SK29797A3 - Method of drying charging stock during the press preparation in autoclave and autoclave for this purpose - Google Patents

Description

Vynález sa týka spôsobu vysúšania zavážky v priebehu jej tlakového preparovania v autokláve podľa úvodnej časti nároku 1 a autoklávu podľa úvodnej časti nároku 5.

Doterajší stav techniky

Z EP 0 538 756 B1 je známy autokláv na tlakové preparovanie zavážky, napr. polotovarov z pórobetónu alebo penosilikátu, s v podstate horizontálnym valcovitým vnútorným priestorom obklopeným plášťom autoklávu a s vyk_u.w«acím zariadením slúžiacim na výrobu prehriatej vodnej pary, ktorého výmenník tepla je upravený v bočných oblastiach vnútorného priestoru a opatrený komínom, takže dochádza k cirkulujúcemu voľnému konvekčnému prúdeniu. U súčasných autoklávov nie je vo všetkých prípadoch daný dostatok priestoru na optimálnu polohu a veľkosť výmenníka tepla s ohľadom na homogénne vysúšanie pri dodržaní prípustného teplotného rozdielu vrcholu/základne. U novo zriaďovaných autoklávov to vedie k vhodnému dimenzovaniu.

Podstata vynálezu

Úlohou vynálezu je vytvoriť spôsob a autokláv podľa úvodných častí nárokov 1 a 5, ktoré umožnia udržať čo najviac homogénne rozloženie teploty v zavážke v priebehu vysúšania.

Táto úloha je riešená podľa význakovej časti nároku 1, resp. nároku 5.

Pritom je na vysúšanie žiaduci prenos energie od vykurovacieho média k zavážke zaručený s pomocou nútenej konvekcie v prehriatej parnej atmosfére, pričom pohon nútenej konvekcie nastáva parnými ejektormi napojenými na hnací parný kompresor. Počas v podstate izobarickej vysúšacej fázy napríklad 1,2 MPa (12 bar) je na poháňanie parných ejektorov odobraný autoklávu čiastočný objem prúdu vodnej pary, ktorý je oproti objemu recirkulovanému v autokláve pre vysúšanie malý, výhodne má pomer od 1 : 5 do 1 : 20, takže je spotreba energie potrebnej na nútenú recirkuláciu v autokláve udržiavaná v nepatrnej výške. Tento čiastočný objem prúdu je v hnacom parnom kompresore (približne brýdovom dúchadle) nachádzajúcom sa vo vnútri alebo mimo autoklávu stlačený na trochu zvýšenú tlakovú úroveň. Táto tlaková úroveň je výhodne o približne 10 až 90 kPa (100 až 900 mbar) vyššia ako tlak autoklávu stanovený vo vysúšacej fáze, je ale príslušne pomeru odobraného čiastočného objemu prúdu k recirkulovanému objemu relatívne vysoká. Táto hnacia para je teda parnými ejektormi upravenými v bočných oblastiach vnútorného priestoru vstrekovaná laterálne rovnomerne rozdelene z dôvodu tlakového rozdielu tak, že na základe vysokej výtokovej rýchlosti hnacej pary od napríklad 70 do 200 m/s môže byť unášaná vodná para z okolia a zmes pary vytvorená tak z hnacej pary a vodnej pary z okolia (prúd nasiatej pary) ako prúd pary, ktorý môže byť mnohonásobok objemu prúdu hnacej pary, je privádzaný pod zavážku.

Tým, že hnacia para prúdi výstupnými otvormi v podstate kolmo dole do autoklávu, môže byť oblasť základne autoklávu udržiavaná r.*· žiadanej teplote a zavážka je prestupovaná zdola nahor. Kvôli podstatne väčším recirkulujúcim množstvám pary v porovnaní s prirodzenou konvekciou klesá pri rovnakom vysúšacom výkone absolútna teplota prehrievania a teplotné rozpätie medzi vtokom a výtokom výmenníka tepla. Tým dochádza k homogénnejšiemu vysušeniu medzi rôznymi vrstvami zavážky, ako i k zníženému tepelnému rozpínaniu vrchol/základňa.

