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Elektrisch beheizter Verdampfer, insbesondere zur Erzeugung von Schutzgas
für Schweißlichtbögen Die Erfindung bezieht sich auf Verdampfer, in denen Flüssigkeiten
in Dampf verwandelt werden.
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Bekannte Einrichtungen dieser Art beruhen auf dem Prinzip, die zu
verdampfende Flüssigkeit von unten her einem in einem Flüssigkeitsbehälter eingesetzten,
elektrisch beheizten Gewindehohlgangmantel zuzuleiten, so daß beim Passieren der
Gewindegänge bzw. beim Aufsteigen der Flüssigkeit diese erhitzt und verdampft wird
und schließlich als Dampf durch ein Abdampfrohr austritt.
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Der Verdampfer nach der Erfindung soll insbesondere zur Erzeugung
eines Schutzgases für Schweißlichtbögen benutzt werden, denen ein Gas bzw. Dampf
in vollständig trockenem Zustande während der Schweißung zugeführt wird.
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Von den verschiedenen bekannten Mitteln, die bei-Erhitzung Dampf
abgeben, der sich als Schutzgas für die Lichtbogenschweißung eignet, ist Alkohol
und besonders Methanol zu nennen. Das letztere mit der chemischen Formel C H3 0
Hrn wird erhalten, wenn eine Mischung von Kohlenmonoxyd und Wasserstoff durch den
Lichtbogen umgesetzt wird zu Methanol, einem Gas, das zur Verbesserung der Schweißung,
insbesondere der mechanischen Eigenschaften der Schwei ßstelle, besonders geeignet
ist.
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Der neue Verdampfer soll insbesondere zur vollständigen Verdampfung
von Methanol Verwendung finden, das aus dem Verdainpfer in ganz trockenem Zustande
ausströmt.
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Zur Erreichung dieses Zweckes besitzt die von einem Flüssigkeitsbehälter
aus gespeiste, indirekt beheizte Verdampferkammer ein unterhalb der Verdampferkammer
angeordnetes Abströmrohr für den Dampf, das mit einer die Verdampferkammer abschließenden
Platte gut wärmeleitend verbunden ist, so daß die an der Platte anliegenden Heizkörper
ihre Wärme an das Abströmrohr direkt abgeben und den erzeugten Dampf vor seiner
Ausströmung aus dem Verdampfer trocknen.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
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Abb. I zeigt eine perspektivische Ansicht des Verdampfers, Abb. 2
eine perspektivische Ansicht eines automatischen Schweißkopfes, an dem der Verdampfer
zum Gebrauch für Lichtbogenschweißung angebracht ist.
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Abb. 3 ist ein Längsschnitt durch den Verdampfer, der seinen inneren
Aufbau zeigt.
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Gemäß Abb. 1 gelangt Flüssigkeit durch den Schlauch 4 über Nadelventil
2 in das Zufluß rohr 3 der Verdampferkammer des Verdampfers I. Es ist wichtig, daß
die Länge
mld die Durchmesserabmessungen undloder das Material des
Zufluß rohres 3 derart ausgewählt werden, daß vom Verdampfer aus die Wärme nicht
leicht dem Ventil 2 zugeleitet wird, damit keine Erwärmung des Ventils 2 und keine
Verdampfung der zugeführten Flüssigkeit bei dem Ventil erfolgen kann, da die hierdurch
verursachte Bildung von Gasblasen eine gleichmäßige ununterbrochene Zufuhr der Flüssigkeit
zum Verdampfer verhindern würde. Geringe Unterschiede in der Menge der dem Verdampfer
zugeführten Flüssigkeit veranlassen sehr große Änderungen der Menge des im Verdampfer
erzeugten Dampfes. Bei einem Verdampfer, wie er zur Herstellung von Methanoldampf
erforderlich ist, ergibt 1 cbm Flüssigkeit etwa 500 cbm Dampf. Die zu verdampfende
Flüssigkeit, beispielsweise Methanol, wird durch Gasdruck aus einem Behälter (nicht
dargestellt) herausgedrückt. Es kann dieser Behälter höher als der Verdampfer I
aufgestellt sein, so daß die Schwerkraft genügt, um die Flüssigkeit in den Verdampfer
I zu bringen. Da jedoch ein sicherer Zufluß der Flüssigkeit unabhängig von der gegenseitigen
Lage des Behälters zum Verdampfer I nur bei Verwendung von Druckgas erreicht wird,
ist seine Verwendung zu bevorzugen. Zur Anzeige des Druckes im Behälter dient ein
Manometer. Der Flüssigkeitszufluß zum Verdampfer I kann durch Hahn 2 und Zusatzventil
(nicht dargestellt) geregelt werden.
