Filter für Druckgasrohrleitungen
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Filter für Druckgasrohrleitungen.
Das erfindungsgemässe Filter ist dadurch gekennzeichnet, dass es zum Einbau in die Rohrleitung ein mit einem Einlass und einem Ausla¯ ausger stetes Anschlu¯st ck und zum Ablassen der in einem Behälter ange- sammelten Fl ssigkeit ein Abla¯ventil aufweist, dass ferner eine Membran vorgesehen ist, die auf einem VentilgehÏuse von einer Gehäusekappe festgehalten wird, wobei auf der einen Seite der Membran im Ventilgehäuse KanÏle vorgesehen sind, die die genannte Seite der Membran mit der Druckgasseite verbinden und durch eine gesteuerte Ab sperr Vorrichtung absperrbar sind, während auf der gegenüberliegenden Seite der Membran in der Gehäusekappe verschiebbar geführt ein Kolben auf der Membran aufliegt,
welcher Kolben eine vom Druckgas beaufschlagte Fläche aufweist.
Ein Ausf hrungsbeispiel des Erfindungs- gegenstandes ist in der beiliegenden Zeich nung dargestellt. In der Zeichnung ist :
Fig. 1 ein lotrechter Schnitt durch die Mittellinie und
Fig. 2 im grosseren Massstab ein Schnitt : der Ventilantriebsvorrichtungen nach Fig. 1.
Das Filter 12 (Fig. l) hat ein Anschluss- stüek 11 und ein zylindrisches GehÏuse 17.
Das Ansehlussstück 11 hat einen Einla¯ 13 und einen Auslass 14 und kann in eine Druck- gasleitung eingebaut werden. Das in den Einla¯ 13 einstr¯mende Gas wird naeh unten ber einen Zwisehenkanal l6 in das Filtergehäuse 17 geleitet. Ein Durchlass 28 kreuzt den Auslass 14 und bildet den Luftausla¯ der Vorrichtung. Eine glockenförmige Prallwand 19 mit einem Ansatzrohr 2l ist in den Durchlass 28 eingeschraubt. Ein Filterkörper 18 ist zwischen der Schulter 23 der Prallwand 19 und einer Nut 22 des Anschluss- stüekes 11 eingesetzt. Der Filterkörper 18 besteht vorzugsweise aus gesintertem Metall, doch können auch andere Filterstoffe verwendet werden.
Eine die Strömung richtende Seheibe 24 ist zwischen Filterelement 18 und der Schulter 23 der Prallwand befestigt.
Mittels der in der Scheibe vorhandenen Schah- feln 26 wird Luft in einer Kreisbahn nach unten in die Wirbelkammer 20 gerichtet. Die in die Wirbelkammer 20 einströmende Luft kehrt ihre Strömungsriehtungum und str¯mt durch den Kanal 28 zum Auslass 14. Die in dem Gas enthaltene Fl ssigkeit wird gegen die Wand der Wirbelkammer 20 geschleudert, so dass feuchtigkeitsfreie gereinigte Luft abströmt.
Die abgeschiedene Flüssigkeit fliesst durch mehrere im Boden der Wirbelkammer 20 vorhandene Öffnungen 36 in einen mit dem Boden des Filtergehäuses 17 verbundenen Speicher 34. Der Filtergehäuseboden -dieser ist gleichzeitig auch Boden der Wir- r beikammer-wird von einem Ventilgehäuse 31 gebildet, das zwischen dem Speicher 34 und einem in dem Filtergehäuse 17 vorhan- denen Haltering 32 eingesetzt ist.
Eine fe dernd nachgiebige Membran 61 schliesst die
Oberseite des Ventilgehäuses 31 und wird von einer Gehällsekappe 67 festgehalten,. lie mittels mehrerer auf dem Umfang der Kappe verteilter Schraubenbolzen 63 auf dem Ge häusekörper befestigt ist. Das eine Ende eines verlängerten Ventilsehaftes 53 ist mittels s einer Mutter 74 an der Membran 61 befestigt. Das gegenüberliegende Ende des Ventilschaftes 53 bildet den Ventilkör- per des Ablassventils der Vorrichtung, der aus einer Unterlagseheibe 56 und einem Ventilteller 57 besteht, der sich dicht an einen im Boden des Behälters 34 befindlichen Sitz 58 anlegt.
