DE841923C - Verfahren zum Betrieb eines oder mehrerer Regeneratorenpaare in Gastrennungsanlagen - Google Patents

Verfahren zum Betrieb eines oder mehrerer Regeneratorenpaare in Gastrennungsanlagen

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DE841923C
DE841923C DEG4877A DEG0004877A DE841923C DE 841923 C DE841923 C DE 841923C DE G4877 A DEG4877 A DE G4877A DE G0004877 A DEG0004877 A DE G0004877A DE 841923 C DE841923 C DE 841923C
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regenerator
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regenerators
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    • F25J5/00Arrangements of cold exchangers or cold accumulators in separation or liquefaction plants
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Description

  • Verfahren zum Betrieb eines oder mehrerer Regeneratorenpaare in Gastrennungsanlagen Bei Gastrennungsanlagen, bei welchen der Wärmeaustausch zwischen Frischgas und Zerlegungsprodukten in Regeneratoren erfolgt, besteht die Aufgabe, die Gasmengen so auf die einzelnen Regeneratoren zu verteilen, daß beim Wärmeaustausch in jedem Einzelregenerator die gleichen Temperaturverhältnisse herrschen. Während der Abkühlung des Frischgases werden nämlich die in diesem enthaltenen Verunreinigungen, wie Wasserdampf und Kohlendioxyd, an der Speichermasse in fester Form niedergeschlagen. Sie müssen dann in der nächsten Schaltzeit durch das durchströmende Zerlegungsprodukt wieder verdampft und abgeführt werden. Das ist nur möglich, wenn an keiner Stelle des Regenerators die Temperaturdifferenz zwischen einströmendem Frischgas und ausströmendem Zerlegungsprodukt zu große Werte annimmt. Ist sie am warmen Ende zu groß, so ist, abgesehen von dem dadurch verursachten Kälteverlust, die Wieder= verdampfung des Wasserdampfes in Frage gestellt. Ist sie dagegen am kalten Ende zu groß, so kann das niedergeschlagene Kohlendioxyd nicht wieder vollständig verdampft werden und verursacht Querschnittsverlegungen. Diese Bedingungen können daher nur eingehalten werden, wenn das Mengenverhältnis zwischen einströmendem Frischgas und ausströmenden Zerlegungsprodukten sehr genau eingehalten wird, und zwar nicht nur in der Regeneratorgruppe im ganzen, sondern auch in jedem einzelnen Regenerator.
  • Ein sehr empfindliches Kriterium für diese Mengenverteilung ist die im Innern eines Regenerators herrschende Temperatur; die an einer beliebigen Stelle, nur nicht zu nahe den Enden, zu messen ist. Diese Temperatur steigt zwar während jeder Umschaltperiode einmal auf und ab, hat dabei aber einen angenähert linearen Verlauf, und der Mittelwert (oder auch ein an einem bestimmten Zeitpunkt innerhalb der Schaltperiode zugeordneter Wert) ist beim Beharrungszustand immer gleich. Sobald sich aber das Mengenverhältnis zwischen ein- und ausgehendem Gas nur geringfügig ändert, ändert sich dieser Mittelwert sehr stark. Steigt z. B. die Menge des einströmenden Frischgases bei unveränderter Restgasmenge, so steigt der Mittelwert ebenfalls an und umgekehrt. Insbesondere ist bei einem Regeneratorpaar diese Bezugstemperatur an zwei entsprechenden Stellen nur dann gleich, wenn in beiden Regeneratoren die Mengenverhältnisse gleich sind. Dasselbe gilt für zwei oder mehr Regeneratorpaare, falls diese Paare alle unter gleichen Betriebsbedingungen arbeiten.
