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Die
Erfindung betrifft eine Prüfeinrichtung
für Decoking-Werkzeuge.
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Decoking-Werkzeuge
werden bekanntlich beim Entleeren von Kokstrommeln in Raffinerien
eingesetzt, wo bei der Verarbeitung von Erdöl am Ende Koks anfällt, der
in Kokstrommeln von z. B. 30 m Höhe
und 8 m Durchmesser gesammelt wird. Wenn die Kokstrommeln voll sind,
werden sie in möglichst kurzer
Zeit geleert, damit sie möglichst
bald wieder zur Aufnahme von neu anfallendem Koks zur Verfügung stehen.
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Zum
Entleeren der Kokstrommeln werden mit Bohr- und Schneiddüsen versehene
sog. Decoking-Werkzeuge eingesetzt. Ein solches Werkzeug wird am
unteren Ende einer hohlen Bohrstange montiert, die an einem Gerüst oberhalb
der Bohrtrommel heb- und senkbar geführt und über Hochleistungspumpen mit
Druckwasser versorgt wird. Beim Entleeren der Kokstrommeln wird
das Decoking-Werkzeug zum Aufbohren eines zentralen vertikalen Kanals
mit der nun rotierenden Bohrstange zunächst von oben nach unten durch
die Kokstrommel geführt,
wobei aus den an der Unterseite des Decoking-Werkzeugs angeordneten
Bohrdüsen
Wasserstrahlen unter hohem Druck austreten, die den Koks zertrümmern und verdrängen, damit
sich die gewünschte
zentrale Bohrung in der Kokstrommel bilden kann. Unten angekommen
wird das Decoking-Werkzeug von Bohren auf Schneiden umgeschaltet,
so dass die Wasserstrahlen nicht mehr aus den Bohrdüsen, sondern
aus zwei diametral am Umfang des Decoking-Werkzeugs einander gegenüberliegenden
Schneiddüsen
austreten. Mit der Bohrstange wird das Decoking-Werkzeug nun, wiederum
rotierend, hochgezogen. Dabei lösen die
aus den Schneiddüsen
austretenden Wasserstrahlen den Koks über den gesamten Trommelquerschnitt
bis zur Trommelwandung, so dass der Koks in der Trommel herabfallen
und aus einer Öffnung
am unteren Ende der Trommel ausgetragen werden kann.
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Die
Schneidleistung der Decoking-Werkzeuge hängt von Parametern wie dem
Druck des Wassers an den Düsen
(bspw. ca. 350 bar), der Düsengeometrie,
der Art und Temperatur (z. B. 300–700°C) des Kokses und anderen Faktoren
ab.
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Bei
der bisherigen Entwicklung von Decoking-Werkzeugen können Funktionsprüfungen nur an
Komponenten und Bauteilgruppen der Werkzeuge wie Ventilsteuerungen,
Strömungskanälen etc. vorgenommen
werden, und zwar unter Versuchsbedingungen mit gegenüber der
Praxis reduzierten Bedingungen und Beanspruchungen. Auch bei der
Entwicklung neuer Düsengeometrien
zur Verbesserung der Schneidleistung beschränkt man sich auf Modellrechnungen
und auf Tests, die sich auf Annahmen über das Druckwasserstrahlprofil
in der Praxis stützen.
Es ist unbefriedigend, wenn Entwicklungsergebnisse nur theoretisch
oder mittels Testeinrichtungen geprüft werden, die keine sicheren
Rückschlüsse auf die
tatsächliche
Funktion im Praxisbetrieb zulassen. Im Ergebnis lassen sich Weiterentwicklungen
wie z. B. die Geometrie von Schneid- und Bohrdüsen, deren Wirkung auf die
Schneidleistung sehr wesentlich von dem unmittelbar in der Düse herrschenden
Wasserdruck abhängt,
zuverlässig
erst im praktischen Einsatz in der Kokstrommel beurteilen. Aber
selbst dort sind die Möglichkeiten
für differenzierte
Erkenntnisse begrenzt, weil sich die Funktion des Decoking-Werkzeugs
aufgrund der Bedingungen in der Kokstrommel nur sehr grob prüfen lässt.
