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Diese
Erfindung bezieht sich auf das Abkühlen von gezogenen Fasern,
und mehr im einzelnen auf das Abkühlen von gezogenen optischen
Glasfasern unter Verwendung eines gasförmigen Kühlmittels, und auf das Steuern
der Abzugsrate von gasförmigen
Kühlmittel
aus einer Glasfaserabkühlkammer,
um den Verlust von Kühlgas
aus der Kühlkammer
zu minimieren.
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Optische
Fasern werden herkömmlicherweise
aus Glasstäben
oder "Vorformlingen" hergestellt, die
einen mittigen Glaskern haben, der von einer Glashülle umschlossen
ist, deren Brechungsindex kleiner als derjenige des Glaskerns ist.
Die Fasern werden durch Erhitzen des Glasvorformlings auf Erweichungstemperatur in
einem Ofen und Ziehen der Faser aus der erweichten Vorformling hergestellt.
Die Faser wird schnell ausreichend abgekühlt, damit ein Schutzüberzug aus
Harzmaterial auf die Oberfläche
der gezogenen Faser aufgebracht werden kann. Das Kühlen wird
durch Ziehen der Faser durch einen Ziehturm mit einem Wärmetauscher ausgeführt, wo
sie in Kontakt mit einem Kühlgas
kommt, das im allgemeinen Helium ist, obwohl es sich auch um andere
Gase wie beispielsweise Stickstoff, Kohlendioxid oder Wasserstoff
handeln kann. Das Kühlgas
wird kontinuierlich durch den Wärmetauscher
geleitet, im allgemeinen im Querstrom oder Gegenstromrichtung relativ
zur Bewegungsrichtung der Glasfaser durch den Wärmetauscher. Das gasförmige Kühlmittel überführt Wärme von
der Glasfaser auf ein Kühlmedium,
gewöhnlich
Wasser, das durch eine Kammer hindurchpassiert, welche die Kühlkammer
umschließt.
Helium ist das bevorzugte Kühlgas,
weil es gute Wärmetransporteigenschaften
hat und sicher in der Handhabung ist. Helium ist jedoch gegenüber anderen
Gasen relativ kostspielig, so daß es wünschenswert ist, es zur Wiederverwendung
im Wärmetauscher
zu rezirkulieren.
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Eine
Charakteristik gegenwärtig
praktizierter Glasfaserkühlprozesse
ist, daß die Öffnungen,
durch welche die Glasfaser in die Kühlkammer eintritt und aus dieser
austritt, nicht gasdicht sind. Deswegen gelangt gewöhnlich Luft
in das System und verdünnt
das gasförmige
Kühlmittel,
was es möglicherweise
notwendig macht, das Kühlmittel
zu entsorgen oder für
die Wiederverwendung zu reinigen. Ein Eindringen von Luft kann beträchtlich
verringert werden, wenn sichergestellt wird, daß eine positive Differenz zwischen
dem Druck in der Kühlkammer
und demjenigen in der Umgebung herrscht. Mit anderen Worten, der
Druck in der Kühlkammer wird
oberhalb desjenigen der umgebenden Atmosphäre gehalten. Dies hat den Nachteil,
daß wertvolles
Helium durch die Fasereinführöffnung und/oder
die Faserausführöffnung der
Kühlkammer
in die Umgebung verloren geht. Es sind Anstrengungen unternommen
worden, um die Menge des Heliumaustritts und des Lufteintritts durch
die Fasereinführ-
und Ausführöffnungen
zu minimieren. Die US-Patente Nr. 5,377,491 und 5,452,583 beschreiben
ein Verfahren und ein System zum Kühlen optischer Fasern durch
Abkühlen
der Faser mit einem Kühlgas
wie beispielsweise Helium in Wärmetauschern.
Diese Patent lehren das Steuern der Kühlgasströmung in die Wärmetauscher
und diesen zur Begrenzung eines Lufteindringens in die Wärmetauscher. Der
beschriebene Prozeß umfasst
das Einleiten von Kühlgas
in die Wärmetauscher
mit einem Druck von etwa 0 bis etwa 1,2 MPa (0 bis etwa 150 psig).
Unglücklicherweise
resultiert der Betrieb der Wärmetauscher
auf atmosphärischem
oder überatmosphärischem
Druck in einem beträchtlichen
Verlust von Kühlgas
aus dem System, der mit weniger als 50% angegeben ist. Ökonomischere
Prozesse zum Erzeugen optischer Glasfasern werden ständig gesucht.
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Demgemäß beinhaltet
die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Kühlen einer heiß gezogenen
Faser in einer Wärmeaustauscheinheit
mit einer einzigen Kühlkammer
mit einer Fasereinlassöffnung,
einer Faserauslassöffnung,
mindestens einem Kühlgaseinlaß und mindestens
einem Kühlgasauslaß, und einer
Gaspumpe mit variablem Durchsatz, wobei das Verfahren aufweist:
- a) Ziehen der Faser durch die Kühlkammer,
und
- b) Einleiten von gasförmigen
Kühlmittel
in die Kühlkammer
durch den mindestens einen Kühlgaseinlaß, gekennzeichnet
durch
- c) Abziehen eines gasförmigen
Abgasstroms, der das gasförmige
Kühlmittel
und mindestens eine gasförmige
Verunreinigung aus der Kühlkammer
mittels eines Gasgebläses
mit variabler Drehzahl mit einem solchen Strömungsdurchsatz, daß der Druck
in mindestens einem Teil der Kühlkammer
zwischen 50 kPa (0,5 bara) und Umgebungsdruck gehalten wird, und
daß der
Druck an oder nahe dem Kühlgasauslaß bzw. den Kühlga sauslässen der
Kühlkammer
auf unteratmosphärischem
Druck gehalten wird.
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Dies
verringert die Produktionskosten heißer Glasfasern durch Minimieren
der während
des Faserkühlprozesses
an die Umgebung verlorene Menge von gasförmigen Kühlmittel. Das Verfahren gemäß der Erfindung
verringert den Verlust an gasförmigen
Kühlmittel
aus einem optischen Glasfaserkühlsystem
durch Halten der Strömung
des gasförmigen
Kühlmittels
in die Kühlkammer
des Systems im wesentlichen konstant und Verwenden eines Gasgebläses mit
variabler Drehzahl zur Steuerung der Abzugsrate von Kühlmittel
aus der Kühlkammer.
