PL172506B1 - Rzeczypospolitej Polskiej Opis patentowy przedrukowano ze wzgledu na zauwazone bledy PL PL PL - Google Patents

Abstract

1. Rurociag do transportowania podle- gajacego krzepnieciu roztworu celulozy w wodnym rozpuszczalniku organicznym, któ- ry to rurociag jest wyposazony w przynaj- mniej jeden zawór nadmiarowy nadcisnienia, zawierajacy krazek przemieszczany pod wplywem oddzialywania cisnienia dla utwo- rzenia w rurociagu otworu wentylacyjnego, przy czym ten rurociag ma odgalezienie, w którym jest zamontowany wspomniany krazek zaworu nadmiarowego nadcisnienia, znamienny tym, ze przynajmniej czesc po- wierzchni krazka (11) zaworu nadmiarowego nadcisnienia (8,11,17) znajduje sie na pozio- mie wnetrza sciany (la) rurociagu (1). F ig . 3 PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest rurociąg do transportowania podlegającego krzepnięciu roztworu celulozy w wodnym rozpuszczalniku organicznym.

Z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki nr A-2552110 jest znany rurociąg wyposażony w przynajmniej jeden zawór nadmiarowy nadciśnienia, zawierający krążek przemieszczany pod wpływem oddziaływania ciśnienia dla utworzenia w rurociągu otworu wentylacyjnego, przy czym ten rurociąg ma odgałęzienie, w którym jest zamontowany wspomniany krążek zaworu nadmiarowego nadciśnienia.

Popularnąpostacią zabezpieczającego zaworu nadmiarowego nadciśnieniajest rozrywany krążek. Rozrywany krążek zawiera membranę, która jest odciążana przez rozerwanie i/lub przez wypchnięciejej z uchwytu pod wpływem ciśnienia większego niż nominalne ciśnienie robocze.

Stwierdzono jednakże, że tego rodzaju rurociąg nie spełnia właściwie swego zadania, gdy jest stosowany do transportowania podatnego na krzepnięcie roztworu celulozy, w którym częstokroć występuje nadmierne ciśnienie, które może narastać zarówno wewnątrz samego rurociągu, jak też może stanowić wynik wzrostu ciśnienia zewnętrznego względem rurociągu.

W przypadku zakrzepnięcia tego rodzaju roztworu, w odgałęzieniu w którymjest zamontowany krążek zaworu nadmiarowego ciśnienia może narastać “korek” w postaci zdegradowanego zakrzepniętego materiału, który może blokować rozerwanie krążka. Jeżeli taki zakrzepnięty ma172 506 teriał przedostanie się do głównego strumienia roztworu, to może zablokować filtry w kierunku przepływu lub może pogarszać jakość produktu finalnego otrzymywanego z roztworu.

Rurociąg do transportowania podlegającego krzepnięciu roztworu celulozy w wodnym rozpuszczalniku organicznym, który to rurociąg jest wyposażony w przynajmniej jeden zawór nadmiarowy nadciśnienia, zawierający krążek przemieszczany pod wpływem oddziaływania ciśnienia dla utworzenia w rurociągu otworu wentylacyjnego, przy czym ten rurociąg ma odgałęzienie, w którym jest zamontowany wspomniany krążek zaworu nadmiarowego nadciśnienia według wynalazku charakteryzuje się tym, że przynajmniej część powierzchni krążka zaworu nadmiarowego nadciśnienia znajduje się na poziomie wnętrza ściany rurociągu.

Krążek stanowi krążek posiadający zdolność rozrywania i jest zamontowany w uchwycie umieszczonym w odgałęzieniu rurociągu, przy czym powierzchnia tego krążka znajduje się częściowo zasadniczo w jednej płaszczyźnie z wnętrzem ściany rurociągu.

Odgałęzienie jest przedłużone do obszaru gniazda za uchwytem.

Przedłużenie odgałęzienia jest wyposażone w środki utrzymujące temperaturę ponad

80°C.

