen 7, die gewöhnlich aus einer mittig angeordneten Welle mit Blättern oder aus anderen daran befestigten Rührern bestehen.

Der Reaktionsbehälter 1 ist mit wenigstens einer Zugangsöffnung 1o auf der Oberseite des Behälters versehen. Die Größe und die Gestalt der Zugangsöffnung 1o ist so ausgelegt, daß der Durchgang der Sprühvorrichtung möglich ist. Abhängig von der Größe, der Anzahl und der Gestalt der Mischeinrichtungen 7 kann es erforderlich sein, den Behälter mit mehr als einer Sprühvorrichtung zu versehen. Wenn eine Beschichtung, beispielsweise eines ablösenden bzw. abtrennenden Mittels, nach dem Reinigen des Behälters aufgesprüht werden soll, kann eine ähnliche, jedoch kleinere Vorrichtung über entsprechend bemessenen Zugangsöffnungen installiert werden.

An der Oberseite des Behälters ist ein Ventilhalteflansch 11 permanent festgelegt, der einen Innendurchmesser aufweist, der der Zugangsöffnung 1o entspricht. Die Ausbildung des Ventilhalteflansches 11 ist durch die Neigung oder Krümmung der Oberseite des Reaktionsbehälters, falls eine derartige Neigung oder Krümmung vorhanden ist, so

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festgelegt, daß die Mittelachse des Flansches vertikal ist. Die gesamte ausfahrbare Sp ruh anordnung soll in einer vertikalen Lage angeordnet werden, um eine Belastung der starren Leitungen, Dichtungen, Schweißnähte und Verbindungspunkte der Vorrichtung auszuschließen. Eine derartige Anordnung wird bevorzugt. Es ist jedoch auch möglich, den ausfahrbaren Sprühmechanismus für das Einführen in den Reaktionsbehälter 1 in praktisch jedem Winkel zwischen 9ο und der Horizontalen anzubringen.

Mit herkömmlichen Einrichtungen ist auf der Oberseite des Flansches 11 ein Ventil 12 installiert. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist das Ventil 12 ein Kugelventil, das in seiner Offenstellung einen Durchgan bildet,dessen Durchmesser den Innendurchmesser des Flansches 11 und der daran befestigten Leitungen entspricht. Es ist erforderlich, daß das Ventil 12 in seiner Offenstellung einen direkten Durchgang für die Düsenanordnung aufweist. Deshalb kann auch ein Schieber oder eine andere Art von Ventil verwendet werden, bei welchem die Schließeinrichtung vollständig aus dem Ventilkanal in der Offenstellung des Ventils entfernbar ist.

Das Ventil 12 hat einen Flansch oder eine andere geeignete Halteeinrichtung zum Montieren einer Düsengehäuseleitung 13. Der Innendurchmesser des Düsengehäuseleitung 13 muß für die Aufnahme der rotierenden Düsenanordnung in der zurückgezogenen Stellung ausreichend bemessen sein. Die Düsengehäuseleitung 13 ist mit geeigneten Flanschen für das Befestigen eines starren Stahlzylindergehäuses 14 versehen. Der Zylinder 14 ist mit einer festgelegten unteren Zylinderdichtung 15 in der Nähe seines unteren offenen Endes und angrenzend an die Düsengehäuseleitung 13 versehen.

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Innerhalb des Zylinders 14 ist gleitend verschiebbar eine Ringkolbenanordnung 25 vorgesehen, die eine Oberseite 26 und eine Unterseite 27 aufweist. An dem Kolben 25 ist ein Fluidförderrohr 3o befestigt, das durch den Kolben hindurchgeht und in Verbindung mit dem Innenraum des Zylinders 14 über der oberen Kolbenfläche 26 steht. Das Fluidrohr 3o ist koaxial in dem Zylinder 14 und zu dem Düsengehäuse 13, dem Ventil 12 und dem Flansch 11 über der Zugangsöffnung 1o angeordnet. Wenn sich also der Kolben 25 nach unten bewegt, kann das Rohr 3o direkt und unbehindert in den Reaktionsbehälter durch das offene Ventil 12 eintreten.

