DE8900369U1 - Vorrichtung zum Kühlen, Entfeuchten und Filtern von Druckluft - Google Patents

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kühlen, Entfeuchten und Filtern von Druckluft gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

In der Industrie wird Druckluft normalerweise jeweils durch eine Kühlvorrichtung, eine Entwässerungsvorrichtung und eine Filtervorrichtung zum Kühlen, Entwässern und Filtern stufenweise geleitet. Diese drei Vorrichtungen erfüllen zwar die Aufgabe, die Luft zu konditionieren, erfordern jedoch viel Platrs, sind kompliziert zu montieren und tauer.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die die drei genannten Vorrichtungen integriert, wodurch eine einzige Vorrichtung tarn Kühlen, Filtern und Entfeuchten von Druckluft geschaffen werden soll.

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 gekennzeichnete Erfindung gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Mit der Erfindung wird in vorteilhafter Weise eine Vorrichtung zum Kühlen, Entfeuchten und Filtern von Druckluft geschaffen, bei der mittels eines Diffusionsabschnitts und eines Filterabschnitts in einer aus Modulen bestehenden Strömungskammer eine Vorkühlung und ein erstes Filtern erreicht wird. In einem Abscheiderabschnitt, der am Boden des Filterabschnitts angeordnet ist, wird eine Spiralströmung zur Ausscheidung von in der Luft enthaltenen Feuchtigkeit ausgebildet. Durch die Anordnung von zueinander ausgerichteten öffungen in den Ringelementen des Diffusionsabschnitts und des Filterabeohni-fc-fcs wird eine weitere Kühluncr

erreicht. Schließlich wird ein nochmaliges Filtern mittels des am Ende des Strömungswegs angeordneten Filterzylinders erreicht.

Mit der Erfindung wird weiter in vorteilhafter Weise eine Vorrichtung zum Kühlen, Entfeuchten und Filtern von Druck-

f luft geschaffen, wobei einzelne Strömungskammern modulför-

'^&Aacgr; mig ausgebildet und in beliebiger Anzahl miteinander verbunden werden können, so daß man die Vorrichtung an beliebige Betriebsbedingungen anpassen kann.

Weiter wird mit der Erfindung in vorteilhafter Weise eine Vorrichtung zum Kühlen, Entfeuchten und Filtern von Druckluft geschaffen, bei der in der Wandung der Strömungskammern Kanäle für eine zusätzliche Wasserkühlung ausgebildet sind.

Ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

.?ig. 1 eine Explosionsansicht der Vorrichtung;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der zusammengebauten Vorrichtung;

Fig. 3 eine Explosionsansicht des Diffusionsabschnitts der Vorrichtung;

Fig. 4 eine Explosionsansicht des Filterabschnitts der Vorrichtung; und

Fig. 5 eine schematische Schnittansicht in Längsrichtung der zusammengebauten Vorrichtung.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem Luftein- und -auelaßabschnitt 1, einem

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Diffueionaabsohnitt 2, einem Filterabsohnitt 3, einem Abaoheiderabaohnitt 4, einem Filterzylinder 5 und mehreren Strömungekammern 6. Im Luftein- und -auslaßabschnitt i ist an der Einlaßöffnung 7 ein in Längaqueraohnitt L-förmige§ EinlaBrohr 8 angeordnet (siehe Fig. 5), wobei die Krümmung des EinlaBrohres sich in der Mitte des Luftein- und -auslaßabschnitts 1 befindet und die obere Wand des Einlaßrohres im Bereich der Krümmung eine Gewindebohrung 9 für einen Schraubenbolzen zur Befestigung des Filterzylinders 5 aufweist. Auf der Oberseite des EinlaBrohres 8 ist ein axial eich erstreckender Flansch ausgebildet, der zusammen mit der Oberseite des Auslaßrohres 15 einen Ringflansch mit Innengewinde zur Aufnahme des Filterzylinders 5 bildet. Der Ringflansch 10 ist, wie man aus Fig, I erkennt, abgestuft, so daß die Unterkante des Filterzyl^Aders 5 gqnau mit der Innenwand des Ringflansches 10 fluchtet und damit dicht verbunden ist. Zwischen der sich senkrecht nach unten erstrekkenden Außenwand des Einlaßrohes 8 und der sich senkrecht nach oben erstreckenden Außenwand des Auslaßrohres 15 wird ein spaltförmiger Kanal 11 ausgebildet. Weiter ist auf der Oberseite des Luftein- und -auslaßabschnitts 1 ein Ringflansch 13 mit Innengewinde 12 zur Aufnahme einer Glasglocke 14 angeordnet, wobei die Glasglocke 14 den Filterzylinder 5 einschließt. Zwischen dem Ringflansch 13 und dem Stufenflansch 10 ist ein Kanal 16 ausgebildet, der in das Auslaßrohr 15 zur Ableitung der aus dem Filterzylinder 5 abströmenden Luft mündet.

