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Die Erfindung betrifft einen Kondensatabscheider zum Sammeln und Abscheiden eines Kondensates aus einem Gasstromgemisch.
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In Gasen ist unter Normalbedingungen Wasser als Dampf gelöst. Als Folge einer Druckerhöhung oder einer Abkühlung des Gases kondensiert der Wasserdampf und tritt als flüssiges Kondensat auf. Bei Gas führenden Leitungen, beispielsweise Abgasleitungen von Verbrennungsöfen und -motoren, führt die Ansammlung dieses Kondensates in tiefliegenden Bereichen zu einer Verengung des Rohrquerschnitts, was deren Wirksamkeit beeinträchtigt. Darüber hinaus können Kondensattröpfchen durch den Gasstrom mitgerissen und infolgedessen nachfolgenden Komponenten durch Tropfenschlag beschädigt werden. Zudem bilden die kondensierenden Verbrennungsgase einen sauren Niederschlag, der mit Schwefel oder kohlenstoffhaltigen Partikeln versetzt sein kann. In Folge des sauren Elektrolythen kann hierdurch, insbesondere in metallischen Leitungen, Korrosion hervorgerufen werden.
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Hierbei sind überwiegend die Bereiche von der Kondensatbildung betroffen, welche nahe dem Ort des Gasaustrittes gelegen sind. Dies hängt unmittelbar mit dem sich einstellenden Temperaturgefälle zusammen, wobei die dem Verbrennungsort nahe gelegenen und damit höher temperierten Teile der Abgas führenden Leitung kaum eine Kondensierungsmöglichkeit bieten, da zuerst die entfernt gelegenen und damit im Vergleich kühleren Bauteile zu einer Unterschreitung des Taupunktes führen. Erst dann kann sich das im Gas gelöste Wasser als Kondensat niederschlagen und beispielsweise in Rohrknien und Schalldämpfern ansammeln. Speziell in der Aufwärm- und Abkühlphase von Verbrennungsmotoren kommt es zu einer Verschiebung des Taupunktes zwischen den Einbauten und der Rohrmündung der Abgas führenden Leitung, wobei das Kondensat entsteht.
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Möglichkeiten zum Abführen des sich bildenden Kondensates in Gas führenden Leitungen sind bekannt. Man ist bestrebt, einen Ablass des Kondensates über eine Öffnung zu ermöglichen und gleichzeitig ein unkontrolliertes Entweichen des Gases über die Öffnung zu verhindern.
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Die
DE 35 19 593 A1 offenbart eine Kondensatabführvorrichtung für eine Verbrennungsanlage zur automatischen Kondensatabfuhr. Das entstehende Kondensat sammelt sich hierbei in einem Gehäuse, welches am tiefsten Punkt mit einem Auslassrohr versehen ist. Die Öffnung des Auslassrohres liegt hierbei etwas oberhalb der Gehäusesohle und ist mit einem an der Gehäuseinnenwand geführten hohlen Kunststoffball verschlossen. Beim Anstieg des Kondensatpegels schwimmt dieser auf und gibt die Öffnung des Auslassrohres frei, durch welche das Kondensat abfließen kann. Mit dem Absinken des Kondensatpegels verschließt der sich parallel hierzu bewegende Kunststoffball das Auslassrohr so, dass eine Restmenge an Kondensat als Sperrschicht zwischen Gasstromgemisch und Öffnung verbleibt.
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Die
DE 72 32 692 U offenbart einen Kondensatableiter für die Gasentwässerung, wobei der im Kondensatableiter geführte Schwimmer mittig eine Aussparung für ein Steigrohr vorsieht. Mit steigendem Kondensatpegel wird das zwischen der Steigrohraußenwand und der Aussparung des Schwimmers aufsteigende Kondensat durch die hoch gelegene Rohröffnung des Steigrohres abgeführt. Diese Anordnung stellt sich dem Praxisproblem, dass der bei steigendem Kondensatpegel unter Auftrieb stehende Schwimmer mitunter einer Gegenkraft in Form von Gasdruck unterliegt, wodurch die Funktionsweise des Schwimmers als rein öffnendes und schließendes Element nicht in allen Betriebszuständen gesichert ist.
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Die
US 2,115,228 A und
US 3,126,877 A offenbaren ebenfalls Lösungen unter Einsatz eines Schwimmers, wobei diese bauartbedingt aufwendig und seitens der eingebauten Mechanik als filigran und mit einem hohen Wartungsaufwand verbunden zu bezeichnen sind.