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Die
Erfindung hat sich deshalb die Aufgabe gestellt, eine Prüfeinrichtung
für Decoking-Werkzeuge mit Bedingungen
zu schaffen, die dem Betrieb der Decoking-Werkzeuge in der Praxis ähnlich sind.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe sind
- – Mittel zum Aufnehmen eines
Decoking-Werkzeugs vorgesehen,
- – das
Decoking-Werkzeug ist an eine Hochdruckwasserleitung anschließbar, und
- – es
sind Mittel zum Prüfen
von mindestens einem Wasserstrahl vorsehbar,
- – der
beim Öffnen
der Hochdruckwasserleitung aus einer Düse des Decoking-Werkzeugs austritt.
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Diese
erfindungsgemäße Prüfeinrichtung gestattet
erstmals die Prüfung
eines aus einer Düse eines
Decoking-Werkzeugs austretenden Hochdruckwasserstrahls unter Bedingun gen,
die der Praxis weitgehend entsprechen. Denn es wird ein zum Schneiden
bzw. Bohren von Koks geeignetes vollständiges Decoking-Werkzeug benutzt.
Es sind Mittel zum Aufnehmen des Decoking-Werkzeugs in der Prüfeinrichtung
vorgesehen. An das Decoking-Werkzeug
ist eine Hochdruckwasserleitung mit einem in der Praxis üblichen
Wasserdruck von ca. 350–380 bar
anschließbar,
so dass der Druckwasserstrahl dem Wasserstrahl entspricht, mit dem
beim Entleeren von Kokstrommeln der Koks zertrümmert wird.
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Die
Mittel zum Prüfen
beziehen sich primär auf
den Strahldruck, wobei man den entstehenden freien Druckwasserstrahl
in beliebigen Abständen von
der Düsenöffnung testen
und untersuchen kann, um so die Voraussetzungen für eine für optimale Schnittbedingungen
günstige
Strahlgeometrie zu entwickeln. Die Auswirkungen verschiedener Düsengeometrien
lassen sich nun unter Praxisbedingungen sowie unter verschiedenen
Betriebsdrücken
untersuchen und entsprechend weiterentwickeln, z. B. um unerwünschte,
leistungsmindernde Verwirbelungen innerhalb des Wasserstrahls zu
vermeiden.
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Theoretisch
lässt sich
eine erfindungsgemäße Prüfeinrichtung
für Decoking-Werkzeuge
im Freien oder in abgeschlossenen Bereichen von Hallen oder dergleichen
betreiben, wenn ausreichende Sicherheitsmaßnahmen durch Abschirmungen
gegen die gemäß ihrer
Zweckbestimmung höchst
zerstörerische
Kraft des Wasserstrahls getroffen werden. Dabei ist zu berücksichtigen,
dass ein aus einer Düse
eines Decoking-Werkzeugs austretender Druckwasserstrahl bei einem
Druck von ca. 350 bar in der Druckwasserleitung beim Austritt aus
der Düse
eine Geschwindigkeit von 250 m/sec entwickeln kann. Der Aufwand
für Sicherheitsmaßnahmen
sowie zur Abschirmung der Umgebung gegen Spritzwasserbeeinträchtigung
und dergleichen ist folglich sehr hoch, auch wenn unter diesen Voraussetzungen
das Ziel einer Prüfung
unter Praxisbedingungen durchaus erreichbar ist.
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Zur
Reduzierung des Aufwands und vor allem aus Sicherheitsgründen ist
eine Weiterbildung der Erfindung gekennzeichnet durch ein Strahlgehäuse, in
das der aus der Düse
des Decoking-Werkzeugs austretende Wasserstrahl eintritt und das
mindestens eins der Mittel zum Prüfen aufweist oder zur Aufnahme
eines Mittels zum Prüfen
vorbereitet ist. Das Auffangen des Druckwasserstrahls in einem Strahlgehäuse verbindet
einen ausreichenden Schutz der Umgebung mit den gewünschten
Möglichkeiten,
den Druckwasserstrahl zu untersuchen, um seine Entstehung und Geometrie
durch Veränderung
der Austrittsbedin gungen etc. zu beeinflussen. In dem Strahlgehäuse lassen
sich optische Mittel zur Strahluntersuchung ebenso unterbringen
wie Sensoren für
eine Druckprüfung
etc.
