DE2118707C3 - Flüssigkeitsabscheider - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Flüssigkeitsabscheider

zum Abscheiden von Flüssigkeit aus Gasen, mit einem Gehäuse, in dem mindestens ein an seinem unteren Ende mittels eines Verschlußgliedes verschlossener und mit einer Haltevorrichtung am Gehäuseoberteil befestigter, hohlzylindrischei Filterkörper an- geordnet ist, der am Außenumfang von einem makro- und offenporigen Schlauch ummantelt ist, der mit seinem unteren Ende am Icnenumfang des Gehäuses anliegt und mit letzterem über seine gesamte Länge einen Ringspalt, der mit einem im Gehäuse-

oberteil angeordneten Einströmkanal und über das Innere des Filterkörpers mit einem Ausströmkanal verbunden ist, bildet, und mit einem unterhalb des mit dem Schlauch kombinierten Filterkörpers im Gehäuse angeordneten Flüssigkeitssammelraum.

Flüssigkeitsabscheider der gattungsgemäßen Art sind bereits bekannt. Mit ihrer Hilfe konnten gegenüber konventionellen Flüssigkeitsabscheider verbesserte Arbeitsergebnisse erzielt werden.

Die bekannten konventionellen Konstruktionen ar-

beiten entweder mit ein- oder mehrstufigen Filtermedien oder mit einem dem Filterkörpef zugeordneten Zentrifugalabscheider, wobei das Kondensat, wenn es unter Schwerkraftwirkung in den Flüssigkeitssammelraum abtropft, einen Raum passiert, durch wel- chen der dem Abflußkanal zuströmende gereinigte Gasstrom geführt ist. Die Folge davon ist, daß insbesondere bei maximalem Gasdurchsatz Tröpfchen und Kondensat mitgerissen und wieder zerstäubt werden können.

Bei bekannten Flüssigkeitsabscheidern der eingangs beschriebenen Art konnte nun dieser Nachteil dadurch wesentlich gemindert werden, daß mit Hilfe des auf dem Filterkörper angeordneten makro- und offenporigen Schlauches die mitteis des Filterkörpers aus dem Gasstrom ausgefilterte und an dessen Außenumfang austretende Flüssigkeit vom Schlauch aufgenommen wird und infolge der Schwerkraft nach unten absinkt. An der Berührungsstelle zwischen

dem unteren Schlauchende und dem Gehäuseinnen- Ringspalt in den Flüssigkeitssaminelruum entweichen

umfang kann dabei das Kondensat unmittelbar an und dem Ausströmkanal zuströmen kann,

der Gehäusewandung nach unten in den Flüssigkeils- Der den Filterkörper umgebende Schlauch kann

sammelraum weiter ahfließen, ohne d;rß es vom ge- aus allen geeigneten biegeelastischen und durchlässi-

reinigten Gasstrom wieder erfaßt werden kann. Dies 5 gen Materialien, beispielsweise aus Schaumstoff, aus

ist deshalb nicht möglich, weil bei dieser bekannten einem Gestrick, aus einem Gewebe od. dgl., herge-

Ausführungsform der Gasstrom den durch den stellt sein; er muß lediglich bewirken, daß das untere

Schlauch und den Gehäuseinnenumfang definierten Randsliick seiner Verlängerung mit einer gewissen

Ringspalt nach oben verläßt. Vorspannung an der Innenwand des Gehäuses an-

Im praktischen Einsatz gauungsgemätfer Flüssig- io liegt, um einen kontinuierlichen Ausfluß des K.inkeitsabscheider hat es sich aber gezeigt, daß diese densates zur Gehäuseinnenwand und von dort in den nur bei optimalen Betriebsbedingungen zufriedenste!- Flüssigkeitssammelraum zu gewährleisten. Das vorlend arbeiten, jedoch auch dann erhebliche Druck- gespannte Anliegen des Schlauchendstückes an der Verluste aufweisen. Außerdem genügt schon eine ge- Gehäusewand könnte beispielsweise mittels eines geringfügige Steigerung in der Nebelkonzentration bzw. 15 eigneten Schlaucheinsatzes bewerkstelligt werden, des maximal zulässigen Gasdurchsatzes, um ein be- Hcrstellungstechnisch wesentlich einfacher und bsi!Iiträchtliches Absinken des 'Abscheidewirkungsgrades ger läßt sich dies jedoch erreichen, wenn die Wand solcher Flüssigkeitsabscheider zu bewirken. Dies des Flüssigkeitssammelraumes in an sich bekannter liegt darin begründet, daß durch das nach oben ab- Weise kalottenförmig g'.wölbt ausgebildet ist und strömende, gereinigte Gas bei Überziehen der maxi- 20 wenn das untere Schlauchendstück in diesen kalotmal zulässigen Betriebsgrößen unter der treibenden tenförmigen Gehäuseteil hinei iragt.
Kraft des unter Druck den Schlauch in radialer Rieh- In weiterer vorteilhafter Weiterbildung der Erfin- tung durchdringenden Gases an der inneren Ober- dung wird vorgeschlagen, die Konstruktion so zu fläche des porösen Schlauches vorhandenes Konden- treffen, daß die Einlaßöffnung des Ausströmkanals sat in Austrittsrichtung des Gases auf kürzestem Weg 25 sich im Zentrum eines vom Flüssigkeitssammelraum in das Gehäuseoberteil verdrängt und schließlich in her zugänglichen, am Verschlußglied angeordneten den Ausströmkanal mitgerissen werden kann. und eine Kriechstrecke bildenden Ringspaltes befin-

