DE2419178C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen von trockener Druckluft mit einer Druckluftquelle, welche über ein Adsorptionsfilter einen Druckluftbehälter speist, und mit Rückführeinrichtungen zum Rückführen von trockener Druckluft durch das Adsorptionsfilter zum Regenerieren desselben bei abgeschalteter Druckluftquelle.

Bei der Erzeugung von Druckluft durch Ansaugen und Kom­ primieren von Luft aus der Atmosphäre ergibt sich auf­ grund der bekannten physikalischen Zusammenhänge Druck­ luft, welche mit Wasserdampf übersättigt ist, was zur Bildung von Kondenswasser führt, welches dem System ent­ nommen werden muß. Nach Ableiten des Kondenswassers bleibt jedoch immer noch Druckluft zurück, welche mit Wasserdampf gesättigt ist, so daß bei einem geringfügigen Absinken der Temperaturen erneut Kondenswasser entsteht. Desweiteren ist es bei den üblichen Anlagen zur Druck­ lufterzeugung, wie sie in vielen Betrieben verwendet werden, im allgemeinen nicht zu vermeiden, daß Teile der zur Schmierung des Kompressors verwendeten Fette und Öle in die Druckluft gelangen und daß in der Druckluft außerdem Staubteilchen und Mikroorganismen enthalten sind, welche zusammen mit der atmosphärischen Luft vom Kompres­ sor angesaugt werden. In vielen Fällen ist es tragbar, daß die Druckluft relativ feucht und verschmutzt ist. Dies gilt insbesondere dort, wo relativ robuste Preßluft­ aggregate anzutreiben sind oder wo die Druckluft, wie z. B. in Autowerkstätten, zur Reinigung von Maschinen­ teilen verwendet wird. Andererseits gibt es eine ganze Reihe von Anwendungsfällen, in denen trockene sowie staub- und keimfreie Druckluft benötigt wird. Dies gilt in erster Linie für den Einsatz von Druckluft auf dem medizinischen Sektor, beispielsweise zum Antrieb von Bohrturbinen für Zahnärzte. Ähnlich ist die Situation bei empfindlichen pneumatischen Steuerungen, in denen die Bildung von Kondenswasser und das Auftreten von Staubteilchen Betriebsstörungen verursachen würde. Auch das Vorhandensein von Öl- und Fettresten in der Druck­ luft ist häufig nicht zulässig, da derartige Rückstände zu Betriebsstörungen führen können oder, wie z. B. in der Zahnmedizin zu einer Geruchs- und Geschmacksbelästigung für den Patienten werden können.

Im Hinblick auf die häufige Forderung nach sehr sauberer und speziell auf dem medizinischen Sektor auch keimfreier trockener Druckluft wurden bereits Anlagen zur Trocken­ lufterzeugung entwickelt, in welchen durch Kombination mindestens eines Adsorptionsfilters mit weiteren Filter­ einrichtungen zum Ausfiltern von Feststoffen und Ölrück­ ständen hinsichtlich der Qualität der trockenen Druckluft sehr günstige Ergebnisse erzielt werden.

Eine derartige Anlage ist beispielsweise in der britischen Patentschrift 12 38 325 beschrieben, wo die von einem Kompressor gelieferte Druckluft nach Durchlaufen eines Öl- und Wasserabscheiders einem Adsorptionsfilter zuge­ führt wird, in welchem eine weitere mechanische Filterung sowie eine sehr intensive Trocknung erfolgt. Bei der bekannten Trockenluftanlage wird vom Ausgang des Adsorp­ tionsfilters ein Drucklufttank sowie ein Hilfstank ge­ speist. Der Hilfstank dient dazu, eine vorgegebene Druck­ luftmenge aufzunehmen, welche sofort nach Stillsetzen des Kompressors in Abhängigkeit vom Erreichen eines vor­ gegebenen Maximaldrucks im Drucklufttank durch das Adsorptionsfilter und eine im Bereich des Öl- und Wasser­ abscheiders vorgesehene Abzweigöffnung in die Atmosphäre zurückgeleitet wird. Durch die aus dem Hilfstank ab­ strömende getrocknete Luft wird das Adsorptionsfilter so weit regeneriert, daß nach Entleerung des Hilfstanks im Normalfall wieder im wesentlichen die gleichen Betriebs­ bedingungen vorliegen wie zu Beginn des vorangegangenen Arbeitszyklus des Kompressors. Die bekannte Anlage ver­ sagt jedoch, wenn dem Drucklufttank über eine längere Zeit hinweg größere Druckluftmengen entnommen werden, da in diesem Fall der Kompressor sehr lange läuft, ohne daß zwischendurch eine Regenerierung des Adsorptionsfilters stattfinden würde. Außerdem ist die bekannte Anlage inso­ fern sehr ungünstig als sie wechselnde Umweltbedingungen, wie Schwankungen der Temperatur und der Luftfeuchtigkeit nicht zu berücksichtigen vermag, so daß die Luftmenge im Hilfstank für die meisten Fälle zu groß, für einige Fälle jedoch zu klein ist, um eine ausreichende Regenerierung des Adsorptionsfilters herbeizuführen, was einerseits zu einem ungünstigen Wirkungsgrad und andererseits zu Schwankungen der Qualität der Druckluft im Drucklufttank führt. Ähnliche Probleme ergeben sich auch bei denjenigen Anlagen, welche mit zwei Adsorptionsfiltern arbeiten, die im allgemeinen mit Hilfe einer Zeitsteuerung wechsel­ weise zur Filterung und Trocknung eingesetzt und re­ generiert werden. Eine derartige Anlage mit zwei Adsorp­ tionsfiltern ist beispielsweise in der deutschen Patent­ schrift 12 82 608 beschrieben.

