Verfahren, um einen flüchtigen Kohlenwasserstoff zu verdampfen und Verdampfer zur Durchführung des Verfahrens Das vorliegende Patent bezieht sich auf ein Ver fahren, um einen flüchtigen Kohlenwasserstoff zu ver dampfen und auf einen Verdampfer zur Durchfüh rung des Verfahrens, mit einer Verdampfungskammer, in welcher ein elektrisches Heizelement angeordnet ist, und die einen flüchtigen Kohlenwasserstoff ent hält. Solche Verdampfer können insbesondere für Zerstäubungsapparate, Spritzpistolen und dergleichen verwendet werden.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch ge kennzeichnet, dass ein Kohlenwasserstoff mit einem Siedeintervall von höchstens 50 C und einer mitt leren Siedetemperatur von annähernd 50 C verwendet wird.
Der Verdampfer zur Durchführung des Verfah rens ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass ein Verdampfungsraum durch das Heizelement und eine es umschliessende Mantelfläche gebildet ist, welcher Verdampfungsraum einen Flüssigkeitseinlass und einen Dampfauslass aufweist, wobei der flüchtige Kohlenwasserstoff im Verdampfungsraum in unmittel barem Kontakt mit der Heizfläche des Heizelementes steht.
In der beiliegenden Zeichnung ist ein Ausfüh rungsbeispiel des erfindungsgemässen Verdampfers zur Durchführung des ebenfalls erfindungsgemässen Verfahrens dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 den Verdampfer im Längsschnitt, Fig. 2 im grösseren Massstab und im Schnitt die Verdampfungskammer und das Heizelement, Fig. 3 eine Variante des Verdampfers im Schnitt und Fig. 4 einen Stromkreis mit druckempfindlichem Schalter zur Regelung des Dampfdruckes.
Der in Fig. 1 dargestellte Verdampfer besitzt eine Verdampfungskammer 1, in welcher der Spiegel des zu verdampfenden flüchtigen Kohlenwasserstoffes sta bil ist, so dass ein Dampf konstanter Temperatur er halten wird. In einem solchen Verdampfer wird ein Kohlenwasserstoff mit einem kurzen und tiefen Siede intervall von höchstens 50 C, wie z. B. Petroläther, verdampft. Der erzeugte Dampf kann als Druckmittel für Vorrichtungen zum Spritzen von Farbstoffen die nen, insbesondere beim warmen Spritzen. Während des Spritzens bildet der Dampf eine Schutzschicht, dank welcher das Lösungsmittel von dem Farbstoff nicht abgezogen werden kann.
Die Verdampfungskammer 1 ist mit einem Flüs- sigkeitseinlass 2 und einem Dampfauslass 3 (Fig. 1, 2) versehen. Die Verdampfungskammer 1 besitzt ein Ge häuse 4, das an seinem oberen Ende geschlossen und an seinem unteren Ende auf einer Grundplatte 5 be festigt- ist. Die Verbindung des Gehäuses 4 mit der Grundplatte 5 ist dicht genug, damit keine Druckver luste entstehen. Dies kann auf verschiedene Weise verwirklicht werden. In den Fig.1 und 2 sind zwei ver schiedene Beispiele einer solchen Verbindung darge stellt.
Das Heizelement 6 besteht aus einem metallischen Band 7, das in Zickzack gefaltet und schrauben- linienförmig um einen Kern 8 aus Isoliermaterial an geordnet ist. Der Kern 8 ist an der Grundplatte 5 befestigt, wobei das Band 7 beidseitig mit dem flüs sigen und dem dampfförmigen Kohlenwasserstoff in Kontakt steht. Vorzugsweise besteht das Band 7 aus einem Metall mit hoher elektrischer Leitfähigkeit, z. B. aus Chromstahl.
Befestigungsklemmen 9 sind oben und unten am Kern 8 angebracht und dienen der Befestigung der Enden des Bandes 7 sowie der Enden eines Stranges 10 aus biegsamem Isoliermaterial, z. B. Asbest, der zwischen den Windungen des Bandes 7 angeordnet ist. Jede der Befestigungsklemmen 9 ist mit einem elektrischen Stromkreis verbunden.
Die Befestigungsklemmen 9 sind aneinander durch das Widerstandsband 7 verbunden, so dass dieses von einem elektrischen Strom durchflossen wird und die Flüssigkeit in der Verdampfungskammer 1 heizen kann.
Ein weiteres Band 11 aus Isoliermaterial, z. B. auch aus Asbest, ist um das Band 7 gewickelt, um dieses zusammenzuhalten. Die Enden des Bandes 11 sind ebenfalls von den Befestigungsklemmen 9 ge halten.
