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Vorrichtung zum Ausschwitzen von Paraffin Die Erfindung bezieht sich
auf eine Vorrichtung zum Ausschwitzen von Paraffin mit einem geschlossenen Behälter.
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Es ist durch die deutschen Patentschriften 426 88o und 434 3Io bekannt
geworden,einen solchen geschlossenen Behälter durch horizontal oder annähernd horizontal
liegende Scheidewände in eine Reihe übereinanderliegender Kammern zu unterteilen,
deren jede durch unter den -Scheidewänden angeordnete Heizzellen beheizt wird.
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Erfindungsgemäß wird in jeder Kammer des aufrecht stehenden Behälterseine
Anzahl von Heiz- und Kühlrohren in Form von Schlangen oder Spiralen durch die ganze
oder Bannähernd ganze Höhe der Kammern angeordnet und die Scheidewände nach einem
im Innern des Behälters gelegenen Punkte zu schwach geneigt bzw. gekrümmt, so daß
das Schmelzgut gleichmäßig nach der Mitte hin durch eine gemeinsame Leitung abfließt.
Die Querteilung des Behälters erfolgt hierbei durch einfache Scheiben, über denen
das Schwitzgut durch ein Drahtnetz getragen wird. Es bedarf also nicht der früher
üblichen Schrägaufstellung des Behälters.
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Bei der beschriebenen Vorrichtung ist es möglich, die Höhe der Paraffinkammern
beträchtlich größer zu halten, nämlich von etwa 2o cm (bei der in dem deutschen
Patent 434 3Io beschriebenen Vorrichtung) .auf annähernd 75 cm zu erhöhen,
wodurch der Bau wesentlich billiger wird.
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Die Anordnung der Heizelemente in Form von eng aneinanderliegenden
Rohrschlangen, die in der Masse des zu behandelnden Paraffins liegen, ergibt eine
günstigere Wärmeübertragung. Bei älteren Ausführungen solcher Vorrichtungen, beispielsweise
bei der nach dem genannten deutschen Patent 434310, muß die Wärme mit Hilfe von
Metallrippen oder anderen Wärmeleitern dem Paraffin zugeführt werden, während erfindtuigsgemäß
die heißen Rohre in unmittelbarer Berührung mit dem Paraffin stehen Dies ermöglicht
einen schnelleren Wechsel in den Arbeitsgängen bei der Parafßnbehandlung und die
Gewinnung eines Paraffins mit besonders gutem Schmelzpunkt.
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Die Anordnung der Heiz- und Kühlrohre in den Kammern ist dabei so
zu treffen, daß sie voneinander gleichmäßigen bzw. vorteilhaft nach dem Boden hin
geringer werdenden Abstand halten und die einzelnen. Windungen
der
einen Schlange gegenüber denen der folgenden Schlange versetzt liegen, wodurch sie
dem Paraffin einen besseren. Halt geben, also .ein unzulässiges Senken verhindern
und ein leichtes Heraustreten des fertigen Paraffins gestatten. Vorteilhaft ist,
wie Versuche ergeben haben, die Abstände der Windungen der Schlangen sowohl in senkrechter
wie auch in waagerechter Richtung zwischen 5 und i o cm zu wählen.
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Erfindungsgemäß läßt sich weiter der Aufbau dadurch einfach und billig
halten, daß das die einzelnen Kammern in der Mitte durchlaufende, der Paraffinzu-
und -ableitung dienende Rohr aus einem Stück gebildet wird, das mit den einzelnen
Kammern lediglich durch unmittelbar über den Kammerböden angeordnete, niedrige und
breite Spalte oder Schlitze in Verbindung steht.
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Sämtliche äußeren Enden' der Rohrschlangen und ebenso ihre sämtlichen
inneren Enden münden erfindungsgemäß offen in durch eine Wand getrennte Räume eines
Sammelkastens außerhalb des Behältermantels. Dabei wird gegebenenfalls jeweils ein
Teil der oberen Schlangen. einer jeden Kammer mit Absperrventilen versehen, um sie
nach Bedarf zu- und .abschalten zu können, und außerdem werden noch im oberen Teil
der Kammern für das Ausschmelzen- des Paraffins Dampfeinströmdüsen vorgesehen, die
von einem gemeinsamen Hauptdampfrohr außerhalb des Behälters abzweigen.
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Die an sich bekannten Luftablaßöffnungen im obersten Teil der Kammern
werden zweckmäßig als Rohre ausgebildet, welche in ein außerhalb des Behälters verlegtes
Rohr münden.
