DD248415A1

DD248415A1 - Verfahren zum trocknen der oberflaechen von werkstuecken, insbesondere rohren

Info

Publication number: DD248415A1
Application number: DD86289491A
Authority: DD
Inventors: Juergen Vetter; Werner Maltry; Bernd Borrmann; Joachim Ullrich
Original assignee: Untergrundspeicher U Gasanlage
Priority date: 1986-04-22
Filing date: 1986-04-22
Publication date: 1987-08-05

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trocknen der Oberflaechen von Werkstuecken, insbesondere Rohren, welches vorzugsweise dann anwendbar ist, wenn neben einem technologischen Bedarf an Trocknerkapazitaet gleichzeitig ein anderweitiger Warmluftbedarf besteht. Das Ziel der Erfindung besteht zum einen in der Verringerung des spezifischen Energiebedarfs durch zielgerichteten Waermeeinsatz, zum anderen in der Einsparung von zusaetzlicher Ausruestung zur Warmlufterzeugung fuer andere technologische Zwecke, insbesondere Heizung und Klimatisierung. Erfindungsgemaess wird dies dadurch erreicht, dass die Trocknung der Werkstueckoberflaechen unter Verwendung eines vergleichsweise grossen Frischluftstromes in zwei Verfahrensschritten erfolgt, wobei dem Trockner neben seiner eigentlichen Funktion gleichzeitig die Aufgabe der Erzeugung weiterverwendbarer Warmluft uebertragen wird. Im ersten Verfahrensschritt wird eine massive Aufheizung der Werkstuecke vorgenommen, im zweiten Verfahrensschritt erfolgt die Trocknung der Oberflaechen in einem Kalt- oder Warmluftstrom, welcher beim Ueberstreichen der Werkstueckoberflaechen in einer Trockenkammer Waerme und Feuchtigkeit aufnimmt und nach Verlassen des Trockners zur Deckung anderweitigen Bedarfs an erwaermter und befeuchteter Luft herangezogen werden kann.

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trocknen der Oberflächen von Werkstücken, insbesondere Rohren, welches vorzugsweise dann anwendbar ist, wenn neben einem technologischen Bedarf an Trocknerkapazität gleichzeitig ein anderweitiger Warmluftbedarf besteht.

Dies ist zum Beispiel bei der Isolierung von im Freien gelagerten Rohren in umhausten Vorfertigungsbasen beim Pipelinebau der Fall. Vor dem Isolieren ist eine vollständige Trocknung der Rohroberfläche und ein Vorwärmen der Rohre erforderlich; außerdem besteht in der Vorfertigungsbase ein hoher Frischluftbedarf, da beim Isoliervorgang Lösungsmitteldämpfe freiwerden.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bekannt ist, Werkstücke in Trockenkammern durch Umspülen mit trockener erwärmter Luft zu trocknen. Die Trocknungsgeschwindigkeit steigt dabei mit zunehmender Luftgeschwindigkeit und -temperatur sowie mit sinkendem Wassergehalt der Luft.

Es ist weiterhin bekannt, die Erhöhung der Luftgeschwindigkeit sowie eine Herabsetzung des sich in der Trockenkammer einstellenden mittleren Wassergehaltes der Luft durch eine Vergrößerung des Frischluftdurchsatzes des Trockners zu bewirken.

Wird eine Erhöhung der Trocknungsgeschwindigkeit nicht gefordert, dann ist folglich bei höherem Frischluftdurchsatz eine Trocknung mit vergleichsweise niedrigerer Lufttemperatur möglich. Besonders ausgeprägt tritt dieser Effekt in der Winterperiode in Erscheinung, da der Wassergehalt der Außenluft in dieser Zeit besonders gering ist.

Es sind des weiteren zahl reiche technische Lösungen bekannt, beidenen die Abluftwärme im Interesse der Energieökonomie auf den Außenluftstrom übertragen wird (Wärmerückgewinnung). Als Beispiel dazu sei die SU-PS 979812 angeführt.

Es existieren Lösungen, bei denen die Nutzung der Abluftwärme über Wärmepumpen erfolgt, wobei diese Wärme entweder erneut dem Trocknungsprozeß zugeführt oder auch anderweitig genutzt werden kann (siehe DD-PS 213490 bzw. DD-PS 213491).

Es ist weiterhin bekannt, Abluft aus Trocknungsprozessen für Lüftungs- und Klimatisierungsprozesse weiterzuverwenden, sofern keine hygienisch bedenklichen Verunreinigungen vorliegen.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht zum einen darin, durch zielgerichtete Wärmeanwendung den spezifischen Wärmebedarf bei der Trocknung der Oberflächen von Werkstücken, vorzugsweise Rohren, gegenüber dem Wärmebedarf bekannter Verfahren entscheidend zu verringern.

