DE1077367B

DE1077367B - Verfahren und Vorrichtung zum Umwaelzen von heissen Gasen

Info

Publication number: DE1077367B
Application number: DEB52086A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Erich Knobloch; Dr Karl Adam; Dipl-Ing Bartram Linnartz
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1959-02-12
Filing date: 1959-02-12
Publication date: 1960-03-10

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Umwälzen von heißen Gasen Im Patent 1044 343 wird ein Verfahren zum Umwälzen von heißen Gasen, Dämpfen oder Gas-Dampf-Gemischen ohne und mit Flüssigkeitsbeimengungen, insbesondere unter hohen Drücken, beschrieben, bei dem Gasumwälzkolbenpumpen verwendet werden, deren schädlicher Raum zusätzlich auf das Vielfache des Hubvolumens vergrößert und in einen heißen und einen kalten Abschnitt aufgeteilt ist. Der zusätzliche schädliche Raum wird dabei ganz oder teilweise durch Pendelstrecken gebildet, die den Zylinder mit dem Ventilkasten der Gasumwälzkolbenpumpe verbinden. Bei doppeltwirkenden Kolbenpumpen sind demnach zwei Pendelstrecken vorhanden, die in einen heißen und einen kalten Abschnitt aufgeteilt sind.
Um die Anwendung des obengenannten Verfahrens auch bei besonders hohen Temperaturen des umzuwälzenden Mediums zu ermöglichen, wurde im gleichen Zusammenhang schon vorgeschlagen, zusätzlich kaltes Frischgas oder ein kaltes inertes Gas direkt in die Pendelleitung oder in eine Verbindung zweier Pendelleitungen einzuführen.
Es wurde nun weiter gefunden, daß sich beim Umwälzen von sehr heißen Gasen oder Dämpfen dieTemperaturverteilung bzw. das Temperaturgefälle zwischen der Gasumwälzkolbenpumpe und den Ventilkästen durch einen oder mehrere Nebenräume in der Pendelstrecke bzw. durch eine oder mehrere Verbindungsleitungen beider Pendelstrecken von Hand oder selbsttätig mit Regelorganen beeinflussen läßt.
An Hand der Abbildung, die eine doppeltwirkende Pumpenanlage zeigt, sei die Erfindung näher beschrieben.
Die Pendelstrecken zwischen der Pumpe und den Ventilkästen sind nach dem Hauptpatent in je einen kalten, von der Gasumwälzkolbenpumpe 1, 2 bis etwa zu den Wärmetauschern 10, 10a sich ausdehnenden Abschnitt und in je einen heißen, etwa von den Wärmetauschern bis zu den Ventilkästen 5, 5 a reichenden Abschnitt unterteilt. Sofern durch den Behälter 3 Gase oder Dämpfe von besonders hoher Temperatur umzuwälzen sind, wird es zum Schutz der Gasumwälzkolbenpuinpe 1, 2 nötig, die in absoluten Werten gemessene Temperaturverteilung bzw. das Temperaturgefälle in den Pendelstrecken 4 und 4a so zu beeinflussen, daß ein vorgegebener Temperaturhöchstwert im jeweiligen kalten Abschnitt der Pendelstrecken nicht überschritten wird.
Verbindet man die kalten Abschnitte der Pendelstrecken durch eine Verbindungsleitung 11, so läßt sich durch Öffnen und Schließen eines im Zuge dieser Verbindungsleitung angeordneten Regelorgans 11a, das als Ventil ausgebildet ist, das Temperaturgefälle in den Pendelstrecken 4 bzw. 4 a in bestimmtem Umfang verändern. Die Verbindungsleitung 11 besitzt einen kleineren Ouerschnitt als die die Pendelstrecken bildenden Leitungen; sie beeinflußt auch bei vollständig geöffnetem Regelorgan 11a die Förderleistung der Pumpe nicht wesentlich. Das Öffnen und Schließen des Regelorgans 11a kann in Abhängigkeit von der Temperatur der Pendelstrecke in der Nähe der Pumpenanschlüsse entweder von Hand oder selbsttätig vorgenommen werden. Für einfachwirkende Gasumwälzkolbenpumpen 1, 2, bei denen der Pumpenzylinder über nur eine Pendelstrecke mit dein Ventilkasten 5 verbunden ist, führt ein Anschluß in einen Nebenraum, z. B. in einen Druckbehälter, eine Stahlflasche oder in ein blind endendes erweitertes Leitungsstück. Das Regelorgan 11 a wird in diesem Fall in der Nähe der Abzweig- bzw. Eintrittsstelle in den Nebenraum angeordnet. Außer durch Öffnen und Schließen des Regelorgans 11a am Eingang zum Nebenraum kann in diesem Fall das Temperaturgefälle in der Pendelstrecke auch durch Verändern des Nebenraumvolumens beeinflußt werden. Der günstigste als Bruchteil der Länge der Pendelstrecke ausgedrückte Abstand a der Verbindungsleitung 11 bzw. der Einmündungsstelle eines Nebenraumes vom Pumpenzylinder wird für jeden Betriebsfall durch einen Versuch ermittelt.
