DD219058A3 - Einrichtung zur belueftung von kuehlwasserleitungen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Belueften von Kuehlwasserleitungen, wie sie zur Kuehlung erwaermter Teile und Aggregate und auch als kombinierte Kuehlfallen in Vakuumerzeugungsanlagen zur Anwendung kommen. Das Ziel der Erfindung ist die Verhinderung von Zerstoerung der Leitungen durch Restwasser. Die Aufgabe ist es, bei Wegfall des Kuehlwasserflusses die Leitung sofort restlos zu entleeren. Erfindungsgemaess ist die Einrichtung so ausgebildet, dass in Arbeitsstellung (Kuehlwasserfluss) ueber eine angeschlossene Druckluftleitung ein Druckluftspeicher gefuellt wird und in Ruhestellung (Kuehlwasser unterbrochen) die gespeicherte Druckluft in die Kuehlwasserleitung stroemt und diese schlagartig entleert. Im Kolbenschieber des Ventils, der durch Federkraft in Ruhestellung verbleibt, sind entsprechende Kanaele eingearbeitet. Figur

Description

Abschalten oder Havarie, dann wird der Kolbenschieber durch die Feder in die Ruhestellung bewegt. Der Wasserzufluß wird verschlossen und der Weg, der im Druckluftspeicher vorhandenen komprimierten Luft wird über den Kolbenschieber und den Wasserabfluß in die Kühlwasserleitung frei. Das restliche Kühlwasser wird durch die Wucht der Druckluft mit großer Sicherheit

aus der Leitung herausgeblasen. '

Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß das Kühlmittel in der Kühlmittelleitung bei Ausfall des Kühlmittelzuflußes automatisch und zwangsweise mittels Druckluft ausgeblasen wird.

Der Druckluftverbräuch ist dabei durch die Größe des Speichers begrenzt. Damit wird mit großer Sicherheit eine Zerstörung der Kühlmittelleitung durch späteres Einfrieren oder eine Unfallgefahr durch Austreten überhitzten Dampfes.

Ausführungsbeispiel

Die zugehörige Zeichnung zeigt eine gesamte Einrichtung, bestehend aus einem Ventil mit Druckluftspeicher in Arbeitsstellung.

In einem Ventilkörper 1 ist ein Kolben 2 bewegbar, der durch eine Druckfeder 3 nach unten gedrückt wird. Dabei verschließt er den Wasserzufluß 4 mit einer Dichtfläche. Steht Wasserdruck an, geht der Kolben 2 nach oben und das Wasser entweicht über den Wasserabfluß 5. Weiterhin sind im Ventilkörper 1 eine Druckluftzuführung 6 und zwei Druckluftanschlüsse 7; 8 angeordnet. Im Kolben 2 ist ein Kanal 9 eingelassen, der in Arbeitsstellung die Druckluftzuführung 6 und den Druckluftanschluß 7 miteinander verbindet Ein weiterer Kanal 10 verbindet in Ruhestellung den anderen Druckluftanschluß 8 mit dem Wasserabfluß 5 über einen Verbindungskanal 11'im Ventilkörper 1. Über ein Rückschlagventil 12 ist ein Druckluftspeicher 13 einerseits und andererseits direkt mit dem Druckluftanschluß 8 verbunden.

Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende: .. .

Solange das Kühlwasser läuft« ist das Ventil geöffnet und die Druckluft strömt in den Druckluftspeicher, bis diesergefüllt ist. < Wird technologisch bedingt oder durch Wasserausfall (Havarie) der Kühlwasserfluß unterbrochen, schließt das Ventil den Kühlwasserzufluß und die im Druckluftspeicher befindliche Druckluft entweicht schlagartig in die Kühlleitung und drückt das gesamte darin befindliche Kühlwasser heraus. Damit ist jeder Schaden im Kühlleitungssystem verhindert. Im spezieilen Fall, einer Tiefkühlfalle bestehend aus LN₂-FaIIe und Wasserfalle, kann kein Wasser einfrieren.

Claims (4)

Erfindungsansprüche: ,

1. Einrichtung zum Belüften von Kühlwasserleitungen mittels Druckluft unter Verwendung eines Ventils, dadurch ' gekennzeichnt, daß in die Kühlleitung ein Kolbenschieber als Mehrwegeventil eingesetzt ist, der über einen Druckluftanschluß (6) mit einer Druckluftzuführung und über zwei weitere Druckluftanschlüsse (7,8) mit einem Druckluftspeicher (13) derart verbunden ist, daß in Arbeitsstellung des Kolbens sowohl ein Wasserzufluß (4) mit einem Wasserabfluß (5) als auch der Druckluftanschluß (7) mit der Druckluftzuführung verbunden sind, während der Druckluftanschluß (8) abgesperrt ist und in Ruhestellung des Kolbens der Wasserabfluß (5) nur mit dem Druckluftanschluß (8) verbunden ist.

2. Einrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckluftvorrat des Druckluftspeichers (13) mit Sicherheit die Kühlwasserleitung entleert.

3. Einrichtung nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Druckluftspeicher (13) und dem Druckluftanschluß (7) für die Zuführung der Druckluft in den Druckluftspeicher (13) ein Rückschlagventil (12) angeordnet ist.

4. Einrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenschieber einen federbelasteten, mit zwei Kanälen (9,10) versehenen Kolben (2) aufweist.

Hierzu 1 Seite Zeichnung .

Einrichtung zur Belüftung von Kühlwasserleitungen
Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Belüftung bzw. Entleerung von Kühlwasserleitungen in Vakuum- bzw. Hochvakuumerzeugungsanlagen beim Einsatz von Kühlfallen (Dampfsperren) oder in Kühlkreisläufen für erwärmte Bauteile oder Aggregate. . .

