DE447202C - Isolator zur Durchfuehrung von Leitungen durch die Wandungen von Druckgasbehaeltern - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Isolatoren zur Durchführung von Leitungen durch die Wandungen von Behältern, die unter Druck stehende Gase enthalten, wie sie bei der Her-Stellung synthetischen Ammoniaks verwendet werden.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Bezug auf die synthetische Ammoniakherstellung beschrieben. Bei der katalytischen Umwandlung eines aus einer Mischung von Stickstoff und Wasserstoff bestehenden Ausgangsstoffes in Ammoniak müssen die gasförmigen Bestandteile bei erhöhter Temperatur über einen Katalysator geleitet werden. Der chemische Vorgang selbst verläuft exothermisch und setzt sich, einmal begonnen, stets selbsttätig fort, vorausgesetzt, daß sich mindestens einige Prozent Ammoniak bilden. Wenn das Verfahren jedoch vom kalten Zustande aus begonnen werden soll, reicht diese Wärmequelle nicht aus, so daß andere Mittel vorgesehen werden müssen. Diese Mittel bestehen im allgemeinen aus einem elektrisch beheizten Widerstand, welcher derart in dem Konverter angeordnet ist, daß die eintretenden Gase über ihn strömen müssen und dadurch erhitzt werden, bevor sie zu dem Katalysator gelangen. Der Katalysator wird allmählich auf die erforderliehe Temperatur erwärmt, bis die Verhältnisse derart sind, daß die normale Arbeit des Konverters autothermisch vor sich geht. Es kann gelegentlich vorkommen, daß die Temperatur des Katalysators sinkt, und zwar entweder infolge größerer Wärmeverluste oder infolge schlechterer Wirksamkeit des Wärmeaustausches zwischen den heißen und den kalten Gasen oder des Katalysators selbst; die Herstellung von Ammoniak wird dann unterbrochen, und' die Arbeit hört auf, autothermisch zu sein. In solchen Fällen ist es notwendig, die eintretenden Gase derart vorzuwärmen, daß sie dem Katalysator wieder Wärme zuführen; die autothermische Arbeitsweise wird wieder hergestellt, wenn die Herstellung von Ammoniak erhöht wird. Während der Arbeit eines Ammoniakkonverters entsteht infolgedessen wiederholt das Bedürfnis, einen Vorwärmer zu verwenden, der die verhältnismäßig kalt eintretenden Gase nicht nur bei Beginn des Verfahrens mit kalten Gasen erwärmt.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Isolierung der Leitungen eines derartigen Vorwärmers, die durch die äußere Wandung des Konverters hindurchführen und mit einer geeigneten Widerstandsspirale im Innern des Konverters verbunden sind. An den Stellen, an denen die Leitungen die Wandung durchdringen, müssen dichte Verbindungen vorgesehen sein, die den inneren Gasdruck von einigen hundert Atmosphären aushalten und gleichzeitig die Leitungen von der Wandung selbst isolieren. Außerdem müssen diese Isolierverbindungen den Einflüssen von Temperaturen zwischen ioo° und 200 ° C gewachsen sein, die in ihrer Nachbarschaft herrschen.

Zu diesem Zweck wird die nachstehend im einzelnen beschriebene Vorrichtung verwendet.

Auf der Abbildung ist ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung dargestellt.

Mit A ist der Deckel eines Ammoniakkonverters und mit B eine Leitung bezeichnet, die aus Weichstahl hergestellt sein kann. Die Leitung ist für Wasserkühlung eingerichtet, und zwar tritt das Wasser im Punkte C ein, strömt durch den Ringraum D nach unten, durch die Rückleitung £ nach