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Es
wird bevorzugt, dass die Mittel zum Aufnehmen des Decoking-Werkzeugs
zu dem Strahlgehäuse
eine feste oder wählbar
veränderbare
räumliche
Zuordnung aufweisen. So ist es möglich,
eine gegenüber
dem Strahlgehäuse
verfahrbare Aufnahme des Decoking-Werkzeugs anzuordnen, um bestimmte Parameter
des Wasserstrahls unter vorbestimmten, veränderten Bedingungen zu testen.
Bevorzugt wird jedoch eine feste Zuordnung in Verbindung mit auch
in der Distanz unter veränderten
Bedingungen einsetzbaren Mess- und Prüfgeräten.
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Nach
einer Weiterentwicklung ist vorgesehen, dass die Mittel zur Aufnahme
des Decoking-Werkzeugs
in dem Strahlgehäuse
von außen zugänglich in
diesem oder von diesem mindestens teilweise vorstehend angeordnet
sind. Wenn sich die Aufnahmemittel in dem Strahlgehäuse befinden,
ist eine entsprechende Hindurchführung
der Hochdruckwasserleitung durch die Strahlgehäusewand oder vom Ende des Strahlgehäuses her
vorzusehen. Wie noch aus einem Ausführungsbeispiel deutlich wird,
sind zweckmäßig jedoch
teilweise, nämlich oben
und unten vorstehende Mittel zur Aufnahme des Decoking-Werkzeugs
aus Gründen
des Platzbedarfs und der Materialeinsparung vorzusehen.
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Damit
das Decoking-Werkzeug sicher aufgenommen und von der Umgebung sicher
getrennt ist, wird bevorzugt, dass die Mittel zum Aufnehmen des Decoking-Werkzeugs
ein Aufnahmegehäuse
aufweisen, das mit dem Strahlgehäuse
fest verbunden oder lösbar
verbindbar ist. Auf diese Weise kann die Wandung des Aufnahmegehäuses in
die Wandung des Strahlgehäuses übergehen,
so dass die Prüfeinrichtung
zumindest in diesem Bereich bis auf die notwendigen Anschlüsse gegenüber der
Umgebung abgeschlossen ist.
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Es
ist vorteilhaft, wenn das Decoking-Werkzeug mit den Mitteln zum
Aufnehmen des Decoking-Werkzeugs derart gegenüber dem Strahlgehäuse angeordnet
und derart zu steuern ist, dass, wenn das Decoking-Werkzeug auf
die Funktion Schneiden eingestellt ist, ein Wasserstrahl entweder
nur aus einer der Schneiddüsen
des Decoking-Werkzeugs aus- und in das Strahlgehäuse eintritt, oder dass von den
aus beiden Schneiddüsen
austretenden Wasserstrahlen nur ein Strahl zum Prüfen in das
Strahlgehäuse
eintritt, während
der ande re aus dem Strahlgehäuse
auf kurzem Weg abgeführt
wird. Die letzte Alternative wird bevorzugt, weil sich auf diese
Weise ein Durchfluss des Druckwasserstroms durch das Decoking-Werkzeug
ergibt, der der Praxis entspricht. In jedem Fall erhält man einen
in das Strahlgehäuse eintretenden
und das Strahlgehäuse
durchlaufenden Druckwasserstrahl, der alle Möglichkeiten zur Prüfung und
zum Testen zulässt,
ohne dass noch Untersuchungen des zweiten Strahls erforderlich sind.
Außerdem – und dieser
Gesichtspunkt ist für
den Aufwand der Prüfeinrichtung
wesentlich – lässt sich
so die Länge
des Strahlgehäuses
auf ein wirtschaftliches Maß begrenzen,
ohne dass Strahlabschnitte ungeprüft bleiben müssen, die,
jedenfalls von der Strahllänge
her gesehen, für
die Praxis Bedeutung haben können.
