BE1017715A3 - Vloeistofascheider. - Google Patents

Abstract

Vloeistofafscheider die is voorzien van een centrifugaalafscheider (2) en een fijnafscheider (10) waar doorheen een te zuiveren gas kan stromen, waarbij de centrifugaalafscheider (2) gevormd wordt door een cilindrische behuizing (3) met een tangentiële inlaat (6) en een axiale uitlaat (7), daardoor gekenmerkt dat de fijnafscheider (10) een behuizing (11) bevat die een ruimte (12) begrenst die van de interne ruimte (8) van de centrifugaalafscheider (2) is geïsoleerd door middel van een terugslagklep (13).

Description

Vloeistofafscheider.

De huidige uitvinding heeft betrekking op een vloeistofafscheider, en in het bijzonder op een vloeistofafscheider die kan worden voorzien in de persleiding van een oliegeïnjecteerde compressor voor het afscheiden van olie uit perslucht.

Vloeistofafscheiders van het bekende type zijn voorzien van een centrifugaalafscheider en een fijnafscheider met een doorstroomelement waar doorheen een te zuiveren gas kan stromen, waarbij de centrifugaalafscheider gevormd wordt door een cilindrische behuizing met een tangentiële inlaat en een axiale uitlaat, welke behuizing een inwendige ruimte begrenst waarin al dan niet een schild is aangebracht voor de geleiding van de stroming naar de uitlaat toe.

Bij de bekende vloeistofafscheider wordt de voornoemde fijnafscheider volledig gevormd door het doorstroomelement en is dit doorstroomelement, bijvoorbeeld in de vorm van een coalescentiefilter, aangebracht in de inwendige ruimte van de cilindrische behuizing van de centrifugaalafscheider en is het doorstroomelement zodanig opgesteld dat, indien het voornoemde schild aanwezig is, dit schild zich uitstrekt rondom dit doorstroomelement, waartoe het schild is uitgevoerd in de vorm van een cilindrische buis.

Tijdens het gebruik van een bekende vloeistofafscheider, wordt, via de voornoemde tangentiële inlaat, een mengsel van gas en vloeistof aangevoerd, bijvoorbeeld in de vorm van perslucht die afkomstig is van een oliegeïnjecteerde compressor.

Doordat de voornoemde inlaat tangentieel op de cilindrische behuizing geplaatst is, ondervindt het binnentredend mengsel van gas en vloeistof, zoals bekend, een wervelbeweging, waarbij een voor-afscheiding ^ optreedt doordat, door centrifugaalwerking, de relatief zware vloeistofdeeltjes tegen de binnenzijde van de cilindrische wand worden geslingerd en door de zwaartekracht langsheen deze wand worden af gevoerd naar de bodem van de vloeistofafschelder, waar de afgescheiden vloeistof desgewenst kan worden afgevoerd, bijvoorbeeld via een daartoe voorziene vloeistofuitlaat.

Het gas waaruit de relatief zware vloeistofdeèltjes zijn afgescheiden, stroomt, zoals bekend, vervolgens via de ruimte tussen het schild1 en het doorstroomelement indien een schild aanwezig is, of via de ruimte tussen de behuizing van de centrifugaalafscheider en het doorstroomelement, doorheen het doorstroomelemerit voor het afscheiden van de kleinere vloeistofdeeltjes die nog in de gasstroom aanwezig zijn.

De gezuiverde gasstroom verlaat tenslotte de vloeistofafscheider via de gasuitlaat, om vervolgens bijvoorbeeld te kunnen worden gebruikt voor verdere toepassingen.

Een nadeel van de bekende vloeistofafscheiders is dat zij, door de aanwezigheid van het voornoemd doorstroomeiement in de behuizing van de centrifugaalafscheider, relatief omvangrijk en duur zijn.