Aus DE-OS 16 28 166 ist eine Konstruktion bekannt, bei der zur Regeneration aus einem Zwischenspeicher trockene Luft über eine unmittelbar am Adsorptionsfilter sitzende Drosselöffnung zugeführt wird. Dabei entspannt sich die rückgeführte Luft in der das Trockenmittel enthaltenen Kammer praktisch auf Atmosphärendruck. Das geschieht jedoch erst im Adsorptionsfilter, so daß die der Drosselöffnung nahen Bereiche als Übergangsbereiche keine optimalen Trock­ nungsbedingungen aufweisen. Diese bekannte Konstruktion be­ nutzt für die Durchführung des Trocknungszyklus wie viele andere nur druckabhängige Steuerung. Dabei werden Trocken­ zyklen auch durchgeführt, wenn es nicht erforderlich ist. Bei lang andauernder Druckluftentnahme und damit bei Über­ feuchtung der Tankluft ist keine völlige Rücktrocknung mehr möglich. Vom Bedienungspersonal müssen Maßnahmen ergriffen werden, um die Trocknungsmittel völlig oder zumindest aus­ reichend zu regenerieren.

In der Zeitschrift "Wasser, Luft und Betrieb" 1959, Heft 2, Seiten 31-36 ist angegeben, daß man nachgeschaltete Trockenanlagen vollautomatisch elektrisch oder hydraulisch für Trockenbetrieb, Regeneration oder Abtauung steuern könne. An davon unabhängiger Stelle wird darauf hinge­ wiesen, daß man zur Automatisierung der Trockenanlage in der Rohrleitung der Trockenluft eine entsprechende Luft­ feuchte-Meßeinrichtung mit Kontaktgebern vorsehen könne. Einzelheiten dieser Meßeinrichtung und Angaben über be­ sonders wirtschaftlich auch bei Überfeuchtung selbstheilen­ de praktische Lösungen werden nicht genannt.

Anordnungen, wie nach US-PS 33 23 291 und anderen Schriften haben jeweils zwei Trocknungseinrichtungen, die im Wechsel trocknen bzw. regenerieren. Sie werden jeweils von nicht getrockneter Kompressorluft relativ hohen Drucks und damit geringen Trocknungsmöglichkeiten durchströmt. Dazu sind be­ trächtliche, mit entsprechendem Aufwand bereitzustellende Druckluftmengen erforderlich. Der apparative Aufwand für zwei Trocknungseinrichtungen und zugehörige Umschaltsteuer­ einrichtungen ist hoch.

Ausgehend von der vorstehend aufgezeigten Problematik bzw. von dem vorstehend erläuterten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei gleicher oder verbesserter Druckluftqualität unter den verschieden­ sten Umwelt- und Arbeitsbedingungen enge Toleranzen für den Feuchtigkeitsgehalt der Druckluft einzuhalten und gleichzeitig den technischen Aufwand zu senken und den Wirkungsgrad der Vorrichtung zu verbessern.

Erfindungsgemäß ist eine Vorrichtung zum Erzeugen von trockener Druckluft mit folgenden Merkmalen vorgesehen:

• - einer Druckluftquelle;
• - einem Adsorptionsfilter;
• - einem Drucklufttank, welcher aus der Druckluftquelle über das Adsorptions­ filter gespeist wird;
• - Rückführeinrichtungen zum Rückführen von trockener Druck­ luft aus dem Drucklufttank durch das Adsorptionsfilter zum Regenerieren desselben bei abgeschalteter Druckluft­ quelle;
• - die Rückführeinrichtungen enthalten ein Drosselventil zum Entspannen der zum Adsorptionsfilter zurückzuführenden Luft auf einen nahezu bei Atmosphärendruck liegenden Druck;
• - die Rückführeinrichtungen enthalten ein in Abhängigkeit von der Feuchtigkeit der Druckluft betätigbares Ventil;
• - das Ventil spricht auf die Feuchtigkeit der Druckluft im Drucklufttank an.

