Bei der Erfindung wird ausgegangen von einer Vorrichtung zum Aufbereiten einer Flüssigkeit nach dem Oberbegriff vom Patentanspruch 1.
Beim Aufbereiten werden der Flüssigkeit in der Vorrichtung Gas, im Allgemeinen Luft, und/oder ein unerwünschter flüssiger Zusatz, im Allgemeinen Wasser, entzogen. Die aufzubereitende Flüssigkeit ist im Allgemeinen ein Isolieröl oder ein Imprägnierharz. Da die Flüssigkeit nach dem Aufbereiten weit gehend frei von Gasbläschen und Wasser ist, weist sie gute elektrische Eigenschaften auf und kann so mit Vorteil in der Elektrotechnik als flüssiges Isoliermittel oder bei Ausbildung als Imprägnierharz nach einem Härtevorgang als Feststoffisolation in elektrischen Apparaten oder Maschinen verwendet werden. Stand der Technik
Vorrichtungen der eingangs genannten Art sind beispielsweise im Stand der Technik gemäss EP 0 718 017 A2, EP 0 577 607 B12 oder CH 680 050 beschrieben. Bei diesen Vorrichtungen wird aufzubereitende Flüssigkeit über einen Durchflussregler von oben in einen evakuierbaren Entgasungskessel geführt, an einem im oberen Teil des Kessels angeordneten Verteilsystem über den Kesselquerschnitt verteilt und auf ein darunter liegendes Aufbereitungssystem, welches im Allgemeinen eine Füllkörper-Packung mit einer grossen Oberfläche aufweist, geleitet. Aus den im Aufbereitungssystem entstehenden relativ dünnen Flüssigkeitsschichten können unerwünschte Gase und Flüssigkeiten rasch ausdiffundieren.
Die gleichmässige Verteilung der zu entgasenden Flüssigkeit auf die Füllkörper-Packung spielt für die Effizienz der Diffusion und damit der durch Entgasung und Trocknung bestimmten Aufbereitung eine wichtige Rolle. Deshalb werden bei Vorrichtungen nach dem Stand der Technik als Verteilböden mit Rinnen, Ablauflöchern und/oder Spraydüsen ausgebildete Flüssigkeitsverteilsysteme eingesetzt, wie dies etwa in EP 0 577 607 B1 beschrieben ist. Die Wirksamkeit dieser Flüssigkeitsverteilsysteme wird jedoch durch die horizontale Lage der Verteilböden sowie durch die Durchflussgeschwindigkeit stark beeinflusst.
Je nach den physikalischen und chemischen Eigenschaften der Flüssigkeit, wie beispielsweise der Oberflächenspannung, kann beim Entfernen der Gase Schaum entstehen, der in Abhängigkeit von seinem Volumen so hoch ansteigen kann, dass er die Funktion der Aufbereitungsvorrichtung reduziert oder sogar gänzlich verhindert. Um das Schäumen zu reduzieren, wurden bei einer Vorrichtung gemäss DE 3 803 263 C2 bereits lokal auf den Schaum konzentrierte Mikrowellenfelder verwendet oder - wie in EP 0 577 607 B1 beschrieben - Zwischenböden eingesetzt. Im Weiteren muss während der Aufbereitung sichergestellt werden, dass im unteren Teil des Kessels das Flüssigkeits- wie auch das Schaumniveau nicht zu hoch ansteigt oder sogar den Kessel überflutet. Zu diesem Zweck sind im Kessel im Allgemeinen optische, elektronische und/oder mechanische Füllstandsmelder vorgesehen.
Jedoch wird so die Grenzschicht zwischen Flüssigkeit und Schaum im Allgemeinen nicht besonders genau erfasst. Zudem ist die Grenzschicht sehr verschmutzungsanfällig. Aufgabe der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, welche einfach aufgebaut ist und mit einem hohen Wirkungsgrad aufbereitete Flüssigkeit liefert. Darstellung der Erfindung
Bei der Aufbereitungsvorrichtung nach der Erfindung ist das Flüssigkeitsverteilsystem zweiteilig ausgebildet und weist einen am Kessel befestigten ersten Flüssigkeitsverteiler zur Erzeugung mindestens eines Flüssigkeitsstrahls auf sowie einen vom mindestens einen Flüssigkeitsstrahl beaufschlagbaren zweiten Flüssigkeitsverteiler, welcher an einer im Kessel drehbar gelagerten und im Wesentlichen vertikal geführten Welle befestigt ist. Durch diese Zweiteilung des Verteilsystems ist eine besonders gleichmässige Verteilung der aufzubereitenden Flüssigkeit über den gesamten Kesselquerschnitt und damit auch über das darunterliegende und im Allgemeinen Füllkörperpackungen enthaltende Aufbereitungssystem sichergestellt.