Der Raum 12 in der Verdampfungskammer 1 bil det den Verdampfungsraum, in welchem der flüchtige Kohlenwasserstoff von einem Behälter 13 über eine Leitung 14 zugeführt wird. Die Mündung 2 der Lei tung 14 in den Verdampfungsraum 12 bestimmt den praktisch konstanten Spiegel der Flüssigkeit in diesem Raum, wie nachstehend näher erläutert wird. Dank dem konstanten Spiegel wird ein Dampf konstanter Temperatur erhalten, was zu Malzwecken sehr wichtig ist.
Die Leitung 14 durchsetzt den Behälter 13 und mündet in den Ringraum eines aus einem doppel wandigen Rohr bestehenden Wärmeaustauschers 15, dessen beide Wände in Kontakt mit dem flüssigen Kohlenwasserstoff stehen und dessen offenes Ende über dem Flüssigkeitsspiegel im Behälter 13 liegt.
In seinem unteren Teil weist der Wärmeaustau- scher 15 eine Öffnung 16 von verhältnismässig klei nem Querschnitt auf, durch welche der flüssige Koh lenwasserstoff vom Behälter 13 in die Leitung 14 gelangt.
Die Leitung 14 verbindet den Verdampfungsraum 12 mit dem Dampfraum im Behälter 13. Der Dampf druck im Behälter 13 ist dann annähernd gleich dem Dampfdruck im Raume 12. Wenn also der Dampf druck im Raum 12 steigt, das heisst, wenn weniger Dampf verbraucht bzw. abgeführt wird, so senkt sich der Flüssigkeitsspiegel in der Druckkammer 1. Sobald dieser Flüssigkeitsspiegel den Einlass 2 erreicht, kann der Dampf durch die Leitung 14 in den Behälter 13 gelangen und dort teilweise kondensieren, so dass ein weiteres Sinken des Spiegels in der Verdampfungs- kammer 1 verhindert wird.
Wenn umgekehrt, während der Arbeit des Druck dampf benötigenden Verbrauchers, z. B. einer Spritz pistole, der Druck im Raume 12 abnimmt, so gelangt Dampf vom Behälter 13 in den Raum 12 und stellt das Druckgleichgewicht wieder her.
Auf diese Weise kann der Flüssigkeitsspiegel in folge einer Zunahme der Zufuhr durch die Öffnung 16 nicht steigen. Ferner ist diese Öffnung 16 derart bemessen, dass der Flüssigkeitsfluss zum Verdamp- fungsraum 12 genügend ist, um den abgezogenen Dampf zu ersetzen, aber niemals derart, dass ein grosser Spiegelunterschied infolge einer plötzlichen Druck abnahme im Raume 12 verursacht wird.
Der Wärmeaustauscher 15 dient der Ausnützung der Wärme des zurückfliessenden flüssigen oder dampfförmigen Kohlenwasserstoffes, um ersteren im Behälter 13 vorzuwärmen.
Ein druckempfindlicher Schalter 17 ist auf dem Behälter 13 angeordnet und durch eine Öffnung dieses Behälters 13 dem darin herrschenden Druck aus gesetzt. Der Schalter 17 steuert die elektrische Strom zufuhr zum Band 7 derart, dass der Dampfdruck im Behälter 13 auf einem vorbestimmten Wert gehalten wird.
Der Schalter 17 weist eine Druckwand 18 (Fig. 4) auf, die über einen Balg 19 mit einem Gehäuse 20 verbunden ist. Die untere Fläche der Wand 18 ist dem Druck im Behälter 13 ausgesetzt, während auf der anderen Fläche eine mittels eines Einstellorgans 22 einstellbare Feder 21 einwirkt. Die Wand 18 ist mit dem ferromagnetischen Kontakt 23 eines elektrischen Schaltelementes 24 verbunden. Der Kontakt 23 ist schwenkbar bei 25 gelagert und zwischen zwei per manenten oder permanent erregten Magneten 26, 27 angeordnet, deren einander gegenüberliegende Pole gleiches Vorzeichen haben, so dass der Kontakt 23 von beiden Magneten 26, 27 angezogen werden kann.
Wenn der Dampfdruck im Behälter 13 derart steigt, dass die Wirkung der Feder 21 und des Ma gnetes 27 aufgehoben wird, so dass die Wand 18 sich hebt, dann fällt der Kontakt 23 ins Feld des Ma gnetes 26, und die elektrische Stromzufuhr zum Band 7 wird somit unterbrochen.
Wenn der Druck im Behälter 13 unter den vor bestimmten Wert fällt, so kommt der Kontakt 23 wie der mit dem Magnet 27 in Berührung, und der elek- trische.Strom zum Band 7 fliesst wieder. Dank der Verwendung der Magnete 26, 27 erhält man sehr sta bile Schalterstellungen, so dass unstabile Zwischen zustände oder Schwingungen keine Umschaltung ver ursachen. Vorzugsweise wird für den Kontakt 23 ein biegsames Schaltmesser verwendet.