Eine solche Vorrichtung leitet einen Regenerationszyklus nur dann ein, wenn hierfür im Hinblick auf die im Adsorp­ tionsfilter bereits aufgenommene Feuchtigkeitsmenge tatsächlich ein Bedürfnis entsteht. Unnötige Regenerations­ zyklen werden also vermieden. Dadurch wird der Wirkungsgrad der Vorrichtung verbessert. Da die Regenerationsluft dem Arbeitsluftbehälter entnommen wird, entfällt ein zusätz­ licher Hilfstank. Die Vorrichtung baut kleiner. Für einen Hilfstank erforderliche Leitungen und Ventile entfallen. Die Vorrichtung verursacht dadurch wesentlich weniger Kosten. Der für eine effektive Trocknung wichtige Gesichts­ punkt, die Trocknungsluft über eine Drosselöffnung zu ent­ spannen, ist dahingehend verbessert worden, daß diese Ent­ spannung nicht erst in dem eigentlichen Trocknungsmittel, sondern bereits in den Rückführeinrichtungen vor Eintritt in die Trockenmasse erfolgt. So wird das gesamte Trock­ nungsmittel, mit der eine effektive Trocknung ermöglichen­ den trockenen und ggf. erwärmten Rückführluft von geringem Druck durchströmt und nicht nur der Teilbereich, in dem sich die Luft auf Atmosphärendruck entspannt. Dadurch, daß man die Regenerationszyklen nicht, wie bisher üblich, zeit­ taktmäßig oder vom Einschaltzustand ggf. in Verbindung mit Druckniveauschaltern einleitet, sondern daß man einen ent­ spannten Rückstrom nur feuchtigkeitsabhängig durch das Adsorptionsfilter leitet, kann man dieses in allen Betriebszuständen auch tatsächlich wieder hinreichend trocknen und das bei den verschiedensten atmosphärischen Bedingungen. Die Erfindung ist bei Drucklufterzeugern für trockene Luft anwendbar, die Stillstandszeit haben, jedoch bei den unterschiedlichsten Wetterbedingungen mit unter­ schiedlichsten Einschaltzyklen und Stillstandszeiten arbeiten können müssen und die auch bei ungünstigen klima­ tischen Bedingungen und ungünstigen Laufzeiten sich selbst wieder vollständig trocknen können sollen. Selbst wenn der Luftvorrat im Tank bei den gegebenen Druck- und Feuchtig­ keitsverhältnissen zum völligen Regenerieren bis zum Absinken des Druckes unter den Einschaltdruck für die Druckluftquelle nicht ausreicht, so bleibt beim Einschalten der Druckluftquelle das feuchtigkeitsabhängige Rückström­ ventil weiterhin offen und durch die an sich für den Rückstrom vorgesehene Leitung erfolgt ein Teilförderstrom, der für die Anlage jedoch nicht von Nachteil ist. Ist der Schaltdruck im Tank jedoch erreicht, so wird sofort wieder ein Rückström- und Regenerationszyklus eingeleitet, und zwar jeweils so oft und so lange, wie es die Feuchtig­ keitsbedingungen erfordern. Diese Selbstheilung mit voll­ automatischer Anpassung an die wechselnden Bedarfs­ bedingungen ist insbesondere in der Praxis des Zahnarztes von großem Wert.

Der Einsatz eines Feuchtigkeitsfühlers zur Steuerung des Regenerationszyklus an einer Druckluftanlage, die mit Druck­ schalter dem jeweiligen Luftmengenbedarf gemäß ein- und ausschaltet und die mit Betriebsunterbrechungsphasen rech­ nen kann, gestattet besonders günstige Auslegung und Dimen­ sionierung, weil keine vorsorgliche Überdimensionierung er­ forderlich ist. So kann man sehr unterschiedliche Einsatz­ bedingungen und Entnahmemengen annehmen, weil bei ggf. vor­ kommender Überfeuchtung auch unabhängig von der Wiederein­ schaltung wegen Abnahme des Drucks im Tank ein Wechselspiel zwischen Förderung von teilgetrockneter Luft in den Tank und Rückführung derselben durch das Adsorptionsfilter solange automatisch erfolgt, bis das Adsorptionsfilter tat­ sächlich hinreichend getrocknet ist. Dieser Selbstheilungs­ effekt tritt sogar bei knapper Dimensionierung und über­ mäßiger Beanspruchung auf. Keine druckabhängig oder zeit­ abhängig gesteuerte Schaltung für den Trockner kann ohne nennenswerte Verluste und Überdimensionierung so gestaltet werden, daß sie auch bei ungünstigen Bedingungen stets eine hinreichende Regeneration bewirkt. Das ist erst durch den Selbstheilungseffekt unter Einschluß eines geeignet ange­ ordneten Feuchtigkeitsfühlers möglich, so daß mit einfachen Mitteln eine vollautomatische Anpassung an die wechselnden Bedarfsbedingungen, insbesondere in der Praxis des Zahn­ arztes ermöglicht ist.

Durch die Maßnahme des Anspruchs 2 wird ein zusätzliches Bauteil für die Drosseleinrichtung eingespart und vor allem die Entspannung unmittelbar nach der Stelle, an der noch Luft auf höherem Druckniveau benötigt wird, vorgenommen, so daß die Luft bis zum Eintritt in das Adsorptionsfilter auch tatsächlich voll entspannt ist.

