Gerät zum Ausscheiden und Abführen von Flüssigkeiten aus einem gasförmigen Druckmedium
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät zum Ausscheiden und Abführen von Flüssigkeiten aus einem gasförmigen Druckmedium, wobei eine Kammer zur Aufnahme der ausgeschiedenen Flüssigkeit vorgesehen ist, in der ein Schwimmer angeordnet ist, welcher beim Erreichen eines vorbestimmten Flüssigkeitsniveaus das öffnen des Flüssigkeitsauslasses einleitet.
Die bekannten Geräte dieser Art weisen ein den Flüssigkeitsauslass steuerndes Ventil auf, das ausschliesslich durch den Schwimmer gesteuert wird. Infolgedessen wird zwar das Ventil bei Erreichen des vorbestimmten Flüssigkeitsniveaus ordnungsgemäss geöffnet. Da jedoch der Schwimmer dem Ausfliessen der Flüssigkeit entsprechend absinkt, wird das Ventil bereits nach einem verhältnismässig geringfügigen Niveauabfall wieder geschlossen. Die Flüssigkeitskammer enthält daher ständig eine erhebliche Flüssigkeitsmenge. Dadurch bildet sich in dieser Kammer eine stets zunehmende Ansammlung von öl und Staub, die zu Störungen der Gerätefunktion führt, indem sich diese Fremdstoffe am Ventilsitz festsetzen. Dadurch wird das Ventil leck. Es ist daher unmöglich, ein vorbestimmtes Flüssigkeitsniveau und damit ein periodisches völliges öffnen des Ventils zu erreichen.
Schliesslich kann sogar ein ständiger Austritt des gasförmigen Druckmediums durch das Auslassventil eintreten.
Ausserdem haben bekannte Geräte der erwähnten Art auch den Nachteil, dass im Ventilsteuerungsmechanismus Gleitorgane vorgesehen sind, die zu Abfällen von öl, Schuppen und Packungsmaterial führen, die sich mit der Flüssigkeit vermischen und durch diese in das Auslassventil geschwemmt werden und dieses blockieren sowie verschmutzen. Dadurch wird die Funktion des Gerätes gestört.
Die vorliegende Erfindung behebt diese Nachteile und betrifft ein Gerät der eingangs erwähnten Gattung, das erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet ist, dass es einen in der Kammer befindlichen, auf der Oberseite mit einem durch den Schwimmer steuerbaren Ventil versehenen, vertikalen Zylinder aufweist, in welchem ein Steuerkolben verschiebbar gelagert ist, der auf der Unterseite mit einem zentralen Steuerglied versehen ist, das ein Ventil steuert, das Ganze derart, dass beim Ansteigen der Flüssigkeit in der Kammer bis zum vorbestimmten Niveau der Schwimmer das in der Kammer befindliche Ventil zwangsläufig öffnet, wonach das Druckmedium den im Zylinder befindlichen Kolben absenkt, wobei dessen Steuerglied das unterhalb des Kolbens befindliche Ventil öffnet, welches selbst das Auslassventil ist oder das Öffnen des Auslassventils für die Flüssigkeit bewirkt.
Die Zeichnung zeigt in den Fig. 1 und 2 im vertikalen Mittellängsschnitt je ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes.
Das in Fig. 1 dargestellte Gerät weist ein hohlzylinderförmiges, am unteren Ende in einen Flaschenhals übergehendes Gehäuse 1 auf, der oben durch einen Deckel 2 hermetisch abgeschlossen ist. Dieser ist durch eine vertikale Trennwand B in zwei Räume unterteilt, von denen der eine Raum mit einer seitlichen Gewindebohrung A zum Einlass des zu behandelnden gasförmigen Druckmediums und einer zentral in das Gehäuse 1 ausmündenden Gewindebohrung versehen ist. In letztere ist ein sich nach unten erweiternder trichterförmiger Ventilsitz 11 eingeschraubt. Der andere Raum läuft in eine seitliche Gewindebohrung D zum Auslass des behandelten Gutes aus.
Im zylindrischen Gehäuse 1 ist ein Schwimmer 3 angeordnet, der durch ein zentrales Rohr dichtschliessend durchsetzt ist, dessen oberer Endteil über die Schwimmerkapsel hinausragt und mit einem Ventilhalter 5 versehen ist. Er ist durch einen Stift 6 fixiert und auf der Unterseite mit einem Ventilteller 4 versehen.
