DE4012419A1 - Einrichtung zum bestimmen des waermeverbrauchs von dampfbeheizten trocknern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung entsprechend dem Ober­ begriff des Patentanspruchs 1.

Wegen des hohen Dampf- und auch Luftanteils war es bisher schwierig, die Menge des Wärmeübertragungsmediums, das im we­ sentlichen in Dampfform zur Beheizung eines Trockners benutzt wurde, und darüber den Wärmeverbrauch des Trockners zu erfas­ sen. Bei einer solchen Messung muß natürlich gewährleistet sein, daß der Betrieb nicht wesentlich gestört wird.

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Einrichtung anzu­ geben, mit der es möglich ist, ohne Störung des Betriebes den Wärmeverbrauch einer Trockeneinrichtung, insbesondere eines Trockenzylinders von Papiermaschinen, zu erfassen. Dies wird erfindungsgemäß bei einer eingangs angegebenen Einrichtung durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentan­ spruchs 1 gelöst. Mißt man gleichzeitig die Kondensattemperatur und kennt die Temperatur des Dampfes, der zur Beheizung der Trockenvorrichtung benutzt wird, kann man mittels der Durch­ flußmenge ohne weiteres den Wärmeverbrauch ermitteln.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Dabei stellt

Fig. 1 einen Axialschnitt und

Fig. 2 einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Ein­ richtung,

Fig. 3-5 jeweils einen Querschnitt durch andere Aus­ führungsformen dar.

Der erfindungsgemäße Behälter 1 wird mittels Einlaßstutzen 10 in die Abfuhrleitung des hier nicht dargestellten Trockners (Trockenzylinders) für das Wärmeübertragungsmedium angeschlos­ sen. Der Behälter 1 weist hier eine im wesentlichen vertikale, zylinderförmige Einbauwand 6 auf. Dieser Einbauzylinder 6 ist unten völlig offen, so daß das oben eingedrungene Gas bzw. der eingedrungene Dampf diesen schnell unten in den Sammelraum 14 hinein verlassen kann. Die Auslaßöffnung 13 des Einbauzylinders 3 befindet sich im Zwischenboden 15 des Behälters 1. Es ist in diesem Boden eine weitere Öffnung vorgesehen, in welchem eine Auslaßdüse 4 mit Durchflußquerschnitt 5 eingesetzt ist. Durch diesen Auslaßquerschnitt 5 tritt das in dem Kondensatteil 2 des Behälters angesammelte Kondensat nach unten aus. Aufgrund der Durchflußquerschnitte staut sich das Kondensat in dem Konden­ satteil 2 entsprechend der Formel w= auf, wobei w die Ausströmgeschwindigkeit des Kondensats durch die Düse 4 ist. Kondensat, Dampf und Gas verlassen den Behälter 1 durch den ge­ meinsamen Auslaßstutzen 12, der am dem Kondensatteil 2 und dem Gas-Dampfteil 3 gemeinsamen Sammelraum 14 angeschlossen ist.

Ferner ist an den Kondensatteil 2 noch zur Niveaumessung ein Glasrohr 8 angeschlossen, dem eine Meßskala 7 für die Niveau­ messung zugeordnet ist.

Anstelle dieser Skalenmeßvorrichtung kann auch in den Boden 15 ein Differenzdruckmeßgerät eingebaut sein. Dann ist es natür­ lich möglich, eine noch genauere Messung vorzunehmen.

Andererseits kann auch die Ausflußdüse 4 statt in den Boden 15 in der Nähe des Bodens in die Zylinderwand 6 eingebaut sein und somit das Kondensat in den einen Bypass bildenden Einbauzylin­ der 6 ausfließen lassen. Die dann vorhandene Höhendifferenz zum Niveau des Bodens 15 muß natürlich bei der Berechnung berück­ sichtigt werden.

Es ist ferner nicht unbedingt nötig, daß eine genau vertikale Ausrichtung des Behälters 1 vorgenommen wird, sondern er kann auch gegen die Vertikale bis zu etwa 30° geneigt angeordnet sein. In diesem Fall ist es günstig, daß die Zentralachse des Anschlußstutzens 21 für das Glasrohr 8 die Schwenkachse ist, also horizontal liegt und auf dem Niveau der Düse 4 liegt.