Ziel der Erfindung ist es weiterhin, zusätzliche Ausrüstung zur Lufterhitzung für neben dem Warmluftbedarf des Trocknungsprozesses gleichzeitig abzudeckenden anderweitigen Warmluftbedarf durch Mehrfachnutzung der Trocknerabluft einzusparen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Ein gegenüber den bekannten Verfahren zur Oberflächentrocknung entscheidend verringerter Wärmebedarf wird auf erfindungsgemäße Weise wie folgt erzielt:

Es wird in einem ersten Verfahrensschritt auf an sich bekannte Weise durch Infrarotbestrahlung oder Wärmeerzeugung im Werkstoff, z. B. durch Mikrowellenenergie oder durch Induktionsheizung, eine massive Erwärmung der Werkstücke herbeigeführt. Nach erfolgter Erwärmung bilden die Werkstücke ein Wärmereservoir. Eiskrusten, die ggf. an den Oberflächen vorhanden waren, sind geschmolzen. Der Teil an Schmelzwasser, welcher nicht als durch Adhäsionskräfte gebundener Flüssigkeitsfilm an den Werkstückoberflächen haften bleibt, wird auf an sich bekannte Weise aus der Trockenkammer abgeführt und dadurch am Verdunsten gehindert, wodurch die für die Verdunstung dieser Wassermenge nötige Verdampfungswärme nicht aufgewendet werden muß.

Aufgrund der vergleichsweise hohen Temperatur des verbleibenden Flüssigkeitsfilmes herrscht an seiner Oberfläche ein Sättigungsdampfdruck feuchter Luft über Wasser, welcher den Sättigungsdampfdruck feuchter Luft niedrigerer Temperatur in jedem Fall übersteigt. Aus dem Grundgesetz des Stoffübergangs, welches besagt, daß der Dampfdruck die eigentliche treibende Kraft des Stoffübergangs bei der Verdunstung einer Flüssigkeit ist, folgt, daß im betrachteten Fall solange Wasser von der Filmoberfläche verdunstet, wie zwischen Oberfläche und der diese umströmenden feuchten Luft eine Wasserdampfdruckdifferenz herrscht.

Zur Realisierung des zweiten Verfahrensschrittes, der intensiven Verdunstung des verbliebenen Flüssigkeitsfilmes durch Umspulen mit einem Luftstrom, ist es deshalb notwendig, daß die als Trockenmittel vorgesehene feuchte Luft einen Wasserdampfdruck aufweist, welcher kleiner als der Sättigungsdampfdruck feuchter Luft über Wasser an der Flüssigkeitsoberfläche ist.

Diese Bedingung wird auch von gesättigter feuchter Luft erfüllt, solange deren Temperatur geringer als die Temperatur der Flüssigkeitsoberfläche ist.

Es ist aus diesem Grund auch in der Winterperiode prinzipiell möglich, im zweiten Verfahrensschritt eine vollständige Trocknung der Werkstückoberflächen mittels unbeheizter Außenluft vorzunehmen; auch indem Falle, daß diese mit Wasserdampf gesättigt ist. Bedingung dafür ist allerdings, daß die Werkstücke im ersten Verfahrensschritt in Abhängigkeit von ihrer Wärmekapazität soweit vorgewärmt wurden, daß bis zur vollständigen Verdunstung des Flüssigkeitsfilmes im zweiten Verfahrensschritt gewährleistet ist, daß die Oberflächentemperatur über der Temperatur der als Trockenmittel verwendeten Luft liegt.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird es somit im Gegensatz zu bekannten Trocknungsverfahren möglich, ohne Schaffung einer vergleichsweise hohen Lufttemperatur in der Trockenkammer, eine voj !ständige Oberflächentrocknung zu bewirken, wodurch erhebliche Energieeinsparungen erzielt werden können.

Die nach dem Überströmen der Werkstückoberflächen auf Grund kombinierten Wärme- und Stoffüberganges erwärmte und befeuchtete Luft kann im Interesse einer effektiven Nutzung der im ersten Verfahrensschritt zugeführten Wärme nach Verlassen der Trockenkammer zur Deckung anderweitigen Bedarfs an warmer und feuchter Luft verwendet werden; z.B. zur Heizung und Klimatisierung benachbarter Räumlichkeiten. Durch diese Abluftnutzung wird es möglich, in jedem Fall mit der trocknungsphysikalisch optimalen Frischluftmenge zu arbeiten, was bei herkömmlichen Trocknungsverfahren ohne Abluftweiternutzung aus Gründen der Energieökonomie oft nicht möglich ist.