Als besonders günstig hat es sich erwiesen, wenn gemäß Anspruch 3 an einem Druckluftbehälter ein Ventilgehäuse mit einem Innenraum befestigt ist, der über einen Kanal mit dem Innern des Druckluftbehälters kommuniziert und in dem das Fühlelement angeordnet ist, dessen Abmessungen sich feuchtigkeitsabhängig ändern und durch dessen Formänderungen ein Öffnen und Schließen seiner Ventil­ öffnung im Ventilgehäuse herbeiführbar ist. Eine günstige Baueinheit, die auch tatsächlich das Erfassen der Feuchtig­ keit der Luft im Druckluftbehälter ermöglicht, ist so ausgestaltet, daß die Zwischenschaltung von elektromecha­ nischen Wandlern oder dgl. entfällt. Ohne aufwendige, ggf. störanfällige und Wartung benötigende Elektronik wird ein Ventil für beliebig lange, recht genaue feuchtigkeits­ abhängige Steuerung des Rückstroms für den Bedarfszeitraum geschaffen, die den jeweiligen Ortsbedingungen, sei es von Wetter oder verfügbarer Netzspannung automatisch angepaßt ist. Es haben sich Fühlelemente in Form von Kunststoff­ bändern gemäß Anspruch 4 als besonders günstig erwiesen. Die Längenänderung eines solchen Kunststoffbandes in Abhängigkeit vom Feuchtigkeitsgehalt der Druckluft im Drucklufttank wird so unter Verwendung eines geeigneten Hebelmechanismus sehr einfach zur Betätigung des Ventils verwendet. Der Aufbau des Ventils ist dadurch besonders einfach und seine Betriebssicherheit sehr groß. Eine im Ausführungsbeispiel näher erläuterte Druckfeder kann geeignet zum Druckausgleich eingebaut sein. Als Druckluft­ quelle für die Vorrichtung kann entweder ein Kompressor oder auch ein normaler Preßluftanschluß vorgesehen werden. Bei Verwendung eines Kompressors ist es zweckmäßig, die anfallende Kompressionswärme im Kopf des Adsorptionsfilters über einen Wärmetauscher zum Aufwärmen der Regenerations­ luft und damit zur Verbesserung des Trocknungsergebnisses und zur Verbesserung des Wirkungsgrades zu nutzen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 eine schematisierte Darstellung einer Vorrichtung zur Erzeugung von trockener Druckluft;

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung eines Längsschnitts durch das Adsorptionsfilter der Vorrichtung gemäß Fig. 1 sowie durch eine zugeordnete Ventilanordnung und

Fig. 3 eine Prinzipdarstellung eines Ventils für die Vor­ richtung gemäß Fig. 1, welches über ein feuchtigkeits­ empfindliches Fühlelement betätigbar ist.

Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung umfaßt einen Kompres­ sor 10 mit Motor 11 als Druckluftquelle, auf welchen eine Kühlvorrichtung 12 folgt. Es versteht sich, daß dann, wenn als Druckluftquelle ein üblicher Preßluftanschluß dient, auf eine Kühlvorrichtung verzichtet werden kann. Stromabwärts hinter der Kühlvorrichtung 12 liegt eine Ventilanordnung 14, welche üblicherweise einen Öl- und Wasserabscheider umfaßt und welche eine Abzweig­ öffnung 16 aufweist. Hinter der Ventilanordnung 14 liegt ein Filter 18, welches, wie aus Fig. 2 deutlich wird, ein Adsorptionsfilter sowie zusätzliche mechanische Filter umfaßt. Das Filter 18 steht über eine weitere Ventilan­ ordnung 20 mit einem Drucklufttank 22 in Verbindung. So­ lange der Kompressor 10 arbeitet bzw. solange der statt dessen vorgesehene Preßluftanschluß geöffnet ist, strömt die ungereinigte Druckluft nach Kühlung und Vorreinigung in der Ventilanordnung 14 durch das Filter 18, wo sie weiter gereinigt und getrocknet wird, über die zweite Ventilanordnung 20 in den Drucklufttank 22. Während dieser Betriebsphase arbeitet die Vorrichtung gemäß Fig. 1 in üblicher Weise und im wesentlichen unter Verwendung üblicher Bauelemente bzw. Baugruppen, auf deren ins einzelne gehende Erläuterung daher an dieser Stelle ver­ zichtet werden soll. Sobald sich in dem Drucklufttank 22 ein entsprechender Druck aufgebaut hat, wird der Kom­ pressor 10 über einen Druckschalter 24, der in Ver­ bindung mit dem Drucklufttank 22 steht, abgeschaltet.