  • Aufgabe des im folgenden beschriebenen Betriebsverfahrens ist es, die durch zufällige oder systematische Störungen hervorgerufenen Abweichungen der Durchschnittstemperatur jedes einzelnen Regenerators von der Durchschnittstemperatur der ganzen Regeneratorgruppe durch Änderung der Gasverteilung auf die Regeneratoren auszuregeln. Dies geschieht erfindungsgemäß durch automatische Regelung der Umschaltzeitpunkte jedes Regeneratorpaares allein bei Vorhandensein eines einzigen Regeneratorpaares oder der Umschaltzeitpunkte und der Verteilung der Frischgasmenge auf die einzelnen Regeneratorpaare bei Vorhandensein mehrerer Regeneratorpaare. Die automatische Mengenregelung der Gasverteilung auf die einzelnen Regeneratorpaare ist zwar bekannt, indessen ist die automatische Regelung der Umschaltzeitpunkte allein oder kombiniert mit der automatischen Mengenregelung neu. Erst hierdurch wird die Regelung bei allen Betriebsbedingungen vollautomatisch und bringt somit die Vorteile einer automatischen Regulierung voll zur Auswirkung. Diese Verteilungsänderung erfolgt entweder durch Änderung der Durchströmzeit durch jeden Regenerator oder durch Änderung der Gasmenge pro Zeiteinheit, die jedem Regeneratorpaar zugeführt wird.
  • Erfindungsgemäß werden bei der Temperaturmessung stets zwei Einzelregeneratoren oder zwei Regeneratorpaare (ein Regeneratorpaar besteht aus zwei gegenphasig arbeitenden, d. h. beim Kaltblasen von der gleichen Gasart durchströmten Regeneratoren), zwischen denen sich eine Änderung der Gasverteilung leicht durchführen läßt, unmittelbar miteinander verglichen, indem bei gleichzeitiger Messung auf elektrischem Wege der Quotient oder die Differenz aus beiden Temperaturen gebildet wird. Je nachdem im Meßzeitpunkt die Temperatur der einen Einheit größer, gleich oder kleiner als die der anderen Einheit ist, hat der Quotient einen Wert größer, gleich oder kleiner als i bzw. die Differenz einen positiven oder negativen Wert. Wie dieses Meßergebnis zur Regelung der Gasverteilung und damit zur Temperaturregelung herangezogen wird, soll am Beispiel einer Luftzerlegungsanlage mit je zwei Regeneratoren für Stickstoff und für Sauerstoff beschrieben werden. Zur Erläuterung sowohl der Einrichtung als auch der Vorgänge dienen die Fig. i bis 8, in denen gleiche Teile gleiche Bezugszeichen erhalten haben.
  • Fig. i zeigt schematisch die aus Trennapparat g, zwei Stickstoffregeneratoren r und 2 und zwei Sauerstoffregeneratoren 3 und 4 bestehende Anlage. Im Innern jedes Regenerators befindet sich je ein Temperaturfühler, z. B. ein Widerstandsthermometer 5, 6, 7, 8, welches eine so geringe Wärmeträgheit besitzt, daß es den zeitlichen Schwankungen der Regeneraturtemperaturen ohne merkliche Verzögerung folgt. Eine Schaltmaschine, bestehend aus Antrieb io, Getriebe ii, Versteileinrichtung 12, Schaltwalzen 13 und 14, Reglerschrank 15, bewirkt die Umschaltung der zu den Regeneratoren fließenden Gasströme abhängig von den Regeneratortemperaturen über die vom Antriebsmotor io angetriebene Schaltwalze 14. Der Temperaturverlauf zweier zusammenarbeitender Regeneratoren, z. B. der beiden Stickstoffregeneratoren i und 2, ist in Fig. 2 und 3 abhängig von der Zeit dargestellt. T1 ist die Temperatur des Regenerators i, T$ ist die Temperatur des Regenerators 2. Wie die Theorie und Messungen ergeben, ist der zeitliche Temperaturanstieg und -abfall praktisch geradlinig, wenn die Messung nicht zu nahe an den Enden des Regenerators erfolgt.