Použitie parných ejektorov vedie predovšetkým tomu, že jednak umožňujú svoje centrálne usporiadanie k zavážke, čím sa zaručí ďalekosiahle homogénne vysúšanie pozdĺž pozdĺžnej osi autoklávu a jednak na to, že musí byť systémom kanálov alebo rúrok a (mechanickým alebo termickým) hnacím parným kompresorom privádzaný iba zlomok všetkého recirkulujúceho množstva pary.

Množstvo a usporiadanie parných ejektorov v autokláve môže byť zvolené primerane k požiadavkám. U relatívne malého množstva parných ejektorov je objem prúdu každého parného ejektora pri konštantnom celkovom objeme prúdu primerane zvýšené, čo vedie k primeraným dĺžkám parných ejektorov a u ich usporiadaní na spôsob prúdového čerpadla predovšetkým ich difúzorov, takže sú príslušne súčasným miestnym pomerom usporiadané eventuálne naklonené alebo ležiace. Zároveň môžu byť upravené tiež krabice.

Takýto spôsob a takýto autokláv sú vhodné predovšetkým na vysúšanie poréznej a výhodne minerálnej zavážky približne z pórobetónu alebo penosilikátu.

Ďalšie úpravy vynálezu sú súčasťou nasledujúceho popisu a podnárokov.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Vynález bude bližšie vysvetlený prostredníctvom konkrétnych príkladov vyhotovenia znázornených na výkresoch, na ktorých predstavuje obr. 1 schematicky v priečnom reze autokláv so spôsobom vyhotovenia recirkulácie pary, obr. 2 schematicky v priečnom reze autokláv s ďalším spôsobom vyhotovenia recirkulácie pary a obr. 3 schematicky doplnkový spôsob vyhotovenia recirkulácie pary.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Podľa obr. 1 je upravený autokláv, ktorý má plášť 1_autoklávu, ktorý obklopuje v podstate horizontálny, kruhovo valcovitý vnútorný priestor 2. Plášť 1. autoklávu je na jednom konci bežným spôsobom uzatvorený opletaným dnom, zatiaľ čo na druhom konci, konci zavážky, je upravené odklopné veko. Zo strany dna sú upravené koľajnice 3, po ktorých môže pri odklopenom veku väčší počet vozov 4 s naloženou zavážkou 5 do autoklávu vchádzať a zasa z neho vychádzať.

Zároveň je v oblasti vrcholu autoklávu upravený odvod 6 parv. ktorý je upravený k hnaciemu parnému kompresoru 7 s predradeným alebo následne zaradeným výmenníkom tepla 8 na stláčanie tlaku vodnej pary na vyššiu úroveň oproti v podstate izobarickej úrovni v autokláve a na prehrievanie prestupujúcej vodnej pary. Prehriata a na vyššej tlakovej úrovni sa nachádzajúca vodná para, neskôr slúžiaca ako hnacia para, je privádzacími potrubiami 9 privádzaná späť do autoklávu. Privádzacie potrubia 9 sú T-diely spojené s potrubiami 10 na hnaciu paru, ktoré sa rozprestierajú v pozdĺžnom smere autoklávu v jeho Lačných oblastiach zakrivenia a v podstate po jeho dĺžke, a ktoré sú opatrené v podstate dole nasmerovanými tryskovitými výstupnými otvormi 1_1 pre hnaciu paru a tvoria tak parné ejektory. Týmto spôsobom nasáva vstrekovaná hnacia para vodnú paru z okolia a vedie takto vytvorenú zmes pary až pod zavážku 5.

Výstupné otvory 1_1 sa môžu v pozdĺžnom smere autoklávu rozprestierať v nejakom vhodnom tvare, napríklad guľatom alebo štrbinovitom.

Ako je vidno na obr. 2, môže byť výmenník tepla 8 na prehrievanie vodnej pary upravený v protiklade k spôsobu vyhotovenia z obr. 1 tiež vo vnútri autoklávu tak, že je prestupovaný prúdom nasatej pary vytvorenej z hnacej'pary a vodnej pary z okolia, prv ako dospeje do kontaktu so zavážkou 5. Súčasne sa výmenník tepla 8 rozprestiera v bočných oblastiach zakrivenia plášťa 1 autoklávu v podstate po dĺžke autoklávu.

