DE602554C

DE602554C - Vacuum drying vessel, especially for electrical cables

Info

Publication number: DE602554C
Application number: DEA60909D
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Pfannkuch
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1931-02-28
Filing date: 1931-02-28
Publication date: 1934-09-13

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AM
13. SEPTEMBER 1934ISSUED ON
SEPTEMBER 13, 1934

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

M 602554 KLASSE 21c GRUPPE Toe M 602554 CLASS 21c GROUP Toe

Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft in Berlin*) Vakuum-Trockengefäß, insbesondere für elektrische KabelGeneral Electricity Society in Berlin *) Vacuum drying vessels, in particular for electric cables

Patentiert im Deutschen Reiche vom 28. Februar 1931 abPatented in the German Empire on February 28, 1931

Die Trocknung, d.h. die Befreiung beliebiger Materialien von dem in ihnen enthaltenen Wasser geschieht in der Regel in der Weise, daß das zu trocknende Gut in einem Raum (Kessel oder Schrank) untergebracht wird, der durch Heizung auf höhere Temperatur gebracht wird, während gleichzeitig der Raum mit Hilfe einer Luftpumpe unter Vakuum gesetzt wird, die mittels Rohrleitung mit ihm verbunden ist. Zwischen Luftpumpe und Trockenraum wird ein sog. Kondensator eingeschaltet, welcher die Dämpfe, die sich im Trockenraum, gebildet haben, niederschlägt und damit ihrenThe drying, i.e. the liberation of any materials from what they contain Water is usually done in such a way that the goods to be dried are housed in a room (boiler or cupboard) which is brought to a higher temperature by heating, while at the same time the room is placed under vacuum with the help of an air pump, which by means of Pipeline is connected to it. Between the air pump and the drying room a so-called condenser is switched on, which forms the vapors in the drying room have, precipitates and thus theirs

¹S Übertritt in die Pumpe verhindert und deren Leistung hierdurch verbessert. Diese allgemein gebrauchte Anordnung befriedigt insofern nicht, als der Verlauf der Trocknung ein sehr ungleichmäßiger ist. In. der ersten Zeit der Trockenperiode, in¹ der unter dem Einfluß des sinkenden Luftdrucks und der Erwärmung des Trockengutes die Verdampfung eine sehr lebhafte ist, werden auch relativ große Wassermengen in dem angeschlossenen Kondensator niedergeschlagen. Im weiteren Verlauf der Trocknung wird man aber beobachten, daß die Menge des niedergeschlagenen Wassers anfangs sehr rasch, später langsamer abnimmt, so daß in dem überwiegenden Teil der ganzen, für die Trocknung aufgewendeten Zeit nur sehr geringe Wassermengen entfernt werden. ¹ S prevents passage into the pump and improves its performance as a result. This generally used arrangement is unsatisfactory in that the drying process is very uneven. In. the first time the dry period, the evaporation is a very active in ¹ under the influence of the falling air pressure and of heating the dried material will be deposited and relatively large amounts of water in the connected capacitor. In the further course of the drying, however, it will be observed that the amount of precipitated water decreases very quickly at the beginning, later more slowly, so that only very small amounts of water are removed for the greater part of the entire time spent on drying.

Diese Erscheinung hat ihre Ursache darin, daß die in dem Trockenraum gebildeten Wasserdämpfe nur anfangs eine genügende Druckdifferenz ergeben, um das Luft-Wasserdampf-Gemisch durch die Rohrleitung zum Kondensator hinüberzutreiben. In dem Maße, wie die Verdampfung nachläßt und das Vakuum innerhalb der ganzen Anlage zunimmt, wird die Druckdifferenz zwischen dem Trockenraum und dem- Kondensator immer geringer, so daß die Dämpfe immer geringere Tendenz besitzen, in den Kondensator überzutreten. Der Wirkungsgrad der Trocknung wird deshalb immer geringer, so daß schließlich die Fortsetzung derselben keinen Zweck mehr hat, weil die ausgezogene Wassermenge in keinem Verhältnis zu der aufgewendeten Energie steht. -This phenomenon is due to the fact that the water vapors formed in the drying room only initially a sufficient pressure difference result in the air-water vapor mixture through the pipeline to the condenser to drift over. As the evaporation subsides and the vacuum diminishes increases within the whole system, the pressure difference between the drying room and the condenser always lower, so that the vapors always lower tendency have to pass into the condenser. The drying efficiency is therefore always less, so that in the end the continuation of the same no longer serves any purpose because the amount of water extracted is out of proportion to the amount used Energy stands. -