Hier setzt nun die Erfindung ein. Sie hat sich die det. Die Anordnung eines solchen in seinem Zentrum Beseitigung der geschilderten Nachteile bei gattungs- die Einlaßöffnung aufweisenden Ringspaltes am Vergemäßen Flüssigkeitsabscheidern zur Aufgabe ge- 30 Schlußglied stellt sicher, daß sich vom Schlauchendstellt. Insbesondere soll bei minimalen Druckverlu- stück zur Einlaßöffnung kein kriechender Flüssigsten und einem breiten Gasgeschwindigkeitsbereich keitsfilm ausbilden und damit keine Flüssigkeit in bzw. bei starken Schwankungen der Betriebsgrößen den Ausströmkanal gelangen kann, ein unvermindert hoher Wirkungsgrad erhalten blei- Um schließlich bei der Führung des über die ben. 35 Durchbrüche des Schlauchendes den Ringspalt ver-

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- lassenden und in radialer Richtung in die Flüssiglöst, daß der Ringspalt an seinem oberen Ende ge- keitssammelkammer eintretenden Gasstromes eine schlossen und der Ausströmkanal mit dem Flüssig- möglichst gleichmäßige laminare und periphere Strökeitssammelraum über ein den Filterträger axial mung zu erzielen, wird vorgeschlagen, im Abstand durchdringendes und diesen haltendes Verbindungs- 40 vor der Einlaßöffnung des Verschlußgliedes und korohr verbunden ist, daß der Schlauch in Richtung des axial zu dieser einen Beruhigungskegel vorzusehen. Flüssigkeitssammelraumes eine größere Länge als Besonders günstige Strömungsverhältnisse lassen sich der Filterkörper aufweist, und das untere Randstück dabei erzielen, wenn sich der Beruhigungskegel in seines in den Flüssigkeitssammelraum hineinragen- Richtung der Einlaßöffnung verjüngt und an seiner den Endstücks elastisch federnd an der Gehäuseinnen- 45 unteren ebenen Stirnfläche vorzugsweise eine Ringumfangsfläche anliegt und daß der Schlauch ober- wulst hat. Der Beruhigungskegel kann vorteilhaft halb seines unteren Randstücks und unterhalb des mittels Haltestegen im Abstand von der Einlaßöff-Filterkörperverschlußgliedes mit einer Anzahl am nung gehalten sein. Die Anordnung eines solchen Schtauchumfang verteilt angeordneter, radialer Beruhigungskegels ermöglicht einen turbulenzarmen Durchbrüche versehen ist, deren Gesamtquerschnitt 30 zentralen Gaseintritt am Verschlußglied des Filterdem Querschnitt des Ringspaltes im wesentlichen körpers, insbesondere bei Gasdurchsätzen von mehr entspricht. als 125Bm/h, bezogen auf die äußere geometrische

Bei einem erfindungsgemäß ausgebildeten Flüssig- Oberfläche des Filterkörpen.

keitsabscheider strömt das gereinigte Gas im Ring- In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines

spalt in der gleichen Richtung ab, wie das sich zwi- 55 erfindungsgemäßen Flüssigkeitsabscheiders im

sehen Filterkörper und Schlauch sammelnde Kon- Längsschnitt dargestellt.

