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Verfahren und Vorrichtung zum automatischen Austrocknen von Dampfräumen für die
Dauer von Betriebspausen
In Dampfanlagen verursachen die aus dem Dampf entstehenden Kondensate während der Betriebsunterbrechungen Korrosionsangriffe an den Wandungen der Dampfräume. Durch die bekannten Entwässerungsvorrichtungen kann zwar der grösste Teil des angesammelten Kondenswassers abgeleitet werden, die im Dampfraum, an dessen Wandungen und in den Entwässerungsvorrichtungen selbst verbleibenden Wasserreste und Feuchtigkeit verursachen jedoch während der Betriebsunterbrechungen auch weiter erhebliche Korrosionsschäden.
Die Erfindung hat den Zweck, den Dampfraum oder Dampfräume für die Dauer von Betriebsunterbrechungen automatisch auszutrocknen und dadurch die Nachteile von Stillstandkorrosionen zu verhüten.
Es ist zwar allgemein bekannt, dass durch sogenannte Desikkanten ein Austrocknen von abgeschlossenen Räumen möglich ist, deren Einsatz und Regenerieren ist jedoch in Dampfanlagen zu umständlich, um eine allgemeine Anwendung gefunden zu haben.
Das Wesen dieser Erfindung besteht darin, dass der Desikkant während der Dampf-Betriebszeit automatisch erhitzt und dadurch regeneriert wird, wobei der den Desikkanten enthaltende Desikkatorraum für diese Zeit durch ein Ventil mit der Aussenluft automatisch verbunden wird, so dass die durch den Desikkanten während der Betriebspause adsorbierte oder absorbierte Feuchtigkeit in die Umgebung ausgetrieben wird. Wird das Erhitzen des Desikkanten unterbrochen, so schliesst das erwähnte Ventil die Verbindung mit der Aussenluft automatisch ab, so dass die Wasseraufnahmefähigkeit des regenerierten Desikkanten aufrechterhalten bleibt. Bei wiederholtem Erhitzen des Desikkanten wird das nach aussen verbindende Ventil wieder automatisch geöffnet.
Wird die Dampfzufuhr eines auszutrocknenden Dampfraumes abgestellt und kühlt dieser infolgedessen ab, so wird das in die Verbindungsleitung zwischen Dampfraum und Desikkatorraum eingesetzte zweite Ventil automatisch geöffnet und der regenerierte Desikkant entzieht dem Dampfraum die darin verbliebenen Wasserreste und Feuchtigkeit. Bei Wiederaufnahme des Dampfbetriebes im Dampfraum wird das zweite Ventil durch die erhöhte Dampfraumtemperatur wieder automatisch geschlossen.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird als Heizelement die äussere oder die mit ihr durch Wärmeleitung in Verbindung stehende Oberfläche des auszutrocknenden Dampfraumes benützt. Der Desikkant wird in diesem Falle während des Betriebes ständig erwärmt, so dass er aus der Aussenluft keine Feuchtigkeit aufnehmen kann. Nach Abstellen des Dampfbetriebes kühlt der Dampfraum aus, durch eine gegenüber der Dampftemperatur geringere Temperatur wird das erwähnte Ventil automatisch geschlossen. Nach Erreichen etwa der Zimmertemperatur werden der Dampfraum und der Desikkatorraum durch Öffnen eines zweiten Fernsteuerventils miteinander automatisch verbunden.
Der auf der beschriebenen Weise ständig trockengehaltene Desikkant entzieht dem Dampfraum alle in ihm verbliebenen Wasser- und Feuchtigkeitsreste. Nach Wiederaufnahme des Dampfbetriebes steigt die Temperatur im Dampfraum. Dies bewirkt vorerst das automatische Schliessen des zweiten Fernsteuerventils, wodurch die Verbindung des Dampfraumes mit dem Desikkatorraum unterbrochen wird. Bei einer der Betriebstemperatur des Dampfes naheliegenden Temperatur bewirkt der Temperaturfühler das automatische Öffnen des ersten Fernsteuerventils, wodurch der Desikkatorraum wieder mit der Aussenluft verbunden wird. Die durch Erwärmen des Desikkanten ausgetriebenen Dämpfe entweichen daher wieder in die Umgebung.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird das Erhitzen des Desikkanten beim Erreichen der vorgeschriebenen Regenerations-Temperatur automatisch eingesetzt und durch einen gleichzeitig in Bewegung gesetzten Zeitschalter ausgeschaltet. Diese Ausführungsform ermöglicht das Austrocknen einer grösseren Anzahl von voneinander getrennten Dampfräumen.