Der Sitz 58 wird im Innenende eines Zwischenstüekes 38 gebildet, das eine Bohrung 59 hat. Das'Zwischenstück 38 ist in einen in die Wand des Speichers 34 eingeschraubten Einsatz 39 eingeschraubt.
Innerhalb der Gehäusekappe 67 ist ein Pendelkolben 66 untergebracht. Dieser Kolben
66 wird'in einem Ansatz 62 der Kappe 67 gefiihrt, wobei ein 0-Ring 68 als Abdichtung zwischen Kolben 66 und Gehäusekappe 67 7 eingesetzt ist. Der Schaft 53 hat einen Kanal 54, so dass die unterhalb des Kolbens 66 befindliche Kammer ständig unter Aussen- luftdruek steht. In der Kolbenwand 92 ist ; eine kleine Ablassoffnung 94 vorgesehen, die eine Druekbildung in dem zwischen der Kolbenwand 92 und der GehÏusekappe 67 befind- lichen Raum verhütet. Das Druckgefälle über dem Kolben 66 hält den Kolben dicht an der Membran 61 in Normalstellung.
Der Kolbenmantel 92 erweitert sich nach aussen, so dass er auf der Membran 61 unmittelbar oberhalb des erhöhten Sitzes 71 aufliegt (siehe Fig. 2). Der gegen die Membran wirkende Kolbendruck dichtet eine Ringnut 47 sicher ab.
Ein Schwimmer 52 mit einem Rohrein- satz 51 ist auf den Schaft 53 verschiebbar aufgeschoben. Das Rohr 51 ist im Durch- messer grösser als der Schaft 53, so dass der Schwimmer 53 auf dem Schaft 53 frei auf und ab beweglieh ist. Ein von einer Seheibe 48 berdeckter Ventilkörper 49 befindet sich am obern Ende des Rohres 51. Das Ventilgehäuse 31 hat eine in den Behälter 34 ragende Verlängerung 41, in deren unterem Ende ein Einsatz 42 eingesetzt ist. Mehrere Kanäle 44, 43, 46 führen von dem Einsatz 42 zu der Ringnut 47, die in dem Korper des Ventilgehäuses 31 unterhalb der Membran 61 liegt.
Der Ventilkorper 49 schliesst den Kanal 44, wenn der Schwimmer seine untere nichtschwimmende Stellung einnimmt. Der Ventilkörper 49 ist scheibenförmig, so dal' sich der Schwimmer frei drehen kann und der am Ende des Kanals 44 vorhandene seitlich versetzte Ventilsitz dennoch von dem Ventilkorper 49 stets geschlossen wird. Eine Ringnut 72 (siehe Fig. 2) im Ventilgehäuse- körper 31 hat einen Rauminhalt, der wesentlieh kleiner als der Rauminhalt, der Nut 47 ist. Die beiden Ringnuten der RÏume werden für gewöhnlich von der an den erhöhten SitzflÏchen 71 und 73 anliegenden Membran 61 begrenzt.
Beim Betrieb str¯mt Luft in den Einlass 13 ber den Kanal 16 in die Filterkammer, in der der Feststoff abgesehieden wird, so dass er die Ventilvorrichtung nicht erreicht. Die Luft str¯mt durch den Filterkörper 18 hindurch naeh unten lmd dureh die Öffnungen der Leitplatte 24 in die Wirbelkammer 20.
Die mitgerissene Flüssigkeit wird aus der Luft gegen die Wand 27 der Wirbelkammer geschleudert, und die gereinigte Luft strömt im Kanal 28 nach oben zum Auslass 14. Die abgeschiedene Flüssigkeit fliesst aus der Wir belkammer 20 ber mehrere Öffnungen 316 in den Behälter 3'7. Ist genügend'Flüssigkeit in diesem Behälter gesammelt, dann hebt der Schwimmer 52 den Lüftungsventilkörper 49 und ¯ffnet den Kanal 44, so dass ¯ Druckluft in die Nut 47 einströmt. Beim Aufbau eines Druekes in der Nut 47 wird die Membran 61 etwas nach oben gedehnt, so dass Luft aueh in die Nut 72 eintreten kann.
