EP1406056A1 - Baugruppe einer Anlage zum Trocknen von feuchtigkeitsbelastetem Gut - Google Patents

Baugruppe einer Anlage zum Trocknen von feuchtigkeitsbelastetem Gut Download PDF

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EP1406056A1
EP1406056A1 EP02405858A EP02405858A EP1406056A1 EP 1406056 A1 EP1406056 A1 EP 1406056A1 EP 02405858 A EP02405858 A EP 02405858A EP 02405858 A EP02405858 A EP 02405858A EP 1406056 A1 EP1406056 A1 EP 1406056A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
autoclave
wall section
assembly according
evaporator
wall
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP02405858A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Paul Gmeiner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Micafil AG
Original Assignee
Micafil AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Micafil AG filed Critical Micafil AG
Priority to EP02405858A priority Critical patent/EP1406056A1/de
Priority to DE10340920A priority patent/DE10340920A1/de
Publication of EP1406056A1 publication Critical patent/EP1406056A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B5/00—Drying solid materials or objects by processes not involving the application of heat
    • F26B5/04—Drying solid materials or objects by processes not involving the application of heat by evaporation or sublimation of moisture under reduced pressure, e.g. in a vacuum
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B21/00—Arrangements for supplying or controlling air or other gases for drying solid materials or objects
    • F26B21/40—Arrangements for supplying or controlling air or other gases for drying solid materials or objects using gases other than air
    • F26B21/471—Arrangements for supplying or controlling air or other gases for drying solid materials or objects using gases other than air condensing vapours onto the surface of the materials to be dried

Definitions

  • the invention is based on an assembly according to the preamble of claim 1.
  • This assembly is part of a system for drying moisture-contaminated goods according to the vapor phase method and has one the heatable and evacuable container (autoclave) that holds the material to be dried as well as an autoclave heater and one arranged in the autoclave Evaporator.
  • autoclave heatable and evacuable container
  • the Dried goods generally contain a hygroscopic electrical Insulating material, for example based on paper or plastic, and is in general as an electrical device, such as a transformer, capacitor or bushing, or executed as part of it.
  • the insulating material can be used for drying Formation of a dielectric high-quality insulation with insulating oil or a hardenable Insulating resin are soaked. If the items to be dried have more besides water liquid components, such as high-boiling insulating oil Heat transfer fluid is a solvent that dissolves the components and becomes them Components due to the condensing heat transfer medium from the material to be dried removed. Then not only dry, but also oil-free goods are achieved.
  • the invention also relates to a module receiving Drying plant.
  • the invention takes on a prior art Components for drying systems, as described by P.K.Gmeiner in the Company name of Micafil Vacuum Technology AG, Zurich, MTV / E 02923000/22 "Modern vapor drying processes and plants" is described.
  • Plant published in diagram S3 for drying moisture-contaminated Good has an assembly with one of the receptacles of the goods to be dried serving autoclave in which a cascade evaporator is installed.
  • This Evaporator contains several cascade-type predominantly vertical heating registers arranged one above the other, via which an easily volatilized and solvent generally designed as a solvent and extractant for oil is stepped from top to bottom.
  • the steam formed is on condensed material to be dried.
  • the heating provided in the autoclave heats the goods to a temperature of typically heated to 100 to 130 °. At this temperature and under vacuum water contained in the goods is quickly removed by diffusion and the goods are so quickly dried.
  • a vapor mixture created in this process step of solvent and water is in an outside of the autoclave Capacitor deposited. Is the good as an electrical device, for example as Transformer or bushing, executed, and contains it soaked with insulating oil Electrical insulation, so the solvent can also remove the oil from the insulation extract.
  • the solvent / oil mixture formed in this way collects on Bottom of the autoclave and can during a lowering of the intermediate pressure, i.e. a phase in which the evaporator is no longer supplied with fresh solvent and that Solvent / water vapor mixture from the autoclave into a condenser Drying system is performed, distilled.
  • the invention solves the problem Specify assembly of the type mentioned, which is characterized by a large Usable volume of the autoclave and characterized by simple structure.
  • the evaporator contains one of the Autoclave heating, predominantly vertically oriented section of a Wall of the autoclave, and means are provided on this wall section a guide of the heat transfer fluid in the form of a film on the Ensure wall section. Therefore, the for drying and if necessary in addition, heat transfer fluid vapor required for extracting oil directly on a wall section of the heated by the autoclave heating Autoclaves generated. An additional one independent of the autoclave heating Evaporator heating can therefore be saved. In addition, in the Autoclave wall provided bushings through which the Evaporator heating energy would have to be supplied.
  • the autoclave is cuboid executed and has one or more gates. Be included at the same time Wall section a side wall, two or more side walls and / or one or several gates of the autoclave.
  • the evaporator Particularly easy to maintain because the heating is permanently accessible from the outside and the guide elements for the heat transfer fluid after opening the Autoclaves are easily accessible and extremely easy to maintain, especially can be cleaned.