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Die Zusammenziehung des Paraffins während der Kühlperiode wird erfindungsgemäß
durch Zuführung einer zusätzlichen Paraffinmenge in den obersten Teil jeder Kammer
ausgeglichen. Die nachträgliche Zuführung einer solchen zusätzlichen Gemischmenge
sei im weiteren Überfüllung genannt.
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Das Überfüllen. ermöglicht, das Schwitzen bei vollständiger Füllung
zu beginnen, während bei anderen Vorrichtungen dies nur mit einer um die Zusammenziehung
während der Kühlung reduzierten Füllung möglich ist. Ein weiterer Vorteil der Überfüllung
liegt ferner darin, da.ß der obere Teil des Paraffinkuchens eine höhere Temperatur
als der untere besitzt, wodurch die Bildung einer Haut an der Oberfläche vermieden
wird, durch welche Tropfen von an der Unterseite der Scheidewände oder in einer
Vertiefung .angesammeltem öl gehindert werden würden, währenddes Schwitzens durch
die Masse hindurchzutreten. Ferner wird bei dieser Vorrichtung das Paraffin auf
der Drahtnetzunterlage nicht abgekühlt und dadurch zum Festwerden gebracht, was
häufig eintritt, wenn bei solchen Vorrichtungen Wasser zum Tragen des Paraffins
benutzt wird. Ob nun unter der Netzunterlage Rohrschlangen benutzt werden oder nicht,
wird doch das Paraffin im Raume unter dem Siebboden nicht abgekühlt, da die Rohrschlange
dort nur für Heizzwecke verwendet wird. Sofern aber eine solche nicht vorgesehen
ist, verhindert die Überfüllung der jeweils unteren Schwitzkammer die unzulässige
Abkühlung des Paraffins in diesem Raume. Einer der Vorteile der Überfüllung liegt
,also .auch darin, da.ß unterhalb der Netzunterlage keinerlei Heiz- oder Kühlmittel
erforderlich ist.
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Die Verwendung von Kühl- und Heizschlangen in verhältnismäßig tiefen
offenen Schwitzpfannen war ebenso wie die Verwendung offener Dampfröhren unterhalb
der Unterlagen zum Zwecke des Ausschmelzens des Raumes unterhalb der Unterlagen
an sich bekannt.
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Die Überfüllung kann vorteilhaft in der Weise ausgeführt werden, daß
im Deckel der obersten Kammer ein durch ein Ventil absperrbarer Rohrstutzen vorgesehen
und das eben erwähnte, außerhalb des Behälters liegende Rohr durch ein Ventil mit
einer Paraffinzuleitung verbunden wird.
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Die waagerechten, tellerförmigen Scheidewände geben von sich aus nicht
die genügende Heizwirkung, um die Masse in dem Flaum zwischen ihnen und der darüberliegenden,
aus Drahtgewebe bestehenden Unterlage in flüssigem Zustand zu erhalten, bis der
Schwitzvorgang begonnen hat; aber die Hitze der Paraffinmischung, mit welcher die
Kammern bei der Überfüllung während der Kühlperiode versehen werden, genügt, um
die Masse in diesen Räumen flüssig zu erhalten.
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Das Ausschmelzen des ausgeschwitzten, d. h. fertigen Paraffins erfolgt
dadurch, daß in die über den Scheidewänden liegenden Räume vom Dampfrohr abzweigende,
breit und waagerecht auslaufende Düsen einmünden.
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Durch Anwendung der Überfüllung kann die Unterlage verhältnismäßig
nahe an die Scheidewände heran verlegt werden; für den Fall aber, daß die Überfüllung
nicht angewendet wird oder @es nötig oder wünschenswert sein sollte, die Unterlage
weiter .entfernt von den Scheidewänden anzuordnen, kann in diesen Zwischenraum eine
Rohrschlange eingeschaltet werden, durch welche mittels heißen Wassers, öles oder
eines anderen Heizmittels das vorläufige Ausschmelzen zur Vorbereitung des Schwitzens
bewirkt wird. Das Ausschmelzen des ausgeschwitzten oder fertigen Paraffins kann
in diesem Falle durch
die Anordnung von Heizrohren in dem Raum unterhalb
jeder Unterlage erfolgen. Hierfür ist es vorteilhaft, eine serpentinenförmige Heizschlange
anzuordnen und zwischen den Gängen derselben von einer gemeinsamen Leitung gespeiste
Dampf- oder Wassereinspritzrohre zu verlegen. Die Enden der Heizschlangen werden
durch den obenerwähnten Kasten hindurchgeführt, wobei in ihre Zuleitung eine schräg
herangeführte Dampfzuleitung einmündet.
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In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
dargestellt.