Während nun bei der bekannten Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art, welche mit einem einzigen Adsorptions­ filter arbeitet, nach Abschalten des Kompressors 10 auto­ matisch ein Regenerationszyklus eingeleitet wird, in dessen Verlauf eine vorgegebene Menge trockener Druckluft durch das Filter 18 geleitet und über die Abzweig­ öffnung 16 der Ventilanordnung 14 ins Freie abgeblasen wird, ist bei der Vorrichtung gemäß Fig. 1 die zweite Ventilanordnung 20, wie dies weiter unten noch näher er­ läutert wird, so ausgebildet, daß ein Regenerationszyklus nur dann eingeleitet wird, wenn die Feuchtigkeit der Druckluft im Drucklufttank 22 einen vorgegebenen oberen Grenzwert erreicht bzw. überschreitet. Ferner wird die zum Regenerieren des Filters 18 benötigte Druckluft direkt dem Drucklufttank 22 entnommen und nicht einem Hilfstank, wie dies bei den vorbekannten Vorrichtungen geschieht.

Das Filter 18 sowie die Ventilanordnung 14 sind bei einer bevorzugten Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß Fig. 1 zu einer Baueinheit zusammengefaßt, welche in Fig. 2 dargestellt ist, welche zusätzlich die Kühlvorrich­ tung 12 sowie einen Teil der zweiten Ventilanordnung 20 zeigt.

Der Baueinheit gemäß Fig. 2 wird bei arbeitendem Kom­ pressor 10 Druckluft über eine Zuleitung 26 zugeführt. Die Druckluft ist durch den Kompressionsvorgang relativ heiß und erreicht Temperaturen bis zu etwa 115°C. Da die Reinigung und Trocknung der Druckluft erst ab Temperaturen von ca. 60°C durchgeführt werden kann, muß die Druckluft zunächst auf diese Temperatur abge­ kühlt werden. Dies geschieht in einer Kühlschlange 28, welche das Adsorptionsfilter 30, das in der Zeichnung unterbrochen ist, auf seiner gesamten Länge umschlingt. Aus der Kühlschlange 28 gelangt die abgekühlte Druckluft zur Einlaßöffnung 32 der Ventilanordnung 14. Die Ventil­ anordnung 14 besitzt im Anschluß an die Einlaßöffnung 32 zunächst einen zyklonartig wirkenden Öl- und Wasser­ abscheider 34, in welchem die nach der Abkühlung in der Kühlschlange 28 übersättigte Druckluft von Kondensations­ produkten gereinigt wird, die sich am unteren Ende 36 des Vorabscheiders bzw. des Öl- und Wasserabscheiders 34 unterhalb einer Prallplatte 38 sammeln.

Der Öl- und Wasserabscheider 34 befindet sich in einer Kammer, welche oben durch eine Membran 40 abgeschlossen ist. An der der Kammer zugewandten Unterseite der Membran 40 ist ein Ventilstößel 42 befestigt, der mit einem Ventil­ sitz 46 am unteren Ende 36 der Kammer zusammenwirkt. Ventilstößel 42 und Ventilsitz 46 bilden gemeinsam die verschließbare Abzweigöffnung 16 der Vorrichtung gemäß Fig. 1.

Am oberen Ende der Kammer, welche den Öl- und Wasserab­ scheider 34 enthält, ist ein Auslaßkanal 48 vorgesehen, welcher über ein Filtersieb 50 zu verschiedenen Einzel­ ventilen der Ventilanordnung 14 führt. Insgesamt sind vier Einzelventile 52 bis 55 vorgesehen, deren Funktion nachstehend erläutert werden soll.

Zu den Einzelventilen gehört zunächst eine Saugstrahl­ düsenanordnung, welche nachstehend in üblicher Weise als Borda-Düse 52 bezeichnet werden soll. Die Düsenöffnung der Borda-Düse 52 ist von einer Kammer 55′ umgeben, welche über eine Verbindungsleitung 56 mit einem Hohlraum 58 oberhalb der Membran 40 in Verbindung steht. Wenn über die Einlaßöffnung 32 Druckluft in die Ventilanordnung 14 einströmt, entsteht in der Kammer 55′ ein Unterdruck, welcher über die Verbindungsleitung 56 und den Hohl­ raum 58 auf die Oberseite der Membran 40 wirkt und damit den Ventilstößel 42 gegen den Ventilsitz 46 zieht. Die vom Kompressor 10 gelieferte Druckluft kann also nicht durch die Abzweigöffnung 16 entweichen. Parallel zu der Borda-Düse 52 liegt als zweites Einzelventil ein Bypass- Ventil 53, welches bei Erreichen eines Druckgefälles von etwa 0,1 bar öffnet; so daß auch bei größeren Förder­ mengen nur ein geringer Druckverlust vorhanden ist, während die Borda-Düse 52 während des gesamten Förder­ zyklus einen Druckunterschied von etwa 1 bar zwischen Membran-Oberseite und Membran-Unterseite aufrecht erhält. Die weiteren Einzelventile 54 und 55 bleiben während der Speisung des Drucklufttanks 22 durch den Kompressor 10 normalerweise geschlossen. Hinter den Einzel­ ventilen 52 bis 55 liegt die Auslaßöffnung 60 der Ventil­ anordnung 14.

