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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausschneiden
von Löchern
in Behälterwänden, wie
Tanks, Zisternen, Vorratsbehälter,
Rohrleitungen, Fahrzeuge, Boote, Produktionsanlagen oder dergleichen,
die entflammbare, explosive oder andere gefährliche Gase oder Flüssigkeiten
enthalten.
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Stand der
Technik
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In
Verbindung mit Unfällen,
wobei zum Beispiel Tankwagen, Gasbehälter, Zisternen, Rohrleitungen,
Produktionsanlagen und dergleichen involviert sind, ist es häufig notwendig
deren Inhalte auszupumpen bevor übliche
Sicherheitsmaßnahmen
eingeleitet werden können.
Die mit der Absaugung der entflammbaren, explosiven oder anderen
gefährlichen
und risikoreichen Gasen und Flüssigkeiten
verbundene Arbeit bildet ein erhebliches Risiko sowohl für an der
Rettungsarbeit aktiv teilnehmende Personen, als auch für in der
unmittelbaren Umgebung anwesende Personen.
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Rettungsverfahren
gemäß des Standes
der Technik umfassen deshalb häufig
die Personenräumung
aus der unmittelbaren Umgebung, was eine ziemlich teures Verfahren
sein kann, falls sich der Unfall zum Beispiel in einem dicht bevölkerten
Gebiet ereignet.
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Gemäß Verfahren
des Standes der Technik zum Auspumpen von Gasen und Flüssigkeiten
aus Containern, von welchen die Armaturen unbrauchbar geworden sind
oder aus einem anderen Grund nicht verwendet werden können, wird
eine Muffe auf die Containerwand geschweißt, wie um fest daran gesichert
zu werden. Eine Armatur wird dann auf der Muffe montiert und ein
Durchlass wird durch die Armatur und die Containerwand mit der Hilfe
eines speziellen Bohrgerätes
gebohrt. Der Grund für
das Anfügen
der Muffe mittels Schweißen,
ist um sicherzustellen, dass es den in dem Bohrverfahren eingesetzten
Kräften standhalten
kann. Die Muffe, die Armatur und die das Bohrgerät umgebende Abdeckung sind
normalerweise mit Stickstoff gefüllt,
um das Risiko von Entzündung
durch die in dem Bohrverfahren erzeugte Hitze zu reduzieren. Schläuche werden
mit der Armatur verbunden, die die Inhalte veranlassen automatisch oder
durch Ansaugen in einen frischen Container zu fließen, alternativ
zu einer Fackel zum Abfackeln. Heutzutage werden sowohl der Schweißschritt
wie auch der nachfolgende Bohrschritt zumindest teilweise manuell
durchgeführt,
welches häufig
eine Gefahr für
die Leben der involvierten Personen darstellt, besonders wenn die
Behälter
explosive, giftige oder entflammbare Stoffe enthalten und beide
Schritte unter Hitzeauslösebedingungen
ausgeführt
werden.
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Natürlich ist
es ein ernstes Problem, dass etliche Schritte der Abförderungsarbeiten
gemäß der Technologie
des Standes der Technik in einer Art durchgeführt werden müssen, die
die Leben der Arbeiter gefährdet
und deshalb auch ein erhebliches Risiko darstellt, die Umgebung
Gefahren auszusetzen. Folglich gibt es einen erheblichen Bedarf
für ein
Verfahren, dass gefährliche
Stoffe enthaltenden Containern bzw. Behältern erlaubt, in einer weniger
riskanten Art entleert zu werden, insbesondere in Verbindung mit
durch Unfälle
oder dergleichen veranlasste Räumarbeiten.
Da gefährliche
Güter auch
durch dicht bevölkerte
Gebiete transportiert werden, gibt es gleichermaßen eine Notwendigkeit, so
weit wie möglich
Situationen zu vermeiden, die dazu führen können, dass eine große Zahl
von Individuen aus der unmittelbaren Umgebung evakuiert werden müssen. Diese
Art von Arbeitsabläufen
verzögert
die Rettungsarbeit gehörig
und ist sowohl teuer als auch schwierig.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Das
Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist deshalb eine Lösung zum
Absaugen von Gasen oder Flüssigkeiten,
insbesondere gefährliche
oder explosive Gase oder Flüssigkeiten,
zur Verfügung
zu stellen, die sicherer ist als Lösungen des Standes der Technik.