Dadurch kann das Sstem bei schwachem Vakuum betrieben werden, wodurch
die aus der Kühlkammer
in die Umgebung austretende Kühlgasmenge
beträchtlich
reduziert wird. Die Erfindung ermöglicht auch das Reduzieren
des Verlusts an gasförmigen
Kühlmittel
aus dem optischen Faserkühlsystem
während einer
anfänglichen
Phase des Kühlprozesses,
während
welcher die Strömung
des gasförmigen
Kühlmittels
in die Kühlkammer
und die Durchtrittsrate der Faser durch die Kühlkammer allmählich auf
Auslegungsraten gesteigert werden, indem die Abzugsrate von Gas
aus der Kühlkammer
entsprechend der Strömungsrate
von Kühlmittel
in die Kühlkammer
eingestellt wird.
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Die
einzige Funktion des Gasgebläses
mit variabler Drehzahl während
Betriebsperioden des Kühlprozesses,
der in der Kühlkammer
durchgeführt
wird, kann das Abziehen des genannten gasförmigen Abgasstroms aus der
Kühlkammer
sein. Das gasförmige
Kühlmittel
kann in die Kühlkammer
durch eine Mehrzahl von Öffnungen
eingeleitet werden, und der gasförmige
Abgasstrom aus der Kühlkammer
durch eine Mehrzahl von Öffnungen
abgezogen werden.
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Der
gasförmige
Abgasstrom kann aus der Kühlkammer
durch eine Mehrzahl von Leitungen abgezogen werden. Die Mehrzahl
von Leitungen kann eine Leitung im oberen Bereich der Kühlkammer
und eine Leitung im unteren Bereich der Kühlkammer umfassen. Zweckmäßigerweise
kann der gasförmige
Abgasstrom durch die Leitungen im oberen und unteren Bereich der
Kühlkammer
mit unterschiedlichen Raten abgezogen werden. Beispielsweise kann
der gasförmige
Abgasstrom durch die Leitung im oberen Bereich der Kühlkammer
mit schnellerer Geschwindigkeit abgezogen werden als durch die Leitung
im unteren Bereich der Kühlkammer.
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Das
Verfahren ist besonders zum Kühlen
heißer
optischer Glasfasern geeignet.
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Das
in die Kühlkammer
eingeleitete gasförmige
Kühlmittel
kann Helium, Stickstoff, Kohlendioxid, Wasserstoff oder Gemische
von diesen umfassen.
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Der
gasförmige
Abgasstrom wird vorzugsweise aus der Kühlkammer mit einer solchen
Rate abgezogen, daß der
Druck in mindestens einem Teil der Kühlkammer zwischen etwa 700
kPa (0,7 bara) und Umgebungsdruck gehalten wird. Das in die Kühlkammer
eingeleitete gasförmige
Kühlmittel
enthält
vorzugsweise mindestens 60% Helium.
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Die
die Kühlkammer
umgebende Atmosphäre
ist im allgemeinen Luft.
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Die
Abzugsrate des gasförmigen
Abgasstroms aus der Kühlkammer
kann teilweise durch die Strömungsrate
von gasförmigen
Kühlmittel
in die Kühlkammer
bestimmt werden. Die Faser wird vorzugsweise durch die Kühlkammer
gezogen, und das gasförmige
Kühlmittel
wird vorzugsweise mit im wesentlichen konstanten Raten in die Kühlkammer
eingeleitet.
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Das
Verfahren kann eine erste Periode umfassen, während welcher die Faser durch
die Kühlkammer mit
zunehmender Rate gezogen und das gasförmige Kühlmittel in die Kühlkammer
mit zunehmender Rate eingeleitet wird, und eine zweite Periode umfassen,
während
welcher die Faser durch die Kühlkammer
mit im wesentlichen konstanter Rate gezogen und das gasförmige Kühlmittel
in die Kühlkammer
mit im wesentlichen konstanter Rate eingeleitet wird.
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Die
Abzugsrate des gasförmigen
Abgasstroms aus der Kühlkammer
kann teilweise durch die Konzentration der gasförmigen Verunreinigung im gasförmigen Abgasstrom
bestimmt werden.
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Vorzugsweise
wird mindestens ein Teil der mindestens einen gasförmigen Verunreinigung
aus dem gasförmigen
Abgasstrom abgeschieden, und der an der Verunreinigung erschöpfte gasförmige Abgasstrom wird
zur Verwendung als gasförmiges
Kühlmittel
in die Kühlkammer
rezirkuliert. Im allgemeinen wird das Abscheiden mindestens eines
Teils der mindestens einen gasförmigen
Verunreinigung aus dem gasförmigen
Abgasstrom durch einen Gasreinigungsprozeß bewerkstelligt, der aus der
Gruppe Druckwechseladsorption, Temperaturwechseladsorption, Membrantrennung,
Destillation oder Kombinationen hiervon ausgewählt ist.
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Wenn
die mindestens eine gasförmige
Verunreinigung Luft umfasst, ist das bevorzugte Gasreinigungsverfahren
ein Druckwechseladsorptionsverfahren unter Verwendung eines Stickstoff-
und Sauerstoff-selektiven Adsorptionsmittels. Der Zyklus des Druckwechseladsorptionsverfahrens
umfasst im allgemeinen einen Adsorptionsschritt, einen Ausgleichsdruckentlastungsschritt,
einen Gegenstromdruckentlastungsschritt, einen Ausgleichsdruckbeaufschlagungsschritt,
und einen Druckbeaufschlagungsschritt.
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Wenn
das Gasreinigungsverfahren ein Druckwechseladsorptionsverfahren
ist, wir es vorzugsweise in einem Adsorptionssystem durchgeführt, das
zwei oder mehr Adsorptionsbehälter
umfasst, die parallel und phasenversetzt betrieben werden. Diese
Anordnung ist besonders brauchbar, wenn das Speisegas zum Adsorptionssystem
gasförmige
Abgasströme
umfasst, die aus zwei oder mehr der Kühlkammern abgezogen werden.
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Die
zwei oder mehr Kühlkammern
können
phasenversetzt und chargenweise betrieben werden, wodurch das Speisegas
mit variablem Strömungsdurchsatz
erzeugt wird. Bei einer solchen Anordnung wird die Dauer des Adsorptionsschritts
vorzugsweise während
Perioden verlängert,
während
welcher das Speisegas mit niedrigeren Strömungsraten erzeugt wird, und
während
Perioden verkürzt,
während
welcher das Speisegas mit höherer
Strömungsrate
produziert wird. Eine alternative Anordnung umfasst das Einstellen
der Dauer des Adsorptionsschritts in Abhängigkeit von Veränderungen
der Reinheit des nichtadsorbierten Gasproduktstroms aus dem Druckwechseladsorptionssystem.
