DE1619866B2

DE1619866B2 - Trennvorrichtung fuer in gasen enthaltene/ fluessigkeiten

Info

Publication number: DE1619866B2
Application number: DE19671619866
Authority: DE
Inventors: Kenneth David Minneapolis Gaul jun Paul Urban St Paul Minn Riesberg (V St A)
Original assignee: Donaldson Co Inc
Current assignee: Donaldson Co Inc
Priority date: 1966-12-27
Filing date: 1967-11-11
Publication date: 1971-03-18
Also published as: DE1619866A1; FR1548881A; SE331538B; US3386230A; GB1165825A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Trennvorrichtung für in Gasen enthaltene Flüssigkeiten mit einem im wesentlichen zylindrischen Gehäuse, einem konzentrisch darin angeordneten, einen kleineren Durchmesser als das Gehäuse aufweisenden, axialen, offenen Rohr, dessen unteres Ende eine Abflußöffnung aufweist, dessen oberes, offenes Ende im Abstand von der oberen Endwandung des Gehäuses endet und innerhalb dessen fest angeordnete Schaufeln vorgesehen sind, mit einem konzentrisch innerhalb dieses Rohres angeordneten, einen kleineren Durchmesser als dieses aufweisenden Gasauslaßrohr, dessen Einlaßende innerhalb des umgebenden Rohres unterhalb dessen oberem Ende liegt und eine Gasauslaßöffnung aufweist.

Trennvorrichtungen für in Gasen enthaltene Flüssigkeiten sind bekannt. Hierbei ist bereits vorgeschlagen worden (USA.-Patentschrift 2557 332), den zu reinigenden Gasstrom in das Gehäuse des Reinigers mit einer Wendelbewegung einzuführen, so daß auf die Flüssigkeitspartikelchen eine Zentrifugalkraft ausgeübt wird, die diese an die Wandung des Gehäuses zwingt und damit aus dem Gasstrom ausscheidet. Um die Wirksamkeit dieser Anordnung zu erhöhen, wird eine zweite Trennstufe vorgesehen, indem innerhalb des Gehäuses eine weitere, eine Zentrifugalkraft auf die Flüssigkeitspartikelchen ausübende Einrichtung angeordnet ist. Durch die freie Anordnung der zweiten Reinigungsvorrichtung innerhalb des Gehäuses der ersten Reinigungsvorrichtung werden aber ungünstige Strömungsverhältnisse in Kauf genommen, wodurch der Wirkungsgrad der Einrichtung nachteilig beeinflußt wird, insbesondere, wenn es sich um sehr feine Flüssigkeitspartikelchen handelt, die aus dem Gasstrom ausgeschieden werden sollen.

Es ist auch bereits eine Einrichtung bekanntgeworden (USA.-Patentschrift 3 187 895), bei der schwerere aus leichteren Stoffen dadurch ausgeschieden werden, daß ein sogenannter Koagulator eingesetzt wird, in dem die in feiner Tröpfchenform vorliegenden schwereren Partikelchen zu größeren Tropfen koaguliert werden, die dann in einfacher Weise abgeschieden werden können.

Mit dieser Einrichtung ist eine ausreichende Trennung der beispielsweise in Druckluft enthaltenen Ölpartikelchen nicht möglich, die aber bei vielen druckluftbetriebenen Geräten erforderlich ist, um eine Zerstörung des durch die Druckluft betriebenen Gerätes zu vermeiden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Trennvorrichtung für in Gasen enthaltene Flüssigkeiten zu schaffen, die möglichst klein ist, so daß sie in räumlich beengte Aggregate eingebaut werden kann, wobei aber der Wirkungsgrad so hoch ist, daß auch feinste ölpartikelchen aus einem Gasstrom ausgeschieden werden können.

Dieses der Erfindung zugrunde liegende Ziel wird dadurch erreicht, daß die Schaufeln innerhalb des Rohres zwischen dessen oberem Ende und dem Einlaßende des Rohres angeordnet sind und daß ein an sich bekannter Koagulator mit porösem Faltenfiltermaterial innerhalb des Gehäuses zwischen dem Gaseinlaß des Gehäuses und dem offenen Ende des Rohres derart angebracht ist, daß der gesamte Gasstrom gezwungen ist, vom Einlaß zum Auslaß durch den Koagulator zu fließen.

Durch diese Anordnung wird eine strömungstechnisch günstige Schaltung zwischen der ersten Zentrifugalausscheiderstufe und der zweiten Zentrifugalv ausscheiderstufe geschaffen, wobei zwischen die beiden Stufen ein Koagulator geschaltet ist, der die feinen Partikelchen zu größeren Tropfen koaguliert und damit die Wirkungsweise der zweiten Zentrifugalabscheiderstufe verbessert.

