DD248415A1

DD248415A1 - METHOD FOR DRYING SURFACES OF WORKPIECES, IN PARTICULAR PIPES

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.The invention relates to a method for drying the surfaces of workpieces, in particular pipes, which is preferably applicable when, in addition to a technological need for dryer capacity at the same time another hot air requirement exists. The object of the invention is, on the one hand, to reduce the specific energy requirement through targeted use of heat, and, on the other hand, to save additional equipment for generating hot air for other technological purposes, in particular heating and air conditioning. According to the invention, this is achieved in that the drying of the workpiece surfaces using a comparatively large fresh air flow takes place in two process steps, wherein the dryer is at the same time the task of generating reusable hot air is transferred in addition to its actual function. In the first process step, a massive heating of the workpieces is carried out in the second process step, the drying of the surfaces in a cold or hot air stream, which receives when sweeping the Werkstueckoberflaechen in a drying chamber heat and moisture and after leaving the dryer to meet other needs for erwaermter and humidified air can be used.

Description

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Field of application of the invention

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.The invention relates to a method for drying the surfaces of workpieces, in particular pipes, which is preferably applicable when, in addition to a technological need for dryer capacity at the same time another hot air demand.

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.This is the case, for example, with the insulation of outdoor pipes in enclosed prefabrication bases in pipeline construction. Prior to isolation, complete drying of the tube surface and preheating of the tubes is required; In addition, there is a high demand for fresh air in the prefabrication base since solvent vapors are released during the isolation process.

Characteristic of the known technical solutions

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.It is known to dry workpieces in drying chambers by rinsing with dry heated air. The drying rate increases with increasing air velocity and temperature and with decreasing water content of the air.

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.It is also known to effect the increase of the air velocity and a reduction of the adjusting itself in the drying chamber average water content of the air by increasing the fresh air flow rate of the dryer.

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.If an increase in the drying rate is not required, drying with a comparatively lower air temperature is consequently possible at a higher fresh air throughput. Particularly pronounced this effect occurs in the winter period in appearance, since the water content of the outside air during this time is particularly low.

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.There are also numerous technical solutions known, in which the exhaust air heat is transferred to the outside air flow in the interests of energy economy (heat recovery). As an example, SU-PS 979812 is cited.

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).There are solutions in which the use of the exhaust air heat via heat pumps, which heat either re-fed to the drying process or can be used elsewhere (see DD-PS 213490 or DD-PS 213491).

Es ist weiterhin bekannt, Abluft aus Trocknungsprozessen für Lüftungs- und Klimatisierungsprozesse weiterzuverwenden, sofern keine hygienisch bedenklichen Verunreinigungen vorliegen.It is also known to continue to use exhaust air from drying processes for ventilation and air conditioning processes, if there are no hygienically harmful impurities.

Object of the invention

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.The aim of the invention is, on the one hand, to decisively reduce the specific heat requirement during the drying of the surfaces of workpieces, preferably pipes, compared to the heat requirement of known processes by targeted heat application.

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.The aim of the invention is also to save additional equipment for air heating for next to the hot air requirement of the drying process simultaneously covered other hot air demand by multiple use of the dryer exhaust air.

Explanation of the essence of the invention

Ein gegenüber den bekannten Verfahren zur Oberflächentrocknung entscheidend verringerter Wärmebedarf wird auf erfindungsgemäße Weise wie folgt erzielt:A significantly reduced compared to the known methods for surface drying heat demand is achieved according to the invention as follows:

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.It is in a first step in a known manner by infrared radiation or heat generation in the material, for. B. by microwave energy or induction heating, a massive heating of the workpieces brought about. After heating, the workpieces form a heat reservoir. Ice crusts that may have been present on the surfaces have melted. The portion of melt water which does not adhere to the workpiece surfaces as a liquid film bound by adhesive forces is removed in a known manner from the drying chamber and thereby prevented from evaporating, whereby the evaporation heat necessary for the evaporation of this amount of water need not be expended.

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.Due to the comparatively high temperature of the remaining liquid film, a saturation vapor pressure of moist air over water, which in any case exceeds the saturation vapor pressure of moist, lower-temperature air, prevails on its surface. From the basic law of mass transfer, which states that the vapor pressure is the actual driving force of the mass transfer in the evaporation of a liquid, it follows that in the considered case as long as water evaporates from the film surface, as between the surface and the moist air flowing around a water vapor pressure difference prevails ,

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.For the realization of the second process step, the intensive evaporation of the remaining liquid film by rewinding with an air flow, it is therefore necessary that the intended as desiccant moist air has a water vapor pressure which is smaller than the saturation vapor pressure of moist air over water at the liquid surface.