  • Fig. 2 zeigt den normalen Betriebszustand. Bei ihm sind die Kurven beider Regeneratoren gleich, nur um eine Schaltzeit t, gegeneinander verschoben, da beide Regeneratoren abwechselnd von erwärmender Luft (steigender Ast der Kurve) und abkühlendem Stickstoff (fallender Ast der Kurve) durchströmt werden. Wenn die Mitteltemperaturen beider Regeneratoren nicht übereinstimmen, so ergibt sich ein Temperaturverlauf, wie er beispielsweise in Fig. 3, linke Hälfte, aufgezeichnet ist. Die Temperaturkurven sind zwar gleichgeblieben, nur liegen sie nicht mehr auf gleicher Höhe.
  • Ein einfaches, bekanntes, auch bei der Erfindung angewandtes Mittel, um die Temperaturen gegenseitig auszugleichen, ist die Verschiebung eines Umschaltzeitpunktes. Zu diesem Zweck enthält die in Fig. i dargestellte Schaltmaschine, welche die Umschaltventile sämtlicher Regeneratoren steuert, eine Versteileinrichtung 12, bei deren Betätigung die nächstfolgende Regeneratorenumschaltung eine einstellbare Zeit vor oder nach ihrem Normalzeitpunkt, z. B. zur Zeit III um d t$ vor ihrem Normalzeitpunkt IV, erfolgt. Dadurch wird der zu warme Regenerator i kürzer warm und länger kalt geblasen und umgekehrt der zu kalte Regenerator 2 kürzer kalt und länger warm geblasen. Die bei III erfolgende Umschaltung liegt zeitlich um d t$ vor dem Normalpunkt der Umschaltung, so daß danach der Temperaturverlauf beider Regeneratoren wieder normal ist, d. h. beide Mitteltemperaturen bei V gleich sind. Diese Regelmethode wurde bisher durch das Bedienungspersonal von Hand angewendet, wobei die Temperatur an Instrumenten abgelesen und durch Vergleich auf die jeweils zutreffenden Regelmaßnahmen geschlossen wurde.
  • Durch die Erfindung wird es ermöglicht, diese Regelung automatisch durchzuführen. Schaltet man die Widerstandsthermometer 5 und 6 der beiden Regeneratoren i und 2 gemäß Fig. 6 in die beiden Zweige eines elektrischen, an eine Meßstromquelle 18 geschlossenen Kreuzspulmeßwerkes 16, so zeigt dieses den Quotienten Q aus beiden Temperaturen T1 und T2 an. Dieser ändert sich zeitlich, wie in Fig. 4 unterhalb der Temperaturkurven angegeben ist, wobei die gestrichelte Linie den gewünschten Normalverlauf, die ausgezogene Linie den tatsächlichen, im Beispiel der Fig.3 angenommenen Verlauf darstellt. Greift man einen bestimmten Zeitpunkt innerhalb jeder Schaltzeit heraus, z. B. den, an welchem bei Normalverlauf beide Temperaturen gleich sind, z. B. V der Fig. 3, so ist der Quotient Q in diesem Fall in jeder Schaltzeit gleich i. `'eichen die Mitteltemperaturen voneinander ab, z. B. im Zeitpunkt II der Fig. 3, so ist Q an diesem Zeitpunkt um den Betrag 4Q von i verschieden, der um so größer ist, je weiter die Temperaturabweichung ist. Ist, wie im Beispiel der Fig. 3, Regenerator i wärmer als Regenerator 2, so ist Q größer als i ; wäre Regenerator i kälter als Regenerator 2, so wäre Q kleiner als i. Die zur Ausregelung des Temperaturunterschiedes nötige Verschiebung d t2 der Umschaltzeit III gegenüber der normalen Umschaltzeit IV wird ausgelöst über ein Fallbügelinstrument im Reglerschrank 15 mit zwei Grenzkontakten, von denen bei Betätigung des Fallbügels der eine bei Überschreitung des Sollwertes, also z. B. des Temperaturquotienten i, um einen gewissen Betrag, der andere bei Unterschreitung geschlossen wird. Zwei über diese Kontakte angeschlossene Elektromagnete verstellen dabei die zur