Rurociąg według wynalazku korzystnie ma liczne zawory nadmiarowe nadciśnienia rozstawione w odstępach w zakresie 0,5 do 30 metrów.

Odgałęzienie jest wyposażone w kołnierz a także uchwyt posiada współpracujący kołnierz i obydwa te kołnierze są zamocowane względem siebie.

Krążek jest korzystnie wykonany ze stali nierdzewnej, i jest przyspawany do uchwytu za pomocą wiązki elektronów.

Wynalazekjest szczególnie przydatny w przypadku, gdy podlegający krzepnięciu roztwór taki jak pasty lub szlamy ulega reakcjom egzotermicznym, a zwłaszcza w przypadku mieszaniny celulozy i N-tlenku aminy trzeciorzędowej, ewentualnie z wodą. N-tlenek aminy trzeciorzędowej może stanowić N-tlenek -N-morfoliny.

Określenie “roztwór podlegający krzepnięciu” oznacza tutaj roztwór, który w konsekwencji zmian temperatury, ciśnienia, przepływu lub degradacji przechodzi w materiał stały, zasadniczo nieruchomy. Rozrywany krążek jest tak zamontowany, że pomiędzy krążkiem a przepływem podlegającego krzepnięciu roztworu wewnątrz rurociągu nie ma żadnej istotnej “przestrzeni martwej” tak, że zakrzepnięty materiał nie może narastać i tworzyć zakorkowania, które mogłoby hamować lub w najgorszym przypadku zatrzymywać pracę krążka w przypadku wystąpienia w rurociągu nadmiernego ciśnienia.

Przedmiot wynalazku zostanie uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematyczny widok rurociągu zawierającego odgałęzienie i kołnierz, fig. 2 - częściowy przekrój rurociągu z fig. 1, pokazujący konwencjonalne umieszczenie krążka, fig. 3 - przekrój podobny do fig. 2, pokazuj ący rurociąg według wynalazku, a fig. 4 - powiększony widok w obrębie okręgu IV zaznaczonego na fig. 3.

Na fig. 1 przedstawiono rurociąg 1, przez któryjest transportowany podlegający krzepnięciu roztwór. Rurociąg 1 jest wyposażony w odgałęzienie 2, mające integralny kołnierz 3 jak pokazano na fig. 1, do którego jest przyłączony zawór nadmiarowy ciśnienia.

Na fig. 2 pokazano układ konwencjonalnego rurociągu 1 z zaworem nadmiarowym nadciśnienia, stanowiącym rozrywany krążek 4 w postaci płaskiej płytki, zaciśnięty pomiędzy kołnierzem 3 i kołnierzem 5 na zapasowej rurze 6 za pomocą śrub 7. Stwierdzono jednakże, że tego rodzaju rozwiązanie jest zawodne w przypadku prowadzenia płynów podlegających krzepnięciu ponieważ podlegają one bardzo gwałtownemu wzrostowi ciśnienia w wyniku zachodzącej wewnątrz tych płynów reakcji egzotermicznej. Stwierdzono, że rozwiązanie przedstawione na fig. 2, jakkolwiek bardzo korzystne dla gazów lub płynów, to jednak nie pracuje zadowalająco przy roztworach podlegających krzepnięciu, ponieważ może nie nastąpić otwarcie rozrywanego krążka 4 w przypadku nadmiernego ciśnienia w obrębie rurociągu 1, jeżeli odgałęzienie 2 zostanie zatkane “korkiem” zakrzepniętego materiału.

Rozwiązanie tego problemu uzyskano poprzez zastosowanie rurociągu według wynalazku, przedstawionego na fig. 3 i 4.

