DE7902672U1

DE7902672U1 - Vorrichtung zum abkuehlen eines gases unter seine taupunktstemperatur

Info

Publication number: DE7902672U1
Application number: DE19797902672U
Authority: DE
Original assignee: Messer Griesheim GmbH
Current assignee: Messer Griesheim GmbH
Priority date: 1979-02-01
Filing date: 1979-02-01
Publication date: 1979-05-10
Also published as: US4332143A; FR2448119B3; AT372509B; ATA9880A; FR2448119A1; NL8000583A; BE881483A; ZA80570B

Description

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MESSER GRIESHEIM GMBH MG 1171

Ϊ Kennwort: Gaskühler EM 833

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Vorrichtung zum Abkühlen eines Gases unter seine Taupunkts-

temperatur

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abkühlen eines Gases unter seine Taupunktstemperatur durch Wärmeaustausch mit einem tiefsiedenden verflüssigten Gas.

Ungetrocknete Gase lassen sich nur bis oberhalb ihrer Taupunkt^temperatur abkühlen. Wird nämlich die Taupunktstemperatur unterschritten, scheidet sich die Feuchtigkeit in Form von Eis ab und verstopft die Leitungen. Dies gilt insbesondere für das Abkühlen von Luft, die für viele industrielle Prozesse, z.B. bei der Schlauchfolienherstellung oder beim Kühlen von Profilbändern, als Kühlmedium benötigt wird. Will man die Eisbildung vermeiden, muß die Luft vorher getrocknet werden, was sehr aufwendig ist.

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So kann z.B. eine aus dem deutschen Gebrauchsmuster
77 31 245 bekannte Vorrichtung zum Kühlen von Endlos- ■

profilen, die im wesentlichen aus einem doppelwandigen <

Kühlrohr besteht, in dessen ringförmigem Zwischenraum |

ein tiefsiedendes verflüssigtes Gas verdampft und in das κ Rohrinnere ausströmt, auch zum Abkühlen eines warmen Gases eingesetzt werden, allerdings nur bis herab zur Taupunktstemperatur. Wird die Taupunktstemperatur unterschritten, setzt sich der Rohrquerschnitt im Bereich der Einblasöffnung für das tiefsiedende verflüssigte Gas mit Eis
zu.

I Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung *

der genannten Art zu schaffen, mit der ein Gas auch unter

seine Taupunktstemperatur abgekühlt werden kann, ohne daß j

die Gefahr einer Vereisung des Kühlrohrquerschnittes be- s

steht. β

Es wurde nun eine Vorrichtung zum Abkühlen eines Gases un- I

ter seine Taupunktstemperatur durch Wärmeaustausch mit *

einem tiefsiedenden verflüssigten Gas, im wesentlichen ,

bestehend aus einem doppelwandigen Kühlrohr für das ab- |

zukühlende Gas, dessen ringförmiger Zwischenraum einen S

Anschluß zur Zufuhr des tiefsiedenden verflüssigten Ga- ^

ses besitzt und eine Abzugsleitung für verdampftes tief- |

siedendes verflüssigtes Gas aufweist, die in Verbindung jg

steht mit mindestens einer Einblasöffnung für tiefsieden— |i des verflüssigtes Gas im Bereich der Eintrittsöffnung des
Kühlrohres, gefunden, bei der gemäß der Erfindung an der
Eintrittsöffnung des Kühlrohres ein Eisschaber beweglich

angeordnet ist, welcher periodisch über die Einblasöff- ' nung für das verdampfte tiefsiedende verflüssigte Gas
verschiebbar ist.

Wenn die Einblasöffnung als über den ganzen umfang ver-

laufende Ringdüse ausgebildet ist, erhält der Eisschaber vorteilhafterweise die Form eines in axialer Richtung beweglichen zylindrischen Rohres. Dieses Rohr wird dann periodisch kurzzeitig über die Einblasöffnung geschoben, wodurch das Eis, welches sich inzwischen gebildet hat, abgestoßen wird. Das abgestoßene Eis wird vom abgekühlten Gasstrom mitgerissen und verbleibt in ihm, sofern es nicht stört. Andernfalls wird es abgetrennt.

Wenn als Einblasöffnung dagegen nur eine oder einige wenige über den Umfang verteilte Düsenöffnungen dienen, kann der Eisschaber auch als drehbares zylindrisches Rohr ausgebildet sein, das im Bereich der Düsenöffnungen Aussparungen oder Bohrungen besitzt, die während des Ein-5 blasens des verdampften tiefsiedenden verflüssigten Gases mit den Düsenöffnungen deckungsgleich sind. Zwecks Eisentfernung wird der Eisschaber etwas gedreht, so daß die Düsenöffnungen verschlossen werden. Diese Ausführungsform ist insofern weniger vorteilhaft, als sich hierbei der Eisschaber ständig im Bereich der Eisbildung befindet, also die Möglichkeit besteht, daß sich auf dem Eisschaber selbst auch Eis absetzt.

Die periodische Bewegung des Eisschabers kann mit den bekannten Hilfsmitteln bewerkstelligt werden. Es wird bevorzugt, die Bewegung pneumatisch auszuführen, da ein Pneumatik-Zylinder einfach und billig ist und Druckluft in den meisten Fällen zur Verfügung steht.

Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Längsschnitt, bei dem die periodische Bewegung des Eisschabeis in axialer Richtung erfolgt.