Der Schalter 17 steuert auch ein Relais 28, das ausserhalb der Verdampfungskammer 1 angeordnet ist und das selber die Stromhauptzufuhr steuert.
Sobald der Druck im Raume 12 über den ge wünschten Spitzendruck steigt, steigt der Druck im Behälter 13, und der Schalter 17 wird betätigt, wo durch die elektrische Stromzufuhr zum Heizelement, das heisst zum Band 7, unterbrochen wird und unter brochen bleibt, solange der vorerwähnte Druck nicht unter einen vorbestimmten Wert sinkt. Der für das Spritzen gewünschte Druck kann wahlweise mittels des Einstellorgans 22 eingestellt werden.
Der Dampf wird vom Verdampfungsraum 12 über den biegsamen Schlauch 29 abgeführt, der zweck mässigerweise mit nicht dargestellten elektrischen Heizmitteln versehen ist und zur ebenfalls nicht dar gestellten Spritzpistole führt. Um eine Kondensation im Schlauch 29 zu vermeiden, muss die Dampfab nahme während des Anlaufens des Verdampfers un terbrochen werden. Während diesem Anlaufen wird zuerst Dampf gebildet und überhitzt, bevor das Sprit zen anfängt. Dies gilt ebenfalls, wenn der Verdampfer nicht verwendet wird und wenn die elektrische Strom- zufuhr unterbrochen ist, und zwar unabhängig vom herrschenden Druck. Denn anderseits würde der Dampf wegen der raschen Abkühlung des Schlauches 29 in demselben kondensieren.
Aus diesem Grunde ist zwischen dem Schlauch 29 und dem Dampfauslass 3 ein nicht dargestelltes Absperrventil vorgesehen, das von Hand oder selbsttätig durch den Schalter 17 be tätigt wird.
Der dargestellte Verdampfer funktioniert wie folgt: Wenn der Verdampfer nicht in Funktion ist, und wenn die elektrische Stromzufuhr unabhängig vom Druck im Behälter 13 und im Raume 12 unterbrochen ist, so herrscht im letzteren Raumtemperatur, so dass praktisch kein Dampf vorhanden ist. Der Spiegel in der Verdampfungskammer 1 liegt demnach ziemlich über dem Spiegel, der sich während des Betriebes des Verdampfers einstellt. Beim Anlassen des Verdamp fers wird das Einstellorgan 22 derart betätigt, dass die elektrische Stromzufuhr nicht vor dem Erreichen des maximalen Arbeitsdruckes unterbrochen wird.
Während dieser Periode wird das vorgenannte Ab sperrventil geschlossen, und der erzeugte Dampf ver ursacht eine rasche Druckzunahme im Raume 12.
Nach Bildung von unter Druck stehendem Dampf sinkt der Flüssigkeitsspiegel in der Verdampfungs- kammer 1, bis zur Mündung der Leitung 14 in den Behälter 13, worauf der Dampf in den Behälter 13 gelangt und dort teilweise kondensiert.
Der Flüssigkeitsspiegel im Raume 12 wird leicht um eine Mittellage pendeln, da der Dampf in den Be hälter 13 gelangen kann, wenn dieser Flüssigkeits spiegel unter der genannten Mündung sinkt, wobei aber dadurch die Temperatur des flüssigen Kohlen wasserstoffes im Behälter 13 dank dem Wärmeaus- tauscher 15 steigt, so dass der Dampfdruck im Be hälter 13 auch steigt.
Wenn der maximale Arbeitsdruck erreicht worden ist, wird die elektrische Stromzufuhr vom Schalter 17 unterbrochen, wie vorbeschrieben wurde.
Die Spritzpistole wird angeschlossen, und der wirkliche Arbeitsdruck mittels des Einstellorgans 22 eingestellt. Anschliessend wird auch das Absperrventil geöffnet, so dass Dampf in den Schlauch 29 gelangt. Wenn die Spritzpistole betätigt wird, so wird der Dampf durch deren Düse freigelassen. Der Druck im Raume 12 sinkt, und der Dampf vom Behälter 13 fliesst zurück in diesen Raum 12. Wenn der Druck im Behälter 13 unter einen bestimmten Wert sinkt, wird der Schalter 17 betätigt, worauf die elektrische Strom zufuhr zum Band 7 wieder eingestellt wird.
Der Verdampfer arbeitet jetzt sehr stabil, und der Flüssigkeitsspiegel schwankt nun beidseitig der Mün dung der Leitung 14. Der Dampf bleibt somit prak tisch unter konstantem Druck und hat somit praktisch eine konstante Temperatur.