Die unter den Nuten 47 und 72 liegenden vereinigten Fläehen der Membran sind grösser als die Flache der Deeke 69 des Kolbeiis 66, so dass ¯ die Membran 61 plötzlich nach oben ausgedehnt wird, wenn beide Fläehen dem in der Nut 47 vorhandenen Druck ausgesetzt werden.
Die sich nach oben ausdehnende Membran nimmt den Ventilsehaft 53 mit, der das Vent il 57, 58 öffnet und Flüssigkeit aus dem Be- hälter 37 ablässt. Der in dem Behälter vorhandene Luftdruck beg nstigt das dureh das Abla¯ventil 57, 58 hindurch erfolgende Ablassen der Flüssigkeit, da der Auslass unter Aussenluftdruck steht, während der BehÏlter dem Leitungsdruek unterworfen ist. Beim Fallen des Flüssigkeitsspiegels senkt sich der Schwimmer 52 auf seine Normalstellung und sehliesst den Kanal 44.
Eine kleine Íffnung 86 lässt die unter der Membran befindliehe Luft durch das Ablassrohr'54 in die Aussen- luft entweiehen. Wenn der Aufwärtsdruck, der von der unter der Membran befindliehen Druckluft herrührt, unter den in entgegen- gesetzter Richtung wirkenden, von der Luft auf den Kolben nach unten ausgeübten Druck fÏllt, wird die Membran in ihre Normal stellung zurückgefiihrt, und es sehliesst das Ablassventil 57, 58.
Die Öffnung 86 hÏlt die nnterhalb der Membran befindliehe Kammer auf Aussenluftdruck, ausgenommen dann, wenn der Ventilkörper 49 in Offenstellung ist und Druckluft in die Nuten 47, 72 einströmen lϯt. Der Querschnitt der Öffnung 86 ist wesentlich kleiner als die Querschnitte der Kanäle 44, 43, 46, so dass sich unterhalb der Membran ein Druck aufbauen kann, der die Membran 61 hebt.
Eine an der Oberseite des Schwimmers 52 befindliche schwache Feder 90 unterstützt die Abwärtsbewegung des Ventilkörpers 57, um ein schnell ! es Ansprechen zu bewirken, ferner einen über- mässigen Drucktuftverlust dureh Ausströmen aus dem Ablassventil zu verhüten und ein sicheres Schliessen des Ventils beim Betrieb mit geringem Drizek zu gewährleisten.
Die Nut 47 ist so bemessen, dass sie einen genügend grossen Speicherraum für die Druckluft bildet, die so lange zurückgehalten wird, bis der in der Nut 47 vorhandene Druck so gross ist, dass die auf die Fläche 69 wirkende Druekkraft überwunden wird. An diesem Zeitpunkt wird die Membran 61 naeh oben gedehnt und, hebt sich von der Sitzfläche 71 ab. Die in der Nut 47 vorhandene Druckluft dehnt sich sofort aus und verteilt sich über einen vergrösserten Flächenabschnitt der Membran 61. Der Rauminhalt der Ringnut 72 wird auf einer Kleinstgr¯¯e gehalten, so dass das aus der Ringnut 47 ber die vergrösserte Membranfläche sich ausdehnende Druckgas einen Kleinstraum einzunehmen hat und daher diesen vergrösserten Raum bei kleinstem Druckabfall füllt.
Dieser Druck, der auf die vergrösserte Membranfläehe wirkt, erzeugt eine nach oben gerichtete Kraft, die wesentlich grosser ist als die abwartsgerich- tete Kraft, die von dem Druck auf die Kol benfl'äche 69 herrührt. Es erfolgt also sofort ein plötzliches Íffnen des Ventils 57, 58. Der Kolben 66 schliesst mit H'ilfe des in der-Anlage herrsehenden Druckes das Ventil und ermöglicht ein einwandfreies Arbeiten ber einen grossen Bereich von Arbeitsdrucken.