  • High evaporation values and a constant evaporation rate over the whole Wall sections are reached when there is a temperature gradient at the wall section can be set with at least two superimposed temperature levels.
  • the Temperature distribution in the wall section is advantageously set so that the Temperature difference on the heat transfer fluid film between the Heat transfer fluid and the wall section each in the area of the two Temperature levels is about the same size.
  • This gradient is particularly simple Way adjustable by two sections of the autoclave heater Sections can be regulated independently of one another.
  • At least one is the Temperature as a controlled variable of the autoclave heating Temperature sensor provided, which is generally on the wall section or on a point of the evaporator is attached, at that of the evaporator Generable vapor of the heat transfer fluid in a moisture-laden Parts containing usable space of the autoclave is feasible.
  • the guide means for the heat transfer fluid at the top Distribution system attached to the end of the wall section. Especially then if the distribution system is considered horizontal along the top of the Wall section extending channel with a molded in the channel bottom and run in the channel direction, it is ensured that the Heat transfer fluid evenly out over the heatable wall section and so the desired evaporation with a uniformly thin Surface film is enabled.
  • a good heat transfer from the heat transfer medium for high evaporation rates Autoclave heating on the wall section is achieved when the Autoclave heating has at least one channel carrying heat transfer medium, which is bounded by at least part of the wall section.
  • the system shown in FIG. 1 has an assembly 1 as the central component.
  • This assembly contains a heatable and evacuable container (autoclave 2) a heater 3 and an evaporator 4 arranged in the autoclave
  • Autoclave 2 is essentially cuboid and is not a shown gate with a moisture and oil-containing insulation containing electrical device 5, such as a transformer, loaded.
  • electrical device 5 such as a transformer
  • the autoclave 2 can be evacuated.
  • From a collecting container 13 which is connected to a reservoir 7 via a pump 8, and / or from a separator 11 can the evaporator 4 via pumps 9 and / or 12th a heat transfer fluid designed as an oil-dissolving solvent can be supplied.
  • These funds include a distribution system 19 attached to the upper end of wall section 18, two arranged below the distribution system 19 and against each other vertically offset, horizontally guided storage channels 20, one at the lower end of the Wall section 18 attached, horizontally extended and with a not shown outlet of the autoclave 2 connected collecting channel 21 and a arranged between the distribution system 19 and collecting trough 21 and parallel and baffle 22 guided at a distance from wall section 18.
  • the distribution system is as a channel extending horizontally along the upper end of the wall section 18 191 with one molded into the channel floor and guided in the channel direction Drain gap 192 executed.
  • In the baffle 22 is at the bottom optionally adjustable steam outlet opening 221 is formed.
  • On the baffle three substantially horizontally guided deflection ribs 222 are also attached.
  • the reference numerals 23 and 24 are the temperature as a controlled variable Autoclave heating sensors designated, one of which on Wall section 18 and the other attached at one point of the evaporator 4 at which the solvent vapor generated by the evaporator into which the device 5 receiving usable space of the autoclave 2, such as on the Steam outlet opening 221.
  • this module is characterized by a low energy consumption and at the same time compared to an assembly according to the prior art with one arranged in the autoclave Cascade evaporator usable space gained.
  • a supporting the autoclave wall 4 and from Figures 4 and 5 visible structure 28 and the autoclave wall 4 are at least in the Area of the wall section 18 temperature stabilized by the circulated air. Temperature differences in the support structure can be kept as low and undesirable tensions in the autoclave wall and the support structure be avoided.
  • the Heat transfer medium of the autoclave heater 3 is not guided in tubes 16, but in a flat manner formed channels, one of which is designated by reference numeral 26 marked channel is shown in Fig.5.
  • This channel extends perpendicular to the paper plane predominantly in the vertical direction and points in A small depth in relation to its width.
  • the depth of the channel 26 is determined by unspecified distance means, which predominantly Separate vertically guided part of the wall section 18 from a plate 27. in the Difference to a pipe can now be larger due to the flat profile Amount of heat are released from the heat transfer to the wall section, so that with this embodiment of the assembly a high efficiency and a high evaporation rate can be achieved.

