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Regelungsverfahren für Vorrichtungen zum Eindampfen von Lösungen mittels
verdichteter Ab dämpfe.
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Bei den bekannten Vorrichtungen zum Eindampfen von Lösungen mittels
verdichteter Abdämpfe bedient man sich sehr oft Maschinen unveränderlicher Drehzahl
zum Antrieb des Verdichters. Arbeiten nun solche Vorrichtungen mit Teilbelastung,
dann konnte bislang die der Verdampfungsleistung anzupassende Wärmezufuhr nur in
der Weise geregelt werden, daß man den Verdichter entweder auf der Saug- oder Druckseite
drosselte. Das Drosseln bedeutet aber einen nutzlosen Aufwand an Maschinenarbeit,
der gemäß der Erfindung dadurch vermieden wird, daß der Druck des Heizdampfes und
der Gegendruck der einzudampfenden Lösung der Eindampfungsleistung angepaßt werden.
Um dasWesen der neuen Regelung zu veransohaulichen, sei beispielsweise folgendes
angenommen. Die Leistung der Eindampfungsvorrichtung sinke um ein Viertel oder um
die Hälfte. Dann wird der Heiz- und Siededruck entsprechend je auf drei Viertel
oder die Hälfte erniedrigt, so daß auch bei Teilbelastungen das Verhältnis des Siededruckes
zum Heizdampfdruck dasselbe ist. Der Zustand des dauernd ungefähr sich gleichbleibenden
Verdichtungsverhältnisses wird nun gemäß dem Regelungsverfahren der Erfindung -angestrebt,
weil dann der Verdichter ständig mit höchstem Wirkungsgrad arbeitet. Durch die Anwendung
des neuen Verfahrens ist es auf einfache Weise möglich, die bei den bekannten RegelunE
en auftretenden Arbeitsverluste zu vermeiden und dadurch den Betrieb der Eindampfungsvorrichtung
auch bei Teilbelastungen sehr wirtschaftlich zu gestalten.
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Eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens ist beispielsweise
auf der Zeilchnung teils im Schnitt, teils in Ansicht dargestellt.
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Das Eindampfungsgefäß a enthält leinen Heizraum b und einen von ihm
getrennten Raum c zur Aufnahme der einzudampfenden Lösung, die in lebhaftem Kreislauf
in engen Siederöhren c1 hochsteigt und in dem weiten Mittelrohr c2 herabfällt. Die
während des Siedens aus der Lösung aufsteigenden Abdämpfe werden durch Leitung d
von einem Verdichter e angesaugt, welcher sile verdichtet durch Leitung J in den
Heizraum b drückt. Der Antrieb des Verdichters erfolgt unmittelbar durch eine Maschine
mit unveränderlicher Drehzahl, z. B. einen Elektromotor g. Zur Luführung der Lösung
zum Eindampfungsgefäß a bedient man sich einer Pumpe h, in deren Saugleitung eine
den Durchfluß regelnde Absperrvorrichtungi eingebaut ist. DieDru'ckleitung 1 der
Pumpe mündet unterhalb der Siederöhren in den Raum c und enthält in einem erweiterten
Teil in eine Vorwärmerspirale, welche einen Teil eines das Niederschlagswasser des
Heizraumes b abführenden Rohres k bildet. I stellt eine Absperrvorrichtung
zum
Regeln des Wasserabflusses dar.
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Hinter dem Vorwärmer verengt sich die Druckleitung h allmählich und
erweitert sich dann wieder auf ihre ursprüngliche lichte Weite. Von dem gewöhnlichen
Rohrquerschnitt führt eine Leitung im auf die Oberseite, von dem eingeschnürten
Ouerschnitt eine Leitung s auf die Unterseite eines in einem Zylinder spielenden,
abgefederten Kolbens o, mit dem der Schieber p einer Absperrvorrichtung für das
aus dem Heizraum b ins Freie führende Rohr q verbunden ist. Die Vorrichtung wirkt
in bekannter Weise derart, daß durch den Einfluß des bei einer Änderung der Strömungsgeschwindigkeit
in der Leitung 12 gleichzeitig wechselnden Druckunterschiedes in den Leitungen i;
n der Kolben o und mit ihm der Schieber verstellt wird.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung spielt sich wie folgt ab: Arbeitet
die Vorrichtung mit voller Belastung, dann wird durch die Druckverhältnisse der
in der Leitung i2 strömenden Lösung der Kolben o in einer solchen Lage gehalten,
daß der Schieber p das Rohr q nahezu abschließt und dauernd die Unterhaltung eines
bestimmten Überdruckes im Heizraum b über den Außenluftdruck bewirkt.