In Fig. 3 ist eine Variante des Verdampfers dar gestellt, bei welcher ein Teil der Verdampfungskam- mer 30 innerhalb des Behälters 31 für flüssigen Koh lenwasserstoff (entsprechend dem Behälter 13 der Fig. 1, 2) angeordnet ist. Die Dimensionen des Ver- dampfers lassen sich somit weitgehend reduzieren, wobei ein besonders günstiger Wärmeaustausch zwi schen dem flüssigen und dem dampfförmigen Teil des Kohlenwasserstoffes erzielt wird.
Der Behälter 31 bildet mit dem unteren Teil der Wand der Verdampfungskammer 30 einen Druck kessel, der aus einem oberen zylindrischen Teil 31, einem mittleren, ebenfalls zylindrischen Teil 32, des sen Durchmesser kleiner als derjenige des Teils 31 ist, und einem Bodenteil 33, der am Teil 32 druckfest abnehmbar befestigt ist, besteht. Eine zylindrische Trennungswand 34 ist im Teil 31 angeordnet und bildet mit den Teilen 32 und 33 die Wand der Ver- dampfungskammer 30.
Die Wand 34 weist eine kleine Öffnung 35 auf, durch welche ihr Inneres mit einem Ringraum für flüssigen Kohlenwasserstoff kommuni ziert, welcher Ringraum von der Wand 34 und dem Teil 31 gebildet ist. Ein Heizelement 39, wie in bezug auf Fig. 1, 2 beschrieben, ist am Bodenteil 33 be festigt.
Der Schalter 17 ist auf der oberen Seite des Be hälters 31 angeordnet. Der Schlauch 29 ist mit einem nicht dargestellten Absperrventil versehen und mit einer Haube 36 verbunden, die den Dampfraum bil det, in welchem der Dampf überhitzt wird.
Da die Kammer 30 und der Behälter 31 nur durch die dünne Wand 34 getrennt sind, findet ein Wärme austausch zwischen diesen Räumen längs dieser gan zen Wand 34 statt. Der flüssige Kohlenwasserstoff im Behälter 31 wird praktisch auf die gleiche Tem peratur wie der flüssige Kohlenwasserstoff in der Kam mer 30 geheizt.
Die Anlasszeit ist bei dieser Ausführungsform etwas länger, dafür ist die Verdampfung während der Arbeit weitgehend beschleunigt, und zwar wegen der hohen Temperatur im Behälter 31. Ferner ist der Dampfdruck im Behälter 31 wesentlich stabiler, da weniger Kondensation erfolgt.
Wenn der Verdampfer angelassen worden ist, sinkt der Flüssigkeitsspiegel in der Haube 36, bis die Kante 37 erreicht worden ist, dann kann der Dampf über den ringförmigen Kanal 38 in den Behälter 31 gelangen und dort teilweise kondensieren, so dass ein weiterer Wärmeaustausch erfolgt.
Der Flüssigkeitsspiegel in der Haube 36 steigt dann in bezug auf die Kante 37 wieder, so dass der Dampf nicht herausströmen kann. Dann steigt der Druck wieder, und der Prozess wiederholt sich.
Wenn der Dampfdruck im Behälter 31 den maxi malen Wert erreicht hat, schaltet der Schalter 17 um, und die elektrische Stromzufuhr zum Heizelement ist unterbrochen. Die Spritzpistole kann jetzt be tätigt werden, und der Flüssigkeitsspiegel bleibt prak tisch auf der Höhe der Kante 37. Der Dampf hat so mit praktisch eine konstante Temperatur.
Die Verwendung von Chromstahl für das Band 7 erlaubt nicht nur eine Kostensenkung, sondern noch die Entwicklung einer Leistung von 3000 Watt, die notwendig ist, um eine genügende Verdampfung bei einer Spannung von 220 V zu erreichen, wobei das Band 7 doch unter einer verhältnismässig tiefen Tem peratur bleibt.
Wenn überhitzter oder trockener Kohlenwasser stoffdampf als Zerstäubungsmittel verwendet wird, so mischt sich dieser Dampf nicht mit der Farbe, so dass empfindliche Lacke, die eine Mischung mit ge wissen Kohlenwasserstoffprodukten nicht ertragen (z. B. können Nitrozelluloselacke nicht mit Petrol gemischt werden), mit dem gleichen Dampf zerstäubt werden wie weniger empfindliche Lacke.
Aus wirtschaftlichen Gründen ist die Verwen dung von billigen Kohlenwasserstoffprodukten, z. B. von Petrol, wünschenswert. Wenn aber handels übliches Petrol verwendet wird, muss der Widerstand des elektrischen Heizelementes stets neu eingestellt werden, ansonst der gewünschte Druck nicht erhalten bleibt. Ferner bildet sich ein Kohlenstoffniederschlag auf dem Heizkörper.
