DE2404068A1

DE2404068A1 - Verfahren zum trocknen des innenraums von druck- bzw. fluessiggas-gefaessen

Info

Publication number: DE2404068A1
Application number: DE2404068A
Authority: DE
Inventors: Alexander Kessels
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-01-29
Filing date: 1974-01-29
Publication date: 1975-08-07

Description

Alexander Kessels 4o5 Mönchengladbach, den 24.1.1974

Volksgartenstraße 168

Verfahren zum Trocknen des Innenraums von Druck- bzw. fflüssiggas-Gefäßen

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Trocknen des Innenraums von Druck- bzw. Flüssiggas-Gefäßen wie Stahlflaschen. Es geht dabei vor allem darum, im Gefäß etwa vorhandenes Wasser soweit zu entfernen, daß einerseits Reaktionen von Wasser mit der inneren Gefäßwand und andererseits störende Einflüsse des Wassers auf den vorgesehenen Gefäß- bzw. Flascheninhalt auf ein unmerkliches Maß herabgesetzt werden. Nach den Lieferbedingungen für technische Gase wird in dieser Hinsicht für die meisten Druckgasfüllungen solcher Gefäße ein Wassergehalt von weniger als 4 χ 10 Anteilen gefordert .

Da bei normalem Betrieb der beschriebenen Gefäße diese immer mit trockenen Gasen gefüllt werden, müssen die Gefäße vor allem nach der Druckprüfung vor der ersten Inbetriebnahme und nach jeder weiteren in bestimmten Zeitabständen vorgeschriebenen Druckprüfungen getrocknet werden. Bei diesen Prüfungen werden die Gefäße mit Wasser gefüllt, das je nach den Festigkeitsanforderungen des Gefäßes mit 300 bis 500 Atmosphären komprimiert wird. Es ist klar, daß nach einer solchen Behandlung das Gefäß bis in jede noch so kleine Pore der Innenwandung triefend naß wird.

Bei der erforderlichen Trocknung ist man bisher unter anderem so vorgegangen, daß man das Gefäß, z.B. eine

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Stahlflasche, bei abgeschraubtem Ventil mit der Öffnung nach unten schräg, z.B. unter 60°, gegen die Waagerechte aufgestellt und von unten durch die Öffnung warme, trockene Luft oder trockenen Stickstoff eingeführt hat. Trotz langer Trocknungszeiten bei dieser Konvektionstrocknung haben sich in vielen Fällen unbefriedigende Ergebnisse eingestellt. Es ist vor allem immer wieder aufgefallen, daß nach Abkühlen des getrockneten Gefäßes die Innenwandung einen Feuchtigkeitsfilm aufwies. Versuche haben ergeben, daß in dieser Hinsicht energiereichere Brenner und damit eine höhere Erhitzung des jeweilig zu trocknenden Gefäßes zu keinen wesentlich besseren Ergebnissen führen. Dabei ist zu beachten, daß man solche Druckgefäße nicht beliebig erhitzen darf, wenn deren mechanische Festigkeit nicht leiden soll. Die an sich gangbare Trocknung mit Hilfe von trockenem Stickstoff ist wegen der Gesundheitsschädlichkeit dieses Gases nicht zu empfehlen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Trocknen der genannten Gefäße zu schaffen, bei dem ohne übermäßige Erhitzung der Gefäße ein ausreichender und beständiger Trockenheitsgrad erzielbar ist. Die Lösung besteht darin, daß der Innenraum des Gefäßes evakuiert und während des Evakuierens das Gefäß von außen her so lange aufgeheizt wird, bis der dem Maß der Evakuierung dann im wesentlichen entsprechende Partialdampfdruck der abzutrocknenden Feuchtigkeit den gewünschten Betrag unterschritten hat.