Von der Auslaßöffnung 60 gelangt die vorgereinigte ge­ sättigte Druckluft über ein weiteres Filtersieb 62 in das Adsorptionsfilter 30. Am oberen Ende des Adsorptions­ filters 30 passiert die getrocknete Druckluft ein Sinter­ filter 64 sowie ein Nachfilter 66. Schließlich gelangt die Luft aus dem Filter 18 über eine Leitung 68, in welcher ein Rückschlagventil 69 vorgesehen ist, zu dem Drucklufttank 22. Das Rückschlagventil 69 ist Bestandteil der weiteren Ventilanordnung 20 in Fig. 1. Mit dem Drucklufttank 22 ist ein Ventil 70 verbunden, welches in Fig. 3 dargestellt ist und welches Bestandteil der zweiten Ventilanordnung 20 ist. Der Ausgang des Ventils 70 ist über eine Rückführleitung 72 mit dem Filter 18, und zwar mit einem weiter unten noch zu be­ schreibenden Filterkopf 74 desselben verbunden.

Das Ventil 70 enthält als Betätigungselement ein Kunst­ stoffband 76, beispielsweise aus einem geeigneten Polyamid, welches sich bei zunehmender Feuchtigkeit der in dem Drucklufttank gespeicherten Druckluft dehnt. Das Kunst­ stoffband 76 ist an seinem einen Ende 78 fest mit dem Ventilgehäuse des Ventils 70 verbunden und an seinem anderen Ende 80 mit dem freien Ende eines Winkelhebels 82, welcher um einen Schwenkpunkt 84 schwenkbar ist. Der dem Kunststoffband 76 abgewandte, in der Zeichnung horizontal verlaufende obere Schenkel des Winkelhebels 82 trägt eine Dichtung, beispielsweise in Form eines Gummiplättchens 86, durch welches eine Ventilöffnung 88 verschließbar ist. Der das Gummiplättchen 66 tragende Schenkel des Winkel­ hebels 82 ist bei dem Ventil 70 plattenförmig ausgebildet; er wird von dem Druck im Inneren des Drucklufttanks 22 beaufschlagt. Zum Ausgleich dieser Druckkräfte wirkt auf die Oberseite des plattenförmigen Schenkels eine Druck­ feder 90. Das Kunststoffbändchen 76, die Länge der Hebel­ arme, die Fläche des das Gummiplättchen 86 tragenden Hebelarms und die Druckfeder 90 sind so dimensioniert, daß das Gummiplättchen 86, wenn die Druckluft in dem Drucklufttank 22 eine vorgegebene Feuchtigkeit erreicht, die Ventilöff­ nung 88 freigibt, so daß nunmehr ein Regenerationszyklus eingeleitet werden kann, sobald der Kompressor 10 abge­ schaltet und die Abzweigöffnung 16 geöffnet ist.

Beim Abschalten des Kompressors 10 erfolgt zunächst ein Druckausgleich zwischen der Oberseite und der Unterseite der Membran 40, da die Borda-Düse 52 wegen des Fehlens einer Strömung nicht länger einen Unterdruck in dem Hohlraum 58 aufrechterhalten kann. Nach erfolgtem Druck­ ausgleich hebt der Ventilstößel 42 von dem Ventil­ sitz 46 ab, so daß nunmehr die Abzweigöffnung 16 ge­ öffnet ist. Durch diese Öffnung, welcher vorteilhafter­ weise ein Schalldämpfer nachgeschaltet ist, strömt zu­ nächst das während des Ladevorgangs gesammelte Öl-Wasser- Gemisch nach außen ab. Anschließend strömt die in dem Filter verbliebene Druckluft nach außen, und zwar über das dritte Einzelventil, welches als Sperrventil 54 aus­ gebildet ist. Wenn das Ventil 70 zu diesem Zeitpunkt geschlossen ist, das heißt, wenn die Druckluft in dem Drucklufttank 22 noch so trocken ist, daß keine Re­ generation des Adsorptionsfilters 30 erforderlich ist, dann sinkt der Druck in dem Adsorptionsfilter 30 sowie in der Ventilanordnung 14 etwa auf Atmosphärendruck ab, und das System befindet sich in Ruhe, bis der Druck im Drucklufttank 22 einen unteren Grenzwert überschreitet, woraufhin durch den Druckschalter 24 erneut der Kom­ pressor 10 angelassen wird. Sobald erneut Luft aus dem Kompressor in den Öl-Wasser-Abscheider 34 einströmt, wird die Membran 40 schlagartig angehoben und die Ab­ zweigöffnung geschlossen, so daß die Druckluft nach Pas­ sieren des Filters 18 schließlich über die Leitung 68 wieder zu dem Drucklufttank 22 gepumpt wird.

Ist das Ventil 70 dagegen beim Abschalten des Kompressors geöffnet, so strömt nach dem Druckausgleich und dem Öffnen der Abzweigöffnung 16 trockene Druckluft aus dem Drucklufttank 22 in das Adsorptionsfilter 30, welches hierdurch regeneriert wird. Der Regenerationszyklus endet, sobald der Kompressor erneut anläuft.

