Vorrichtung an einem Fliehkrafttropfenabscheider zur Erleichterung der Bildung von Tropfen aus dem in einem Gasstrom enthaltenen Flüssigkeitsnebel
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung an einem Fliehkraft-Tropfenabscheider zur Erleichterung der Bildung von Tropfen aus dem in einem Gasstrom enthaltenen Flüssigkeitsnebel, bei welcher der Gasstrom durch ein Gitter getrieben wird, um anschlie ssend in einen Fliehkraft-Tropfenabscheider zu gelangen, wobei das Gitter aus einem kegelmantelförmigen Siebeinsatz besteht, dessen Sieboberfläche grösser als sein Eintrittsquerschnitt für das Gas ist.
Solche Vorrichtungen werden zum Beispiel in Entölern und Wasserabscheidern von Pressluftanlagen verwendet. Im Gegensatz zu den eigentlichen Tropfenabscheidern dienen sie lediglich dazu, die nebelförmigen Flüssigkeitsbeimengungen des Gasstromes in solche von grösserem Ausmass zusammenzuballen. Die so gebildeten Tropfen lassen sich dann in einem nach- folgenden Abscheider besser und vollkommener ausscheiden als die feinen Nebeltröpfchen.
Bei einer bekannten Vorrichtung steht ein Paket von feinmaschigen Sieben quer im Gaskanal. Der für den Durchfluss des Gasstromes freibleibende Querschnitt verkleinert sich dadurch wesentlich und die Durchflussgeschwindigkeit erhöht sich dementsprechend, was aber dort für die Bildung von Tropfen als zweckmässig und notwendig erachtet wird. Zur Überwindung der so entstandenen Drosselung ist ein nicht unerhebliches Druckgefälle notwendig. Da ausserdem das Siebpaket wohl die flüssigen, nicht aber grössere feste Beimengungen durchlässt, läuft der Gaskanal sogar Gefahr, sich ganz oder teilweise zu verstopfen.
Zur Behebung dieses Mangels ist schon vorgeschlagen worden, den Sieb einsatz unter einem entsprechenden Verzicht auf eine Erhöhung der Durchflussgeschwindigkeit etwa kegelmantelförmig auszubilden, um dadurch die Sieboberfläche zu erhöhen und zugleich die Verstopfungsgefahr zu verringern. Aber auch solche Sieb einsätze verstopfen sich mit der Zeit durch Verunreinigungen und sonstige Fremdkörper im Gas strom, wenn sie nicht in regelmässigen Abständen sorgfältig gereinigt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die geschilderten Mängel zu beseitigen und insbesondere eine Betriebsgefährdung des mit der Vorrichtung versehenen Tropfenabscheiders mit Sicherheit auszuschliessen, auch wenn die Wartung einmal vernachlässigt würde.
Die Erfindung besteht darin, dass am austrittsseitigen Ende des Siebeinsatzes eine Austrittsöffnung vorhanden ist, deren Querschnittsfläche höchstens ein Zehntel des für das Gas vorgesehenen Eintrittsquerschnittes des Siebeinsatzes beträgt und durch welche dauernd ein Teil des Gas stromes durchtreten kann, ohne den Weg durch den Siebeinsatz nehmen zu müssen.
Wird der Siebeinsatz durch den zu reinigenden Gasstrom von innen nach aussen durchsetzt, so wird der Siebeinsatz an seiner Aussenseite zweckmässig durch ein Tragsieb gestützt. Ferner wird die Austritts öffnung bei einer weiteren Ausführungsform der Er findung durch Wegschneiden der Kegelspitze erzielt.
Um sodann auch dem durch diese Öffnung austretenden Teil des Gasstromes noch eine gewisse Ausscheidung von Flüssigkeitsnebel zu ermöglichen, lässt man vorteilhafterweise die Austrittsöffnung unmittelbar gegen eine als Prallwand dienende Wand des Gaskanals ausmünden, so dass die mit dem Gasstrom gegen die Prallwand geschleuderten Tröpfchen an dieser haften bleiben und von dort abgeleitet werden können.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 eine Vorrichtung an einem Fliehkraft-Tropfenabscheider gemäss der Erfindung, wobei der letztere im Längsschnitt dargestellt ist,
Fig. 2 die Vorrichtung mit dem Fliehkraft-Trop. fenabscheider im Querschnitt gemäss der Schnittlinie 11-11 der Fig. 1,
Fig. 3 eine Einzelheit in grösserem Massstab.
Eine Vorrichtung zur Erleichterung der Tropfenbildung ist in den Eintrittsstutzen 2 eines Fliehkraft Tropfenabscheiders 1 eingebaut. Sie besteht aus einem als Siebpaket mit vier bis fünf aufeinanderliegenden feinmaschigen Sieben ausgebildeten Sieb ein satz 3, der die Form eines Kegelmantels hat, an seiner Basis mit dem Ringblech 4 verlötet ist und so am Flansch 5 des Eintrittsstutzens des Tropfenabscheiders 1 befestigt werden kann. Die Sieboberfläche beträgt etwa das Fünffache des Eintrittsquerschnittes 0 des Siebeinsatzes 3.
Um diesem Siebeinsatz 3 einen besseren Halt zu verschaffen, wird er an seiner Aussenseite durch ein kegelmantelförmiges grobmaschiges Tragsieb 6 gestützt, das ebenfalls am Ringblech 4 befestigt ist. Die Spitze des Siebkegels ist schräg zur Kegelachse weg , geschnitten, wodurch der Siebeinsatz 3 hier eine Austrittsöffnung 7 erhält, deren Querschnitt nur etwa l/lo der Basiskegelfläche beträgt.