Gemäß der Erfindung wird weiterhin so vorgegangen, daß die obere Wandung eine durch einen Deckel verschließbare axiale Öffnung aufweist und daß am

ίο äußeren Umfang des Rohres ein ringförmiger Sitz für die Dichtung und den Koagulator und eine zwischen dem Deckel und dem Koagulator angeordnete und den Koagulator unter Zwischenschaltung der Dichtung auf den Sitz aufdrückende Wendelfeder vorgesehen ist, wodurch eine sichere Lagerung, aber einfache Auswechselbarkeit des Koagulators erreicht wird.

Um eine wirkungsvolle Führung des in das Gehäuse einzuführenden Gasstromes zu erreichen, wird bei einer Einrichtung, die mit einem innerhalb des Gehäuses im oberen Endteil desselben im wesentlichen tangentialen Gaseinlaß ausgerüstet ist, vorgesehen, eine sich von der oberen Endwand nach unten konzentrisch außerhalb des Koagulators erstreckende und unterhalb der Einlaßöffnung und des unteren Endes des Koagulators endende zylindrische Leitfläche anzuordnen.

Der Koagulator besteht vorzugsweise aus einem zylindrischen, aus porösem Filtermaterial bestehenden Filterkörper, der innerhalb perforierter, ebenfalls zylindrisch ausgebildeter Wandungen angeordnet ist. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine Trennvorrichtung,

F i g. 2 einen Querschnitt gemäß der Linie 2-2 in Fig. 1,

F i g. 3 eine Ansicht einer abgeänderten Ausführungsform.

Ein zylindrisch ausgebildetes Gehäuse 1 weist eine Wand 2 und obere und untere Endwände 3,4 auf. Die obere Endwand 3 besteht aus einem ringförmigen Wandungsteil 5 und einem flachen Deckel 6, der an einem starr an der ringförmigen Wandung 5 konzentrisch zu dieser befestigten ringförmigen Flansch 7 durch Schraubvorrichtungen 8 od. dgl. abnehmbar festgelegt ist. Das Wandungsteil 5 definiert eine axiale Öffnung 9, die normalerweise durch den Deckel 6 verschlossen ist.

Die untere Endwand 4 weist ein ringförmiges Wandungsteil 10 und ein zentrales Formstück 11 auf, das an dem Wandungsteil 10 angeschweißt ist. Die Wandteile 5 und 10 sind an ihren Umfangskanten an dem zylindrischen Wandungsteil 2 festgelegt.

Ein langgestrecktes, zylindrisches Rohr 12 ist an seinem unteren Ende starr an dem Formstück 11 angeschlossen, erstreckt sich in axialer Richtung konzentrisch zur zylindrischen Wand 2 nach oben und endet mit seinem offenen oberen Ende 13 im Abstand unterhalb des Deckels 6. Durch das Rohr 12, die zylindrische Wand 2 und die untere Endwand 4 wird ein ringförmiger Flüssigkeitstank 14 gebildet. Die Endwand 4 ist mit einem Auslaß 15 ausgerüstet und die Wand 2 mit einem Formstück 16, in welches ein mit einem Stopfen ausgerüsteter Krümmer 17 eingebaut ist, durch den Flüssigkeit in den Tank 14 eingefüllt werden kann.

Das Gehäuse 1 ist am oberen Ende oberhalb der

3 4

Ebene des offenen Endes 13 des Rohres 12 mit einem aufzwingen, durch die die in der Luft enthaltenen

Gaseinlaß 18 ausgerüstet, der das Gas tangential zur Ölpartikelchen auf Grund der Zentrifugalkraft an die

zylindrischen Wand 2 führt. innere Fläche des Rohres 12 geschleudert werden.

Im unteren Endteil des Rohres 12 ist konzentrisch Die ölfreie Luft fließt dann nach unten durch' den

ein Auslaßrohr 19 angeordnet, dessen Auslaßende 5 Auslaß 20 ab, während das ausgeschiedene öl nach

mit einer Auslaßöffnung 20 im Formstück 11 korn- unten an der Wand in einen mit einer Abflußöffnung

muniziert. Das obere Ende 21 des Rohres 19 liegt 35 versehenen ölsumpf 34 fließt,

wesentlich unterhalb des oberen Endes 13 des Roh- An die Auslaßöffnung 15 kann eine Ölleitung an-

res 12. geschlossen werden, die zu einem Luftkompressor

Am oberen Ende des Rohres 12 ist ein radial nach io führt, wobei der Tank 14 als Tank des Kompressors

außen vorspringender Flansch 22 festgelegt, dessen dient.