Schaltmaschine gehörige Versteileinrichtung 12 zur Umschaltzeitverschiebung in voreilendem bzw. in verzögerndem Sinn, so daß die zeitliche Lage der folgenden Umschaltung einen Temperaturausgleich bewirkt. Selbstverständlich kann diese Regelung auch mehrstufig geschehen. Es befinden sich dann entsprechend der Stufenzahl mehrere Kontakte im Fallbügelregler, welche bei größerer oder geringerer Abweichung vom Sollwert eine mehr oder weniger große Verschiebung des Umschaltzeitpunktes bewirken. Für das Funktionieren der Regelung ist Voraussetzung, daß die Messung des Temperaturquotienten stets zum gleichen Zeitpunkt innerhalb der Schaltzeiten unabhängig von der Verschiebung der Umschaltung erfolgt. Dies kann leicht erreicht werden, wenn man den Fallbügel des Instruments, der die Kontaktgabe bewirkt, über einen Kontakt an der Schaltmaschine auf Schaltwalze 13 betätigt. Da der Antrieb der Schaltmaschine mit konstanter Geschwindigkeit, z. B. durch Antriebsmotor io, läuft und nur die Ankupplung der Schaltwalze 14 für die Umschaltung der Regeneratoren je nach Einstellung der Versteileinrichtung 12 zum Normalzeitpunkt oder in kleinen Grenzen davon abweichend stattfindet, wird der Kontakt in konstantem Zeitabstand zwischen den Umschaltungen gegeben. In dem Beispiel der Fig. 3 und 4 wird man die Kontaktgabe so einstellen, daß sie zu dem Zeitpunkt II und V erfolgt, wo bei Normalverlauf der Temperaturen der Quotient gleich i ist.
  • Statt des Quotienten aus beiden Temperaturen kann ebensogut die Differenz zur Messung herangezogen werden. Im gewählten Beispiel ist sie bei Normalverlauf der Temperaturen im Meßzeitpunkt gleich o, bei Abweichung der Regeneratortemperaturen hat sie einen positiven bzw. negativen Wert. Sie läßt sich elektrisch, z. B. durch eine Brückenschaltung der Widerstandsthermometer 5 und 6, erfassen, wie sie in Fig.7 dargestellt ist, oder durch ein Meßwerk mit Parallelspule zur Differenzmessung. Die jeweilige Anzeige des Instruments 17 wird dann wie beim Kreuzspulinstrument mittels Fallbügel abgetastet.
  • Bei der oben beschriebenen Regeleinrichtung wurde der Meßzeitpunkt festgehalten und die Abweichung des Meßergebnisses von einem Normalwert zur Regelung der Gasverteilung durch Umschaltverschiebung herangezogen. Der umgekehrte Weg, nämlich Messung der Zeitabweichung des Punktes, an welchem der Quotient oder die Differenz der Regeneratortempe-. raturen einen festen Wert hat, von einem Normalzeitpunkt bietet noch einige Vorteile gegenüber dem ersten Weg.
  • Wenn man beispielsweise wieder als Festwert des Quotienten den Wert i annimmt, so hat der Quotient diesen Wert am Schnittpunkt der Temperaturgeraden in Fig. 3. Bei geradlinigem zeitlichem Temperaturverlauf und gleicher Mitteltemperatur beider Regeneratoren liegt dieser Schnittpunkt in der Mitte zwischen zwei Umschaltungen. Wenn beide Mitteltemperaturen nicht übereinstimmen, verschiebt sich der Schnittpunkt um d t1 aus der Normallage II in die Lage I. Es zeigt sich nun schon rein geometrisch an Fig. 3, daß durch zeitlich gleichsinnige Verschiebung der auf die Messung des Schnittzeitpunktes folgenden Umschaltzeit' um d t2 aus Lage IV in Lage III der Temperaturausgleich erreicht wird. Bei geradlinigem Temperaturverlauf muß A t, gleich 1,12 A t, sein, damit in der folgenden Schaltzeit der Schnittpunkt wieder in der Normallage V liegt, also der Temperaturunterschied ausgeglichen ist.