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Während der in Abb. I dargestellte Verdampfer für die verschiedensten
Zwecke benutzt werden kann, ist in Abb. 2 ein Verdampfer in direkter Verbindung
mit einem Schweißkopf eines Lichtbogenschweißapparates gezeigt. Der Verdampfer I
ist hier mittels geeigneter Befestigungsglieder 6 an dem automatischen Schweißkopf
15 selbst befestigt. Dieser Schweißkopf hält die Lichtbogenlänge während der Schweißung
durch Zuführung von Elektrodendraht zur Schweißstelle in bestimmter Geschwindigkeit,
die dem Verbrauch an abgeschmolzenem Elektrodenmaterial an der Schweißstelle entspricht,
konstant Besonders wirkungsvoll wird die Einrichtung, wenn der Dampfstrom unmittelbar
durch das Ausströmrohr I3 in die Nähe des Lichtbogens gebracht wird und von rückwärts
auf die geschmolzenen. Metallteile geblasen wird.
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Der innere Aufbau des neuen Verdampfers geht aus Abb. 3 hervor. Die
Flüssigkeit gelangt aus dem Einströmungsrohr 3 nach Abb. 1 zunächst in die Verdampferkammer
I2, deren Wandungen die konzentrisch zueinander liegenden Hohlzylinder 7 und 8 bilden.
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Zwischen diesen Hohlzylindern befindet sich eine Fläche 9, die in
Form einer Spirale um den inneren Hohlzylinder 7 gewunden ist. Die dem Verdampfer
zugeführte Flüssigkeit gelangt auf diese Spirale 9, die durch Heizkörper, die im
Inneren des Hohlzylinders 7 angeordnet sind, erwärmt wird. Bei dem Ausführungsbeispiel
erfolgt die Erwärmung mittels elektrischer Heizkörper I0, die die Form von' isolierten
Heizdrähten haben. Die Stromzuführung zu diesen Heizkörpern 10 erfolgt durch die
Leitungen 5 nach Abb. I.
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Der Zwischenraum zwischen den Heizdrähten 10 und den Wandungen des
inneren Hohlzylinders 7 ist mit Kupferfeilspänen oder einem anderen gut wärmeleitenden
Material gefüllt, durch das die in den Heizkörpern 10 entstehende Hitze gut an den
Hohlzylinder 7 abgegeben und von dort zu der Spiraleg geleitet wird, auf die die
Flüssigkeit gelangt.
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Die Spirale g hat einen gewissen Abstand von dem äußeren Hohlzylinder
8, so daß die Wärme auf diesen nicht übertragen wird.
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Die Kammer 12 wird in ihrem unteren Teil durch eine Platte II abgeschlossen.