Aby sa zamedzilo skratovému prúdeniu, je účelné odtieniť bočné oblasti zakrivenia plášťa 1 autoklávu tieniacim plechom 12, upraveným na hornej a dolnej strane s odstupom od plášťa 1_autoklávu tak, aby prúd pary nútenou konvekciou prestupoval vnútorný priestor 2 prijímajúci zavážku 5; porovnaj obr. 2.

Ďalej je účelné, ak sú parné ejektory, ako je zobrazené na obr. 2, vytvorené na spôsob prúdového čerpadla, pričom súčasný, na konci odbočnej rúrky 13 sa nachádzajúci tryskovitý výstupný otvor 11 pre hnaciu paru centrálne ústí v sacej rúrke 14, nahor otvorenej a lievikovité zúženej, na ktorú sa smerom dole napája zmiešavacia rúrka 15 a potom difúzor 16, rozširujúci sa k cLsr.e výstupu pary. Difúzor 16 účelne ústí, ak je v autokláve upravený výmenník tepla 8, týmto, ako je zobrazené na obr. 2. Tieto parné ejektory, vytvorené tak na spôsob prúdového čerpadla, sú rovnomerne rozdelené po dĺžke autoklávu a radia sa na seba po dĺžke autoklávu predovšetkým bez medzier.

Eventuálne môže byť upravený tiež reverzný chod tým, že ďalšie, práve na konci s privádzacím potrubím Sľ spojenej odbočnej rúrky 13¹. sa nachádzajúce tryskovité výstupné otvory 1Γ pre hnaciu paru ústia nahor nasmerované centrálne v difúzore 16; čiarkované zobrazené na obr. 2. Vhodným ventilovaním môže potom byť dočasne prepájané, aby sa dosiahlo ešte homogénnejšie vertikálne rozdelenie teploty v zavážke 5. Zároveň je účelné, ak sú sacia rúrka 14, zmiešavacia rúrka 15 a difúzor 16 prispôsobené aspoň v podstate symetricky k svojej strednej rovine priečne k svojej osi.

Priečny rez výtoku parných ejektorov môže mať pomer dĺžky k šírke predovšetkým väčší ako 10, takže ich prúdenie je do značnej miery vytvárané tak povediac dvojrozmerne.

Sacia rúrka 14, zmiešavacia rúrka 15 a difúzor 16 môžu ale tiež tvoriť zjednotenú rúrku s nemenným, guľatým alebo pravouhlým priečnym rezom.

Podľa obr. 3 môžu sacia, zmiešavacia a difúzorna časť parného ejektora, prispôsobeného na spôsob prúdového čerpadla, tvoriť v pozdĺžnom smere autoklávu jediný alebo i viac po dĺžke sa rozprestierajúcich úsekov, pričom v sacej časti ústí i väčšie množstvo alebo všetky v pozdĺžnom smere autoklávu upravené výstupné otvory H. Na to môže väčší počet v podstate vertikálnych odbočných rúrok 13 na dolnom konci niesť horizontálnu rozdeľovaciu rúrku 17, takže tie v podstate zaberajú dĺžku autoklávu a nesú väčšie množstvá od seba vzdialených výstupných otvorov H alebo jeden štrbinovitý výstupný otvor H, rozprestierajúci sa v pozdĺžnom smere rozdeľovacej rúrky 17.

Kvôli pokiaľ možno najviac homogénnemu rozdeleniu prúdu pary sa môže uskutočňovať individuálna regulácia parných ejektorov s pomocou regulačných ventilov medzi prívodom hnacej pary a výstupným otvorom, prípadne výstupnými otvormi 11.