Wenn der Kompressor 10 seinen Betrieb nur sehr kurz unter­ bricht, beispielsweise für eine Zeit von weniger als 5 Sekunden, wie dies bei kurzfristigen Stromunterbrechungen im Speisekreis eines den Kompressor treibenden Elektro­ motors der Fall sein kann, dann besteht die Gefahr, daß der Druck in der Ventilanordnung 14 und im Filter 18 noch nicht auf Atmosphärendruck abgesunken ist. In diesem Fall vermag die vom Kompressor 10 geförderte Druckluft die Membran 40 nicht anzuheben, so daß sich ohne be­ sondere Vorkehrungen bei geöffneter Abzweigöffnung 16 ein Gleichgewichtszustand einpendeln würde, in welchem praktisch die gesamte, vom Kompressor 10 geförderte Luft durch die Abzweigöffnung 16 entweichen würde. Um dem vorzubeugen, ist ein viertes Einzelventil in Form eines pneumatisch gegen den Druck einer Rückstellfeder be­ tätigbaren Sperrventils 55 vorgesehen. Das Sperrventil kann, wie in der Zeichnung angedeutet, in einem Gehäuse eine Art Kolben 96 besitzen, der an seiner Oberseite über eine Verbindungsleitung 92 mit der Auslaßöffnung 60 der Ventilanordnung 14 verbunden ist und somit von dem Druck im Filter 18 beaufschlagt ist. Gegen die Unterseite des Kolbens wirkt eine Druckfeder 94. Sobald der Druck an der Oberseite des Kolbens einen gewissen unteren Grenz­ wert unterschreitet, drückt die Feder 94 den Kolben 96 nach oben und gibt damit eine Verbindung zwischen dem Hohlraum 58 auf der Oberseite der Membran 40 und einem Drosselventil 98 frei, welches sich ins Freie öffnet. Hierdurch wird erreicht, daß beim erneuten Anlaufen des Kompressors 10 nach einer kurzen Unterbrechung sehr schnell die notwendige Druckdifferenz zwischen den beiden Seiten der Membran 40 entsteht, so daß die Abzweig­ öffnung 16 nach einer kurzen Anlaufphase sicher ge­ schlossen wird, woraufhin erneut die Förderung von Druck­ luft zu dem Drucklufttank 22 erfolgen kann. Andererseits behindert das Sperrventil 55 in keiner Weise die Rück­ lieferung von Druckluft aus dem Tank 22 durch das Ad­ sorptionsfilter 30, da während der Regenerationsphase nur geringe Luftmengen mit geringem Druck durch die Ventilanordnung strömen, so daß stets ein Druckausgleich zwischen den beiden Seiten der Membran 40 gewährleistet ist. Als günstig hat es sich auch erwiesen, wenn das Sperrventil 55 anstelle eines Kolbens eine Membran ent­ hält, welche bei ausreichend hohem Druck an der Auslaß­ öffnung 60 der Ventilanordnung 14 eine Ventilöffnung ver­ schließt, die zu dem Drosselventil 98 führt und diese Ventilöffnung freigibt, sobald sie bei nachlassendem Druck von einer Druckfeder von der Ventilöffnung abgehoben wird.

Wie eingangs bereits erwähnt, ist am oberen Ende des Adsorptionsfilters 30 ein spezieller Filterkopf 74 vorge­ sehen, der in seinem Inneren einen Hohlraum aufweist, in welchem sich das Nachfilter 66 befindet, unter dem das Sinterfilter 64 angeordnet ist. Durch diesen Filter­ kopf 74 ist die Zuleitung 26 hindurchgeführt, durch welche die heiße Druckluft vom Kompressor 10 strömt. Diese Konstruktion hat den Vorteil, daß der Filterkopf 74 bei laufendem Kompressor 10 aufgeheizt wird, so daß die über die Rückführleitung 72 eintreffende Druckluft während der Regenerationsphasen erwärmt wird und damit eine verbesserte Trockenwirkung besitzt. Aus Vor­ stehendem wird deutlich, daß die Fig. 2 bezüglich der Anordnung der Leitungen 26 und 72 im Filterkopf 74 nur sehr schematisch ist, und daß in der Praxis die ge­ nannten Leitungen so verlegt werden, daß sich eine optimale Erwärmung des Filterkopfes 74 und eine optimale Wärmeübertragung zu der Rückführleitung 72 ergibt.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Konstruktion ist darin zu sehen, daß sämtliche Teile der Ventilan­ ordnung 14 in einem einzigen Block untergebracht sind, der vorzugsweise aus einem gut wärmeleitenden Material, wie z. B. Aluminium, besteht, so daß sich zwischen der Ein­ laßöffnung 32 und der Auslaßöffnung 60 praktisch kein Temperaturgefälle ergibt. Dies ist insofern wesentlich, als Adsorptionsfilter gegen übersättigte Druckluft sehr empfindlich sind. Durch die betrachtete Konstruktion des Filters 14 wird erreicht, daß hinter dem Öl-Wasser- Abscheider 34 praktisch keine weitere Abkühlung der Druckluft mehr auftritt, so daß dem Adsorptionsfilter 30, welches im übrigen unmittelbar mit dem Gehäuseblock der Filteranordnung 14 verbunden ist, gesättigte und keine übersättigte Druckluft zugeführt wird. Der gedrängte Aufbau des Filters 18 und der Ventilanordnung 14 in Form einer einzigen Baueinheit führt somit zu einer Ent­ lastung des Adsorptionsfilters 30 bzw. zu verkürzten Regenerationszeiten und zu einer insgesamt höheren Lebenserwartung des Adsorptionsfilters. Überdies bringt die betrachtete Konstruktion der Ventilanordnung 14 den Vorteil mit sich, daß mit dem vorhandenen pneumatischen Druck bzw. mit daraus abgeleiteten Drücken alle Ventil­ funktionen gesteuert werden können, so daß auf zusätz­ liche Steuerungseinrichtungen, insbesondere auf elektri­ sche Steuereinrichtungen, verzichtet werden kann. Be­ sonders der Verzicht auf zusätzliche elektrische Steuerungseinrichtungen erweist sich als sehr vorteil­ haft, da die Vorrichtung nunmehr ohne Rücksicht auf die unterschiedlichen nationalen und internationalen Be­ stimmungen bezüglich der elektrischen Sicherheit und un­ abhängig von den unterschiedlichen Netzspannungen und -frequenzen fertig montiert in die unterschiedlichsten Länder versandt werden kann. An Ort und Stelle muß lediglich ein geeigneter Kompressor bzw. ein geeigneter Antriebsmotor für den Kompressor oder eine andere Druck­ luftquelle vorhanden sein.