obere Fläche einen Sitz für einen zylindrischen Die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform be-Koagulator 23 schafft. Der Koagulator 23 besteht aus steht aus einem Gehäuse 36 mit einer zylindrischen einem zwischen inneren und äußeren zylindrischen Wand 37, einer oberen Endwand 38 und einer unHülsen 24 und 25 gehaltenen Filter, das vorzugsweise 15 teren Endwandung 39, die ein ringförmiges Wanaus einer aus verschlungenen oder verwobenen Me- dungsteil sowie ein zentrales Formstück 41 aufweist, tall-, Kunststoff-, Glas- oder Textilfasern gebildeten Das Wandungsteil 40 ist einerseits mit der Wandung Filterbahn besteht, die harmonikaartig gefaltet und 37, andererseits mit dem Formstück 41 verschweißt, so angeordnet ist, daß die Faltkanten axial zum Am oberen Ende ist die Wandung 37 mit einem ring-Zylinder verlaufen. Der Koagulator 23 ist konzen- ao förmigen Flansch 42 ausgerüstet, der radial nach trisch um das obere Einlaßende 13 des Rohres 12 außen vorspringt, wobei die obere Endwand 38 ein angeordnet, wobei sein unteres Ende mit einem Ring Verschlußstück bildet und an dem Flansch 42 z. B. 26 ausgerüstet ist, der sich auf der oberen Seite des durch Schrauben 43 festgelegt ist. Die obere Endwand Flansches 22 unter Zwischenschaltung einer Dich- 38 ist so ausgebildet, daß eine axial nach innen tung 27 abstützt. 25 gerichtete Öffnung 44 geschaffen wird, die zum

Das obere Ende des Koagulators 23 wird durch Inneren des Gehäuses 36 führt.

eine Kappe 28 verschlossen, zwischen der und dem Ein Rohr 45 ist an seinem unteren Ende starr an

Deckel 6 eine Wendelfeder 29 angeordnet ist. Die dem Formstück 41 angeschlossen, während das obere

Öffnung 9 weist einen größeren Durchmesser als der offene Einlaßende 46 Schaufeln 47 aufweist und so

Koagulator 23 auf. Beim Aufsetzen des Koagulators 30 angeordnet ist, daß es im Abstand unterhalb der

23 auf den Flansch 22 unter Zwischenschaltung der oberen Endwand 38 liegt. Am unteren Ende ist in

Dichtung 27 und Schließen des oberen Endes durch dem Formstück 41 ein axial ausgerichtetes Auslaß-

die Kappe 28 wird sichergestellt, daß der gesamte, rohr 48 starr angeordnet, wobei das obere Ende 49

durch den Einlaß 18 eintretende, mit Flüssigkeit ver- unterhalb der Schaufeln 47 liegt. Das Auslaßrohr 48

mischte Gasstrom auf seinem Weg zum Auslaß 20 35 steht mit einer Gasauslaßöffnung 50 in Verbindung,

durch den Koagulator 23 fließen muß. die im zentralen Formstück 41 vorgesehen ist, und

Eine zylindrische Leitfläche 30 ist mit ihrem oberen bildet mit dem Formstück 41 und dem unteren Teil

Ende starr an der Endwand 3 konzentrisch zum des Rohres 45 einen ringförmigen Sumpf 51 zum

Koagulator 23 und zum Rohr 12 angeordnet, er- Sammeln der ausgeschiedenen Flüssigkeit, beispiels-

streckt sich bis in eine Ebene, die unterhalb des Flan- 40 weise Öl.

sches 22 liegt und weist einen Innendurchmesser auf, Der Sumpf 51 weist eine Auslaßleitung 52 auf.

der wesentlich größer als der Außendurchmesser des Ein Koagulator 53 ist zwischen konzentrischen,

Koagulators 23 und des Flansches 22 ist, so daß da- perforierten, zylindrischen inneren und äußeren

durch ein ringförmiger Raum 31 geschaffen wird. Wandungen 54, 55 angeordnet und an seinem unteren

Der mit Flüssigkeit vermischte Gasstrom fließt durch 45 Ende mit einem ringförmigen Teil 56 und an seinem

den Einlaß 18 und auf einer wendeiförmigen Bahn oberen Ende mit einer undurchlässigen Kappe 57

nach unten durch den Raum 32, wodurch in dem ausgerüstet. Die obere Seite der unteren ringförmigen

Gasgemisch enthaltene Flüssigkeitstropfen nach Wandung 40 schafft einen Sitz für den Koagulator 53,

außen an die innere Oberfläche der Gehäusewand wobei ein Dichtring 58 zwischengeschaltet ist. Der

ausgetragen werden und von dort nach unten zum 50 Koagulator erstreckt sich nach oben über das Ein-

Tank 14 fließen. Die Luft strömt nach oben durch laßende 46 des Rohres 45. Eine Wendelfeder 59 preßt

den Raum 31 nach innen durch den Koagulator 23 den Koagulator 53 auf den Sitz 40 und sichert ihn

zum Rohr 12. gegen seitliche Bewegung innerhalb des Gehäuses 36.

