DE1544126C - Method and apparatus for holding back the mist in gas streams - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abscheiden von Nebel aus einer Gasströmung. The invention relates to a method and a device for separating mist from a gas flow.

Bekanntlich ist es sehr schwierig, aus einem Gasstrom Nebel auszuscheiden, wenn dieser Nebel in feiner Verteilung in Erscheinung tritt. Das Problem stellt sich besonders bei Pumpen oder Kompressoren, die sehr oft dazu eingesetzt werden, um Gase, die man sehr rein halten möchte, zu befördern. Vakuumpumpen und Kompressoren werden aber im allgemeinen mit Öl geschmiert, und vor allen Dingen werden auch bei Vakuumpumpen Ölabdichtungen angewandt. Unter diesen Bedingungen führt der die Kammer der Vakuumpumpe durchlaufende Gasstrom einen Ölnebel mit sich, der häufig fein verteilt ist und von den Benutzern als besonders nachteilig angesehen wird.It is known that it is very difficult to excrete fog from a gas flow when this fog is in fine distribution appears. The problem arises particularly with pumps or compressors, which are very often used to transport gases that you want to keep very pure. Vacuum pumps and compressors, however, are generally lubricated with oil, and above all else Oil seals are also used for vacuum pumps. Under these conditions the die leads Chamber of the vacuum pump through gas flow an oil mist with it, which is often finely divided and is considered particularly detrimental by users.

Von dem Erfinder an einer Vakuumpumpe mit Ölabdichtung durchgeführte Untersuchungen haben erwiesen, daß die vom Gasstrom mitgeführten Öl-Wäschen oder -tröpfchen Durchmesser in der Größenordnung von Mikron besaßen.Investigations carried out by the inventor on a vacuum pump with an oil seal proved that the oil washes or droplets carried along by the gas stream were of the order of magnitude owned by Mikron.

Die in der Praxis gebräuchlichen filterartigen Abscheider einfacher Art weisen nur eine vorübergehende Wirksamkeit auf. Sind sie einmal gesättigt, werden sie aber auch vollständig unwirksam.The filter-like separators of a simple type that are customary in practice only have a temporary one Effectiveness on. Once saturated, however, they also become completely ineffective.

Durch die britische Patentschrift 376 555 wurde ein Verfahren zum Reinigen von Gasen bekannt, das auf der Tatsache beruht, daß die im Gas vorhandenen Verunreinigungen, wie Ölnebeltröpfchen, eine größere Massenträgheit besitzen als die Gasmoleküle.A method for cleaning gases was known from British patent specification 376 555, the is based on the fact that the impurities present in the gas, such as oil mist droplets, have a larger Have inertia than the gas molecules.

Gemäß der britischen Patentschrift setzt man das laminar strömende Gas einer stetigen Richtungsänderung aus, indem man es eine schneckenförmige Bahn durchlaufen läßt. Dabei wird eine höhere Fliehkraft auf die Verunreinigungen höheren Gewichts ausgeübt, die sich dann am Außenrand der Strömungsbahn absetzen sollen. Man erkennt, daß die Reinigungswirkung stark von der Größe und der Zusammensetzung der einzelnen Partikel der Verunreinigung abhängt, daß also leichtere Partikel mit nur geringer Wahrscheinlichkeit entfernt werden, wobei zusätzlich die Gefahr besteht, daß die bereits abgeschiedenen Verunreinigungen wieder mitgerissen werden.According to the British patent, the laminar flowing gas is subject to a constant change of direction by letting it travel a helical path. There is a higher centrifugal force exerted heavier weight on the contaminants, which then settle on the outer edge of the flow path should. It can be seen that the cleaning effect strongly depends on the size and the composition the individual particles of the contamination depends, so that lighter particles with only a low probability are removed, with the additional risk that the already deposited impurities get carried away again.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, bei dem die Abscheidewirkung unabhängig von der Größe der einzelnen Verunreinigungspartikel erfolgt, das also ganz besonders für das Abscheiden feinster Nebeltröpfchen in der Größenordnung von 1 Mikron Durchmesser geeignet ist.The object of the invention is to create a method in which the separation effect is independent depends on the size of the individual contaminant particles, which is particularly important for the separation very fine mist droplets on the order of 1 micron in diameter is suitable.