Bei Tränkkesseln für Hochspannungskabel ist ferner vorgeschlagen worden, innerhalb des Kessels einen getrennten Niederschlagsraum für Wasserdampf anzuordnen. Diese Maßnahme vermeidet jedoch nicht die vorstehend geschilderten Nachteile, da der sich über dem niedergeschlagenen Wasser ausbildende Dampfdruck das Nachströmen des Wasserdampfes aus dem Hauptraum des Kessels behindert.In soaking kettles for high-voltage cables has also been proposed within to arrange a separate precipitation space for water vapor in the boiler. These However, the measure does not avoid the disadvantages outlined above, since the above the precipitated water forming steam pressure the subsequent flow of the Obstructed water vapor from the main room of the boiler.

Erfindungsgemäß wird nun der Wirkungsgrad des Trockenprozesses dadurch verbessert, daß die Strömungswiderstände in der verbindenden Rohrleitung möglichst niedrigAccording to the invention, the efficiency of the drying process is now improved by that the flow resistance in the connecting pipeline is as low as possible

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:*) The patent seeker stated as the inventor:

Wilhelm Pfannkuch in Berlin-Köpenick.Wilhelm Pfannkuch in Berlin-Koepenick.

gestaltet, d. h. ihre Länge möglichst kurz und ihr Querschnitt möglichst groß gemacht wird, also zweckmäßig in an sich bekannter Weise Trocken- und Niederschlagsraum zu einem einzigen Raum vereinigt, der durch eine wärmeisolierende und mit öffnungen durchsetzte Wand unterteilt ist. Dies kann, wie in der Abb. ι angegeben ist, allgemein in der Weise erreicht werden, daß man den ίο Behälter, der im Idealfalle mit Rücksicht auf die Druckbeanspruchung Kugelgestalt haben möge, durch eine im Innern angeordnete Trennwand T unterteilt und den einen., beispielsweise unteren Teil P der Kugel in geeigneter Form erwärmt, während der andere, beispielsweise obere Teil M gekühlt wird. Die Leitung zum Anschluß der Vakuumpumpe kann an beliebiger Stelle angeschlossen werden, zweckmäßig jedoch auf der gekühlten Seite.designed, ie their length is made as short as possible and their cross-section as large as possible, thus expediently combined in a known manner drying and precipitation room into a single room, which is divided by a heat-insulating wall interspersed with openings. This can, as indicated in Fig. Ι, generally be achieved in such a way that the ίο container, which in the ideal case may have a spherical shape with regard to the compressive stress, is divided by a partition T arranged inside and the one., for example lower part P of the sphere is heated in a suitable manner, while the other, for example upper part M is cooled. The line for connecting the vacuum pump can be connected at any point, but it is expedient to connect it to the cooled side.