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Abstract

Die Baugruppe ist zum Einbau in eine Anlage zum Trocknen von feuchtigkeitsbelastetem Gut unter Vakuum vorgesehen. Sie weist einen der Aufnahme des Trocknungsgutes dienenden heiz- und evakuierbaren Autoklaven (2) auf sowie eine Autoklavenheizung (3) und einen im Autoklaven (2) angeordneten Verdampfer (4). Bei Betrieb der Anlage wird in dieser Baugruppe das Trocknungsgut durch die Kondensationswärme des Dampfes eines im Verdampfer (4) verflüchtigten flüssigen Wärmeträgers aufgeheizt und hierbei dem Trocknungsgut Wasser entzogen. Der Verdampfer (4) enthält einen von der Autoklavenheizung (3) heizbaren, vorwiegend vertikal ausgerichteten Abschnitt (18) einer Wand (14) des Autoklaven (2). Am Wandabschnitt (18) sind Mittel vorgesehen, die eine Führung der Wärmeträgerflüssigkeit in Form eines Films auf dem Wandabschnitt (18) sicherstellen. Diese Baugruppe ist äusserst kostengünstig und zeichnet sich dennoch bei geringem Energieverbrauch und hohem Wirkungsgrad durch ein grosses Nutzvolumen des Autoklaven und durch einfachen Aufbau aus. Zudem wird die Wärmeträgerflüssigkeit über die grossen Wandflächen des Autoklaven (2) geführt und kann so äusserst wirksam, d. h. bei kleiner Differenz zwischen Temperatur des Wandabschnitts und Temperatur der Wärmeträgerflüssigkeit, in Form eines dünnen Films verdampfen. <IMAGE>

Description

TECHNISCHES GEBIET
Bei der Erfindung wird ausgegangen von einer Baugruppe nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Diese Baugruppe ist Teil einer Anlage zum Trocknen von feuchtigkeitsbelastetem Gut nach dem Vapour-Phase-Verfahren und weist einen das Trocknungsgut aufnehmenden heiz- und evakuierbaren Behälter (Autoklaven) auf sowie eine Autoklavenheizung und einen im Autoklaven angeordneten Verdampfer. Bei dieser Baugruppe wird das Trocknungsgut durch die Kondensationswärme des Dampfes eines im Verdampfer verflüchtigten flüssigen Wärmeträgers aufgeheizt. Hierbei wird dem Trocknungsgut Wasser entzogen. Das Trocknungsgut enthält im allgemeinen einen hygroskopischen elektrischen Isolierstoff, etwa auf der Basis von Papier oder Kunststoff, und ist im allgemeinen als elektrisches Gerät, etwa als Transformator, Kondensator oder Durchführung, oder als Teil davon ausgeführt. Daher kann der Isolierstoff nach der Trocknung zur Bildung einer dielektrisch hochwertigen Isolation mit Isolieröl oder einem härtbaren Isolierharz getränkt werden. Weist das Trocknungsgut neben Wasser weitere flüssige Bestandteile, wie etwa hochsiedendes Isolieröl, auf, so ist die Wärmeträgerflüssigkeit ein die Bestandteile lösendes Solvent und werden diese Bestandteile durch den kondensierenden Wärmeträger aus den Trocknungsgut herausgelöst. Es wird dann nicht nur trockenes, sondern auch ölfreies Gut erreicht.
Die Erfindung betrifft zugleich auch eine die Baugruppe aufnehmende Trocknungsanlage.
STAND DER TECHNIK
Mit dem Oberbegriff nimmt die Erfindung auf einen Stand der Technik von Baugruppen für Trocknungsanlagen Bezug, wie er von P.K.Gmeiner in der Firmenschrift der Fa. Micafil Vakuumtechnik AG, Zürich, MTV/E 02923000/22 "Modern vapour drying processes and plants" beschrieben ist. Eine in dieser Schrift im Diagramm S3 veröffentlichte Anlage zum Trocknen von feuchtigkeitsbelastetem Gut weist eine Baugruppe auf mit einem der Aufnahme des zu trocknenden Gutes dienenden Autoklaven, in den ein Kaskadenverdampfer eingebaut ist. Dieser Verdampfer enthält mehrere nach Art einer Kaskade vorwiegend senkrecht übereinander angeordnete Heizregister, über die eine leicht zu verflüchtigende und im allgemeinen als Lösungs- und Extraktionsmittel für Öl ausgebildetes Solvent stufenförmig von oben nach unten geführt wird. Hierbei gebildeter Dampf wird am zu trocknenden Gut kondensiert. Durch die Kondensationswärme sowie durch eine im Autoklaven vorgesehene Heizung wird das Gut auf eine Temperatur von typischerweise 100 bis 130°aufgeheizt. Bei dieser Temperatur und unter Vakuum wird im Gut enthaltenes Wasser durch Diffusion rasch entfernt und das Gut so schnell getrocknet. Ein bei diesem Verfahrensschritt entstehendes Dampfgemisch von Solvent und Wasser wird in einem ausserhalb des Autoklaven befindlichen Kondensator abgeschieden. Ist das Gut als elektrisches Gerät, beispielsweise als Transformator oder Durchführung, ausgeführt, und enthält es mit Isolieröl getränkte Elektroisolationen, so kann das Solvent zugleich das Öl aus der Isolation extrahieren. Das solchermassen gebildete Solvent/Öl-Gemisch sammelt sich am Boden des Autoklaven und kann während einer Zwischendruckabsenkung, d.h. einer Phase, in der dem Verdampfer kein frisches Solvent mehr zugeführt und das Solvent/Wasser-Dampfgemisch aus dem Autoklaven in einen Kondensator der Trocknungsanlage geführt wird, destilliert werden.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung, wie sie in den Patentansprüchen definiert ist, löst die Aufgabe, eine Baugruppe der eingangs genannten Art anzugeben, welche sich durch ein grosses Nutzvolumen des Autoklaven und durch einfachen Aufbau auszeichnet.