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Der
Gasreinigungsprozeß kann
in einem Adsorptionssystem ausgeführt werden, der vier Adsorptionsbehälter umfasst,
die 90° phasenversetzt
betrieben werden. Nach diesem Aspekt wird die Dauer des Adsorptionsschritts
vorzugsweise während
einer Periode ausgedehnt, während
welcher ein Behälter
dem Adsorptionsschritt unterliegt, ein Behälter dem Ausgleichsdruckentlastungsschritt
unterliegt, ein Behälter
dem Ausgleichsdruckbeaufschlagungsschritt unterliegt, und ein Behälter dem
Druckbeaufschlagungsschritt unterliegt. Der Druckbeaufschlagungsschritt
kann die Rückdruckbeaufschlagung
des Behälters
mit Kühlgas
angereichertem Produktstrom umfassen, der während der Adsorptionsschritte
des Prozesses erzeugt wird, mit dem Speisegas oder Kombinationen
hiervon.
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Die
Fasereinlassöffnung
und die Faserauslassöffnung
sind geeigneterweise am oberen bzw. unteren Ende der Kühlkammer
angeordnet.
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Die
Erfindung wird nunmehr beispielshalber und mit Bezug auf die anliegenden
Zeichnungen beschrieben, in denen zeigt:
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1 eine
schematische Darstellung eines Einfacheinheitsystems zur Durchführung des
Verfahrens nach der Erfindung, und
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2 eine
schematische Darstellung eines Mehrfacheinheitsystems einschließlich einer
Gasreinigungsanlage.
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Zur
Darstellung der gleichen oder ähnlicher
Teile in den verschiedenen Zeichnungen werden die gleichen Bezugszeichen
verwendet.
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Gasförmiger Kühlmittelverlust
aus der Kühlkammer
eines Wärmetauschers,
in welchem heißes
faseriges Material durch Wärmeaustausch
mit dem gasförmigen
Kühlmittel
abgekühlt
wird, wird während
eines zweistufigen Faserkühlprozesses
minimiert. Während
der ersten Stufe des Prozesses wird die Strömungsrate von Kühlmittel
in die Kühlkammer
allmählich
gesteigert, während
die Bewegungsrate der Faser durch den Wärmetauscher gesteigert wird,
und die Abzugsrate von Kühlmittel
aus der Kühlkammer
wird entsprechend der Rate der Zunahme der Kühlmittelströmung in die Kühlkammer
gesteigert, um so den Druck in mindestens einem Teil der Kühlkammer
unter dem Atmosphärendruck
zu halten. Während
der zweiten Stufe werden die Strömungsrate
des Kühlmittels
in die Kühlkammer
und die Bewegungsrate der Faser durch die Kühlkammer im wesentlichen konstant
gehalten, und die Abzugsrate von Kühlmittel aus der Kühlkammer
wird nach Bedarf eingestellt, um weiter den Druck in mindestens
einem Teil der Kühlkammer
auf unteratmosphärischem
Druck zu halten. Obwohl das Kühlgas
in die Kühlkammer
mit atmosphärischem
oder überatmosphärischem
Druck eingeleitet wird, wird der Druck an oder nahe des Kühlgasauslasses
bzw. der Kühlgasauslässe der
Kühlkammer
auf unteratmosphärischem
Druck gehalten. Das Betreiben des Systems in dieser Weise stellt
sicher, daß der
Kühlgasverlust
durch die Öffnungen
der Kühlkammer,
beispielsweise am Fasereinlaß und/oder
-Auslaß, minimiert
oder eliminiert wird.
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Die
Erfindung wird durch Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen
leichter verständlich.
Um nun auf 1 zu kommen, dort ist ein optisches
Faserkühlsystem
mit einem Wärmetauscher
A, einem Gasströmungsregler
B und einem Gasgebläse
C mit variabler Drehzahl dargestellt. Der Wärmetauscher A ist mit einer Faserkühlkammer 2 ausgestattet,
die einen Fasereinlaß 4 und
einen Faserauslaß 6 und
einen Kühlwassermantel 8 aufweist.
Der Wärmetauscher
ist im Betrieb dargestellt, wobei eine Glasfaser 10 durch
die Kammer 2 gezogen wird. Die Faser wird aus eine Vorformling
gezogen, der in einem Ofen (nicht dargestellt) erweicht wird, der
oberhalb des Fasereinlasses 4 positioniert ist. Die Faser
wird durch den Wärmetauscher
mittels einer drehenden Spindel (nicht dargestellt) hindurchgezogen,
die unterhalb des Faserauslasses 6 angeordnet ist. Eine
Kühlgaszufuhrleitung 12 ist
ist mit dem Einlassende des Gasströmungsreglers B verbunden. Das
Auslassende des Strömungsreglers
B ist über
eine Leitung 14 mit der Kühlkammer 2 verbunden.
Kühlgasabzugsleitungen 16 und 18 sind
mit dem oberen bzw. unteren Ende der Kammer 2 verbunden.
Die Leitungen 16 und 18 sind mit Strömungssteuerventilen 20 bzw. 22 ausgestattet.
An ihren stromabwärtigen
Enden sind die Leitungen 16 und 18 mit einer Leitung 24 verbunden,
die wiederum mit dem Saugende des Gebläses C verbunden ist. Eine Abgasaustragsleitung 26 verbindet
das Austragsende des Gebläses
C mit einer stromabwärtigen
Gasreinigungsanlage.
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Der
Wärmetauscher
A, der Strömungsregler
B und Gaspumpmittel C stellen herkömmliche Ausrüstung dar,
und Einzelheiten ihrer Konstruktion und ihres Betriebs bilden keinen
Teil dieser Erfindung. Die Pumpmittel C sind ein Gasgebläse mit variabler
Drehzahl, und werden nachstehend als solches bezeichnet.