Für die praktische Ausführung der.neuen Vakuumtrockenvorrichtung, wie sie zur Trocknung von Starkstromkabeln verwendet wird, sind in der Zeichnung zwei Ausführungsbeispiele in Abb. 1 und 2 im Querschnitt dargestellt. Diese Gefäße, welche in der Regel im senkrechten Querschnitt die für die Druckbeanspruchung zweckmäßige linsenförmige Gestalt haben, sind durch eine horizontale Fuge in den Einsatzraum für das Trockengut und einen Deckel unterteilt, die mittels Flansch und Dichtung miteinander verbunden werden. Das Trockengut, in diesem Falle die Kabel, ist in einem sog. Teller oder Korb eingeschossen, der dem Durchmesser des Kabels angepaßte, genügend große Dimensionen besitzt. Da das nicht getränkte Kabel über einen gewissen Mindestdurchmesser mechanisch nicht beansprucht werden darf, so bleibt der innere Raum des Korbes meist leer und kann für die Unterbringung des Trockengutes nicht ausgenutzt werden. Da außerdem die Beheizung der inneren Ringe des eingewickelten Kabels während der *5 Trocknung Schwierigkeiten macht, so führt man die Körbe zweckmäßig in Gestalt einer kreisförmigen Rinne aus, die mit einer lichten Öffnung Raum für einen sogenannten Dom bietet, der in den Boden des Gefäßes eingesetzt ist und von dem aus entweder mittels Dampfschlange oder Mantelheizung die Erwärmung der inneren· Kabelringe erfolgen kann.For the practical implementation of the new vacuum drying device, as it is used for Drying of power cables is used, are in the drawing two embodiments shown in Fig. 1 and 2 in cross section. These vessels, which usually in the vertical cross-section, the lens-shaped one that is useful for compressive stress Have shape, are through a horizontal joint in the application area for the dry goods and divided by a cover, which are connected to one another by means of a flange and seal will. The dry goods, in this case the cables, are in a so-called plate or basket shot in, the dimensions adapted to the diameter of the cable, sufficiently large owns. Since the non-soaked cable must not be mechanically stressed above a certain minimum diameter, so the inner space of the basket usually remains empty and can be used to accommodate the Dry goods are not used. There is also the heating of the inner rings of the wrapped cable makes difficulties during drying, so leads the baskets expediently in the form of a circular channel, which is clear with a Opening provides space for a so-called dome, which is inserted into the bottom of the vessel and from which the heating is carried out either by means of a steam coil or jacket heating the inner cable rings.

Unter Beibehaltung dieses grundsätzlichen Aufbaues läßt sich die neue Kabeltrockenvorrichtung beispielsweise so ausführen, daß die Wölbung des Deckelraumes ausgenutzt wird. Diese stellt an sich einen schädlichen Raum dar, der sich durch die aus Festigkeitsgründen gewählte Form des Deckels ergibt und entsprechend stärkere Pumpen erforderlich macht. Der Deckelraum wird vorteilhaft, wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 2, durch eine Trennwand T, welche keiner Druckbeanspruchung ausgesetzt ist, nach unten abgeschlossen. Dabei wird, zweckmäßig in der Mitte, eine Öffnung O vorgesehen, die zwischen dem Gefäß Q und dem Deckelraum Z> eine genügend weite Verbindung herstellt. Über dieser Trennwand T, die auf der Oberseite mit einer dicken, wärmeisolierenden Schicht/³ bekleidet wird, ist ein System von Kühlrahren K.S eingebaut, an dem die aus dem Heizraum durch die Mittelöffnung 0 aufsteigenden Dämpfe sofort niedergeschlagen werden können. Durch entsprechende Formgebung der Trennwand T wird es erreicht, daß das niedergeschlagene Wasser nicht in den Heizraum zurücktreten kann, sondern sich am Umfang des Deckelraumes sammelt, um von dort abgezogen zu werden. Die Luftpumpe £ wird an geeigneter Stelle unmittelbar an dem Deckelraum angeschlossen und kann, wie in der Abb. 2 dargestellt, auf dem Deckel unmittelbar aufgebaut werden. Das Gefäß G, dessen Beheizung mittels Dampfschlange DS erfolgt, bietet Raum für den Korb KO, in welchen das Kabel eingelegt wird. Die in dem Deckel D eingebaute, auf der Oberseite wärmeisolierte Trennwand T trägt auf ihrer Unterseite eine Dampfschlange DS, die das· Trockengut von oben beheizt. Die in der Mitte der Trennwand befindliche domförmige Öffnung 0, welche die Verbindung geringen Widerstandes zwischen dem Gefäß und dem Deckelraum bildet, wird durch eine Schutzhaube HA, die das Hereintropfen von Schwitzwasser verhindert, abgedeckt.. Das mit Hilfe der Kühlschlange KS kondensierte Wasser sammelt sich auf der Oberfläche der konisch gestalteten Isolierschicht P und fließt nach: dem Außenumfang des Deckelraumes, wo es an der tiefstenStelle Z abgelassen werden kann. Da die Luftpumpe L, die als Rotationspumpe arbeitet und mittels· eines unmittelbar gekuppelten Elektromotors angetrieben wird, unmittelbar auf den Deckel D aufgebaut ist, erhält die Verbindungsrohrleitung zwischen Luftpumpe und Deckelraum die denkbar kürzeste Länge.While maintaining this basic structure, the new cable drying device can be designed, for example, so that the curvature of the cover space is used. This in itself represents a harmful space, which results from the shape of the cover chosen for reasons of strength and makes correspondingly stronger pumps necessary. As in the exemplary embodiment according to FIG. 2, the cover space is advantageously closed at the bottom by a partition T which is not subjected to any compressive stress. In this case, an opening O is provided, expediently in the middle, which creates a sufficiently wide connection between the vessel Q and the lid space Z>. A system of cooling pipes KS is installed over this partition T, which is clad on the top with a thick, heat-insulating layer / ³ , on which the vapors rising from the boiler room through the central opening 0 can be knocked down immediately. By appropriately shaping the partition T it is achieved that the precipitated water cannot recede into the heating space, but collects on the circumference of the cover space in order to be drawn off from there. The air pump £ is connected directly to the cover space at a suitable point and, as shown in Fig. 2, can be installed directly on the cover. The vessel G, which is heated by means of the steam coil DS , offers space for the basket KO, in which the cable is inserted. The dividing wall T built into the cover D and thermally insulated on the upper side carries a steam coil DS on its lower side, which heats the material to be dried from above. The dome-shaped opening 0 in the middle of the partition, which forms the low resistance connection between the vessel and the lid space, is covered by a protective hood HA, which prevents condensation from dripping in. The water condensed with the aid of the cooling coil KS collects on the surface of the conically shaped insulating layer P and flows to: the outer circumference of the cover space, where it can be drained at the deepest point Z. Since the air pump L, which works as a rotary pump and is driven by a directly coupled electric motor, is built directly onto the cover D , the connecting pipeline between the air pump and the cover space is of the shortest possible length.

