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Verfahren und. Vorrichtung zum Entleeren eines eine viskose Flüssigkeit
mit hoher Gefriertemperatur, u. a. paraffinhaltigen Erdöldestillationsrückstand,
enthaltenden Behälters Gewisse viscose Flüssigkeiten mit hoher Gefriertemperatur,
z. B. paraffinhaltiger Erdöldestillationsrückstand, erfordern insbesondere bei kaltem
Wetter eine kräftige Erwärmung, bevor sie aus ihrem Behälter entfernt werden können.
Dies geschieht bis jetzt durch Umlauf und Kondensation von Wasserdampf entweder
in Rohrschlangen, die auf dem Behälterboden oder in der Nähe der Auslauföffnung
vorgesehen sind, oder in Rohrvorrichtungen, welche wie Wärmeaustauscher wirken.
Dieses Vorgehen ist unvollkommen, weil es nur einen geringen thermischen Wirkungsgrad
sichert und auch nur ein langsames und ruckweises Auslaufen der Flüssigkeit gestattet.
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Der Zweck der Erfindung besteht nun darin, einerseits den größten'
Teil der in den Behälter geleiteten Wärme auszunutzen und anderseits eine größtmöglichste
Ausflußmenge oder Pumpenförderung der Flüssigkeit zu erzielen.
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Zu diesem Zweck wird die Erwärmung im Behälter gemäß den drei nachfolgenden
Grundgesetzen bewirkt: i. Erwärmung der Flüssigkeit nur in dem Teil des Behälters,
welcher den Wärmeverlusten durch Ausstrahlung oder Ableitung am wenigsten ausgesetzt
ist, um dadurch den Wirkungsgrad zu erhöhen.
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2. Erwärmung durch Einspritzen einer heißen Flüssigkeit an einer Stelle,
welche den -Teil gemäß i. umgibt, oder sich darüber befindet, um durch Aufrühren
der Flüssigkeit eine isotherme Zone herzustellen und die Speisung der ersten Zone
in dem Maße zu erleichtern, in welchem die leichtflüssig gemachte Flüssigkeit abfließt.
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3. Allmähliche Erwärmung der Flüssigkeit gemäß i. während ihres Abfließens
nach der Ausflußöffnung hin, wobei man diese Flüssigkeit gleichzeitig zwingt einen
im Querschnitt bis zur Ausflußöffnung allmählich abnehmenden Durchgang zu durchfließen,
um dadurch eine Temperaturerhöhung der Flüssigkeit in dem Maße zu erzielen, in welchem
ihre Bewegung beschleunigt wird..
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Ein Ausführungsbeispiel der neuen Vorrichtung ist auf der Zeichnung
dargestellt. Fig. i zeigt schematisch den Behälter.
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Die Fig.2 und 3 zeigen einen senkrechten und einen waagerechten Schnitt
in vergrößertem Maßstabe durch den Behälter.
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Der in dieseln Beispiel dargestellte Behälter r ist von zylindrischer,
aufrechtstehender Gestalt und ist auf dem Boden ruhend gedacht. Die Oberfläche der
Flüssigkeit ist bei 2 angedeutet und die Abflußöffnung 5 befindet sich in der Mitte
des Behälterbodens.
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q. ist die Zone des Behälterraumes, in welcher die Flüssigkeit allmählich
erwärmt wird. Die Strömungsrichtung ist dort durch die Pfeile 7
angedeutet.
Eine Platte 6 trennt diese Zone von einer zweiten Zone 3, welche die erste umschließt
und in welcher die Flüssigkeit vorgewärmt wird, um dadurch ihren Zufluß zur Zone
4 zu ermöglichen. 8 bezeichnet ein Abflußrohr, das von der Mitte des Bodens abgeht.
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Bei der Ausführung gemäß den Fig. z und 3 geht eine Dampfleitung g
durch das Rohr 8 und speist eine Rohrschlange zo, die waagerecht in einer oder in
mehreren Ebenen angeordnet ist und sich zwischen dem Behälterboden und der Platte
6 befindet. Der Dampf strömt in der Rohrschlange io von der Mitte nach dem Umfang,
wozu die Rohrschlange vorzugsweise spiralförmig ausgebildet ist. Das Kondenswasser
fließt am Umfang der Rohrschlange durch eine Rohrleitung iz nach außen ab. Ein Rohr
12 verbindet das Abflußrohr 8 mit einer Pumpe 14, welche auf diese Weise einen Teil
(der durch den Hahn 13 geregelt werden kann) der warmen Flüssigkeit ansaugen und
durch ein Rohr 15, das sich im Rohre 8 befindet, in ein kreisförmiges Sammelrohr
16 drücken kann, das konzentrisch zur Platte 6 angeordnet ist. Dieses Sammelrohr
16 ist mit mehreren voneinander gleichweit abstehenden Stutzen 17 versehen, die
nach oben und schräg nach der mittleren Zone des Behälters hin geneigt sind, und
welche vorzugsweise ebenfalls eine seitliche Neigung erhalten. Die Öffnungen der
Stutzen 17 befinden sich auf gleicher Höhe oder etwas höher als die Platte 6. Die
Rohrschlange io oder deren unterer Teil, wenn sie aus mehreren übereinander angeordneten
Teilen besteht, hat einen etwas größeren Durchmesser als die Platte 6. Das Sammelrohr
i6 befindet sich zwischen dieser Platte und der vorletzten Windung der Rohrschlange
io.
