DE3125162C2 - Einfrierstelle - Google Patents

Abstract

Beschrieben wird die Möglichkeit, eine Schmelzeleitung auf einfache Art zu verschließen, welche von einem Heizmittel umgeben ist. Dazu wird eine Einfrierstelle benutzt, die mit einer Zu- und Abführleitung für ein Kühlmittel umgeben ist. Um die Schmelzeleitung herum ist ein Kühlraum angeordnet, welcher seinerseits von einem Kühlmittelabführraum umgeben ist. Kühlraum und Kühlmittelabführleitung befinden sich innerhalb des Heizmittels; der Kühlraum steht mit der Kühlmittelzuführleitung und mit der Kühlmittelabführleitung in Verbindung. Wenn nun Kühlmittel, beispielsweise Luft von Zimmer temperatur, durch die Zuführleitung in den Kühlraum geblasen wird und dort die Schmelzeleitung umströmt, kühlt sie die darin befindliche Schmelze ab, welche dadurch fest wird und den weiteren Durchfluß der Schmelze durch die Schmelzeleitung unterbricht. Das Kühlmittel strömt durch den Kühlmittelabführraum und durch Kühlmittelabführleitung wieder ab, nachdem es Wärme von der Schmelzeleitung und somit von der Schmelze aufgenommen hat. Die Einfrierstelle weist keinerlei Verengung des Querschnitts der Schmelzeleitung auf, solange nicht Kühlmittel eingeführt wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einfrierstelle für eine Schmelzeleitung, die von einem Heizmittel umgeben ist, mit Zu- und Abführleitung für ein Kühlmittel.

Zum Abspei»en von Schmelzeleitungen ist es bereits bekannt, statt mechanischer Hähne oder Ventile sogenannte Einfriersteiien öder fc^fiiHsche Vennic zu benutzen, wie es z. B. in der DF-f S 23 17 239 oder der UdSSR-PS 4 87 169 beschrieben is:. Dem Schmelzestrom wird hier mit Hilfe eines Kühlmittels so viel Wärme entzogen, daß die Schmelze im Bereich dieser Einfrierstelle erstarrt und so den Schmelzstrom unterbricht Einfrierstellen sollten jedoch keine Einbauten in den Querschnitt der Schmelzeleitung erfordern und somit — im Gegensatz zu Ventilen — auch keine Toträume für die Schmelze ergeben.

Die US-Patentschrift 37 56 268 beschreibt eine Förderleitung für Erdöl, die auf Permafrostböden verwendbar ist Sie besteht aus einem inneren Hohlraum durch den erwärmtes Erdöl fließt einem mittleren Hohlraum, in welchem durch Wärmeaufnahme verdunstendes Kühlmittel im gasförmigen Zustand eindringen kann, und einem äußeren Hohlraum, in welchem sich flüssiges Kühlmedium befindet Durch diese Konstruktion wird ein Auftauen des Permafrostbodens vermieden, gleichzeitig aber die Möglichkeit geschaffen, Erdöl zu transportieren. Vcn einer Einfrierstelle ist dabei keine Rede.

Aus der DDR-Patentschrift 1 20 917 ist eine Vorrichtung zum Vereisen von Rohrleitungen zum Sperren des Durchflusses bekannt weiche aus zwei Haibschaien besteht die um das abzusperrende Rohr angebracht werden, und deren Inneres durch eine Glysantin-Kälte-Lösung gekühii werden kann. Eine solche Einrriersteiie ermöglicht nicht das Absperren von Rohrleitungen an schwer zugänglichen Stellen, sie kann auch nicht dauerhaft an verschiedenen geeigneten Stellen eingebaut sein, um bei Bedarf in Betrieb genommen zu werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Einfrierstelle zur Verfügung zu stellen, die einen einfachen Einbau und einfachen Betrieb gestattet wobei bei einem geringen Verbrauch an Kühlmittel die Einfrierzeit kurz gehalten werden soll. Die erfindungsgemäße Einfrierstelle soll auch an schwer zugänglichen Stellen der Schmelzeleitung oder zum Absperren einzelner Verzweigungsleitungen in einem gemeinsamen Heizmittelkessel eingesetzt worden können, bei denen sich erfahrungsgemäß lange Zuführwege für das Kühin, '.ttel durch das Heizmittel hindurch ergeben. Die erfindungsgemäße Einfrierstelle soll den Querschnitt der Schmelzeleitung nicht verändern, während die Einfrierstelle nicht aktiv in Betrieb ist

