Die Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung zum Einbringen von Klopf-bzw. Pulsbewegungen in Rohrwände innerhalb eines Drückbehälters, wobei ein den Klopfimpuls an die Rohrwand abgebender erster Stößel die Druckbehälterwand, geführt in einen druckbeaufschlagten ersten Ringraum, durchsetzt, der von einem zweiten, in einer weiteren rohrförmigen Kammer geführten Stößel beaufschlagt ist.
Es gibt eine Reihe von Anwendungen derartiger Klopfer, insbesondere bei Wärmetauschern in chemischen Prozessen, die innerhalb oder außerhalb von Druckbehältern eingesetzt werden, z.B. bei Rohrwänden der Druckbehälter für die Kohlevergasung, bei denen man bestrebt ist, die Wirkungsweise auch der Wärmeübertragung in die Rohrwände auf einem hohen Niveau aufrechtzuerhalten. Derartige Einrichtungen zum Einbringen von Schlagimpulsen in die Rohrwände, damit der Staub abrieseln kann, sind beispielsweise in der
Einen pneumatischen Klopfer zeigt die
Da beispielsweise in den Druckbehältern, die bei der Kohlevergasung eingesetzt werden, vergleichsweise hohe Drücke auftreten und u.a. dadurch die zur Pulsübertragung eingesetzten Stößel bzw. Rammbären einem Verschleiß unterworfen sind, muss nicht nur für die besondere Abdichtung des Innenraumes des Druckbehälters gegenüber der Umgebung gesorgt werden, sondern auch eine Möglichkeit geschaffen werden, die durch den Verschleiß entstehende Verkürzung der Rammbären bzw. Stößel zu kompensieren. Hierzu ist beispielsweise bei der Lösung nach der
In der Praxis hat sich gezeigt, dass es durchaus zu Brüchen derartiger Federn kommen kann. Auch ist nicht mit absoluter Sicherheit das Austreten von mit Staub behaftetem Synthesegas gewährleistet.
Eine etwas andere Lösung mit lediglich einer Druckkammer, zeigt die oben schon genannte
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Lösung, mit der eine wirkungsvolle Abdichtung gegenüber der Umgebung gewährleistet ist. Vorzugsweise wird mit der Lösung auch über eine möglichst lange Zeit der Verschleiß des Rammbärens bzw. Stößels, der die Rohrwand beaufschlagt, kompensiert.
Mit einer Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass der zweite Stößel mit wenigstens einer die Innenwand der rohrförmigen Kammer beaufschlagenden ersten Führung im Bereich seines den ersten Stößel berührenden Endes sowie im Bereich seines aus der rohrförmigen Kammer ragenden Endes mit einer zweiten, mit einem Dichtelement ausgestatteten Führung versehen ist und dass der zweite Stößel zwischen den beiden Führungen von einem gasdicht fixierten Kompensator umschlossen ist.
Durch den Kompensator oder Balg ist gewährleistet, dass kein Gas aus dem Druckgefäß in die Umgebung entweichen kann, ohne dass die Beweglichkeit des Stößels, der die Klopf- bzw. Pulsbewegungen auf die Rohrwand überträgt, beeinflusst wird.
Eine mögliche Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass der zweite Stößel mit Kompensator in der rohrförmigen Kammer von einer Druckfeder umgeben ist, wobei erfindungsgemäß die Führung des zweiten Stößels mit Dichtungen zur Bildung eines gegen die Umgebung abgedichteten Ringraumes versehen ist, wobei der nach außen weisende Stößel von einer statischen Dichtung umgeben ist.
Die letztgenannte Ausgestaltung hat den Vorteil, dass beispielsweise eine statische Dichtung andere physikalische und chemische Eigenschaften aufweisen kann als etwa eine dynamische Dichtung, die z.B. bei ihrer Bewegung einem Abrieb unterworfen ist.
Eine Ausgestaltung besteht nach der Erfindung darin, dass die Dichtungen von O-Ring-Dichtungen gebildet sind, die in den den zweiten Stößel umgebenden Ringscheiben positioniert sind, wobei wenigstens eine Ringscheibe mit einem in den Ringraum weisenden Ringflansch zur Fixierung des einen Endes des Kompensators versehen ist.
Eine abgewandelte Ausführungsform der Dichtung besteht darin, dass die statische Dichtung zwischen einer den zweiten Stößel umgebenden Ringscheibe und der Stirnseite des Ringraumes positioniert ist, wobei die Ringscheibe mit einem in den Ringraum weisenden Ringflansch zur Fixierung des einen Endes des Kompensators versehen ist.
Um zu verhindern, dass staubbeladenes Gas in die Umgebung bzw. in den Bereich von Dichtungen des zweiten Ringraumes gerät, ist nach der Erfindung vorgesehen, dass in dem Ringraum ein den ersten Stößel umgebendes, den Staubdurchtritt verhinderndes Filterelement vorgesehen ist.
Eine Ausgestaltung eines solchen den Durchtritt von Staub verhindernden Elementes besteht darin, dass das Filterelement von einem zwischen zwei
Ringscheiben positionierten Sintermetallrohrstück gebildet ist, wobei die Ringscheiben den ersten Stößel eng umschließen, während das Sintermetallrohrstück den ersten Stößel auf Abstand umgibt.
Eine Ausgestaltung des Filterelementes besteht darin, dass die dem Ringraum zugewandte Ringscheibe an ihrer am ersten Stößel anliegenden Randkante und die zweite Ringscheibe an ihrer die Innenwand des Ringraumes berührenden Randkante mit Ausnehmungen versehen ist, wobei auch vorgesehen sein kann, dass die jeweils andere Randkante der Ringscheiben eine O-Ring-Dichtung aufweist. Damit ist die Möglichkeit einer Strömung durch das Sintermetall-Rohrstück gegeben.