Ausgehend von einem Verfahren zum Abscheiden von Nebel aus einer Gasströmung unter Ausnutzung der höheren Massenträgheit des Nebels gegenüber der des Gases, wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Gasströmung auf eine Geschwindigkeit in der Größenordnung der Schallgeschwindigkeit gebracht wird, danach gegen eine zur Strömungsrichtung im wesentlichen senkrechte Wand geführt wird und ihre Geschwindigkeit unmittelbar danach erheblich herabgesetzt wird.Based on a method of deposition of mist from a gas flow using the higher inertia of the mist compared to the of the gas, this object is achieved according to the invention in that the gas flow is at a speed is brought in the order of magnitude of the speed of sound, then against a to Direction of flow is guided essentially vertical wall and its speed immediately thereafter is significantly reduced.

Durch den im wesentlichen senkrechten Aufprall der Strömung auf die Wand werden die Teilchen unabhängig von ihrer Größe alle auf die Wand geschleudert, und die Gefahr, daß die bereits abgeschiedenen Teilchen wieder mitgerissen werden, ist dadurch ausgeschaltet, daß die Strömung unmittelbar nach dem Aufprall herabgesetzt wird; dies erfolgt naturgemäß dadurch, daß die Strömung durch den Aufprall Energie verliert und infolge des sich erweiternden Volumens nicht mehr nachbeschleunigt wird.Due to the essentially vertical impact of the flow on the wall, the particles become independent of their size all thrown on the wall, and the danger that those who have already been separated Particles are entrained again, is switched off by the fact that the flow is immediate is lowered after impact; this takes place naturally in that the flow through the Impact loses energy and is no longer accelerated as a result of the expanding volume will.

Das Verfahren kann mittels einer Vorrichtung durchgeführt werden, die gekennzeichnet ist durch ein auf die Wand gerichtetes, die Gasströmung führendes Rohr, das in Richtung auf die Wand konvergiert. Durch die Konvergenz des Rohres erfolgt die Beschleunigung der Gasströmung in einfacher Weise, und nach dem Aufprall streicht die Gasströmung nur mit geringer Geschwindigkeit an der Wand entlang, so daß die abgeschiedenen Nebeltröpfchen nicht mehr mitgerissen werden. Der letztgenannten Gefahr kann noch weiter begegnet werden dadurch, daß die Wand mit Metallfasern beschichtet ist, an denen die Tröpfchen haften bzw. herabrieseln können, wenn die ganze Anordnung so aufgebaut ist, daß das Rohr sich waagerecht erstreckt. Es versteht sich, daß die Metallfasern durch Fasern anderer Art in äquivalenter Weise beschichtet sein können.The method can be carried out by means of an apparatus which is characterized by a tube directed towards the wall, guiding the gas flow and converging towards the wall. The convergence of the pipe accelerates the gas flow in a simple manner, and after the impact, the gas flow sweeps along the wall at low speed, so that the separated mist droplets are no longer carried away. The latter danger can be countered even further by the fact that the wall is coated with metal fibers on which the droplets can stick or trickle down if the whole arrangement is constructed so that the pipe extends horizontally. It is understood that the metal fibers by fibers of other types in equivalent Way can be coated.

Wenn die zu reinigenden Gase mit stark schwankendem Druck angeliefert werden, kann es zweckmäßig sein, mehrere Rohre für die Gasströmung zu- (f. einander parallel zu schalten und jedem Rohr ein Einlaßventil für die Gasströmung zuzuordnen, welche Ventile auf unterschiedliche Drücke auf der Einlaßseite einstellbar sind. Die Einstellung wird dann natürlich so erfolgen, daß bei abfallendem Druck die Rohre nacheinander stillgelegt werden, damit bei den verbleibenden Rohren genügend Durchsatz für die Aufrechterhaltung einer hohen Strömungsgeschwindigkeit gesichert ist.If the gases to be cleaned are delivered with strongly fluctuating pressure, it can be useful to connect several pipes for the gas flow (f. To connect in parallel to each other and to assign an inlet valve for the gas flow to each pipe, which valves can be set to different pressures on the inlet side The setting will then of course be made in such a way that when the pressure drops, the pipes are shut down one after the other, so that sufficient throughput is ensured in the remaining pipes to maintain a high flow rate.

Die Wand braucht nicht notwendigerweise mit Fasern beschichtet zu sein; sie kann auch nur aufgerauht oder sogar glatt ausgebildet werden.The wall need not necessarily be coated with fibers; it can also just be roughened or even be made smooth.

Die Erfindung soll nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below with reference to the drawings.

