Gerät zum Ausscheiden und Abführen von Flüssigkeiten aus einem gasförmigen Druckmedium
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät zum Ausscheiden und Abführen von Flüssigkeiten aus einem gasförmigen Druckmedium, wobei eine Kammer zur Aufnahme der ausgeschiedenen Flüssigkeit vorgesehen ist, in der ein Schwimmer angeordnet ist, welcher beim Erreichen eines vorbestimmten Flüssigkeitsniveaus das öffnen des Flüssigkeitsauslasses einleitet.
Die bekannten Geräte dieser Art weisen ein den Flüssigkeitsauslass steuerndes Ventil auf, das ausschliesslich durch den Schwimmer gesteuert wird. Infolgedessen wird zwar das Ventil bei Erreichen des vorbestimmten Flüssigkeitsniveaus ordnungsgemäss geöffnet. Da jedoch der Schwimmer dem Ausfliessen der Flüssigkeit entsprechend absinkt, wird das Ventil bereits nach einem verhältnismässig geringfügigen Niveauabfall wieder geschlossen. Die Flüssigkeitskammer enthält daher ständig eine erhebliche Flüssigkeitsmenge. Dadurch bildet sich in dieser Kammer eine stets zunehmende Ansammlung von öl und Staub, die zu Störungen der Gerätefunktion führt, indem sich diese Fremdstoffe am Ventilsitz festsetzen. Dadurch wird das Ventil leck. Es ist daher unmöglich, ein vorbestimmtes Flüssigkeitsniveau und damit ein periodisches völliges öffnen des Ventils zu erreichen.
Schliesslich kann sogar ein ständiger Austritt des gasförmigen Druckmediums durch das Auslassventil eintreten.
Ausserdem haben bekannte Geräte der erwähnten Art auch den Nachteil, dass im Ventilsteuerungsmechanismus Gleitorgane vorgesehen sind, die zu Abfällen von öl, Schuppen und Packungsmaterial führen, die sich mit der Flüssigkeit vermischen und durch diese in das Auslassventil geschwemmt werden und dieses blockieren sowie verschmutzen. Dadurch wird die Funktion des Gerätes gestört.
Die vorliegende Erfindung behebt diese Nachteile und betrifft ein Gerät der eingangs erwähnten Gattung, das erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet ist, dass es einen in der Kammer befindlichen, auf der Oberseite mit einem durch den Schwimmer steuerbaren Ventil versehenen, vertikalen Zylinder aufweist, in welchem ein Steuerkolben verschiebbar gelagert ist, der auf der Unterseite mit einem zentralen Steuerglied versehen ist, das ein Ventil steuert, das Ganze derart, dass beim Ansteigen der Flüssigkeit in der Kammer bis zum vorbestimmten Niveau der Schwimmer das in der Kammer befindliche Ventil zwangsläufig öffnet, wonach das Druckmedium den im Zylinder befindlichen Kolben absenkt, wobei dessen Steuerglied das unterhalb des Kolbens befindliche Ventil öffnet, welches selbst das Auslassventil ist oder das Öffnen des Auslassventils für die Flüssigkeit bewirkt.
Die Zeichnung zeigt in den Fig. 1 und 2 im vertikalen Mittellängsschnitt je ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes.
Das in Fig. 1 dargestellte Gerät weist ein hohlzylinderförmiges, am unteren Ende in einen Flaschenhals übergehendes Gehäuse 1 auf, der oben durch einen Deckel 2 hermetisch abgeschlossen ist. Dieser ist durch eine vertikale Trennwand B in zwei Räume unterteilt, von denen der eine Raum mit einer seitlichen Gewindebohrung A zum Einlass des zu behandelnden gasförmigen Druckmediums und einer zentral in das Gehäuse 1 ausmündenden Gewindebohrung versehen ist. In letztere ist ein sich nach unten erweiternder trichterförmiger Ventilsitz 11 eingeschraubt. Der andere Raum läuft in eine seitliche Gewindebohrung D zum Auslass des behandelten Gutes aus.
Im zylindrischen Gehäuse 1 ist ein Schwimmer 3 angeordnet, der durch ein zentrales Rohr dichtschliessend durchsetzt ist, dessen oberer Endteil über die Schwimmerkapsel hinausragt und mit einem Ventilhalter 5 versehen ist. Er ist durch einen Stift 6 fixiert und auf der Unterseite mit einem Ventilteller 4 versehen.
Durch das zentrale Rohr des Schwimmers 3 ist ein rohrförmiger Ventilsitzträger 7 hindurchgeführt, der am oberen Ende mit einer zentralen Öffnung E versehen ist, die mit dem Ventilteller 4 zusammenarbeitet. Unterhalb des Schwimmers 3 geht der Ventilsitzträger 7 in einen nach oben geschlossenen Zylinder 25 über, in den der zentrale Kanal F des Trägers 7 mündet.