densat, nämlich nach unten in Richtung des Flüssig- Das Gehäuse des gezeigten Flüssigkeitsabscheiders keitssammelraums. Auch wenn hierbei mit Ge- weist ein aus Metall bestehendes Gehäuseoberteil 10 schwindigkeiten gefahren wird, die beträchtlich über auf, das an seinem unteren Teil einen mit einem den normalen Geschwindigkeitsgrößen liegen, bleibt 60 Außengewinde versehenen zylindrischen Ansatz 12 der angestrebte, hohe Wirkungsgrad voll erhalten, aufweist. An der Stirnseite dieses zylindrischen Anweil das Kondensat unter dem Einfluß der Schwer- satzes ist ein Ringbund 14 angeformt. Mit 16 ist das kraft und Grenzflächenspannung in die untere Gehäuseunterteil bezeichnet, das in üblicher Weise Schlauchverlängerung absinkt, jedoch vom Gas nicht als transparente Glocke ausgebildet ist, die an ihrem mitgerissen werden kann, da dasselbe über die im 65 offenen Ende einen Außenflansch 18 aufweist und Schlauchendstück angeordneten Durchbrüche, ohne stirnseitig mit einer Ringdichtung 20 versehen ist. die Richtung der Sinkbewegung des Kondensats im Mit ihrer Ringdichtung liegt die Gehäuseglocke 16 Schlauch nachteilig beeinflussen zu können, aus dem an der Stirnfläche des Bundes 14 des Gehäuseober-

leiles 10 an, und mittels einer den Flansch 18 hintergreifenden Ringmutter 22 sind beide Gehäuseteile druck-, gas- und flüssigkeitsdicht miteinander verbunden.

Mit 24 ist ein hohlzylindrischer, an sich bekannter starrer Filterkörper bezeichnet, der an seinem unteren Ende durch ein Verschlußglied 26 gas- und flüssiekqätsdicht verschlossen ist. Das Verschlußglied ist %iin einem in diesem zentral angeordneten Verbindungsrohr 28 durchdrungen, das mit seinem gemäß der Zeichnung oberen Ende in das Gehäuseoberteil 10 eingeschraubt ist. Das Verbindungsrohr in Kombination mit dem Verschlußglied bildet damit eine Haltevorrichtung, mit deren Hilfe der Filterkörper am Gehäuseoberteil verspannbar ist. Zwischen Gehäuseoberteil und Filterkörper ist dabei eine Ringdichtung 30 angeordnet.

Durch das Verbindungsrohr 28 und den Innenumfang des Filterkörpers 24 wird ein Ringraum 32 definiert, der über einen Verbindungskanal 34 mit einem im Gehäuscoberteil angeordneten Zuführkanal 36 in Verbindung steht, durch welchen nebelhaltiges Gas dem Flüssigkeitsabscheider zuführbar ist.

Wie aus der Zeichnung deutlich zu ersehen ist, ist die Gehäuseglocke wesentlich länger als der Filterkörper, d. h., es befindet sich unterhalb dessen Verschlußglicdes 26 in an sich bekannter Weise ein Gehäuseraum 38 zum Sammeln der aus dem Gas herausgefilterten Flüssigkeit. Mit 40 ist eine am unteren Ende der Gchäuseglocke angeordnete Ventilvorrichtung bezeichnet, mit deren Hilfe das sich im Flüssigkeitssammelraum 38 ansammelnde Kondensat aus diesem Raum entfernen läßt. Der Flüssigkeitssammelraum 38 steht über das Verbindungsrohr 28 mit einem koaxial zum Zuführkanal 36 im Gehäuseoberteil 10 angeordneten Ausströmkanal 42 direkt in Verbindung. Die Gehäuseglocke ist außerdem im Bereich ihres unteren, die Ventilvorrichtung 40 tragenden Endes kalottenartig gewölbt ausgebildet.