Abschließend sei noch darauf hingewiesen, daß es günstig ist, in den Rückführeinrichtungen ein Drosselventil vorzu­ sehen, mit dessen Hilfe die in das Adsorptionsfilter zurück­ geführte Luft weitgehend entspannt werden kann, um so eine optimale Ausnutzung der Regenerationsluft und damit einen hohen Wirkungsgrad zu erzielen. Die Wirkung eines Drossel­ ventiles hat bei dem betrachteten Ausführungsbeispiel die Ventilöffnung 88, welche so eng ist und beispielsweise nur einen Durchmesser von 0,75 mm besitzt, daß der Druck im Adsorptionsfilter 30 während der Regenerationsphasen den Atmosphärendruck nur noch geringfügig übersteigt.

Ferner ist es bei Vorrichtungen mit und vor allem ohne Kompressor vorteilhaft, unmittelbar an der Einlaßöffnung 32 einen Anschlußstutzen für einen Preßluftanschluß vorzusehen, da beim Zuführen von Druckluft aus einem Druckluftnetz die Druckluft nicht gekühlt werden muß.

Claims (4)

1. Vorrichtung zum Erzeugen von trockener Druckluft mit folgenden Merkmalen:

• - einer Druckluftquelle (10);
• - einem Adsorptionsfilter (18, 30);
• - einem Drucklufttank (22), welcher aus der Druckluftquelle (10) über das Adsorptionsfilter (18, 30) gespeist wird;
• - Rückführeinrichtungen (20, 70, 72) zum Rückführen von trockener Druckluft aus dem Drucklufttank (22) durch das Adsorptionsfilter (18, 30) zum Regenerie­ ren desselben bei abgeschalteter Druckluft­ quelle (10);
• - die Rückführeinrichtungen enthalten ein Drosselven­ til (88, 86) zum Entspannen der zum Adsorptions­ filter (18, 30) zurückzuführenden Luft auf einen nahezu bei Atmosphärendruck liegenden Druck;
• - die Rückführeinrichtungen (20, 70, 72) enthalten ein in Abhängigkeit von der Feuchtigkeit der Druckluft betätigbares Ventil (70; 86, 88);
• - das Ventil (70, 86, 88) spricht auf die Feuchtig­ keit der Druckluft im Drucklufttank (22) an.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Drosselventil durch die sehr eng be­ messene Ventilöffnung (88) des feuchtigkeits­ abhängig gesteuerten Ventils (70) gebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei an dem Druckluftbehälter (22) ein Ventil­ gehäuse mit einem Innenraum befestigt ist, der über einen Kanal mit dem Inneren des Druck­ luftbehälters kommuniziert und in dem das Fühlelement (76) angeordnet ist, dessen Ab­ messungen sich feuchtigkeitsabhängig ändern und durch dessen Formänderungen ein Öffnen und Schließen seiner Ventilöffnung (88) im Ventilgehäuse herbeiführbar ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Fühlelement ein Kunststoffband (76) ist, dessen Länge bei steigender Feuchtigkeit zunimmt und auf einen Hebelmechanismus (82, 84) einwirkt, mit dessen Hilfe ein Dichtungselement (Gummiplättchen 86) bezüglich seiner Ventil­ öffnung (88) zum Schließen und Öffnen derselben bewegbar ist.