Vorrichtung zur Verhinderung der Inkrustation von Rohrbündeln

Abstract

 Es wird eine Vorrichtung (1) zum Verhindern der Inkrustation von Rohren, insbesondere Rohrbündel (21) von Wärmeaustauschern (2) vorgeschlagen. Diese besteht aus mechanisch wirkenden Reinigungsorgane (41), die auf die Rohrachsen zentriert und entlang der Rohrachsen verschiebbar sind und je einen Start- und Endposition ausserhalb der Rohre haben, sowie aus mindestens einen auf die Reinigungsorgane wirkenden Linearantrieb (42). Das Durchstossen der Rohre des Rohrbündels (21) bewirkt von Zeit zu Zeit eine Steuerung, die mit einem Zeitglied für die Veränderung der Betriebsintervalle ausgerüstet ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verhindern der Inkrustation von Rohrbündeln, gemäss dem kennzeichenden Merkmal des Anspruchs 1.

[0002] Die Verschmutzung verschlechtert den Wärmeübergang der Wärmeaustauschflächen da die Wärmeleitung der Schmutzstoffe wesentlich schlechter als die der wärmeübertragenden Flächen ist. Verschmutzungen auf der Produktseite sind meist Ablagerungen von Salzen, die feste Krusten beim Prozess der Inkrustation bilden, so dass bei längerem Betrieb die Wärmetauscher ihre Leistung verlieren. In der Praxis wird der Verlust an Heiz- oder Kühlleistung stillschweigend durch vermehrten Energieeinsatz wett gemacht. Da dieses Verhalten im Wiederspruch zum Energiebewusstsein und zu den Zielen der Betriebswirtschaftlichkeit steht, wird seit längerer Zeit nach Möglichkeiten der Herabsetzung der Inkrustation gesucht.

[0003] So ist der Einsatz nicht korrosiever, sehr glatter Oberflächen des Wärmetauschers sehr verbreitet, und der Einsatz von Chemikalien (Inhibitoren) d.h. von Stoffen, die bevorzugt an der Austauschfläche adsorbiert werden um dadurch vor Kristallansatz zu schützen, in manchen Fällen gerechtfertigt. Eine weiter Möglichkeit ist das Mitführen von Fremdkörpern, die rezierkuliert d.h. zum Prozess zugefügt, und anschliessend zurückgewonnen werden müssen. Ansonst wird die periodische Reinigung mit Hilfe von Chemikalien praktiziert, die zum Einsatz der Reinigungsmitteln, der Entleerung und Stillegung der Anlage zwingt. Auch da wird der Gebrauch von Chemikalien mit der Alternative derer Entsorgung oder Belastung der Umwelt nebst dem Produktionsausfall in Kauf genommen.

[0004] Da all diese Lösungsansätze keine befriedigenden Ergebnisse zeigen, stellt sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe, die genannten Nachteile zu beseitigen.

[0005] Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.

[0006] Anhand der beiliegenden, schematischen Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise an einem Eindicker erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Eindicker

Fig. 2 den Grundriss des Eindickers

Fig. 3 einen Querschnitt des Eindickers.

[0007] Der Eindicker 1 der auch Konzentrator genannt wird, dient der Erhöhung des Gehaltes von Trokkensubstanz eines Substrates 11, indem das Substrat erhitzt, sein flüchtiger Anteil verdampft und somit in Form von Brüden 12 ausgeschieden wird. Dabei gelangt das Substrat 11 durch den Haubenstutzen 22 in den Wärmetauscher 2, anschliessend in den Dampfdom 3 und verlässt in konzentrierter Form 13 den Eindicker 1 durch den Mantelstutzen 32, während seine Brüden 12 durch den Haubenstutzen 33 ausscheiden. Der Eindicker 1 weist eine vertikale, säulenförmige Bauart auf und besteht grundsätzlich aus einem Wärmetauscher 2, einem Dampfdom 3, und der Vorrichtung 4, zum Verhindern der Inkrustation der Rohrbündel 21 des Wärmetauschers 2.