172 506

Jak pokazano na fig. 3, rurociąg 1 według wynalazku jest także wyposażony w odgałęzienie 2 i kołnierz 3. Jednakże rozrywany krążek 1 j est zamontowany w uchwycie 17 w kształcie cylindra, przykręconym do kołnierza 3. Uchwyt 17 pokazany na fig. 3 i 4 zawiera kołnierz 8, integralny z rurowym członem 9, przyspawanym do brzegu 10 rozrywanego krążka 11 ze stali nierdzewnej. Szczegóły rurowego członu 9 i rozrywanego krążka 11 są pokazane na fig. 4. Jak można zauważyć, brzeg 10 krążka 4 posiada część złączową 12, do której jest dopasowany rozrywany krążek 11 przed spawaniem wiązkąelektronów od spodu, jak pokazano na fig. 4, przy czym czarny trójkąt 12a oznacza obszar stopionych razem materiałów tworzących spoinę. Krążek 11 może być płaski, wypukły lub wklęsły według potrzeby, jednakże przynajmniej część jego powierzchni spodniej musi znajdować się na poziomie wnętrza 1a ściany rurociągu 1.

Rozrywany krążek 11 stanowi kontynuację wewnętrznej ściany rurociągu 1 i znajduje się w kontakcie z roztworem przepływającym przez rurociąg 1. Tak więc roztwór w sposób ciągły przemywa część powierzchni rozrywanego krążka 11 i zapobiega narastaniu na niej osadów. W rozwiązaniu konwencjonalnym przedstawionym na fig. 2, krzepnący materiał może narastać w przestrzeni martwej 13 odgałęzienia 2 i tworzyć stały przylegający czop. W przypadku pojawienia się w obrębie rurociągu 1 nadmiernego ciśnienia, czop ten może blokować rozrywanie krążka 4.

W rozwiązaniu przedstawionym na fig. 3 i 4, powierzchnia krążka 11 jest zawsze przynajmniej częściowo pozbawiona osadów, a zatem przynajmniej część powierzchni krążka 11 j est zawsze wystawiona na oddziaływanie rzeczywistego ciśnienia materiału wewnątrz rurociągu, i tym samym łatwo podlega rozerwaniu w przypadku wystąpienia nadmiernego ciśnienia w obrębie rurociągu 1.

Kołnierz 8 cylindrycznego uchwytu 17 jest zaciśnięty pomiędzy kołnierzem 3 odsądzenia 2 a drugim kołnierzem 14 przyłączonym do zapasowej rury 15. Ta zapasowa rura 15 powinna mieć temperaturę powyżej 80°C (np. może być ogrzana do 100°C) i powinna być podłączona do odpowiedniego gniazda (niepokazanego) stanowiącego w razie potrzeby rozszerzany mieszek, dla pomieszczenia produktu uwalnianego w przypadku wystąpienia nadmiernego ciśnienia wewnątrz rurociągu 1, rozrywającego krążek 11. W razie potrzeby, przestrzeń 16 w obrębie uchwytu 17 może być wypełniona azotem. W przestrzeni 16 może być zamontowany detektor rozrywanego krążka 11.

Rurociąg 1 może być stosowany w szczególności do transportowania roztworu celulozy w tlenku aminy trzeciorzędowej takimjak N-tlenekN-metylo morfoliny. Roztwór ten może ponadto zawierać niewielka ilość wody.

Roztwór przechodzący przez rurociąg 1 ulega krzepnięciu w przypadku wystarczającego ochłodzenia (jest on normalnie pompowany przez rurociąg w temperaturze w zakresie 100° 120°C). Roztwór ten, stanowiący roztwór organiczny, może także ulegać rozkładowi dla utworzenia twardego związku, który może przylegać do wewnętrznej powierzchni ściany rurociągu.

Dla ochrony przed nagłym wzrostem ciśnienia w rurociągu 1, przykładowo w wyniku reakcji egzotermicznej w obrębie roztworu, w rurociągu 1 zastosowano jeden lub więcej zaworów nadmiarowych nadciśnienia.

Nieoczekiwanie stwierdzono, że jeżeli temperatura podlegającego krzepnięciu roztworu celulozy w wodnym tlenku aminy trzeciorzędowej - zwykle N-tlenku N-metylo morfoliny - wynosi powyżej 80°C, to zawory nadmiarowe nadciśnienia mogą być umieszczone w znacznych odstępach wzdłuż długości rurociągu 1 stosowanego do transportowania tego roztworu.