Dieses Ziel ist gemäß der Erfindung
mittels eines Verfahrens und einer Vorrichtung zum Ausschneiden
von Löchern
in Konstruktionen der in der Einleitung dargestellten Art erreicht.
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In
Bezug auf das Verfahren ist dieses Hauptziel durch ein unter Druck
stehendes Schneidemedium erreicht, welches während der Schneidetätigkeit in
die Konstruktion gespritzt wird, wobei es sich um eine Form von
Kaltschneidestrahl handelt, der aus einer in einer Abdeckung eingekapselten
Düse ausströmt, die
in abgeschlossener Abgrenzung gegen die Containerwand gesetzt ist,
von welchem Container die Inhalte darin über einen sicheren Auslass
abfließen.
Das Verfahren ermöglicht
eine abgeschlossene Anwendung durchzuführen ebenso wie die Lochschneideschritte
während
Verwendung von Verfahren, die kein Risiko von Erzeugung von Funken und
anderer unkontrollierbarer Entwicklung von Hitze einschließen.
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Die
Lochschneidevorrichtung besitzt die kennzeichnenden Merkmale, die
aus dem angehängten
Anspruch 1 sichtbar werden. Bevorzugte Ausführungsformen der Lochschneidevorrichtung
sind in den abhängigen
Ansprüchen
definiert.
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So
betrifft die Erfindung auch eine Vorrichtung zum Ausschneiden von
Löchern
in eine Wand eines Containers, wie z.B. eine Wand eines Tanks, einer
Zisterne, eines Vorratsbehälters,
einer Rohrleitung, eines Fahrzeuges, eines Schiffes, einer Produktionsanlage
oder dergleichen, die entflammbare, explosive oder andere gefährliche
Gase und Flüssigkeiten
enthalten, wobei die Vorrichtung Mittel zum unter Druck setzen eines
Schneidemediums und Ausstoßen
des Mediums über
eine Düse
umfasst, wobei zumindest die Düse
in einer einschließenden
Abdeckung angeordnet ist, die einen Sicherheitsauslass zur Abförderung
der Containerinhalte umfasst und Mittel zur abgeschlossenen Abgrenzung
gegen die Containerwand besitzt, die den Bereich betreffen, in welchem
das Lochschneiden durchzuführen
ist, die Düse
angeordnet ist, um gegen die Containerwand ins so einer Weise gerichtet
zu werden, dass in Verwendung das Schneidemedium in der Form eines Strahles
ausgestoßen
wird, der gegen die Containerwand mit ausreichender Kraft, um durch
die Wand zu schneiden, stößt.
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Da
eine Abdeckung um das Lochschneidegerät in abgeschlossener Abgrenzung
gegen die Containerwand angeordnet ist, ist ein eingekapselter Raum
erzeugt, in welchem das Lochschneideverfahren unter sicheren und
kontrollierbaren Bedingungen durchgeführt werden kann. Die gegen
die Containerwand angrenzenden Teile sind mit Dichtungen ausgestattet.
Die Dichtungen sind aus einem porösen oder einem nachgiebigen
Material, wie Gummi, hergestellt. Die Vorrichtung ist an die Containerwand
unter Verwendung solcher Mittel wie Umreifung, Ketten, Seilen oder
Klebstoff angefügt.
Ein anderes Verfahren ist Unterdruck zu verwenden.
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Ein
anderer Vorteil der Erfindung ist, dass es Probedruckbeaufschlagung
vor dem Lochausschneiden und der anschließenden Absaugung erlaubt, um zu überprüfen, ob
diese Arbeiten auf eine sichere Weise durchgeführt und folglich die Risiken
verringert werden können.