In Abb. 3 ist eine andere Ausführungsform der neuen Vorrichtung dargestellt, bei welcher der Deckel flacher gehalten und der domartig hochgeführte Teil des Heizgefäßes G zur Unterbringung des Kondensators benutzt worden ist, so daß nunmehr Kondensator und Heizkessel Teilräume des Hauptgefäßes sind, während der Deckel nur noch die Rolle eines oberen Abschlusses spielt und lediglich mit einer Dampfschlange zur Beheizung von oben ausgerüstet ist. Diese Form wird unter Um-In Fig. 3 another embodiment of the new device is shown, in which the lid is kept flatter and the dome-like raised part of the heating vessel G has been used to accommodate the condenser, so that the condenser and boiler are now part of the main vessel, while the lid is only still plays the role of an upper closure and is only equipped with a steam coil for heating from above. This form is sometimes

ständen insofern Vorteile bieten, als die im Kondensator abgekühlten Dämpfe an spezifischem Gewicht zunehmen und) infolgedessen die Tendenz haben, herabzusinken, so daß sie sich dadurch von selbst immer kühleren Teilen des Kondensators nähern, um schließlich an der tiefsten Stelle zu Wasser verdichtet zu werden. Unmittelbar über dem Spiegel des sich bildenden Kondenswassersumpfes erfolgt zweckmäßig der Anschluß der Luftpumpe, um· damit zu erreichen, daß das durch die Luftpumpe angesaugte Volumen mit der niedrigsten erreichbaren Temperatur in dieselbe übertritt. Zur Verbesserung dieseswould offer advantages insofar as the vapors cooled in the condenser are more specific Gain weight and) consequently have a tendency to sink down so that they as a result, increasingly cooler parts of the condenser approach by themselves, in order to finally to be condensed into water at the deepest point. Immediately above the mirror of the condensate sump that forms, it is advisable to connect the air pump, in order to achieve that the volume sucked in by the air pump with the lowest attainable temperature in the same. To improve this

*5 Effektes kann für den Kondenswassersumpf eine besondere, gegebenenfalls durch eine Kältemaschine gelieferte Kühlung eingebaut werden, welche die Temperatur dieses Wassers noch unter die Kondensatortemperatur herabdrückt.* 5 effect can be applied to the condensation water sump built-in special cooling, possibly supplied by a refrigeration machine which the temperature of this water is still below the condenser temperature depresses.