Erfindungsgemäß wird das innen zu trocknende Gefäß von außen her erhitzt. Die Erfindung geht also von dem Vorurteil ab, daß man wie bei bisherigen Trock-

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nungsverfahren dieser Art dort erhitzen müsse - nämlich im Innenraum - wo zu trocknen ist. Die Erfindung geht auch davon ab, daß es aus wirtschaftlichen Gründen zur Reduzierung des Energieverbrauchs nur sinnvoll sei, den Innenraum der zu trocknenden Gefäße unmittelbar durch eine dort befindliche Wärmequelle aufzuheizen. Vielmehr geht man erfindungsgemäß so vor, daß man während des Aufheizens des Gerätes dessen Innenraum laufend über eine Vakuumpumpe evakuiert. Da diese Pumpe das beim Aufheizen des Gefäßes ständig verdampfte Wasser laufend absaugt, kann sich im Gefäß bei keiner Temperatur ein Gleichgewicht zwischen flüssigen Wasserpartikeln - etwa in Poren der inneren Gefäßwandung - und Wasserdampf einstellen. Vielmehr saugt die Pumpe entstehenden Wasserdampf stets sofort ab. Nach kurzer Betriebsdauer wird die Pumpe auf diese Weise praktisch nur noch Wasserdampf, der wegen der sofortigen Absaugung auch kaum Gelegenheit hat, sich an kühleren Gefäßwandteilen zu kondensieren, fördern. Der Innendruck im Gefäß wird dann im wesentlichen vom Pa-rtialdampfdruck des Wassers bestimmt. Unterschreitet dieser einen bestimmten Betrag, so kann man bei Zugrundelegung der gemessenen Gefäßtemperatur den im Gefäß bzw. in deren innerer Wandung verbliebenen Wasserrest durch Rechnung abschätzen. Das Druckmeßgerät in der Vakuumleitung kann also in Einheiten der Restfeuchte geeicht werden.

Will man den Innenraum des Gefäßes beispielsweise auf höchstens 4- ppm (d.h. 4 χ 10~⁶) Wassergehalt trocknen, so ergibt die Rechnung, daß dieser Trocknungsgrad erreicht ist, wenn man so lange evakuiert und auf eine mittlere Temperatur von etwa 80°0 erhitzt, bis ein Vakuum, d.h. ein Innendruck im Gefäß, von

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weniger als 0,5 Torr erreicht ist.

Vergleichsversuche haben ergeben, daß bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens die gewünschte Trockenheit schon nach einer Behandlungszeit von einer halben bis einer dreiviertel Stunde erreicht ist. Gegenüber dem nach den bisherigen Verfahren erforderlichen ca. vier Stunden Behandlungszeit bedeutet die wesentliche Verkürzung der Betriebszeit allein schon einen erheblichen wirtschaftlichen Vorteil. Zwar ist der Energieverbrauch pro Zeiteinheit beim erfindungsgemäßen Verfahren höher als bei früheren Verfahren, durch die wesentliche Verkürzung der Behandlungszeit wird aber der Energieverbrauch selbst gegenüber früheren Verfahren praktisch nicht vermehrt. Es kommt hinzu,daß die relativ kurze Behandlungszeit pro Einzelgefäß eine erhebliche Umsatzvergrößerung und damit eine wesentlich bessere Ausnutzung des investierten Kapitals ermöglicht.

Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer Wärmekammer gleichzeitig mehrere Gefäße von außen mit Hilfe von Heißluft zu erhitzen. Bei der Aufheizung wird zweckmäßig die Evakuierung der Gefäße über die Ein- oder Auslaßöffnung bzw. das am Gefäß ohnehin vorhandene Ventil vorgenommen. Diese Evakuierung wird dabei vorteilhaft von einer außerhalb der Wärmekammer verbleibenden Vakuumpumpe bewirkt, von der aus eine Sammelleitung in die Wärmekammer geführt ist, auf die wiederum die einzelnen Gefäße mittels Stichleitungen in Reihe geschaltet sind. Vorzugsweise ist die Kammer von unten mittels Heißluft beheizt. Dadurch wird erreicht, daß bei aufrechtstehendem Gefäß die Aufheizung durch von unten längs der Gefäßwandungen turbulent aufsteigende Heißluft bewirkt wird, derart, daß das Gefäß im unteren Bereich wärmer als im oberen Bereich wird.Dies ist u.a. wichtig, weil sich am

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Behälterboden erfahrungsgemäß eine größere Wasserpfütze bildet.