Diese Nachteile werden dadurch beseitigt, dass Kohlenwasserstoffprodukte verwendet werden, deren Verdampfungsintervall sich über höchstens 50 C er strecken und die eine mittlere Siedetemperatur von 50 C haben. Beispielsweise kann Petroläther mit einem Siedeintervall von 40 bis 60 C oder Benzin mit einem Siedeintervall von 30 bis<B>800C</B> als Zerstäu- bungsmittel gebraucht werden.
Wenn ein billiges Kohlenwasserstoffprodukt ver wendet wird, muss nicht mehr eine kontinuierlich zu nehmende Temperatur vorhanden sein, weil der not wendige Dampfdruck somit erhalten bleibt, da alle Komponenten bei relativ tiefen Temperaturen ver- dampfen. Ein Dampfdruck von etwa 6 Atü, der zur Zerstäubung genügend ist, kann bei einer Temperatur von 130 C erreicht werden. Somit genügt die relativ tiefe Temperatur des Heizkörpers zur Erzeugung jedes gewünschten Druckes.
In Anbetracht dessen, dass viele Länder hohe Zoll ansätze auf Motorbrennstoff besitzen, ist es zweck mässig, die verwendeten Kohlenwasserstoffe derart zu entwerten, dass sie als Motorbrennstoff nicht mehr verwendbar sind. Ein Vergällungsmittel, dessen Siede intervall innerhalb desjenigen des Kohlenwasserstoffes liegt, wird diesem beigemischt. Dieses Mittel muss in bezug auf den Stoff, mit welchem es bei Siedetem peratur in Berührung kommt, inert sein, muss aber gleichzeitig mit dem Kohlenwasserstoff verdampfen, ansonst sich im Druckkessel eine Kondensation eines solchen Mittels bilden würde.
Als besonders geeignetes Vergällungsmittel kann Dichlormethan verwendet werden, das zwischen 38 und 41 C siedet. Die Endsiedetemperatur ist so tief, dass es bei einem Prozentsatz von 1 bis 5 % ganz mit dem Kohlenwasserstoff verdampft. Es ist stabil genug, um bei keiner der Arbeitstemperaturen unstabil zu werden. Eine Dekomposition würde Salzsäure bilden, die schwere Beschädigungen an den metallischen Tei len des Apparates herbeiführen würde.
Nachstehend werden Charakteristiken von Petrol- äther <I>(A),</I> Benzin<I>(B),</I> Dichlormethan (C) und han delsüblichem Dichlormethan (D) angegeben, die mit dem beschriebenen Apparat verwendet .werden kön nen:
EMI0004.0029
<I>A <SEP> B <SEP> C <SEP> D</I>
<tb> Spezifische <SEP> Dichte <SEP> bei <SEP> 15 <SEP> C <SEP> 0,650 <SEP> 0,640 <SEP> - <SEP> Spezifische <SEP> Dichte <SEP> bei <SEP> 20 <SEP> C <SEP> - <SEP> - <SEP> 1,324 <SEP> bis
<tb> 1,326
<tb> Siedeintervall <SEP> in <SEP> <SEP> C <SEP> 40-60 <SEP> 30-80 <SEP> 38-41 <SEP> 40-62
<tb> Gehalt <SEP> an <SEP> aromatischen <SEP> Substanzen <SEP> nach
<tb> dem <SEP> 112S04 <SEP> Gewinnungsverfahren <SEP> 3 <SEP> % <SEP> 3 <SEP> % <SEP> - <SEP> Verdampfungszeit <SEP> (Äther <SEP> = <SEP> 1) <SEP> - <SEP> - <SEP> 1,8 <SEP> 2
<tb> Gehalt <SEP> an <SEP> CH2C12 <SEP> - <SEP> - <SEP> 98% <SEP> 65-70%
<tb> Rest
<tb> Chloroform
Method to evaporate a volatile hydrocarbon and evaporator for carrying out the method The present patent relates to a method to evaporate a volatile hydrocarbon and to an evaporator for carrying out the method, with an evaporation chamber in which an electric heating element is arranged, and which holds a volatile hydrocarbon ent. Such vaporizers can be used in particular for atomizing apparatus, spray guns and the like.
The method according to the invention is characterized in that a hydrocarbon with a boiling range of at most 50 ° C. and a mean boiling temperature of approximately 50 ° C. is used.
The evaporator for carrying out the method is characterized according to the invention in that an evaporation space is formed by the heating element and a jacket surface surrounding it, which evaporation space has a liquid inlet and a vapor outlet, the volatile hydrocarbon in the evaporation space in direct contact with the heating surface of the heating element stands.