Am Ende des Rohres 3o gegenüber dem Kolben 25 sitzt eine Sprühdüseneinrichtung 35. Es kann irgendeine Anzahl herkömmliche Sprühdüsen verwendet werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird eine Sprühdüse der Umlaufbauweise verwendet. Für diesen Zweck ist ganz besonders eine Sprühdüse geeignet, die sich um die mittlere Längsachse des Rohres 3o sowie um eine Achse senkrecht zur Längsachse dreht. Durch geeignete Wahl und Ausrichtung der Düsenöffnungen kann ein im wesentlichen kugelförmiges Sprühbild erreicht werden (Orbi-Jet Rotary Impact Scrubber der Firma Spraying Systems, Inc.). Die biaxiale Rotation einer solchen Sprühdüsenanordnung wird durch den Durchgang des unter Druck stehenden Sprühfluids durch den Körper der Einrichtung und das Austreten aus den Sprühdüsen erzeugt. Es können jedoch auch andere Sprühdüseneinrichtungen verwendet werden (Butterworth Modell, Graham Chemical Co., Ventura, Kalifornien).

An dem Zylindergehäuse 14 sitzt eine obere Zylinderanschlußleitung 16, der eine Steuereinrichtung 17 in Form eines

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Dreiwegeventils zugeordnet ist. Diese obere Zylinderleitung 16 dient der Zuführung und Abgabe von unter Druck stehendem Beschichtungsfluid oder einer Reinigungsmischung, die dazu verwendet wird, die Kolbenanordnung 25 zu bewegen und die Innenseite des Reaktionsbehälters zu reinigen bzw. zu beschichten. Der Eintritt der Leitung 16 muß über dem obersten Totpunkt der Kolbenanordnung 25 in dem Zylindergehäuse 14 liegen.

Zusätzlich ist das Zylindergehäuse 14 mit einer unteren Zylinderanschlußleitung 19 versehen, der eine Steuereinrichtung 2o in Form eines Dreiwegeventils zugeordnet ist. Die untere Leitung 19 sorgt in gleicher Weise für eine Zuführung und Abgabe von Fluid und muß zwischen der unteren Zylinderdichtung 15 und dem unteren Totpunkt des Kolbens beim Abwärtshub angeordnet sein. Die obere und untere Zylinderleitung 16 bzw. 18 sind über geeignete Rohrverbindungen, die nachstehend erläutert werden, mit einer Druckfluidquelle verbunden. Für viele Verwendungszwecke kann das benutzte Druckfluid einfach Wasser mit oder ohne chemischen Zusatzstoffen sein.

Das Zylindergehäuse 14 ist weiterhin mit einer oberen Begrenzungsanzeige und einem Schalter 28 an einer Stelle versehen, die dem obersten Bewegungspunkt bzw. Totpunkt des Kolbens 25 entspricht. Weiterhin ist eine untere Begrenzungsanzeige und ein Schalter 29 an einer Stelle vorgesehen, die dem untersten Bewegungspunkt bzw. Totpunkt der Kolbenanordnung 25 entspricht. Die Höhe des Zylindergehäuses 14, die Länge des Fluidabgaberohres 3o und die Bewegung der Kolbenanordnung 25 sind durch die Tiefe oder Höhe des Reaktionsbehälters und das Ausmaß festgelegt, in welchem die Düseneinrichtung 35 in den Behälter eingeführt werden muß, um ein ausreichendes Aufsprühen auf die Behälterwände oder ein ausreichendes Reinigen der Behälterwände zu erreichen.

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Bei der in den Figuren 2 und 3 gezeigten speziellen Ausführungsform zweigt eine Leitung 21, die Druckfluid von einer außenliegenden Versorgungsquelle zuführt, in Leitungen 21a und 21b auf, die mit den Dreiwegeventilen 17 bzw. 2o verbunden sind. Diese Ventile können Magnetventile sein, die eine Fernbetätigung und -steuerung des Systems ermöglichen, über entsprechende Leitungen ist mit dem Dreiwegeventil 2o weiterhin ein Drosselventil 24 verbunden, dessen Abgabeseite mit einem Ablaufkanal oder einer anderen Rückgewinnungseinrichtung verbunden ist. Die noch verbleibende öffnunge des Dreiwegeventils 17 ist in gleicher Weise als Auslaß zu einem Abgabekanal oder Rückgewinnungssystem vorgesehen.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform, in welcher die Sprühvorrichtung in der zurückgezogenen Stellung gezeigt ist und das Reaktionsprodukt aus dem Behälter 1 abgegeben ist, bilden die nachstehenden Schritte einen vollständigen Aufsprüh- oder Reinigungszyklus:

a) Das kugelige Ventil 12 wird in die Offenstellung bewegt.