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Bei
der vorgenannten Beschränkung
der Länge
des Strahlgehäuses
auf die für
die Praxis wesentliche Strahllänge
führt zweckmäßig dazu,
dass die Mittel zum Aufnehmen des Decoking-Werkzeugs im Bereich
eines Endes des Strahlgehäuses
oder mindestens in kürzerem
Abstand von diesem Ende als von dem anderen Ende angeordnet sind.
Für die Abführung des
zweiten Strahls wird nur ein kurzer Gehäuseabschnitt gebraucht.
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Es
wird bevorzugt, dass ein sich von den Mitteln zur Aufnahme des Decoking-Werkzeugs
in gerader Richtung erstreckender Abschnitt des Strahlgehäuses am
Ende in einen bogenförmigen
Abschnitt übergeht.
Der bogenförmige
Abschnitt bewirkt eine allmähliche
Strahlumlenkung zu Leitungen, über
die das Wasser abgeführt
wird.
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Vorzugsweise
ist an dem dem Decoking-Werkzeug gegenüberliegenden Ende des Strahlgehäuses eine
abdichtend verschließbare Öffnung zum
Einführen
von Sensoren und anderen Teilen von Prüf- und Messgeräten in das
Strahlgehäuse angeordnet.
Auf diese Weise lassen sich aufschlussreiche Prüf- und Messergebnisse erzielen,
je nachdem, welche Prüf-
und Messgeräte
durch die am Ende des Strahlgehäuses
angeordnete Öffnung
in das Strahlgehäuse
so eingeführt
werden, dass der Strahl auf sie auftreffen kann. So lassen sich
Unterschiede z. B. in den Druckmesswerten in der Querschnittsfläche des
Strahls feststellen und auswerten. Darüber hinaus lassen sich die
Sensoren und dergleichen in verschiedenen Abständen von der Düsenöffnung anordnen,
um das Strahlprofll längs
der Strahlgehäuseachse
möglichst
genau festzustellen als Grundlage für Änderungen, mit denen Strahlverbesserungen
zu erzielen sind. Statt Sensoren und dergleichen lassen sich jedoch
auch Koksteile an entsprechenden Halterungen durch die Öffnung in das
Strahlgehäuse
einführen,
um Zerstörungsmuster durch
die Strahleinwirkung festzustellen und ggf. zu ändern. Zusätzlich oder als Ersatz für diese Öffnung sind
natürlich
auch weitere solche abdichtend verschließbare Öffnungen an anderen Stellen
des Strahlgehäuses
möglich.
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Wenn
die Öffnung
zum Einführen
von Prüf- und
Messmitteln in dem bogenförmigen
Abschnitt des Strahlgehäuses
liegt, lassen sich die Prüf-
und Messmittel im Bereich der Achse des Strahlgehäuses anordnen.
Außerdem
eignet sich die Außenwandung
des bogenförmigen
Abschnitts zum Anbringen einer entsprechenden Öffnung für das Einführen von Prüf- und Messmitteln.
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Auf
diese Weise lassen sich die Prüf-
und Messmittel im Bereich der Achse des Strahlgehäuses anordnen,
bevor der Strahl dem bogenförmigen Abschnitt
folgend abgelenkt wird. Außerdem
eignet sich die Außenwandung
des bogenförmigen
Abschnitts zum Anbringen einer entsprechenden Öffnung für das Einführen von Prüf- und Messmitteln.