Das Verfahren und die Wirkungsweise der Vorrichtung zum automatischen Austrocknen von Dampfräumen für die Dauer von Betriebspausen wird an Hand von Darstellungen beschrieben, die vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung darstellen.
Fig. 1 ist ein Querschnitt einer gegen Stillstands-Korrosionsangriffe zu schützenden Dampfrohrleitung, nebst der zum automatischen Austrocknen des Dampfraumes geeigneten Einrichtung.
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Fig. 2 ist ein Grundriss desselben Dampfraumes und derselben Einrichtung.
Fig. 3 und 4 sind weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.
In Fig. 1 bedeutet 1 den auszutrocknenden Dampfraum, 2 den mit Rippen 4 versehenen und zur Auf- nahme des Desikkanten 3 dienenden Aufsatzes, 5 die Haube, die mit Schrauben 6 an den Aufsatz 2 geschraubt wird und mit diesem den Desikkatorraum umgrenzt. Der Desikkatorraum und der Dampfraumkönnen durch die Leitungen 7 und 8 miteinander verbunden werden, wobei diese Verbindung je nach Bedarf durch das
Fernsteuerventil B unterbrochen oder wiederhergestellt werden kann. Die gemeinsame Verlängerung 10 der Leitungen 7 und 8 ist mit einem zweiten Fernsteuerventil A ausgestattet. Die Fernsteuerventile A und B werden durch den Temperaturfühler 9 automatisch geöffnet bzw. geschlossen. Das Schnüffelventil C verhütet das Auftreten von Vakuum im Desikkatorraum.
Durch den in den Dampfraum 1 eingelassenen Dampf wird die Dampfraumtemperatur erhöht. Der
Fühler 9 bewirkt das automatische Schliessen des Ventils B, wobei sich das Ventil A ebenfalls in Schliess- stellung befindet. Wird im Dampfraum eine der Betriebstemperatur naheliegende Temperatur erreicht, bewirkt der Temperaturfühler das automatische Öffnen des Fernsteuerventils A.
Der zwischen den Rippen 4 des Aufsatzes 5 liegende Desikkant wird über die Dampfraumwand und den
Aufsatz 2 ebenfalls erhitzt und die im Desikkanten adsorbierte oder absorbierte Feuchtigkeit wird dadurch in Form von Dämpfen durch das offene Fernsteuerventil A in die umgebende Luft ausgetrieben. Durch diese Behandlung wird der Desikkant automatisch regeneriert, d. h. für die Dauer der nächsten Betriebsunterbrechung wieder wasseraufnahmefähig gemacht.
Wird der Dampfbetrieb abgestellt, sinkt die Temperatur im Dampfraum 1, der Fühler 9 bewirkt das automatische Schliessen des Ventils A, so dass der Desikkant seine wiedergewonnene Wasseraufnahmefähigkeit während der Abkühlperiode beibehält. Während dieser Abkühlperiode schlägt sich der im Dampfraum 1 befindliche Dampf als Kondenswasser ab, dessen grösster Teil aus diesem Raum in bekannter Weise entfernt wird.
Nach Erreichen der Zimmertemperatur bewirkt der Fühler 9 das automatische Öffnen des Fernsteuerventils B, wobei Ventil A geschlossen bleibt. Dadurch wird der Dampfraum 1 mit dem Desikkatorraum verbunden. Der während der Betriebszeit regenerierte Desikkant 3 nimmt die im Dampfraum 1 noch verbliebenen Wasserreste und Feuchtigkeit auf und trocknet damit diesen Raum aus, sodass darin keine Stillstandskorrosionen entstehen können.
In den Fig. 1 und 2 ist als auszutrocknender Dampfraum ein Dampfrohr dargestellt, das Verfahren und die Vorrichtung gemäss dieser Erfindung kann jedoch sinngemäss für andere beliebige Dampfräume angewendet werden.
Da für das Regenerieren des benützten Desikkanten nur ein gewisses Temperaturband zulässig ist, kann die in Fig. 1 und 2 dargestellte Einrichtung nur in Fällen angewandt werden, in welchen die Betriebstemperatur innerhalb dieses Bandes liegt. Für den Fall, dass die Dampftemperatur ausserhalb des zulässigen Regenerier-Temperaturbandes liegt, dienen die in Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsformen. Die Anwendung derselben ist jedoch nicht nur auf höhere oder niedrigere Dampftemperaturen beschränkt, sondern können auch zu Anwendung gelangen, wenn die Betriebstemperatur des Dampfes innerhalb des zulässigen Temperaturbandes liegt.