Abhängig
von den Probedruckbeaufschlagungsergebnissen und anderen mit dem
Unfall verbundenen Umständen
müssen
die Dichtungsmaßnahmen
außerdem
verbessert werden, bevor das Loch ausgeschnitten wird. Die Verbesserung kann
zum Beispiel einbeziehen die äußersten
Mittel zur dichteren Angrenzung leistungsstärker zu machen oder Silikon
zwischen den Dichtungen anzubringen.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung ist die Lochschneidevorrichtung mit einem Arm ausgebildet,
welcher die Düse
zur Rotationsbewegung über
einen Schacht trägt.
Infolge der rotierenden Düse
werden ringförmige
Löcher
gebildet, wobei es meist sogar Verteilung der möglichen Spannung in der Containerwand
in dem das Loch umgebenden Bereich zur Folge hat.
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In
einer Ausführungsform
der Erfindung ist der Düsen
tragende Arm mit einem internen Kanal zur Lieferung des Schneidemediums
ausgebildet, wobei der Arm mit im Wesentlichen rechtwinkligen Bögen ausgelegt
ist. Der Grund dafür
ist, dass das unter Druck stehende Medium ein Schleifmittel beinhaltet
oder mit einem vermischt ist, um die Schneidefähigkeit der Düse zu erhöhen. Zusätzlich erhöht das Schleifmittel
erheblich die Reibung auf der Düse
und auf anderem Teil des Systems. Um die Abnutzung auf den Kanalwänden zu
reduzieren, ist den Bögen gemäß einer
Ausführungsform
eine im Wesentlichen rechtwinklige Anordnung gegeben. Etwas von
dem Schleifmittel wird sich dann als ein schützendes Bett zwischen der Kanalwand
und dem unter Druck stehenden Schneidemedium absetzen und auf diese Weise
die abschleifenden Auswirkungen auf die interne Oberfläche der
Kanalwand reduzieren.
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Um
eine Schneidewirkung nach den vorstehend aufgezählten Zielen zu erreichen,
die für
den beabsichtigten Zweck relevant sind, sollte das Schneidemedium
einen Druck von 100–600
Bar besitzen, wenn es die Düse
verlässt.
Die Ausströmgeschwindigkeit
des Schneidemediums durch die Düse sollte
ungefähr
10–50
l/min betragen.
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Ein
zusätzlicher
durch die Erfindung gewonnener Vorteil ist, dass die meisten in
der Technologie des Standes der Technik vorkommenden gefährlichen
Schritte entweder beseitigt sind oder durch Personalarbeit in einem
sicheren Abstand von dem kritischen Bereich durchgeführt werden
können.
Sobald die Vorrichtung in Angrenzung gegen eine Containerwand angebracht
ist, kann sie von einer Steuerungszentrale ferngesteuert werden,
die sich in einem geeigneten Abstand von dem Lochschneidebereich
befindet. Der Strahldruck und die Geschwindigkeit des Stromes durch
die Düse,
kann von der Betriebszentrale gemäß einer Ausführungsform
gesteuert werden. Auch die Rotationsbewegung der Düse über die Containerwand,
wie auch die Lieferung von einer richtigen Menge von Schleifmittel
sind ferngesteuert. Auf diese Weise muss kein Mensch in der Umgebung während der
bloßen
Lochschneidearbeit Gefahr ausgesetzt werden.
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Die
einzelne Situation und andere herrschende Umstände während ein Container von irgendeiner
Art geleert werden muss, werden offensichtlich das gegenwärtige Verfahren
beeinflussen und die Erfindung bietet weitere bedarfsgemäß eingebaute
Möglichkeiten.
Da die Absaugung häufig notwendig
sein wird, wann immer unter Druck stehende, hoch entflammbare oder
brennbare Substanzen involviert sind, ist ein besonders vorteilhaftes Merkmal
der Vorrichtung zum Beispiel, dass sie Mittel umfassen kann, um
Probedruckbeaufschlagung vor der Einleitung des Verfahrens selbst
zu erlauben. Diese Probedruckbeaufschlagung kann auch gesteuert
werden und die Ergebnisse können
von einer außerhalb
des gefährlichen
Bereiches gelegenen Steuerstation gelesen werden.