Durch das zentrale Rohr des Schwimmers 3 ist ein rohrförmiger Ventilsitzträger 7 hindurchgeführt, der am oberen Ende mit einer zentralen Öffnung E versehen ist, die mit dem Ventilteller 4 zusammenarbeitet. Unterhalb des Schwimmers 3 geht der Ventilsitzträger 7 in einen nach oben geschlossenen Zylinder 25 über, in den der zentrale Kanal F des Trägers 7 mündet.
Auf dem Boden des Gehäuses 1 ist ein Ventilsitz 16 mittels einer Mutter 17 befestigt, die im Hals des Gehäuseteils 1 geführt und an dessen Mündung abgestützt ist. Der Ventilsitzteil 16 ist mittels eines am Gehäuseboden aufliegenden O-Ringes 24 abgedichtet. Die Mutter 17 ist durch axiale Auslasskanäle M durchbrochen, die in den Flüssigkeitsauslasstutzen N der Mutter 17 münden. Das obere Ende des Ventilsitzteiles 16 arbeitet mit einem Ventilteller 15 zusammen, der in der dargestellten Lage das obere Ende je eines axialen Kanals K bzw. L abschliesst. Der Kanal K mündet mittels eines Querkanals in die Kammer C des Gehäuses 1, wogegen der Kanal L in den Auslasskanal M mündet.
Der obere Teil des Ventilsitzteiles 16 ist mit einem Aussengewinde versehen, auf welches ein entsprechendes Innengewinde aufweisender Teil 14 aufgeschraubt ist, der zusammen mit dem Ventilsitzteil 16 eine luftdicht abgeschlossene Druckkammer J bildet. Der Teil 14 ist am oberen Ende mit einer zentralen Durchbrechung H versehen, die auf der Unterseite in eine in die Kammer J mündende Gewindebohrung einmündet. In diese ist von der Unterseite her eine Hohlmutter 13 eingeschraubt in der eine, mit der Durchbrechung H zusammenarbeitende Ventilkugel 10 eingesetzt ist. Diese steht unter dem Einfluss einer im Hohlraum der Mutter 13 angeordneten Druckfeder 12, welche die Tendenz hat, die Kugel 10 in abdichtender Anlage an der unteren Mündung der Durchbrechung H zu halten.
Der Kolben 8 ist mittels eines O-Ringes 20 gegenüber der Wandung des Zylinders 25 abgedichtet und mit einem nach unten vorspringenden, zapfenförmigen, zentralen Steuerglied 26 versehen, das durch die Durchbrechung H hindurch mit der Kugel 10 zusammenarbeitet und in einer zentralen Bohrung des Bodens des Zylinders 25 geführt ist sowie gegenüber dieser Bohrung mittels eines O-Ringes 21 abgedichtet ist.
An die Durchbrechung H sind Querkanäle 27 angeschlossen, die in einen Hohlraum münden, der nach aussen durch einen vertikalen Zylindermantel 9 luftdicht abgeschlossen ist. Dieser sitzt unten auf einer Schulter des Ventilsitzteiles 16 auf und ist am oberen Ende durch einen Federring 18 gegen Verschieben gesichert. Der Innenraum des Mantels 9 ist durch O-Ringe 19 und 23 gegenüber dem Raum C abgedichtet und durch einen Kanal P mit dem Auslasskanal L verbunden. Der Kolben 8 ist durch eine Bohrung G durchbrochen.
Beim Gebrauch des Gerätes wird das zu behandelnde gasförmige Druckmedium durch die öffnung A eingelassen. Es prallt an die Trennwand B, wird von dieser nach unten abgelenkt und strömt der trichterförmigen Wand 11 entlang, alsdann um deren freie Kante herum in die Auslasskammer und verlässt diese durch die Öffnung D, an welche eine nicht dargestellte Leitung anschliesst, die das Medium an eine Gebrauchsstelle führt. Beim Aufprallen des feuchten Mediums an der Trennwand B und der nachfolgenden Umlenkung scheiden die Wassertropfen aus und sammeln sich im Raum C an.
Sobald das Niveau des sich ansammelnden Wassers einen vorbestimmten Stand erreicht hat, hebt der Schwimmer 3 den Ventilteller 4 von der öffnung E des Ventilträgers 7 ab. Das Druckmedium strömt durch den Kanal F in den Zylinder 25 ein. Der Kolben 8 wird daher infolge des Überdruckes auf der oberen Kolbenseite gegen über der unteren, unter Atmosphärendruck stehenden Kolbenseite nach unten verschoben. Das Steuerglied 26 des Kolbens 8 hebt unter Überwindung der Feder 12 die Kugel 10 vom Ventilsitz ab. Infolgedessen fällt der Druck in der Kammer J auf Atmosphärendruck ab. Der Ventilteller 15 wird daher vermöge des auf die Unterseite einwirkenden Überdruckes des im Raum C befindlichen Wassers angehoben. Das Wasser entweicht durch den Kanal K, die Kammer J, Kanäle L, M und den Auslassstutzen N. Nach Absinken des Wasserniveaus auf eine vorbestimmte Höhe sinkt der Schwimmer 3 ab.