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Eine
wesentliche zusätzliche
erfinderische Maßnahme
besteht darin, dass mindestens das Strahlgehäuse auf mindestens einer Seite
Sichtfenster aufweist. In allen Bereichen, nämlich auch dort, wo das Aufnahmegehäuse für das Decoking-Werkzeug
angeordnet ist, sind Sichtfenster zur Beobachtung des Druckwasserstrahls
und anderer Merkmale im Bereich der Bildung und des Verlaufs des
Strahls zweckmäßig. Das
Strahlgehäuse
sollte möglichst
auf ganzer Länge,
und zwar auf den beiden einander gegenüberliegenden Seiten, mit Sichtfenstern
versehen sein, damit man jeden Strahlabschnitt optisch untersuchen
und z. B. auch im Falle einer Verkürzung der Strahllänge durch
Einführen
von Prallmitteln die sich ergebenden Verhältnisse beobachten kann. Aus
Sicherheitsgründen
sollte für
die Sichtfenster möglichst ein
mehrschichtiges Sicherheitsglas oder Panzerglas verwendet werden.
Die Beobachtung lässt
sich auch mit Laser- und Infrarotkameras etc. aus sicherer Entfernung
von dem Strahlgehäuse
durch die Sichtfenster hindurch durchführen.
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Die
Druckwasserleitung sollte möglichst
an eine Hochleistungspumpe angeschlossen sein, deren Ansaugleitung
zu einem Behälter
geführt
ist, der mit einer Rücklaufleitung
für das
aus den Düsen
des Decoking-Werkzeugs austretenden Druckwasser verbunden ist. Auf
diese Weise wird das Wasser in der Prüfeinrichtung im Kreislauf geführt.
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Ferner
ist zweckmäßig, dass
die Mittel zur Aufnahme des Decoking-Werkzeugs derart angeordnet
sind, dass der Wasserstrahl im Wesentlichen in horizontaler Richtung
aus Schneiddüsen
des Decoking-Werkzeugs austritt. Zum einen entspricht diese Austrittsrichtung
der Praxis des Schneidvorgangs in Kokstrommeln, und zum anderen
lässt sich
ein horizontaler Wasserstrahl, nämlich
ein Wasserstrahl in einem entsprechend in im Wesentlichen in horizontaler
Richtung verlaufenden Strahlgehäuse,
leichter beobachten. Auch die Handhabung und das Einsetzen von Mess-
und Prüfmitteln
ist leichter durchführbar.
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Es
wird bevorzugt, dass auch Mittel zum Prüfen von aus Bohrdüsen des
Decoking-Werkzeugs austretenden
Wasserstrahlen vorgesehen sind. Denn auf diese Weise werden wertvolle
wiederum der Praxis entsprechende Erkenntnisse und Messwerte für eine optimale
Gestaltung der aus den Bohrdüsen
austretenden Strahlen gewonnen.
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Für die Prüfung der
Bohrdüsenstrahlen
ist zweckmäßig, dass
unterhalb des Strahlgehäuses und
der Mittel zur Aufnahme des Decoking-Werkzeugs eine Prüfvorrichtung
zum Prüfen
von Wasserstrahlen aus den Bohrdüsen
des Decoking-Werkzeugs vorgesehen ist. Diese Prüfvorrichtung kann so ausgestaltet
sein, dass sie sämtliche
unter den gegebenen Umständen
mess- und erfassbare Parameter für
das Bohrstrahlprofil erfasst. Vor allem sind auch in diesem Fall
Sichtfenster für
die Beobachtung zweckmäßig.
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Ein
Ausführungsbeispiel
wird nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht einer Prüfeinrichtung
für Decoking-Werkzeuge;
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2, 3 und 4 jeweils
eine Seitenansicht, eine Draufsicht und eine Vorderansicht der Prüfeinrichtung
von 1;
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5 eine
perspektivische Schnittdarstellung der Prüfeinrichtung von 1–4 im
Bereich von Mitteln zum Aufnehmen eines Decoking-Werkzeugs.