Bei der Baugruppe nach der Erfindung enthält der Verdampfer einen von der Autoklavenheizung heizbaren, vorwiegend vertikal ausgerichteten Abschnitt einer Wand des Autoklaven, und sind an diesem Wandabschnitt Mittel vorgesehen, die eine Führung der Wärmeträgerflüssigkeit in Form eines Films auf dem Wandabschnitt sicherstellen. Daher wird der zum Trocknen und gegebenenfalls zusätzlich auch zum Extrahieren von Öl benötigte Wärmeträgerflüssigkeitsdampf direkt an einem von der Autoklavenheizung erwärmten Wandabschnitt des Autoklaven erzeugt. Eine von der Autoklavenheizung unabhängige zusätzliche Verdampferheizung kann daher eingespart werden. Zudem entfallen in der Autoklavenwand vorgesehene Durchführungen, über welche sonst der Verdampferheizung Energie zugeführt werden müsste. Wegen des Fortfalls dieser zusätzlichen Teile des Verdampfers, ist das der Aufnahme des zu trocknenden Guts dienende Nutzvolumen des Autoklaven besonders gross. Ausserdem wird die Wärmeträgerflüssigkeit über die grossen Wandflächen des Autoklaven geführt und kann so äusserst wirksam, d. h. bei kleiner Differenz zwischen Temperatur des Wandabschnitts und Temperatur der Wärmeträgerflüssigkeit, in Form eines dünnen Films verdampfen. Darüber hinaus kann eine Baugruppe nach dem Stand der Technik im allgemeinen mit geringem Aufwand, insbesondere etwa durch Modifikation der Autoklavenheizung, problemlos in eine Baugruppe nach der Erfindung umgerüstet werden.
In einer aus apparatetechnischen Gründen besonders vorteilhaften Ausführungsform der Baugruppe nach der Erfindung ist der Autoklav quaderförmig ausgeführt und weist eines oder mehrere Tore auf. Zugleich umfasst sein Wandabschnitt eine Seitenwand, zwei oder mehr Seitenwände und/oder eines oder mehrere Tore des Autoklaven. Bei dieser Ausführungsform ist der Verdampfer besonders leicht zu warten, da die Heizung von aussen permanent zugänglich ist und die Führungselemente für die Wärmeträgerflüssigkeit nach dem Öffnen des Autoklaven leicht zugänglich sind und äusserst einfach gewartet, insbesondere gereinigt, werden können.
Hohe Verdampfungswerte und eine konstante Abdampfrate über dem gesamten Wandabschnitt werden erreicht, wenn am Wandabschnitt ein Temperaturgradient mit mindestens zwei übereinander liegende Temperaturstufen einstellbar ist. Die Temperaturverteilung im Wandabschnitt ist mit Vorteil so eingestellt, dass die Temperaturdifferenz am Wärmeträgerflüssigkeitsfilm zwischen der Wärmeträgerflüssigkeit und dem Wandabschnitt jeweils im Bereich der beiden Temperaturstufen etwa gleich gross ist. Dieser Gradient ist in besonders einfacher Weise durch zwei Teilabschnitte der Autoklavenheizung einstellbar, welche Teilabschnitte unabhängig voneinander regelbar sind. Hierzu ist mindestens ein die Temperatur als Regelgrösse der Autoklavenheizung erfassender Temperatursensor vorgesehen, welcher im allgemeinen am Wandabschnitt oder an einer Stelle des Verdampfers angebracht ist, an der der vom Verdampfer erzeugbare Dampf der Wärmeträgerflüssigkeit in einen die feuchtigkeitsbelasteten Teile enthaltenden Nutzraum des Autoklaven führbar ist.
Um die Wärmeträgerflüssigkeit in ausreichend guter Weise in den Verdampfer zu führen, weisen die Führungsmittel für die Wärmeträgerflüssigkeit ein am oberen Ende des Wandabschnitts angebrachtes Verteilsystem auf. Insbesondere dann, wenn das Verteilsystem als horizontal entlang dem oberen Ende des Wandabschnitts erstreckter Kanal mit einem in den Kanalboden eingeformten und in Kanalrichtung geführten Abflussspalt ausgeführt ist, ist sichergestellt, dass die Wärmeträgerflüssigkeit gleichmässig über den heizbaren Wandabschnitt geführt und so die erwünschte Verdampfung mit einem gleichmässig dünnen Oberflächenfilm ermöglicht ist.
Ist bei der Baugruppe nach der Erfindung am Wandabschnitt unterhalb des Verteilsystems mindestens eine horizontal geführte Staurinne angeordnet, so wird im heizbaren Wandabschnitt des Autoklaven ein besonders gleichmässiger Film von Wärmeträgerflüssigkeit gebildet und über die gesamte Oberfläche des Wandabschnitts eine gleichmässige Abdampfrate erzeugt.