Auf dem Boden des Gehäuses 1 ist ein Ventilsitz 16 mittels einer Mutter 17 befestigt, die im Hals des Gehäuseteils 1 geführt und an dessen Mündung abgestützt ist. Der Ventilsitzteil 16 ist mittels eines am Gehäuseboden aufliegenden O-Ringes 24 abgedichtet. Die Mutter 17 ist durch axiale Auslasskanäle M durchbrochen, die in den Flüssigkeitsauslasstutzen N der Mutter 17 münden. Das obere Ende des Ventilsitzteiles 16 arbeitet mit einem Ventilteller 15 zusammen, der in der dargestellten Lage das obere Ende je eines axialen Kanals K bzw. L abschliesst. Der Kanal K mündet mittels eines Querkanals in die Kammer C des Gehäuses 1, wogegen der Kanal L in den Auslasskanal M mündet.
Der obere Teil des Ventilsitzteiles 16 ist mit einem Aussengewinde versehen, auf welches ein entsprechendes Innengewinde aufweisender Teil 14 aufgeschraubt ist, der zusammen mit dem Ventilsitzteil 16 eine luftdicht abgeschlossene Druckkammer J bildet. Der Teil 14 ist am oberen Ende mit einer zentralen Durchbrechung H versehen, die auf der Unterseite in eine in die Kammer J mündende Gewindebohrung einmündet. In diese ist von der Unterseite her eine Hohlmutter 13 eingeschraubt in der eine, mit der Durchbrechung H zusammenarbeitende Ventilkugel 10 eingesetzt ist. Diese steht unter dem Einfluss einer im Hohlraum der Mutter 13 angeordneten Druckfeder 12, welche die Tendenz hat, die Kugel 10 in abdichtender Anlage an der unteren Mündung der Durchbrechung H zu halten.
Der Kolben 8 ist mittels eines O-Ringes 20 gegenüber der Wandung des Zylinders 25 abgedichtet und mit einem nach unten vorspringenden, zapfenförmigen, zentralen Steuerglied 26 versehen, das durch die Durchbrechung H hindurch mit der Kugel 10 zusammenarbeitet und in einer zentralen Bohrung des Bodens des Zylinders 25 geführt ist sowie gegenüber dieser Bohrung mittels eines O-Ringes 21 abgedichtet ist.
An die Durchbrechung H sind Querkanäle 27 angeschlossen, die in einen Hohlraum münden, der nach aussen durch einen vertikalen Zylindermantel 9 luftdicht abgeschlossen ist. Dieser sitzt unten auf einer Schulter des Ventilsitzteiles 16 auf und ist am oberen Ende durch einen Federring 18 gegen Verschieben gesichert. Der Innenraum des Mantels 9 ist durch O-Ringe 19 und 23 gegenüber dem Raum C abgedichtet und durch einen Kanal P mit dem Auslasskanal L verbunden. Der Kolben 8 ist durch eine Bohrung G durchbrochen.
Beim Gebrauch des Gerätes wird das zu behandelnde gasförmige Druckmedium durch die öffnung A eingelassen. Es prallt an die Trennwand B, wird von dieser nach unten abgelenkt und strömt der trichterförmigen Wand 11 entlang, alsdann um deren freie Kante herum in die Auslasskammer und verlässt diese durch die Öffnung D, an welche eine nicht dargestellte Leitung anschliesst, die das Medium an eine Gebrauchsstelle führt. Beim Aufprallen des feuchten Mediums an der Trennwand B und der nachfolgenden Umlenkung scheiden die Wassertropfen aus und sammeln sich im Raum C an.
Sobald das Niveau des sich ansammelnden Wassers einen vorbestimmten Stand erreicht hat, hebt der Schwimmer 3 den Ventilteller 4 von der öffnung E des Ventilträgers 7 ab. Das Druckmedium strömt durch den Kanal F in den Zylinder 25 ein. Der Kolben 8 wird daher infolge des Überdruckes auf der oberen Kolbenseite gegen über der unteren, unter Atmosphärendruck stehenden Kolbenseite nach unten verschoben. Das Steuerglied 26 des Kolbens 8 hebt unter Überwindung der Feder 12 die Kugel 10 vom Ventilsitz ab. Infolgedessen fällt der Druck in der Kammer J auf Atmosphärendruck ab. Der Ventilteller 15 wird daher vermöge des auf die Unterseite einwirkenden Überdruckes des im Raum C befindlichen Wassers angehoben. Das Wasser entweicht durch den Kanal K, die Kammer J, Kanäle L, M und den Auslassstutzen N. Nach Absinken des Wasserniveaus auf eine vorbestimmte Höhe sinkt der Schwimmer 3 ab.