Die Strömungskammern 6, mit Ausnahme der untersten Strömungskammer 6', weisen einen inneren Hohlraum und an ihrer Außenwand mehrere Kühlrippen 17 sowie an ihrer Oberseite einen Ringflansch 18 und an ihrer Unterseite eine in der Innenwand vorgesehene abgestufe Aussparung 19 auf, in die der Ringflansch 18 beim Zusammenbau mehrerer Strömungskamraern 6 eingreift. In der Seitenwand sind auf jeder der vier Seiten Kanäle 20 angeordnet, die beim Zusammenbau mehrerer Strösungskasssm 6 siteinander in Verbindung stehen und

während des Betriebs von Kühlwasser durchströmt werden. Hierzu 1st an jeder Seltenwand ein mit dem jeweiligen Kanal 20 In Verbindung stehender Anschluß 21 vorgesehen, der als EInIaB bzw. Auslaß für das Kühlwasser dient. Nlohtbenutzte Anschlüsse werden während des Betriebs verschlossen.

Die unterste Strömungskammer 6* weist einen Boden auf, In dem an seiner untersten Stellung ein Entwässerungsventil 22 angeordnet 1st. Im übrigen weist die unterste Stromungskammer 6' den gleichen Aufbau wie die übrigen Strömungskammern 6 auf, wobei allerdings sich die Kanäle 20 durch den Boden erstrecken, um eine Verbindung mit den übrigen Kanälen der übrigen Strömungekammern herzustellen (siehe Flg. 5).

Die einzelnen Strömungskammern 6, 6' sind mit dem Luftein- und -auslaßabschnitt 1 mittels Schraubenbolzen 23 verbunden, die sich jeweils durch die Bohrungen 24, 25 und 26 in dem Luftein- und -auslaßabschnitt 1 bzw. den Strömungskammern 6, 6' erstrecken. Zwischen den einzelnen Strömungskammern 6 bzw. 6' sind an der Außenseite der Ringflansche 18 entsprechende O-Ringe vorgesehen, um die einzelnen Strömungskammern 6 dichtend miteinander in Eingriff zu bringen. Auf der Oberseite eines jeden Kanals, mit Ausnahme des Kanals 20 der obersten Strömungskammer 6, ist ein Dichtungsring 28 angeordnet, und der Kanal 20 der obersten Strömungskammer 6 ist mittels einer Dichtung 27 abgedichtet, um einen Austritt von Kühlwasser zu verhindern.

Der Diffusionsabschnitt 2 ist um Unterteil des Einlaßrohres 8 im Hohlraum der sich daran anschließenden Strömungskammer 6 angeordnet, wie dies in Fig. 3 dargstellt ist. Der Diffusionsabschnitt 2 umfaßt ein Hauptbefestigungsteil 29, mehrere Diffusionselemente 30, einen Schraubenbolzen 31 und mehrere Ringelemente 33 mit Strömungsführungsrippen 32. Das Hauptbefestigungsteil 29 ist als Ringkörper ausgebildet, der in der Mitte seiner Außenwand einen sich radial erstrek-