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Eine
in den 1–4 dargestellte
Prüfeinrichtung
für Decoking-Werkzeuge
weist ein Strahlgehäuse 1 auf,
das im mittleren Abschnitt aus einem sich in gerader Richtung erstreckenden
Rohrkörper 2 mit Ösen 2a sowie
mit Flanschen 3, 4 an den Enden besteht. Der Rohrkörper 2 des
Strahlgehäuses 1 ruht,
wie die Zeichnung zeigt, auf Konsolen 8, 9, 10, die vorn
auf Stützen 5, 6, 7 und
hinten – mit
Bezug auf die Zeichnung – auf
einer begehbaren Plattform 11 aufliegen, die über eine
Treppe 12 erreichbar ist. Diese Konstruktion trägt den besonderen
baulichen Umständen
dieses Ausführungsbeispiels
Rechnung. An einem Ende geht der Rohrkörper 2 in einen bogenförmigen Abschnitt 13,
verbunden durch Flansche 13, 14 über, der
einen etwa in der Achse des Rohrkörpers 2 angeordneten
Stutzen 47 mit einer Öffnung 48 aufweist,
die mit einem mittels Schrauben lösbar befestigbaren Deckel 49 verschließbar ist.
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Unterhalb
des bogenförmigen
Abschnitts 13 der Rohrleitung setzt sich diese mit einem
Verbindungsrohr 17 und über
Flansche 18, 19a mit einem unterhalb des Rohrkörpers 2 etwa
parallel zu diesem verlaufenden Sammelrohr 19 fort. In
dem Sammelrohr 19 ist mittels Flanschverbindungen 37, 38 ein Zwischenrohrstück 32a eingefügt.
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Am
anderen Ende des Rohrkörpers 2 ist über Flansche 4, 28 ein
bogenförmiger
Rohrabschnitt 29 angeschlossen, an dessen unterem Ende
ein Flansch 27 mit einer Flanschplatte 26 eines
Zwischenrohrstücks 25 angeschlossen
ist. Dessen unterer Flansch 24 ist mit einem einen Flansch
aufweisenden Rohrverbindungsstück 23 verbunden,
das in ein T-Rohrstück 21 übergeht,
das an einem Ende mit einem Flansch 21a an eine in der
Zeichnung schematisch angedeutete Leitung 50 angeschlossen
ist, während
das andere Ende des T-Rohrstücks 21 verschlossen
ist und für
andere Leitungsanschlüsse
zur Verfügung
steht. Ebenfalls nur schematisch angedeutet sind in der Zeichnung
auch ein an die Leitung 50 angeschlossener Wasserbehälter 51,
eine weitere Leitung 52 zu einer Hochdruckwasserpumpe 53 und eine
Leitung 54 zu einem Anschluss 34, der noch erläutert wird.
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Auf
beiden Seiten des Rohrkörpers 2 erstrecken
sich rechteckige Öffnungen 39a,
die von entsprechend rechteckigen Halterungen 40 eingefasst sind,
an denen zur Bildung von Sichtfenstern 39 Fensterrahmen 41 mit
einer Verglasung 42 aus Sicherheitsglas abdichtend angeschraubt
sind. So lässt
sich der Innenraum des Rohrkörpers 2 auf
dessen ganzer Länge.
von beiden Seiten des Strahlgehäuses 1 aus
beobachten.
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Mittel 30 zum
Aufnehmen eines Decoking-Werkzeugs 31 mit einem Aufnahmegehäuse 32 befinden
sich an der Oberseite des Rohrkörpers 2 mit deutlich
größerem Abstand
des Aufnahmegehäuses 32 von
dem rechten Ende des Rohrkörpers 2 im
Vergleich zu dessen lin ken Ende. Die obere Öffnung des Aufnahmegehäuses 32 ist
mittels eines Deckels 33 verschlossen, der abdichtend auf
das Aufnahmegehäuse 32 aufgeschraubt
ist und den vorstehend erwähnten
Anschluss 34 für
eine Hochdruckwasserleitung aufweist. An der Unterseite des Rohrkörpers 2 ist
gegenüber
dem Aufnahmegehäuse 32 eine Öffnung 2b angeordnet.
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Zu
Prüfzwecken
wird in dem Aufnahmegehäuse 32 ein
Decoking-Werkzeug 31 mit Bohr- und Schneiddüsen 58, 59 in
der aus der Zeichnung von 4 ersichtlichen
Weise montiert und über
eine Flanschverbindung 55, ein Zwischenrohrstück 56, eine
weitere Flanschverbindung 57a und eine Rohrdurchführung 58a mit
dem Anschluss 34 verbunden.