In the accompanying drawing, an exemplary embodiment of the evaporator according to the invention for carrying out the method according to the invention is shown. 1 shows the evaporator in longitudinal section, FIG. 2 on a larger scale and in section the evaporation chamber and the heating element, FIG. 3 a variant of the evaporator in section and FIG. 4 an electrical circuit with a pressure-sensitive switch for regulating the vapor pressure.
The evaporator shown in Fig. 1 has an evaporation chamber 1, in which the level of the volatile hydrocarbon to be evaporated is sta bil, so that a constant temperature vapor it will hold. In such an evaporator, a hydrocarbon with a short and deep boiling interval of at most 50 C, such as. B. petroleum ether, evaporated. The generated steam can be used as a pressure medium for devices for spraying dyes, especially when spraying warm. During spraying, the vapor forms a protective layer, thanks to which the solvent cannot be removed from the dye.
The evaporation chamber 1 is provided with a liquid inlet 2 and a steam outlet 3 (FIGS. 1, 2). The evaporation chamber 1 has a Ge housing 4 which is closed at its upper end and fastened at its lower end on a base plate 5 be. The connection of the housing 4 with the base plate 5 is tight enough so that no Druckver losses arise. This can be accomplished in a number of ways. In Figures 1 and 2, two ver different examples of such a connection are Darge provides.
The heating element 6 consists of a metallic band 7 which is folded in a zigzag and arranged in a helical shape around a core 8 made of insulating material. The core 8 is attached to the base plate 5, the tape 7 being in contact on both sides with the liquid and the vaporous hydrocarbon. Preferably, the band 7 consists of a metal with high electrical conductivity, e.g. B. made of chrome steel.
Fastening clips 9 are attached to the top and bottom of the core 8 and are used to attach the ends of the tape 7 and the ends of a strand 10 of flexible insulating material, e.g. B. Asbestos, which is arranged between the turns of the tape 7. Each of the fastening clips 9 is connected to an electrical circuit.
The fastening clamps 9 are connected to one another by the resistance band 7, so that an electric current flows through it and the liquid in the evaporation chamber 1 can be heated.
Another band 11 of insulating material, e.g. B. also made of asbestos, is wrapped around the tape 7 to hold it together. The ends of the tape 11 are also held by the fastening clips 9 ge.
The space 12 in the evaporation chamber 1 forms the evaporation space in which the volatile hydrocarbon is supplied from a container 13 via a line 14. The mouth 2 of the Lei device 14 in the evaporation space 12 determines the practically constant level of the liquid in this space, as will be explained in more detail below. Thanks to the constant mirror, a constant temperature steam is obtained, which is very important for painting purposes.
The line 14 passes through the container 13 and opens into the annular space of a heat exchanger 15 consisting of a double-walled tube, the two walls of which are in contact with the liquid hydrocarbon and the open end of which is above the liquid level in the container 13.
In its lower part, the heat exchanger 15 has an opening 16 of comparatively small cross section, through which the liquid hydrocarbon passes from the container 13 into the line 14.
The line 14 connects the evaporation space 12 with the vapor space in the container 13. The vapor pressure in the container 13 is then approximately equal to the vapor pressure in the space 12. So when the vapor pressure in the space 12 increases, that is, when less steam is consumed or removed As soon as this liquid level reaches the inlet 2, the vapor can pass through the line 14 into the container 13 and partially condense there, so that the level in the evaporation chamber 1 continues to fall is prevented.
If, conversely, during the work of the pressure steam-requiring consumer, z. B. a spray gun, the pressure in space 12 decreases, so steam from the container 13 in the space 12 and restores the pressure equilibrium.
In this way, the liquid level cannot rise as a result of an increase in the supply through the opening 16. Furthermore, this opening 16 is dimensioned in such a way that the liquid flow to the evaporation space 12 is sufficient to replace the withdrawn vapor, but never in such a way that a large difference in level is caused in the space 12 as a result of a sudden decrease in pressure.
The heat exchanger 15 is used to utilize the heat of the liquid or vaporous hydrocarbon flowing back in order to preheat the former in the container 13.
A pressure-sensitive switch 17 is arranged on the container 13 and set through an opening of this container 13 from the pressure therein. The switch 17 controls the supply of electrical power to the belt 7 in such a way that the steam pressure in the container 13 is kept at a predetermined value.
The switch 17 has a pressure wall 18 (FIG. 4) which is connected to a housing 20 via a bellows 19. The lower surface of the wall 18 is exposed to the pressure in the container 13, while a spring 21 adjustable by means of an adjusting member 22 acts on the other surface. The wall 18 is connected to the ferromagnetic contact 23 of an electrical switching element 24. The contact 23 is pivotably mounted at 25 and arranged between two permanent or permanently excited magnets 26, 27, the opposite poles of which have the same sign, so that the contact 23 can be attracted by both magnets 26, 27.