Aus der Zeichnung ist zu ersehen, daß der Filterkörper 24 von einem makro- und offenporigen Schlauch 44 ummantelt ist, der an seinem oberen Ende mit dem Filterkörper abschließt. Der Schlauch ist wesentlich länger als der Filterkörper 24 und weist eine in den Flüssigkeitssammelraum 38 hineinragende Verlängerung 46 auf. Das durch diese Verlängerung gebildete Schlauchendstück hat eine solche Länge, daß dessen unteres Randstück 48 an der kalottenartig gewölbten Innenwand des unteren Endes der Gehäuseglocke zwangläufig unter Vorspannung anliegt. Es ist außerdem aus der Zeichnung ersichtlich, daß die Wandung der Gehäuseglocke 16 zusammen mit dem Schlauch 44 einen oben durch den Gehäuseoberteil 10 dicht verschlossenen Ringspalt 50 definiert, der sich bis in den Bereich, in dem der Schlauch an der Wandung der Gehäuseglocke anliegt, über die gesamte Länge des Schlauches 44 erstreckt. Oberhalb des unteren Randstückes 48 des Schlauches 44 und unterhalb des Verschlußgliedes 26 des Filterkörpers ist am Schlauchumfang vorzugsweise gleichmäßig verteilt eine Anzahl von Durchbrüchen 52 vorgesehen, die einen radialen Durchtritt des gereinigten Gases durch den Schlauch in den Raum 38 ermöglichen. Mit 54 ist als Ganzes ein zentral an der Unterseite des Verschlußgliedes 26 angeordneter, die Strömung des die Flüssigkeitssammelkammer verlassenden Gases beeinflussender Strömungskopf bezeichnet, der ebenfalls vom Verbin dungsrohr 28 durchdrungen ist. Dieser Strömungskopf weist beispielsweise im Winkelabstand voneinander drei an einem Ringstück 57 angeordnete Haltestege auf, die einen mit 58 bezeichneten Beruhigungskegel tragen, der sich in Richtung der mit 60 bezeichneten Einlaßöffnung des Verbindungsrohres 28 verjüngt und an seiner unteren Stirnseite eine Ringwulst 61 aufweist. Die Anordnung dieses Beruhigungskegels gewährleistet vorteilhafte Strömungs-Verhältnisse im Bereich der Eintrittsöffnung 60. Das Verschlußglied 26 weist an seiner unteren Stirnseite im Bereich seines Umfanges einen hohlzylindrischen Ansatz 62 auf, dessen Länge mindestens der axialen Ausdehnung des Strömungskopfes 54 entspricht. Der

Ansatz 62 definiert zusammen mit dem Strömungskopf 54 einen mit 64 bezeichneten Ringspalt zur Bildung einer Kriechstrecke, um sicherzustellen, daß, ausgehend von den radialen Durchbrüchen 52 in der Verlängerung 46 des Schlauches 44, sich kein Fliis-

ao sigkeitsfilm zur Einlaßöffnung 60 bilden kann. Schließlich sei noch erwähnt, daß die Grenzflächenspannung des aus dem Gas auszufilternden Kondensates im Verhältnis zum Werkstoff des Schlauche«- in Verbindung mit dessen Porenweite keine Kapillar.!¹·-

*5 zension haben darf, die größer ist als die Wandstärke des .'ichlauchcs.

Der beschriebene Flüssigkeitsabscheider arbeitet folgendcrmaRrr; Strömt n?belhaltiges Gas über d< η Zuflußkanal 36 in den Ringraum 32 ein und durchdringt in radialer Richtung den Filterkörper 24 neb-: Schlauch 44, so werden die aus Wasser oder öl bt stehenden Nebeltröpfchen nebst festen Vcrunrciiii gungen aus dem Gasstrom ausgefiltert, und das gerc; nigte Gas gelangt in den Ringspalt 50 und über du

Ausnehmungen 52 im Schlauch 44 und das Verbindungsrohr 28 zum Abflußkanal 42. Die im Filterkörper ausgefilterten Nebeltröpfchen vereinigen sich dabei zu größeren Flüssigkeitstropfen, die unter der Wirkung des den Filterkörper radial durchströmenden Gases nach außen getrieben und beim Kontakt mit der inneren Oberfläche des Schlauches 44 durch Prallwirkung, Adhäsions- und Kohäsionskräfte gesammelt und infolge der Schwerkraft bevorzugt an der Berührungsfläche zwischen Filterkörper 24 und

Schlauch 44 nach unten abgeleitet werden. Das unter dem Einfluß der Schwerkraft und Grenzflächenspannung im Schlauch und insbesondere zwischen Schlauch und Filterkörper absinkende Kondensat gewährleistet, daß das Randstück 48 des Schlauches stets satt getränkt ist und aus dem unteren Randstück kontinuierlich Kondensat aus- und entlang der Glokkenwandung in den unteren Teil der Flüssigkeitssammelkammer einfließt, während das gereinigte Gas nach Eintritt in die Kammer 38 unmittelbar dem Ausströmkanal 42 zuströmt, ohne mit der frei fließenden Flüssigkeit in Kontakt zu kommen. Durch die Verlängerung des Schlauches 44 wird damit erreicht, daß das aus dem Gas abgeschiedene Kondensat gewissermaßen vom Gasstrom getrennt unmittel bar in den Flüssigkeitssammelraum fließt und nicht in Form von durch den Gasraum fallende Tropfen dorthin gelangen muß. Damit ist wirksam vermieden, daß durch den Gasstrom eine Wiederzerstäubum] von Kondensat und damit Hand in Hand eine Verschlechterung des Wirkungsgrades hervorgerufer wird. Dieser Vorteil bleibt unverändert, wenn aucl· mit überdurchschnittlich hohen Durchsatzgeschwin digkeiten gefahren wird, da in jedem Falle das gerei-

nigte Gas den konstruktiv bedingten längstmöglichen und oberflächenreichen Weg durch den Ringspalt 50, die Ausnehmungen 52, den Strömungskopf 54 und das Verbindungsrohr 28 zum Ausströmkanal 42 nehmen muß und sich beim Durchtritt des gereinigten