Nog een nadeel van de bekende vloeistofafscheiders is dat zij, door hun relatief grote afmetingen, in een hoge keuringscategorie vallen, wat nadelige implicaties heeft voor wat betreft de kostprijs van de keuring.

Wanneer zulke bekende vloeistofafscheiders worden toegepast op de persleiding van een oliegeïnjecteerde compressor, wordt, bij het overgaan van de compressor van een belaste naar een onbelaste toestand, het gasvolume uit de ruimte in de behuizing van de centrifugaalafscheider integraal afgeblazen doorheen de fijnafscheider totdat de evenwichtsdruk voor de onbelaste werkingstoestand is bereikt.

Het afblazen van dit relatief grote luchtvolume dient snel te worden uitgevoerd, teneinde het aantal belàst-onbelast cycli niet te veel te beperken.

Een nadeel hiervan is dat -er, door het snel af blazen, sterke opschuiming van de olie optreedt. Het opstijgend schuim en de daarin opgeloste vervuiling verslechteren de werking van de fijnafscheider, zorgen voor een overmatig olieverbruik en verkorten tevens de levensduur van de fijnafschelder.

Nog een bijkomend nadeel van de bekende olieafschelders is dat het doorstroomelement, ten gevolge van de drukontlasting en ermee gepaard gaande hoge gassnelheden, mechanisch wordt belast op het ogenblik van het afblazen van een volume gas bij de overgang van belaste naar onbelaste toestand van de compressor, wat nadelig is voor de levensduur van dit doorstroomelement.

De huidige uitvinding heeft als doel een antwoord te bieden aan één of meer van de voornoemde en andere nadelen.

Hiertoe betreft de huidige uitvinding een vloeistofafscheider die is voorzien van een centrifugaalafscheider en een fijnafscheider waar doorheen een te zuiveren gas kan stromen, waarbij de centrifugaalafscheider gevormd wordt door een cilindrische behuizing met een tangentiële inlaat en een axiale uitlaat, waarbij de fijnafscheider een behuizing bevat die een ruimte begrenst die van de interne ruimte van de centrifugaalafscheider is geïsoleerd door middel van een terugslagklep.

Een voordeel van een vloeistofafscheider volgens de uitvinding is dat, doordat het doorstroomelement niet meer ! wordt aangebracht in de interne ruimte van de centrifugaalafscheider, de centrifugaalafscheider aanzienlijk kleiner en goedkoper kan worden uitgevoerd.

Nog een voordeel van vloeistofafscheiders volgens de uitvinding is dat hun centrifugaalafscheider en fijnafscheider, door de beperkte afmetingen en de gescheiden volumes, in een lagere keuringscategorie vallen dan klassieke vloeistofafscheiders, wat economisch voordeliger is.

Wanneer een vloeistofafscheider volgens de uitvinding wordt toegepast op de persleiding van een oliegeïnjecteerde compressor, wordt, bij het overgaan van de compressor van een belaste naar een onbelaste toestand, enkel het gasvolume uit de ruimte in de behuizing van de centrifugaalafscheider afgeblazen, terwijl de ruimte in de fijnafscheider steeds onder druk blijft staan.

Dit heeft als voordeel dat het doorstroomelement niet mechanisch wordt belast door plotse drukontlasting en hoge luchtsnelheden, waardoor de levensduur toeneemt ten opzichte van bij bekende vloeistofafscheiders.

Nog een voordeel hiervan is dat, door het relatief klein af te blazen volume gas, het afblazen langzamer kan worden uitgevoerd dan bij de klassieke vloeistofafscheiders, waardoor de kans op het vormen van schuim sterk wordt gereduceerd ten opzichte van de bekende vloeistofafscheiders.

Door de scheiding van de ruimten in de centrifugaalafscheider en de fijnafscheider, is het afgeblazen volume bij een vloeistofafscheider volgens de uitvinding kleiner dan bij de klassieke vloeistofafscheiders waardoor, door het afblazen, minder verliezen optreden door het feit dat minder drukenergie die vervat zit in het afgeblazen gas, in de atmosfeer kan ontsnappen.