b) Das Ventil 17 wird in die Offenstellung bewegt, so daß Druckfluid von der Leitung 21a durch die Leitung 16 in das Zylindergehäuse 14 über der Kolbenanordnung 15 strömen kann.

c) Annähernd gleichzeitig zu dem Schritt b) wird das Dreiwegeventil 2o aus der Schließstellung in eine Stellung gebracht, in der die gesteuerte Abgabe von Fluid aus dem Zylindergehäuse 14 unter der Kolbenanordnung 25 über das Regulator-Drosselventil 24 möglich ist.

d) Weiterhin strömt Druckfluid nach unten durch eie Abgabeleitung 3o zur Aktivierung der Düsen und zur Abgabe durch die Düsen der Sprüheinrichtung 35.

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e) Der Abgabemengenstrom an Fluid durch das Drosselventil 24 wird gesteuert, um die Abstiegsgeschwindigkeit der Kolbenanordnung 25 und somit der Sprüheinrichtung 35 unter dem kombinierten Einfluß der Schwerkraft und des Druckfluids über der Kolbenanordnung 25 festzulegen.

f) Wenn die Kolbenanordnung 25 die untere Begrenzungsanzeige 29 erreicht, wird ein sichtbarer und/oder höhrbarer Alarm gegeben und das Ventil 17 so bewegt, daß der Druckfluidstrom durch die Leitung 16 unterbrochen wird und die Leitung 16 an die Abgabeleitung

■ am Ventil 17 angeschlossen wird.

g) Gleichzeitig mit dem Schritt f) wird das Dreiwegeventil 2o in eine solche Lage gebracht, daß der Fluidstrom von dem Zylindergehäuse 14 über das Drosselventil 24 unterbrochen wird, so daß Druckfluid aus der Leitung 21b über die Leitung 19 in das Zylindergehäuse 14 unter der Kolbenanordnung 25 strömen kann, wobei bei dieser Anordnung die Aufwärtsbewegung des Kolbens erfolgt und dadurch die Sprüheinrichtung 35 aus dem Inneren des Kolbens zurückgezogen wird.

h) Die Aufwärtsbewegung des Kolbens 25 führt dazu, daß Fluid über der Fläche 26 entweder über die Abgabeseite des Ventils 17 oder die Sprüheinrichtung 35 oder über beide Elemente abströmt. Wenn die Kolbenaordnung 25 die obere Begrenzungsanzeige 28 erreicht, wird ein sichtbarer oder hörbarer Alarm gegeben.

i) Die Ventile 17 und 2o v/erden ebenso wie das kugelige Ventil 12 in die Schließstellung bewegt, wodurch die Vorrichtung und die Fluidquellen von dem Reaktionsbehälter getrennt und der Sprühzyklus vollendet werden.

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Während der vorstehend beschriebenen Arbeitsweise der Vorrichtung verhindert die untere Zylinderdichtung 15, daß Druckfluid um das Fluidabgaberohr 3o herum in den Reaktionsbehälter entweicht. Wie anhand der schrittweise aufeinanderfolgenden Arbeitsgänge erläutert wurde, strömt etwas von dem Druckfluid, wenn es in den Oberteil des Zylinders über dem Kolben 25 eingeführt wird, durch das Fluidabgaberohr 3o und wird durch die Düseneinrichtung 35 emittiert, die aktiviert wird, wenn sich ein Fluiddruck über dem Kolben im oberen Abschnitt des Zylinders ausbildet. Der Volumenstrom des zur oberen Zylinderleitung transportierten Druckfluids muß ausreichen, um die Sprühdüseneinrichtung anzutreiben und um einen überschußdruck oder Rückdruck auf die obere Fläche 26 des Kolbens auszuüben. Wenn sich das System an dieser Stelle stabilisieren kann, wird Fluid zu der Sprühdüseneinrichtung 35 für deren Betätigung transportiert. Das Fluid unter dem Kolben ist jedoch im wesentlichen inkompressibel, so daß der Kolben keine Abwärtsbewegung ausführen kann. Wenn das Drosselventil 24 geöffnet wird, kann das Fluid unter dem Kolben durch die untere Zylinderleitung 19 abfließen. Die Abwärtsgeschwindigkeit des Abgaberohrs der Kolbenanordnung und der Düsen kann so mittels des Drosselventils und eines richtig geeichten Strömungsanzeigemeßgerätes 4o gesteuert werden. Wenn sich die Kolbenanordnung 25 nach unten bewegt, bewegt sich die nun aktivierte Düseneinrichtung aus der Düsengehäuseleitung 13 heraus und durch die Bohrung des offenen Ventils 12 in das Innere des Reaktionsbehälters 1. Die gewünschte Bewegungsgeschwindigkeit der Düse wird teilweise durch die Fähigkeit der Sprühdüsen festgelegt, die Innenwände des Reaktionsbehälters zu reinigen. Die Geschwindigkeit muß somit auf der Basis des erfolgreichen Entfernens der Verunreinigungen oder Reaktionsteilnehmer festgelegt werden.