Es ist noch eine Mannlochöffnung 9 angedeutet, um Wartungsar­ beiten vornehmen zu können. Dieses Mannloch wird im allgemeinen durch einen entsprechenden Deckel verschlossen sein. Man kann dadurch die Meßdüsen 4 leicht auswechseln.

Es kann auch die Trennwand zwischen Kondensat- und Dampfteil gerade oder nur leicht gebogen ausgebildet sein. Sie kann dann z. B. an der Stelle des linken Schnitteils des Einbauzylinders 6 der Fig. 1 angeordnet sein.

In Fig. 3 ist eine Behälter 1′ dargestellt, der einen seit­ lichen Einlaßstutzen 10′ aufweist. Dieser kann radial oder tan­ gential angeschlossen sein. In diesem Fall ist der Gas-Dampf­ teil 3′ auf der dem Einlaßstutzen 10′ zugewandten Seite nach oben hin über die Mitte des Einlaßstutzens hinaus verlängert. Dadurch kann auf keinen Fall mit eventuell größerer Geschwin­ digkeit strömendes Kondensat in den Gas-Dampfteil 3′ hineinge­ langen.

Strichpunktiert ist ein Einlaßstutzen 10′′ angedeutet, der eben­ falls wie in der Fig. 1 von oben her an den Behälter 1′ ange­ schlossen ist. Für diesen Fall ist ein Abdeckblech 16 vorgese­ hen, das den Gas-Dampfteil 3′′, welcher dann entsprechend der strichpunktierten Linie rechtwinklig zur Längsachse desselben abgeschnitten ist, gegen das Kondensat abschirmt.

Es ist vorzugsweise eine Stauhöhe in den Behälter 1 bzw. 1′ von mindestens 200 mm vorgesehen. Der Ausflußquerschnitt der Aus­ flußdüse 4 beträgt im allgemeinen mindestens 0,5 cm². Man kann aber auch die Düse durch über den Umfang des Behälters 1′ verteilte Bohrungen 17 ersetzen. Diese Bohrungen können ein Ge­ winde zum Einschrauben von Verschlußstopfen aufweisen, um den Gesamtdurchfluß-Querschnitt der Bohrungen dem Durchsatz des Kondensats anzupassen.

Man kann auch das Glasrohr nach Fig. 1 mit seinem oberen Ein­ laßende nicht oben an den Behälter, sondern unten an diesem an­ schließen. Es ist auch möglich, die Düse 4 der Fig. 1 nach un­ ten erheblich zu verlängern, so daß die Meßhöhe und dadurch der Meßbereich sich etwas erhöht.

In Fig. 4 ist dargestellt, daß der Behälter praktisch nur ein Abschnitt des Rohrleitungsstranges ist, der das Kondensat- Dampfgemisch von dem Trockner abführt. Es ist dort angedeutet, daß durch eine einfache, gerade, parallel zur Mittelachse der Rohrleitung verlaufende Wand 19 die Trennung in den Kondensat­ teil 2′′ und den Gas-Dampfteil erfolgen kann.

In Fig. 5 ist ein Behälter 21 zur Aufnahme des Kondensats dar­ gestellt, der als Einschub in den Rohrleitungsstrang ausgebil­ det und mittels eines stirnseitig an ihm umlaufenden Flansches 22 an dem Rohrleitungsstrang unter Zwischenschaltung einer Dichtung 26 festgeschraubt ist. Ferner kann dieser Behälter stirnseitig zu Beobachtungszwecken einen Einsatz 23 oder eine Vorderwand aus Glas aufweisen oder sonstwie durchsichtig ausge­ bildet sein. Diese Wand kann auch mit einer Skaleneinteilung zur Niveaumessung versehen sein. Der Glaseinsatz ist dann mit­ tels einer Dichtung 27 an der Vorderwand des Kondensatbehälters 21 abgedichtet. Mit 28 ist eine Ausflußöffnung, die auch eine Meßdüse sein kann, angedeutet. Die Zuführung des Kondensats zum Kondensatbehälter erfolgt hier durch einen kegelstumpfförmigen Leittrichter 25.

Die Einrichtung kann auch allgemein angewendet werden und nicht nur - wie beschrieben - bei der Messung des Wärmeverbrauchs eines Trockners durch die Messung des Kondensats. Man kann all­ gemein die Menge des Flüssigkeitsanteils eines Zweiphasengemi­ sches aus Gas und Flüssigkeit messen. Vielfach kommen z. B. auch Öl-Luft-Gemische in Frage, weil Öl oder ähnliche hydraulische Flüssigkeit als Druckflüssigkeit in verschiedenen Arbeitsein­ richtungen verwendet wird.