Met het inzicht de kenmerken van de huidige uitvinding beter aan te tonen, is hierna als voorbeeld zonder enig beperkend karakter een voorkeurdragende uitvoeringsvorm van een vloeistofafscheider volgens de uitvinding beschreven met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin: figuur 1 schematisch en in perspectief een vloeistofafscheider volgens de uitvinding weergeeft; figuur 2 een doorsnede weergeeft volgens lijn II-II in figuur 1; figuur 3 op grotere schaal het gedeelte weergeeft dat in figuur 2 is aangeduid met F3.

In de figuren 1 tot 3 is een vloeistofafscheider 1 volgens de uitvinding weergegeven die is voorzien van een centrifugaalafscheider 2 die wordt gevormd door een cilindrische behuizing 3 met een bovenwand 4 en een bodemwand 5 en met een tangentiële inlaat 6 en een axiale uitlaat 7, welke behuizing 3 een interne ruimte 8 begrenst.

De voornoemde uitlaat 7 is bij voorkeur centraal in de bovenwand 4 van de behuizing 3 aangebracht.

De centrifugaalafscheider 2 omvat in dit geval tevens een afvoeropening 9 voor afgescheiden vloeistof, welke afvoeropening 9 zich bij voorkeur in gemonteerde toestand van de centrifugaalafscheider 2 onderaan deze centrifugaalafscheider 2 bevindt, in of nabij de voornoemde bodemwand 5.

De vloeistofafscheider 1 volgens de uitvinding is tevens voorzien van een fijnaf schei der 10 die een behuizing 11 bevat die een ruimte 12 begrenst die van de interne ruimte 8 van de centrifugaalafscheider 2 is geïsoleerd door middel van een terugslagklep 13 die een stroming toelaat vanuit de centrifugaalaf scheider 2 naar de ruimte 12 in de fijnafscheider 10.

De voornoemde behuizing 11 is in dit geval onderaan verbonden met de bovenwand 4 van de centrifugaalafscheider 2, bijvoorbeeld door middel van bouten 14.

Bovenaan is de behuizing 11 van de fijnafscheider 10 afgesloten door middel van een deksel 15 waarin centraal een uitlaatopening 16 is voorzien voor gezuiverd gas, welke uitlaatopening wordt afgesloten door middel van een minimum-drukventiel 17 dat een verbinding vormt tussen de ruimte 12 en een afnamepunt voor gezuiverd gas.

Volgens de uitvinding is in de voornoemde interne ruimte 12 van de fijnafscheider 10 een doorstroomelement 18 aangebracht, bijvoorbeeld in de vorm van een coalescentiefilter of een ander type van fijnfilter of met andere woorden een filter die toelaat om resterende vloeistofdruppeltjes uit de gasstroom te verwijderen.

In dit geval is het voornoemde doorstroomelement 18 cilindrisch uitgevoerd met gasdoorlaatbare wanden en is dit doorstroomelement 18 aan één zijde, in de weergegeven opstelling de onderzijde, afgesloten door middel van een afsluitwand 19.

De bovenzijde van het voornoemde doorstroomelement 18 is tegen het deksel 15 bevestigd, en is zodanig gepositioneerd dat dit doorstroomelement 18 zich volledig uitstrekt rondom de voornoemde opening 16 en dus rond het minimum-drukventiel 17.

Zoals meer in detail is weergegeven in figuur 3 is de voornoemde terugslagklep 13 in dit geval uitgevoerd in de vorm van een schijfvormig kleplichaam 20 dat aan weerszijden is voorzien van een geleidingspen 21, respectievelijk 22 en dat op een zitting rust die wordt gevormd door. de bovenwand 4 van de centrifugaalafscheider 2.