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Aus dem Reaktionsbehälter können das Reinigungsfluid und entfernte Verunreinigungen durch öffnen des Behälterauslaßventils 6 abgezogen werden, wobei dieses Material in den Ablaufkanal oder an eine Rückgewinnungs- oder Behandlungseinrichtung abgegeben wird. Nachdem der Reaktionsbehälter vollständig geleert ist, wird das Ventil 22 geschlossen. Der Reaktor ist nun wieder für das Beschicken mit neuen Reaktionsteilnehmern bereit. Wenn das Ventil 12 einmal geschlossen ist, ist die Sprühdüseneinrichtung 35 gegenüber einer Verunreinigung oder einem Zusetzen durch die in den Behälter eingegebenen Reaktionsteilnehmer sicher geschützt.

Die vorstehende beschriebene Vorrichtung, welche ein einziges Fluid für die hydraulische Betätigung der Vorrichtung benutzt, damit der Kolben nach oben und unten bewegt wird, hat den Vorteil, daß jedes Fluidleck um den Kolben selbst herum oder um die untere Zylinderdichtung keine Verunreinigung für die Reinigungslösung oder umgekehrt darstellt. Das gesamte System arbeitet auf der Basis von Druckdifferenzen, die auf die Elemente der Vorrichtung wirken. Das System vermeidet die Verwendung komplizierter mechanischer oder elektromechanischer Gestänge bzw. Verbindungen .

Wenn die Vorrichtung einmal aus dem Behälter herausgezogen ist und das Ventil 12 geschlossen ist, besteht keine Möglichkeit mehr, unabsichtlich Reinigungsfluid in den Reaktionsbehälter einzubringen, der mit Reaktionsteilnehmern beschickt worden ist.

Bei einer weiteren Ausführungsform, wie sie in Fig. 4 gezeigt ist, ist eine getrennte Leitung für die Abgabe von Hochdruckfluid mit dem Fluidabgaberohr 3o verbunden. Diese Ausführungsform kann vorteilhafterweise dann benutzt werden, wenn der Druck, der an die Sprühdüseneinrichtung 35

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angelegt werden muß, wesentlich über dem Druck liegt, der zwischen den Kolbendichtungen und den Zylinderseitenwänden und der unteren Zylinderdichtung 15 aufrechterhalten werden kann. Bei dieser Ausführungsforirt wird ein Fluid mit relativ niedrigem Druck durch die Leitungen 16 und wie vorstehend beschrieben zugeführt bzw. abgegeben. Das Hochdruckfluid wird durch ein Ventil 61 in das Abgaberohr 31 geführt, welches durch eine öffnung in der Zylinderoberseite 2o geht und koaxial zu dem Fluidabgaberohr 3o ist. Die Leitung 31 ist in einer festgelegten Stellung bezüglich des Zylindergehäuses 14 und der Oberseite 2o angeschweißt oder auf andere Weise befestigt. Zwischen den koaxialen Rohren 3o und 31 ist eine Ringdichtung 6o eingesetzt, um zu gewährleisten, daß das durch das Rohr 31 eintretende Druckfluid nur durch die Sprühdüseneinrichtung abgegeben wird. Das Hochdruck-Fluidabgaberohr 31 erstreckt sich in die Leitung 3o und endet in der Nähe der Befestigungsstelle der Düseneinrichtung 35. Die Länge des Hochdruck-Abgaberohres 31 ist so bemessen, daß es nicht vollständig aus der Leitung 3o und der Dichtung 6o während des Abwärtshubs der Kolbenanordnung 25 herausgezogen werden kann.