When the vapor pressure in the container 13 increases to such an extent that the action of the spring 21 and the magnet 27 is canceled, so that the wall 18 rises, the contact 23 falls into the field of the magnet 26 and the electrical power supply to the belt 7 is thus interrupted.
If the pressure in the container 13 falls below the predetermined value, the contact 23 comes into contact with the magnet 27, and the electric current to the belt 7 flows again. Thanks to the use of magnets 26, 27, very stable switch positions are obtained, so that unstable intermediate states or vibrations do not cause a switchover. A flexible switch blade is preferably used for the contact 23.
The switch 17 also controls a relay 28 which is arranged outside the evaporation chamber 1 and which itself controls the main power supply.
As soon as the pressure in space 12 rises above the ge desired peak pressure, the pressure in the container 13 rises, and the switch 17 is actuated, where the electrical power supply to the heating element, that is to say the belt 7, is interrupted and remains interrupted as long as the the aforementioned pressure does not drop below a predetermined value. The pressure desired for the spraying can optionally be set by means of the setting member 22.
The vapor is discharged from the evaporation chamber 12 via the flexible hose 29, which is conveniently provided with electrical heating means, not shown, and leads to the spray gun also not shown. In order to avoid condensation in the hose 29, the steam acceptance must be interrupted while the evaporator is starting up. During this start-up, steam is first formed and superheated before the syringe begins. This also applies when the vaporizer is not in use and when the electrical power supply is interrupted, regardless of the prevailing pressure. On the other hand, because of the rapid cooling of the hose 29, the steam would condense in the same.
For this reason, a shut-off valve, not shown, is provided between the hose 29 and the steam outlet 3, which is actuated manually or automatically by the switch 17 be.
The vaporizer shown works as follows: When the vaporizer is not in operation, and if the electrical power supply is interrupted regardless of the pressure in the container 13 and in the room 12, room temperature prevails in the latter, so that practically no steam is present. The level in the evaporation chamber 1 is therefore fairly above the level that is set during operation of the evaporator. When the vaporizer is started, the setting element 22 is actuated in such a way that the electrical power supply is not interrupted before the maximum working pressure has been reached.
During this period, the aforementioned shut-off valve is closed and the generated steam causes a rapid increase in pressure in space 12.
After the formation of pressurized steam, the liquid level in the evaporation chamber 1 drops to the point where the line 14 opens into the container 13, whereupon the steam enters the container 13 and partially condenses there.
The liquid level in the space 12 will easily swing around a central position, since the steam can get into the Be container 13 when this liquid level drops below the mentioned mouth, but thereby the temperature of the liquid hydrocarbon in the container 13 thanks to the heat exchanger 15 increases so that the vapor pressure in the container 13 also increases.
When the maximum working pressure has been reached, the electrical power supply from switch 17 is interrupted, as described above.
The spray gun is connected and the actual working pressure is set by means of the setting element 22. The shut-off valve is then also opened, so that steam enters the hose 29. When the spray gun is operated, the steam is released through its nozzle. The pressure in the space 12 drops, and the steam from the container 13 flows back into this space 12. When the pressure in the container 13 falls below a certain value, the switch 17 is actuated, whereupon the electrical power supply to the belt 7 is stopped again.
The evaporator now works very stably, and the liquid level now fluctuates on both sides of the mouth of line 14. The steam thus remains practically under constant pressure and thus has practically a constant temperature.
FIG. 3 shows a variant of the evaporator in which part of the evaporation chamber 30 is arranged within the container 31 for liquid hydrocarbon (corresponding to the container 13 in FIGS. 1, 2). The dimensions of the evaporator can thus be largely reduced, with a particularly favorable heat exchange between the liquid and the vaporous part of the hydrocarbon being achieved.
The container 31 forms with the lower part of the wall of the evaporation chamber 30 a pressure vessel, which consists of an upper cylindrical part 31, a central, also cylindrical part 32, the diameter of which is smaller than that of the part 31, and a bottom part 33, the is detachably attached to part 32 pressure-tight, consists. A cylindrical partition wall 34 is arranged in part 31 and, together with parts 32 and 33, forms the wall of the evaporation chamber 30.
The wall 34 has a small opening 35 through which its interior communicates with an annulus for liquid hydrocarbon communi, which annulus is formed by the wall 34 and the part 31. A heating element 39, as described with reference to FIGS. 1, 2, is fastened to the bottom part 33 be.