sich jeweils In axialer Richtung nach oben und unten ein Gewindeflansoh 35 bzw. 36 mit Außengewinde, so daß das Haup l'bef eetigungsteil gewindemäßig mit dem Einlaßrohr 8 und dem ersten Ringelement 33' In Eingriff treten kann. Die Innenwand des Gewindeflansches 36 ist sich schräg nach unten erweiternd ausgebildet, und zwar entsprechend der schrägen Ausgestaltung der Oberseite der ringförmigen Diffusionselemente 30, so daß sie im zusammengebauten Zustand zusammenpassend aufeinanderliegen. Auf der Oberseite der Diffusionselemente 30 ist ein Flansch mit vermindertem Durchmesser ausgebildet, wobei sich von der Innenwand zur Außenwand auf der Oberseite Luftableitungsnuten 37 erstrekken, die eine Verbindung zwischen der Innenwand und der Außenwand der Diffusionselemente bilden. Die in den Diffusionsabschnitt 2 einströmende Druckluft strömt durch die Luftableitungsnuten vom Innenraum der Diffusionselemente 30 nach außen, da das unterste Diffusionselement mittels einem Boden verschlossen ist. Wie man aus den Figuren erkennt, werden die einzelnen Diffusionselemente 30 mittels eines Schraubenbolzens 31, der gewindemäßig mit einer Befestigungsplatte 38 an der Oberseite des Hauptbefestigungsteils 29 in Eingriff steht, zusammengehalten. Die einzelnen Ringelemente 33 weisen an ihrem äußeren Umfang jeweils eine sich radial erstreckende Strömungsführungerippe 32 auf, von der sich axial nach oben und unten ein Ringflansch 39 bzw. 40 erstreckt, der mit einem Außen- bzw. Innengewinde versehen ist, um die einzelnen Ringelemente gewindemäßig miteinander in Eingriff zu bringen. Das oberste Ringelement 33' weist am oberen Ringflansch ein Innengewinde und am unteren Ringflansch ein Innengewinde zur Verbindung mit dem Hauptbefestigungsteil 29 auf, so daß die verbundenen Diffusionselemente 30 im Innenraum der Ringelemente 33 festgelegt sind. Am oberen und unteren Flansch des untersten Ringelements 33* ist jeweils ein Außengewinde vorgesehen, um eine gewindemäßige Verbindung mit dem Filterabschnitt 3 herzustellen. Weiter sind in den Strömungsführungsrippen 32 durchgehende, zueinander ausgerichtete öffnungen 41

&iacgr;&ogr;

F ' vorgesehen.

Wie In Flg. 4 dargestellt, besteht der Filterabschnitt 3 Im wesentlichen aus einem Hauptbefestigungsteil 42 mit Innengewinden, einem Filterzylinder 43 und mehreren Ringelementen 33, die den gleichen Aufbau wie die Ringelemente des oben beschriebenen Diffusionsabschnitts 2 aufweisen. Das Hauptbefestigungsteil 42 steht mittels eines Innengewindes mit dem Boden des Diffusionsabschnitts 2 in Verbindung und ist an seiner Unterseite gewindemäBig mit einem Ringelement 33 verbunden. Der Filterzylinder 43 umfaßt eine Bodenplatte 44, um den Boden des Filterzylinders 43 abzuschließen, wobei durch die Bodenplatte 44 ein Schraubenbolzen 45 verläuft, der gewindemäßig mit dem Hauptbefestigungsteil 42 in Eingriff steht. Auf diese Weise wird die Bodenplatte 44 an dem Filterzylinder 43 befestigt, damit die von oben von dem Diffusionsabschnitt 2 abströmende Luft durch den Filterzylinder 43 nach außen strömt und hierbei filtriert wird.

Am Boden der miteinander verbundenen Ringelemente 33 ist der Abscheiderabschnitt 4 gewindemmäßig angebracht. Der Abscheiderabschnitt 4 besteht im wesentlichen aus einem Hauptbefestigungsteil 46, das auf seiner Unterseite einen sich erweiternden, nach unten geöffneten Glockenboden aufweist, der mittels einer sich konisch nach oben erweiterni, den öffnung 47 mit der Oberseite des Hauptbefestigungsteils 46 in Verbindung steht. In die sich nach oben erweiternde öffnung 47 ist ein KonusstUck 49 mit auf seiner Umfangsfläche angeordneten Spiralnuten 48 eingepaßt, wodurch mit der g von oban vom Filterabschnitt 3 einströmenden Luft eine ff Spiralströmung beim Durchströmen des Abscheiderabschnitts ausgebildet wird. Durch diese Spiralströmung findet eine " Entfeuchtung bzw. Entwässerung der Luft statt. In der Seitenwand des Glockenbodens sind mehrere öffnungen 50 ausge- U bildet, durch die die vom Abscheiderabschnitt 4 zurückströmende Druckluft nach oben in die Vorrichtung geleitet wird.