Die in Fig. 4 gezeigte Ausführungsform arbeitet mit den gleichen Arbeitsschritten wie sie anhand der Figuren 2 und 3 beschrieben wurden, wobei der Schritt hinzukommt, daß das Ventil 61 geöffnet wird, wenn die Düseneinrichtung in den Behälter eingeführt wird. Die Kolbenanordnung 25, die Leitung 3o und die Sprühdüseneinrichtung 35 bewegen sich in den Behälter nach unten, während die Ringdichtung 5o das Entweichen von Sprühfluid in das Zylindergehäuse über der Kolbenfläche 26 verhindert.

Bei einer weiteren Ausführungsform, die sich aus Fig. 4 herleiten läßt, bildet ein Druckgas oder eine pneumatische Kraft die Einrichtung zum Antreiben der Kolbenanordnung

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und der davon abhängigen Bauteile. Während des Betriebs der Sprühvorrichtung wird eine pneumatische Kraft verwendet, die im wesentlichen der vorstehend beschriebenen entspricht, wobei die spezifischen Ventile, Leitungen und Paßstücke derart ausgelegt sind, daß sie für die Aufnahme der Druckgase geeignet sind. Die Verwendung eines nicht giftigen Gases hat den Vorteil, daß eine Abgabe in die Atmosphäre erfolgen kann.

Die Verwendung einer getrennten Leitung 31 zum Zuführen des zu versprühenden Fluids hat einen speziellen Vorteil, wenn das versprühte Fluid bei einem hohen Druck abgegeben werden muß oder wenn es eine besondere Zusammensetzung hat, die kostspielig ist oder bei welcher es aus anderen Gründen unpraktisch ist, es in ausreichenden Mengen zu verwenden, damit es als Hydraulikfluid für die Bewegung der Kolbenanordnung dient, oder wenn man eine pneumatische Kraft für die Bewegung des Kolbens verwenden will. Bei bestimmten Anwendungszwecken bildet der Einsatz einer pneumatischen Kraft die Einrichtung zur Vermeidung einer möglichen Verunreinigung des durch die Leitung 31 zum Aufsprühen eingeführten Fluids, wenn d&n Kolben treibendes Fluid durch die Dichtungen 15 und 6o leckt. Eine solche Verunreinigung durch kleine Wassermengen ist besonders nachteilig für verschiedene Arten von Flüssigkeiten, die auf die reinen Innenwände eines Reaktionsbehälters für PVC gesprüht werden und als Ablösemittel dienen, um ein späteres Entfernen von verkrusteten Reaktionsteilnehmern zu unterstützen. Die Verwendung eines inerten oder in anderer Weise nicht reagierenden komprimierten Gases, beispielsweise Stickstoff, zur Erzeugung der pneumatischen Kraft, beeinflußt ein Lecken durch die Dichtungen 15 und 6o das aufgesprühte Fluid nicht nachteilig. Die Möglichkeit der Abgabe des Gases in die Atmosphäre beseitigt die Notwendigkeit für einen bestimmten Teil der Leitungen, Ventile und zugeordneter Paßstücke, wenn das Kolbentreibfluid eine Flüssigkeit ist.

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Um die erforderliche Wartung oder Reparatur oder das Entfernen der Vorrichtung von dem Reaktionsbehälter zu vermeiden, kann die Düsengehäuseleitung 13 vorteilhafterweise mit einer geeigneten schnell lösbaren Kupplung als Einrichtung zum Befestigen des Ventils 12 versehen sein.

Zusätzlich kann die untere Zylinderdichtung 15 als getrennter Gegenstand zum Einführen zwischen der Basis des Zylinders 14 und der Düsengehäuseleitung 13 hergestellt werden. Als untere Zylinderdichtung 15 kann vorteilhafterweise eine Stopfbüchsendichtung in Form einer V-förmigen Teflondichtung oder einen Einschluß-Kautschukstreifen geeigneter Abmessung verwendet werden.

Wie aus Fig. 5 zu ersehen ist, kann die Kolbenanordnung 25 aus herkömmlichen Bauteilen hergestellt werden, beispielsweise aus gegossenem becherförmigen Gummi oder synthetischen Kautschukteilen (Lubri-cup, Darcova), um eine Dichtung zwischen der Kolbenanordnung und den Zylindergehäusewänden zu erreichen. Die Kolbenanordnung hat weiterhin ein ringförmiges Eisenelement 65,um die magnetischen Begrenzungsschalter 28 und 29 zu betätigen, wenn die Anordnung aus rostfreiem Stahl besteht. Wenn die Vorrichtung entsprechend den Figuren 1, 2 und 3 gebaut ist, kann die Kolbenanordnung von Fig. 5 so modifiziert werden, daß das Rohr 31 fehlt und daß das Ende der Leitung 3o zu der oberen Kolbenfläche 26 bündig ist oder darunter liegt und die einzigen erforderlichen Dichtungen die Dichtungen am Umfang des Kolbens 25 in Gleitkontakt mit den Innenwänden des Zylindergehäuses 14 sind.