Soll in den Pendelstrecken 4 bzw. 4a zwischen der Gasumwälzkolbenpumpe und den Ventilkästen 5 bzw. 5 a eine bestimmte Temperaturverteilung mit in verschiedenen Teilabschnitten unterschiedlichem Temperaturgradienten eingehalten werden, so verbindet man die Pendelstrecken an mehreren Stellen. Die einzelnen Verbindungsleitungen sind dann von der Gasumwälzkolbenpumpe 1, 2 unterschiedlich weit entfernt. Parallel zu der Verbindungsleitung 11, die z. B. die kalten Abschnitte der Pendelstrecken unmittelbar hinter den Wärmetauschern 10, 10a miteinander verbindet und um das Maß a von der Gasumwälzkolbenpumpe entfernt ist, verbindet die Verbindungsleitung 12 mit dem Regelorgan 12a die Pendelstrecken an einer bestimmten, . um das Maß b von der Gasumwälzkolbenpumpe entfernten Stelle. Bei der Festlegung der Maße a und b sind die Resonanzverhältnisse in den Pendelstrecken zu berücksichtigen. Bei nur einer Pendelstrecke werden in entsprechender Weise in unterschiedlichen Abständen a, b abzweigende Nebenräume mit Regelorganen 11 a, 12 a vorgesehen. Im extremsten Fall verbindet man auch die beiden Druckräume des Pumpenzylinders durch eine Verbindungsleitung 13 und regelt diesen Verbindungsweg z. B. mit einem als Kolbenschieber ausgebildeten Regelorgan 13 a.
Die Abbildung zeigt ferner schematisch die selbsttätige Regelung des Regelorgans 12a in Abhängigkeit von einem am kalten Abschnitt der Pendelstrecke 4a angeordneten Temperaturfühler 14. Der Meßimpuls des Temperaturfühlers 14 wird im Wandler 15 verstärkt und gegebenenfalls in pneumatische, hydraulische oder elektrische Betätigungskräfte umgesetzt, die das Absperrelement des Regelorgans 12a in Öffnungs-oder Schließrichtung bewegen.
An Stelle nur eines Temperaturfühlers 14 im kalten Abschnitt einer oder beider Pendelstrecken kann man auch aus den Meßimpulsen zweier jeweils am kalten und heißen Abschnitt der Pendelstrecken angeordneter Temperaturfühler,16, 16a zunächst den Differenzwert bilden und diesen zur selbsttätigen Steuerung eines in einer Verbindungsleitung angeordneten Regelorgans einsetzen. In der Abbildung ist diese Anordnung an der Pendelstrecke 4 dargestellt, wobei der im Wandler 17 verstärkte Regelimpuls auf den Kolbenschieber des Regelorgans 13a wirkt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zum Umwälzen von heißen Gasen, Dämpfen oder Gas-Dampf-Gemischen ohne und mit Flüssigkeitsbeimengungen, insbesondere unter hohen Drücken, bei dem Gasumwälzkolbenpumpen verwendet werden, deren schädlicher Raum zusätzlich auf das Vielfache des Hubvolumens vergrößert und in einen heißen und einen kalten Abschnitt aufgeteilt ist, wobei der vergrößerte schädliche Raum eine Pendelstrecke bzw. bei doppeltwirkenden Kolbenpumpen zwei Pendelstrecken bildet, nach Patent 1044 343, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturverteilung bzw. das Temperaturgefälle zwischen der Gasumwälzkolbenpumpe und den Ventilkästen durch einen oder mehrere Nebenräume in der Pendelstrecke bzw. durch eine oder mehrere Verbindungsleitungen beider Pendelstrecken von Hand oder selbsttätig mit Regelorganen beeinflußt wird.
2. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelorgane (11a,12 a, 13 a) an der Eintrittsstelle in die 1\Tebenräume einer Pendelstrecke bzw. in den Verbindungsleitungen (11, 12, 13) angeordnet sind.
3. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, däß die Eintrittsstellen in die Nebenräume bzw. die Verbindungsleitungen (11, 12, 13) von der Gasumwälzkolbenpumpe (1, 2) unterschiedlich weit entfernt angeordnet sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3 für einfachwirkende Gasumwälzkolbenpumpen, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich das Volumen der Nebenräume veränderbar ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Temperaturfühler (14) im kaltenAbschnitt der einen oder der beiden Pendelstrecken (4, 4a) vorgesehen ist, dessen Impuls mittelbar ein oder mehrere der Regelorgane (12a) beeinflußt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei jeweils im kalten und heißen Abschnitt der Pendelstrecke angeordnete Temperaturfühler (16, 16a) einen Differenzwert bilden, wobei dieser Differenzwert ein oder mehrere der Regelorgane (13a) beeinflußt.