DE10019585C2 - Wärmetauscher mit Sicherheitsventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen rotationssymmetrischen Wärmetauscher, insbesondere eine drehantreibbare Thermowalze, der mit einem Fluid bzw. Gas, vorzugsweise mit Wärmeträgeröl, Wasser oder Wasserdampf, temperiert wird, wobei der Wär­ metauscher an zwei seitlichen Walzenzapfen drehbar gelagert und einer der Wal­ zenzapfen von einem Vor- und Rücklauf durchzogen ist.

Die sehr hohen Betriebsgeschwindigkeiten, Walzenoberflächentemperaturen und mit diesen verbundenen Fluideingangstemperaturen bedeuten ein immer größeres Gefahrenpotential bei Leckagen. Ein besonders kritischer Punkt in der Wärme­ übertragungskette vom Wärmeerzeuger bis in den Wärmetauscher z. B. eine Thermowalze ist die Dreheinführung. Sie ermöglicht eine kontinuierlichen Flu­ idtransport aus dem statischen Rohrleitungssystem in den meist rotierenden Wärmeübertrager. Bedingt durch die sehr hohen Drehzahlen des Wärmeübertra­ gers kommt es, trotz angemessener Lagersysteme und Lagerkühlung, bei der Dreheinführung zu Lagerfressern. Die Folgen eines solchen Fehlers sind im gün­ stigsten Fall, daß die Dreheinführung mit rotiert, die meist flexiblen Anschluß­ schläuche abgerissen werden und durch eine Drehmomentüberwachung die Ma­ schine gestoppt wird.

In der Vergangenheit ist es jedoch häufiger passiert, daß der nach dem Schlauchabriß austretende Wärmeträger - im Besonderen Wärmeträgeröl - sich fein zerstäubt in der Maschinenhalle verteilt und sich entzündet. Das dann weiter­ hin aus der Walze austretende Wärmeträgeröl bietet dem Feuer immer weitere Nahrung, so daß dieses meist sehr schwer zu löschen ist.

Zur Vermeidung von größeren Schäden sind Sprenkleranlagen installiert, die mit Wasser oder Schaum das entstandene Feuer löschen. Absperrventile in den, den Wärmeträger zuführenden Rohrleitungssystemen sind z. B. aus der DE 41 07 440 C1 bekannt. Sie dienen dazu, den Volumenstrom in dem Wärmetauscher zu än­ dern, z. B. zu unterbinden, wodurch sie ein weiteres Austreten des Wärmeträgers verhindern. Einem solchen Feuer wird allerdings nicht sämtliche Nahrung entzo­ gen, da sich noch Wärmeträgeröl bspw. im Inneren des Wärmetauschers befindet und aus diesem auszutreten vermag.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung aufzuzeigen, die verhindert, daß nach einem Unfall zusätzlich Warmeträger in das Umfeld des Wärmetauschers gelangt.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Nach Ausbleiben des Förderdruckes des Wärmeträgers werden die Heizleitungen des Wärmetau­ schers beidendig selbsttätig geschlossen.

Weiterbildende Merkmale können den Ansprüchen 2 bis 5 entnommen werden.

Erläutert wird die Erfindung in der folgenden Beschreibung eines an Hand von Zeichnungen beschriebenen Ausführungsbeispieles. Es zeigen hierbei:

Fig. 1 im Längsschnitt ein Ende des Walzenkörpers einer Kalan­ derwalze mit einem diese tragenden Walzenzapfen,

Fig. 2 vergrößert einen Ausschnitt des Walzenzapfens der Fig. 1,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein Ende eines Walzenzapfens mit aufgesetzter Zwei-Wege-Dreheinführung, und

Fig. 4 vergrößert einen dessen Ventile zeigenden Ausschnitt des Walzenzapfens der Fig. 3.

In Fig. 1 ist ein Ende eines Walzenkörpers 1 einer beheizbaren Kalanderwalze mit vermittels von Schrauben gegen dessen Grundfläche verspannten Walzen­ zapfen 2 dargestellt. Ein strichpunktiert eingeschlossener Ausschnitt des Walzen­ zapfens 2 der Fig. 1 ist vergrößert in Fig. 2 gezeigt. Der Walzenzapfen 2 ist axial von einem Einströmrohr 3 für den Wärmeträger durchzogen, das im Abstand von einem Isolierrohr 4 umgeben ist, das den Walzenzapfen 2 thermisch gegen das Heizmedium abschirmt. Das Heizmedium, hier Wärmeträgeröl, wird über das Einströmrohr 3 in Pfeilrichtung 5 zugeführt und verläßt die Thermowalze über den zwischen Einströmrohr 3 und Isolierrohr 4 gebildeten hohlzylindrischen Kanal 11 in Pfeilrichtung 6.