  • Das zur Messung im Reglerschrank 15 verwendete Instrument kann in diesem Fall kein Fallbügelgerät sein, sondern es muß für direkte Kontaktgabe eingerichtet sein, d. h. das Meßwerk muß einen auf einen bestimmten Skalenpunkt eingestellten Kontakt beim Einspielen auf diesen Meßwert direkt betätigen. Wird dieser Kontakt im gewählten Beispiel auf den Wert i des Quotienten eingestellt, dann wird er genau zum Schnittzeitpunkt der beiden Temperaturen betätigt.
  • Die Verschiebung A t, des Schnittzeitpunktes muß eine etwa halb so lange Verschiebung d t2 des folgenden Umschaltzeitpunktes bewirken. Am einfachsten speichert man diese Zeitverschiebung mit Hilfe einer Speichermechanik in der Verstelleinrichtung 12 etwa als Stellung einer Kurvenscheibe, eines Hebels od. dgl. Man läßt z. B. von der Schaltmaschine diesen Hebel von einem festen Zeitpunkt vor jeder Messung an mit gleichmäßiger Geschwindigkeit drehen. Durch den elektrischen Impuls vom Kontaktgeber im Reglerschrank 15 wird die Drehung des Hebels im Augenblick der Temperaturgleichheit unterbrochen. Dann hat der Hebel, je nachdem die Temperaturgleichheit früher oder später eingetreten ist, einen mehr oder weniger großen Drehweg gemacht; in seiner Winkelstellung ist die zeitliche Lage des Temperaturschnittpunktes festgehalten: Kurz vor der nächsten Umschaltung wird automatisch die Versteileinrichtung ii, welche die Umschaltzeitverschiebung bewirkt, auf die Stellung des Speicherhebels eingestellt, so daß die Umschaltung entsprechend dem durch den Hebel gespeicherten Wert von A t1 um A 1, verschoben wird. Die Speichermechanik muß dabei so eingestellt werden, daß bei Normallage II des Temperaturschnittpunktes auch die Umschaltung zum Normalzeitpunkt IV erfolgt. Der Proportionalitätsfaktor zwischen Atl und At, kann durch entsprechende Ausbildung der Mechanik auf einen für den Regelverlauf günstigen Wert festgelegt werden. Die Speicherung kann auch durch elektrische Speicherglieder erfolgen.
  • Der besondere Vorteil gegenüber der zu Anfang beschriebenen Regelmethode mit Fallbügelregler liegt darin, daß auf einfache Weise eine vollkommen stufenlose Regelung der beiden Regeneratortemperaturen erzielt werden kann.
  • Mit Hilfe der bis jetzt behandelten Arten des Regelverfahrens lassen sich, wie beschrieben, zwei gegenphasig arbeitende Regeneratoren auf gleiche Mitteltemperatur regeln. Im allgemeinen enthält eine Gastrennungsanlage zwei solche Regeneratorpaare, z. B. bei Luftzerlegungsanlagen eines für den Wärmeaustausch Luft-Stickstoff und eines für Luft-Sauerstoff. Der Temperaturverlauf T1, T2, T3, T4 dieser Regeneratoren i, 2, 3, 4 abhängig von der Zeit ist in Fig.5 dargestellt. Diese Paare, deren Einzelregeneratoren mittels der oben beschriebenen Anordnung geregelt werden, sollen gegeneinander ebenfalls auf gleicher Mitteltemperatur gehalten werden. Die Mitteltemperatur eines Paares ergibt sich als arithmetisches Mittel aus den Temperaturen der Einzelregeneratoren. Sie ändert sich abhängig von den Umschaltungen nur wenig, da beide Einzeltemperaturen einen gegenphasigen Zeitverlauf haben, der sich bei der Summation heraushebt. Meßtechnisch erfolgt diese Mittelbildung erfindungsgemäß durch Hintereinanderschaltung der Widerstandsthermometer beider Einzelregeneratoren, wobei die Meßspannung verdoppelt wird, um den für die Thermometer normalen Strom zu erhalten.