Während der Bewegung des mit Öl beladenen Die abgeänderte Ausführungsform gemäß F i g. 3 Luftstromes durch den Raum 32 werden Ölteilchen, 55 ist besonders für den Einsatz in mit Kolben arbeitendie größer als 30 Mikron sind, durch die Zentrifugal- den Luft- oder Gaskompressoren geeignet, in dem kraft wirksam ausgeschieden. Der kleinere Fraktions- das Pumpelement nicht in Öl gebettet ist, wie dies anteil wird mit der Luft zum Koagulator 23 geführt bei Schrauben- oder Schaufelkompressoren der Fall und hier abgeschieden, wobei die Luft frei durch das ist. Das Öl, welches in die Druckluft mitgerissen Filtermaterial des Koagulators 23 und kontinuierlich 60 wird, weist eine außerordentlich feine Teilchengröße nach unten durch das Rohr 12 zum Auslaß 20 fließt. auf, die nicht durch Zentrifugalkraft ausgeschieden Die feinen im Koagulator 23 abgeschiedenen Öl- werden kann. Die mit Öl beladene Luft wird axial partikelchen werden zu größeren Tropfen koaguliert, in das Innere des Gehäuses 36 durch den Einlaß 44 die dann durch die Luft in das Innere des Rohres 12 und radial nach innen durch den Koagulator 53 gemitgerissen werden. 65 führt, wobei sich die in der Luft mitgerissenen Im Inneren des Rohres 12 oberhalb des oberen Ölpartikelchen im Koagulator sammeln und zu Einlaßendes 21 des Rohres 19 sind Schaufeln 33 an- größeren Tropfen koagulieren, die dann durch die geordnet, die der Luft eine wendeiförmige Bewegung Schaufeln 47 in den Raum zwischen dem Einlaßende

und dem Auslaßrohr 48 geführt werden, wobei in diesem Raum die Tropfen von der Luft durch Zentrifugalkraft ausgeschieden und auf Grund der Schwerkraft in den Sumpf 51 fließen.

Claims

Patentansprüche:

1. Trennvorrichtung für in Gasen enthaltene Flüssigkeiten mit einem im wesentlichen zylindrischen Gehäuse, einem konzentrisch darin angeordneten, einen kleineren Durchmesser als das Gehäuse aufweisenden, axialen, offenen Rohr, dessen unteres Ende eine Abflußöffnung aufweist, dessen oberes, offenes Ende im Abstand von der oberen Endwandung des Gehäuses endet und innerhalb dessen fest angeordnete Schaufeln vorgesehen sind, mit einem konzentrisch innerhalb dieses Rohres angeordneten, einen kleineren Durchmesser als dieses aufweisenden Gasauslaßrohr, dessen Einlaßende innerhalb des umgebenden Rohres unterhalb dessen oberem Ende liegt und eine Gasauslaßöffnung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln (33,47) innerhalb des Rohres (12,45) zwischen dessen oberem Ende (13,46) und dem Einlaßende (21, 49) des Rohres (19, 48) angeordnet sind und daß ein an sich bekannter Koagulator (23,53) mit porösem Faltenfiltermaterial innerhalb des Gehäuses (1, 36) zwischen dem Gaseinlaß (18, 44) des Gehäuses und dem offenen Ende (13, 46) des Rohres (12,45) derart angebracht ist, daß der gesamte Gasstrom vom Einlaß (18,44) zum Auslaß (20, 50) durch den Koagulator (23, 53) zu fließen gezwungen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Endwand (3) eine durch einen Deckel (6) verschließbare, axiale Öffnung (9) aufweist und daß am äußeren Umfang des Rohres (12) ein ringförmiger Sitz (22) für die Dichtung (27) und den Koagulator (23) und eine zwischen dem Deckel (6) und dem Koagulator (23) angeordnete und den Koagulator (23) unter Zwischenschaltung der Dichtung (27) auf den Sitz (22) aufdrückende Wendelfeder (29) vorgesehen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Sitz für die Wendelfeder (29) eine den Koagulator nach oben abschließende Kappe (28) vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3 mit einem innerhalb des Gehäuses im oberen Endteil desselben im wesentlichen tangentialen Gaseinlaß, gekennzeichnet durch eine sich von der oberen Endwand (3) nach unten konzentrisch außerhalb des Koagulators (23) erstreckende und unterhalb der Einlaßöffnung (18) und des unteren Endes des Koagulators (23) endende zylindrische Leitfläche (30).

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Koagulator (23) eine zylindrische, innere, perforierte Wandung (24) und einen zylindrischen, aus porösem Material bestehenden Filterkörper aufweist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen