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Vorrichtung zum Schutz der von Flüssigkeiten durchströmten Erhitzerschlangen
von Destillationsanlagen Bei Anlagen zum Destillieren von Ölen und anderen Flüssigkeiten
wird meistens die zu erhitzende Flüssigkeit durch eine Rohrschlange geführt, welche
durch Feuergase o. dgl. erhitzt wird. Die stündliche Flüssigkeitsmenge muß in einem
bestimmten Verhältnis zu der von ihr durch die Schlange aufgenommenen Wärmemenge
stehen, damit in der Flüssigkeit eine bestimmte Temperatur aufrechterhalten wird.
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Verringert wird die Flüssigkeitsmenge zum Beispiel dadurch, daß der
Pumpe, welche die zu erhitzende Flüssigkeit fördert, nicht genügend Flüssigkeit
zuläuft, ferner dadurch, daß die Pumpenventile infolge Abnutzung oder Einklemmens
von Fremdkörpern nicht schließen oder die Drehzahl der Pumpe infolge Störung ihres
Antriebes nachläßt. Wird die Flüssigkeitsmenge kleiner, so steigt ihre Temperatur.
liberschreitet diese Temperatur eine von der Art der Flüssigkeit abhängige Grenze,
so wird die Flüssigkeit meist unter Abscheidung fester Stoffe zersetzt, zum Beispiel
Teer und Naphtha unter Abscheidung von Eioks. Diese festen Stoffe verstopfen die
Schlange, so daß die Flüssigkeitsmenge weiter sinkt und die Schlag genrohre infolge
lfberhitzung bald beschädigt werden.
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Zur Messung der Flüssigkeitsmenge wird nach der Erfindung in den
Flüssigkeitsstrom ein Drosselorgan s eingeschaltet an einer Stelle, an welcher eine
Zersetzung der Flüssigkeit noch nicht eintritt, oder es wird der Druckabfall auf
einer Strecke der Schlange herangezogen, welche mit Sicherheit frei von Verstopfungen
bleibt. Der vor dem Drosselorgan herrschende Druck wirkt auf die Unterseite des
Kolbens a, der Druck hinter dem Drosselorzan auf die Oberseite von Kolben b.
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Diese Kolben sind mit dem Kolben c und d, welche im gleichen Zylinder
arbeiten, fest verbunden. Belastet wird Kolben b durch Gewicht g, welches um ein
geringes kleiner ist als die Kraft, welche das Druckgefälle des Drosselorgans s
durch die Kolben a und b bei der zulässigen Mindestgeschwindigkeit der zu erhitzenden
Flüssigkeit nach oben ausübt. Der Raum zwischen Kolben a und b und Kolben d und
c wird an die Leitung einer Druckflüssigkeit angeschlossen, welche der Akkumulator
e liefert, der Raum zwischen Kolben c und d durch den Stutzen f an die Sammelleitung
At. Diese Sammelleitung führt zu den Ausschaltorganen i bis n, welche umgesteuert
werden müssen, wenn die Gesamtapparatur ohne Beschädigung der Schlange stillgesetzt
werden soll. Es sind dies zum Beispiel ein Organ i zum Absperren des Dampfes der
Antriebsdampfmaschine u für die Pumpe 1,
ein in analoger Weise ausgebildetes
Organ K zum Absperren des Heizöles für die Brenner der Schlangenfeuerung, ein Organ
1 desgleichen zum Öffnen des Dampfeintritts in die Schlange, um die Flüssigkeit
in ihr zur Vermeidung einer Überhitzung aus der Schlange hinauszublasen, ein Organ
m desgleichen zum Absperren der permanenten Gase, welche unter normalen Verhältnissen
in der Feuerung der Schlange verbrannt werden, ein Organ » desgleichen zum Öffnen
eines Notauslasses für diese permanenten Gase.
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Alle diese Umschaltorgane erhalten je einen Zylinder mit Kolben,
auf welchen die Druckflüssigkeit der Leitung wirkt. Unter normalen Verhältnissen
wird dieser Kolben durch eine Feder in seiner Endlage gehalten, so daß das betreffende
Umschaltorgan geöffnet oder geschlossen ist.
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Der Raum zwischen den Kolben c und d ist ferner durch Stutzen o verbunden
mit dem offenen Ölbehälter p, der so hoch angeordnet wird, daß sämtliche Kolben
der Umschaltorgane, die von der Druckflüssigkeit (Steuerflüssigkeit) benetzt werden,
stets unter einem geringen Druck stehen.