Fig. 1 zeigt einen schematischen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der Erfindung,Fig. 1 shows a schematic longitudinal section through a first embodiment of a device according to the invention,

F i g. 2 durch eine zweite Ausführungsform der Erfindung, F i g. 2 by a second embodiment of the invention,

F i g. 3 eine Anordnung mehrerer Vorrichtungen in Parallelschaltung.F i g. 3 shows an arrangement of several devices connected in parallel.

Die F i g. 1 zeigt ein konvergierendes Rohr oder eine konvergierende Leitung 1, vor dem bzw. der eine Wand 2 angeordnet ist, die im gezeigten Beispiel senkrecht verläuft.The F i g. Figure 1 shows a converging pipe or conduit 1 in front of which a wall 2 is arranged, which runs perpendicular in the example shown.

Das mit Nebel durchsetzte Gas wird durch das Rohr 1 mit einer Geschwindigkeit V₁ in die Vorrichtung eingeführt. Das Gas wird dadurch beschleunigt und auf die Schallgeschwindigkeit V₂ gebracht. Mit dieser Geschwindigkeit trifft es auf die Wand 2, so daß die in dem Gas enthaltene Flüssigkeit hinabrieselt. Nach dem Auftreffen auf die Wand fällt das Gas auf eine sehr viel niedrigere Geschwindigkeit V₃ zurück, so daß das Bestreben, Flüssigkeit mitzunehmen, sehr gering wird.The gas permeated with mist is introduced into the device through the pipe 1 at a speed V _1. The gas is accelerated and brought to the velocity of sound _V2. At this speed it hits the wall 2, so that the liquid contained in the gas trickles down. After hitting the wall, the gas falls back to a much lower velocity V ₃ , so that the tendency to entrain liquid becomes very low.

Wenn der Durchmesser des Teils oder der Wand 2 ausreichend hohen Geschwindigkeit abströmen, daß es durch das Bestreichen der Rieselungswände des zu gering gewählt würde, würde das Gas mit einer Öls erneut einen Ölnebel mitreißen würde. Die Vorrichtung würde damit unwirksam sein.When the diameter of the part or the wall 2 flows off at a sufficiently high speed that If it were chosen too small by the coating of the trickling walls, the gas would with a Oil would again entrain an oil mist. The device would then be ineffective.

Die Wand 2 kann glatt oder rauh sein; die Wirksamkeit des Systems kann dadurch verbessert werden, daß man den Boden des Teils 2 mit metallischen Fasern beispielsweise beschichtet, die die Feuchtigkeits-The wall 2 can be smooth or rough; the effectiveness of the system can be improved by that the bottom of part 2 is coated with metallic fibers, for example, which the moisture

aufnahme der Wand, an der das Öl zum Hinabrieseln kommt, erhöhen.Increase the absorption of the wall on which the oil comes to trickle down.

Die F i g. 2 zeigt eine Vorrichtung, deren Teil 2 mit einer Schicht 3 aus metallischen Fasern beschichtet ist.The F i g. 2 shows a device, the part 2 of which is coated with a layer 3 of metallic fibers.

Ein Nebelabscheider gemäß der Erfindung kann aus einer oder mehreren Abscheidezellen der beschriebenen Art bestehen und in Funktion des den Abscheider durchströmenden Gasstroms betrieben werden. Insbesondere wenn der Abscheider in dem Förderweg einer auf ein konstantes Volumen arbeitenden Vakuumpumpe angeordnet ist, wird der den Abscheider durchquerende Gasstrom ständig abnehmen. A mist separator according to the invention can consist of one or more separation cells of the described Type exist and operated as a function of the gas flow flowing through the separator will. In particular if the separator in the conveying path is working on a constant volume Vacuum pump is arranged, the gas flow traversing the separator will steadily decrease.

Unter diesen Bedingungen besteht eine Verbesserung darin, mehrere Abscheider in Parallelschaltung anzuordnen, die sich jedoch in Funktion des durchströmenden Gasstroms nacheinander ein- oder ausschalten. Eine einfache Steuerungsvorrichtung hierfür kann aus verschieden eingestellten Ventilen bestehen.Under these conditions, an improvement is to have several separators in parallel to be arranged, which, however, switch on or off one after the other as a function of the gas flow flowing through. A simple control device for this can consist of differently set valves.