Wegen der Zweiteilung und der Drehbarkeit des zweiten Verteilers muss das Verteilsystem nicht unbedingt horizontal ausgerichtet sein, sondern kann, ohne dass die Gleichmässigkeit der Verteilung wesentlich beeinträchtigt ist, gegenüber der Horizontalen etwas gekippt sein. Die gleichmässige Verteilung der aufzubereitenden Flüssigkeit erhöht den Wirkungsgrad der Vorrichtung nach der Erfindung ganz wesentlich.
Bei einer besonders wirtschaftlich arbeitenden Ausführungform der Vorrichtung nach der Erfindung wird ein Drehen des zweiten Flüssigkeitsverteilers durch ein Zusammenwirken mit dem im ersten Flüssigkeitsverteiler erzeugbaren Flüssigkeitsstrahl erreicht. Dieses Zusammenwirken wird mit einfachen Mitteln dadurch erreicht, dass der erste Flüssigkeitsverteiler mindestens ein Einspritzrohr zur Erzeugung des mindestens einen Flüssigkeitsstrahls aufweist, welches derart gerichtet ist, dass der im Rohr erzeugte Flüssigkeitsstrahl tangential an Umlenkschaufeln führbar ist, welche an einem an der Welle befestigten, plattenförmig ausgeführten Verteilelement angebracht sind. Hierbei wird in der aufzubereitenden Flüssigkeit enthaltenes Gas, etwa Luft, infolge von Zentrifugalkräften teilweise bereits schon während des Verteilens aus der Flüssigkeit extrahiert.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Vorrichtung nach der Erfindung sind am Verteilelement des drehbar ausgeführten zweiten Flüssigkeitsverteilers Ablaufverteilschlitze vorgesehen, welche gegebenenfalls einstellbaren Querschnitt aufweisen. Bei der Rotation des zweiten Flüssigkeitsverteilers wird aus den Ablaufverteilschlitzen abfliessende Flüssigkeit in einem rotierenden Flüssigkeitsvorhang auch bei nicht genauer horizontaler Lage des Entgasungskessels gleichmässig auf die darunter liegende Füllkörper-Packung verteilt. Hierbei wird durch die Rotation des zweiten Flüssigkeitverteilers die Flüssigkeit aufgewirbelt. Die hierbei entstehende, turbulente Strömung erleichtert die Entgasung und Entwässerung der aufzubereitenden Flüssigkeit ganz wesentlich.
Sind die Ablaufschlitze einstellbar ausgebildet, so können Flüssigkeiten mit unterschiedlichen Eigenschaften stets mit hohem Wirkungsgrad aufbereitet werden.
Um neben einer gleichmässigen Verteilung der aufzubereitenden Flüssigkeit zugleich auch unerwünschten Schaum zu entfernen, der im Allgemeinen beim Entfernen von Gas aus der Flüssigkeit gebildet wird, ist an der Welle zusätzlich ein zumindest zum Teil unterhalb des Aufbereitungssystems angeordnetes Schaumzerstörungssystem befestigt. Dieses Schaumzerstörungssystem arbeitet aus Kostengründen mit Vorteil mechanisch und weist dann mindestens einen unterhalb des Aufbereitungssystems an der Welle befestigten Propeller auf.
Ein besonders grosser Wirkungsgrad verbunden mit einem äusserst effektiven Zerstören des Schaums wird bei einem als zweiteilige Füllkörper-Packung ausgebildeten Aufbereitungssystem dadurch erreicht, dass auf der Drehwelle zwischen den beiden Füllkörper-Packungen mindestens ein weiterer Propeller des Schaumzerstörungssystems angebracht ist.
Mit Vorteil enthält die Vorrichtung nach der Erfindung zusätzlich einen die Drehzahl der Welle erfassenden Sensor zur drehzahlabhängigen Regelung einer den Durchfluss der aufzubereitenden Flüssigkeit bestimmenden Einrichtung und/oder einer den Abfluss der aufbereitenden Flüssigkeit bestimmenden Förderpumpe. Dadurch, dass der Widerstand eines rotierenden Propellers in Flüssigkeitsschaum wesentlich geringer ist als in der Flüssigkeit, kann aus der Drehzahl auf das Niveau der aufzubereitenden Flüssigkeit und gegebenenfalls auch auf das Niveau des Schaums geschlossen werden.
Deshalb kann die Variation der Drehzahl dazu benutzt werden, das Niveau der Flüssigkeit und gegebenenfalls auch das Niveau des Schaums im Kessel zu erfassen und auf Grund der erfassten Werte die zugeführte Flüssigkeitsmenge resp. die aus dem Kessel abzuführende Flüssigkeitsmenge zu verändern.
Es ist sehr zu empfehlen, auf der Drehwelle unterhalb des Schaumzerstörungssystems mindestens ein die Drehzahl der Welle in Abhängigkeit von der Höhe des Niveaus der aufbereiteten Flüssigkeit verändernden Propeller anzubringen, da so unabhängig von dem Propeller des Schaumzerstörungssystems aus der Veränderung der Drehzahl der Welle mit besonders grosser Genauigkeit auf das Niveau der aufbereiteten Flüssigkeit geschlossen werden kann. Durch Verwendung eines in vertikaler Richtung versetzt an der Welle befestigten weiteren Propellers kann die Messgenauigkeit noch zusätzlich erhöht werden.
Eine wirtschaftlich besonders vorteilhafte Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die aufzubereitende Flüssigkeit vor der Verteilung im Kessel durch einen innerhalb des Kessels angeordneten Flüssigkeitserwärmer führbar ist. Durch Anordnung des Flüssigkeitserwärmers im Kessel werden so zum einen Wärmeverluste etwa infolge Strahlung vermieden. Andererseits kann der Flüssigkeitserwärmer auch besonders kostengünstig gefertigt werden, da er nicht vakuumdicht ausgebildet sein muss. Beschreibung der Zeichnung
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Hierbei zeigt: Fig. 1 eine erste Ausführungsform der Aufbereitungsvorrichtung nach der Erfindung mit einem axial geschnitten dargestellten Kessel zum Entgasen und Entwässern von Flüssigkeit mit einem rotierenden Flüssigkeitsverteilsystem, einer Füllkörperpackung und einem rotierenden Schaumzerstörungssystem, Fig. 2 eine analog Fig. 1 ausgebildete zweite Ausführungsform der Erfindung, bei der jedoch die Füllkörperpackung zweiteilig ausgeführt ist und das Schaumzerstörungssystem auch zwischen beiden Packungsteilen gebildeten Schaum zerstört, Fig. 3 in Vergrösserung Einzelheiten des rotierenden Flüssigkeitsverteilsystems der beiden Aufbereitungsvorrichtungen nach den Fig. 1 und 2, Fig.
4 eine Aufsicht auf einen längs A-A geführten Schnitt durch das Flüssigkeitsverteilsystem gemäss Fig. 3, Fig. 5 in Vergrösserung die physikalischen Strömungsverhältnisse der aufzubereitenden Flüssigkeit beim Durchgang durch das rotierende Flüssigkeitsverteilsystem gemäss Fig. 4, und Fig. 6 eine Seiten- und eine Frontansicht eines vergrössert dargestellten Abschnitts des Schaumzerstörungssystems der beiden Aufbereitungsvorrichtungen nach den Fig. 1 und 2, in welchen Abschnitt zugleich auch eine Einrichtung zur Überwachung des Niveaus der aufbereiteten Flüssigkeit eingebaut ist. Wege zur Ausführung der Erfindung
In allen Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen auch gleich wirkende Teile. Die in den Fig. 1 und 2 dargestellten Aufbereitungsvorrichtungen dienen dem Abscheiden von Luft und Feuchtigkeit aus einer ölartigen oder ölhaltigen Flüssigkeit sowie der Eliminierung von möglicherweise beim Entgasen entstehendem Schaum. Ein zylindersymmetrischer, evakuierbarer Entgasungskessel enthält einen unteren Kesselteil 1.2 und einen darauf aufgesetzten oberen Kesselteil 1.1 mit einem hohlzylinderförmigen Abschnitt. Durch die Wand des Kessels sind ein oberer 14 und ein unterer Gasaustritt 14.1 geführt, welche jeweils mit dem Ansaugstutzen einer Vakuum- oder Gasförderpumpe 15 verbunden sind. Im Bereich des hohlzylinderförmigen Abschnitts des Kesselteils 1.1 ist durch die Kesselwand ferner ein Eingang 2 geführt.
Durch diesen Eingang strömt die zu entgasende und zu entwässernde Flüssigkeit aus einem nicht dargestellten Gefäss, beispielsweise einem mit Isolieröl gefüllten elektrischen Apparat, wie etwa einem Transformator, über eine Flüssigkeitsdurchfluss-Regeleinrichtung 17 in einen im Kessel vorgesehenen und durch eine Trennwand 19 flüssigkeitsdicht von diesem abgetrennten Flüssigkeitserwärmer 18. Im Flüssigkeitserwärmer 18 erwärmte Flüssigkeit wird im oberen Kesselteil 1.1 über eine Eintrittsöffnung 3 einem von gegebenenfalls mehreren Verteilrohren 4 eines feststehenden Flüssigkeitsverteilers zugeführt. An das Verteilrohr 4 sind mehrere Einspritzrohre 5 sowie gegebenenfalls ein Flüssigkeitszuführrohr 4.1 angesetzt. Im Allgemeinen sind 2 und mehrere Einspritzrohre 5 vorgesehen.
Grundsätzlich reicht es jedoch auch aus, wenn nur 1 Einspritzrohr vorgesehen ist.
Ist nun der Kessel über die Pumpe 15 auf Unterdruck gebracht worden, so wird - wie aus den Fig. 3 bis 5 ersichtlich ist - ein aus den Einspritzrohren 5 tretender Flüssigkeitsstrahl 5.1 mit hoher Geschwindigkeit tangential auf Umlenkschaufeln 6.1 geführt, welche an einem plattenförmig ausgeführten Verteil-element 6 eines drehbaren Flüssigkeitsverteilers befestigt sind. Der feststehende Flüssigkeitsverteiler mit dem Verteilerrohr 4 und den Einspritzrohren 5 bildet zusammen mit dem drehbaren Flüssigkeitsverteiler ein Flüssigkeitsverteilsystem. Wie aus den Fig. 1 und 2 entnommen werden kann, ist das Element 6 des drehbaren Flüssigkeitsverteilers an einer vertikal ausgerichteten und in einem Lager 8 drehbar gelagerten Welle 7 befestigt.
Durch tangential gerichtete Umlenkkräfte Fz des Flüssigkeitsstrahls 5.1 wird der innerhalb des Entgasungskessels gelagerte Flüssigkeitsverteiler in Richtung eines Pfeils w in Rotation versetzt (Fig. 5). Gleichzeitig wird infolge der Umlenkung des Flüssigkeitsstrahls 5.1 und der auftretenden Zentrifugalkräfte die Oberfläche 6.4 der Flüssigkeit mit Luft angereichert, was ein schnelleres -Absaugen der Luft durch die Vakuum- oder Gasförderpumpe 15 sicherstellt. Zwischen den Umlenkschaufeln 6.1 angebrachte Trennbleche 6.3 (Fig. 4) verhindern, dass die Flüssigkeit infolge ihrer Rotation an den äusseren Rand des Flüssigkeitsverteilers 6 abfliesst.
Da die Flüssigkeit zuvor in der Vorrichtung 18 erwärmt wurde, kann ein grosser Teil möglicherweise vorhandener Feuchtigkeit bereits im Flüssigkeitsverteilsystem aus der aufzubereitenden Flüssigkeit entfernt werden.
Die auf dem plattenförmig ausgebildeten Verteil-element 6 sich ansammelnde Flüssigkeit fliesst über mindestens einen einstellbaren Verteilschlitz 6.2 ab und wird in Form eines rotierenden Flüssigkeitsvorhangs 6.5 (Fig.5) gleichmässig auf eine tiefer liegende Füllkörper-Packung 20 verteilt (Fig. 1). Da diese Packung eine sehr grosse Oberfläche aufweist, wird die Flüssigkeit in Form eines dünnen Films durch die Packung geführt. Es ist so eine gute Entgasung und/oder Entwässerung der Flüssigkeit sichergestellt. Wird als Flüssigkeit ein Isolieröl verwendet, so kann das Öl über das Rohr 4.1 als Schmiermittel an das Lager 8 der Welle 7 geführt werden (Fig. 1 und 2).
Mit der entgasten und entwässerten Flüssigkeit kann aus der Füllkörper-Packung 20 gegebenenfalls Schaum austreten. Dieser Schaum kann mit einem auf der Welle 7 sitzenden, rotierenden Schaumzerstörerpropeller 9, welcher vorzugsweise zwei oder mehr Flügel aufweist, weit gehend zerstört werden. Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 sind im Unterschied zur Ausführungsform nach Fig. 1 zur Erhöhung des Wirkungsgrades der Entgasung und/oder Entwässerung zwei vertikal übereinander angeordnete Füllkörper-Packungen 20.1, 20.2 vorgesehen. Zwischen der oberen Packung 20.1 und der unteren Packung 20.2 ist ein oberer Schaumzerstörerpropeller 9.1 vorgesehen, welcher in der oberen Packung 20.1 gebildeten Schaum zerstört und so den ungehinderten Zutritt von Flüssigkeit an die untere Packung 20.2 sicherstellt.
Aus der Flüssigkeit entferntes Gas und/oder Wasserdampf werden aus dem evakuierten Entgasungskessel 1.1, 1.2 über die Gasaustrittsöffnung 14 und 14.1 mit der Vakuum- oder Gasförderpumpe 15 abgesaugt. Die aufbereitete, d.h. entgaste und entwässerte, Flüssigkeit sammelt sich am Boden 1.2 des Kessels und kann über eine an der tiefsten Stelle des Bodens 1.2 vorgesehene Austrittsöffnung 12 mit einer Förderpumpe 13 abgepumpt werden.
Das Flüssigkeitsniveau resp. die Grenzschicht zwischen Flüssigkeit und Schaum im unteren Teil des Kessels wird indirekt mit mechanischen Sensoren überwacht, welche als Propeller mit vorzugsweise zwei oder mehr Flügeln ausgebildet sind und vertikal gegeneinander versetzt als oberer Drehzahlüberwachungspropeller 10 und als unterer Drehzahlüberwachungspropeller 11 auf der Drehwelle 7 befestigt sind. Die Drehzahl dieser Propeller 10, 11 wird mit einem elektronischen Drehzahlüberwachungs-Impulsgeber 16 kontrolliert. Bei steigendem Flüssigkeitsniveau von aufbereiteter und im unteren Kesselteil 1.2 gesammelter Flüssigkeit von einem unteren Niveau N1 auf ein mittleres Niveau N2 oder ein oberes Niveau N3 (Fig. 1 und 2), werden die Drehzahlüberwachungspropeller 11,10 mit Flüssigkeit überflutet.
Infolge des erhöhten Widerstandes sinkt die Drehzahl der Welle 7 entsprechend dem Niveau N2 oder N3 ab, was durch den elektronischen Drehzahlüberwachungs-Impulsgeber 16 erfasst und an die Flüssigkeitsdurchfluss-Regeleinrichtung 17 und die Förderpumpe 13 weitergeleitet wird. Durch Reduktion der dem Eingang 2 zugeführten aufzubereitenden Flüssigkeit und/oder durch Erhöhung der Förderleistung der Pumpe 13 kann das Niveau N2 und N3 wieder gesenkt und entsprechend die Drehzahl erhöht werden. Bei Ansteigen des Flüssigkeitsniveaus auf die Höhe des Schaumzerstörerpropellers 9 sinkt die Drehzahl der Drehwelle 7 massiv ab, und es wird nun die Flüssigkeitszufuhr durch entsprechende Ansteuerung der Flüssigkeitsdurchfluss-Regeleinrichtung 17 unterbrochen. Bezugszeichenliste
1.1 Oberer Kesselteil
1.2 Unterer Kesselteil
2 Eingang
3 Eintrittsöffnung
4. Verteilrohr(e)
4.1 Flüssigkeitszuführrohr
5 Einspritzrohr(e)
5.1 Flüssigkeitsstrahl
6 plattenförmiges Verteilelement
6.1 Umlenkschaufeln
6.2 Ablaufverteilschlitze
6.3 Trennbleche
6.4 Flüssigkeit mit angereichertem Gas (Luft)gehalt
6.5 Rotierender Flüssigkeitsvorhang
7 Drehwelle
8 Lager
9 Schaumzerstörerpropeller
9.1 Oberer Schaumzerstörerpropeller
10 Oberer Drehzahlüberwachungspropeller
11 Unterer Drehzahlüberwachungspropeller
12 Ausgang
13 Förderpumpe
14 Oberer Gasaustritt
14.1 Unterer Gasaustritt
15 Vakuum- oder Gasförderpumpe
16 elektronischer Drehzahlüberwachungs-Impulsgeber
17 Flüssigkeitsdurchfluss Regeleinrichtung
18 Flüssigkeitserwärmer
19 Trennwand
20 Füllkörperpackung
20.1 Obere Füllkörperpackung
20.2 Untere Füllkörperpackung
N1 Unteres Flüssigkeitsniveau
N2 Oberes Flüssigkeitsniveau
N3 Maximales Flüssigkeitsniveau
Fz Umlenkkräfte
The invention is based on a device for preparing a liquid according to the preamble of patent claim 1.
During processing, gas, generally air, and / or an undesirable liquid additive, generally water, is withdrawn from the liquid in the device. The liquid to be treated is generally an insulating oil or an impregnating resin. Since the liquid is largely free of gas bubbles and water after preparation, it has good electrical properties and can therefore be used with advantage in electrical engineering as a liquid insulating agent or, if it is designed as an impregnating resin, after a hardening process as solid insulation in electrical apparatus or machines. State of the art
Devices of the type mentioned at the outset are described, for example, in the prior art according to EP 0 718 017 A2, EP 0 577 607 B12 or CH 680 050. In these devices, liquid to be treated is fed from above into an evacuable degassing boiler via a flow controller, distributed over the boiler cross-section at a distribution system arranged in the upper part of the boiler and onto an underlying treatment system which generally has a packing with a large surface area, directed. Unwanted gases and liquids can quickly diffuse out of the relatively thin layers of liquid that form in the treatment system.
The even distribution of the liquid to be degassed over the packing pack plays an important role in the efficiency of the diffusion and thus in the treatment determined by degassing and drying. For this reason, liquid distribution systems designed as distribution trays with channels, drain holes and / or spray nozzles are used in devices according to the prior art, as is described, for example, in EP 0 577 607 B1. The effectiveness of these liquid distribution systems is strongly influenced by the horizontal position of the distribution trays and the flow rate.
Depending on the physical and chemical properties of the liquid, such as the surface tension, foam can form when the gases are removed, which, depending on its volume, can rise so high that it reduces the function of the processing device or even prevents it altogether. In order to reduce foaming, microwave devices which have been concentrated locally on the foam have already been used in a device according to DE 3 803 263 C2 or - as described in EP 0 577 607 B1 - intermediate shelves have been used. Furthermore, during preparation, it must be ensured that the liquid and foam levels in the lower part of the boiler do not rise too high or even flood the boiler. For this purpose, optical, electronic and / or mechanical level indicators are generally provided in the boiler.
However, the boundary layer between the liquid and the foam is generally not particularly precisely captured in this way. The boundary layer is also very susceptible to contamination. Object of the invention
The present invention is based on the object of specifying a device of the type mentioned at the outset which is of simple construction and delivers liquid which has been prepared with a high degree of efficiency. Presentation of the invention
In the processing device according to the invention, the liquid distribution system is formed in two parts and has a first liquid distributor attached to the boiler for generating at least one liquid jet and a second liquid distributor which can be acted upon by the at least one liquid jet and which is fastened to a shaft which is rotatably mounted in the boiler and is essentially vertical , This division of the distribution system into two ensures a particularly uniform distribution of the liquid to be treated over the entire cross-section of the boiler and thus also over the treatment system underneath and which generally contains packings.
Because of the division in two and the rotatability of the second distributor, the distribution system does not necessarily have to be oriented horizontally, but can be tilted somewhat relative to the horizontal without the uniformity of the distribution being significantly impaired. The uniform distribution of the liquid to be treated increases the efficiency of the device according to the invention significantly.
In a particularly economical embodiment of the device according to the invention, rotation of the second liquid distributor is achieved by interaction with the liquid jet that can be generated in the first liquid distributor. This interaction is achieved with simple means in that the first liquid distributor has at least one injection pipe for generating the at least one liquid jet, which is directed such that the liquid jet generated in the pipe can be guided tangentially on deflection vanes which are plate-shaped on a shaft attached to the shaft executed distribution element are attached. In this case, gas, such as air, contained in the liquid to be prepared is already partially extracted from the liquid as a result of centrifugal forces during the distribution.
In a preferred development of the device according to the invention, drain distribution slots are provided on the distribution element of the rotatable second liquid distributor, which optionally have an adjustable cross section. When the second liquid distributor rotates, liquid flowing out of the outlet distribution slots is evenly distributed in a rotating liquid curtain to the packing of packing below, even if the degassing boiler is not exactly horizontal. The liquid is whirled up by the rotation of the second liquid distributor. The resulting turbulent flow considerably facilitates the degassing and dewatering of the liquid to be treated.
If the drain slots are designed to be adjustable, liquids with different properties can always be processed with high efficiency.
In order to also remove unwanted foam, which is generally formed when gas is removed from the liquid, in addition to a uniform distribution of the liquid to be treated, an additional foam destruction system is at least partially attached to the shaft below the treatment system. This foam destruction system advantageously works mechanically for reasons of cost and then has at least one propeller attached to the shaft below the treatment system.
A particularly high degree of efficiency combined with an extremely effective destruction of the foam is achieved in the case of a processing system designed as a two-part packing structure in that at least one further propeller of the foam destruction system is attached to the rotary shaft between the two packing structures.
Advantageously, the device according to the invention additionally contains a sensor that detects the speed of the shaft for speed-dependent control of a device that determines the flow of the liquid to be treated and / or a feed pump that determines the outflow of the liquid to be treated. Because the resistance of a rotating propeller in liquid foam is significantly lower than in the liquid, the speed of the liquid and the level of the foam to be prepared can be inferred from the speed.
Therefore, the variation of the speed can be used to detect the level of the liquid and possibly also the level of foam in the boiler and, based on the recorded values, the amount of liquid supplied or. change the amount of liquid to be drained from the boiler.
It is highly recommended to install at least one propeller that changes the speed of the shaft depending on the level of the liquid being prepared on the rotating shaft below the foam destruction system, since the change in the speed of the shaft makes it particularly large, regardless of the propeller of the foam destruction system Accuracy to the level of the treated liquid can be concluded. By using a further propeller attached to the shaft in a vertical direction, the measuring accuracy can be further increased.
An economically particularly advantageous embodiment of the device according to the invention is characterized in that the liquid to be treated can be passed through a liquid heater arranged inside the boiler before it is distributed in the boiler. By arranging the liquid heater in the boiler, heat losses due to radiation, for example, are avoided. On the other hand, the liquid heater can also be manufactured particularly inexpensively, since it does not have to be vacuum-tight. Description of the drawing
Preferred embodiments of the invention are described with reference to the accompanying drawings. 1 shows a first embodiment of the processing device according to the invention with an axially sectioned boiler for degassing and dewatering liquid with a rotating liquid distribution system, a packing and a rotating foam destruction system, FIG. 2 shows a second embodiment of the embodiment of FIG Invention, in which, however, the packing is made in two parts and the foam destruction system also destroys foam formed between the two parts of the pack, FIG. 3 shows details of the rotating liquid distribution system of the two processing devices according to FIGS. 1 and 2, FIG.
4 shows a top view of a longitudinal section AA through the liquid distribution system according to FIG. 3, FIG. 5 shows the physical flow conditions of the liquid to be treated as it passes through the rotating liquid distribution system according to FIG. 4, and FIG. 6 shows a side and a front view of one 1 and 2, in which section at the same time a device for monitoring the level of the processed liquid is installed. The enlarged section of the foam destruction system of the two processing devices according to FIGS. Ways of Carrying Out the Invention
In all figures, the same reference symbols also designate parts with the same effect. The processing devices shown in FIGS. 1 and 2 serve to separate air and moisture from an oil-like or oil-containing liquid and to eliminate any foam which may arise during degassing. A cylinder-symmetrical, evacuable degassing boiler contains a lower boiler part 1.2 and an upper boiler part 1.1 placed thereon with a hollow cylindrical section. An upper 14 and a lower gas outlet 14.1 are guided through the wall of the boiler and are each connected to the intake manifold of a vacuum or gas feed pump 15. In the area of the hollow cylindrical section of the boiler part 1.1, an inlet 2 is also passed through the boiler wall.
Through this inlet, the liquid to be degassed and dewatered flows from a vessel (not shown), for example an electrical apparatus filled with insulating oil, such as a transformer, via a liquid flow control device 17 into a boiler provided in the boiler and separated from it in a liquid-tight manner by a partition 19 Liquid heater 18. Liquid heated in the liquid heater 18 is supplied in the upper boiler part 1.1 via an inlet opening 3 to one of possibly several distribution pipes 4 of a fixed liquid distributor. A plurality of injection pipes 5 and optionally a liquid supply pipe 4.1 are attached to the distribution pipe 4. In general, 2 and more injection pipes 5 are provided.
In principle, however, it is also sufficient if only 1 injection pipe is provided.
If the boiler has now been brought to negative pressure by means of the pump 15, a liquid jet 5.1 emerging from the injection pipes 5 is guided tangentially at a high speed onto deflection vanes 6.1, which are connected to a plate-shaped distributor, as can be seen from FIGS. 3 to 5 -element 6 of a rotatable liquid distributor are attached. The fixed liquid distributor with the distributor pipe 4 and the injection pipes 5 forms, together with the rotatable liquid distributor, a liquid distribution system. As can be seen from FIGS. 1 and 2, the element 6 of the rotatable liquid distributor is attached to a vertically aligned shaft 7 which is rotatably mounted in a bearing 8.
