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Einrichtung zum Trocknen und Entgasen von Ol
Das Trocknen und Entgasen
von Ölen, insbesondere Isolierölen für den Trausformatorenbeftieb, geschieht meist
in einem oben an eine Vakuumpumpe angeschlossenen Behälter, wobei das zu trocknende
und zu entgasende 01 in den Behälter eingebracht bzw. eingesaugt wird und in dem
Behälter frei nach unten fällt, während unten im Behälter ein gewisser Abstand aufrechterhalten
wird. Diese Einrichtungen haben gegenüber solchen, bei denen in einem Vakuumbehälter
umlaufende Schleudervorrichtungen vorgesehen sind, den Vorteil des einfacheren Aufbaues.
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Benannt sind Einrichtungen, bei denen das (11 unmittelbar aus dem
Zulaufrohr in fast geschlossenem Strahl auf den Ölspiegel trifft. Hierbei ist praktisch
nur der Spiegel einer verhältnismäßig großen Ölmenge dem Vakuum ausgesetzt. Die
Trocknungs- und Entgasungsleistung ist daher gering, und das Öl muß mehrfach durch
den Kessel geleitet werden, bis es genügend trocken und gasfrei ist.
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Ferner ist bekannt, das zulaufende Öl in einem stehend angeordneten
zylindrischen Vakuumbehälter durch eine Brause auf den im unteren Behälterteil eingestellten
Ölspiegel aufzusprühen, um während des freien Falls seine Oberfläche zu vergrößern.
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Die Erfahrung hat gezeigt, daß auf diesem Wege eine wesentliche Leistungssteigerung
nicht erreicht werden konnte.
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Bei einer anderen bekannten Einrichtung wird das Ö1 bei seinem freien
Fall im Vakuumbehälter über Einbauten geleitet, die teils der Verteilung tmd teils
der Erwärmung des Öls dienen. Hierbei ist der Vakuumbehälter ein stehend angeordneter
zylindrischer
Kessel, in welchem abwechselnd nach außen und nach innen geneigte, beheizbare kegelige
Rieselteller übereinander angeordnet sind. Durch die Rieselteller wird das Ö1 wohl
während seines freien Falls auf eine größere Oberfläche ausgebreitet, jedoch keineswegs
so weit aufgelockert wie bei der vorerwähnten Brause. Es fällt vielmehr in Form
geschlossener zylindrischer Mäntel nach unten. Auch solche Einrichtungen haben erfahrungsgemäß
eine nennenswerte Leistungssteigerung nicht gebracht.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung, bei der das Öl in
einem an eine Vakuumleitung angeschlossenen Behälter im freien Fall über Einbauten
geleitet wird, die teils der Verteilung und teils der Erwärmung des Ols dienen,
und besteht darin, daß in einem liegend angeordneten, langgestreckten, im Verhältnis
zu seiner Breite hohen Vakuumbehälter, der von unten nach oben mit einem indifferenten
Gas, z. B. Luft, durchspülbar ist, oben eine waagerecht liegende, sich annähernd
über seine ganze Länge und Breite erstreckende Ölvertellungswanne mit einem das
Öl als Regen durchlassenden Siebboden und darunter im kleinen Abstand über dem Ölspiegel
des Ölsammelraumes eine zu ihr parallele und sich über ihren ganzen Grundrißbereich
erstreckende waagerechte und beheizbare Prallplatte angeordnet ist, über die das
Öl seitlich in den Reinölsammelraum abfließen kann.
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Dadurch, daß das Öl nunmehr auf großer Fläche in Tropfenform herunterregnet,
bietet es schon bei seinem freien Fall eine große Oberfläche dar.
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ARTesentlich ist aber, daß die Öltropfen nach einer verhältnismäßig
großen Fallstrecke auf eine waagerechte beheizte Fläche prallen und hierbei zerplatzen.
Hierdurch wird auf der großen waagerechten Prallplatte eine dünne, von den aufpralZlenden
Tropfen ständig bis auf den Grund aufgewirbelte Ölschicht aufrechterhalten. Diese
dünne Ölschicht, in der die Ölteilchen lebhaft durcheinanderbewegt werden, schafft
günstigste Voraussetzungen für das Verdampfen des Wassers und das Austreten der
Gase unter Einwirkung des Vakuums. Die Folge ist, daß das seitlich von der Prallplatte
immer noch mit großer Oberfläche ablaufende Öl bereits nach einem einzigen Durchlauf
den vorgeschriebenen Trocknungs- und Entgasungsgrad erreicht hat, wobei die in der
Zeiteinheit durchlaufende Ölmenge sehr groß sein kann. Im Gegensatz hierzu trifft
bei den bekannten Einrichtungen das herunterfallende Öl unmittelbar auf den 01-spiegel
im Olsammelraum und wird dann von dem großen Ölvorrat fast wirkungslos verschluckt.