Uważa się, że ta możliwość stosowania ustawionych w szerokich odstępach zaworów nadmiarowych nadciśnienia jest wynikiem reakcji egzotermicznej w obrębie rurociągu 1, która nadaje impuls zawartości rurociągu. Gdy roztwór celulozy tworzy domieszkę tiksotropową, wówczas impuls ten ma tendencję redukowania lepkości tej domieszki i umożliwia przechodzenie gazu z reakcji egzotermicznej (egzotermy) do rozrzedzonego w ten sposób materiału. Oddziaływanie ruchu w obrębie domieszki zwiększa redukcję lepkości, przez co powstaje otwór w obrębie domieszki płynącej w rurociągu. Niespodziewanie stwierdzono zatem, że jest możliwe montowanie zaworów nadmiarowych nadciśnienia rozstawionych nawet w tak dużych odległościach jak 27 metrów, a tym samym w odległości 13,5 m od potencjalnej egzotermy przy za172 506 chowaniu ciągłej możliwości realizowania bezpiecznego upustu nadmiaru ciśnienia z produktu. Możliwe też jest montowanie zaworów w jeszcze większych odstępach od siebie i tym samym nawet dalej od potencjalnej egzotermy, takjak przykładowo 30 metrów. Zwykle zaleca się umieszczanie zaworów nadmiarowych nadciśnienia blisko potencjalnego źródła egzotermy, jednakże ze względu na zdolność domieszki do tworzenia w swoim obrębie rdzeni w warunkach egzotermicznych, jest możliwe stosowanie bezpiecznych upustów ciśnienia nawet w znacznie większych odległościach niż można się było spodziewać.

172 506

Fig. 1

<ατΓΓ>

^:ig.F.

12α

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł

Claims (8)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Rurociąg do transportowania podlegającego krzepnięciu roztworu celulozy w wodnym rozpuszczalniku organicznym, który to rurociągjest wyposażony w przynajmniej jeden zawór nadmiarowy nadciśnienia, zawierający krążek przemieszczany pod wpływem oddziaływania ciśnienia dla utworzenia w rurociągu otworu wentylacyjnego, przy czym ten rurociąg ma odgałęzienie, w którym jest zamontowany wspomniany krążek zaworu nadmiarowego nadciśnienia, znamienny tym, że przynajmniej część powierzchni krążka (11) zaworu nadmiarowego nadciśnienia (8,11, 17) znajduje się na poziomie wnętrza ściany (la) rurociągu (1).
2. 2. Rurociąg według zastrz. 1, znamienny tym, że krążek (11) stanowi krążek posiadający zdolność rozrywania i jest on zamontowany w uchwycie (17) umieszczonym w odgałęzieniu (2) rurociągu (1), przy czym powierzchnia tego krążka (11) znajduje się częściowo zasadniczo wjednej płaszczyźnie z wnętrzem ściany (la) rurociągu (1).
3. 3. Rurociąg według zastrz. 2, znamienny tym, że odgałęzienie (2) jest przedłużone do obszaru gniazda (15) za uchwytem (17).
4. 4. Rurociąg według zastrz. 3, znamienny tym, że przedłużenie (15) odgałęzienia (2) wyposażone jest w środki utrzymujące temperaturę ponad 80°C.
5. 5. Rurociąg według zastrz. 1, znamienny tym, że ma liczne zawory nadmiarowe nadciśnienia (8,11,17), rozstawione w odstępach w zakresie 0,5 do 30 metrów.
6. 6. Rurociąg według zastrz. 2, znamienny tym, że odgałęzienie (2) jest wyposażone w kołnierz (3) a także uchwyt (17) posiada współpracujący kołnierz (8) i obydwa te kołnierze (3,8) są zamocowane względem siebie.
7. 7. Rurociąg według zastrz. 2, znamienny tym, że krążek (11) jest wykonany ze stali nierdzewnej.
8. 8. Rurociąg według zastrz. 7, znamienny tym, że krążek (11) jestprzyspawany do uchwytu (17) za pomocą wiązki elektronów..