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In
Bezug auf den vorstehend beschriebenen Fall ist der Sicherheitsauslass
der Abdeckung vorzugsweise mit einer Verschlussvorrichtung ausgestattet,
wie ein Ventil irgendeiner Art, dass zum Kontrollieren beansprucht
werden kann. Auch diese Verschlussvorrichtung ist vorzugsweise mittels
Fernsteuerung irgendeiner Art einstellbar.
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Sollte
ein Container, der ein giftiges Medium enthält, ohne irgendeine Auslaufgefahr
ausgepumpt werden müssen
und das Medium über
einige Entfernung transportiert werden müssen, ist es möglich zum
Beispiel eine Lochschneidevorrichtung einzusetzen, die nicht mit
einer steuerbaren Verschlussvorrichtung in dem Bereich des Sicherheitsauslasses ausgestattet
ist, da in so einem Fall Drucksteuerung von weniger Bedeutung ist.
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Das
Schneidemedium und das Scheuermittel werden unter Berücksichtigung
der Inhalte des Containers und deren Reaktionstendenz zu verschiedenen
Substanzen gewählt.
Allgemein verwendete Scheuermittel, die in Verbindung mit der vorliegenden
Erfindung eingesetzt werden können,
sind zum Beispiel Eisenoxid, Aluminiumoxid, Quarzsand, Granatmineralien
und ähnliche
Mineralien. In Bezug auf gefährliche
Stoffe schreiben amtliche Regeln und Verordnungen vor, welche Substanzen
kombiniert werden können.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die
Erfindung wird außerdem
im Folgenden mittels einer Ausführungsform
und mit Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
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1 ist
eine schematische Ansicht von einer Anordnung von Mitteln zum Löcherschneiden
in einen Tank mit einer Ansicht, um seine Inhalte abzusaugen.
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2 ist
ein Grundsatzbild, das die Art zeigt in welcher die Lochschneidevorrichtung
gegen die Containerwand angebracht ist.
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3 ist
eine vergrößerte Ansicht
eines Teils von 2.
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Detaillierte Beschreibung
einer bevorzugten Ausführungsform
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1 veranschaulicht
schematisch eine Anordnung von Mitteln zur Absaugung von Inhalten
eines Tankes 20. Ein Tankwagen 22, der eine Steuerzentrale 25 zum
Steuern einer Lochschneidevorrichtung 1 umfasst, ist an
einem von dem beteiligten Tank 20 im Abstand angeordneten
Punkt positioniert. Die Steuerung der Lochschneidevorrichtung 1 kann durch
Transfer von Signalen zwischen der Steuerungszentrale 25 und
der Lochschneidevorrichtung 1 drahtlos oder über ein
Kabel 14 bewirkt werden.
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Gemäß der gezeigten
uns hierin beschriebenen bevorzugten Ausführungsform ist die Druckquelle
vorzugsweise eine motorbetriebene Hochdruckpumpe 24. Der
Motor kann ein hydraulischer Motor sein, welcher wiederum durch
eine Pumpe oder ein Antriebssystem, nicht gezeigt, wie ein Verbrennungsmotor
angetrieben wird. Sowohl der Motor als auch die Hochdruckpumpe 24 sind
mehr oder weniger konventioneller Bauart und sind in dem in der
Zeichnung gezeigten Tankwagen 22 installiert. Die Leistung
der Hochdruckpumpe 24 ist, wie um es zu ermöglichen
das unter Druck stehende Medium in einem Druck in dem Bereich von
100–300
Bar auszustoßen,
vorzugsweise über
200 Bar und einer Durchflussgeschwindigkeit in dem Bereich von 10–50 l/min, vorzugsweise über 40 l/min.
In einigen Anwendungen kann der Druck des Schneidemediums, wenn
es die Düse
verlässt,
so hoch bis zu 600 Bar sein, was zeigt, dass andere Ausführungsformen
nicht auf das Druckintervall von 100–300 Bar eingeschränkt sind. Auch
die Durchflussgeschwindigkeit kann, abhängig von dem Anwendungsbereich,
den vorstehend definierten Wert übersteigen
und kann bis zu mehr als 100 l/min betragen.