Gases durch die Ausnehmungen an den Grenzzonen keine Flüssig gerissen werden kann. Diese A zwecks minimaler Wirbelbildung rund ausgebildet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Flüssigkeitsabscheider zum Abscheiden von Flüssigkeit aus Gasen, mit einem Gehäuse, in dem mindestens ein an seinem unteren Ende mittels eines Verschlußgliedes verschlossener und mit einer Haltevorrichtung am Gehäuseoberteil befestigter, hohlzylindrischer Filterkörper angeordnet ist, der am Außenumfang von einem makro- und offenporigen Schlauch ummantelt ist, der mit seinem unteren Ende am Innenumfang des Gehäuses anliegt und mit letzterem über seine gesamte Länge einen Ringspalt, der mit einem im Gehäuseoberteil angeordneten Einströmkanal und über das Innere des Filterkörpers mit einem Ausströmkanal verbunden ist. bil det, und iP't einem unterhalb des mit dem Schlauch kombinierten Filterkörpers im Gehäuse angeordneten Flüssigkeitssammelraum, dadurch gekennzeichnet, daß der Rine- spalt (50) an seinem oberen Ende geschlossen und der Abströmkanal (42) mit dem Flüssig keitssammelraum (38) über ein den Filterkörper (24) axial durchdringendes und diesen haltendes Verbindungsrohr (28) verbunden ist, daß der Schlauch (44) in Richtung des Flüssigkcitssammelraumes (38) eine größere Länge als der Filterkörper (24) aufweist und das untere Randstück (48) seines in den Flüfigkeitssammelraum hineinragenden Endstücks (46) elastisch federnd an der Gehäuseinnenumfangs.lache anliegt und daß der Schlauch (44) oberhalb seines unteren Randstückes (48) und wenig unterhalb des Filterkörperverschlußgliedes (26) mit einer Anzahl am Schlauchumfang verteilt angeordneter, radialer Durchbrüche (52) versehen ist, deren Gesamtquerschnitt dem Querschnitt des Ringspaltes (50) im wesentlichen entspricht.

2. Flüssigkeitsabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch (44) aus bicgeelastischem, durchlässigem Material besteht.

3. Flüssigkeitsabscheider nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlauchverlängerung (46) an der Gehäusewandung mindestens im Bereich eines S Millimeter breiten Streifens elastisch dichtend anliegt.

4. Flüssigkeitsabscheider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand des Flüssigkeitssammelraumes (38) in an sich bekannter Weise kalottenförmig gewölbt ausgebildet ist und das untere Schlauchendstück (46) in diesen kartenförmigen Gehäuseteil, an der Wandung anliegend, hineinragt.

5. Fliissigkeitsabscheider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßöffnung (60) des Ausströmkanals (42) sich im Zentrum eines vom Flüssigkeitssammelraum (38) her zugänglichen, am Verschlußglied (26) angeordneten und eine Kriechstrecke bildenden Ringspaltes (64) befindet.

6. Flüssigkeitsabscheider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Führung des über die Durchbrüche (52) des Schlauchendstückes (46) in den Flüssigkeitssammelraum (38) einströmenden, gereinigten Gases der im Verschlußglied (26) vorgesehenen Einkißölfnung (60) ein Strömungskopf (54) vorgeschaltet ist.

7. Flüssigkeitsabscheider nach Anspruch ft, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungskopf (54) einen sich in Richtung der Einlaßöffnung (60) verjüngenden Beruhigungskegel (58) aufweist, der an seiner unteren ebenen Stirnfläche eine Ringwulst (61) hat.

X. Flüssigkeitsabscheider nach /-.nspruchfi oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Beruhigungskegel (58) mittels Haltestegen (56) einstükkig*an einem Ringstück (57) angeformt ist, das konzentrisch zur Einlaßöffnung (60) am Verschlußglied (26) befestigt ist.

9. Flüssigkeitsabscheider nach einem der Ansprüche 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußglied (26) einen sich von seiner unteren Stirnseite nach unten erstreckenden, hohlzyündrischen Ansatz (62) hat, dessen Außendurchmesser dem Außendurchmesser des Verschlußgliedes (26) entspricht und der den Beruhigungskegel (58) im Radialabstand umgibt.