Die Wirkungsweise der Tropfenbildungsvorrichtung ist am besten aus der Fig. 3 zu erkennen. Der mit Flüssigkeitsnebel, zum Beispiel Ö1- oder Wassernebel, angereicherte Gas strom tritt von rechts her in Pfeilrichtung in den Siebeinsatz 3 ein. Die einzelnen Stromfäden durchströmen dann etwa in der dargestellten Weise das kegelmantelförmige Siebpaket des Siebeinsatzes 3. Beim Durchgang durch die feinen Löcher des Siebeinsatzes 3 ballen sich die feinen und feinsten Nebeltröpfchen zu kleinen Tropfen zusammen, so dass im Gasstrom enthaltenes Öl oder Wasser an der Austrittsseite des Siebeinsatzes 3 in grösseren Tropfen anfällt. Solche Tropfen sind dann in dem unmittelbar an die Vorrichtung anschliessenden Fliehkraftabscheider 1 leichter auszuscheiden als zum Beispiel der Ölnebel, wie er an einem Kompressordruckstutzen auftritt.
Diese Änderung der Konsistenz des Schmieröls ist nicht etwa chemischer, sondern rein physikalischer Art, und die Erfahrung zeigt, dass Ö1beimengungen bezüglich Schmierfähigkeit unverändert bleiben und somit deren Wiederverwendung im Verdichter erlauben.
Die mittleren Stromfäden können durch die Austrittsöffnung 7 treten, ohne den Weg durch das Siebpaket nehmen zu müssen. Dieser freie Teilstrom bildet eine Sicherheit gegen ein allfälliges vollständiges Verstopfen der Vorrichtung, da stets mit einer gewissen Verschmutzung der feinen Siebe des Einsatzes 3 gerechnet werden muss, was zu einem Druckabfall beim Durchströmen des Einsatzes 3 und zu einer Störung führen kann. In einer Betriebsvorschrift kann zwar verlangt werden, dass der Siebeinsatz 3 periodisch ausgebaut und gereinigt werde. Aber erfahrungsgemäss kommt es vor, dass die richtigen Reinigungszeiten überwartet oder überhaupt nicht eingehalten werden. In diesem Zusammenhang bildet die am Siebeinsatz 3 vorgesehene freie Austrittsöffnung 7 eine Sicherheitsmassnahme.
Anderseits hat sie die Wirkung, dass der durch sie austretende Gasstromanteil zum Teil dem Kegelmantel des Einsatzes 3 entlangstreicht, bis er die Öffnung erreicht hat und dabei die an der Siebinnenfläche abgelagerten Verunreinigungen gegen die Öffnung und aus der Vorrichtung herausbläst. Eine allfällige Verschmutzung des Siebeinsatzes 3 kann durch diese Massnahme weitgehend verhindert werden.
Wie aus der Fig. 2 ersichtlich ist, entsteht die Hilfsöffnung 7 durch Wegschneiden der Kegelspitze.
Der Anschnitt des Siebkegels ist dabei so gewählt, dass die Öffnung 7 unmittelbar vor einer Wand 8 des Gaskanals 2 zu liegen kommt, welche als Prallwand 8, an welche sich die aus der Öffnung 7 austretenden Flüssigkeitsbeimengungen in Form eines Filmes ablagern können, dient.
Nachdem der Gasstrom den Siebeinsatz 3 durchsetzt hat, wird er zusammen mit den nun gebildeten Tropfen durch den nach abwärts gerichteten Eintrittsstutzen 2 in den Tropfenabscheider 1 geleitet.
Der Querschnitt des Stutzens 2 vermindert sich dabei allmählich, indem er im Vertikalschnitt (Fig. 1) in der Strömungsrichtung zwar höher, aber im Horizontalschnitt (Fig. 2) bedeutend schmäler wird. Der Gasstrom tritt so als schmales Band und mit erhöhter Geschwindigkeit in tangentialer Richtung in den Tropfenabscheider 1 ein. Hier wird er auf einen Teil des Umfanges durch den schmalen Kanal 10 weitergeleitet, der durch die Innenwand 14 des Tropfenabscheiders 1, das gekrümmte Leitblech 11 und den obern Abschluss 12 des letzteren gebildet ist. Das Leitblech 11 reicht bis in die Nähe der Bodenplatte 13, und der Kanal 10 ist dort offen.
Diese Führung des Gas stromes bewirkt, dass die in ihm enthaltenen Tropfen sehr nahe an die Innenwand 14 geführt und gegen diese ausgeschleudert werden. Dabei bilden die einmal an der Wand 14 haftenden Tropfen eine zusammenhängende Flüssigkeitsschicht, welche nach abwärts getrieben wird und durch den Auslass 15 austritt. Nachdem der Gasstrom den schmalen Kanal 10 verlassen hat, kann er im Innern des Abscheiders 1 wirbeln und weiterhin flüssige Beimengungen ausschleudern. Hernach tritt der Gasstrom in weitgehend trockenem Zustand am Hut 16 vorbei durch das Austrittsrohr 17 aus dem Abscheider 1.
An der Vorrichtung selbst könnten weitere Massnahmen getroffen werden, die sich vorteilhaft auswirken. So wäre es zweckmässig, die Maschenweite des Siebeinsatzes 3 von Sieb zu Sieb von innen nach aussen zu vergrössern, wodurch einer Verstopfung des Siebeinsatzes 3 gesteuert wird. Ferner könnten zwei oder noch mehr Siebeinsätze hintereinander angeordnet werden, um die Tropfenbildung weiter zu fördern.