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Dem
Aufnahmegehäuse 32 an
dem Rohrköper 2 gegenüberliegend
befindet sich eine Kammer 32a an der Unterseite des Rohrkörpers 2.
Sie weist, wie die Zeichnung zeigt, an gegenüberliegenden Seiten Sichtfenster 43 mit Öffnungen 43a in
der Kammerwandung und Halterungen 44 zum abdichtenden Anschrauben
von Rahmen 45 jeweils mit Verglasung 46 aus Sicherheitsglas
auf, so dass das Innere der Kammer 32a und mindestens das
Unterteil des Decoking-Werkzeugs 31 durch die Sichtfenster 43 beobachtet
werden können
und die jeweilige Funktion des Decoking-Werkzeugs 31 – Schneiden
oder Bohren – festgestellt
werden kann. Ablenkbleche 57 schützen die Sichtfenster 43 vor
dem direkten Auftreffen von Wasserstrahlen aus den Bohrdüsen 58.
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Zur
Abführung
von Wasser befindet sich an der Unterseite der Kammer 32a eine Öffnung 60,
an die sich ein Rohrstück 35 mit
einem Flansch 35a für einen
Anschluss an ein weiteres Rohrstück 61 zu
einem Zwischenrohrstück 36 mit
Flanschverbindungen 37, 38 zum Einfügen des
Zwischenrohrstücks 36 in das
Sammelrohr 19 anschließt.
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Zum
Prüfen
eines Decoking-Werkzeugs 31 wird dieses in das Aufnahmegehäuse 32 in
der aus der Zeichnung (5) ersichtlichen Weise eingesetzt
und druckdicht mit dem Anschluss 34 verbunden. Dabei erfolgt
die Anordnung des Decoking-Werkzeugs 31 so, dass die Schneiddüsen 59 im Wesentlichen
in Mittelachsrichtung des Rohrkörpers 2 und
die Bohrdüsen 58 so
ausgerichtet sind, dass ein aus den Bohrdüsen austretender Wasserstrahl durch
die Öffnung 2b des
Rohrkörpers 2 hindurchtritt.
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Sobald
der nicht dargestellte Motor der Hochdruckwasserpumpe 53 eingeschaltet
ist und die Hochdruckwasserpumpe 53 dem Decoking-Werkzeug 31 über die
Leitung 54 und den Anschluss 34 Druckwasser zuführt, tritt – wenn die
Funktion Schneiden an dem Decoking-Werkzeug 31 eingestellt ist – aus beiden
einander an dem Decoking-Werkzeug 31 gegenüberliegend
angeordneten Schneiddüsen 59 ein
Hochdruckwasserstrahl aus und durchläuft jeweils die entsprechenden
Abschnitte des Rohrkörpers 2 bis
zur Umlenkung durch die bogenförmigen
Rohrabschnitte 13, 29 mit anschließender Rückführung über das
Verbindungsrohr 17 und das Sammelrohr 19, was
den nach rechts austretenden Wasserstrahl anbelangt, sowie über das
Zwischenrohrstück 25 bzgl.
des nach links austretenden Wasserstrahls mit Zusammenführung des
abfließenden
Wassers in dem T-Rohrstück 21 sowie
mit darauf folgender Rückführung über die
Leitung 50 in den Wasserbehälter 51. Auf diese
Weise wird eine Zirkulation des für die Prüfzwecke gebrauchten Wassers hergestellt.
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Der
mit Bezug auf die Zeichnung nach links austretende Wasserstrahl
lässt sich
durch die auch in diesem Bereich vorhandenen Sichtfenster 39 beobachten.
Man lässt
diesen Wasserstrahl jedoch primär aus
der betreffenden Schneiddüse 59 austreten,
damit sich innerhalb des Decoking-Werkzeugs 31 Strömungsverhältnisse
wie in der Praxis ausbilden, die beim Schließen der links gelegenen Schneiddüse 59 verändert werden.