Dieses Ziel wurde bei einer Einfrierstelle der eingangs beschriebenen Art dadurch erreicht, daß die Schmelzeleitung 1 von einem Kühlraum 4 umgeben ist daß der Kühlraum 4 seinerseits vom Kühlmittelabführraum 5 umgeben ist wobei der Kühlraum 4 mit der Kühlmittelzuführleitung 3 und mit der Kühlmitte'abführleitung6 in Verbindung steht und daß Kühlraum 4 und Küh!rmitelabführraum 5 sich innerhalb des Heizmittels befinden. Vorzugsweise umgibt Kühlmittelabführleitung 6 die Kühlmittelzuführleitung 3 koaxial. Nach einer weiteren bevorzugten Ausfühningsform umgibt der Kühlmittelabführraum 5 den Kühlraum 4 koaxial. Insbesondere ist die Schmelzeleitung im Bereich der Einfrierstelle als statischer Mischer ausgebildet

Die erfindungsgemäße Einfrierstelle wird in der Figur gezeigt, welche einsn schematischen Schnitt durch Schmelzeleitung und Einfrierstdle und Heizmittelrohr zeigt

In der Figur bedeuten i Schmelzeleii»ing, 2 Heizmittelleitung, 3 Kühhnittel-Zuführleitung, 4 Kühlraum, 5 Kühlmittelabführraum und 6 Kühlmittelabführleitung.

Hier ist eine Schinelzeieiiung ί koaxial von einer Heizmittelleitung 2 für ein Heizmittel wie etwa einem Gemisch aus Diphenyl und Diphenyloxid, bekannt unter den Handelsnamen Diphyl® oder ^eDowtherm, umgeben. An der Einfrierstelle mündet eine Kühlmittelzuführleitung 3 auf die Schnielzeieitung 1. Die Kühlmittelabführ- !eitung 3 ist koaxial umgeben von der Kühlmittelabführleitung 6. Die Kühlmittel-Zuführleitung 3 mündet in den Kühlraum 4, der die Schmelzeleitung 1 direkt koaxial umgibt Ebenfalls koaxial zum Kühlraum 4 befindet sich der Kühlmittelabführraum 5, welcher in die Kühjmittelabführleitung 6 mündet die ihrerseits wieder koaxial zur Kühlmittel-Zuführleitung 3 eingeordnet ist Lediglich die Enden der Kühlmittel-Zuführleitung 3 und der Kühlmitt^Iabführleitung 6 ragen aus der Heizmittelleitung 2 heraus, während die gesamte Einfrierstelle sich innerhalb der Heizinittelleitung 2 befindet Bei dieser erfindungsgemäßen Anordnung der Einfrierstelle ergibt sich ein guter Wärmekontakt zwischen Schmelzeieitung 1 und dem Kühlmittel. Dieses ist bevorzugt kalte Luft Das Kühlmittel kommt durch die Kühlmittel-Zuführleitung 3 bis an die Außenseite der Schmelzeleitung 1, durchströmt dann den Kühlraum 4. wo es der Schmelze Wärme entzieht fließt danach aus dem Kühlraum 4 durch den Kühlmittel-Abführraum 5, welcher den Kühlraum 4 von dem Heizmittel isoliert in die Kühlmittelabführleitung 6.

Die in der Figur gezeigte spiegeisymmeirische Anordnung; der Einfrierstelle^: zur Kühjmittel-Züführleitürig 3 stellt eine bevorzugte Ausführurigsförm dar; aus Gründen des leichteren Einbaus oder auch aus anderen Gründen können auch andere Formen gewählt werden.

Die koaxiale Anordnung von Kiihlmittel-Zuführleitung 3 und ECühlmiitel-Abführleilung 6 sowie von Kühlraum 4 und Kühlmittel-Abführraum 5 ergibt eine