Das beschriebene Filter kann andern Betriebsverhältnissen leicht angepasst werden.
Filters for pressurized gas pipelines
The present invention relates to a filter for pressurized gas pipelines.
The filter according to the invention is characterized in that it has a connector equipped with an inlet and an outlet for installation in the pipeline and a drainage valve for draining the liquid that has collected in a container, which also has a membrane is provided, which is held on a valve housing by a housing cap, with channels being provided on one side of the membrane in the valve housing, which connect said side of the membrane to the compressed gas side and can be shut off by a controlled shut-off device, while on the opposite Side of the membrane in the housing cap, a piston rests on the membrane,
which piston has a surface acted upon by the compressed gas.
An exemplary embodiment of the subject matter of the invention is shown in the accompanying drawing. In the drawing is:
Fig. 1 is a vertical section through the center line and
FIG. 2 shows a section on a larger scale: the valve drive device according to FIG. 1.
The filter 12 (FIG. 1) has a connection piece 11 and a cylindrical housing 17.
The connection piece 11 has an inlet 13 and an outlet 14 and can be installed in a pressure gas line. The gas flowing into the inlet 13 is directed into the filter housing 17 near the bottom via an intermediate duct 16. A passage 28 crosses the outlet 14 and forms the air outlet of the device. A bell-shaped baffle 19 with an extension pipe 2l is screwed into the passage 28. A filter body 18 is inserted between the shoulder 23 of the baffle wall 19 and a groove 22 of the connecting piece 11. The filter body 18 is preferably made of sintered metal, but other filter materials can also be used.
A disk 24 directing the flow is fastened between the filter element 18 and the shoulder 23 of the baffle wall.
By means of the blades 26 present in the disk, air is directed downward in a circular path into the swirl chamber 20. The air flowing into the swirl chamber 20 reverses its flow direction and flows through the channel 28 to the outlet 14. The liquid contained in the gas is thrown against the wall of the swirl chamber 20 so that moisture-free, purified air flows off.
The separated liquid flows through several openings 36 in the bottom of the swirl chamber 20 into a reservoir 34 connected to the bottom of the filter housing 17. The filter housing bottom - this is also the bottom of the vortex chamber - is formed by a valve housing 31 which is positioned between the Memory 34 and a retaining ring 32 present in the filter housing 17 is inserted.
A spring resilient membrane 61 closes the
Top of the valve housing 31 and is held in place by a Gehällsekappe 67. lie is attached to the housing body by means of a plurality of screw bolts 63 distributed on the circumference of the cap. One end of an extended valve stem 53 is fastened to the diaphragm 61 by means of a nut 74. The opposite end of the valve stem 53 forms the valve body of the discharge valve of the device, which consists of a washer 56 and a valve disk 57 which rests tightly against a seat 58 located in the bottom of the container 34.
The seat 58 is formed in the inner end of an intermediate piece 38 which has a bore 59. The intermediate piece 38 is screwed into an insert 39 screwed into the wall of the reservoir 34.
A pendulum piston 66 is accommodated within the housing cap 67. This piston
66 is guided in an extension 62 of the cap 67, an O-ring 68 being inserted as a seal between the piston 66 and the housing cap 67 7. The shaft 53 has a channel 54, so that the chamber located below the piston 66 is constantly under external air pressure. In the piston wall 92 is; a small discharge opening 94 is provided, which prevents pressure from forming in the space located between the piston wall 92 and the housing cap 67. The pressure gradient across the piston 66 keeps the piston close to the diaphragm 61 in the normal position.
The piston skirt 92 widens outward so that it rests on the membrane 61 directly above the raised seat 71 (see FIG. 2). The piston pressure acting against the membrane securely seals an annular groove 47.