Das doppelwandige Kühlrohr der Vorrichtung wird aus dem Kernrohr 1 und dem Mantelrohr 2 gebildet, die von einer

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Isolierung 3 umgeben sind. Der vom Kernrohr 1 und Mantelrohr 2 gebildete ringförmige Zwischenraum 4 ist teilweise mit flüssigem Stickstoff gefüllt, welcher durch den Anschluß 5 zugeführt wird. Der verdampfte Stickstoff verläßt den ringförmigen Zwischenraum 4 über die Abzugsleitung 6 und gelangt in eine Ringdüse 7. Die Ringdüse 7 wird im wesentlichen aus zwei ringförmigen Einsätzen 8 und 9 gebildet und ist am Eintritt des Kühlrohres angeordnet. Aus der Ringdüse 7 tritt der verdampfte Stickstoff mit großer Geschwindigkeit in das Innere des Kühlrohres aus und vermischt sich mit der zu kühlenden Luft, die mit Hilfe eines Ventilators in das Kühlrohr eingeblasen wird.

Im Innern des Kernrohres 1 kommt es zum Wärmeübergang durch Konvektion und Strahlung, wodurch sich die durch die Vermischung mit dem kalten verdampften Stickstoff bereits abgekühlte Luft weiter abgekühlt und der flüssige Stickstoff im ringförmigen Zwischenraum 4 verdampft wird.

Die intensivste Abkühlung erfolg.: jedoch an der Eindüsstelle des kalten verdampften Stickstoffs im Bereich de^. Ringdüse 7. Hier wird die Taupunktstemperatur der Luft unterschritten und vorrangig hier setzt eine schnelle Vereisung ein. Erfindungsgemäß wird das gebildete Eis durch einen periodisch verschiebbaren Eisschaber beseitigt.

Der Eisschaber besteht aus einem zylindrischen Ausstoßrohr 10, welches in einem Führungsrohr 11 verschiebbar angeordnet ist. Das Führungsrohr 11 ist starr mit dem ringförmigen Einsatz 9 verbunden. Im Führungsrohr 11 befindet sich ein Schlitz 12, in welchem ein auf dem Ausstoßrohr 10 befestigtes Führungsstück 13 verschiebbar angeordnet ist. Auf das Führungsstück 13 ist eine Stange 14 geschweißt, die an einen Pneumatik-Zylinder 15 angeschlossen ist. Im Ausstoßrohr 10 befindet sich ferner

der Schlitz 16, der dazu dient, während der Hubbewegung des Ausstoßrohres 10 ein Ausströmen des verdampften flüs-

.V sigen Stickstoffs aus der Ringdüse 7 in das Innere des

\ Kühlrohresi zu ermöglichen.

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Der Pfeil 17 zeigt den Eintritt der abzukühlenden Luft in die Vorrichtung an, der Schraubring 18 ermöglicht den Auseinanderbau von Kernrohr 1 und Mantelrohr 2 von der

\ Aistrittsseite her« Mit Hilfe des Temperaturfühlers 19

wird die Zufuhr des flüssigen Stickstoffs durch den An- >' Schluß 5 in Abhängigkeit von der Temperatur der Luft geregelt. Dies ist im einzelnen nicht dargestellt. Um eine Kälteleitung zum Ausstoßrohr 10 zu verhindern, ist es

.· vorteilhaft, den ringförmigen Einsatz 9 aus einem schlecht

wärmeleitenden Material, z.B. Polyamid, zu fertigen.

Wenn sich im Bereich der Ringdüse 7 Eis gebildet hat, < wird durch den Pneumatik-Zylinder 15 das Ausstoßrohr 10

bis über die Austrittsöffnung der Ringdüse 7 hinaus geschoben. Das Eis wird hierdurch abgeschabt and vom Luftstrom mitgerissen. Falls gewünscht, kann es auf bekannte Weise vom Luftstrom abgetrennt werden. Für die meisten Anwendungsfälle ist dies aber nicht erforderlich.

Anschließend wird das Ausstoßrohr 10 durch den Pneumatik-Zylinder 15 in seine Ausgangsposition zurückgeschoben. Die Häufigkeit der periodischen Hubbewegung des Ausstoßrohres 10 hängt von der Stärke der Eisbildung ab. Bei einer in der Praxis realisierten Einrichtung erfolgte das Abschaben des Eises ca. alle 3 Minuten.

Pfm., 12.12.1978
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Claims

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1. Vorrichtung zum Abkühlen eines Gases unter seine Taupunktstemperatur durch Wärmeaustausch mit einem tiefsiedenden verflüssigten Gas, im wesentlichen bestehend aus einem doppelwandigen Kühlrohr, für das abzukühlende Gas, dessen ringförmiger Zwischenraum einen Anschluß zur Zufuhr des tiefsiedenden verflüssigten Gases besirzt und eine Abzugsleitung für verdampftes tiefsiedendes Gas aufweist, die in Verbindung steht mit mindestens einer Einblasöffnung für tiefsiedendes verflüssigtes Gas im Bereich der Eintrittsöffnung des Kühlrohres,
dadurch gekennzeichnet, daß an der Eintrittsöffnung des Kühlrohres ein Eisschaber (10) beweglich angeordnet ist, welcher periodisch über die Einblasöffnung (7) für das verdampfte tiefsiedende verflüssigte Gas verschiebbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die Einblasöffnung als Ringdüse (7) ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß der Eisschaber (10)ein in axialer Richtung bewegliches zylindrisches Rohr ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Eisschaber pneuma-

3Q tisch (15) bewegbar ist.

Ffm., 12.12.1978

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