Um, wie von der Aufgabe der vorgehenden Erfindung gefordert, jegliches Austre­ ten von Wärmeträger aus der Walze nach Abriß der Zu- und/oder Abführungslei­ tungen, aber auch nach Abnehmen der hier nicht dargestellten Dreheinführung zu verhindern sind die Zu- und Abführungswege innerhalb des Walzenzapfens durch besondere Absperrventile gesichert. So ist im Einströmrohr 3 eine Ventilsitzplatte 7 angeordnet, gegen deren Ventilsitz mittels einer Ventilkörperfeder 8 vorge­ spannter und durch eine Führungsscheibe 9 gehaltener Ventilkörper 10 gepreßt wird. Die Ventilkörperfeder 8 ist hier so bemessen, daß der vor dem Ventilkörper 10 anstehende Wärmeträger mit seinem Förderdruck den Ventilkörper 1 () zurück­ drängen und damit das gebildete Rückschlagventil zu öffnen vermag, daß dage­ gen ein Ausbleiben dieses Förderdrucks oder gar ein innerhalb der Kalanderwalze auftretender Preßdruck dieses Rückschlagventil sofort schließt und damit jegliches Austreten eines Wärmeträgers unterbindet.

In gleicher Weise ist auch der zwischen dem Einströmrohr 3 und dem Isolierrohr 4 gebildete Ausströmungskanal 11 gesichert. In diesem Kanal ist ein Ventilsitzring 12 angeordnet, gegen den vermittels von Dichtringfedern 13, die sich gegen einen Dichtringfederfuß 14 abstützen, ein Ringventilkörper 15 stützt. Auch hier wird ein Rückschlagventil gebildet, das vom aus dem Walzeninnern in Pfeilrichtung 6 aus­ strömenden Wärmeträger geöffnet wird, das aber zweckmäßig ebenso wie das zentrale Rückschlagventil derart vorgespannt ist, daß mit Ausbleiben der Wärme­ trägerförderung das Ventil schließt.

In Fig. 3 ist abgebrochen ein Walzenzapfen 2 dargestellt, auf den ein Zwischen­ flansch 16 aufgespannt ist, an den sich eine äußere Dreheinführung 17 sowie eine innere Dreheinführung 18 anschließen. Der Aufbau der bei Entlastung schließen­ den Ventile ist in Fig. 3 und vergrößert in Fig. 4 gezeigt. Auch hier sind, mit den Referenznummern entsprechend der Fig. 2 zwei Absperrventile vorgesehen, die im Falle des Ausbleibens des Förderdruckes des Wärmeträgers selbsttätig schlie­ ßen und den im Innern der Walze befindlichen Wärmeträger absperren, so daß sowohl im Notfall als auch bei montagebedingten Unterbrechungen der Zu- und/oder Ableitung des Wärmeträgers Verluste desselben unterbunden oder we­ nigstens minimiert werden und damit Gefahren durch Heißwasser oder gar durch Wärmeträgeröl bedingte Brandgefahr absolut vermieden sind.

Bezugszeichenliste

1

Walzenkörper

2

Walzenzapfen

3

Einströmrohr

4

Isolierrohr

5

,

6

Pfeilrichtungen

7

Ventilsitzplatte

8

Ventilkörperfeder

9

Führungsscheibe

10

Ventilkörper

11

Ausströmungskanal

12

Ventilsitzring

13

Dichtringfeder

14

Dichtringfederfuß

15

Ringventilkörper

16

Zwischenflansch

17

Dreheinführung

18

Innenrohr-Dreheinführung

Claims (5)

1. Rotationssymmetrischer Wärmetauscher, insbesondere drehantreibbare Thermowalze, der mit einem Fluid bzw. Gas, vorzugsweise mit Wärmeträ­ geröl, Wasser oder Wasserdampf, temperiert wird, wobei der Wärmetau­ scher an zwei seitlichen Walzenzapfen drehbar gelagert und einer der Wal­ zenzapfen von einem Vor- und Rücklauf durchzogen ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Absperrorgan in dem Vor- und/oder Rücklauf des Wal­ zenzapfens des Wärmetauschers vorgesehen ist/sind, welches diesen/die­ se innerhalb des Wärmetauschers abdichtet, sobald der Vorlaufdruck des in den Wärmetauscher strömenden Wärmeträgers und/oder der Rücklaufdruck des aus dem Wärmetauscher strömenden Wärmeträgers signifikant abfällt bzw. auf null absinkt.

2. Rotationssymmetrischen Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Absperrorgane sich je ein Ventil (10, 15) im als Vorlauf ausgebildeten Einströmrohr (3) und im als Rücklauf ausgebildeten Ausströmungskanal (11) befindet, so daß sowohl der Zufluß in die Thermowalze als auch der Rück­ fluß absperrbar sind.

3. Rotationssymmetrischen Wärmetauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich das betreffende Ventil (10, 15) ganz oder teilweise zwischen der Thermowalze (1) und einer Dreheinführung (17, 18) für den Wärmeträger be­ findet.

4. Rotationssymmetrischen Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile (10, 15) als Rückschlagventile ausgebildet sind.

5. Rotationssymmetrischen Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile (10, 15) bei einem Walzenwechsel nach der Demontage der Dreheinführung (17, 18) ein Austreten von in der Walze befindlichem Wär­ meträger verhindern.