In Fig. 3 bedeutet 1 den auszutrocknenden Dampfraum, 9 den Temperaturfühler, 11 eine Verbindungsleitung zwischen Dampfraum 1 und Lufterhitzer 12, 13 den Kondenswasserableiter am Lufterhitzer 12, 14 ein Saugventil am Lufteintrittsstutzen 15 des Ventilators 16, 17 eine Verbindungsleitung zwischen dem Desikkatorraum 17 und dem Dampfraum 1 und 20 ein Fernsteuerventil in dieser Leitung.
Nach Anlassen des Dampfbetriebes erhöht sich die Temperatur im Dampfraum 1 und durch den Temperaturfühler 9 wird das Fernsteuerventil20 automatisch geschlossen. Dadurch wird die Verbindung 19 zwischen Dampfraum und Desikkatorraum 17 unterbrochen. Bei Überschreiten der unteren RegenerierTemperatur-Grenze im Dampfraum 1 gibt der Temperaturfühler 9 einen zweiten Impuls, der den elektrisch angetriebenen Ventilator in Drehung versetzt.
Das im Saugstutzen 15 entstehende Vakuum öffnet das Saugventil 14 und die angesaugte Frischluft wird im Lufterhitzer 12 auf eine dem Desikkanten bestens entsprechende Regenerier-Temperatur erhitzt.
Die erhitzte Luft durchströmt den Desikkatorraum, erhitzt den Desikkanten, nimmt die aus dem Desikkanten durch das Erwärmen ausgetriebene Feuchtigkeit auf und entweicht durch das Überströmventil 25 ins Freie. In einer gewissen Zeit ist der Desikkant auf diese Weise regeneriert.
Wird der Dampfbetrieb abgestellt, sinkt die Dampfraumtemperatur, der Ventilator 16 wird durch den Fühler 9 abgestellt und die Ventile 14 und 18 schliessen automatisch. In der Nähe der Zimmertemperatur wird das Fernsteuerventil20 durch den Fühler 9 automatisch geöffnet und der Dampfraum 1 wird dadurch mit dem Desikkatorraum verbunden. Der während des Betriebes regenerierte Desikkant trocknet den Dampfraum 1 während der Betriebsunterbrechung aus.
An Stelle des dampfbeheizten Lufterhitzers kann, und, wenn die Dampftemperatur niedriger als die Grenze des Regenerier-Temperaturbandes ist, muss ein elektrisch beheizter Lufterhitzer zur Anwendung gelangen. Das Abstellen des Ventilatormotors 16 kann vorteilhafterweise durch einen Zeitschalter 21 erfolgen. Das Anlassen des Ventilators erfolgt in diesem Falle ebenfalls durch den Temperaturfühler 9, das Abstellen desselben bewirkt dagegen der gleichzeitig in Bewegung gesetzte Zeitschalter 21 nach einer Erwärmungszeit, während der das Regenerieren des Desikkanten erfahrungsgemäss beendet ist. Diese
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in Fig. 4 dargestellte Ausführungsform der Erfindung hat auch den Vorteil, dass eine beliebige Zahl getrenn- ter Dampfräume 22, 22', 22" an ein und demselben Desikkatorraum 17 angeschlossen werden kann.
Jeder getrennte Dampfraum wird an den gemeinsamen Desikkatorraum 17 durch je eine separate Rohrleitung 23,
23', 23" mit Dazwischenschalten je eines Fernsteuerventils 24,24', 24" angeschlossen. Jedes dieser Ventile wird von dessen Temperaturfühler 25, 25', 25" gesteuert. Um das automatische Öffnen der Fernsteuer- ventile 24,24', 24" vor Stillstand des Ventilators 16 zu verhüten, sind die elektrischen Antriebe des Venti- lators 16 und der Fernsteuerventile 24,24', 24"miteinander so verriegelt, dass letztere nur öffnen, wenn der Antriebsmotor des Ventilators 16 ausgeschaltet ist. Anderseits müssen vor Anlassen des Ventilators 16 sämtliche angeschlossenen Fernsteuerventile durch den Zeitschalter 21 automatisch geschlossen werden, unabhängig davon, welche Impulse von den entsprechenden Temperaturfühlern zu dieser Zeit erteilt werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum automatischen Austrocknen von Dampfräumen für die Dauer von Betriebspausen durch Anwendung von adsorbierenden oder absorbierenden Desikkanten, dadurch gekennzeichnet, dass der Desikkant im Desikkatorraum während des Dampfbetriebes automatisch erhitzt, für die Dauer des Erhitzens mit der Aussenluft automatisch in Verbindung gebracht, bei Aufhören des Erhitzens von der
Aussenluft automatisch abgeschlossen, in der Nähe etwa der Zimmertemperatur des auszutrocknenden
Dampfraumes mit diesem automatisch verbunden und bei Erhöhen der Dampftemperatur über Zimmer- temperatur diese Verbindung automatisch unterbrochen wird.