Der Ventilteller 4 schliesst die Öffnung E, was den Abfall des auf die obere Seite des Kolbens 8 ausgeübten Druckes zur Folge hat, weil das Druckmedium durch die öffnung G, die Kanäle 27 und P und den Auslasskanal L entweicht. Die Feder 12 schiebt daher das Steuerglied 26 und damit den Kolben 8 solange nach oben, bis die Kugel 10 am Ventilsitz anliegt und die Durchbrechung H abschliesst.
Nach vollständigem Abfluss des Wassers aus der Kammer C strömt das gasförmige Medium durch den Kanal K, gelangt in den unteren Teil der Kammer J und durch den Spalt Q am Umfang des Ventiltellers 15 in den oberen Kammerteil, in dem es einen statischen Druck auf den Ventilteller 15 ausübt. Da die Geschwindigkeit der Strömung unter dem Ventilteller grösser ist im Vergleich zur Wasserströmung und die Druckenergie entsprechend stärker in kinetische Energie umgewandelt wird, überwiegt der auf die Oberseite des Ventiltellers 15 ausgeübte statische Druck den auf die Unterseite des Ventiltellers ausgeübten Druck. Infolgedessen wird der Ventilteller 15 nach unten in die Schliesslage geschoben, wodurch der Arbeitszyklus beendet und der Ausgangszustand wieder hergestellt ist.
Das abgesonderte Wasser sammelt sich wieder in der Kammer C an bis das vorbestimmte Niveau wieder erreicht ist und der Schwimmer 3 wieder angehoben wird und den Entleerungsvorgang einleitet.
Wie aus Vorstehendem hervorgeht, übt der Schwimmer 3 lediglich einen Impuls zum Öffnen des Ventils aus, hat jedoch keinen Einfluss auf den Schliessvorgang.
Vielmehr wird letzterer automatisch durch andersartige, vom Schwimmer unabhängige Mittel gesteuert. Diese sind so beschaffen, dass die Kammer C bei jeder Einleitung des Entleerungsvorganges vollständig geleert wird. Es können daher keine Betriebsstörungen entstehen, wie sie eingangs hinsichtlich der vorbekannten Geräte erwähnt worden sind.
Falls bei dem anhand der Fig. 1 erläuterten Gerät Staub in das Auslassventil gelangt, dann nimmt der Druck in der Kammer J infolge des Lecks ab, was das Überführen des Ventiltellers 15 in die Öffnungslage bewirkt. Der Staub wird dann durch den Wasser- oder Luftstrom fortgespült oder -geblasen, so dass das Ventil nicht ständig offen bleibt, wie dies bei bekannten Geräten der Fall ist.
Die öffnungszeit des Ventils ist verhältnismässig kurz und der Mediumverbrauch gering, so dass keine Gefahr für Störungen hinsichtlich Staubansammlung im Ventil und dadurch bewirkte Blockierungen zu befürchten ist.
Das Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 2 unterscheidet sich von demjenigen gemäss Fig. 1 im Prinzip dadurch. dass das unterhalb des Kolbens 8 befindliche Ventil 10' unmittelbar als Auslassventil für die Flüssigkeit ausgebildet ist und in der dargestellten Schliesslage die Flüssigkeitskammer vom Auslasskanal N trennt. Die vollkommen zylindrische Kammer C ist unten durch einen Boden 29 abgeschlossen, der mittels Schraubenbolzen 28 und Muttern 30 an einem Flansch des Gehäuseteils 1 dichtschliessend befestigt ist. Der Boden 29 ist mit einem Hohlraum 38 versehen, der durch einen schrägen Kanal 31 mit der Kammer C und durch eine zentrale Bohrung 32 mit einer den Ventilteller 10' aufnehmenden Druckkammer 37 verbunden ist. Durch die Bohrung 32 ist das Steuerglied 26 des Kolbens 8 hindurchgeführt, dessen freier Endteil mit dem Ventilteller 10' zusammenarbeitet.
Die Kammer 37 ist nach unten mittels einer Gewindekapsel 33 abgeschlossen, deren Boden mit einem nach innen vorspringenden zentralen Ansatz 34 versehen ist, auf dem der Ventilteller 10' in der Offenstellung zur Anlage kommt. In der dargestellten Schliesslage liegt der Ventilteller 10' an zwei zur vertikalen Achse konzentrischen Ringsitzen 35 an, welche die zentrale Bohrung 32 bzw. einen Kanal 0 umfassen. Letzterer verbindet die Druckkammer 37 mit dem Flüssigkeitsauslassstutzen N.