De naar de centrifugaalafscheider 2 gerichte geleidingspen 21 is axiaal verschuifbaar aangebracht in geleidingsmiddelen 23 die in dit geval worden gevormd door een in hoofdzaak conisch lichaam 24 dat op de behuizing 3 is bevestigd en dat met een spits uiteinde 25 tegen de stroomrichting van het gas is gericht, met andere woorden in de richting van de ruimte 8, en waarbij in dit lichaam 24 een geleidingskanaal 26 is voorzien waarin de geleidingspen 21 verschuifbaar is aangebracht.

Het voornoemde conisch lichaam 24 wordt zodanig geplaatst in de bovenwand 4 van de centrifugaalafscheider 2 en vormgegeven dat de stroming vanuit de ruimte 8 naar de terugslagklep 13, over de terugslagklep 13 en naar het doorstroomelement 18 met zo klein mogelijke stromingsverliezen gepaard gaat.

De naar de fijnafscheider 10 gerichte pen 22 is in dit geval verschuifbaar aangebracht in een geleidingskanaaltje 27 dat zich uitstrekt in de afsluitwand 19 van het doorstroomelement 18.

De werking van een vloeistofafscheider 1 volgens de uitvinding is zeer eenvoudig en als volgt.

Een mengsel van samengeperst gas en vloeistof, zoals een mengsel van perslucht en oliedruppeltjes afkomstig van een vloeistofgeïnjecteerd compressorelement, treedt via de inlaat 6 binnen in de ruimte 8.

Door de tangentiële inplanting van de inlaat 6 in de cilindrische behuizing 3, ondervindt het binnentredende mengsel van gas en vloeistof een wervelbeweging.

Hierbij treedt een centrifugaalafscheiding op, doordat de relatief zware vloeistofdeeltjes onder invloed van centrifugaalkrachten tegen de cilindrische wand van de centrifugaalafscheider 2 worden geslingerd.

De afgescheiden vloeistof druipt, onder invloed van de zwaartekracht, langs de cilindrische wand naar de onderzijde van de ceritrifugaalafscheider 2, waar deze vloeistof wordt afgevoerd via de afvoer 9.

Het gas dat de centrifugaalafscheider 2 verlaat, stroomt via de voornoemde terugslagklep 13 in de ruimte 12 van de fijnafscheider 10, om vervolgens doorheen de cilindrische wand van het doorstroomelement 18 te stromen voor het afscheiden van de fijne vloeistofdruppeltjes die nog in de gasstroom aanwezig zijn.

Door de aanwezigheid van het conisch lichaam 24 ter hoogte van de uitlaat 7, wordt een radiale component aan de gasstroom meegegeven, waardoor de instroming in de fijnafscheider 10 wordt vergemakkelijkt en stromingsverliezen worden beperkt.

Na passage doorheen de wand van het doorstroomelement 18, stroomt het gezuiverde gas doorheen het minimum-drukventiel 17 voor afname door een gebruiker.

Doordat de afmetingen van de centrifugaalafscheider 2 en de fijnafscheider 10 beperkt zijn en doordat de centrifugaalafscheider 2 en de fijnafscheider 10 van elkaar gescheiden zijn door middel van een terugslagklep 13, vall6n de centrifugaalafscheider en fijnafscheider van een vloeistofafscheider 1 volgens de uitvinding voor een bepaalde nominale drukwaarde in een lagere keuringsklasse dan klassieke vloeistofafscheiders met dezelfde nominale drukwaarde, waardoor keuringskosten kunnen worden bespaard.

Door de kleinere constructie kunnen tevens materiaal- en stockagekosten worden bespaard en is de vloeistofafscheider 1 volgens de uitvinding lichter dan de klassieke vloeistofafscheiders.

Ook zal bij toepassing van de vloeistofafscheider 1 op de persluchtuitlaat van een oliegeïnjecteerde compressor, bij het in nullast gaan van de compressor, slechts een beperkt volume gas dienen te worden afgeblazen, doordat de terugslagklep 13 sluit, waardoor het afblazen langzamer kan geschieden en schuimvorming wordt beperkt en er bovendien energie wordt bespaard aangezien minder drukenergie aldus in de atmosfeer wordt afgeblazen.