The switch 17 is arranged on the upper side of the container 31 Be. The hose 29 is provided with a shut-off valve, not shown, and connected to a hood 36 which bil det the steam space in which the steam is superheated.
Since the chamber 30 and the container 31 are only separated by the thin wall 34, there is an exchange of heat between these spaces along this whole wall 34 instead. The liquid hydrocarbon in the container 31 is practically heated to the same temperature as the liquid hydrocarbon in the chamber 30.
The starting time is somewhat longer in this embodiment, but the evaporation is largely accelerated during work, because of the high temperature in the container 31. Furthermore, the vapor pressure in the container 31 is much more stable because less condensation occurs.
When the evaporator has been started, the liquid level in the hood 36 drops until the edge 37 has been reached, then the vapor can pass through the annular channel 38 into the container 31 and partially condense there, so that further heat exchange takes place.
The liquid level in the hood 36 then rises again in relation to the edge 37 so that the steam cannot flow out. Then the pressure rises again and the process repeats itself.
When the vapor pressure in the container 31 has reached the maximum paint value, the switch 17 switches over, and the electrical power supply to the heating element is interrupted. The spray gun can now be actuated, and the liquid level remains practically at the level of the edge 37. The steam has a practically constant temperature.
The use of chromium steel for the band 7 allows not only a reduction in costs, but also the development of a power of 3000 watts, which is necessary to achieve sufficient evaporation at a voltage of 220 V, the band 7 nevertheless below a relatively low level Temperature remains.
If superheated or dry hydrocarbon vapor is used as the atomizing agent, this vapor does not mix with the paint, so that sensitive paints that cannot tolerate a mixture with certain hydrocarbon products (e.g. nitrocellulose paints cannot be mixed with petrol) with it can be atomized with the same vapor as less sensitive paints.
For economic reasons, the use of cheap hydrocarbon products such. B. Petrol, is desirable. However, if commercial petrol is used, the resistance of the electrical heating element must always be readjusted, otherwise the desired pressure will not be maintained. A carbon deposit also forms on the radiator.
These disadvantages are eliminated by using hydrocarbon products whose evaporation interval extends over a maximum of 50 ° C. and which have an average boiling point of 50 ° C. For example, petroleum ether with a boiling range of 40 to 60 ° C or gasoline with a boiling range of 30 to 800 ° C can be used as an atomizing agent.
If a cheap hydrocarbon product is used, a continuously increasing temperature no longer has to be present because the necessary vapor pressure is thus retained, since all components evaporate at relatively low temperatures. A vapor pressure of about 6 atmospheres, which is sufficient for atomization, can be achieved at a temperature of 130 C. Thus the relatively low temperature of the radiator is sufficient to generate any desired pressure.
In view of the fact that many countries have high tariffs on motor fuel, it is advisable to devalue the hydrocarbons used in such a way that they can no longer be used as motor fuel. A denaturant whose boiling range is within that of the hydrocarbon is added to it. This agent must be inert with regard to the substance with which it comes into contact at boiling temperature, but must evaporate at the same time as the hydrocarbon, otherwise a condensation of such an agent would form in the pressure vessel.
Dichloromethane, which boils between 38 and 41 ° C, can be used as a particularly suitable denaturing agent. The final boiling temperature is so low that it evaporates completely with the hydrocarbon at a percentage of 1 to 5%. It is stable enough not to become unstable at any of the working temperatures. A decomposition would form hydrochloric acid, which would cause severe damage to the metallic parts of the apparatus.
Characteristics of petroleum ether (A), gasoline (B), dichloromethane (C) and commercially available dichloromethane (D) used with the apparatus described are given below. can be:
EMI0004.0029
<I> A <SEP> B <SEP> C <SEP> D </I>
<tb> Specific <SEP> density <SEP> with <SEP> 15 <SEP> C <SEP> 0.650 <SEP> 0.640 <SEP> - <SEP> Specific <SEP> density <SEP> with <SEP> 20 <SEP > C <SEP> - <SEP> - <SEP> 1,324 <SEP> to
<tb> 1.326
<tb> Boiling interval <SEP> in <SEP> <SEP> C <SEP> 40-60 <SEP> 30-80 <SEP> 38-41 <SEP> 40-62
<tb> Content <SEP> of <SEP> aromatic <SEP> substances <SEP> according to
<tb> the <SEP> 112S04 <SEP> extraction process <SEP> 3 <SEP>% <SEP> 3 <SEP>% <SEP> - <SEP> evaporation time <SEP> (ether <SEP> = <SEP> 1) <SEP> - <SEP> - <SEP> 1.8 <SEP> 2
<tb> Content <SEP> of <SEP> CH2C12 <SEP> - <SEP> - <SEP> 98% <SEP> 65-70%
<tb> rest
<tb> chloroform