  • Zur Messung werden wieder in beiden Zweigen eines Kreuzspulinstruments jeweils die beiden Widerstandsthermometer eines Paares hintereinandergeschaltet gemäß Fig. B. Das Instrument 16 gibt jetzt den Quotienten beider Mitteltemperaturen an, unabhängig von der absoluten Temperatur der Regeneratoren. Sind beide Mitteltemperaturen gleich, so hat der Quotient den Wert i ; das Instrument wird um so weiter von dieser normalen Lage abweichen, je ungleicher die Mitteltemperaturen sind. Eine Änderung der Gasverteilung zwischen beiden Paaren zur Ausregelung des Temperaturunterschiedes kann nicht durch eine Umschaltungsverschiebung erfolgen, da eine Änderung des Umschaltzeitpunktes zwar die Mitteltemperatur der Einzelregeneratoren des betroffenen Paares ändert, aber auf die Mitteltemperatur des Paares ohne Einfluß ist. Die Gasverteilung zwischen den Paaren muß vielmehr durch Beeinflussung der Gaszufuhr, beispielsweise durch eine verstellbare Drossel i9, in der Frischgaszuleitung zu einem der Paare geregelt werden. Nach Fig. i ist sie z. B. in die Luftzuleitung zum Sauerstoffregeneratorpaar 3, 4 eingebaut. Bei geöffneter Drossel erhält dieses Paar relativ mehr Frischgas als das Stickstoffregeneratorpaar i, 2, es wird also wärmer werden; bei geschlossener Drossel wird es kühler werden als das andere. Zweckmäßig versieht man die Drossel mit einem motorischen, vielstufigen Verstellantrieb 20. Auf dem Meßinstrument 16 im Schrank 15 befinden sich Grenzkontakte zu beiden Seiten der Normallage des Zeigers, welche bei Abweichen des Temperaturquotienten um einen bestimmten Betrag vom Normalwert betätigt werden. Über Schütze im Schrank 15 wird dabei die Regeldrossel i9 eine Stufe verstellt, und zwar je nach Betätigung des einen oder des anderen Kontaktes in öffnender oder schließender Richtung im Sinne des Temperaturausgleichs.
  • Wie bereits angeführt, ändert sich die .Mitteltemperatur eines Paares abhängig von den Regeneratorumschaltungen nuf wenig. Um Störungen durch diese kleinen Änderungen unwirksam zu machen, wird die Messung immer zum gleichen Zeitpunkt innerhalb der Schaltzeiten durchgeführt.
  • Falls die Anlage aus mehr als zwei Paaren gegenphasig arbeitender Regeneratoren besteht (ein Ausführungsbeispiel hierüber ist nicht gezeichnet), etwa aus den drei Paaren A, B und C, dann werden z. B. in die Frischgaszuleitungen zu Paar A und B Regeldrosseln eingebaut und bei der Messung zunächst A und C,-dann B und C verglichen und die zugehörigen Drosseln dem Meßergebnis entsprechend verstellt. Bei vier Paaren A, B, C und D «-erden zunächst etwa A und B sowie C und D unter sich ausgeregelt, dann wieder nach Mittelbildung der Quotient oder die Differenz zwischen (A + B) und (C + D) zur Regelung durch Gasverteilung herangezogen. Arbeiten zwei oder mehr Regeneratorpaare unter verschiedenen Betriebsbedingungen (z. B. mit verschiedenem Druck in Frisch- oder Restgas, verschiedenen Eintrittstemperaturen einer Gasart oder mit seitlicher Entnahme oder Zuführung einer Teilmenge in einem Regeneratorpaar), so können die Temperaturen, nach denen geregelt wird, in den einzelnen Regeneratorpaaren verschieden sein. Auch unter dieser Voraussetzung ist eine Regelung auf die beschriebene Art und Weise möglich. Der Quotient oder die Differenz der als Normalwert einzuhaltenden Mitteltemperaturen der Paare hat dann nicht mehr den Wert i bzw. o, sondern einen bestimmten anderen Festwert. Die Kontakte, bei deren Betätigung über Verstelldrosseln eine Änderung der Gasverteilung eingeleitet wird, werden auf der Instrumentenskala zu beiden Seiten dieses Wertes angebracht, so daß auf diesen Wert als Normalwert eingeregelt wird.