Es hat sich ferner für den Arbeitsablauf als sehr günstig erwiesen, wenn die Wärmekammer und das Gefäß bzw. die Gefäße nur soweit erhitzt werden, daß die Kammer nach Öffnung sofort betretbar ist und die Gefäße von Hand abtransportierbar sind. In dem Sinne ist es zweckmäßig, die Gefäße nur soweit zu erhitzen, daß sie im oberen Bereich eine Temperatur von nur etwa 80⁰C erreichen. Die Gefäße sind dann ohne weiteres - gegebenenfalls unter Zuhilfenahme von geeigneten Handschuhen - unmittelbar nach 'Öffnung der Kammer aus dieser entnehmbar. Die relativ geringe Aufheizung der Gefäße hat den weiteren Vorteil, daß die normalen Ventile der Gefäße während der Erhitzung nicht beschädigt werden können und daher die Vakuumleitung unmittelbar an diese ohnehin vorhandenen Ventile anschließbar ist.

Um zu verhindern, daß nach dem Abschrauben der Vakuumleitung normale - also relativ feuchte - Außenluft in die Gefäße eindringt, werden die Ventile zweckmäßig vor dem Abschrauben der Vakuumleitung geschlossen. Das getrocknete Gefäß kann dann in diesem evakuierten Zustand zu der jeweiligen Gasabfüllstation gebracht werden, wo sich der weitere Vorteil günstig bemerkbar macht, daß nämlich vor dem Einfüllen des jeweiligen Gases das Gefäß nicht mehr entlüftet werden muß. Andererseits kann es aber auch zweckmäßig sein, wenn das nach dem Trocknen in dem geweiligen Gefäß verbleibende Vakuum zum Ansaugen eines trockenen Gases, insbesondere des Gases, mit dem das Gefäß bei Benutzung gefüllt werden soll, benutzt wird. Bei einem

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zufälligen Öffnen des Gefäßventils kann dann feuchte Außenluft nicht in das Gefäß eindringen.

Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens hat sich schließlich der unerwartete "Vorteil eingestellt, daß nicht nur die Trocknung des Innenraums beschleunigt wird, sondern auch die Fertigstellung des Außenanstrichs. Die meisten Druckgas- oder Flüssiggasgefäße müssen nämlich an der Außenseite bestimmte Farben aufweisen. Normalerweise erfordert das Trocknen dieses Außenanstrichs bzw. Lacks erhebliche Zeitdauer. Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens können nun frisch lackierte Gefäße in die Wärmekammer gebracht werden, so daß gleichzeitig mit der Trocknung des Innenraums auch eine Trocknung des äußeren Farbanstrichs erfolgt. Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens können der Wärmekammer also versandfertige, außen und innen gereinigte, getrocknete bzw. lackierte Druckgas- bzw. Flüssiggasgefäße entnommen werden.

Anhand der schematischen Zeichnung eines Ausführungsbeispiels werden Einzelheiten erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine Wärmekammer mit symbolisierten Aggregaten

und
Figur 2 ein Schnitt längs der Linie II - II von Figuri,

Die Figuren 1 und 2 werden im folgenden gleichzeitig beschrieben. In einer Wärmekammer 1, die möglichst gut wärmeisolierende Wandungen haben soll und die zwecks günstigen Arbeitsablaufs zwei gegenüberliegende Eingänge (nicht gezeichnet) aufweist, stehen im Ausführungsbeispiel auf einem Rost 2 Stahlflaschen 3, von

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denen nur eine als Beispiel dargestellt ist. An das normale Ventil 4 der Stahlflasche 3 ist eine außerhalb der Wärmekammer 1 stehende Vakuumpumpe 5 über Leitungen 6, die ein Vakuummeßgerät 7 und. ein Dreiwegeventil 8 enthalten können, sowie die Sammelleitung 9 innerhalb der Wärmekammer 1 und eine Stichleitung 1o mit einem Schraubverschluß 11 verbunden. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, die Stichleitungen 1o aus relativ leicht biegbarem Kupferrohr herzustellen. Die Dichtung des Verschlusses 11 kann vorteilhaft mittels Teflon bewirkt werden. In der Zeichnung sind weitere Stichleitungen, die der Stichleitung 1o entsprechen, angedeutet. Bei Ausführung des Verfahrens würde normalerweise an jede Stichleitung 1o ein zu trocknendes Gefäß angeschlossen sein.