Diese Bedingung wird auch von gesättigter feuchter Luft erfüllt, solange deren Temperatur geringer als die Temperatur der Flüssigkeitsoberfläche ist.This condition is also met by saturated moist air as long as its temperature is lower than the temperature of the liquid surface.

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.For this reason, it is in principle also possible in the winter period to carry out a complete drying of the workpiece surfaces by means of unheated outside air in the second method step; also in the case that it is saturated with water vapor. Condition for this, however, is that the workpieces were preheated in the first step depending on their heat capacity so far that is guaranteed until the complete evaporation of the liquid film in the second step that the surface temperature is above the temperature of the air used as a desiccant.

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.Thus, in contrast to known drying methods, the method according to the invention makes it possible to effect complete surface drying without creating a comparatively high air temperature in the drying chamber, as a result of which considerable energy savings can be achieved.

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.The heated and humidified air after flowing over the workpiece surfaces due to combined heat and mass transfer can be used in the interest of effective use of the heat supplied in the first process step after leaving the drying chamber to meet other needs for hot and humid air; e.g. for heating and air conditioning of neighboring premises. By this exhaust air use, it is possible to work in each case with the drying-physically optimal amount of fresh air, which is often not possible in conventional drying process without exhaust air overflow for reasons of energy economy.

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.This is especially true when the outside air seasonally already has a relatively high water content, so that a warming larger amounts of fresh air is required in any case.

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 RechtfertigungThe exhaust air exhaustion is then no longer just a possibility of multiple energy use per se, but it represents an unconditional necessary measure by which the overall process is only an energy industry justification

erfährt. ' 'experiences. ''

embodiment

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.In a hall 1 there is a plant for the isolation of pipeline pipes. For technological reasons (formation of solvent vapors) there is a year-round high fresh air requirement for this hall 1, a arranged for reasons of space outside the hall 1 dryer 2 is operated in accordance with the invention. The tube 8 arriving from the outer magazine is massively heated in a manner known per se, dried and transported to the hall 1 in a heated and dried state for further processing.

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.The outside air flow 3, which corresponds in size to the ventilation of the hall 1 required fresh air flow 9 is sucked in via the ventilation attachment 4 and circulated by means of the heating circulation fan 5 as circulating air stream 6 and possibly heated at low outside temperatures, if this to ensure the intended Temperature regime is required.

Die Trocknerabluft 7 wird durch den Lüfter 11 als Zuluftstrom 9 ins Innere der HaIIeI gefördert und über die Luftverteileinrichtung 10 verteilt.The dryer exhaust air 7 is conveyed by the fan 11 as supply air 9 into the interior of the HaIIeI and distributed over the air distribution device 10.

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.The massive heating of the tube in the first process step is carried out in a manner known per se (see above), the equipment required for this purpose is not included in FIG.

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.The amount of heat to be supplied to the tube in the first process step and the heat flow to be supplied in the second process step by means of the fan heater 5 are to be dimensioned as a function of the intended drying time such that the temperature of the exhaust air flow 7 corresponds to the required supply air temperature of the hall 1. The temperature of the tube must have the size required for the further technological process of isolation after leaving the drying chamber.

Claims

1. A method for drying the surfaces of workpieces, in particular pipes, characterized in that the drying is carried out in two process steps, wherein in the first .Verfahrensschritt in a known manner, a massive heating of the workpieces is made; In the second process step, the actual drying of the surfaces takes place by flushing the same with cold or heated moist air, the water vapor pressure must be below the saturation vapor pressure of moist air above water on the surface of the water to be evaporated.

2. The method according to claim 1, characterized in that saturated moist air can be used as a desiccant in the second step, as long as their temperature is lower than the temperature of the evaporation surface.

3. Process according to claims 1 and 2, characterized in that, depending on the season, can be driven partly with relatively large amounts of fresh air, which must be heated due to the relatively large water content of the outside air.

4. The method according to claims 1 to 3, characterized in that the mentioned in claim 3 driving with comparatively large amount of fresh air to be heated energy entitlement is procured by the exhaust air of the drying chamber is used simultaneously to cover, other needs for heated and humidified air, z. B. for heating and air conditioning adjacent premises.