[0008] Die Vorrichtung 4 besteht aus einer Anzahl Reinigungsorgane 41, die auf die Rohrachsen des Rohrbündels 21 zentriert und entlang der Rohrachsen von den über die Ebene des Rohrbodens 25 gezeigten Startposition in die unterhalb des Rohrbodens 26 angedeutete Endposition 41' mit Hilfe eines Linearantriebes 42 verschiebbar sind. Die Reinigungswirkung der Vorrichtung ist mechanisch. Sie entsteht durch Reibung der substratbenetzten Wand des Rohrbündels mit dem jeweiligen Reinigungsorgan beim Durchstossen des Rohrbündels; durch die in die Rohrachse wirkende Stosskraft des Linearantriebes 42, und einer zweiten auf den Rohrumfang senkrecht verteilten Reaktionskraft, die durch das laterale Zusammenpressen der gegenüber dem Hohlraum der Rohre grösser gewählten Ausdehnung der Reinigungsorgane bewirkt wird. Die Reibung und die Reinigungskraft hängen im übrigen von der Werkstoffwahl der Reinigungsorgane und von der Gestaltung derselben ab. Je nach Substrat und Lebensdaueranforderung der Reinigungsorgane werden sie aus organischen oder anorganischen Werkstoffen beispielsweise Polymeren oder Metallen bestehen und die Form von gebüschelten und gewundenen Borsten, wie auch von einfachen oder gefalteten Lamellen, oder aufgeschichteten Scheiben aufweisen.

[0009] Obwohl zu jedem Rohr des Rohrbündels 21 ein Reinigungsorgan 41 der Vorrichtung 1 zugeordnet werden muss, braucht die Zahl der Rohre des Rohrbündels 21 mit der der Rinigungsorgane 41 der Vorrichtung 1 nicht identisch zu sein. Aus der Fig.3 ist ersichtlich, dass von dem Rohrbündel 21 des Rohrbodens 25 bespielsweise nur ein Viertel der Rohre mit den Reinigungsorganen 41 besetzt sind. Die Zuordnung der Reinigungsorgane 41 zu den einzelnen Rohren des Rohrbündels 21 wird schrittweise erreicht, indem die Reinigungsorgane 41 mit dem Linearvorschub 42 sektorenweise rotiert werden. In Figur 1 und 2 wird beispielsweise ein mechanisches Klinkenradgetriebe 43 mit Lagerung im zentralen Haubenstutzen 44 des Dampfdomes 3 gezeigt. Sie wird auf ein Podest 45 an der Haube des Dampfdomes 3 angeordnet, und besteht aus einem durch Speichen 46 käfigartig verbundenen Klinkenrad 47, das durch die Feder 48 gespannten Antriebszylinder 49' getrieben und durch die auf die Speichen 46 durch den Arbeitszylinder 49" wirkende Arretierung 46'in jede Reinigungsposition der Vorrichtung 4 verrigelt wird. In Figur 1 wird gezeigt, dass die Reinigungsorgane 41 untereinander, und mit der Antriebsstange der Linearantrieb 42 durch eine gemeinsame Halterung 41" verbunden sind. Am Zylinderende des Linearantriebes 42 wird der Mitnehmer 50' und sein Mitnehmerbolzen 50" angedeutet, die um die Halterung 41" der Reinigungsorgane 41 greifen, wenn der Linearantrieb 42 eingefahren ist und mit dem Klinkenradantrieb 43 die Vorrichtung 4 in die neue Reinigungsposition gedreht werden soll.

[0010] Schliesslich verdient erwähnt zu werden, dass die dargestellte Ausführung Dank der reduzierten Zahl der Reinigugsorgane 41 und dem Mannloch 35 Platz für die einfache Montage, Wartbarkeit und die Möglichkeit zuverlässiger Kontrollen bietet.

Ansprüche

1. Vorrichtung 1 zum Verhindern der Inkrustation von Rohren, insbesondere Rohrbündel 21 von Wärmeaustauschern 2 bestehend aus mechanisch wirkenden Reinigungsorgane 41, die auf die Rohrachsen zentriert und entlang der Rohrachsen verschiebbar sind, je einen Start- und Endposition ausserhalb der Rohre haben und mindestens einen auf die Reinigungsorgane wirkenden Linearantrieb 42 und eine Steuerung für das Durchstossen der Rohre des Rohrbündels 21 aufweisen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigungsorgan 41 im Ruhezustand eine grössere laterale Ausdehnung, als der Hohlraum eines Rohres, des Rohrbündels 21 aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigungsorgan 41 aus einer stabförmigen Halterung 41' und aus elastischen Borsten besteht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elastischen Borsten an ihren Enden erweitert sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigungsorgan 41 aus einer stabförmigen Halterung 41' und aus mindestens einer elastischen Scheibe besteht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigungsorgan 41 aus einer stabförmigen Halterung 41' und aus Lamellen besteht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsorgane 41 sektoriel gebündelt angeordnet und für die sektorenweise Positionierung mit einem positionierbaren Drehantrieb, beispielsweise Klinkenradantrieb 43 ausgerüstet sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass für die sektorenweise Positionierung mit einer auf den Klinkenradantrieb 43 wirkenden Arretierung 46' ausgerüstet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung mit einem Zeitglied für die Veränderung der Betriebsintervalle ausgerüstet ist.

Zeichnung