günstige Montage der Einfrierstelle mit einem Minimum an Schweißstellen. Die koaxiale Anordnung verhindert aber auch eine unnötige Erwärmung des -iugeführten Kühlmittels (Gegenstromprinzip). Dieser Vorteil wird Besonders bei Leitungen wirksam, die an schwer zugänglichen Stellen liegen. Benutzt man die erfindungsgemäße Vorrichtung z. B. zum Absperren einzelner Verzweigungsleitungen, die alle in einem gemeinsamen Heizmittelsystem untergebracht sind, so ergeben sich sehr lange Zuführleitungen für das Kühlmittel, die nach dem Stand der Technik zu einer nachteiligen Erwärmung des Kühlmedium führen würden. Die konzentrische Anordnung von Schmelzeleitung 1, Kühlraum 4 und Kühlmittelabführraum 5 sowie von Kühlmittel-Zuführleitung 3 und Kühlmittel-, wi^hrleitung 6 nach der Erfindung ergeben eine oesonders vorteilhafte Wirkung des Kühlmittels, so daß sich Einfrierzeiten von nur wenigen *■■> muten erreichen lassen. AucJ? die Zeiten des V/ieH ..arfschmelzens sind ausreichend kurz.

Die Einfrierzeit und auch die Zeit des Wiederaufschmelzens kann durch den Einbau eines bekannten statischen Mischers noch verkürzt werden, er verhindert auch das Loslösen eines Pfropfens beim Wiederaufschmelzen. Diese Pfropfenbildung ist ein bekannter Nachteil herkömmlicher Einfrierstellen; der sich lösende Schmelzepfropf en kann in den nach der Einfrierstelle folgenden Leitungsteilen Schaden hervorrufen, speziell bei den nachfolgenden Pumpen.

Aus Sicherheitsgründen hält man bei der eriindungsgemäßen Einfrierstelle den Druck des Kühlmittels, also meistens der Luft, unterhalb des Druckes des Heizmittels, so daß bei Leckagen das Heizmittel über die Kühlmittel-Abführleitung 6 entweicht und nicht Kühlmittel in das Heizmittelsystem eintritt Durch den Austritt des Heizmittels über die Kühlmittelabführleitung 6 werden Leckagen auch sofort bemerkbar, und zwar entweder durch den auftretenden Geruch oder durch angebrachte Gasdetektoren.

ίο Als Kühlmittel wird bevorzugt Luft verwendet jedoch können auch andere Gase der gewünschten Temperatur, oder auch Flüssigkeiten, wie z. B. Wasser oder andere Wärmeüberträgerflüssigkeiten, verwendet werden.

Die Kühlmittei-Zuführleitung 3 ist abgeschlossen, solange die Einfrierstelle nicht in Betrieb genommen werden soll, um nicht durch Konvektion des Kühlmittels eine ungewollte Abkühlung der Schmelze in der Schmelzeicitung 1 zu erhalten.

- Der Einfrisrvorgang erfolgt normalerweise unter Abschaltung der Schmelzezufuhr, aber unter dem vollen Druck des jetztstehenden Schmelzest«, ns.

Für eine Schmelzeleitung aus Stahl von 8 cm Durchmesser, gefüllt mit einer Polyethylentereph+.halatschmelze von 300° C ergaben sich bei Verwendung einer erfinduagsgemäßen Einfrierstelle, betrieben mit 100mVh Tuft von 20⁰C. Einfrierzeiten von 5 Minuten und Schmelzzeiten von 20 Minuten. Sowohl Einfrieren als auch Wiederaufschmelzen verliefen problemlos.

Hierzu 1 Blau Zeichnungen

Claims (4)

3125 Patentansprüche:

1. Eiijfrierstelle für eine Schinelzeleitung, die von einem Heizmittel und einem Kühlraum umgeben ist,

"mit Zu- und Abführleitung für ein Kühlmittel, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelzeleitung 1 von einem Kühlraum 4 umgeben ist, daß der Kühlraum 4 seinerseits vom Kühlmittelabführraum 5 umgeben ist, wobei der Kühlraum 4 mit der Kühlmittelzufüferleitung 3 und der Kühlmittelabführleitung 6 in Verbindung steht, und daß Kühlraum 4 und Kühlmittelabführraum 5 sich innerhalb des Heizmittels befinden.

2. Einfrierstelle nach Anspruch 1, dadurch ,5 gekennzeichnet, daß die Kühlmittelabführleitung 6 die Kühlmittelzuführleitung 3 koaxial umgibt

3. Einfrierstelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch

26lCCnnZciClιϊϊ^ΐ, dSu ucF ΓνΐΐΐΐΙΓΠΪΐιδιΞ.υΐι1ιΐΐΤ£11ϊϊϊ ** den Kühlraum 4 koaxial umgibt '

4. Einfrie.T*elle nach einem der Ansprüche T - 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelzeleitui ._t 1 im Bereich der Einfrierstelle als statischer Mischer ausgebildet ist