Außerdem
heben sich die Reaktionskräfte
der beiden Wasserstrahlen auf.
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Der
aus der in der Zeichnung rechts gelegenen Schneiddüse des Decoking-Werkzeugs 31 austretende
Wasserstrahl kann eine Länge
entwickeln, wie sie in der Zukunft angestrebt wird und die z. B.
in der Größenordnung
von 5–10
m liegen kann. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt die Länge des
Rohrkörpers
10 m und die Entfernung des Flansches 3 von der Mitte des
Aufnahmegehäuses 32 7 m,
ohne dass mit diesen Angaben eine Beschränkung verbunden ist.
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Die
dargestellte Prüfeinrichtung
bietet vielfältige
Möglichkeiten
zur Untersuchung und Prüfung des
Decoking-Werkzeugs 31 und insbesondere des aus der rechten
Schneiddüse 59 austretenden
Hochdruckwasserstrahls. Die Sichtfenster 39 gestatten eine
optische Prüfung
des Strahls in beliebigem Abstand von der Schneiddüse 59 durch
bloße
Betrachtung oder mittels gesonderter Infrarot- oder Laserkameras
oder dergleichen. Man gewinnt so genaue Aufschlüsse über die Struktur des Strahls
in jedem seiner Querschnitte in beliebigem Abstand von der Schneiddüse 59 – und dies
für verschiedene
Hochdruckstufen sowie für sämtliche
geeignet erscheinenden Düsengeometrien.
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Durch
die Öffnung 48 lassen
sich mit entsprechend angepassten Deckeln verschiedenartige Test-,
Prüf- und
Messgeräte
in den Rohrkörper 2 einführen, auf
die der Wasserstrahl auftrifft und die wiederum in jedem möglichen
Abstand von der Düsenöffnung angeordnet
werden können.
Es würde
zu weit führen,
hier alle Parameter und Messgrößen zu benennen,
die sich neben optischen Prüfungen
und Druck- und Aufprallmessungen durchführen lassen. Durch die Öffnung 48 lassen
sich jedoch auch heiße bzw.
beheizbare Koksstücke
in den Rohrkörper 2 einführen, um
Zertrümmerungsmuster
festzustellen und ggf. zu verändern.
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Da
der mit dieser Prüfeinrichtung
in dem Rohrkörper 2 erzielbare
Hochdruckwasserstrahl den Praxisbedingungen entspricht und der Hochdruckwasserstrahl
genau geprüft
und gemessen werden kann, sind nun bisher nicht verfügbare Mittel
zur Optimierung des Wasserstrahls und vor allem der Schneidleistung
von Hochdruckwasserstrahlen vorhanden.
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Die
erfindungsgemäße Prüfeinrichtung
lässt sich,
wie am Anfang der Beschreibung dargelegt ist, in verschiedener Weise
ausgestalten. Man braucht jedoch die hier als Aufnahmegehäuse 32 ausgebildeten
Mittel 30 zum Aufnehmen des Decoking-Werkzeugs 31.
Weiterhin muss das Decoking-Werkzeug 31 an eine Hochdruckwasserleitung 54 anschließbar sein.
Darüber
hinaus sind Mittel zum Prüfen
des aus dem Decoking-Werkzeug austretenden Wasserstrahls anzuordnen,
und zwar des Strahls, der beim Öffnen
der Hochdruckwasserleitung aus einer Düse des Decoking-Werkzeugs 31,
insbesondere aus einer Schneiddüse 59,
austritt. Der Rohrkörper 2 ist
im vorliegenden Ausführungsbeispiel
vor allem aus vier Gründen
gewählt
worden. Er lässt
die Bildung eines Hochdruckwasserstrahls wie in der Praxis zu. Man kann
diesen Wasserstrahl auf vielfältige
Weise einer Prüfung
unterziehen. Der Rohrkörper 2 bietet
ausreichende Sicherheit zur Vermeidung von Beeinträchtigungen
der Umgebung. Und der Rohrkörper 2 lässt sich
auf einfache Weise in einen Wasserkreislauf integrieren.