Es ist auch unter Umständen günstig, statt der Ausflußöffnung, die als Bohrung, also mit rundem Querschnitt ausgebildet ist, einen vertikalen Schlitz vorzusehen. Die Schlitzweite kann etwa 0,5 bis 1,5 cm betragen.

Claims (15)

1. Einrichtung zur Messung eines Volumenstroms eines Zwei­ phasengemisches, von dem wesentlich die Flüssigkeit als Arbeitsflüssigkeit einer Einrichtung, z. B. als Drucküber­ tragungsmittel, dient, dadurch gekennzeichnet, daß in eine die Arbeitsflüssigkeit von der Arbeitsstelle wegführende Leitung ein Behälter (1) eingeschaltet ist, der oben einen Einlaß (10) und unten einen Auslaß (12) und einen oben und unten offenen Gas-Dampfteil (3, 3′) und einen Flüssigkeits­ teil (Kondensatteil 2, 2′) aufweist, die in horizontaler Richtung nebeneinander angeordnet sind und wovon der Flüs­ sigkeitsteil (2, 2′) unten mindestens eine Ausflußöffnung (Meßdüse 4, Bohrung 17) aufweist und daß eine Niveau-Meß­ vorrichtung (7, 8) an den Flüssigkeitsteil (2, 2′) ange­ schlossen ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die An­ wendung bei einer Einrichtung zur Bestimmung des Wärmever­ brauchs einer dampfbeheizten Trockenvorrichtung, insbeson­ dere eines Trockenzylinders von Papiermaschinen.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gas-Dampfteil (3, 3′) als gas- oder dampfführender Bypass zum Flüssigkeitsteil (2, 2′) ausgebildet ist.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Höhe des Flüssigkeitsteils (2, 2′) mindestens 35 cm beträgt und die Ausflußdüse (4) einen Durchflußquerschnitt (5) von mindestens 0,5 cm² aufweist.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Ausflußöffnung (Meßdüse 4) im Boden (15) des Flüssigkeitsteils (2) vorgesehen ist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die in einen dem Flüssigkeitsteil (2, 2′) und dem Gas-Dampfteil (3, 3′) gemeinsamen Sammelraum (14) mündet, an welchem der Auslaß (12) des Behälters (1) vorge­ sehen ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Ausflußöffnung (Meßdüse 4) in der Nä­ he des Bodens (15) des Flüssigkeitsteils (2) in einer seit­ lichen Wand (6) desselben bzw. des Gas-Dampfteils (3) vor­ gesehen ist und in den Gas-Dampfteil (3) mündet.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Einlaßstutzen (10′) radial seitlich oder tangential an den Behälter (1′) angeschlossen ist und die Begrenzungswand des Gas-Dampfteils (3′) zumindest im wesentlichen auf der dem Einlaßstutzen (10′) zugewandten Seite mindestens etwa über die Mitte des Einlaßstutzens (10′) hinaus hochgezogen ist.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Einlaßstutzen (10′′) von oben her an den Behälter (1′) angeschlossen ist und der Gas-Dampfteil (3′′) durch ein Abdeckblech (16) vom zuströmender Flüssig­ keit (Kondensat) abgeschirmt ist.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Auslaßdüse (4) des Flüssigkeitsteils (2′) durch mehrere über den Umfang oder Boden (15) des Be­ hälters (1′) verteilte Bohrungen (17) ersetzt ist.

11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (17) verschließbar ausgebildet sind.

12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Behälter (1) ein Abschnitt der Rohr­ leitung ist, die das Wärmeübertragungsmedium von dem Trock­ ner ableitet.

13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsteil als ein seitlich im Rohrleitungsab­ schnitt einschiebbarer Flüssigkeitsbehälter (21) ausgebil­ det ist, der mittels stirnseitig an ihm umlaufenden Flansch (22) an der Rohrleitung befestigt ist.

14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsbehälter stirnseitig aus Glas besteht oder einen Glaseinsatz (23) mit Skaleneinteilung zwecks Niveau­ messung im Behälter aufweist.

15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Ausflußöffnung ein vertikaler Schlitz ist.