Dies trifft vor allem dann zu, wenn die Außenluft jahreszeitlich bedingt bereits einen vergleichsweise hohen Wassergehalt aufweist, sodaß eine Erwärmung größerer Frischluftmengen in jedem Fall erforderlich ist.

Die Abluftweiternutzung ist dann nicht mehr nur eine Möglichkeit der Energiemehrfachnutzung an sich, sondern sie stellt eine unbedingte notwendige Maßnahme dar, durch welche der Gesamtprozeß erst eine energiewirtschaftliche Rechtfertigung

erfährt. ' '

Ausführungsbeispiel

In einer Halle 1 befindet sich eine Anlage zur Isolierung von Pipeline-Rohren. Aus technologischen Gründen (Entstehung von Lösemitteldämpfen) besteht für diese Halle 1 ein ganzjährig hoher Frischluftbedarf, Ein aus Platzgründen außerhalb der Halle 1 angeordneter Trockner 2 wird auf erfindungsgemäße Weise betrieben. Das aus dem Außenmagazin eintreffende Rohr 8 wird auf an sich bekannte Weise massiv erhitzt, getrocknet und in erwärmtem und getrocknetem Zustand zur Weiterverarbeitung in die Halle 1 transportiert.

Der Außenluftstrom 3, welcher in seiner Größe dem zur Belüftung der Halle 1 erforderlichen Frischluftstrom 9 entspricht, wird über den Lüftungsaufsatz 4 angesaugt und mittels der Heiz-Umlüfter 5 als Umluftstrom 6 umgewälzt und bei niedrigen Außentemperaturen ggf. erwärmt, wenn dies zur Gewährleistung des vorgesehenen Temperaturregimes erforderlich ist.

Die Trocknerabluft 7 wird durch den Lüfter 11 als Zuluftstrom 9 ins Innere der HaIIeI gefördert und über die Luftverteileinrichtung 10 verteilt.

Die massive Erhitzung des Rohres im ersten Verfahrensschritt wird auf an sich bekannte Weise (s.o.) durchgeführt, die dafür erforderliche Ausrüstung ist in Fig. 1 nicht enthalten.

Die dem Rohr im ersten Verfahrensschritt zuzuführende Wärmemenge und der ggf. im zweiten Verfahrensschritt mittels der Heizlüfter 5 zuzuführende Wärmestrom sind in Abhängigkeit von der vorgesehenen Trocknungszeit so zu dimensionieren, daß die Temperatur des Abluftstromes 7 der geforderten Zulufttemperatur der Halle 1 entspricht. Die Temperatur des Rohres muß nach Verlassen der Trockenkammer die für den weiteren technologischen Ablauf des Isolierens erforderliche Größe haben.

Claims

1. Verfahren zum Trocknen der Oberflächen von Werkstücken, insbesondere Rohren, gekennzeichnet dadurch, daß die Trocknung in zwei Verfahrensschritten durchgeführt wird, wobei im ersten .Verfahrensschritt auf an sich bekannte Weise eine massive Aufheizung der Werkstücke vorgenommen wird; im zweiten Verfahrensschritt erfolgt die eigentliche Trocknung der Oberflächen durch Umspülen derselben mit kalter oder erwärmter feuchter Luft, deren Wasserdampfdruck unter dem Sättigungsdampfdruck feuchter Luft über Wasser an der Oberfläche des zu verdunstenden Wassers liegen muß.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß im zweiten Verfahrensschritt auch gesättigte feuchte Luft als Trockenmittel verwendet werden kann, solange deren Temperatur niedriger als die Temperatur der Verdunstungsoberfläche ist.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß, jahreszeitlich bedingt, teilweise mit vergleichsweise großen Frischluftmengen gefahren werden kann, welche auf Grund des vergleichsweise großen Wassergehaltes der Außenluft erwärmt werden müssen.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß der in Anspruch 3 erwähnten Fahrweise mit vergleichsweise großen zu erwärmenden Frischluftmengen energiewirtschaftliche Berechtigung verschafft wird, indem die Abluft der Trockenkammer gleichzeitig zur Deckung , anderweitigen Bedarfs an erwärmter und befeuchteter Luft herangezogen wird, z. B. zur Heizung und Klimatisierung benachbarter Räumlichkeiten.