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Nicht viel günstiger sind die Verhältnisse bei solchen Einrichtungen,
bei denen das Ö1 bei seinem freien Fall über geneigte Flächen geleitet wird, an
denen es ohne nennenswerte Prallwirkung rasch abläuft.
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Die auf der waagerechten Prallfläche erzielte ausreichende Entwässerung
und Entgasung des Öls allein würde indessen nicht die Möglichkeit ausschließen,
daß ein Teil des ausgetriebenen Wasserdampfes an anderer Stelle des Behälters, beispielsweise
an den Behälterwänden, kondensieren und auf diesem Wege wieder Wasser in das gereinigte
Öl gelangen könnte. Diese Gefahr ist bei der starken Wasserverdampfung im vorliegenden
Fall besonders groß. Ihr wird dadurch begegnet, daß in dem Vaknumbehälter in an
sich bekannter Weise ein Strom eines indifferenten Gases, vorzugsweise erhitzten
Stickstoffes - im vorliegenden Fall genügt auch trockene Luft - von unten nach oben,
also im Gegenstrom zum herabregnenden Öl, geführt wird.
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Dieser trockene Gasstrom, der bei der Bemessung der Vakuumpumpe natürlich
berücksichtigt werden muß, nimmt den Wasserdampf sofort in sich auf und trägt ihn
zusammen mit den aus dem Öl herausgeholten Gasen unter Ausschluß jeder Gelegenheit
zur Kondensation in die Absaugleitung. Deshalb ist die an sich bekannte Gasspülung
in Verbindung mit den durch das Herabregnen des Öls auf einer waagerechten beheizten
Prallplatte geschaffenen günstigen Voraussetzungen für das Entfeuchten und Entgasen
des Öls von großer Wichtigkeit, denn durch das Zusammenwirken beider Maßnahmen wird
der durch die Praxis bestätigte Erfolg erzielt.
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Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung konnte bei erheblich kleineren
Abmessungen des Vakuumkessels die Tagesleistung bekannter Einrichtungen in einer
Stunde erzielt werden. Deshalb kann sie mit kleinen Abmessungen ausgeführt werden,
die auch eine fahrbare Anordnung ermöglichen.
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Zum Stand der Technik sei noch eine bekannte Einrichtung zum Entgasen
von Flüssigkeiten erwährt, bei der die Flfissigkeit oben in eine mit einem Siebboden
versehenen Wanne einläuft, um als Regen verteilt herabzufallen, wobei im Faliweg
bis zu einem unten im Behälter aufrechterhaltenen Flüssigkeitsspiegel weitere, mit
einem Siebboden versehene Wannen angeordnet sind. Durch das mehrfache Abfangen des
Regens in Siebwannen wird keine wesentlich andere Wirkung erreicht, als wenn man
die Flüssigkeit aus einer einzigen Wanne auf den im Behälterunterteil vorhandenen
Ölspiegel herabregnen läßt oder, wie oben erwähnt, die Flüssigkeit durch eine Brause
auf den im unteren Behälterteil eingestellten Flüssigkeitsspiegel aufsprüht. In
jeder Siebwanne muß, damit die Auflösung der herabfallenden Flüssigkeit in einen
Regen erhalten bleibt, ein gewisser Flüssigkeitsstand vorhanden sein. Die Tropfen
fallen daher auch in den Zwischenstationen auf den Spiegel einer Flüssigkeitsschicht,
die hoch genug ist, um die Tropfen zu schlucken, zumal die Fallstrecke von einer
Wanne zur darunterliegenden auf einen Bruchteil der Behälterhöhe reduziert ist.
Es wird also nicht die den Gegenstand der Erfindung auszeichnende Wirkung erzielt,
daß die Tropfen nach einem großen Fallweg auf eine sehr dünne Flüssigkeitsschicht
prallen und diese bis auf den Grund aufwirbeln.
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Zusätzlich zur Heizung der Prallplatte kann beim Gegenstand der Erfindung
auch eine an sich bekannte Vorwärmung des Öls vorgesehen werden.