Die wesentlichen Metallteile der Anordnung, nämlich das Zylindergehäuse 14, die Kolbenanordnung 25 und die Fluidabgaberohre 3o und 31, sind vorzugsweise aus rostfreiem Stahl hergestellt, um ein Rosten, Lochfraß und Korrosion der Innenflächen der Vorrichtung zu vermeiden,

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die in Kontakt mit dem Reinigungs-Lösungsmittel oder der Reinigungslösung kommen. Zusätzlich sind die Außenfläche des Fluidabgaberohres 3o und bei der Ausführungsform von Fig. 4 das Rohr 31 poliert, um eine glattere Gleitfläche zu erhalten und um eine bessere Abdichtung zu gewährleisten. In gleicher Weise ist die Innenfläche des Zylindergehäuses geläppt bzw. gehont, um die Wirkung der Dichtungen mit der Kolbenanordnung 25 zu verbessern.

Unter weiterer Bezugnahme auf die Figuren 1 und 4 wird im folgenden eine weitere Modifizierung der vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen erläutert. Die Modifizierung umfaßt einen Speicherbehälter 23 und ein wahlweises Rezyklisierungssystem. Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, wird Fluid aus dem Speicher 23 mit dem gewünschten Druck von der Pumpe 7o durch Leitungen und ein Speicherabgabeventil 71 zur Leitung 21 transportiert, wobei ein Ventil 52 vorher geschlossen ist, um den Eintritt anderer Druckfluide in das System zu verhindern. Das System arbeitet wie oben beschrieben mit dem zusätzlichen Vorteil, daß Fluid vom Boden des Reaktionsbehälters 1 über die Leitung 5 und das Ventil 6 wiedergewonnen und zum Speicherbehalter über eine Leitung 72 und entsprechende Zwischenleitungseinrichtungen zurückgeführt werden kann. Wie aus Fig. 4 zu ersehen ist, kann Fluid mit hohem Druck aus dem Speicherbehälter 23 durch eine geeignete Leitung zum Ventil 61 und durch dieses Ventil hindurch in das Fluidzuführungsrohr 31 gepumpt werden, so daß die Vorrichtung wie vorstehend beschrieben arbeitet. In Verbindung mit der vorstehenden, sich auf Fig. 1 beziehenden Erläuterung kann ein vergleichbares Rückgewinnungssystem auf einfache Weise benutzt werden.

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Das gesamte System kann automatisch durch herkömmliche elektronische Einrichtungen und elektromechanische Ventilbetätigungs- und Steuereinrichtungen gesteuert werden. So können beispielsweise der obere und der untere Begrenzungsschalteranzeiger 28 und 29 magnetisch sein, die über geeignete Schaltungen mit elektromechanischen Ventilöffnungseinrichtungen verbunden sind, die an den Fluidleitungen 16 und 19 befestigt sind. Wenn dann die Kolbenanordnung 25 sich dem oberen Begrenzungsanzeigeschalter 28 nähert, wird ein elektronisches Signal erzeugt, welches Einrichtungen aktiviert, um das untere Zylinderleitungsventil 2o zu schließen, wodurch der Druckfluidstrom in den Zylinder unterbrochen wird. Wenn die Sprühvorrichtung aktiviert v/erden soll, wird ein elektronisches Signal an die elektromechanische Einrichtung zum Öffnen des Ventils 12 übermittelt, wobei sich gleichzeitig das Drosselventil 24 zu einer vorgegebenen Einstellung öffnet und die elektromechanische Einrichtung am oberen Zylin-erleitungsventil 17 aktiviert wird, so daß Druckfluid in die obere Zylinderkammer eintreten kann. Wenn der Kolben den unteren Begrenzungsanzeigeschalter 29 erreicht, aktiviert seine Annäherung ein elektrisches Signal, welches über eine herkömmliche Schaltung übermittelt wird und Einrichtungen aktiviert, welche das Ventil 17 schließen und danach das Ventil 2o öffnen und das Drosselventil 24 schließen, wodurch der Kolben 25 angehoben und die Düseneinrichtung zurückgezogen wird. Weiterhin können Einrichtungen zum öffnen und Schließen des kugeligen Ventils 12 auf ein Signal hin vorgesehen werden. Da alle Ventile und Steuerungen leicht so programmiert werden können, daß sie einem vorher festgelegten zeitlich abgestimmten zyklus entsprechen, ist es möglich, den Reinigungs- und/oder Aufsprühvorgang vollständig zu automatisieren.