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

In Vakuumanlagen zur Erzeugung niedriger Drücke mittels Öldiffusionspumpen sind Tiefkühlfallen erforderlich, die mit flüssigem Stickstoff (LN₂) gekühlt werden. Mit diesen LN₂-Failen ist meist noch eine wassergekühlte Falle kombiniert, das heißt, beide bilden eine Baugruppe. Beim technologisch bedingten Unterbrechen des Kühlwasserkreislaufes oder bei Havarie tritt der Fall ein, daß sich noch Wasser im Kühlsystem befindet, welches durch Konvektion von dem tiefer gekühlten Teil der LN₂-FaIIe einfriert und die Leitung zusetzt und schließlich beim Auftauen infolge der Ausdehnung zerstört. Es handelt sich dabei um einen gewissen Langzeitprozeß, da die Kühlwasserleitungen aus Kupfer sind und eine gewisse Elastizität vorhanden ist, die aber bei mehrmaligen Einfrieren doch zur Rißbildung führt. , '

Zur Verhinderung dieser Gefahr ist es bekannt, die Leitungen so zu verlegen, daß durch Gefälle über Ventile ein Auslaufen erfolgt. Dies bietet jedoch nicht die Gewähr, daß alles Wasser entweicht und außerdem fordert diese Lösung eine bestimmte Einbaulage. Hinzu kommen konstruktive Probleme.

Es ist auch üblich, die Leitung nach Unterbrechung des Wasserzuflusses mit Luft auszublasen. Diese Methode hat den Mangel, daß eine gewisse Zwangsläufigkeit fehlt und der apparative Aufwand sehr hoch ist, wenn eine automatische Steuerung realisiert werdensoll.

Die gleichen Probleme treten auch in Kühlkreisläufen bei Anlagen auf, bei denen erwärmte Teile oder Aggregate zu kühlen sind. Hierbei besteht bei Ausfall des Kühlwassers die Gefahr, daß Restein der Leitung verbleiben und sich so erwärmen, daß , es verdampft. Der dabei entstehende Überdruck führt ebenfalls zu Schaden, wenn er nicht durch besondere Maßnahmen abgebaut wird. Auch hier stehen konstruktive Schwierigkeiten oft entgegen und erfordern hohen apparativen Aufwand.

Ziel der Erfindung

Es ist eine Einrichtung zu schaffen, die apparativ einfach ist und mit Sicherheit das Kühlsystem restlos entleert. Zerstörungen der Leitungen sollen verhindert werden. Es darf kein zusätzlicher Bedienungsaufwand entstehen.

Wesen der Erfindung &:. ..· ;·..:4;.Α;Λ·;ν:.νί:-ν...·.·..,,,^:. '. . , . ^: ' '

DerErfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Belüftung von Kühlwasserleitungen zu schaffen, die bewirkt,

daßsofortmit Wegfall des Kühlwasserzuflusses automatisch die gesamte Leitung resttos entleert wird. Erfindungsgemäß wird;die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Einrichtung zum Belüften der Kühlwasserleitungen mittels Druckluft geschaffen wird, derart, daß ein Kolbenschieber als Mehrwegeventil in die Kühlleitung eingesetzt wird, der über einen Druckluftanschluß mit einer Druckluftzuführung und über zwei weitere Druckluftanschlüsse mit einem Druckspeicher verbunden ist, in der Arbeitsstellung des Kolbens sowohl ein Wasserzufluß mit einem Wasserabfluß, als auch der Druckluftanschluß mit der Druckluftzuführung verbunden ist, während der Druckluftanschluß abgesperrt ist und in Ruhestellung des Kolbens der Wasserabfluß nur mit dem Druckluftanschluß verbunden ist.

Der Kolbenschieber ist federbelastet und wirkt gegen den Wasserzufluß. Wesentlich ist bei der Erfindung, daß der Druckluftvorrat volumenmäßig so groß ausgelegt ist, daß die Kühlwasserleitung mit Sicherheit entleert wird.

Vorteilhafterweise wird zwischen Druckluftanschluß und Druckluftspeicher noch ein Rückschlagventil eingebaut. Damit werden kurzzeitige Druckluftausfälle kompensiert. Der federbelastete Kolbenschieber besitzt zwei Kanäle, so daß die erfindungsgemäße Einrichtung als 5/2 Wegeventil arbeitet.

In der Funktion arbeitet die Einrichtung wie folgt:

Im Ruhezustand, also auch in der unbenutzten Einrichtung, wird der Kolbenschieber mittels einer Feder in der Ruhestellung gehalten. Damit ist die belüftete Phase hergestellt. Der Druckluftspeicher ist über den Druckluftanschluß und den Kolbenschieber mit dem Wasserabfluß und damit mit der Kühlleitung, die letztendlich ins Freie führt, verbunden.

Wenn die Einrichtung benutzt wird, d. h. die Kühlwasserleitung in Betrieb genommen wird, dann drückt das Kühlwasser bzw. Kühlmittel gegen den federbelasteten Kolbenschieber und dieser wird in die Arbeitsstellung bewegt. Damit wird einmal der Weg des Kühlwassers vom Wasserzufluß zum Wasserabfluß frei, die Kühlwasserleitung wird durchströmt und zum anderen wird über dis Kanäle im Kolbenschieber der Weg von der Druckluftzuführung zum Druckluftspeicher frei. Der Druckluftspeicher wird gefüllt, da der Druckluftanschluß versperrt ist. Ein Rückschlagventil zwischen Druckluftzuführung und Druckluftspeicher verhindert ein etwaiges Wiederentweichen der Druckluft durch Strömungen. Wird der Kühlwasserzufluß unterbrochen, durch