xo oben und tritt im Punkte F wieder aus. Die Isolierung der Leitung gegenüber dem Deckel A wird mit Hilfe von zwei Dichtungsscheiben H und / und eines Luftraumes T bewerkstelligt. Die Dichtungsscheiben sind aus einem geeigneten Isolierstoff hergestellt, der aus Kunstharz (z.B. ein Phenol-Formaldehyd-Kondensationsprodukt, wie es beispielsweise unter dem handelsüblichen Namen »Bakelit« erhältlich ist) besteht und etwa 60 Prozent kurzfaserigen Asbest enthält. Mit diesem Kunstharz-Asbeststoff ist es möglich, eine auch bei Drücken von mehreren 100 Atmosphären gasdichte Verbindung herzustellen, die gleichzeitig Temperaturen von etwa ioo° bis 200° C aushält. Die Beimengung eines Füllstoffes vermindert die Brüchigkeit des Kunstharzes, und bei Verwendung von Asbest für diesen Zweck macht es den Endstoff geeignet, den in Frage kommenden Temperaturen standzuhalten. Der Querschnitt durch den Dichtungsring Ή ist ein symmetrisches Trapez, dessen Seiten zweckmäßig unter 30⁰ geneigt zueinander liegen. Damit die Belastung der Dichtungsscheibe von dem größten Teil ihrer Tragfläche aufgenommen werden kann, müssen Flächen a ■und b und die bearbeiteten Flächen a! und V der Leitung bzw. des Deckels dicht aufeinander passen. Erforderlichenfalls müssen auch die Oberflächen der Dichtungsscheibe bearbeitet werden.

Auf der Zeichnung ist die Dichtungsscheibe so dargestellt, daß ihr Rand mit der Außenseite des Rohres und dem oberhalb des Deckels liegenden Teil bündig liegt; wenngleich diese Anordnung auch besonders zweckmäßig ist, so ist sie doch nicht unbedingt erforderlich; die Dichtungsscheibe kann über die Ränder der Metallteile herausragen oder umgekehrt. Lediglich aus Zweckmäßigkeitsgründen wird der zweite zur Abdichtung der Leitung verwendete und außen am Deckel A angeordnete Dichtungsring ebenso groß hergestellt wie der innere Dichtungsring H. Der äußere Ring I hat keinen Gegendruck auszuhalten und kann jede beliebige Form erhalten, da er nur als Isolator zu wirken hat. Eine Hülse K ist auf den Schaft der Leitung aufgeschraubt und sorgfältig abgedichtet, bis die Elektrode sicher in ihrer Lage angeordnet ist. Hilfsringe L dienen dazu, den Druck der Hülse K auf den Dichtungsring I zu übertragen und diesen zu schützen.

In einem der Hilfsringe L ist eine kleine radiale Bohrung M vorgesehen, durch die das Gas, welches infolge von Undichtigkeiten in den Luftraum T dringt, entweichen kann.

Der Erfolg bei der Anwendung dieser Scheiben beruht auf der Tatsache, daß der Kegel der Dichtungsringe so groß ausgebildet ist, daß bei den auftretenden Druckverhältnissen die Ringzugkomponente in dem Baustoff des Dichtungsringes auf einen sehr niedrigen Wert herabgesetzt ist und zweckmäßig nur ein kleiner Ringdruck zugelassen wird, wogegen die Hauptdruckkomponente radial verläuft, deren Druck niemals den Innendruck übersteigen kann. Unter diesen Verhältnissen erfüllt der Dichtungsring seine Aufgabe als Isolator und stellt gleichzeitig einen guten Abschluß gegenüber dem inneren Gasdruck sicher, da der Isolator durch den Gasdruck fest gegen seinen Sitz gepreßt wird, wobei dieser Druck der Komponente eines auf mechanischem Wege auf eine schräge Fläche ausgeübten Druckes entgegenwirkt.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Isolator zur Durchführung von Leitungen von Druckgasbehältern, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (B) gegenüber der Gefäß wandung (A) durch einen Ring (H) isoliert ist, der von seinem äußeren Rand nach der Mitte zu kegelförmig ausgebildet ist und dicht zwischen gegenüberliegenden und entsprechend zueinander geneigten Dichtungsflächen (a', V) der Leitung und der Wandung paßt, so daß eine gasdichte Verbindung hergestellt wird.

2. Isolator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Dichtungsringes (Jf) ein symmetrisches Trapez ist, dessen zueinander geneigte Seiten einen Winkel von etwa 30⁰ mit- 10g einander bilden.

3. Isolator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring (H) aus einem widerstandsfähigen Kunstharz bekannter Zusammenstellung unter Einschluß von Asbest hergestellt ist.

4. Isolator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (B) wassergekühlt ist und durch einen Luft-. mantel (T) und zwei Ringe (H, I) isoliert ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.