Mit Vorteil ist am unteren Ende des Wandabschnitts eine horizontal erstreckte und mit einem Auslass des Autoklaven verbundene Sammelrinne angebracht. Ein bei der Trocknung des Gutes gegebenenfalls anfallendes Wärmeträgerflüssigkeit/ÖI-Gemisch gelangt dann bei der Durchführung einer Destillation während einer Zwischendruckabsenkung unmittelbar zu einem Ablauf des Autoklaven. Es wird so mit einfachen Mitteln vermieden, dass der Boden des Autoklaven mit Öl belegt wird.
Es empfiehlt sich, zwischen Verteilsystem und Sammelrinne mindestens ein parallel und mit Abstand zum Wandabschnitt geführtes Leitblech anzuordnen. Der im heizbaren Wandabschnitt gebildete Dampf wird dann in vertikaler Richtung über den ganzen Wandabschnitt geleitet und kann dann an einer in das Leitblech eingeformten Dampfaustrittsöffnung am unteren Ende oder über weitere Öffnungen zwischen oberen und unteren Ende des Leitblechs in den Nutzraum des Autoklaven geführt werden. Hierdurch resultiert im Nutzraum des Autoklaven eine turbulente Strömung von Wärmeträgerflüssigkeitsdampf. Die Wärmeübertragung auf das Trocknungsgut wird so verbessert und die Zeit zum Aufheizen des Trocknungsgutes verkürzt. Durch verstellbare Ausbildung der Öffnung können der Dampfstrom und damit die Wärmeübertragung optimiert werden. Das Leitblech verhindert zugleich, dass beim Verdampfen entstehende Flüssigkeitsspritzer in den Nutzraum des Autoklaven gelangen. Mit Vorteil ist am Leitblech mindestens eine im wesentlichen horizontal geführte Umlenkrippe angebracht. An das Leitblech etwa durch Spritzer gelangte Wärmeträgerflüssigkeit wird durch diese Rippe wieder an den als Verdampferheizung wirkenden Wandabschnitt zurückgeführt.
Ein für hohe Verdampfungsraten guter Wärmeübergang vom Wärmeträger der Autoklavenheizung auf den Wandabschnitt wird erreicht, wenn die Autoklavenheizung mindestens einen wärmeträgerführenden Kanal aufweist, welcher mindestens von einem Teil des Wandabschnitts begrenzt ist.
Die Autoklavenwand ist mit Vorteil von einer Stützstruktur gehalten, welche Stützstruktur zumindest im Bereich des heizbaren Wandabschnitts durch umgewälzte Luft temperaturstabilisiert ist. Temperaturunterschiede in der Stützstruktur werden dann gering gehalten und somit unerwünschte Spannungen in der Autoklavenwand und der Stützstruktur vermieden.
BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt:
Fig. 1
in schematischer Ansicht eine Anlage zum Trocknen von feuchtigkeits- und ölbelasteten elektrischen Geräten mit einer Baugruppe nach der Erfindung,
Fig. 2
eine Aufsicht auf einen in vertikaler Richtung geführten Schnitt durch einen Abschnitt einer ersten Ausführungsform der Baugruppe gemäss Fig.1,
Fig. 3
eine Aufsicht auf einen in vertikaler Richtung geführten Schnitt durch einen Abschnitt einer zweiten Ausführungsform der Baugruppe gemäss Fig.1,
Fig. 4
eine Aufsicht auf einen in horizontaler Richtung längs IV - IV geführten Schnitt durch die Baugruppe gemäss Fig.2, und
Fig. 5
eine Aufsicht auf einen analog Fig.4 geführten Schnitt durch eine dritte Ausführungsform der Baugruppe gemäss Fig.1.
WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
In den Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Die in Fig.1 dargestellte Anlage weist als zentrale Komponente eine Baugruppe 1 auf. Diese Baugruppe enthält einen heiz- und evakuierbaren Behälter (Autoklav 2) mit einer Heizung 3 sowie einen im Autoklaven angeordneten Verdampfer 4. Der Autoklav 2 ist im wesentlichen quaderförmig ausgebildet und ist über ein nicht dargestelltes Tor mit einem feuchtigkeits- und ölbelastete Isolationen enthaltenden elektrischen Gerät 5, beispielsweise einem Transformator, beladen. Über ein Vakuumsystem 6 ist der Autoklav 2 evakuierbar. Aus einem Sammelbehälter 13, der über eine Pumpe 8 mit einem Vorratsbehälter 7 verbunden ist, und/oder aus einer Trennvorrichtung 11 kann dem Verdampfer 4 über Pumpen 9 und/oder 12 eine als öllösendes Solvent ausgeführte Wärmeträgerflüssigkeit zugeführt werden. Im Verdampfer 4 bei angelegtem Vakuum erzeugter Solventdampf kondensiert am Gerät 5 und erwärmt dieses durch Abgabe von Kondensationswärme. Wasser diffundiert nun mit hoher Geschwindigkeit aus den Isolationen des Gerätes 5. Ein hierbei gebildetes Solvent/Wasser-Dampfgemisch kondensiert in einem ausserhalb des Autoklaven 2 befindlichen Kondensator 10. Aus dem hierbei gebildeten Kondensat wird in der Trennvorrichtung 11 das Wasser entfernt und das verbleibende Solvent über die Pumpe 12 in den Vorratsbehälter 7 oder alternativ in den Verdampfer 4 befördert. Das am Gerät 5 kondensierende Solvent extrahiert das in den Isolationen enthaltene Öl. Das entstehende Solvent/Öl-Gemisch sammelt sich am Boden des Autoklaven 2 und kann über einen Auslass in den Sammelbehälter 13 geführt werden.