Wenn Wasser zur Verfügung steht, kann dieses Fluid abgeführt oder in einen Abwasserkanal gespült werden. Wenn ein chemisches Reinigungsfluid oder -lösungsmittel oder andere

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chemische Zusatzstoffe zusammen mit dem Sprühfluid benutzt werden, ist es zweckmäßig, dieses Fluid in einem Speicher zurückzugewinnen. Zusätzlich zum Speichern des Fluids für die erneute Benutzung kann der Speicherbehälter auch als Absetztank zum Entfernen von schweren massiven Verunreinigungen oder Reaktionsteilnehmern dienen, die von den Reaktorseitenwänden entfernt worden sind und die periodisch aus dem Speicherbehälter beseitigt werden können. Zusätzlich kann der Speicherbehälter selbst als Speicher und Druckkessel für das Hochdruckfluid dienen, das entsprechend der weiteren Ausführungsform gemäß Fig. abzugeben ist.

Es hat sich gezeigt, daß eine Sprühreinigung mit umlaufenden, sich drehenden Sprühdüsen unter Verwendung von Wasser erreicht werden kann, das mit einem

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Druck von 8,8 kp/cm (125 psi) zugeführt wird. Bei anderen

2 Anwendungen kann Wasser mit einem Druck von bis zu 35o kp/cm (5ooo psi) der speziell ausgebildeten umlaufenden, sich drehenden Sprühdüse (Butterworth-Düse) zugeführt werden, die zum Entfernen von Schwerpolymerisatanreicherungen oder -belag in einem PVC-Reaktor verwendbar ist. Die richtige Wahl der Sprühdüseneinrichtung ermöglicht das Aufbringen von Flüssigkeitsbeschichtungen, wie Ablösebeschichtungen,

2 bei Arbeitsdrucken von 3 bis 6 kp/cm (4o bis 6o psi).

Obwohl im vorstehenden nur die Sprühreinigung und die Aufsprühbeschichtung von ortsfesten Reaktionsbehältern für chemische Prozesse beschrieben wurden, können das Verfahren und die Vorrichtung auch leicht in solchen Fällen verwendet werden, in welchen die Innenflächen von relativ großen Transport- und/oder Speicherbehältern gereinigt werden sollen. So eignen sich die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen vorteilhaft für das Reinigen von Räumen und Innenkammern von Schiffen und insbesondere von Tankschiffen,

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die von Rohölresten befreit werden sollen, damit andere Frachten, wie Trockenfrächten oder Milch, aufgenommen werden können. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann für die zeitweise Installierung im Dock verbleiben und bei Schiffen eingesetzt v/erden, die ihre Ladung gelöscht haben. Unter solchen Umständen werden flexible Leitungen, Schläuche und dergleichen mit den Leitungen 21 und 31 verbunden, um das schnelle Installieren und Entfernen der Vorrichtung über geeignete Paßstücke am Deck des Schiffes zu ermöglichen.

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Claims (7)

Ansprüche

1. Verfahren zum Aufsprühen eines Fluids auf die Innenfläche eines Behälters von einer äußeren Druckfluidquelle mittels einer, insbesondere rotierenden, Düseneinrichtung, dadurch gekennzeichnet , daß außerhalb des Behälters das Fluid unter Druck einer Kammer und über diese der Düseneinrichtung zugeführt wird und zugleich die mit einem eine Kammerwand bildenden Kolben verbundene Düseneinrichtung in die Richtung des Innenraums des Behälters bewegt wird, wobei der der Düseneinrichtung zugeführte Mengenstrom und die Vorschubbewegung der Düseneinrichtung durch Steuerung eines Fluidabflusses an der Kolbenrückseite eingestellt werden.