Zweckmäßig ist es, die Längenänderung des Rammbärens bzw. dieses Stößels optisch kenntlich zu machen. Hierzu sieht die Erfindung vor, dass das aus der Kammer ragende Ende des zweiten Stößels mit einer Längenveränderungen, insbesondere den Abrieb des ersten Stößels, kenntlich machenden elektronischen oder mechanischen Einrichtung ausgerüstet ist.
Eine robuste, einfache und wenig störanfällige Gestaltung eines solches Elementes kann darin bestehen, dass das aus der Kammer ragende Stößelende mit einem Zeiger ausgerüstet ist, dem eine ortsfeste Skala zugeordnet ist.
Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Diese zeigt in
Die in
Die Vorrichtung 1 wird im Wesentlichen von einem die Klopfimpulse auslösenden Klopfimpulsgenerator 4 oder Actuator gebildet, dessen z.B. pneumatisch betätigter Stoßkolben 5 impulsweise über eine Kolbenstange 6, im Weiteren zweiter Stößel 6 genannt, an einen Rammbär, im Weiteren erster Stößel 7 genannt, überträgt, der die Druckbehälterwand 3 durchdringt und über z.B. eine Prallplatte 18, die an der Rohrwand befestigt ist, den Impuls in die Rohrwand einbringt. Da der Innenraum des Druckbehälters 3 sowohl eine hohe Temperatur von ca. 500°C aufweist als auch einen hohen Druck von z.B. 50 bar, ist der Durchtritt des ersten Stößels 7 im Wesentlichen gasdicht in den Druckbehälter geführt, wozu ein Mantelrohr 8 mit einem Rohrstutzen 9, der am Druckbehälter 3 verschweißt ist, verschraubt ist.
An der der Rohrwand zugewandten Seite ist der erste Stößel 7 in einer Führung 10 geführt und ragt mit seinem der Rohrwand abgewandten Ende bereits außerhalb des Druckbehälters in die Stirnseite einer mit 11 bezeichneten rohrförmigen Kammer, in der auch eine Kolbenstange, des Weiteren als zweiter Stößel 6 bezeichnet, geführt ist.
Innerhalb des Mantelrohres 8 ist ein allgemein mit 12 bezeichnetes Filterelement vorgesehen, das dafür sorgen soll, dass kein Feinstaub und damit auch das den Feinstoff transportierende Gas nach außen tritt. Zusätzlich ist dort eine Druckgasleitung 13 im Blockflansch 14 des Mantelrohres 8 vorgesehen, um im Ringraum 15 zwischen dem Mantelrohr 8 und dem ersten Stößel
7 einen Druck aufzubauen, der geringfügig höher ist als der Innendruck im Druckbehälter 3. Der Blockflansch 14 dient zur Befestigung des Mantelrohres 8 am Rohrstutzen 9 und damit am Druckbehälter 3. Die die Kolbenstange bzw. den zweiten Stößel 6 umgebende rohrförmige Kammer 11 ist im dargestellten Beispiel der
Der in der rohrförmigen Kammer 11 geführte zweite Stößel 6 weist an seinem dem ersten Stößel 7 zugewandten Ende eine Führung 6a auf, die im Beispiel der
Der Stößel 6 ist auch in einer Führung 6b gehalten, wobei sein Ende 6c aus der rohrförmigen Kammer 11 herausragt. Diese zweite Führung 6b ist Teil eines als Ringscheibe ausgebildeten Flanschelementes 21, wobei im Beispiel der
Aus
Beim Beispiel der
Eine vergrößerte Darstellung des Bereiches der zweiten Führung 6b des zweiten Stößels 6 in der rohrförmigen Kammer 11, insbesondere der Bereich, wo der Stößel 6 aus der Kammer nach außen tritt, ist in
In
In
In
Die Ringscheibe 31 weist dagegen eine Ringdichtung, z.B. einen O-Ring 35, auf, und zwar an der am ersten Stößel anliegenden Stirnseite, während die dem Rohrstutzen 8 zugewandte Stirnseite mit Durchgangsnuten 36 ausgerüstet ist. Damit ist gewährleistet, dass über die Leitung 13 in den Ringraum 15 eingebrachtes Gas mit einem, gegenüber dem Druck im Druckbehälter 3 leicht erhöhtem Druck die Möglichkeit hat, durch die Nuten 36 das Sintermetallrohrstück 32 und dann über die Nuten 34 in den Ringraum 15a zwischen Mantelrohr 8 und erstem Stößel 7 gelangen kann und damit einen evtl. Gasstrom in umgekehrter Richtung aus dem Druckbehälter 3 zu verhindern in der Lage ist. Bei einer umgekehrt gelagerten Strömung werden Staubpartikel an der Außenoberfläche des Sintermetallrohrstückes abgelagert, so dass ggf. austretendes Gas staubpartikelfrei ist.
Natürlich ist das beschriebene Ausführungsbeispiel der Erfindung noch in vielfacher Hinsicht abzuändern, ohne den Grundgedanken zu verlassen. So kann die Gestaltung einer evtl. vorgesehenen Druckfeder 29 anders als dargestellt ausgeführt werden, die Gestaltung des Kompensators 20 kann auch von der dargestellten Variante abweichen u. dgl. mehr.
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde ausschließlich zur Information des Lesers aufgenommen und ist nicht Bestandteil des europäischen Patentdokumentes. Sie wurde mit größter Sorgfalt zusammengestellt; das EPA übernimmt jedoch keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.