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Verfahren und Vorrichtung zum Kühlen von Absperrvorrichtungen für
heiße Gasleitungen, insbesondere von Heißwindschiebern; mit Hilfe von in Kreislauf
geführtem Kühlwasser Es ist bekannt, die Absperrvorrichtungen von Leitungen, welche
heißes Gas oder ein anderes heißes Mittel führen, z. B. Heißwindschieber, mit Wasser
zu kühlen. Dabei bestehen bisher verschiedene Übelstände. Wenn man das Kühlwasser
nicht zunächst durch eine Reinigungsvorrichtung schickt, ergeben sich in den vom
Wasser durchflossenen Hohlräumen Ablagerungen, die allmählich die Kühlwirkung herabsetzen.
Außerdem entstehen leicht Verwerfungen, die zu Störungen führen und bei Gasschiehern
infolge der Abkühlungen auch störende Ablagerungen auf den der Leitung zugekehrten
Flächen durch Kondensation bewirken. Es ist dabei zu berücksichtigen, daß sich die
Schieberplatte in der Offenstellung im oberen Teil des Gehäuses befindet, also der
Einwirkung der strömenden heißen Gase entzogen ist, während die Dichtungsringe in
der Offenstellung des Schiebers stetig von den strömenden heißen Gasen bespült werden
und deshalb eine merklich höhere Temperatur als die Schieberplatte annehmen: Bei
geschlossener Absperrvorrichtung ist die Wirkung eine entgegengesetzte; die Dichtungsringe
werden dann weniger erhitzt als die Schieberplatte. Diese Übelstände bestehen, abgesehen
von der Entstehung von Kesselsteinablagerungen, auch dann, wenn. man, wie vorgeschlagen
wurde, zur Kühlung einen im Kreislauf geführten und außerhalb der Absperrvorrichtung
wieder stark abgekühlten Wasser-Strom benutzt. Nach der Erfindung wird das Kühlwasser
unter Heißkühlung im Kreislauf durch die zu kühlenden Räume, wie Ringe oder Zungen
und einen darüber angeordneten Sammelbehälter, geleitet, wobei dieser Umlauf so
geregelt wird, daß die zu kühlenden Teile der Absperrvorrichtung auf einer gleichmäßig
hohen Temperatur gehalten werden. Zweckmäßig wird dabei der Sammelbehälter für das
Kühlwasser durch eine mit Druckregler versehene Dampfleitung und eine Kondensatleitung
mit einem Kondensator verbunden, der beispielsweise so hoch über dem Sammelbehälter
angeordnet werden kann, daß das Kondensat von selbst wieder in den Sammelbehälter
zurückfließt. Die Verbindung des Sammelbehälters für das Kühlwasser mit dem Schieber
wird zweckmäßig mittels zweier, von einem Querstück der Schieberstange getragener
Rohre hergestellt, welche in zwei an den Sammelbehälter angeschlossenen Rohren gleiten
und mit den im Querstück und der Schieberstange angeordneten Leitungen in Verbindung
stehen. In ähnlicher Weise steht der Sammelbehälter auch mit dem Dichtungsring des
Gehäuses der Absperrvorrichtung durch feste Leitungen in Verbindung.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer zur Ausübung des
neuen Kühlverfahrens geeigneten Vorrichtung in Verbindung mit einer Absperrvorrichtung
schematisch dargestellt.
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Abb. z zeigt eine Vorderansicht der Vorrichtung, teilweise im Schnitt.
Abb.
2 zeigt eine Seitenansicht des Schiebergehäuses im Schnitt.
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Abb. 3 zeigt die Seitenansicht einer Einzelheit aus Abb. i.
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i Abb. q. zeigt eine zu der Vorrichtung nach Abb. i gehörende Einrichtung,
die seitlich oberhalb aufzustellen wäre.
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Die Absperrvorrichtung besteht in üblicher Weise aus dem Gehäuse a
und den im Innern desselben angeordneten hohlen Dichtungsringen b und b1, der zwischen
diesen Ringen verschiebbaren Absperrplatte c und der an letzterer sitzenden, in
einer Stopfbüchse geführten Schieberstange d. Das Öffnen und Schließen des-Absperrschiebers
mittels der Schieberstange erfolgt in üblicher Weise durch bekannte Vorrichtungen,
z. B. Winden, oder auch von Hand. Bis hierhin kann die erläuterte Einrichtung als
bekannt gelten.
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Zur Herbeifühxung eines Umlaufs des Kühlwassers ist in gewisser Höhe
oberhalb des Schiebergehäuses a ein Behälter e für das Kühlwasser angeordnet, der
unter Einschaltung einer Fußplatte auf Säulen f ruht, die ihrerseits unter Zwischenschaltung
einer Fußplatte g durch eine aus vier Streben bestehende Geradführung vom Schiebergehäuse
a getragen werden. Die Geradführung besteht aus zwei Streben h und zwei Streben
k1. Zwischen dem Strebenpaar h ist der Arm i -und zwischen dem Strebenpaar
A1 der Arm il einer Traverse geführt, die selbst in ihrer Mitte dicht schließend
auf eine konische Sitzfläche der Schieberstange d fest aufgesetzt ist, von einer
Mutter gehalten. Vom Fuße des Behälters e geht nun eine Rohrleitung j bis zur Fußplatte
g. Hier nimmt sie unter Stopfbüchsenabdichtung ein dünneres, im Arm i der Traverse
befestigtes Rohr k in sich auf. Letzteres sowie die Traverse sind in senkrechter
Richtung mittels der Schieberstange d verschiebbar. Die Rohrleitung k setzt
sich als Bohrung m
im Arm i und als Bohrung n in der Schieberstange d nach
unten fort und endet als Rohr P im untersten Hohlraum der Sehieberplatte c. Nahe
der Fußplatte g zweigt von dem Rohr j eine dünnere Rohrleitung o ab, die sich ain
unteren Teil des Gehäuses a gabelt und mit einem Arm o1 in den Dichtungsring b und
mit einem Arm o2 in denDichtungsring b1 einmündet. Um eine Rückführung des Rohrsystems
zu dem Behälter e herbeizuführen, ist die Schiaberstange d mit einer zweiten Bohrung
ml versehen, die in eine Bohrung ml des Traversenarmes il übergeht und in Gestalt
eines im Arm il befestigten Rohres k1 unter Stopfbüchsenabdichtung in ein größeres
Rohr il eintritt. Letzteres ist in der Stützplatte g befestigt und mündet
in etwa halber Höhe des Behälters e unterhalb des Wasserspiegels in ersteren ein.