Um den Wasseraustritt beim Aufheizen in schonender Weise zu beschleunigen, werden bei vergleichsweise tiefen Temperaturen Zwischendrucksenkungen vorgenommen. Bei einer solchen Zwischendrucksenkung wird die Zufuhr von Solvent zum Verdampfer 4 unterbrochen und wird das verbleibende Solvent/Wasser-Dampfgemisch durch Kondensation im Kondensator 10 aus dem Autoklaven 2 entfernt. Während dieser Phase der Zwischendrucksenkung wird in zeitsparender Weise zugleich das Solvent/Öl-Gemisch mit Hilfe der Pumpe 9 aus dem Sammelbehälter 13 in den Autoklaven 2 befördert und destilliert. Da hierbei im Verdampfer 4 gebildeter Solventdampf durch Abgabe seiner Kondensationswäme das Gerät 5 weiter aufheizt, kommt die für die Destillation aufgewendete Energie dem Trocknungsprozess zugute.
Wie aus der Ausführungsform der Baugruppe gemäss den Figuren 2 und 4 ersichtlich ist, weist der Autoklav 2 eine vakuumfeste Wand 14 sowie eine diese Wand umgebende Wärmeisolation 15 auf. In der Wärmeisolation sind als Rohre 16 ausgebildete Heizelemente der Autoklavenheizung 3 angeordnet. Die Zufuhr eines in den Rohren 16 geführten Wärmeträgers kann mit Hilfe eines Ventils 17 geregelt werden. Die Rohre 16 stehen in gutem thermischem Kontakt mit einem vertikal erstreckten Abschnitt 18 der Wand 14. Ein solcher Kontakt kann beispielsweise durch Anschweissen oder Anlöten der Rohre 16 an den Wandabschnitt 18 erreicht werden. Dieser Wandabschnitt ist Teil des Verdampfers 4 und trägt auf der von der Heizung 3 abgewandten Seite Mittel, die eine Führung des Solvents in Form eines dünnen Films auf dem Wandabschnitt 18 sicherstellen. Diese Mittel umfassen ein am oberen Ende des Wandabschnitts 18 angebrachtes Verteilsystem 19, zwei unterhalb des Verteilsystems 19 angeordnete und gegeneinander vertikal versetzte, horizontal geführte Staurinnen 20, eine am unteren Ende des Wandabschnitts 18 angebrachte, horizontal erstreckte und mit einem nicht dargestellten Auslass des Autoklaven 2 verbundene Sammelrinne 21 sowie ein zwischen Verteilsystem 19 und Sammelrinne 21 angeordnetes und parallel und mit Abstand zum Wandabschnitt 18 geführtes Leitblech 22. Das Verteilsystem ist als horizontal entlang dem oberen Ende des Wandabschnitts 18 erstreckter Kanal 191 mit einem in den Kanalboden eingeformten und in Kanalrichtung geführten Abflussspalt 192 ausgeführt. In das Leitblech 22 ist am unteren Ende ein gegebenenfalls verstellbare Dampfaustrittsöffnung 221 eingeformt. Am Leitblech sind ferner drei im wesentlichen horizontal geführte Umlenkrippen 222 angebracht.
Mit den Bezugszeichen 23 bzw. 24 sind zwei die Temperatur als Regelgrösse der Autoklavenheizung erfassende Sensoren bezeichnet, von denen der eine am Wandabschnitt 18 und der andere an einer Stelle des Verdampfers 4 angebracht ist, an der der vom Verdampfer erzeugte Solventdampf in den das Gerät 5 aufnehmenden Nutzraum des Autoklaven 2 geführt wird, wie etwa an der Dampfaustrittsöffnung 221.