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Die
DE 10 2006 020 292 B4 offenbart eine Kraftfahrzeugabgasanlage, welche zumindest eine Gasleitungskomponente umfasst, der ein Kondensatabscheider zugeordnet ist. Die Dichtwirkung des Schwimmers gegenüber dem seitlichen Kondensatauslass wird hierbei durch eine umlaufende Dichtung zwischen Schwimmeraußenumfang und Gehäuseinnenwand erreicht. Die Praxis zeigt allerdings, dass ein Aufschwimmen des Schwimmkörpers zum Ablass des Kondensates nicht bei allen Betriebsdrücken der Gas führenden Leitung sichergestellt werden kann.
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Die
DE 196 45 815 A1 sowie die
JP 2001 173 890 A beschreiben einen Kondensatabscheider zum Sammeln und Abscheiden eines Kondensats aus einem Gasstromgemisch. Dieser weist hierfür einen Kondensatsammler und eine Flüssigkeitssperre sowie einen Kondensatauslass auf. Zur Ableitung des Kondensats ist die Flüssigkeitssperre durch ein vom Kondensatpegel im Kondensatsammler mechanisch unabhängiges Stellglied von einer Sperrstellung in eine Offenstellung verlagerbar.
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Die
GB 1 409 023 A zeigt einen Kondensatabscheider mit einem Kondensatsammler sowie einer Flüssigkeitssperre und einer Gassperre. Die Flüssigkeitssperre ist von einer Sperrstellung in eine Offenstellung verlagerbar, wobei die Flüssigkeitssperre mit der Gassperre starr gekoppelt ist.
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Die
US 4,336,821 A offenbart einen Kondensatabscheider mit einem durch einen Sensor angesteuerten elektromagnetisch aktivierbaren Ablassventil. Das Gehäuse des Kondensatabscheiders wird hierbei mittels eines Heizelements vor dem Einfrieren geschützt.
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Die vorbekannten Bauformen von Kondensatabscheidern arbeiten nicht immer zufriedenstellend, da die Funktion bei den Druck-, Temperatur- oder Schmutzverhältnissen (beispielsweise Teer, Ruß, Lack) innerhalb einer Abgasanlage nicht immer gewährleistet ist. Mitunter ist auch die erforderliche Baugröße, beispielsweise beim Einsatz in Abgasanlagen von Kraftfahrzeugen als nicht ”fahrzeuggerecht” zu bezeichnen.
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Der Erfindung liegt, ausgehend vom Stand der Technik, die Aufgabe zugrunde, einen Kondensatabscheider zum Sammeln und Abscheiden eines Kondensates aus einem Gasstromgemisch dahingehend zu verbessern, dass bei allen Betriebsdrücken innerhalb des Kondensatabscheiders das gesammelte Kondensat automatisch ausgetragen wird und dabei kein Austausch des Gases mit der Umgebung erfolgt.
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Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in einem Kondensatabscheider gemäß den Merkmalen von Anspruch 1.
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Die Erfindung schafft einen Kondensatabscheider zum Sammeln und Abscheiden eines Kondensates aus einem Gasstromgemisch, welcher einen Kondensatsammler und einen Kondensatauslass aufweist. Der Kondensatsammler, welcher über eine Öffnung mit einer das Gasstromgemisch leitenden Komponente verbunden ist, besitzt eine Flüssigkeitssperre, die zur Ableitung des Kondensates aus dem Kondensatabscheider von einer Sperrstellung in eine Offenstellung verlagerbar ist. Die Flüssigkeitssperre ist durch ein vom Kondensatpegel im Kondensatsammler mechanisch unabhängiges Stellglied von der Sperrstellung in die Offenstellung verlagerbar. Erfindungsgemäß ist eine Schleusenkammer vorgesehen, welche durch die Flüssigkeitssperre und eine Gassperre verschließbar ist. Die Flüssigkeitssperre ist dabei durch ein Federelement mit der Gassperre gekoppelt. Hierdurch wird die Schaltstellung, d. h. die Sperrstellung und die Offenstellung, mittelbar zwischen der Flüssigkeitssperre und der Gassperre übertragen. Das hierbei gewonnene Kondensat kann gänzlich abgelassen oder wieder verwendet werden, beispielsweise in der Verbrennungsluft von Verbrennungsmotoren.
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Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 11.