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Normalerweise
ist das Schneidemedium 19 gewöhnliches Wasser, zu welchem
vorzugsweise eine oder mehrere flüssige und/oder partikuläre Zusätze zugefügt sind,
um die Lochschneidefähigkeit zu
erhöhen.
Ein Zusatz dieser Art ist ein Schleifmittel, wie ein Strahlmittel,
dass Partikel von Eisen, Sand oder anderen abschleifenden Substanzen
beinhaltet, die die Schneidegeschwindigkeit durch die Containerwand
erhöhen.
Zum Löcherschneiden
in einen aus rostfreiem Stahlaluminiumoxid hergestellten Container
wird zweckmäßigerweise
das Schleifmittel verwendet. Abhängig
von den aus dem Container abzusaugenden Inhalten, ist Wasser manchmal
ein ungeeignetes Schneidemedium 19 und in solchen Fällen kann
es zum Beispiel Öl
ersetzt werden.
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Die
vorstehend beschriebene Vorrichtung umfasst auch einen Behälter 26,
der das beschriebene Schleifmittel beinhaltet, das zu dem Schneidemedium
hinzugefügt
wird. Außerdem
zeigt 1 eine Erweiterungsvorrichtung 23, in
welcher verbleibende Gase verbrannt werden können nachdem sie durch einen
Absaugschlauch 16 aus dem Tank 20, der ausgepumpt
wird, gespeist wurde. In vielen Fällen können Teile der Inhalte verwertet
werden und die erfinderische Idee umfasst auch die Möglichkeit
vom Befördern
der Containerinhalte durch einen anderen Absaugschlauch 17 zu
einem anderen Container, wie in 1 durch
den Tank vom Tankwagen 22 veranschaulicht.
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2 zeigt
den Tank 20 zusammen mit der Lochschneidevorrichtung 1 in
ihrer Position auf der Containerwand 21 montiert. Kurz
gefasst kann es als eine Vorrichtung, die rund um die Schneidevorrichtung
exakt platziert wird, und eine Abdeckung 5 umfasst, die
einen Sicherheitsauslass 10 und ein zur abgeschlossenen
Abgrenzung ausgelegtes Dichtungsmittel 7 besitzt, das sich
an dem Abdeckungsende befindet, das bestimmt ist, um gegen die Containerwand 21 angebracht
zu werden, beschrieben werden. Um vollständige abgeschlossene Abgrenzung zwischen
der Abdeckung 5 und der Containerwand 21 zu erlauben,
kann das abgeschlossene Abgrenzung gewährleistende Dichtungsmittel 7 eine
leicht gebogene Bauform an dem Fuß der Abdeckung 5 besitzen,
die der durch den Radius des betreffenden Containers 20 beschriebenen
Rundung entspricht.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist das Dichtungsmittel 7 aus irgendeinem Gummimaterial
hergestellt. Das Dichtungsmittel kann zum Beispiel in der Form von
zwei Gummiformteilen bestehen, die sich nahe zu einander in getrennt
beabstandeter Beziehung rund um die untere Fläche der Abdeckung 5 erstrecken.
Die Auskehlung, die zwischen den Gummiformstücken gebildet ist, bildet dann
einen Hohlraum, von welchem die Luft, wenn die Abdeckung 5 an
die Containerwand 21 angrenzt, zum Beispiel mittels einer
hierin nicht gezeigten Vakuumglocke, abgesaugt werden kann. Die
Lochschneidevorrichtung 1 kann sicher an die Containerwand 21 durch
andere Verfahren als durch Vakuum befestigt werden. Andere Alternativen
bestehen mittels Umreifung, Ketten oder Seilen, sollten die Umstände anderweitige
Befestigung der Lochschneidevorrichtung 1 durch solche
Mittel erlauben. Andere Alternativen zu Vakuum sind Klebstoff, Magnete
oder tatsächlich Schweißen, sollte
dies im Hinblick auf die Situation anderweitig als sinnvoll erachtet
werden. Diese verschiedenen Alternativen können natürlich auf verschiedene Arten
kombiniert werden, um optimale abgeschlossene Abgrenzungsbedingungen
zu schaffen. Der Vorteil von diesem Verfahren und Vorrichtung ist,
dass es erlaubt, dass Probedruckbeaufschlagung durchgeführt wird,
bevor die wirkliche Lochschneidearbeit eingeleitet wird. Sollte
noch immer eine Auslaufgefahr bestehen, wird Silikon zwischen den
Dichtungen aufgetragen.