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Unterschreitet die Geschwindigkeit in der Schlange die Mindestgrenze,
so vermag das Druckgefälle des Drosselorgans s das Gewicht g nicht mehr in seiner
Höchstlage zu halten, dieses sinkt zusammen mit den Kolben a bis d herab, Kolben
sperrt zuerst Stutzen ab, gibt ihn jedoch beim weiteren Sinken wieder frei und hält
in seiner Tiefstlage Stutzen o verschlossen. Alsdann strömt die Steuerflüssigkeit
zur Sammelleitungk und betätigt die Umschaltorgane i bis n.
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Soll die Anlage wieder in Betrieb genommen werden, so wird Dreiweghahn
q von Hand umgestellt, so daß durch die Federn der Umschaltorganeibisn die verbrauchte
Steuerflüssigkeit aus ihren Zylindern herausgedrängt wird und durch Leitung r in
Gefäß p abläuft; hierauf wird Pumpel angelassen, und bei genügender Geschwindigkeit
in der Schlange hebt dann das Druckgefälle der Drosselung s das Gewichtg wieder
hoch. Durch Handpumpe wird die verbrauchte Steuerflüssigkeit in den Akkumulator
e zurückgedrückt.
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An Stelle der Kolben können an allen Stellen auch Membranen verwendet
werden.
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Durch das Drosselorgan s wird der Kraftbedarf der Pumpe erhöht. Nach
der Erfindung kann dies ganz oder teilweise dadurch vermieden werden, daß die Drosselwirkung,
welche das Organ s ausübt, ersetzt wird durch die Reibung der zu erhitzenden Flüssigkeit
beim Durchströmen eines Teils der Schlange.
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Oft wird die zu erhitzende Flüssigkeit durch feste Stoffe verunreinigt
sein, welche sich zwischen die Kolben a und b und ihren Zylinder einklemmen und
dadurch das sichere Eingreifen der Einrichtung verhindern können.
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Dies ist besonders wichtig, da diese Einrichtung sich monatelang in
Ruhe befindet und dann plötzlich im Augenblick der Gefahr eingreifen soll. Nach
der Erfindung wird daher der Kolben, auf den das Druckgefälle der zu erhitzenden
Flüssigkeit wirkt, in zwei oder mehr Kolben unterteilt und dies Gefälle zur Wirkung
auf die beiden äußeren Seiten der Endkolben, die Steuerflüssigkeit dagegen zur Wirkung
auf die Gegenseiten dieser Kolben gebracht, so daß die zu erhitzende Flüssigkeit,
getrennt durch Kolben, stets nur der Steuerflüssigkeit gegenübersteht. Ferner wird
der Steuerflüssigkeit ein höherer Druck gegeben, als ihn die zu erhitzende Flüssigkeit
aufweisen kann, und nur eine sorgfältig gereinigte, beständige Steuerflüssigkeit
verwendet. Alsdann kann durch die Undichtheiten zwischen den Kolben a bzw. b und
ihren Zylinder nur gereinigte Steuerflüssigkeit fließen und nicht die ungereinigte,
zu erhitzende Flüssigkeit der Schlange.
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Bei dem Erfindungsgegenstand ist vorausgesetzt, daß zur Erhitzung
der Schlange eine Erwärmungseinrichtung verwendet wird, welche eine in der Zeiteinheit
praktisch gleichbleibende Wärmemenge an die Schlange überführt.
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PATENTANSPRE ; CHE : I. Vorrichtung zum Schutz der von Flüssigkeiten
durchströmten Erhitzerschlangen von Destillationsanlagen gegen Überhitzung, die
durch unbeabsichtigte Verminderung der Durchflußmenge bei gleichbleibender Zufuhr
der Wärme entsteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckabfall einer von Zersetzungswirkungen
nicht beeinflußten Strecke des Stromes der zu erhitzenden Flüssigkeit auf einen
Kolben wirkt, welcher durch eine äußere Kraft (Federkraft, Gewicht o. dgl.) belastet
ist und der unter normalen Betriebsverhältnissen in seiner Endlage verharrt, jedoch
bei Unterschreitung einer bestimmten Mindestgeschwindigkeit der Flüssigkeit freigegeben
wird, so daß der Kolben die Umsteuerorgane in einer Druckfiüssigkeitsleitung in
Tätigkeit setzt, welche die für das Abstellen des Schlange ofens bzw. der Anlage
nötigen Umschaltorgane bewegt.