In der Abb. 3 bezeichnet, wie bei Abb. 2, G das Gefäß und D den zugehörigen Deckel. Beide sind) mit Dampfschlangen: DS ausgerüstet In das Gefäß paßt mit geringem SpielIn Fig. 3, as in Fig. 2, G denotes the vessel and D the associated lid. Both are equipped with steam coils: DS Fits into the vessel with little clearance

^a5 der Korb KO für das Trockengut, welcher die erwähnte Gestalt einer ringförmigen'Rinne hat. In den Dom des Gefäßes ist der Kondensator C eingesetzt, der eine zylindrische Form besitzt, oben mit seinem vollen Querschnitt in den Gefäß raum einmündet und unten durch einen halbkugeligen Boden abgeschlossen ist. Der Kondensator C enthält die Kühlschlange KS, die mit der Kühlwasserleitung in Verbindung steht. An seiner tiefsten Stelle ist über dem Kondenswasserablaß A ein Raum für die Sammlung des niedergeschlagenen Wassers· (Sumpf) Wvorgesehen, über dessen Spiegel die Mündung der Rohrleitung L, welche zur Luftpumpe führt, angeordnet ist. ^a 5 the basket KO for the dry goods, which has the aforementioned shape of an annular 'channel. In the dome of the vessel, the capacitor C is used, which has a cylindrical shape, opens up with its full cross-section in the vessel space and is closed at the bottom by a hemispherical bottom. The condenser C contains the cooling coil KS, which is connected to the cooling water line. At its lowest point, above the condensate drain A, a space for the collection of the precipitated water (sump) W is provided, above the level of which the mouth of the pipeline L, which leads to the air pump, is arranged.

Beide Ausführungsbeispiele sollen nur die grundsätzliche Anordnung zeigen, welche darin besteht, daß die Verbindungswege zwischen dem Kondensator und dem Heizraum so weit und kurz gestaltet werden, daß die Strömungswiderstände für das Dampf-Luft-Gemisch auf den» denkbar geringsten Wert herabsinken. Es ist auch möglich, die neue Vorrichtung in anderer Weise aufzubauen.Both exemplary embodiments are only intended to show the basic arrangement, which consists in that the connecting paths between the condenser and the boiler room be made so far and short that the flow resistances for the steam-air mixture sink to the »lowest conceivable value. It is also possible to use the new one Build device in a different way.

Außer Kabel können elektrische Teile aller Art, wie etwa Transformatoren, Anker o. dgl., ferner auch Gegenstände völlig anderer Art, wie etwa Baustoffe, Lebensmittel usw., in einem Vakuum-Trockengefäß gemäß der Erfindung getrocknet werden.In addition to cables, electrical parts of all kinds, such as transformers, armatures, etc., can be used. also objects of a completely different kind, such as building materials, food, etc., in be dried in a vacuum drying vessel according to the invention.

Claims

Patent claims:

1. Vacuum drying vessel, especially for electrical cables, with a heating device provided space for receiving the dry material and one serving to suppress the steam Room in which both rooms are placed under vacuum, characterized in that that a connection is provided between the two rooms, which the results in the lowest flow resistances for the steam-air mixture and that further A thermal insulation is arranged between the two rooms and the precipitation area is provided with a cooling device.

2. Vacuum drying vessel according to claim i, characterized in that the lid (D) of the drying vessel, which is arched for reasons of strength, serves as a precipitation space which is closed off from the vessel itself by a thermally insulated partition (T) and by an expedient in the The wide opening (0) provided in the middle is directly connected to the vessel (G).

3. Vacuum drying vessel according to claim ι and 2, characterized in that the air pump (L) connected to the cover space is mounted on the cover (D) itself, so that the required connecting line is as short as possible.

4. Vacuum drying vessel according to claim ι and 2, characterized in that that the precipitation space in a preferably central bulge in the Wall of the vessel is housed (Fig. 3).

5. Vacuum drying vessel according to claim 4, characterized in that the Precipitation space (C) as a use of expediently cylindrical shape in the for heating the inside of the cable too stapeis intended for the heating dome certain vessel part is housed.

6. vacuum drying vessel according to claim 5, characterized in that on a condensation water sump is provided at the lowest point of the precipitation area is, which is advantageously particularly hypothermic and whose level the down, the suction line of the air pump opens.

1 sheet of drawings