  • Das Prinzip des Regelverfahrens ist bei sämtlichen beschriebenen Regelanordnungen gleich Zwei Regeneratoreinheiten (entweder einzelne Regeneratoren oder Paare), zwischen denen ein Tempera= turausgleich durch Regelung der Gasverteilung unter sich leicht .möglich ist, werden bei der Messung durch Quotienten- oder Differenzbildung ihrer Temperaturen unmittelbar miteinander verglichen. Dadurch entfällt gleichzeitig die für die Regelung nicht interessierende absolute Größe der Temperatur. Die Abweichung des Meßcrgebnisses vom Sollwert steuert die Gasverteilung entweder unmittelbar durch Änderung der Gasmenge pro Zeiteinheit (Verstellen einer Drossel) oder bei konstanter Gasmenge pro Zeiteinheit durch Änderung der Durchströmzeit (Änderung des Umschaltzeitpunktes). Im zweiten Fall beträgt die Verzögerung zwischen Messung und Regelung höchstens eine halbe Schaltzeit ; während dieser Z^it muß das Meß°rgebnis entweder mechanisch, wie beschrieben, oder elektrisch, etwa durch selbsthaltende Relais, gespeichert werden.
  • Für die Temperaturregelung einer aus mehreren, im allgemeinen aus zwei Regencratorpaaren bestehenden Regeneratorgruppe, welche zum Betrieb einer Gastrennungsanlage nötig ist, muß die Gasverteilung an mehreren, mindestens drei Stellen geregelt werden, nämlich für die Einzelregeneratoren jedes Paares durch Änderung der Umschaltzeit für die Paare untereinander durch die Regeldrossel. Dabei können sämtliche Messungen von einem Instrument übernommen werden, wenn es wechselweise in die einzelnen Thermometerkreise geschaltet wird. Als Beispiel sei hier die Luftzerlegungsanlage der Fig. i herangezogen. Fig. 5 zeigt den zeitlichen Temperaturverlauf T1, T2, T3, T4 aller vier Regencratoren i, 2, 3, 4, wobei die Temperatur der Stickstoffregeneratoren ausgezogen, die der Sauerstoftregeneratoren gestrichelt gezeichnet ist. Die Umschaltungen der beiden Paare erfolgen unabhängig voneinander uni eine halbe Schaltzeit versetzt, wobei die ganze Schaltzeit mit t5 bezeichnet ist. Deswegen sind auch die Meßzeitpunkte VI, VIII, X gegeneinander versetzt, und das Instrument kann abwechselnd den Temperaturvergleich zwischen den Stickstoff- und den Sauerstoffregeneratoren durchführen. Zwischen diesen Messungen bleibt noch genügend Zeit für den Temperaturvergleich unter den beiden Paaren an den Punkten VII und IX, so daß die Messungen folgende Reihenfolge haben: Sauerstoffpaar unter sich; Stickstoffpaar gegen Sauerstoffpaar; Stickstoffpaar unter sich; Stickstoffpaar gegen Sauerstoffpaar; Sauerstoffpaar unter sich und so fort. In Fig. 5 ist unterhalb der jeweiligen Meßzeitpunkte die entsprechende Schaltung der Widerstandsthermometer für Quotientenmessung angegeben. Die Schaltung der vier Thermometer in die für die verschiedenen Messungen nötige Anordnung wird durch die mit der Schaltmaschine synchron laufend@ Schaltwalze 13 gesteuert. Die oben beschriebene Speicherung des Meßergebnisses bis zum nächsten Umschaltzeitpunkt erlaubt es, daß das Meßinstrument sofort nach der jeweiligen Messung für die folgende Messung frei ist.