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Abb. i ist ein senkrechter Querschnitt, in dem nur in einer Paraffinkammer
eine Reihe von spiralförmigen Rohrschlangen dargestellt ist, während in den anderen
Kammern diese nur durch strichpunktierte Linien .angedeutet sind. ' Abb. 2 ist eine
Aufsicht auf eine Kammer bei abgehobenem Deckel.
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Abb. 3 zeigt entsprechend Abb. i eine Ecke der Kammer in größerem
Maßstabe.
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Abb. q. zeigt einen Querschnitt durch ein Mundstück der Abb. 3 und
zugleich eine Ansicht desselben, vom Kammerinneren aus gesehen.
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Abb.5 zeigt eine Einzelheit eines senkrechten Schnittes durch das
mittlere Zu- und Ableitungsrohr. -Abb. 6 zeigt ähnlich wie Abb.3 eine Ecke einer
Kammer bei Nichtanwendung der überfüllung und Abb.7 einen Querschnitt durch den
Raum unter der Unterlage .entsprechend der Abb. 6. In allen Abbildungen ist der
äußere Mantel des zylindrisch gebauten Behälters mit 6 bezeichnet, welcher vorteilhafterweise
mit Kork, Zement o. dgl. bekleidet wird und in Kammern 7 durch die Scheidewände
8 unterteilt ist, welche ,aus einer Platte mit :einer Ausnehmung 9 (Abb. 5) in der
Mitte gebildet sind. Jede Kammer 7 .enthält in ihrer ganzen Höhe eine Reihe übereinanderliegender
Rohrschlangen io, vorteilhafterweise von gleicher Weite, welche von Wasser, Öl,
Sole oder ähnlichen, zum Heizen und Kühlen geeigneten Flüssigkeiten durchströmt
werden.
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Die Scheidewände 8 sind nach einem etwa in der Mitte gelegenen Punkte
geneigt.. In geringer Entfernung oberhalb dieser Teilungswände 8 sind gelochte oder
.aus Drahtgazen bestehende Paraffinunterlagen i i angeordnet, welche ,auf -ähnlichen,
entsprechend geneigten Unterlagen 12 aus gespanntem Draht oder gelochtem Blech liegen.
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Wenn mit der Vorrichtung nach den Abb. i bis 5 mit Überfüllung gearbeitet
werden soll, können die Unterlagen 12 einfach auf kleinen Metallscheiben 35 aufliegen.
Wenn nicht mit Überfüllung gearbeitet werden soll, so werden auch in dem Raum 13
Rohrschlangen 14 angeordnet (Abb.6).
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Die oberen Windungen jedes Satzes der Schlangen io stehen weiter van:einander
ab als die unteren, aber bei einem für üb:erfüllung bestimmten Apparat sollen die
einzelnen Windungen jeder Kammer vorteilhaft gleichmäßigen Abstand halten. Um das
Paraffin aus dem Raum 13 unter jeder der Unterlagen ii und 12 herauszuschmelzen,
sind am Rande dieses Raumes Dampfstrahl-. mundstücke 36 angeordnet, welche von einem
Hauptrohr 37 mit Dampf gespeist werden (Abb.3 und q.).
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Das Ausschmelzen des Paraffins aus den Kammern 7 kann auch durch Einströmenlassen
von Dampf in den oberen Teil jeder Kammer durchgeführt werden, beispielsweise durch
die Anordnung von mit dem Haupitdampfrohr 37 verbundenen Dampfstrahlmundstücken
44 -(Abb. i .und 3) in dem oberen Kammerteil. In jedem Hauptrohr 37 ist ein zentrales
Dampfrohr 40 angeordnet, um das feste Paraffin, welches durch das Abflußrohr 41
abfließen soll, aufzuschmelzen.
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Die Rohrschlangen io geben dem Paraffin einen besseren Halt, besonders
wenn, wie dargestellt, die einzelnen übereinanderliegenden Rohrschlangen gegeneinander
versetzt sind, was besonders für das Vermeiden der unzulässigen Senkung des Paraffins
wichtig ist, -weil so das ausgeschwitzte Paraffin frei austreten kann. Die Schlangen
io können irgendeinen geeigneten Rohrdurchmesser haben, aber die waagerechte Entfernung
der einzelnen Spiralengänge voneinander soll etwa 5 cm und nicht mehr als i o cm
und der senkrechte Abstand zwischen den Windungen ebenfalls etwa 5 cm und nicht
mehr als io cm betragen, und zwar besonders bei, zum Arbeiten mit Überfüllung bestimmten
Vorrichtungen.