Der Ventilteller 4 schliesst die Öffnung E, was den Abfall des auf die obere Seite des Kolbens 8 ausgeübten Druckes zur Folge hat, weil das Druckmedium durch die öffnung G, die Kanäle 27 und P und den Auslasskanal L entweicht. Die Feder 12 schiebt daher das Steuerglied 26 und damit den Kolben 8 solange nach oben, bis die Kugel 10 am Ventilsitz anliegt und die Durchbrechung H abschliesst.
Nach vollständigem Abfluss des Wassers aus der Kammer C strömt das gasförmige Medium durch den Kanal K, gelangt in den unteren Teil der Kammer J und durch den Spalt Q am Umfang des Ventiltellers 15 in den oberen Kammerteil, in dem es einen statischen Druck auf den Ventilteller 15 ausübt. Da die Geschwindigkeit der Strömung unter dem Ventilteller grösser ist im Vergleich zur Wasserströmung und die Druckenergie entsprechend stärker in kinetische Energie umgewandelt wird, überwiegt der auf die Oberseite des Ventiltellers 15 ausgeübte statische Druck den auf die Unterseite des Ventiltellers ausgeübten Druck. Infolgedessen wird der Ventilteller 15 nach unten in die Schliesslage geschoben, wodurch der Arbeitszyklus beendet und der Ausgangszustand wieder hergestellt ist.
Das abgesonderte Wasser sammelt sich wieder in der Kammer C an bis das vorbestimmte Niveau wieder erreicht ist und der Schwimmer 3 wieder angehoben wird und den Entleerungsvorgang einleitet.
Wie aus Vorstehendem hervorgeht, übt der Schwimmer 3 lediglich einen Impuls zum Öffnen des Ventils aus, hat jedoch keinen Einfluss auf den Schliessvorgang.
Vielmehr wird letzterer automatisch durch andersartige, vom Schwimmer unabhängige Mittel gesteuert. Diese sind so beschaffen, dass die Kammer C bei jeder Einleitung des Entleerungsvorganges vollständig geleert wird. Es können daher keine Betriebsstörungen entstehen, wie sie eingangs hinsichtlich der vorbekannten Geräte erwähnt worden sind.
Falls bei dem anhand der Fig. 1 erläuterten Gerät Staub in das Auslassventil gelangt, dann nimmt der Druck in der Kammer J infolge des Lecks ab, was das Überführen des Ventiltellers 15 in die Öffnungslage bewirkt. Der Staub wird dann durch den Wasser- oder Luftstrom fortgespült oder -geblasen, so dass das Ventil nicht ständig offen bleibt, wie dies bei bekannten Geräten der Fall ist.
Die öffnungszeit des Ventils ist verhältnismässig kurz und der Mediumverbrauch gering, so dass keine Gefahr für Störungen hinsichtlich Staubansammlung im Ventil und dadurch bewirkte Blockierungen zu befürchten ist.
Das Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 2 unterscheidet sich von demjenigen gemäss Fig. 1 im Prinzip dadurch. dass das unterhalb des Kolbens 8 befindliche Ventil 10' unmittelbar als Auslassventil für die Flüssigkeit ausgebildet ist und in der dargestellten Schliesslage die Flüssigkeitskammer vom Auslasskanal N trennt. Die vollkommen zylindrische Kammer C ist unten durch einen Boden 29 abgeschlossen, der mittels Schraubenbolzen 28 und Muttern 30 an einem Flansch des Gehäuseteils 1 dichtschliessend befestigt ist. Der Boden 29 ist mit einem Hohlraum 38 versehen, der durch einen schrägen Kanal 31 mit der Kammer C und durch eine zentrale Bohrung 32 mit einer den Ventilteller 10' aufnehmenden Druckkammer 37 verbunden ist. Durch die Bohrung 32 ist das Steuerglied 26 des Kolbens 8 hindurchgeführt, dessen freier Endteil mit dem Ventilteller 10' zusammenarbeitet.
Die Kammer 37 ist nach unten mittels einer Gewindekapsel 33 abgeschlossen, deren Boden mit einem nach innen vorspringenden zentralen Ansatz 34 versehen ist, auf dem der Ventilteller 10' in der Offenstellung zur Anlage kommt. In der dargestellten Schliesslage liegt der Ventilteller 10' an zwei zur vertikalen Achse konzentrischen Ringsitzen 35 an, welche die zentrale Bohrung 32 bzw. einen Kanal 0 umfassen. Letzterer verbindet die Druckkammer 37 mit dem Flüssigkeitsauslassstutzen N.
Dieser ist mittels einer Bohrung R mit der Durchbrechung G des Kolbens 8 verbunden.