Bei Betrieb einer diese Baugruppe enthaltenden Trocknungsanlage wird aus dem Vorratstank und/oder aus der Trennvorrichtung 11 reines Solvent in den evakuierten Autoklaven 2 gepumpt und in den Kanal 191 des Verteilsystems 19 eingespeist. Im Kanal 191 wird das Solvent über die ganze Breite des Wandabschnitts 18 verteilt und gelangt durch den Abflussspalt 192 an das obere Ende des Wandabschnitts 18. Das aus dem Spalt tretende Solvent fliesst in Form eines dünnen Films am Wandabschnitt 18 nach unten. Hierbei erwärmt es sich auf eine Temperatur, welche für eine effektive Verdampfung ausreichend hoch gewählt und mit Hilfe des temperaturgeregelten Ventils 17 im wesentlichen konstant gehalten ist. Die Staurinnen 20 halten das abfliessende Solvent auf und verteilen es über die ganze Breite des Wandabschnitts 18. An der nach unten anschliessenden Teilfläche des heizbaren Wandabschnitts 18 wird so mit Sicherheit wieder ein über die ganze Teilfläche gleichmässig verteilter dünner Solventfilm fliessen. Der am Wandabschnitt 18 gebildete Solventdampf wird entlang dem Leitblech 22 nach unten und über die Dampfaustrittsöffnung 221 in den Nutzraum des Autoklaven 2 geführt. Das Leitblech 22 verhindert, dass Solventspritzer in den Nutzraum gelangen. Solche Spritzer werden an den Umlenkrippen 222 aufgehalten und fliessen von diesen zu den Staurinnen 20. Die Sammelrinne 21 sorgt dafür, dass das bei der Destillation des Solvent-ÖI-Gemischs während einer Zwischenabsenkung anfallende ÖI nicht auf den Autoklavenboden gelangt, sondern unmittelbar zum Ölablauf des Autoklaven 2.
Da bei der beschriebenen Ausführungsform der Baugruppe der Verdampfer 4 im Inneren des Autoklaven 2 angeordnet ist und Autoklav und Verdampfer eine gemeinsame Heizung aufweisen, zeichnet sich diese Baugruppe durch einen geringen Energieverbrauch aus und wird zugleich gegenüber einer Baugruppe nach dem Stand der Technik mit einem im Autoklaven angeordneten Kaskadenverdampfer Nutzraum gewonnen.
Diese Vorteile zeichnet auch die Baugruppe gemäss Fig.3 aus. Bei dieser Baugruppe kann jedoch im Unterschied zur Baugruppe gemäss Fig.2 über den Wandabschnitt 18 ein Temperaturgradient mit zwei übereinanderliegenden Temperaturstufen eingestellt werden. Zu diesem Zweck weist die Autoklavenheizung zwei nach Art einer Kaskade übereinanderliegende Stufen auf. In der oberen Stufe sind Heizungsrohre 16a angeordnet, in der darunterliegenden zweite Stufe Heizungsrohre 16b. Die Temperaturverteilung im Wandabschnitt 18 kann durch separate Regelung beider Stufen mit Hilfe von Regelventilen und Temperatursensoren so eingestellt werden, dass eine am Solventfilm sich zwischen dem Solvent und dem Wandabschnitt 18 einstellende Temperaturdifferenz im Bereich der oberen Stufe etwa so gross ist wie in der unteren Stufe. Es ist dann eine praktisch konstante Abdampfrate über den gesamten Wandabschnitt 18 gewährleistet. Mit dem Bezugszeichen 25 ist eine Luftumwälzung gekennzeichnet. Durch die Luftumwälzung wird an der ausserhalb des Autoklaven 2 liegenden Seite des Wandabschnitt 18 fortlaufend umgewälzte Luft entlanggeführt. Eine die Autoklavenwand 4 stützende und aus den Figuren 4 und 5 ersichtlichen Struktur 28 sowie die Autoklavenwand 4 werden zumindest im Bereich des Wandabschnitts 18 durch die umgewälzte Luft temperaturstabilisiert. Temperaturunterschiede in der Stützstruktur können so gering gehalten und unerwünschte Spannungen in der Autoklavenwand und der Stützstruktur vermieden werden.
Bei einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemässen Baugruppe wird der Wärmeträger der Autoklavenheizung 3 nicht in Rohren 16 geführt, sondern in flach ausgebildeten Kanälen, von denen ein mit dem Bezugszeichen 26 gekennzeichneter Kanal in Fig.5 dargestellt ist. Dieser Kanal erstreckt sich senkrecht zur Papierebene vorwiegend in vertikaler Richtung und weist im Verhältnis zu seiner Breite eine geringe Tiefe auf. Die Tiefe des Kanals 26 ist bestimmt durch nicht bezeichnete Abstandsmittel, welche einen überwiegend vertikal geführten Teil des Wandabschnitts 18 von einer Platte 27 trennen. Im Unterschied zu einem Rohr kann nun wegen des flachen Profils eine grössere Wärmemenge vom Wärmeträger an den Wandabschnitt abgegeben werden, so dass mit dieser Ausführungsform der Baugruppe ein hoher Wirkungsgrad und eine hohe Verdampfungsrate erzielt werden.