De bewoordingen "bovenwand" en "bodemwand" zijn hier steeds gebruikt in het licht van de bijgevoegde figuren 1 tot 3, doch, het spreekt voor zich dat de vloeistofafscheider 1 volgens de uitvinding niet noodzakelijk volledig verticaal dient te worden opgesteld, zoals weergegeven in de figuren, maar dat hij ook in andere standen kan worden aangewend.

De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de als voorbeeld beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvormen, doch, een vloeistofafscheider 1 volgens de uitvinding kan in velerlei vormen en afmetingen worden uitgevoerd, zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.

Claims (11)

1. Vloeistofafscheider die is voorzien van een centrifugaalafscheider (2) en een fijnafscheider (10) waar doorheen een te zuiveren gas kan stromen, waarbij de centrifugaalafscheider (2) gevormd wordt door een cilindrische behuizing (3) met een tangentiële inlaat (6) en een axiale uitlaat (7), daardoor gekenmerkt dat de fijnafscheider (10) een behuizing (11) bevat waarvan die een ruimte (12) begrenst die van de interne ruimte (8) van de centrifugaalafscheider (2) is geïsoleerd door middel van een terugslagklep (13).

2. Vloeistofafscheider volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat de voornoemde behuizing (11) van de fijnafscheider (10) tegen de behuizing (3) van de centrifugaalafscheider (2) is gemonteerd.

3. Vloeistofafscheider volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat in de voornoemde fijnafscheider een doorstroomelement (18) is geplaatst.

4. Vloeistofafscheider volgens conclusie 3, daardoor gekenmerkt dat het voornoemde doorstroomelement (18) is uitgevoerd in de vorm van een fijnfilter.

5. Vloeistofafscheider volgens conclusie 4, daardoor gekenmerkt dat de voornoemde fijnfilter is uitgevoerd in de vorm van een coalescentiefilter.

6. Vloeistofafscheider volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat het voornoemde doorstroomelement (18) is uitgevoerd in de vorm van een cilindrische buis met gasdoorlaatbare wanden.

7. Vloeistofafscheider volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de voornoemde ruimte (12) in de fijnafscheider (10) via een minimum drukventiel (17) in verbinding staat met een afnamepunt voor gezuiverd gas.

8. Vloeistofafscheider volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de voornoemde terugslagklep (13) een kleplichaam (20) bevat dat in gesloten toestand van de terugslagklep (13) samenwerkt met een zitting die wordt gevormd door een bovenwand (4) van de centrifugaalafscheider (2).

9. Vloeistofafscheider volgens conclusie 8, daardoor gekenmerkt dat het voornoemde kleplichaam (20) langs weerszijden voorzien is van een geleidingspen (21, respectievelijk 22).

10. Vloeistofafscheider volgens conclusie 9, daardoor gekenmerkt dat een eerste van de voornoemde geleidingspennen naar de centrifugaalafscheider (2) is gericht en verschuifbaar is in geleidingsmiddelen (23) die worden gevormd door een conisch lichaam (24) dat aan de behuizing (3) van de centrifugaalafscheider (2) is bevestigd en dat met een spits uiteinde (25) tegen de stroomrichting van het gas is gericht, met andere woorden in de richting van de ruimte (8) en waarin een geleidingskanaal (26) is voorzien waarin deze eerste geleidingspen (21) verschuifbaar is.

11.- Vloeistofafscheider volgens conclusie 9, daardoor gekenmerkt dat een tweede geleidingspen (22) naar de fijnafscheider (10) is gericht en verschuifbaar is aangebracht in een geleidingskanaaltje (27) dat zich uitstrekt in een bodemwand (19) van het voornoemde doorstroomelement (18).