Die F i g. 3 veranschaulicht einen Abscheider dieser Verbesserungsart, bei dem vier Abscheidezellen la, Ib, lc, Id gemäß der Erfindung geschaffen sind, zu denen der Gasstrom durch die Ventile 4,5,6 und 7 gelangt, welch letztere auf abfallende Drücke geeichte Federn 8, 9, 10 und 11 aufweisen, z. B. bei einer gegen die Atmosphäre arbeitenden Vakuumpumpe 100—200—300 und 400g/cm2 über Atmosphärendruck. Der Abscheider ist in dem Verdrängungsweg der in einen dichten Behälter pumpenden Pumpe angeordnet. Wenn die Pumpe arbeitet, läßt das durch sie verdrängte Gas den Druck in der Kammer 12 schnell ansteigen. Beim maximalen Durchfluß durch die Pumpe rechnet man, daß sich der Druck in diesem Abteil auf 500 g/cm² erhöhen soll. Unter diesen Bedingungen sind die vier Ventile offen, und die vier Abscheider befinden sich in Tätigkeit. Wenn die Pumpe den Behälter entleert, verringert sich der Ansaugdruck, und der Gasstrom verringert sich in den gleichen Proportionen. Der Überdruck in der Kammer 12 fällt, und die Ventile 4, 5 und 6 schließen sich allmählich und schalten dadurch die entsprechenden Abscheider aus, so daß die konvergierenden Rohre oder Leitungen stets eine ausreichende Geschwindigkeit für das gegen die Wand des Abscheiders geschleuderte Gas gewährleisten.The F i g. 3 illustrates a separator of this type of improvement, in which four separation cells la, Ib, lc, Id are created according to the invention, to which the gas flow passes through valves 4, 5, 6 and 7, the latter springs 8, 9 calibrated to falling pressures , 10 and 11, e.g. B. with a vacuum pump working against the atmosphere 100-200-300 and 400g / cm2 above atmospheric pressure. The separator is arranged in the displacement path of the pump pumping into a sealed container. When the pump is operating, the gas it displaces causes the pressure in chamber 12 to rise rapidly. At the maximum flow through the pump, it is calculated that the pressure in this compartment should increase to 500 g / cm ² . Under these conditions the four valves are open and the four separators are in operation. As the pump empties the container, the suction pressure will decrease and the gas flow will decrease in the same proportions. The overpressure in the chamber 12 drops and the valves 4, 5 and 6 gradually close, thereby switching off the corresponding separators, so that the converging pipes or lines always ensure sufficient speed for the gas thrown against the wall of the separator.

Wohl verstanden können die Durchmesser der konvergierenden Rohre verschieden sein, ohne daß man sich dadurch aus dem Rahmen der vorliegenden Erfindung entfernt.It is well understood that the diameters of the converging tubes can be different without it is thereby removed from the scope of the present invention.

ίο Das bei 13 in der in F i g. 3 dargestellten Vorrichtung wiedergewonnene Öl kann in die Ölwanne der Pumpe durch eine Leitung 14 entweder durch kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Abzug wieder nutzbar gemacht werden.ίο That at 13 in the in F i g. 3 device shown Recovered oil can be fed into the oil pan of the pump through a line 14 either by continuous or discontinuous withdrawal can be made usable again.

Claims (4)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zum Abscheiden von Nebel aus einer Gasströmung unter Ausnutzung der höheren Massenträgheit des Nebels gegenüber der des Gases, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasströmung auf eine Geschwindigkeit in der Größenordnung der Schallgeschwindigkeit gebracht wird, danach gegen eine zur Strömungsrichtung im wesentlichen senkrechte Wand geführt wird und ihre Geschwindigkeit unmittelbar danach erheblich herabgesetzt wird.1. Process for separating mist from a gas flow using the higher Mass inertia of the mist compared to that of the gas, characterized in that the gas flow at a speed in the The order of magnitude of the speed of sound is brought, then against one to the direction of flow is guided essentially vertical wall and its speed immediately thereafter is significantly reduced. 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein auf die Wand gerichtetes, die Gasströmung führendes Rohr, das in Richtung auf die Wand konvergiert. 2. Apparatus for performing the method according to claim 1, characterized by a directed towards the wall, the gas flow guiding tube which converges in the direction of the wall. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Beschichtung der Wand mit Metallfasern auf der der Rohröffnung zugekehrten Seite.3. Apparatus according to claim 2, characterized by a coating of the wall with metal fibers on the side facing the pipe opening. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch mehrere parallel geschaltete Rohre, denen jeweils ein Einlaßventil für die Gasströmung zugeordnet ist, welche Ventile auf unterschiedliche Gasdrücke auf der Einlaßseite eingestellt sind.4. Apparatus according to claim 2, characterized by a plurality of pipes connected in parallel, each of which is assigned an inlet valve for the gas flow, which valves on different ones Gas pressures are set on the inlet side. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings