Wasserabscheider für Druckluftanlagen Die Erfindung bezieht sich auf einen Wasserab- scheider für Druckluftanlagen.
Bei derartigen Anlagen ist es vorteilhaft, der Druckluft die in Form von Wasserdampf enthaltene Feuchtigkeit vor Eintritt in die eigentliche Anlage soweit wie möglich zu entziehen. Der Wasserdampf kondensiert andernfalls in der Anlage und ruft Korro sionserscheinungen hervor. Hinzu kommt, dass in der kalten Jahreszeit die Betriebssicherheit, beispielsweise der Druckluftbremsanlage in Kraftfahrzeugen, stark gefährdet ist, da der kondensierende Wasserdampf eine Vereisung von Ventilen und Zylindern verursachen kann.
Es ist bereits bekannt, Druckluft in einer Düse um einen bestimmten Wert zu entspannen, um somit eine Unterkühlung und Wasserausscheidung zu erreichen. Dieses Verfahren hat aber den Nachteil, dass stets nur ein kleiner Teil der unterkühlten Druckluft mit Flä chen in Berührung kommt, an denen die in der Luft enthaltene Feuchtigkeit kondensieren kann, so dass nur eine unvollkommene Entwässerung zu erreichen ist.
Weiterhin ist es bekannt, in der Druckluft enthalte nes Wasser an einer umströmten Topfmanschette aus- zuscheiden, an die sich ,ausserdem ein labyrinthartig verlaufender Durchlass anschliesst, in dem ein weiteres Ausscheiden von Kondensat erfolgt.
Dieses Verfahren hat den Nachteil, dass die Druckluft im Wasserab- scheider nicht bis auf angenähert Aussenlufttempera tur abgekühlt wird, so dass auch im Rohrleitungssy stem und im Luftbehälter eine Abkühlung der Druck luft erfolgt, die eine weitere Kondensatbildung zur Folge hat. Ausserdem hat idieser Wasserabscheider grosse Aussenabmessungen, die seins Verwendungsmöglichkeit einengen.
Schliesslich ist ein Öl= und Wasserabschcider be kannt mit zwei im Luftweg hintereinander angeordne ten drosselartigen Verengungen, zwischen denen sich eine Entspannungskammer befindet. Die öl- und was serhaltige Luft wird in den beiden drosselartigen Ver engungen mit annähernd gleichen Querschnitten umge- lenkt, sehr stark beschleunigt und dann gegen die in den anschliessenden erweiterten Kammern befindlichen Wände mit vorzugsweise rauher Oberfläche gelenkt, so dass durch die Reibung ein Haftenbleiben der in der Luft enthaltenen Öl- und Wassertröpfchen bewirkt wird, die anschliessend in einen Sammelraum abflies- sen können.
Nachteilig ist bei diesem Verfahren, dass die Luft dem Absdheider annähernd auf Umgebungs temperatur vorgekühlt zugeführt werden muss, was einen zusätzlichen Aufwand und erheblichen Platzbe darf bedeutet.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Wasserabscheider zu schaffen, der bei kleinen Aus senabmessungen eine Temperaturabsenkung der Druckluft auf angenähert Umgebungstemperatur, ver bunden mit einer vollständigen Abscheidung der in diesem Zustand in der Druckluft enthaltenen konden sationsfähigen Feuchtigkeit, ermöglicht, so dass sich in der anschliessenden Druckluftanlage kein Kondenswas ser bilden kann.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die in Strömungsrichtung erste drosselartige Verengung einen hohen Rückhaltedruck aufweist und die in Strömungs richtung zweite drosselartige Verengung einen niedri gen Rückhaltedruck aufweist, dass zweckmässigerweise die drosselartigen Verengungen von je einer sich von einer Kondensationsfläche abhebenden elastischen Dichtlippe gebildet werden und das vorteilhaft die in Strömungsrichtung vorn liegende, die erste drosselar tige Verengung bildende Dichtlippe unter hoher Vor spannung steht und die die zweite drosselartige Veren gung bildende Dichtlippe unter geringer Vorspannung steht.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Vorspan- nung der Dichtlippen von der Kraft einer Druckfeder abhängig ist und die Dichtlippen vorzugsweise ringför mig ausgebildet und konzentrisch angeordnet sind. Zweckmässigerweise werden die Dichtlippen von einem Nutring gebildet.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. In einem Gehäuse 1 mit einem Gehäusedeckel 2 ist eine kreisrunde Kondensationsplatte 3 angeordnet, an welcher zwei elastische Dichtlippen 4 und 5 eines Nut ringes 6 anliegen und mit der Kondensationsplatte 3 eine erste drosselartige Verengung 7 und eine zweite drosselartige Verengung 8 bilden. Zwischen den beiden Dichtlippen 4 und 5 befindet sich eine Entspannungs kammer 9. Der Nutring 6 ist an einem Nutringträger 10 befestigt, welcher beweglich in dem Gehäuse 1 an geordnet und in einer Bohrung 11 in dem Gehäusedek- kel 2 dichtend geführt ist.
Eine zwischen dem Gehäu sedeckel 2 und dem Nutringträger 10 angeordnete vor gespannte Druckfeder 12 schiebt den Nutringträger 10 nach unten, so dass die Dichtlippen 4 und 5 an die Kondensationsplatte 3 gepresst werden. Dabei steht die Dichtlippe 4 stets unter einer grösseren Vorspannung als die Dichtlippe 5.
Unterhalb der Kondensations platte 3 befindet sich eine Sammelkammer 13 für das sich abscheidende Kondensat und diesem beigemischte Verunreinigungen. über ein in das Gehäuse 1 einge schraubtes handbetätigtes Entwässerungsventil 14 lässt sich die Sammelkammer 13 entleeren.
Am äusseren Rand der Kondensationsplatte 3 vorgesehene Bohrungen 15 verbinden die Sammelkammer 13 mit einer Kam mer 16, welche über einen Anschluss 17 mit einem Druckregler 18 und einem Luftbehälter 19 sowie einer sich anschliessenden nicht dargestellten Druckluftanlage in Verbindung steht.
über einen Anschluss 20 steht der Wasserabscheider mit einem Luftpresser 21 in Ver bindung. über eine Bohrung 22 im Nutringträger 10 ist der Anschluss 20 mit einer Kammer 23 vor der er sten drosselartigen Verengung 7 verbunden.
Die Vor spannung der Druckfeder 12 und damit auch die Vor spannung und der Rückhaltedruck der Dichtlippen 4 und 5 ist mittels einlegbarer Scheiben 24 einstellbar und damit an verschiedene Betriebsbedingungen des Wasserabscheiders anpassbar.
Die Wirkungsweise des erfindungsgemässen Was- serabscheiders ist folgende: Am Anschluss 20 tritt die vom Luftpresser kom mende Druckluft in den Wasserabsdheider ein und gelangt über die Bohrung 22 in die Kammer 23.
Darauf durchströmt die Druckluft die erste drosselar tige Verengung und wird dabei infolge eines hohen Rückhaltedruckes der Dichtlippe 4 soweit entspannt, dass ihre Temperatur bereits in der anschliessenden Entspannungskammer 9 auf einen Wert abgesunken ist, der etwa der Aussenlufttemperatur entspricht. Gleichzeitig wird aus der in einem dünnen Film die erste drosselartige Verengung 7 durchströmenden Druckluft an der Kondensationsplatte 3 und an der Dichtlippe 4 ein grosser Teil der in der Luft enthalte nen Feuchtigkeit durch Kondensation ausgeschieden.
In Abhängigkeit von der Durchströmmenge wird die Dichtlippe 4 mit dem Nutringträger 10 von dem sich aufbauenden Druck gegen die Kraft der Druckfeder 12 nach oben geschoben. Die Spaltbreite passt sich der Durchströmmenge an, so dass der an der ersten dros selartigen Verengung 7 erzeugte Druckabfall stets etwa gleich gross bleibt.
über die Entspannungskammer 9 strömt die Druckduft weiter durch die zweite drosselartige Veren gung 8 in die Kammer 16. Die zweite drosselartige Verengung 8 hat die Aufgabe, die bereits auf etwa Aussenlufttemperatur gebrachte teilentwässerte Druck luft zur Abschei:dunb der restlichen Feuchtigkeit noch- mals in einem dünnen Film an Kondensationsflä- chen entlang zu führen.
Die Druckluft wird dabei, da die Dichtlippe 5 lediglich einen sehr niedrigen Rück haltedruck erzeugt, nur unwesentlich entspannt. Das aus der Druckluft ausgeschiedene Wasser fliesst über die Bohrungen 15 in die Sammelkammer 13, wo es mittels des Entwässerungsventils 14 entfernt werden kann. Dieses Entwässerungsventil kann beispielsweise auch ein automatisches Entwässerungsventil sein. Die getrocknete Druckluft gelangt aus der Kammer 16 über den Anschluss 17 weiter über den Druckregler 18 in den Luftbehälter 19 und in die sich anschliessende Druckluftanlage.
Da die Druckluft bereits im Wasserbereich auf an genähert Aussenlufttemperatur gebracht sowie getrock net wurde und im Luftbehälter und in der sich an- schliessenden Anlage nicht weiter abgekühlt wird, d.h. ihren Zustand nicht verändert, kann sich dort kein Kondensat bilden.
Der erfindungsgemässe Wasserabscheider könnte selbstverständlich auch derart aufgebaut sein, dass die beiden Dichtlippen hintereinander angeordnet, z.B. an der Innenwand eines Hohlzylinders, anliegen. Ausser- dem ist es möglich, die elastischen Dichtlippen durch in einem gewissen Abstand zu der Kondensationsplatte bzw.
den Zylinderwandungen angeordnete, mittels Federkraft gehaltene Metall- oder Kunststoffteile zu ersetzen, so dass gleichfalls eine erste drosselartige Verengung mit hohem Rückhaltedruck und eine zweite drosselartige Verengung mit niedrigem Rückhaltedruck entstehen.