A float 52 with a tube insert 51 is slidably slid onto the shaft 53. The tube 51 is larger in diameter than the shaft 53, so that the float 53 can freely move up and down on the shaft 53. A valve body 49 covered by a washer 48 is located at the upper end of the tube 51. The valve housing 31 has an extension 41 projecting into the container 34, in the lower end of which an insert 42 is inserted. Several channels 44, 43, 46 lead from the insert 42 to the annular groove 47, which is located in the body of the valve housing 31 below the membrane 61.
The valve body 49 closes the channel 44 when the float assumes its lower non-floating position. The valve body 49 is disk-shaped, so that the float can rotate freely and the laterally offset valve seat present at the end of the channel 44 is nevertheless always closed by the valve body 49. An annular groove 72 (see FIG. 2) in the valve housing body 31 has a volume that is substantially smaller than the volume of the groove 47. The two annular grooves of the spaces are usually delimited by the membrane 61 resting against the raised seating surfaces 71 and 73.
During operation, air flows into the inlet 13 via the channel 16 into the filter chamber, in which the solid is separated out so that it does not reach the valve device. The air flows through the filter body 18 near the bottom and through the openings in the guide plate 24 into the swirl chamber 20.
The entrained liquid is thrown out of the air against the wall 27 of the vortex chamber, and the cleaned air flows upwards in the channel 28 to the outlet 14. The separated liquid flows out of the vortex chamber 20 through several openings 316 into the container 3'7. If sufficient liquid has collected in this container, the float 52 lifts the ventilation valve body 49 and opens the channel 44 so that compressed air flows into the groove 47. When a pressure builds up in the groove 47, the membrane 61 is stretched slightly upwards so that air can also enter the groove 72.
The united surfaces of the membrane lying under the grooves 47 and 72 are larger than the surface of the deeke 69 of the Kolbeiis 66, so that the membrane 61 is suddenly expanded upwards when both surfaces are exposed to the pressure present in the groove 47.
The upwardly expanding membrane entrains the valve stem 53, which opens the valve 57, 58 and lets liquid out of the container 37. The air pressure present in the container favors the discharge of the liquid through the discharge valve 57, 58, since the outlet is under outside air pressure while the container is subjected to the line pressure. When the liquid level falls, the float 52 lowers to its normal position and closes the channel 44.
A small opening 86 allows the air located under the membrane to escape through the outlet pipe 54 into the outside air. When the upward pressure from the compressed air beneath the diaphragm falls below the pressure exerted in the opposite direction by the air exerted downward on the piston, the diaphragm is returned to its normal position and the drain valve 57 closes , 58.
The opening 86 keeps the chamber located underneath the membrane at external air pressure, except when the valve body 49 is in the open position and compressed air can flow into the grooves 47, 72. The cross-section of the opening 86 is significantly smaller than the cross-sections of the channels 44, 43, 46, so that a pressure can build up below the membrane which lifts the membrane 61.
A weak spring 90 located on the top of the float 52 assists the downward movement of the valve body 57 in order to achieve a fast! to cause it to respond, furthermore to prevent an excessive loss of compressed air due to the outflow from the drain valve and to ensure a safe closing of the valve when operating with a low pressure.
The groove 47 is dimensioned so that it forms a sufficiently large storage space for the compressed air, which is retained until the pressure present in the groove 47 is so great that the pressure acting on the surface 69 is overcome. At this point in time, the membrane 61 is stretched close to the top and lifts off the seat surface 71. The compressed air present in the groove 47 expands immediately and is distributed over an enlarged surface section of the membrane 61. The volume of the annular groove 72 is kept to a minimum so that the compressed gas expanding from the annular groove 47 over the enlarged membrane surface has to occupy a small space and therefore fills this enlarged space with the smallest pressure drop.
This pressure, which acts on the enlarged diaphragm surface, generates an upwardly directed force which is considerably greater than the downwardly directed force which originates from the pressure on the piston surface 69. A sudden opening of the valve 57, 58 therefore takes place immediately. The piston 66 closes the valve with the aid of the pressure prevailing in the system and enables problem-free operation over a large range of working pressures.
The filter described can easily be adapted to other operating conditions.