BEZUGSZEICHENLISTE
1
Baugruppe
2
Autoklav
3
Heizung
4
Verdampfer
5
Trocknungsgut, Gerät
6
Vakuumsystem
7
Vorratstank
8, 9
Pumpen
10
Kondensator
11
Trennvorrichtung
12
Pumpe
13
Sammelbehälter
14
Autoklavenwand
15
Wärmeisolation
16
Heizungsrohre
16a, 16b
Rohre, Teilabschnitte der Heizung
17
Regelventil
18
Wandabschnitt
19
Verteilsystem
20
Staurinnen
21
Sammelrinne
22
Leitblech
23, 24
Temperatursensoren
191
Kanal
192
Abflussspalt
221
Dampfaustrittsöffnung
222
Umlenkrippen
25
Luftumwälzung
26
Kanal
27
Platte
28
Stützstruktur

Claims (18)

  1. Baugruppe (1) für eine Anlage zum Trocknen von feuchtigkeitsbelastetem Gut (5) unter Vakuum mit einem der Aufnahme des Trocknungsgutes (5) dienenden heiz- und evakuierbaren Behälter (Autoklav 2), mit einer Autoklavenheizung (3) und mit einem im Autoklaven (2) angeordneten Verdampfer (4), bei welcher Baugruppe (1) das Trocknungsgut (5) durch die Kondensationswärme des Dampfes eines im Verdampfer (4) verflüchtigten flüssigen Wärmeträgers aufheizbar und hierbei dem Trocknungsgut (5) Wasser entziehbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampfer (4) einen von der Autoklavenheizung (3) heizbaren, vorwiegend vertikal ausgerichteten Abschnitt (18) einer Wand (14) des Autoklaven (2) enthält, und dass am Wandabschnitt (18) Mittel vorgesehen sind, die eine Führung der Wärmeträgerflüssigkeit in Form eines Films auf dem Wandabschnitt (18) sicherstellen.
  2. Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Autoklav (1) quaderförmig ausgeführt ist und eines oder mehrere Tore aufweist, und dass der Wandabschnitt (18) eine Seitenwand, zwei oder mehr Seitenwände und/oder eines oder mehrere Tore des Autoklaven umfasst.
  3. Baugruppe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass am Wandabschnitt (18) ein Temperaturgradient mit mindestens zwei übereinander liegende Temperaturstufen einstellbar ist.
  4. Baugruppe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Temperaturstufe jeweils durch einen von zwei Teilabschnitten (16a, 16b) der Autoklavheizung (3) einstellbar ist, welche beiden Teilabschnitte (16a, 16b) unabhängig voneinander regelbar sind.
  5. Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein die Temperatur als Regelgrösse der Autoklavenheizung (3) erfassender Temperatursensor (23, 24) vorgesehen ist.
  6. Baugruppe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (23, 24) am Wandabschnitt (18) oder an einer Stelle (221) des Verdampfers (4) angebracht ist, an der der vom Verdampfer (4) erzeugbare Dampf der Wärmeträgerflüssigkeit in einen das Trocknungsgut (5) aufnehmenden Nutzraum des Autoklaven (2) führbar ist.
  7. Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsmittel für die Wärmeträgerflüssigkeit ein am oberen Ende des Wandabschnitts (18) angebrachtes Verteilsystem (19) aufweisen.
  8. Baugruppe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilsystem (19) als horizontal entlang dem oberen Ende des Wandabschnitts (18) erstreckter Kanal (191) mit einem in den Kanalboden eingeformten und in Kanalrichtung geführten Abflussspalt (192) ausgebildet ist.
  9. Baugruppe nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass am Wandabschnitt (18) unterhalb des Verteilsystems (19) mindestens eine horizontal geführte Staurinne (20) angeordnet ist.
  10. Baugruppe nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass am unteren Ende des Wandabschnitts (18) eine horizontal erstreckte und mit einem Auslass des Autoklaven (2) verbundene Sammelrinne (21) angebracht ist.
  11. Baugruppe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Verteilsystem (19) und Sammelrinne (21) mindestens ein parallel und mit Abstand zum Wandabschnitt (18) geführtes Leitblech (22) angeordnet ist.
  12. Baugruppe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass in das Leitblech (22) mindestens eine Dampfaustrittsöffnung (221) eingefomt ist.
  13. Baugruppe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (221) am unteren Ende oder zwischen oberen und unteren Ende des Leitblechs (22) eingefomt ist.
  14. Baugruppe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung verstellbar ausgebildet ist.
  15. Baugruppe nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass am Leitblech (22) mindestens eine im wesentlichen horizontal geführte Umlenkrippe (222) angebracht sind.
  16. Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Autoklavenheizung (3) mindestens einen wärmeträgerführenden Kanal (26) aufweist, welcher mindestens von einem Teil des Wandabschnitts (18) begrenzt ist.
  17. Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Autoklavenwand (4) gehalten ist von einer Stützstruktur (28), die zumindest im Bereich des Wandabschnitts (18) durch umgewälzte Luft temperaturstabilisierbar ist.
  18. Anlage zum Trocknen von feuchtigkeitsbelastetem Gut (5) unter Vakuum mit einer Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 17.
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