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Von
dem Sicherheitsauslass 10 erstrecken sich ein oder mehrere
Schläuche,
deren Zahl davon abhängt,
wie man wählt,
die Inhalte aufzuteilen, die abgepumpt werden. Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist eine einstellbare Verschlussvorrichtung 15 angrenzend
zu dem Sicherheitsauslass 10 installiert. Die Verschlussvorrichtung 15 ist
zwischen einer vollständig
geschlossenen Position, nicht gezeigt, worin die Vorrichtung fest
geschlossen ist, auch wenn sie einem erheblichen Überdrück von 10–20 bar
oder mehr ausgesetzt ist, und einer offenen Position, worin den
Inhalten in der Form von Flüssigkeit
oder Gas erlaubt ist aus dem Container zu strömen.
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In 3 ist
die Anlage, durch welche das Schneidemedium 19 geliefert
wird, mit der Düse 2 über einen
Rotationsarm 4 gekoppelt, welcher mit Bogen 27 ausgebildet
ist. Der Arm 4 ist mit einem internen Kanal ausgebildet,
durch welchen das Schneidemedium 19 geliefert wird. Die
Bogen 27 sind im Wesentlichen rechtwinklig, um etwas von
dem Scheuermittel des Schneidemittels zu zwingen sich in den Ecken
der Rohre zu sammeln, wo es in der Form von einem Schutzbett zwischen
dem fortlaufend gelieferten Schneidemedium 19 und dem Kanal verbleibt.
Entgegen der Erwartungen verleiht diese Bauform des Arms 4 eine
erhöhte
funktionsfähige
Lebensdauer.
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Von
der Düse 2 ist
das Schneidemedium 19 in der Form eines Strahls hergestellt,
um auf die Containerwand 21 aufzustoßen, um letzteres für die Lochschneidearbeit
zu teilen. Da die Düse 2,
welche durch den Arm 4 mittels eines Düsenhalters 3 getragen
wird, hergestellt ist, um eine Rotationsbewegung über einer
Achse (A) auszuführen,
während
zu der selben Zeit der Strahl durch die Düse ausgestoßen wird, ist ein Loch von
im Wesentlichen ringförmiger Bauform
in der Containerwand schließlich
hergestellt.
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Die
Abdeckung 5 bildet, wenn sie ihre montierte Position annimmt,
zusammen mit der Containerwand 21 eine geschlossene Kapsel
rund um die Düse 2.
Um Schneidemedium 19 zu dem Rotationsarm 4 von
der Rohrleitung 12 zu leiten, wird das Schneidemedium 19 durch
eine Art von Drehmittel 18 und einen Dichtungsflansch 6 geführt. Der
Zweck des Dichtungsflanschs 6 ist, zu gewährleisten,
dass die Lieferung zu der eingekapselten Düse 2 ohne Auslaufen
erreicht wird. Der Arm 4 ist hergestellt, um über eine
Achse (A) durch einen Wirbel, nicht gezeigt, zu rotieren, welcher über einen
Hydraulikmotoranschluss 13, 14 mit einer Druckquelle 24,
wie ein Hydraulikmotor, verbunden ist.
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Es
ist offensichtlich, dass die Erfindung nicht als beschränkt auf
die Ausführungsform,
wie gezeigt und beschrieben, angesehen werden sollte, sondern dass
sie innerhalb des Schutzbereiches, wie in den angehängten Ansprüchen definiert,
frei variiert werden kann.