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Obwohl
die Verbindung zwischen der Leitung 14 und der Kammer 2 als
Einfachleitung dargestellt ist, die mit der Mitte der Kammer 2 verbunden
ist, kann die Leitung 14 irgendwo entlang der Ausdehnung
der Kammer 2 positioniert sein, oder es kann eine Mehrzahl
solcher Leitungen verwendet werden, um Kühlgas zu der Kammer 2 zu
leiten. In gleicher Weise kann die Kammer 2 mit einer einzigen
Kühlgasabzugsleitung
versehen sein, die an irgendeiner Stelle entlang der Wand der Kammer 2 angeordnet
ist, oder sie kann mit einer Mehrzahl von Abgasabzugsleitungen versehen
sein, die entlang der Ausdehnung der Kammer 2 positioniert
sind. Bei einer bevorzugten Anordnung ist die Einlassleitung 14 am
Faserauslassende der Kammer 2 positioniert, und eine Kühlgasaustragsleitung
ist am Fasereinlassende der Kammer 2 positioniert, um eine
Kühlgasströmung in
einer Gegenstromrichtung zur Bewegungsrichtung der Faser durch die
Kammer 2 herzustellen. Bei einer mehr bevorzugten Ausführungsform
(nicht dargestellt) ist eine Reihe von Kühlgaseinlassöffnungen und/oder
eine Reihe von Abgasabzugsöffnungen
entlang der längenmäßigen Ausdehnung
der Wand bzw. Wände
der Kammer 2 angeordnet, um eine gleichförmige Gasströmung in
die und/oder aus der Kammer 2 zu erzeugen. Wenn die Kammer 2 mit
sowohl einer Reihe von Kühlgaseinlassöffnungen
als auch einer Reihe von Abgasabzugsöffnungen versehen ist, kann
die durch die Kammer 2 hindurchpassierende Faser durch
einen quer durch die Kammer 2 verlaufenden Kühlgasstrom
gekühlt
werden. Bei der in 1 dargestellten Anordnung können Ventile 20 und 22 eingesetzt
werden, um die Strömung
in jeder der Leitungen 16 und 18 abzusperren,
oder sie können
zum Einstellen der relativen Strömungsrate
von Gas durch die Leitungen 16 und 18 benutzt
werden.
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Der
Drehzahlsteuermechanismus der Pumpe C ist mit dem Strömungsregler
A über
eine Strömungsmeßregelschleife 28,
mit der Kammer 2 über
eine Druckmessregelschleife 30, die mit einem Druckfühler 32 ausgestattet
ist, und mit der Leitung 26 über eine Leitungsverunreinigungsmeßschleife 34 verbunden,
die mit einem Fühler 36 für gasförmige Verunreinigungen
ausgestattet ist. Der Fühler 36 kann
irgendein Gerät
sein, das die Konzentration einer gewählten gasförmigen Verunreinigung messen
kann. Beispielsweise kann es ein Sauerstofffühler sein.
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2 zeigt
ein Mehrfachfaserkühlsystem,
das aus drei Wärmetauschern
A1 bis A3 besteht, die jeweils mit einem Gasströmungsregler B1 bis B3, und
einem variablen Gasgebläse
C1 bis C3 besteht. Die Austragsenden der Pumpen C1 bis C3 sind über einen
optionellen Gasspeicherbehälter
D über
eine Leitung 38 verbunden. Eine Leitung 40 verbindet
den Behälter
D mit dem Einlassende der Gasreinigungsanlage E.
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Die
Gasreinigungsanlage E kann irgendein Gasreinigungssystem sein das
in der Lage ist, das im Prozeß verwendete
gasförmige
Kühlmittel
von gasförmigen
Verunreinigungen zu trennen, welche die Gaskühlkammern des Systems infiltrieren,
wie beispielsweise Luft, Kohlendioxid und Wasserdampf. Geeignete
Gasreinigungssysteme umfassen Adsorptionsanlagen wie beispielsweise
Druckwechseladsorptionseinheiten, Temperaturwechseladsorptionseinheiten,
durchlässige
Membrantrenneinheiten, kryogene Destillationsanlagen usw.. Bei einer
bevorzugten Ausführungsform
ist das Reinigungssystem eine Druckwechseladsorptionsanlage, die,
wenn sie mit einem geeigneten Adsorptionsmittel eingesetzt wird,
effizient und billig gasförmige Verunreinigungen
aus dem Kühlgas
abscheidet.
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Der
Gasreinigungsanlage E ist eine Abgasaustragsleitung 42 und
eine Austragsleitung 44 für gereinigtes Kühlgas zugeordnet.
Die Leitung 44 dient als Rezirkulationsleitung zur Rückführung von
gereinigtem Kühlgas
zu den Einlässen
der Wärmetauscher
A1 bis A3. Eine Kühlgasauffüllleitung 46 verbindet
eine Quelle von frischem Kühlgas
mit der Leitung 44.
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In
manchen Fällen
kann es wünschenswert
sein, Dichtungsmittel einzusetzen, um die Infiltration von Luft
und anderen gasförmigen
Verunreinigungen in die Kühlkammern
zu begrenzen. Diese können
an den Öffnungen 4 und 6 in
dem in 1 dargestellten System platziert werden. Zusätzlich oder
alternativ können
Strömungsdichtungen
eingesetzt werden, um eine Luftinfiltration in die Kühlkammer 2 zu
minimieren. Geeignete Dichtströmungsmittel
umfassen Stickstoff, Argon uswq.. Auch andere Mittel können zum
Abdichten der Öffnungen 4 und 6 eingesetzt
werden. Beispielsweise kann der Heizofen mit dem Kühlturm zur
Bildung einer luftdichten Abdichtung um die Öffnung 4 benutzt werden,
und die stromabwärtige
Harzbeschichtungseinrichtung kann angrenzend an die Öffnung 6 in
einer solchen Weise positioniert werden, daß sie diese Öffnung gegen
die Umgebung verschließt.
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Im
allgemeinen wird bevorzugt, daß das
Verfahren nach der Erfindung in zwei Stufen in einem optischen Faserfertigungsprozeß ausgeführt wird.
Die erste Stufe umfasst das Einstellen des stabilen Ziehens einer
Faser durch die Kühlkammer
und auf eine Aufnahmespule und der Strömung des gasförmigen Kühlmittels durch
die Kühlkammer.
Während
dieser Stufe sind die Ziehrate der Faser und die Strömungsrate
des Kühlgases
durch die Kühlkammer
langsam, bis sich ein stetiges Ziehen der gekühlten Faser eingestellt hat.
Wenn ein stetiges Faserziehen herbeigeführt ist wird die Faserziehrate
gesteigert bis zur Auslegungs ziehrate. Typischerweise dauert diese
Stufe des Verfahrens einige Minuten. Während dieser Periode wird die
Kühlgasströmungsrate
in die Kühlkammer
in gleicher Weise gesteigert, um sicher zu stellen, daß die Faser
kontinuierlich in dem gewünschtem
Maß abgekühlt wird.
Die zweite Stufe des Prozesses beginnt, wenn die Auslegungsfaserziehrate
und Kühlgasströmungsrate
durch die Kühlkammer
erreicht sind. Während
der zweiten Stufe werden die Faserziehrate durch die Kühlkammer
und die Kühlgasströmungsrate
in die Kühlkammer
im wesentlichen konstant gehalten. Diese Stufe des Prozesses dauert
gewöhnlich
mehrere Stunden.
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Betrachtet
man den Prozeß mehr
im einzelnen, wird die erste Stufe des Prozesses durch Erzeugen einer
Kühlmittelströmung durch
die Kühlkammer
eingeleitet. Zu dieser Zeit sind eines oder beide der Ventile 20 oder 22 geöffnet, wobei
die Ventilöffnungen)
auf das gewünschte
Maß eingestellt
sind. Als nächstes
wird ein optischer Glasvorformling in einem oberhalb des Wärmetauschers
A (1) positionierten Ofen auf seinen Erweichungspunkt
erhitzt. Wenn der Vorformling seinen Erweichungspunkt erreicht,
beginnt er zu fließen
und bildet eine Faser, die durch die Kammer 2 des Wärmetauschers
A durch die Öffnung 4 gezogen
wird. Während die
Faser abwärts
durch die Kammer A gelangt, kommt sie in Berührung mit gasförmigen Kühlmittel,
das durch die Leitung 14 in die Kühlkammer eintritt.
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Das
gasförmige
Kühlmittel
kann irgendein Gas sein, das nicht mit der optischen Faser reagiert
oder sie sonst ungünstig
beeinflusst. Wie oben angedeutet, umfassen geeignete Kühlgase solche
Gase wie Helium, Wasserstoff, Stickstoff, Kohlendioxid und Gemische
von diesen. Das Kühlgas
kann also ein Gemisch von Gasen sein, beispielsweise ein Gemisch
von Helium und Wasserstoff oder Helium und Argon. Es ist nicht notwendig,
daß dieses
gasförmige
Kühlmittel
vollständig
frei von Verunreinigungen wie beispielsweise Sauerstoff ist, aber
es wird bevorzugt, daß das
Kühlgas
eine hohe Konzentration des gewünschten
Kühlmittels
hat. Das Kühlgas
enthält
vorzugsweise etwa 60 Volumenprozent oder mehr Helium, und in der
meist bevorzugten Ausführungsform
enthält
das Kühlgas
mindestens etwa 90% Helium. Helium wird gegenüber anderen Kühlgasen
bevorzugt, weil es sicher zu handhaben ist, sehr gute Wärmetransporteigenschaften
hat, und leicht von anderen Gasen durch herkömmliche Trenntechniken trennbar
ist. Zur einfacheren Erörterung
wird das Kühlgas
nachfolgend als Helium bezeichnet.
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Das
in den Wärmetauscher
A eintretende Helium wird durch das Kühlmedium abgekühlt, das
durch die Kammer 8 zirkuliert und gewöhnlich Wasser ist. Während das
Helium durch die Kammer 2 des Wärmetauschers A passiert, führt es Wärme von
der heißen
optischen Faser ab, wodurch die Faser stabilisiert und es ermöglicht wird,
sie durch die Öffnung 6 aus
der Kammer 2 herauszuziehen. Die abgekühlte Faser wird nachfolgend
mit einer Harzschicht überzogen
und auf eine Aufnahmespule aufgewickelt. Das erwärmte oder "verbrauchte" Helium wird aus der Kammer 2 durch
Leitungen 16 und 18 (wenn diese Leitungen beide
in Betrieb sind) durch das Gebläse
C abgezogen und vorzugsweise durch die Leitung 26 zu einem
stromabwärtigen
Prozesssystem geleitet. Da Helium eine niedrige Dichte hat, neigt
es dazu, aufwärts
zu strömen,
während
es durch die Kammer 2 gelangt. Dementsprechend kann es
zur Optimierung der Heliumrückgewinnung
und Reinheit wünschenswert
sein, das Ventil 20 weiter zu öffnen als das Ventil 22,
um dem größerem Heliumvolumen
im oberen Ende der Kammer 2 Rechnung zu tragen. In manchen
Fällen
kann es wünschenswert
sein, das Ventil 22 ganz zu schließen und nur die Leitung 16 zum
Abziehen von Abgas aus der Kammer 2 zu benutzen.
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Zur
Minimierung von Kühlgasverlust
zieht das Gebläse
C Gas aus der Kammer 2 mit einer solchen Rate ab, dass
der Druck in mindestens einem Teil der Kammer 2, zum Beispiel
an dem Kühlgasauslaß bzw. den
Kühlgasauslässen der
Kammer 2, im wesentlichen unterhalb Atmosphärendruck
gehalten wird, gewöhnlich
zwischen etwa 0,5 bara (bar absolut – etwa 50 kPa) und Atmosphärendruck,
und vorzugsweise zwischen etwa 0,7 bara (etwa 70 kPa) und Atmosphärendruck.
Der Begriff "im
wesentlichen unter Atmosphärendruck gehalten" bedeutet, daß, obwohl
der Druck in der Kammer 2 insgesamt während kurzer Zeitperioden über den Atmosphärendruck
ansteigen kann, er in mindestens einem Teil der Kammer 2 während mindestens
90% der Zeit unter Atmosphärendruck
gehalten wird, in welcher Helium durch die Kammer 2 geleitet
wird.
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Ein
hauptsächliches
Ziel des Verfahrens nach der Erfindung ist die Vermeidung eines
beträchtlichen Heliumverlusts
aus dem System, ohne zuzulassen, daß große Mengen von Überschussluft
in die Kammer 2 eingesaugt werden und dadurch das Helium
verdünnen.
Das Betreiben des Systems unterhalb Atmosphärendruck minimiert den Heliumverlust,
resultiert aber im Eindringen von einiger Luft und anderen gasförmigen atmosphärischen Verunreinigungen
in die Kammer 2. Eine sorgfältige Steuerung des Drucks
in der Kammer 2 zur Minimierung des Heliumverlusts und
der Luftinfiltration wird durch Verwendung eines Gebläses mit
variabler Drehzahl stark erleichtert, dessen Drehzahl kombiniert
durch die Strömungsrate
des Heliums in die Kammer 2, durch den Druck in der Kammer 2,
und gegebenenfalls durch die Konzentration von gasförmigen Verunreinigungen
in dem Austrittsgas aus der Kühlkammer
in einer Weise bestimmt wird, die im Halten der Kammer 2 schwach
unterhalb Atmosphärendruck
resultiert.
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Während der
ersten Stufe des Verfahrens wird die Abzugsrate von verbrauchten
Helium aus der Kammer 2 hauptsächlich durch die Einleitungsrate
von frischem Helium in die Kammer 2 gesteuert. Während die Einleitungsrate
von Helium in die Kammer 2 gesteigert wird, wird die Drehzahl
des Gebläses
C durch ein intermittierendes oder stetiges Signal vom Strömungsregler
B erhöht,
das zum Drehzahlsteuermechanismus des Gebläses C geleitet wird. Die Steuerung
der Drehzahl des Gebläses
C durch den Strömungsregler
B während
der ersten Stufe des Verfahrens wird bevorzugt, um die Steuerung
in Abhängigkeit
von einer Druckänderung
in der Kammer 2 vorzunehmen, da dies das Ansprechen auf
eine Steigerung der Einströmungsrate
von Helium in die Kammer 2 ermöglicht, bevor der Druckausbau
in der Kammer 2 erfolgt, und dadurch einen Heliumverlust
während
dieser Periode aufgrund eines zeitweisen Druckanstiegs in der Kammer 2 auf überatmosphärischen
Druck vermeidet oder minimiert.
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Während der
zweiten Stufe des Verfahrens hält
der Strömungsregler
B die Strömungsrate
des Heliums in die Kammer 2 im wesentlichen konstant. Während dieser
Periode wird die Drehzahl des Gebläses C durch den Druck in der
Kammer 2 über
die Regelschleife 30 gesteuert. Der Druckfühler 32 überwacht
den Druck in der Kammer 2 durch die Messschleife 30 kontinuierlich
oder periodisch und sendet Signale zum Drehzahlsteuermechanismus
der Pumpe C zum Einstellen der Drehzahl der Pumpe nach Bedarf. Da
im allgemeinen Druckschwankungen nur von Temperaturschwankungen
in der Kammer 2 oder von Änderungen des Atmosphärendrucks
resultieren, sind Änderungen
der Drehzahl des Gebläses
C während
dieser Periode relativ klein.
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Gegebenenfalls
kann die Abzugsrate gesteuert werden, um die Konzentration von gasförmigen Verunreinigungen
in dem Abgas innerhalb eines gewissen Bereichs zu halten. Dies wird
mittels einer Verunreinigungsmessschleife 34 bewerkstelligt.
Wenn diese Schleife aktiviert ist, überwacht der Fühler 36 das
Abgas kontinuierlich oder periodisch, um die Konzentration von Verunreinigungen
in dem Abgas zu bestimmen. Wenn die Luftkonzentration in dem Abgas
sich außerhalb
des gewünschten
Bereichs bewegt, sendet das Messgerät 36 ein Signal zur
Pumpe C über
die Schleife 34, um die Drehzahl der Pumpe so einzustellen,
daß die
Luftkonzentration zurück
in den gewünschten
Bereich gebracht wird.
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Wenn
die Erfindung mit einer Batterie von optischen Ziehtürmen durchgeführt wird,
von denen jeder Ziehturm eine optische Faserkühlkammer hat, wird jede Kühlkammer
durch ein Gasgebläse
mit variabler Drehzahl bedient, dessen einzige Funktion während des
Betriebs des Wärmetauschers
das Abziehen von Kühlgas aus
der Kammer ist. Ein typisches Dreitürmesystem unter Verwendung
von drei gesonderten Pumpen mit variabler Drehzahl, nämlich von
Pumpen C1 bis C3, ist in 2 dargestellt. Da jede Pumpe
durch einen einzigen Strömungsregler
und den Druck in nur einer Kühlkammer
gesteuert wird, kann eine engere Druckregelung in der Kühlkammer
aufrecht erhalten werden.
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Bei
der Durchführung
des Verfahrens nach der Erfindung in dem Mehrfacheinheitsystem nach 2 wird
in die Leitung 38 durch die Pumpen C1 bis C3 ausgetragenes
Gas in dem optionellen Speicherbehälter D gespeichert. Das gespeicherte
Gas kann intermittierend oder kontinuierlich zur Gastrennanlage
E zur Reinigung geleitet werden. In der Gastrennanlage E wird das
Austrittsgas in einen Abgasstrom, der im wesentlichen aus Luft und
anderen Verunreinigungen besteht, und einen gereinigten Heliumstrom
getrennt, der den Separator E durch die Leitung 44 verläßt. Der
gereinigte Heliumstrom enthält
vorzugsweise 90% oder mehr Helium, obwohl das System auch zufriedenstellend
mit Heliumströmen
niedrigerer Reinheit betrieben werden kann. Der gereinigte Heliumstrom
wird zu den Wärmetauschern
A1 bis A3 durch die Leitung 44 rezirkuliert. Auffüllhelium
wird durch die Leitung 46 zum System zugeführt.
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Wie
oben angedeutet, kann der Separator E irgendeine geeignete Gasreinigungsanlage
sein, ist aber vorzugsweise ein Druckwechseladsorptionssystem. Es
kann eine einzige Adsorptionseinheit oder eine Batterie von in Phase
betriebenen Adsorptionseinheiten, oder eine Mehrzahl von Adsorptionseinheiten
oder Batterien von Adsorptionseinheiten aufweisen, die phasenversetzt
betrieben werden, was immer gewünscht
wird. Wenn ein System mit einer einzigen Adsorptionseinheit oder
einer Batterie von Einheiten benutzt wird, die alle in Phase betrieben
werden, muß der
Adsorptionsschritt periodisch unterbrochen werden, um die Regeneration des
Adsorptionsmittelbetts oder der Adsorptionsmittelbetten zu ermöglichen,
während,
wenn eine Mehrzahl von Adsorptionseinheiten parallel eingesetzt
wird und diese phasenversetzt betrieben werden, können eine oder
mehrere Einheiten im Adsorptionsbetrieb zum Adsorbieren von Verunreinigungen
arbeiten, während
eine oder mehrere andere Einheiten der Regeneration zum Desorbieren
der Verunreinigungen unterzogen werden können. Der Betrieb der Adsorptionssysteme
bei der Erfindung ist zyklisch. Bei dem bevorzugten Adsorptionsverfahren
werden Zyklen in einer Weise sich wiederholend ausgeführt, daß die Erzeugung
des gereinigten Heliums im wesentlichen kontinuierlich erfolgt.
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Wenn
der Separator E ein Druckwechseladsorptionssystem ist, sind die
Adsorptionsbehälter
mit einem geeigneten Adsorptionsmittel in Teilchenform gepackt.
Geeignete Adsorptionsmittel für
die Adsorption von Stickstoff und Sauerstoff umfassen Zeolithe,
wie beispielsweise Zeolith 4A, Zeolith 5A und Zeolith 13X, und Kohlemolekularsiebe.
Das jeweilige, in dem Adsorptionsverfahren verwendete Adsorptionsmittel
ist eine Frage der Wahl und stellt keinen Teil der Erfindung dar.
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Die
Adsorptionsbehälter
enthalten wünschenswerter
Weise eine Vorreinigungsschicht aus Trocknungsmittel, wie beispielsweise
aktiviertem Aluminiumoxid oder Silikagel, zum Abscheiden von in
atmosphärischer
Luft enthaltenem Wasserdampf. Aktiviertes Aluminiumoxid ist ein
bevorzugtes Trocknungsmittel, da es auch zum Abscheiden von Kohlendioxid
aus der Luft dient und dadurch die Adsorption von Kohlendioxid durch das
Hauptadsorptionsmittel reduziert oder eliminiert. Alternativ kann
das System eine separate Luftvorreinigungseinheit aufweisen, um
Wasserdampf und Kohlendioxid aus dem Speisegas abzuscheiden, bevor
dieses in die Adsorptionsbehälter
eingeleitet wird.
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Die
Temperatur und der Druck, bei welcher bzw. welchem der Druckwechseladsorptionsprozeß ausgeführt wird,
ist eine Frage der Wahl und nicht kritisch. Im allgemeinen kann
der Adsorptionsprozeß auf
Temperaturen im Bereich von –50
bis etwa 100°C
ausgeführt
werden, wird aber im allgemeinen auf Temperaturen im Bereich von
etwa 0 bis etwa 40°C
ausgeführt.
Typischerweise wird die Adsorption auf einem Druck bei oder oberhalb etwa
1 bar absolut (bara – etwa
100 kPa) durchgeführt.
Der minimale Druck, bei welchem der Adsorptionsschritt ausgeführt wird,
beträgt
vorzugsweise etwa 2 bara (etwa 200 kPa) und höchst vorzugsweise etwa 5 bara
(etwa 500 kPa). Die obere Druckgrenze wird durch Wirtschaftlichkeit
und Begrenzungen des Adsorptionssystems bestimmt und liegt im Allgemeinen
bei wünschenswerterweise
etwa 50 barg (etwa 5 MPa), vorzugsweise etwa 20 bara (etwa 2 MPa),
und höchst
vorzugsweise etwa 15 bara (etwa 1,5 MPa). Der Druck, bei welchem
die Adsorptionsmittelregeneration ausgeführt wird, ist in gleicher Weise
eine Frage der Wahl, und der minimale Druck hängt davon ab, ob eine Vakuumausrüstung zum
Abziehen von adsorbierten Gas aus diesem Behältern eingesetzt wird oder
nicht. Typischerweise kann die Niederdruckgrenze während der
Adsorptionsmittelregeneration in diesen Behältern bis herunter zu 50 mbara
(Millibar absolut) (etwa 5 kPa) liegen, ist aber vorzugsweise nicht
niedriger als etwa 150 mbara (etwa 15 kPa), und liegt höchst vorzusweise
nicht niedriger als etwa 200 mbara (etwa 20 kPa). Die Adsorptionsmittelregeneration
kann bei Drücken
bis herauf zu 5 bara (500 kPa) erfolgen, wird aber vorzugsweise
bei Drücken
ausgeführt,
die nicht höher
als etwa 2 bara (etwa 200 kPa) liegen, und höchst vorzugsweise bei Drücken, die
nicht über
etwa 1 bara (etwa 100 kPa) liegen.
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Wie
oben erwähnt,
sind optische Faserfertigungsprozesse Chargenprozesse; dementsprechend
wird jede Einheit eines Mehreinheitsystems periodisch abgeschaltet,
um einen neuen Vorformling in der Einheit zu laden. Während der
Abschaltperiode wird kein verbrauchtes Helium in der abgeschaltenen
Einheit erzeugt. Mehr Einheitssysteme werden gewöhnlich phasenversetzt betrieben,
so daß,
wenn eine Einheit abgeschaltet ist, andere Einheiten sich in Betrieb
befinden und Verunreinigungen enthaltendes Heliumgas erzeugen. Wenn das 2 dargestellte
System mit den drei Einheiten phasenversetzt arbeitet, ist die Strömung von
verunreinigungshaltigem Heliumgas zum Separator E variabel. Diese
Situation wird bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung durch
Einsatz eines Druckwechseladsorptionsprozesses mit einstellbarem
Zyklus berücksichtigt.
Der Adsorptionszyklus des Druckwechseladsorptionsverfahrens nach
dieser Ausführungsform
umfasst einen Adsorptionsschritt, einen Ausgleichsschritt, einen
Druckentlastungs- oder Adsorptionsmittelregenerationsschritt, und
einen Rückdruckbeaufschlagungsschritt.
Um die reduzierte Rate von verunreinigungshaltigem Gas zum Druckwechseladsorptionssystem
während
Perioden zu kompensieren, während
welcher eine oder mehr optische Faserkühleinheiten abgeschaltet sind
oder sich in der Anfahrperiode befinden, wird der Adsorptionsschritt
des Zyklus über
eine Zeitperiode ausgedehnt, die proportional der Volumenverringerung
der gasförmigen
Verunreinigung ist, die in das Druckwechseladsorptionssystem eingeführt wird.
In ähnlicher
Weise kann der Adsorptionsschritt des Zyklus verkürzt werden,
wenn zusätzliche
Faserkühllinien
in Betrieb gesetzt werden. Dies ermöglicht das Betreiben der Adsorptionsmittelbetten
im wesentlichen unter optimalen Bedingungen. Ein Adsorptionszyklus
eines Vier-Bett-Adsorptionssystems, das gemäß dieser Ausführungsform
der Erfindung betrieben wird, wobei jedes Bett um 90° phasenversetzt
betrieben wird, ist in Tafel 1 erläutert. Die Schritte des Zyklus
sind: Adsorption; erster Druckentlastungs-Ausgleichsschritt (Eq-Dep
1); zweiter Druckentlastungs-Ausgleichsschritt (Eq-Dep 2); Entlüftung zur
Atmosphäre
(Vent 1); Evakuierung (Vent 2); Rückdruckbeaufschlagungs-Ausgleichsschritte
(Eq-Pre 1 und Eq-Pre 2); und Rückdruckbeaufschlagung
mit nichtadsorbiertem Produktgas, Speisegas oder Kombinationen hiervon
(Repress).
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Die
Dauer der Schritte 3, 6, 9 und 12 hängen von der Zufuhrrate von
adsorbierbarer Gasverunreinigung (Luft) zum Adsorptionssystem ab.
Ein stromauf der Druckwechseladsorptionsanlage angeordnetes Messgerät misst
kontinuierlich die Konzentration von Luft im Speisematerial zum
Adsorptionssystem. Wenn alle optischen Faserkühltürme des Systems in Betrieb
sind und das zum Adsorptionssystem zugeführte Luftvolumen auf dem Auslegungspegel
liegt, beträgt
die Dauer des Adsorptionsschritts des Zyklus 120 Sekunden. Wenn
jedoch ein oder mehr Kühltürme leer
laufen, misst das Luftmessgerät,
daß weniger
Luft zur Druckwechseladsorptionsanlage zugeführt wird, und sendet ein Signal
zum Adsorptionszyklussteuersystem, das die Verlängerung der Dauer der Schritte
3, 6, 9 und 12 für
eine Zeitperiode bewirkt, die umgekehrt proportional zur Verringerung
des Verunreinigungsvolumens im Gasstrom zur Druckwechseladsorptionsanlage
ist. Die Reinheit des die Druckwechseladsorptionseinheit verlassenden
nichtadsorbierten Gasprodukts kann auch zur Steuerung des Betriebs
der Druckwechseladsorptionseinheit benutzt werden. Beispielsweise
wenn die Konzentration von Helium im nichtadsorbierten Gasproduktstrom
auf einen vorgegebenen minimalen akzeptablen Wert abfällt oder
auf einen vorgegebenen maximalen akzeptablen Wert ansteigt, kann
ein Signal von dem den nichtadsorbierten Gasproduktstrom überwachenden
Messgerät
den Steuermechanismus des Druckwechseladsorptionssystems (ihren,
um die Dauer des Adsorptionsschritts im Druckwechseladsorptionszyklus
entsprechend zu verkürzen
oder zu verlängern.
Bei bevorzugten Ausführungsformen
wird die Dauer des Adsorptionsschritts kombiniert durch das Volumen
der gasförmigen
Verunreinigung im Speisestrom zur Druckwechseladsorptionseinheit
und die Reinheit des nichtadsorbierten Gasproduktstroms gesteuert,
der die Druckwechseladsorptioneinheit verlässt. Wenn der leerlaufende
Kühlturm
zurück
in Betrieb geschaltet wird, kehrt die Luftströmung zur Druckwechseladsorptionsanlage
auf den Auslegungspegel zurück,
und der Druckwechseladsorptionszyklus kehrt zum Normalzustand zurück.
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Es
versteht sich, daß es
innerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung liegt, herkömmliche
Ausrüstung
zum Überwachen
und automatischen Regulieren der Strömung von Gasen innerhalb des
Systems einzusetzen, so dass es vollständig automatisiert werden kann,
um in effizienter Weise kontinuierlich abzulaufen.
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Die
Erfindung wird weiter durch das folgende Beispiel erläutert, in
welchem, soweit nicht anders angegeben, Teile, Prozentsätze und
Verhältnisse
auf Volumenbasis angegeben sind.
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Beispiel
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Dieses
Beispiel erläutert
den zweistufigen Betrieb einer länglichen
vertikalen optischen Faserkühlkammer.
Während
der ersten Stufe, welche die Perioden 1 bis 3 (siehe Tafel 2) umfasst,
wurden die Kühlmittelströmung in
die Kühlkammer
und der Abgasabzug aus der Kühlkammer
langsam gesteigert. Während
der zweiten Stufe, dargestellt durch die Periode 4, wurden die Heliumströmung in
die Kühlkammer
und der Abgasabzug aus der Kühlkammer
im wesentlichen konstant gehalten. Der Kühlmittelstrom, der etwa 97%
Helium enthielt, wurde in die optische Faserkühlkammer durch einen Heliumeinlaß eingeleitet
und aus der Kammer durch zwei Kühlmittelrückgewinnungsöffnungen
abgezogen, die mit einem Gebläse
mit variabler Drehzahl verbunden waren. Die Kühlmittelrückgewinnungsöffnungen
waren am oberen und unteren Ende der Kühlkammer angeordnet. Während die
Kühlmitteleinleitungsrate
von 40 auf 70 Standardliter pro Minute (slpm) gesteigert wurde, wurde
die Drehzahl des variablen Gebläses
entsprechend gesteigert, um den Druck an den Gasauslässen der Kühlkammer
auf etwa –25mm
H2O zu halten. Die Heliumrückgewinnung
und Heliumkonzentration im zurückgewonnnen
Strom wurden auf etwa 85% bzw. 60% gehalten. Während des stationären Zustands
(Periode 4) wurde die Gebläsedrehzahl
nach Bedarf eingestellt, um den gewünschten Druck in der Kühlkammer
zu halten. Die Heliumrückgewinnung
und Heliumkonzentration in dem zurückgewonnenen Strom sind in
Tafel 2 zusammengestellt.
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Dieses
Beispiel zeigt, daß die
Heliumkonzentration in dem zurückgewonnenen
Strom zwischen 59 und 65% gehalten wurde, und die Heliumrückgewinnung
zwischen 85 und 89% gehalten wurde, wenn der Druck an dem Kühlgasauslassende
der Kühlkammer
auf etwa –25mm
H2O gehalten wurde. Die Heliumrückgewinnung
kann durch Betrieb der Kühlkammer
auf einen niedrigeren Druck gesteigert werden.
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Obwohl
die Erfindung mit besonderer Bezugnahme auf spezifische Ausrüstungsanordnungen
und ein spezifisches Experiment beschrieben wurde, sind diese lediglich
beispielhaft für
die Erfindung, und Abwandlungen werden in Betracht gezogen. Beispielsweise,
wie oben erwähnt,
kann die Konzentration gasförmige Verunreinigungen
im Austrittskühlgas
aus der Wärmetauscherkühlkammer
gemessen und als Variable benutzt werden, um die Steuerung der Abzugsrate
von Austrittsgas aus der Kühlkammer
zu unterstützen.