Dieser ist mittels einer Bohrung R mit der Durchbrechung G des Kolbens 8 verbunden.
Device for separating and discharging liquids from a gaseous pressure medium
The present invention relates to a device for separating and discharging liquids from a gaseous pressure medium, a chamber for receiving the discharged liquid is provided in which a float is arranged, which initiates the opening of the liquid outlet when a predetermined liquid level is reached.
The known devices of this type have a valve which controls the liquid outlet and which is controlled exclusively by the float. As a result, the valve is opened properly when the predetermined liquid level is reached. However, since the float sinks according to the outflow of the liquid, the valve is closed again after a relatively small drop in level. The liquid chamber therefore always contains a considerable amount of liquid. As a result, an ever-increasing accumulation of oil and dust forms in this chamber, which leads to malfunctions in the device function, as these foreign substances adhere to the valve seat. This will cause the valve to leak. It is therefore impossible to achieve a predetermined liquid level and thus a periodic full opening of the valve.
Finally, the gaseous pressure medium can even escape continuously through the outlet valve.
In addition, known devices of the type mentioned also have the disadvantage that sliding elements are provided in the valve control mechanism, which lead to waste of oil, flakes and packing material, which mix with the liquid and are washed through it into the outlet valve, blocking and soiling it. This disrupts the function of the device.
The present invention overcomes these disadvantages and relates to a device of the type mentioned at the beginning, which is characterized according to the invention in that it has a vertical cylinder located in the chamber, provided on the top with a valve controllable by the float, in which a control piston is displaceable is stored, which is provided on the underside with a central control member that controls a valve, the whole thing in such a way that when the liquid in the chamber rises to the predetermined level, the float inevitably opens the valve in the chamber, after which the pressure medium the piston located in the cylinder lowers, the control member of which opens the valve located below the piston, which is itself the outlet valve or causes the outlet valve to open for the liquid.
The drawing shows in FIGS. 1 and 2, in a vertical central longitudinal section, one exemplary embodiment of the subject matter of the invention.
The device shown in FIG. 1 has a hollow cylindrical housing 1 which merges into a bottle neck at the lower end and which is hermetically sealed at the top by a cover 2. This is divided by a vertical partition B into two rooms, one of which is provided with a lateral threaded hole A for the inlet of the gaseous pressure medium to be treated and a threaded hole opening centrally into the housing 1. A funnel-shaped valve seat 11 that widens downward is screwed into the latter. The other space runs out into a lateral threaded hole D to the outlet of the treated material.
A float 3 is arranged in the cylindrical housing 1, through which a central tube passes in a tight-fitting manner, the upper end part of which protrudes beyond the float capsule and is provided with a valve holder 5. It is fixed by a pin 6 and provided with a valve disk 4 on the underside.
A tubular valve seat support 7 is passed through the central tube of the float 3 and is provided at the upper end with a central opening E which cooperates with the valve disk 4. Below the float 3, the valve seat support 7 merges into an upwardly closed cylinder 25 into which the central channel F of the support 7 opens.
On the bottom of the housing 1, a valve seat 16 is fastened by means of a nut 17 which is guided in the neck of the housing part 1 and supported at its mouth. The valve seat part 16 is sealed by means of an O-ring 24 resting on the housing base. The nut 17 is pierced by axial outlet channels M which open into the liquid outlet nozzle N of the nut 17. The upper end of the valve seat part 16 works together with a valve disk 15 which, in the position shown, closes off the upper end of an axial channel K or L. The channel K opens into the chamber C of the housing 1 by means of a transverse channel, whereas the channel L opens into the outlet channel M.
The upper part of the valve seat part 16 is provided with an external thread onto which a corresponding internal thread is screwed, which together with the valve seat part 16 forms an airtight sealed pressure chamber J. The part 14 is provided at the upper end with a central opening H, which opens into a threaded hole opening into the chamber J on the underside. A hollow nut 13 is screwed into this from the underside, in which a valve ball 10 cooperating with the opening H is inserted. This is under the influence of a compression spring 12 arranged in the cavity of the nut 13, which has the tendency to hold the ball 10 in sealing contact with the lower opening of the opening H.
The piston 8 is sealed by means of an O-ring 20 against the wall of the cylinder 25 and provided with a downwardly projecting, peg-shaped, central control member 26, which works through the opening H through with the ball 10 and in a central bore in the bottom of the Cylinder 25 is guided and is sealed against this bore by means of an O-ring 21.