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Aus der Leitung q entweicht Luft, die sich beim Niederschlagen des
Heizdampfes ausscheidet. Die zugeführte Frischlösung entspricht genau der Verdampfungsleistung,
so daß der Spiegel der Lösung ständig in der gleichen Höhe erhalten bleibt. Die
aus der kochenden Flüssigkeit aufsteigenden Abdämpfe werden vom Verdichter e angesaugt
und, auf einen gewissen Überdruck verdichtet, dem Heizraum b zugeführt, woselbst
sie ihre Wärme bis zu ihrer Rückbildung zu Wasser an die Lösung abgeben und diese
zum Sieden bringen. Die eingedampfte Lösung wird durch Rohr r abgezogen.
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Arbeitet nun die Vorrichtung mit um dwa ein Viertel verminderter
Leistung, indem die Pumpe eine entsprechend geringere Menge frischer Lösung fördert,
dann fließt letztere mit verminderter Geschwindigkeit auch durch den Leitungsteil
12. Die sich hierbei einstellenden neuen Druclcverhältnisse in den Leitungen, dz
bewirken eine geringe Aufwärtsbewegung des Kolbens o mit Schieber und damit ein
weiteres Offnen des Rohres q. Die Regelungsvorrichtung ist nun so bemessen, daß
durch die von der Absperrvorrichtuug p freigelegte Öffnung des Rohres q ein niedriger
Heizdruck eingestellt wird, der verhältnisgleich der zugeführten, um ein Viertel
verminderten Menge der Lösung ist. Infolge einer bekannten Eigenschaft der mit gleicher
Drehzahl laufenden Verdichter stellt sich nun auch selbsttätig der Ansaugedruck
verhältnisgleich jener Menge ein, so daß der Verdichter mit gleichem Druckverhältnis
und dadurch auch mit gleichem Wirkungsgrad arbeitet. In derselben Weise geht die
selbsttätige Regelung vor sich, wenn die Eindampfungsleistung noch mehr zurückgeht.
Steigt sie wieder an, dann folgen die vorstehend beschriebenen Vorgänge umgekehrt
aufeinander.
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Eine untere Grenze der Regelungsmöglichkeit ist bei der dargestellten
Vorrichtung jedoch dann gegeben, wenn derHeizdampfdruck bis auf den Außenluftdruck
herabgemindert ist. Soll bei weiter sinkender Leistung noch über diese Grenze hinaus
eine Regelung erfolgen, dann müßte ein Absperren des Rohres q gegen die Außenluft
erfolgen und durch Absaugen im Heizraum b ein Unterdruck gebildet werden. Für die
Regelung genügt es wohl immer, wenn die sich nicht niederschlagenden Gase, wie Luft
u. dgl., abgesaugt werden, die im oberen Regelungsbereich infolge des Überdruckes
im Heizraum b abblasen. Für das Absaugen, das auch für den ganzen Regelungsbereich
in Frage kommen kann, läßt sich eine Wasserstrahipumpe e o. dgl. verwenden.
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DieEinstellung desHeiz-bzw. Siededruckes ist auch von Hand statt
selbsttätig ausführbar. Zur selbsttätigen Einstellung kann man außer der frischen
oder eingedampften Lösung die zu ihrer Zu- bzw. Ableitung dienenden Vorrichtungen
benutzen, indem man beispielsweise die die Förderleistung der Pumpe regelnde Vorrichtung
in geeigneter Weise mit der den Verdichterdruck einstellenden Vorrichtung verbindet.
Des weiteren besteht die Möglichkeit, das im Heizraum b sich ansammelnde bzw. durch
Leitung k abfließende Niederschlagswasser zur Regelung des Heiz- bzw.
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Siededrllckes. heranzuziehen. Die Anwendung der Erfindung ist nicht
auf Kreiselverdichter beschränkt.
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PATENT-ANSPRiCRE: I. Regelungsverfahren für Vorrichtungen zum Eindampfen
von Lösungen mittels verdichteter Abdämpfe, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck
des Heizdampfes und der Gegendruck der einzudampfenden Lösung der Eindampfungsleistung
angepaßt werden.