Hierdurch entsteht in dem unteren Teil des Hohlzylinders 8 eine zweite Kammer 20,
die mit der Kammer 12 durch Durchlässe 19 in der Platte 11 verbunden ist. Durch
die Kammer 20 führt das Rohr 14, das mit der Platte II verbunden ist, so daß die
durch das Heizelement 10 auf die Platte 11 übertragene Wärme direkt auf das Rohr
14 geleitet wird. Der Heizkörper 10 weist in seinem unteren Teil eine Biegung auf,
die direkt an die Platte 11 heranreicht, wodurch eine gute RiVärmeübertragung ermöglicht
wird. Das Rohr 14 bildet den Auslaß für den im Verdampfer erzeugten Dampf. Der Dampf
gelangt aus der Kammer I2 durch die Durchlässe 19 der Platte II zunächst in die
Kammer 20 und von dort durch Öffnungen 16, die im oberen Teil der Kammer 20 in dem
Rohr 14 angebracht sind, in dieses. Die nicht in der Kammer 12 verdampfte überschüssige
Flüssigkeit wird in der Kammer 20 gesammelt, während der Dampf in das Rohr 14 und
von dort aus in das Ausströmrohr I3 gelangt,' aus dem er gegen den Lichtbogen geblasen
wird. Infolge der guten wärmeleitenden Verbindung des Rohres 14 mit dem Heizkörper
10 wird der Dampf nicht in dem Rohr 14 kondensiert.
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Der ganze Verdampfer ist in einem isolierenden Gehäuse 18 eingeschlossen,
dessen Stirnseiten durch Asbestplatten 17 abgeschlossen sind. In dem Zwischenraum
zwischen dem Gehäusen8 und dem äußeren Hohlzylinder I2 kann zweckmäßig noch wärmeisolierendes
Material, wie Asbest, angeordnet sein. Bei dem Ausführungsbeispiel sind die verschiedenen
Metallteile durch Schweißung verbun den und das äußere Gehäuse 18 mit den Isolierasbestplatten
I7 verschraubt. Es ist auch
möglich, durch andere Mittel die Teile
gasdicht miteinander zu verbinden.
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Die Arbeitsweise des neuen Verdampfers ist folgende.
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Die richtige Menge Flüssigkeit und Gas wird in den Behälter (nicht
dargestellt) eingefüllt und der Strom für die Heizkörper 10 eingeschaltet. Nach
einiger Zeit wird das Ventil 2 geöffnet, wodurch die Flüssigkeit aus dem Behälter
in den Verdampfer I einströmt. Die Flüssigkeit gelangt auf die Spirale 9 und wird
dort verdampft, und der so erhaltene Dampf gelangt zunächst aus der Kammer 12 in
die Kammer 20 durch die Durchlässe I9, die die Verbindung der beiden Kammern bilden.
In der Kammer 20 wird die iiberschüssige, nicht in der Kammer 12 verdampfte Flüssigkeit
herabfließen und gesammelt. Es ist nicht erforderlich, besondere Mittel zum Beseitigen
der überschüssigen Flüssigkeit aus dieser Kammer vorzusehen, wenn die Heiztemperatur
immer richtig bemessen wird und das Ventil derart geregelt wird, daß eine bestimmte
Menge Flüssigkeit in die Verdampferkammer 12 gelangt. Von der Kammer 20 aus dringt
der Dampf durch die Öffnungen I6 in das Rohr 14, das durch das Heizelement 10 erwärmt
wird. Infolge dieser Erwärmung wird der Dampf in dem Rohr 14 getrocknet und strömt
durch das Ausströmrohr I3 in getrocknetem Zustande zu der Schweißstelle, wo er als
Schutzgas zur Einwirkung kommt.
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PATNTANSPRÜCE: I. Elektrisch beheizter Verdampfer, insbesondere zur
Erzeugung von Schutzgas für Schweißlichtbögen mit von einem Flüssigkeitsbehälter
aus gespeister, indirekt beheizter Verdampferkammer, gekennzeichnet durch ein unterhalb
der Verdampferkammer angeordnetes Abströmrohr für den Dampf, welches mit einer die
Verdampferkammer abschließenden Platte gut wärmeleitend verbunden ist, so daß die
an der Platte anliegenden Heizkörper ihre Wärme an das Abströmrohr direkt abgeben
und den erzeugten Dampf vor seiner Ausströmung aus dem Verdampfer trocknen.