Transverse channels 27 are connected to the opening H and open into a cavity which is sealed off from the outside by a vertical cylinder jacket 9. This sits at the bottom on a shoulder of the valve seat part 16 and is secured at the upper end by a spring ring 18 against displacement. The interior of the jacket 9 is sealed off from the space C by O-rings 19 and 23 and is connected to the outlet channel L by a channel P. The piston 8 is pierced by a bore G.
When using the device, the gaseous pressure medium to be treated is admitted through the opening A. It hits the partition B, is deflected downwards by it and flows along the funnel-shaped wall 11, then around its free edge into the outlet chamber and leaves it through the opening D, to which a line (not shown) connects to the medium leads a point of use. When the moist medium hits the partition B and the subsequent deflection, the water droplets separate and collect in room C.
As soon as the level of the accumulating water has reached a predetermined level, the float 3 lifts the valve disk 4 from the opening E of the valve support 7. The pressure medium flows into the cylinder 25 through the channel F. The piston 8 is therefore shifted downwards as a result of the overpressure on the upper side of the piston relative to the lower side of the piston, which is under atmospheric pressure. The control member 26 of the piston 8 lifts the ball 10 from the valve seat by overcoming the spring 12. As a result, the pressure in the chamber J drops to atmospheric pressure. The valve disk 15 is therefore raised by virtue of the overpressure of the water in space C acting on the underside. The water escapes through the channel K, the chamber J, channels L, M and the outlet connection N. After the water level has dropped to a predetermined height, the float 3 sinks.
The valve disk 4 closes the opening E, which results in a decrease in the pressure exerted on the upper side of the piston 8, because the pressure medium escapes through the opening G, the channels 27 and P and the outlet channel L. The spring 12 therefore pushes the control member 26 and thus the piston 8 upwards until the ball 10 rests against the valve seat and the opening H closes.
After the water has completely drained from chamber C, the gaseous medium flows through channel K, reaches the lower part of chamber J and through gap Q on the circumference of valve disk 15 into the upper chamber part, where there is a static pressure on the valve disk 15 exercises. Since the speed of the flow under the valve disk is greater compared to the water flow and the pressure energy is correspondingly more strongly converted into kinetic energy, the static pressure exerted on the top of the valve disk 15 outweighs the pressure exerted on the underside of the valve disk. As a result, the valve disk 15 is pushed down into the closed position, whereby the working cycle is ended and the initial state is restored.
The separated water collects again in the chamber C until the predetermined level is reached again and the float 3 is raised again and initiates the emptying process.
As can be seen from the above, the float 3 only exerts an impulse to open the valve, but has no influence on the closing process.
Rather, the latter is automatically controlled by other types of means that are independent of the swimmer. These are designed in such a way that chamber C is completely emptied each time the emptying process is initiated. There can therefore be no malfunctions, as mentioned at the beginning with regard to the previously known devices.
If, in the device explained with reference to FIG. 1, dust gets into the outlet valve, the pressure in chamber J decreases as a result of the leak, which causes the valve disk 15 to be moved into the open position. The dust is then washed away or blown away by the water or air flow, so that the valve does not remain open all the time, as is the case with known devices.
The opening time of the valve is relatively short and the medium consumption is low, so that there is no risk of malfunctions with regard to dust accumulation in the valve and the blockages caused by it.
The embodiment according to FIG. 2 differs from that according to FIG. 1 in principle in this respect. that the valve 10 'located below the piston 8 is designed directly as an outlet valve for the liquid and separates the liquid chamber from the outlet channel N in the illustrated closed position. The completely cylindrical chamber C is closed at the bottom by a base 29 which is tightly fastened to a flange of the housing part 1 by means of screw bolts 28 and nuts 30. The bottom 29 is provided with a cavity 38 which is connected by an inclined channel 31 to the chamber C and by a central bore 32 to a pressure chamber 37 receiving the valve disk 10 '. The control member 26 of the piston 8 is passed through the bore 32, the free end part of which cooperates with the valve disk 10 '.
The chamber 37 is closed at the bottom by means of a threaded capsule 33, the bottom of which is provided with an inwardly projecting central projection 34 on which the valve disk 10 'comes to rest in the open position. In the illustrated closed position, the valve disk 10 ′ rests on two ring seats 35 which are concentric to the vertical axis and which enclose the central bore 32 or a channel 0. The latter connects the pressure chamber 37 to the liquid outlet port N.
This is connected to the opening G of the piston 8 by means of a bore R.