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Fig. 5 zeigt eine schematische Schnittansicht der Vorrichtung in Längsrichtung. Die aus einem Kompressor zugeführte heiße, Feuchtigkeit enthaltende Druckluft gelangt durch die Einlaßöffnung 7 über das Einlaßrohr 8 in den Diffusionsabschnitt 2. Da der Diffusionsabschnitt 2 an seinem unteren Ende verschlossen ist, strömt die Druckluft durch die Luftableitnuten der einzelnen Diffusionselemente 30 nach außen, wodurch eine Entspannung stattfindet, die eine erste Kühlung der Druckluft bewirkt. Der Luftstrom wird dann innerhalb der Ringelemente 33 weiter abwärts geleitet und gelangt in den Filterabschnitt 3, durch den Filterzylinder 1 43, wodurch die Druckluft filtriert wird. Die Druckluftströmung verläuft dann weiter im Inneren der Ringelemente 33 nach unten und gelangt in den Abscheiderabschnitt 4, wobei *§ sie durch die Spiralnuten 48 am Konusstück 49 spiralförmig :, strömt, wodurch aufgrund der Rotation beim Aufreten auf die 4

Wandung der Strömungskammer 6* Feuchtigkeit ausgeschieden <| wird. Die aus der Druckluft ausgeschiedene Feuchtigkeit ';'

sammelt sich am Boden der Strömungskammer 6¹ und wird nach Erreichen einer bestimmten Menge durch das am Boden der Strömungskammer 6' vorgesehene automatische Entwässerungsventil 22 aus der Strömungskammer 6 abgeleitet. Der entfeuchtete Luftstrom strömt dann aufwärts längs der in den '; Strömungsführungerippen 32 vorgesehenen öffnungen 41, wobei | eine weitere Entspannung und damit Kühlung des Luftstroms erreicht wird. Der Luftstrom gelangt dann durch den auf der Oberseite des Luftein- und -auslaßabschnitts 1 angeordneten Filterzylinder 5, durch den er ein weiteres Mal filtriert i| wird. Aus dem Filterzylinder 5 gelangt die Luft zur Ausgabe \ in das Auslaßrohr 15.

Wie bereite erwähnt, kann zur weiteren Kühlung Kühlwasser durch die Ein-/Auslaßöffnungen in die Kanäle 20 zur weite- &Aacgr;

ren Kühlung und Entfeuchtung der Druckluft eingeleitet _t;

werden.

Wie aus der Beschreibung ersichtlich, werden die einzelnen Pf

12"

Strömungskanunem 6, der Diffusionsabschnitt 2 und der Filterabschnitt 3 aus einzelnen Modulen zusammengebaut, wobei die Anzahl der einzelnen Module variabel ist, so daß die beschriebene Vorrichtung an alle Betriebsbedingungen angepaßt werden kann, um Druckluft zu kühlen, zu entfeuchten und zu filtern.

Claims (1)

1329 H/st Chla-Tsong HSU Changhua, Taiwan, R.0.C.

Vorrichtung zum Kühlen, Entfeuchten und Filtern von Druckluft

Schutzansprüche

1. Vorrichtung zum Kühlen, Entfeuchten und Filtern von Druckluft, gekennzeichnet durch

- einen Luftein- und -auslaßabschnitt (1),

- einen Diffusionsabschnitt (2),

- einen Filterabschnitt (3),

- einen Abscheiderabschnitt (4),

- einen Filterzylinder (5) und durch

« - mehrere hohle, axial übereinander angeordnete, raiteinv^: ander verbundene Stromungskammern (6), die auf der Unter-

■; seite des Luftein- und -auslaßabschnitts (1) angeordnet

sind,

wobei die unterste Strömungskammer (6') einen abschiießen-... den Boden mit einem an der tiefsten Stelle des Bodens angeln ordneten Entwässerungsventil (22) aufweist, und der Filterzylinder (5) auf der Oberseite des Luftein- und -auslaßabachnitts (1) angeordnet und mittels einer Glasglocke (14) v_;, eingeschlossen ist, um die au &ugr; tiem Filterzylinder (5) aus-E strömende Luft durch den Luftein- und -«uuslaSabschnitt (1) abzuleiten, wobei weiter der Diffueionnabschnitt (2), der Filterabschnitt (3) und der Abschneider-Abschnitt (4) auf-₍ einanderfolgend angeordnet und zusammengebaut und in den ' Strömungekammern (6) angeordnet sind, und der Diffusionsab- ! schnitt (2) mittels einer Schraubverbindung an der Unterk seite eines Einlaßrohres (8) befestigt ist, und wobei der

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Diffusionsabsohnitt (2) mehrere Luftableitnuten (37) und der Fi lter abschnitt (3) mehrere Ringelemente (33) mit Strö- mungsfUhrungerippen (32) und darin zueinander ausgerichtet angeordneten durchgehenden öffnungen (41) aufweist, wodurch die Luft beim Durchströmen der Vorrichtung durch mehrfaches Verdichten und Entspannen gekühlt wird, weiter in dem Abscheiderabschnitt (4) zur Ausbildung einer spiralförmigen Luftströmung ein Konusstuck (49) mit auf seiner axialen Außenfläche angeordneten Spiralnuten (48) vorgesehen ist und in den Seitenwänden der Strömungskammern (6) Kanäle (2&OHgr;) Kühlwasser mit entsprechenden Ein- bzw. Auslaßöffnungen (21) angeordnet sind.

2« Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Diffusionsabschnitt (2) im wesentlichen ein festeingebautes Hauptbefestigungsteil (29), mehrere Diffusionselemente (30), einen Schraubenbolzen (31) zum gewindemaßigen Eingriff mit dem Hauptbefestigungsteil (29) und mehrere Ringelemente (33) mit StrömungsfUhrungsrippen (32) zur Kühlung der Luft umfaßt, wobei das Hauptbefestigungsteil (29) als Ringkörper mit einem Hohlraum ausgebildet ist und axial in seiner Mitte mit einem sich radial nach außen erstreckenden Flansch (34) versehen ist, von dessen über- bzw. Unter- = seite sich jeweils in axialer Richtung Gewindeflansche (35 bzw. 36) mit Außengewinde erstrecken, die gewindemäßig mit dem Einlaßrohr (8) bzw. dem ersten Ringelement (33*) in Eingriff stehen, und die Innenwand des unteren Gewindeflansches (36) radial nach außen divergierend ausgebildet ist, &idiagr;· wobei weiter die Diffusionselemente (30) als Ringkörper mit ' einem mittleren Hohlraum, einem Ringflansch verminderten _t

Durchmessers an der axial oberen Seite und einer sich j

radial nach außen erweiternden Innenwand an der axial unte- :| ren Seite ausgebildet sind, und die Luftableitnuten (37) in f* Strömungsrichtung in der oberen Seite radial von der Innenzur Außenwand verlaufend ausgebildet sind und mit der Innenwand an der axial unteren Seite des zugeordneten folgenden ä

M f fiio< nnoal amarft-e Tiieaimiinnu< i-lfnn unhoj <3äS StTfi al untctrfitP. S

Diffueioneelement einen geschlossenen Boden aufweist, so daß die Druckluft aus dem mittleren Hohlraum durch die Luftableitnuten (37) nach auBen strömt und die Ringelememte (33) sich jeweils von den StrömungefUhrungerippen (32) axial nach oben und unten erstreckende Gewindeflansche mit Innen- oder Außengewinde zum Verbinden der Ringelemente (33) miteinander und zum Verbinden des axial obersten Ringelments (33*) mit dem Hauptbefestigungsteil (29) sowie in den Strömungsrippen (32) ausgebildete, zueinander ausgerichtete Öffnungen (41) aufsweisen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterabschnitt (3) ein ringförmiges Hauptbefestigungsteil (42) mit Innengewinde, einen Filterzylinder (43) sowie mehrere der genannten Ringelemente (33) umfaßt, wobei das Hauptbefestigungsteil (42) mit seiner Oberseite mit der Unterseite des Diffusionsabschnitts (2) und mit seiner Unterseite mit dem oberen Gewindeflansch eines Ringelements (33) gewindemäßig in Eingriff steht, der Filterzylinder (43) an seinem unteren Ende mittels einer Bodenplatte (44) verschlossen ist und mittels eines in der Bodenplatte (44) zentral angeordneten Gewindebolzens (45) an dem Hauptbefestigungsteil (42) befestigt ist, so daß die von dem Diffusionsabschnitt (2) kommende Luft den Filterzylinder (43) von innen nach außen durchströmt und dabei gefiltert wird.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abscheiderabschnitt (4) ein ringförmiges Hauptbefestigungsteil (46) mit einem axial oberen Gewindeflansch mit Innengewinde zum gewindemäßigen Eingriff mit dem unteren Gewinde des unteren Ringelements (33"), einer sich axial nach oben erweiternden mittleren öffnung (47) zur Aufnahme des genannten Konusstücks (49) mit auf seiner axialen Außenfläche angeordneten Spiralnuten (48), sowei einen sich an die öffnung (47) anschließenden, nach sich pttjo-i ternrjon iir>H iSÖffüStSÜ <3Trv-;lcar>hr>fiar> mi it

darin auegebildeten öffnungen (50), durch die die Luft aufwärts «strömt, umfaßt.