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Durch die versetzte Lagerung der Rohre io wird jedes zweite Rohr nahe
an den Mantel 6 herangeführt. Diese Anordnung gleicht den Wärmeverlust durch den
Mante16 aus und verhindert, daß der Schwitzvorgang in der Nähe des Mantels verzögert
wird. Sie ergibt überdies .eine bessere Lagerung der Masse und begünstigt die Wärmeverteilung
in derselben.
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Erfindungsgemäß ist das Paraffinzufuhr-und -abführrohr etwa in der
Mitte angeordnet. Es besteht ,aus einem die ganze Vorrichtung durchsetzenden Rohr
16, das unterhalb jeder der Unterlagen i i und r2 mit niedrigen, breiten Schlitzen
38 versehen ist (Abb. i und 5). Die Scheidewände 8 sind vorteilhafterweise in der
Mitte nach unten eingedrückt bis unterhalb der Schlitze 38 und
mit
dem Rohre 16 verschweißt. Innerhalb des ganzen Rohres 16 ist ein Dampfrohr
2 i angeordnet, um den Teil der Masse, der sich im Rohr 16, ,angesetzt hat, bevor
der Schwitzvorgang begonnen hat, auszuschmelzen.
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Am oberen Ende des zentralen Rohres 16 ist ein Zweigrohr 39 zur Beschickung
der Paraffinkammern 7 angeordnet und am unteren Ende des Rohres 16 für das während
des Schwitzvorganges abfließende Paraffin ein Abführrohr 23 vorgesehen. Das Abführrohr
23 besitzt ein ,absperrbares Rohr 42, welches das ausgeschwitzte, fertige Paraffin
in das Verteilergefäß 43 führt, welches es in die verschiedenen Behälter für die
verschiedenen Paraffinsorten leitet. -Auf der einen Seite des Mantels 6 ist ein,
senkrechtes Hauptrohr 17 mit Abzweigungen 18 angeordnet, welche in die Kammern 7
nahe deren oberen Teil. münden. Dieses Rohr 17 dient zur Luftabfuhr aus den Kammern
7 während ihrer Füllung mit Paraffiü und dient überdies auch zur- Überfüllung, d.
h. zur weiteren Zufuhr von Paraffin in die Kammern, um die Schrumpfung der Masse
in diesen während des Kühlvorganges auszugleichen. ' Die Zweigrohre 18 können nahe
unter jeder Scheidewand 8 offen enden. Sobald der Schwitzvorgang begonnen hat, wird-das
in den Rohren 16 und 17 enthaltene Paraffin durch den durch die in ihnen verlegten
Rohre 20 und 21 strömenden Dampf ausgeschmolzen.
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Der Boden 22 des Behälters ist ebenfalls nach der Mitte geneigt, um
die Anhäufung schlammiger Rückstände dort zu vermeiden (Abt. i).
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Bei dieser" Einrichtung wird :auch die Maßnahme vermieden, daß vor
der Beschickung mit Paraffinmischung Wasser unterhalb der gelochten Paraffinunterlage
eingeführt ;wird, wie dies bei Pfannen mit einer gelochten Paraffinunterlage bisher
allgemein der Fall war.
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Wenn Überfüllung nicht angewendet wird, ist es, infolge der 7 bis
15 Volumenprozente betragenden Schrumpfung des Paraffins, während des Kühlvorganges
nicht erforderlich, für die Schwitzperiode eine so große Zahl von Rohren i o im
oberen Teil jeder Kammer anzuordnen, und ebenso genügt eine kleinere Zahl von Rohren
io für den Kühlvorgang, da es wünschenswert ist, die obere Fläche der Paraffinkuchen
nicht zu stark abzukühlen. Wenn der Schwitzvorgang fortschreitet und das Paraffin
sich gegen den Boden der Kammern senkt, nimmt die ganze Masse die Durchschnittstemperatur
der unteren Rohre an. Bei der dargestellten Vorrichtung werden alle Rohre io vom
Wasserkasten 3 ö aus gespeist, so daß einzelne Rohre nicht abgesandert werden
können:; aber für den ebenerwähnten Fall können Vorkehrungen getroffen werden, um
die 'oberen Rohre absperren zu können, wenn der Schwitzvorgang fortschreitet.
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Wenn die Vorrichtung ohne Überfüllung arbeiten soll, werden, wie in
Abb.. 6 gezeigt, in dem Raum 13 unter jeder Paraffinunterlage serpentinenförmige
Rohrschlangen 14 angeordnet. Diese Rohre 14 sind zur Heizung des Raumes. 13 zwischen
den Scheidewänden 8 und den Paraffinunterlagen i i bestimmt, um das Wachs ,aus diesem
Raum herausschmelzen zu können, bevor der Schwitzvorgang beginnt. Im Raum 13 sind
überdies zwischen den Gängen der Serpentine in günstigster Raumausnutzung Dampfspritzrohre
15 zum Zwecke des endgültigen Ausschmelzens des ausgeschwitzten oder fertigen Paraffins
angeordnet (Abt. 7).