Die Aufheizung der Wärmekammer 1 und damit der darin stehenden Gefäße 3 erfolgt von unten mittels durch das Rost 2 nach oben strömende Heißluft. Diese kann mit Hilfe eines Gebläses 12 erzeugt sein, welches Außenluft über ein Heizregister 13 in einen unter dem Rost 2 spiralförmig oder mäanderfb'rmig angeordneten Mauerraum 14 bläst. Dieser Mauerraum 14 speichert außerdem die Wärme. Um die Wärmebilanz des gesamten Trocknungssystems günstiger zu gestalten, wurde die gesamte Heizquelle unterhalb des Rostes 2 in eine Ecke der Wärmekammer selbst gelegt, so daß die Heizquelle zusätzlich die Wärmekammer 1 mit Strahlungswärme speist. Normalerweise werden je nach Größe der Wärmekammer zwei oder mehrere solcher gemauerter Heißluftführungen 14 vorgesehen sein, um eine gleichmäßige Aufheizung der auf dem Rost 2 stehenden Gefäße 3 zu gewährleisten.

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Das Heizregister 13 kann durch übliche Energieträger beheizt werden. Die Auswahl kann nach den örtlichen kostenmäßigen Gegebenheiten getroffen werden. Im Ausführungsbeispiel ist symbolisch dargestellt, daß das Rohr oder Rohrbündel 16 unmittelbar im Anschluß an das Gebläse 12 mit Hilfe von Gasbrennern 17 beheizt wird.

8 Patentansprüche
2 Figuren

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Claims

240 - 9 -

Patentan Sprüche

Verfahren zum Trocknen des Innenraums von Druck- bzw. Plussiggas-Gefäßen, wie Stahlflaschen, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum des Gefäßes (3) evakuiert und während des Evakuierens das Gefäß von außen her so lange aufgeheizt wird, bis der dem Maß der Evakuierung dann entsprechende Partialdampfdruck der abzutrocknenden Feuchtigkeit den gewünschten Betrag unterschritten hat.
2. "Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Trocknung auf höchstens 4 ppm Wassergehalt so lange evakuiert und auf eine mittlere Temperatur von etwa 80°C erhitzt wird, bis ein Vakuum, d.h. ein Innendruck im Gefäß, von weniger als 0,5 Torr erreicht ist, mit einer mehrstufigen Vakuumpumpe und einer längeren Trocknungszeit erzielt man noch kleinere Wassergehalte.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Evakuierung über die Ein- oder Auslaßöffnung bzw. das Ventil (4-) des Gefäßes (3) erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Wärmekammer (1) ein oder gleichzeitig mehrere Gefäße (3) von außen mit Hilfe von Heißluft erhitzt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß bei aufrechtstehendem Gefäß (3) die Aufheizung durch von unten längs der Gefäßwandung turbulent aufsteigende Heißluft bewirkt wird, derart, daß das Gefäß im unteren Bereich wärmer als im oberen Bereich wird.

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6. "Verfahren nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmekammer (1) und das Gefäß bzw. die Gefäße (3) nur so hoch erhitzt werden, daß die Kammer nach Öffnung betretbar ist und die Gefäße von Hand abtransportierbar sind.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefäß bzw. die Gefäße (3) nur so weit erhitzt werden, daß sie im oberen Bereich eine

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Temperatur um etwa 80 C erreichen.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das nach dem Trocknen in dem geweiligen Gefäß verbleibende Vakuum zum Ansaugen eines trockenen Gases, insbesondere des Gases, mit dem das Gefäß bei Benutzung gefüllt werden soll, benutzt wird, so daß beim Öffnen des Gefäßventils (4) nicht feuchte Außenluft in das Gefäß (3) eindringen kann.

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