Claims (7)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Betrieb eines oder mehrerer Regeneratorpaare in Gastrennungsanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß man den Umschaltzeitpunkt jedes Regeneratorpaares allein oder den Umschaltzeitpunkt und die Verteilung der Frischgasmengen auf die einzelnen Regeneratorpaare automatisch regelt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturen im Innern der Regeneratoren, wo sie sich während der Kalt- und Warmblaszeit stetig ändern, gemessen werden und durch Zusammenfassung je zweier _ aus Einzelregeneratoren oder Regeneratorpaaren bestehenden Regeneratoreinheiten bei der Messung der Quotient oder die Differenz der jeweiligen Regeneratortemperaturen gebildet wird, wobei dieser Meßwert durch seine Größe und zeitliche Lage die Verteilung der Gasmengen auf die Regeneratoren steuert.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem gegenphasig arbeitenden Regeneratorpaar die Abweichung der.Quotienten oder der Differenz beider Temperaturen von einem Sollwert, gemessen an innerhalb der Schaltperiode festliegenden Zeitpunkten, den auf die Messung folgenden Umschaltzeitpunkt der Regeneratoren ändert.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem gegenphasig arbeitenden Regeneratorpaar die Abweichung des Zeitpunktes innerhalb der Schaltperiode von einem Sollwert, an dem der Quotient oder die Differenz beider Temperaturen eine bestimmte Größe hat, den auf die Messung folgenden Umschaltzeitpunkt der Regeneratoren ändert.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer aus zwei oder mehr Regeneratorpaaren bestehenden Regeneratorgruppe der Quotient oder die Differenz gebildet wird aus je zwei Temperatursummen, von denen jede aus den Temperaturen der Regeneratoren eines Paares besteht, gemessen an innerhalb der Schaltperiode festliegenden Zeitpunkten, wobei die Abweichung dieses Meßwertes vom Sollwert die Verteilung der Gasmengen zwischen den beiden gemessenen Paaren ändert, z. B. durch Verstellung einer Drosselklappe.
  6. 6. Verfahren zur Regelung einer aus zwei oder mehr gegenphasig arbeitenden Paaren bestehenden Regeneratorgruppe nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgerät in fortlaufender Reihenfolge innerhalb einer Periode zunächst den Quotient oder die Differenz der Temperaturen des ersten Paares gemäß Anspruch 3 oder 4, dann den Quotient oder die Differenz aus den Summen der Einzeltemperaturen gemäß Anspruch 5, dann den Quotient oder die Differenz der Temperatur des nächsten Paares gemäß Anspruch 3 oder 4, dann den Quotient oder die Differenz aps den Summen der Einzeltemperaturen gemäß Anspruch 4 usw. mißt, so daß eine vollkommene Regelung der ganzen Gruppe mit einem einzigen Instrument erfolgt.
  7. 7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturquotient durch ein Kreuzspulinstrument mit Widerstandsthermometern in beiden Meßzweigen gemessen wird. B. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, außer Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturdifferenz durch eine Brückenschaltung mit Widerstandsthermometern in zwei Brückenzweigen gebildet wird und mittels eines Strommessers oder durch ein Parallelspulmeßwerk gemessen wird. g. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Größenabweichung des Meßergebnisses vom Normalwert über ein Instrument für Kontaktgabe, z. B. ein Fallbügelinstrument, und über mechanische oder elektrische Speicherglieder eine Verschiebung des Umschaltzeitpunktes der Regeneratoren in temperaturausgleichendem Sinn bewirkt. io. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zeitliche Abweichung des Meßergebnisses vom Normalwert durch eine mechanische Vorrichtung gespeichert wird bis zum nächsten Umschaltzeitpunkt, wobei dessen zeitliche Verschiebung so von der Stellung dieser Vorrichtung abhängt, daß ein Ausgleich der Temperaturen erfolgt. ii. Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch je einen Temperaturfühler in jedem Regenerator, eine Schaltmaschine, bestehend aus einem Motor (io), Getriebe (ii), Verstelleinrichtung (12), Schaltwalze zur Steuerung der Regeneratorschaltventile (14), Schaltwalze zur Umsteuerung der Temperaturfühlerstromkreise (13), Reglerschrank 15 mit Temperaturquotient- bzw. Temperaturdifferenzmeßwerk (16 bzw. 17), einer Meßstromquelle (18), einer Drosselklappe (ig) mit dem Motor (2o) und Steuerleitungen.
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