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Aus Abb.7 ist ersichtlich, daß die Rohrschlange 14 mit ihren Enden
durch den Wasserkasten 3o hindurchgeht und daß deren Eimaß mit dem Wasserzuführrohr
32 verbunden ist. Mit dem Wasserrohr 32 ist weiter ein Dampfrohr 33 verbunden, um
Dampf mit dem im Rohr 14 strömenden Wasser mischen zu können. Die Dampfspritzrohre
15 sind vorteilhafterweise zwischen den Schleifen der Rohre 14 angeordnet und werden,
durch ein Dampfrohr 34 gespeist.
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Die Arbeitsweise mit dieser Vorrichtung ist die folgender Der Behälter
wird durch heißes Wasser, öl oder andere heiße durch die Rohrschlangen i o strömende
Flüssigkeiten zuerst ,auf eine Temperatur gebracht, die etwas über dem Schmelzpunkt
der zu behandelnden Paraffinmischung liegt. Nun wird in den oberen Teil des Behälters
durch das Rohr 16 geschmolzenes Paraffin zugeführt. Dieses tritt durch die Schlitze
38 des Rohres 16 in die Kammern 7 ein und füllt sie alle der Reihe nach. Die dadurch
verdrängte Luft entweicht durch die Zweigrohre 18 und das Rohr 17, welches durch
ein mit einem Ventil versehenes Luftablaßrohr 24 im Behälterdeckel25 mit der Atmosphäre
verbunden ist. Wenn die Füllung des Behälters beendet ist, wird mit der Kühlperiode
dadurch begonnen, daß die Temperatur des Wassers oder öls in den Röhren io vermindert
wird. Die Abkühlung des Schwitzgutes hat dessen Zusammenziehung zur Folge. Nun werden
die Kammern 7 durch weitere Zufuhr von Paraffin selbsttätig nachgefüllt. Diese weitere
Zufuhr erfolgt nach Absperrung des Luftabführrohres ?- 4- durch die Zweigrohre
18 des Rohres 17, nachdem dieses durch ,ein Ventil 26 mit -einem oberhalb der Vorrichtung
angeordneten, nicht dargestellten Behälter ver-
Bunden worden ist.
Die Kammern 7 werden auf diese Art vollständig bis zum Ausschluß von Luft angefüllt,
und die Kühlung schreitet bis zur gewünschten Temperatur weiter fort.
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Der Schwitzvorgang wird nun dadurch eingeleitet,' daß zuerst durch
die Rohre 2o und 21 Dampf geführt wird, um die Rohre 16 und 1 7 von festgewordenem
Paraffin zu reinigen. Das geschmolzene Paraffin im Rohr 17 gießt durch das Ablaßrohr
27 ab. Das geschmolzene Paraffin im Rohr 16 fließt durch das Ablaßrohr 23 und einen
Verteiler zu einem nicht dargestellten Behälter ab. Der Schwitzprozeß wird jetzt
durch das in den Schlangen io umlaufende Heizmittel beendet. Das ausgeschwitzte
Paraffin wird schließlich aus den Kammern 7 durch freies Einströmenlassen von Dampf
in den Raum 13 durch die Düsen 36 ausgeschmolzen. Während des Schwitzvorganges ist
das Rohr 17 durch das Luftauslaßrohr 24 mit der Atmosphäre in Verbindung gebracht
worden. Das Rohr 2o dient dazu, durch das Rohr 17 in den Behälter während der Schwitzperiode
eingedrungene Luft zur erhitzen.
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Durch die Einlaßrohre kann entweder Wasser oder Dampf eingeführt werden.
Darin liegt der Vorteil, daß es möglich wird, ausgeschwitztes Gut, welches während
des Schwitzvorganges nicht vollständig abgeführt wurde, unter den Unterlagen wegzuspülen.
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Aus der Abb.2 ist ersichtlich, daß die Enden der Rohre io offen in
die Wasserräume 28 und 29 eines Wasserkastens 3o führen. Letzterer ist an der Außenseite
des Mantels 6- angeordnet, wobei die Räume 28 und 29 durch eine senkrechte Teilungswand
31 voneinander getrennt sind. Diese Räume dienen für den Ein- und Auslaß des in,
den Rohren i o umlaufenden Wassers.