Eine Rohrleitung q, die am unteren Ende mit einem Abzweig q1 in den oberen Teil
des Dichtungsringes b und mit einem Abzweig q2 in den oberen Teil des Dichtungsringes
b1 eintritt, ist nahe oberhalb der Fußplatte g an das Rohr j l- angeschlossen. Am
unteren Ende des Behälters e ist noch eine dem Wasserzufluß dienende Rohrleitung
y angeschlossen und vervollständigt so die- Umlaufleitung in ihrer Eigenschaft als
solche. Die Zuflußleitung v ist vorteilhafterweise an einen Kondensator s angeschlossen,
in- dem der in dein 'K,ililwasserbehälter e sich entwickelnde und durch eine mit
einem Druckregelventil t versehene Dampfableitung u in den Kondensator
einströmende Dampf niedergeschlagen wird, um als Kondensat dann durch die Leitung
y zurückbefördert zu werden. Das im Kondensator benötigte Kühlwasser tritt bei v
ein und hießt bei w wieder ab; zum Ableiten der Schwaden dient die Leitung x. Damit
das Kondensat den- Gegendruck- im Behälter e gut überwinden kann, ist der Kondensator
s so hoch oberhalb des Behälters e aufgestellt, daß die Zuflußhöhe z zur Überwindung
des Gegendruckes ausreicht. Im übrigen ist der Behälter e mit einem W asserstandsanzeiger,
einem Manometer und einem Sicherheitsventil ausgerüstet. Letzteres bläst zweckmäßig
erst bei einem etwas höheren Überdruck ab, als ihn das Regelventil t auftreten läßt.
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Die Arbeits- und Wirkungsweise der neuen Kühlvorrichtung ist folgende:
Bei der Inbetriebnahme der Absperrvorrichtung ist der Behälter e bis zur angemessenen
Höhe mit Wasser angefüllt und füllt die an ihn angeschlossenen Rohrleitungen und
Kanäle zu den kühlenden Hohlräumen, letztere einbegriffen, voll aus. Da das Kühlwasser
einerseits durch .die Rohrleitung j, k, m, n, P in die Schieberplatte c -und
andererseits durch die Rohrleitung j, o, 0l, 02 in die Dichtungsringe b, b1 _ von
unten eintritt, so i steigt das höher erwärmte Wasser wegen seines niedrigeren spezifischen
Gewichts und er Anordnung von kommunizierenden Röhren aus der Sehieberplatte c in
den Kanälen n1, m', 7i1, il und aus den Dichtungsringen b, b1 durch die Rohrleitung
q1, q2, q, j l hoch und tritt in den Behälter e zurück: Der
in dem letzteren herrschende Überdruck ist stets etwas niedriger als derjenige,
der- in den tieferliegenden Hohlräumen b, bl; c vorherrscht. Dies hat zur Folge,
daß, da jedem Überdruck bestimmter Größe eine bestimmte Siedetemperatur entspricht,
das in den Kühlwasserbehälter e durch die Rohrleitung j l- zurückströmende Heißwasser
sich teilweise in Dämpf verwandelt, und zwar der Menge nach in Abhängigkeit von
der aus dem vorherrschenden Druckunterschied sich ergebenden unterschiedlichen Höhe
der. Siedetemperatur. Letztere ist aber im Behälter e niedriger als in den zu kühlenden
Hohlräumen b, b1, c. Nach einiger Zeit ist die gesamte im Umlauf befindliche
Wassermenge auf die dem eingestellten
Überdruck entsprechende Siedetemperatur
gebracht; der entwickelte Dampf wird im Kondensator s niedergeschlagen und dann
wieder in den Behälter e überführt. Das Kühlwasser bewegt sich also in einem in
sich vollkommen geschlossenen Kreise und bedarf keiner besonderen Wasserzuführung,
da die vorhandene Menge stets unverändert bleibt.
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In dafür geeigneten Fällen kann der Umlauf des Kühlwassers erfindungsgemäß
jedoch auch so erfolgen, daß der Kondensator s ganz fortfällt, z. B. dann, wenn
der in dem Behälter e entwickelte Dampf für irgendwelche Nutzzwecke verwendet werden
soll. In diesem Falle muß dem Behälter e dann von außen her stetig oder in bestimmten
Zeitabständen die durch Dampfbildung entzogene Wassermenge wieder zugeführt werden.
Der Kreislauf des Kühlwassers ist demnach auch hier, trotz Beifügung von Fremdwasser;
durchaus gewahrt. Letzteres gilt auch für den Fall, wenn auf die Dampfbildung unter
Überdruck oder überhaupt auf Dampfbildung aus dem Kühlwasser verzichtet wird, d.
h., wenn der Behälter e unter gewöhnlichem Atmosphärendruck steht und die Zirkulation
lediglich durch den spezifischen Gewichtsunterschied zwischen heißem und rückgekühltem
Wasser erfolgt.