2. Vorrichtung zum Ausrichten eines Fluidsprühnebels auf die Innenwände eines Behälters aus einer Düseneinrichtung, die insbesondere drehbar ist, gekennzeichnet durch

a) ein Zylindergehäuse (14) , das außerhalb des Behälters (1) sitzt,

b) eine in dem Zylindergehäuse (14) gleitend ver-

schiebbare Kolbenanordnung (25),

c) eine Fluidleitung (30), die an der Kolbenanordnung (25) angebracht ist und durch sie hindurchgeht und in Verbindung mit dem Innenraum des Zylindergehäuses (14) über der Kolbenanordnung (25) steht,

d) Anordnung der, insbesondere rotierenden, Düseneinrichtung (35) an dem der Kolbenanordnung (25) gegenüberliegenden Ende der Fluidleitung (30),

e) eine untere Ringdichtungseinrichtung (15) am Zy-

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lindergehäuse (14) , die in dem Zylindergehäuse (14) über der Düseneinrichtung (35) festgelegt ist,

f) eine obere Zylinderzuleitung (16) zum Zuführen eines Druckfluids in das Zylindergehäuse (14) über der Kolbenanordnung (25),

g) eine Einrichtung (20,24) für die steuerbare Abgabe eines Fluids aus dem Zylindergehäuse (14) unter der Kolbenanordnung (25) und über der unteren Zylindergehäusedichtung (15) ,

h) eine untere Zylinderzuleitung (19) zum Zuführen eines Druckfluids in das Zylindergehäuse (14) über der unteren Zylindergehäusedichtung (15) und unter der Kolbenanordnung (25),

i) eine Einrichtung (17) zum Abgeben des Fluids aus dem Zylindergehäuse (14) über der Kolbenanordnung (25) und

j) eine Druckfluidquelle und zugeordnete Leitungs-(21a, 21b) und Ventileinrichtungen (5o, 52), um abwechselnd Druckfluid zur oberen und unteren Zylinderleitungseinrichtung (16, 19) zu fördern.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Ventileinrichtungen (12), die zwischen dem Behälter

(1) und dem Zylindergehäuse (14) angeordnet sind und in der Offenstellung den Durchgang der rotierenden Düsen einrichtung ermöglicht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch signalerzeugende obere und untere Begrenzungsanzeigeednrichtungen (28, 29), die außerhalb des Zylindergehäuses (14) sitzen und die oberste und die unterste Stellung des Weges der Kolbenanordnung (25) festlegen.

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5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, gekennzeichnet durch Einrichtungen, die auf die von der oberen und unteren Begrenzungsanzeige (28, 29) erzeugten Signale zum Steuern der Zuführung und Abführung von Fluid von dem Zylindergehäuse (14) über und unter der Kolbenanordnung (25) ansprechen.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, gekennzeichnet durch ein Fluidabgaberohr (31), das an dem dem Behälter (1) gegenüberliegenden Ende .des Zylindergehäuses (14) angebracht ist und durch dieses Ende hindurchgeht, wobei ein Ende des Fluidabgaberohres (31) mit einer äußeren Druckfluidquelle für die Förderung zu der Sprühdüseneinrichtung (35) verbunden ist, koaxial in die Fluidleitung (3o) geht und mit dem offenen Ende in der Kolbenanordnung (25) sitzt, während das andere Ende an einer Stelle unter der untersten Stellung der Bahn der Kolbenanordnung (25) endet, und durch eine Ringdichtungseinrichtung (Go), die an der Kolbenanordnung (25) für eine gleitend verschiebbare Aufnahme des Fluidabgaberohrs (31) befestigt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das in das Zylindergehäuse (14) eingeführt Druckfluid ein Gas ist.

δ. Vorrichtung nach Anspruch 7 , dadurch gekennzeichnet, daß das in das Zylindergehäuse (14) eingeführte Fluid nicht das gleiche Fluid ist, welches zu der Sprühdüseneinrichtung (35) befördert wird.

. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, gekennzeichnet durch einen Speicher (23) und zugeordnete Ventil-, Pump- und Leitungseinrichtungen (71, 7o, 72) zum Abgeben eines Druckfluids zur oberen und unteren Leitungseinrichtung (16, 19) des Zylindergehäuses (14) und zum Sammeln von abgegebenem Fluid für die Rückführung zum Speicher (23) .

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. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, gekennzeichnet durch Zeitgebereinrichtungen zum Erzeugen einer vorher festgelegten Folge einer Reihe elektrischer Signale, durch Leitungseinrichtungen, die mit den Zeitgebereinrichtungen für die Übermittlung der Signale verbunden sind, und durch Steuereinrichtungen, die mit den Leitungseinrichtungen verbunden sind and auf die Signale zum Steuern der Zuführung und Abführung von Fluiden aus dem Zylindergehäuse (14) ansprechen.

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