Tangentially directed deflecting forces Fz of the liquid jet 5.1 cause the liquid distributor mounted within the degassing boiler to rotate in the direction of an arrow w (FIG. 5). At the same time, the surface 6.4 of the liquid is enriched with air as a result of the deflection of the liquid jet 5.1 and the centrifugal forces which occur, which ensures faster suction of the air by the vacuum or gas feed pump 15. Separating plates 6.3 (FIG. 4) attached between the deflection blades 6.1 prevent the liquid from flowing off to the outer edge of the liquid distributor 6 as a result of its rotation.
Since the liquid was previously heated in the device 18, a large part of any moisture that may be present can already be removed from the liquid to be treated in the liquid distribution system.
The liquid collecting on the plate-shaped distribution element 6 flows off via at least one adjustable distribution slot 6.2 and is distributed evenly in the form of a rotating liquid curtain 6.5 (FIG. 5) to a packing 20 lying deeper (FIG. 1). Since this pack has a very large surface area, the liquid is passed through the pack in the form of a thin film. This ensures good degassing and / or dewatering of the liquid. If an insulating oil is used as the liquid, the oil can be supplied as a lubricant to the bearing 8 of the shaft 7 via the pipe 4.1 (FIGS. 1 and 2).
With the degassed and dewatered liquid, foam may emerge from the packing 20. This foam can be largely destroyed with a rotating foam destroyer propeller 9 seated on the shaft 7, which preferably has two or more blades. In the embodiment according to FIG. 2, in contrast to the embodiment according to FIG. 1, two packing packs 20.1, 20.2 arranged vertically one above the other are provided to increase the efficiency of the degassing and / or dewatering. An upper foam-destroying propeller 9.1 is provided between the upper pack 20.1 and the lower pack 20.2, which destroys foam formed in the upper pack 20.1 and thus ensures the unimpeded access of liquid to the lower pack 20.2.
Gas and / or water vapor removed from the liquid are sucked out of the evacuated degassing boiler 1.1, 1.2 via the gas outlet opening 14 and 14.1 with the vacuum or gas feed pump 15. The processed, i.e. degassed and dewatered liquid collects at the bottom 1.2 of the boiler and can be pumped out via an outlet opening 12 provided at the deepest point of the bottom 1.2 with a feed pump 13.
The liquid level resp. the boundary layer between liquid and foam in the lower part of the boiler is indirectly monitored with mechanical sensors, which are designed as propellers with preferably two or more blades and are vertically offset from one another as upper speed monitoring propeller 10 and as lower speed monitoring propeller 11 on rotary shaft 7. The speed of these propellers 10, 11 is controlled by an electronic speed monitoring pulse generator 16. When the liquid level of processed liquid collected in the lower boiler part 1.2 rises from a lower level N1 to a medium level N2 or an upper level N3 (FIGS. 1 and 2), the speed monitoring propellers 11, 10 are flooded with liquid.
As a result of the increased resistance, the speed of the shaft 7 decreases in accordance with the level N2 or N3, which is detected by the electronic speed monitoring pulse generator 16 and passed on to the liquid flow control device 17 and the feed pump 13. The level N2 and N3 can be reduced again and the speed increased accordingly by reducing the liquid to be prepared that is supplied to the inlet 2 and / or by increasing the delivery capacity of the pump 13. When the liquid level rises to the level of the foam destroyer propeller 9, the speed of rotation of the rotary shaft 7 drops massively, and the liquid supply is now interrupted by appropriate control of the liquid flow control device 17. LIST OF REFERENCE NUMBERS
1.1 Upper part of the boiler
1.2 Lower part of the boiler
2 entrance
3 entry opening
4.Distribution pipe (s)
4.1 Liquid supply pipe
5 injection pipe (s)
5.1 Liquid jet
6 plate-shaped distribution element
6.1 Deflection blades
6.2 Drainage slots
6.3 Partitions
6.4 Liquid with enriched gas (air) content
6.5 Rotating liquid curtain
7 rotary shaft
8 bearings
9 foam destroyer propellers
9.1 Upper foam destroyer propeller
10 Upper speed monitoring propeller
11 Lower speed monitoring propeller
12 exit
13 feed pump
14 Upper gas outlet
14.1 Lower gas outlet
15 Vacuum or gas feed pump
16 electronic speed monitoring pulse generator
17 Liquid flow control device
18 liquid heaters
19 partition
20 packing
20.1 Upper packing
20.2 Bottom packing
N1 Lower fluid level
N2 Upper fluid level
N3 Maximum liquid level
Fz deflection forces