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Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung ist folgende: Bevor man den Behälter
entleert, läßt man den durch die Rohrleitung g herbeigeleiteten Dampf durch die
Rohrschlange =o strömen. Die Zone 4 und das Sammelrohr 16 werden rasch erwärmt.
Nach einer Zeitspanne, welche von der Viscosität und der Anfangstemperatur der Flüssigkeit
abhängt, sind die Teile der Flüssigkeit, welche das Sammelrohr =6 umgeben, genügend
verflüssigt, um, wenn man die Pumpe 14 in Tätigkeit setzt, durch diese durch die
Öffnung 5 und die Rohre 8 und 12 angesaugt und durch das Rohr 15 und das Sammelrohr
16 in die Zone 3 durch die Düsen 17 verdrängt zu werden. Wenn die Zone 3 infolge
der Einspritzung dieser warmen Flüssigkeit und auch infolge des sich daraus ergebenden
Aufrührers genügend erwärmt ist; kann die Entleerung des Behälters beginnen. Die
in der Zone 3 erwärmte Flüssigkeit wird (durch Höhenunterschied oder durch Pumpen)
am Umfang der Platte 6 durch die Windungen der Rohrschlange io nach der Öffnung
5 hin angesaugt und wird dadurch einer steigenden Erwärmung unterworfen, während
der Durchflußquerschnitt zwischen der Platte 6 und dem Boden des Behälters nach
der Öffnung 5 hin abnimmt. Die Beschleunigung der Bewegung der Flüssigkeit und die
Erhöhung der Temperatur finden dadurch gleichzeitig statt.
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Während des Entleerens des Behälters kann die Pumpe 14 weiterarbeiten
und saugt dadurch einen kleinen Teil der abfließenden Flüssigkeit an, um diese warme
Flüssigkeit in die Zone 3 einzuspritzen. Infolge der seitlichen Neigung der Düsen
17 wird die darüber befindliche Masse nicht nur durchgerührt, sondern in eine drehende
Bewegung versetzt, wodurch sich die Zone 3 zu erweitern sucht und der Zugang der
Flüssigkeit zum Umfang der Platte 6 erleichtert wird. Übrigens ist diese Bewegung
der Flüssigkeit nach dem Umfang der Platte 6 hin sehr langsam infolge des freien
Querschnittes zwischen dem Rand der Platte 6 und dem Behälterboden, der viel größer
ist als der Querschnitt der Öffnung 5.
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Die Einstellung des Dampfeinlasses durch das Rohr g geschieht in Abhängigkeit
von der Temperatur der Flüssigkeit beim Austreten aus dem Behälter. Die Einstellung
der Arbeitsweise der Pumpe 14 geschieht in Abhängigkeit von der Ausflußmenge. Diese
beiden Wirkungen sind miteinander verbunden und die Erfahrung wird ohne Schwierigkeiten
ihr Verhältnis den herrschenden Bedingungen entsprechend _ angeben. Man kann übrigens
für die Wirkungsweise der beschriebenen Vorrichtung an sich bekannte Vorrichtungen
benutzen, die entweder gestatten, die Temperatur aus der Ferne zu messen, oder den
Einlaß des Dampfes in Abhängigkeit der Temperatur der Flüssigkeit zu regeln gestatten.
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Wenn die Höhe der Flüssigkeit die Höhe der Platte 6 erreicht haben
wird (im Falle wo in den Fig. 2 und 3 die Öffnung 5 sich über der Rohrschlange io
befindet) wird die zurückbleibende Flüssigkeitsmenge nicht mehr vom Rohr 8 angesaugt
werden können. Soll der Behälter gänzlich entleert werden, so kann eine im Boden
des Behälters vorgesehene Öffnung xg diesen Zweck erfüllen, wie dies üblich ist.
In diesem Falle wird durch die Arbeitsweise der Pumpe 14 die Entstehung von heißen
Flüssigkeitsstrahlen 18 bewirkt, welche gegen die Wände des Behälters gerichtet
sind und die zurückbleibende Flüssigkeit verflüssigen. Nach dieser Erwärmung wird
die Pumpe 14 stillgesetzt und die Öffnung zg kann geöffnet werden.
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Wird nach entleertem Behälter die Pumpe =4 mit Wasser gespeist, das
durch Einblasen von Dampf von der Leitung 15 ausgehend mit einer Zweigleitung 2o
erwärmt wird, so kann -der
Behälterboden von den Niederschlägen
gereinigt werden, welche gewisse Flüssigkeiten zurücklassen, ohne daß es erforderlich
sei, diese Reinigung, wie bis jetzt üblich, durch Arbeiter im Innern des Behälters
selbst ausführen zu lassen.
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Man kann auch Behälter beliebiger Gestalt anwenden, z. B. zylindrische
liegende oder unterirdische Behälter, deren Abzapfrohr 8 senkrecht angeordnet sein
kann, oder Behälter, deren Öffnung 5 sich im Boden selbst befindet, wie bei ig angedeutet,
Behälter mit jeweils parallelen Seiten oder Behälter, bei denen die neue Vorrichtung
nicht in der Mitte des Bodens angeordnet werden kann. Dort, wo der elektrische Strom
billiger ist als die Erzeugung von Dampf, kann die Erwärmung mit Dampf vorteilhaft
durch elektrische Erwärmung ersetzt werden. In diesem Falle werden die Rohre der
Heizschlange io durch elektrische Heizwiderstände erwärmt, wie sie im Handel erhältlich
sind.