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Die Einrichtung zur Vorwärmung des Öls ist vor-
zugsweise
im Vakuumkessel untergebracht dergestalt, daß oberhalb der Vortellerwanne ein in
deren Längsrichtung verlaufendes Ölzuft'ihrungsrohr vorgesehen ist, das gegen ein
zu ihm parallelliegendes beheiztes Rohr gerichtete Spritzöffnungen hat. Hierdurch
ist die für die Vorwärmung des Öls aufgewendete Wärmemenge wirtschaftlich ausgenutzt,
weil sie sich restlos innerhalb des Behandlungsraumes auswirkt. Beim Anspritzen
des beheizten Rohres findet überdies bereits eine teilweise Entfeuchtung und Entgasung
des Ols statt. Die Stärke der Heizung der Prallplatte und des Vorheizkörpers richtet
sich nach der Zulauftemperatur des Öls. Je nach Zulauftemperatur des Öls kann die
Vorwärmung unterbleiben. Auf diese Einn'tung zur Vorwärmung des Öls sowie auf weitere
die Gegenstände von Unteransprüchen bildende Merkmale eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
wird Schutz nur im Zusammenhang mit dem Hauptanspruch begehrt.
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Die Erfindung wird nachstehend unter Hinweis auf ein in der Zeichnung
durch ein schematisch gehaltenes Schrägbild dargestelltes Ausführungsbeispiel erläutert.
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Der Vakuumbehälter I ist liegend angeordnet.
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Er hat eine langgestreckte Gestalt und ist im Verhältnis zu seiner
Breite hoch. Vorzugsweise ist er mit nach außen gewölbten Seitenwänden ausgeführt,
wodurch er eine ungefähr ovale Querschnittsform hat. Die Vakuumpumpe ist an einem
oben aus dem Behälter I ausmündenden Rohrstutzen II angeschlossen.
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Oben ist im Behälter I eine sich annähernd über ihre ganze Länge
und Breite erstreckende Ölverteilungswanne 2 angeordnet. Diese hat einen waagerechten
Siebboden, der das 01 als Regen durchläßt.
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In einigem Abstand unterhalb der Cilauffangwanne2 ist in dem Behälter
I eine aus Blech bestehende waagerechte Prallplatte 3 eingebaut, die sich mindestens
über den ganzen Grundrißbereich der Ö1-auffangwanne erstreckt. Die Prallplatte 3
ist mit einer Heizung versehen, deren Heizkörper an der Unterseite der Platte so
angebracht ist, daß er von dem auf die Platte auffallenden und seitlich durch die
zwischen ihr und den Behälterseitenwänden bestehenden Spalte 6 ablaufenden Öl nicht
berührt wird. Die Höhenlage der Prallplatte 3 im Behälter ist so gewählt. daß unterhalb
ihr noch ein Ö1-sammelraum verbleibt, in welchem durch den Ölzulauf ein bestimmter
Ölspiegel eingestellt werden kamin.
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Ol>erllall> der Auffangwanne 2 ist ein OJlzulaufrohr 4 vorgesehen,
das sich ungefähr über die ganze Länge der Auffangwanne erstreckt. Parallel zum
Ölzufübrungsrohr 4 ist in gleicher Hohe und in einem kleineren seitlicllen Abstand
ein Heizrohr 5 angeordnet. Die als Spritzöffnungen ausgebildeten Ölauslauföffnungen
des Ölzuführungsrohres 4 sind gegen das Heizrohr 5 gerichtet, so daß das 01 gegebenenfalls
vorgewärmt in die Ölauffangwanne 2 gelangt. Durch das Anspritzen des sich auf die
ganze Länge der Auffangwanne erstreckenden Heizrohres 5 wird auch eine gleichmäßige
Verteilung des Öls auf die ganze Länge der Olauffangwanne erzielt.
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Unterhalb der Prallpatte3 ist ein Zuführungsrohr für das Spülgas
angeordnet. Ihm ist zweckmäßig außerhalb des- Vakuumbehälters I eine Drosselungseinrichtung
IO vorgeschaltet, die beim Ausführungsbeispiel aus einer Annatur mit mehreren in
ihrer lichten Weite abgestuften Hähnen besteht.
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Das im Ölvorratsraum gesammelte gereinigte 01 wird durch einen Stutzen
7 mittels einer Pumpe abgesaugt. Der Öl'spiegel im Vakuumbebälter 1 wird zweckmäßig
durch einen Schwimmer 8 einreguliert, der durch die Stange 12 ein Absperrorgan I3
in der mit dem Ölzulaufrohr 4 verbundenen Ölzuleitung g steuert. Der Schwimmer 8
kann ferner beim Schließen der Ölzuleitung selbsttätig eine elektrische Lampe 15
und einen Summer über Kontaktstelen 14 einschalten, so daß dieser Betriebszustand
sichtbar und hörbar gemacht wird. Im übrigen können zur Überwachung der Einrichtung
weitere Hilfsgeräte vorgesehen sein, beispielsweise ein die Temperatur im Gehäuse
selbsttätig regelndes Kontaktthermometer, ein Vakuummeter, Schaugläser, eine Kontrollampe
zum Anzeigen zu hoher Temperatur usw.