Claims (14)

1. Spôsob na vysúšanie zavážky (5) v priebehu jej tlakového preparovania v autokláve s v podstate horizontálnym kruhovo valcovitým vnútorným priestorom (2), poberajúcim zavážku (5) a obklopeným plášťom (1) autoklávu, pričom vodná para vo vnútri autoklávu sa recirkuluje a privádza sa ňou energia, zatiaľ čo sa zároveň pri zachovaní v podstate izobarického stavu v autokláve odvádza z autoklávu vodná para vytvorená vyparovaním vody, vyznačujúci sa tým, že časť pary odvádzanej z autoklávu sa stláča a ako hnacia para sa vháňa v bočných oblastiach, prípadne oblasti základne vnútorného priestoru (2) tak, že vháňaná hnacia para nasáva vodnú paru z okolia a tak vytvorenú zmes pary vedie až pod zavážku (5).

2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že hnacia para sa stláča na o približne 10 až 90 kPa vyššiu tlakovú úroveň ako je izobarická tlaková úroveň v autokláve.

3. Spôsob podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúci sa tým, že hnacia para sa vháňa rýchlosťou od asi 70 do 200 m/s.

4. Spôsob podľa niektorého z nárokov 1 až 3, vyznačujúci sa tým, že prúd objemu hnacej pary k recirkulujúcemu objemu v autokláve sa nastavuje v rozsahu od 1 : 5 do 1 : 20.

5. Autokláv na tlakové preparovanie zavážky (5) s v podstate horizontálnym kruhovo valcovitým vnútorným priestorom (2), obklopeným plášťom (1) autoklávu a poberajúcim zavážku (5) a s vykurovacím zariadením (8) slúžiacim na výrobu prehriatej vodnej pary, vyznačujúci sa tým, že po obidvoch stranách autoklávu je upravený práve jeden na hnací parný kompresor (7) napojený parný ejektor s potrubím (10) na hnaciu paru, rozprestierajúcim sa v podstate po dĺžke autoklávu a opatreným tryskovitými výstupnými otvormi (11), pričom hnací parný kompresor (7) v

je dimenzovaný na taký tlak a parné ejektory sú upravené tak, že hnacia para vystupujúca z výstupných otvorov (11) nasáva vodnú paru z okolia a takto vytvorenú zmes pary vedie až pod zavážku (5).

6. Autokláv podľa nároku 5, vyznačujúci sa tým, že hnací parný kompresor (7) a/alebo vykurovacie zariadenie (8) sú upravené mimo autokláv.

7. Autokláv podľa nároku 5, vyznačujúci sa tým, že hnací parný kompresor (7) a/alebo vykurovacie zariadenie (8), rozprestierajúce sa predovšetkým v podstate po t celej dĺžke autoklávu, sú upravené vo vnútri autoklávu.

8. Autokláv podľa niektorého z nárokov 5 až 7, vyznačujúci sa tým, že vedenia (10) na hnaciu paru sú upravené v bočných oblastiach vnútorného priestoru (2).

9. Autokláv podľa nároku 7 alebo 8, vyznačujúci sa tým, že parné ejektory sú usporiadané v smere prúdenia pred vykurovacím zariadením (8).

10. Autokláv podľa niektorého z nárokov 5 až 9, vyznačujúci sa tým, že parné ejektory sú vytvorené na spôsob prúdového čerpadla.

11. Autokláv podľa nároku 10, vyznačujúci sa tým, že parné ejektory sa tvoria zo sacej rúrky (14), v ktorej ústí aspoň jeden výstupný otvor (11), z na nej napojenej zmiešavacej rúrky (15) a z difúzora (16).

t

12. Autokláv podľa niektorého z nárokov 5 až 11, vyznačujúci sa tým, že výstupné otvory (11) sú guľaté alebo štrbinovité.

13. Autokláv podľa niektorého z nárokov 10 až 12, vyznačujúci sa tým, že priečny rez výstupu parných ejektorov má pomer dĺžka/šírka väčší ako 10.

14. Autokláv podľa niektorého z nárokov 10 až 13, vyznačujúci sa tým, že parné ejektory pre reverzný chod sú upravené ako na strane zmiešavacej rúrky, tak tiež na strane difúzora s tryskovitými výstupnými otvormi (11,1ľ) pre hnacie lúče.