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Im Rahmen der Erfindung wird es als besonders vorteilhaft angesehen, dass das Stellglied durch einen Aktuator gebildet ist. Der Aktuator kann beispielsweise elektromechanisch, pneumatisch oder hydraulisch betrieben werden. Hierdurch erfolgt eine aktive kraftbetätigte Verlagerung der Flüssigkeitssperre.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass mindestens ein Flüssigkeitsfühler in dem Kondensatsammler angeordnet ist, der zur Erkennung der Höhe des Kondensatpegels im Kondensatsammler dient und somit einen automatisierten Kondensatabscheideprozess ermöglicht.
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Zur Vermeidung eines nicht bestimmungsgemäßen Austritts des Gasstromgemisches über den Kondensatauslass sieht eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung vor, dass der Kondensatsammler über einen Kondensateinlass mit einer Schleusenkammer verbunden ist, wobei der Kondensateinlass mittels einer Gassperre verschließbar ist.
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Im Sinne der Erfindung wird es als besonders vorteilhaft angesehen, dass die Gassperre gegen einen Dichtsitz in der Schleusenkammer zum Kondensatsammler hin dichtet. Auf diese Weise führt ein möglicher Unterdruck in der das Gasstromgemisch leitenden Komponente und/oder ein möglicher Überdruck innerhalb der Schleusenkammer nicht zum ungewollten Öffnen der Gassperre, da diese sich hierbei gegen den Dichtsitz abstützt, der den Hub der Gassperre baulich begrenzt.
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Eine weitere bevorzugte Ausgestaltungsvariante sieht vor, dass die Gassperre gegen einen Dichtsitz in dem Kondensatsammler dichtet, um den Kondensateinlass zur Schleusenkammer hin zu verschließen. Hierdurch kann die Schleusenkammer und damit der gesamte Kondensatabscheider kleinere Abmessungen erhalten, da die im Kondensatsammler liegende Gassperre das Fassungsvolumen der Schleusenkammer nicht reduziert.
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Erfindungsgemäß ist die Schleusenkammer mit dem Kondensatauslass verbunden, wobei die Flüssigkeitssperre die Schleusenkammer von dem Kondensatauslass trennt. Durch diese Anordnung wird der Auslass des Kondensates aus der Schleusenkammer über den Kondensatauslass aktiv über das Öffnen und Schließen der durch das Stellglied kraftbetätigten Flüssigkeitssperre bewirkt.
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Damit sich ansammelndes Kondensat in der Schleusenkammer nicht unkontrolliert an der Flüssigkeitssperre vorbei über den Kondensatauslass aus dem Kondensatabscheider austreten kann, weist die Flüssigkeitssperre an ihrem Außenumfang eine Abdichtung auf, die gegenüber einer von einem Teil eines Gehäuses des Kondensatabscheiders gebildeten Innenwand dichtet. Grundsätzlich kann der Kondensatabscheider hierbei aus einem oder mehreren Gehäuseteilen bestehen.
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In oder am Kondensatabscheider können Mittel zur Lageerkennung einer Schaltstellung des Stellgliedes vorgesehen sein. Die Mittel zur Lageerkennung, können beispielsweise optische oder mechanische Mitteln sein. Es wird als besonders vorteilhaft angesehen, wenn die Lageerkennung berührungslos, insbesondere magnetisch erfolgt. Die Mittel zur Lageerkennung können zum Schutz vor Beeinträchtigungen, beispielsweise Ablagerungen, als gekapselte Einheit verbaut werden.
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Der Kondensatabscheider weist mindestens einen Impulsgeber auf, der zur Betätigung der Mittel zur Lageerkennung dient. Der Impulsgeber ist hierbei mit einem Betätigungselement verbunden, wobei die Flüssigkeitssperre über das Betätigungselement mit dem Stellglied gekoppelt ist. Hierdurch kann die über das Betätigungselement auf die Flüssigkeitssperre übertragende Schaltstellung abgefragt werden, was der Überwachung und der möglichen Ausgabe eventueller Störmeldungen dient.
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Da der Kondensatabscheider in der Regel mit der umgebenden Außentemperatur in Kontakt steht, wird es als besonders vorteilhaft angesehen, dass das Gehäuse des Kondensatabscheiders zumindest bereichsweise temperierbar ist. Auf diese Weise kann beispielsweise das Einfrieren des angesammelten Kondensates bei entsprechender Umgebungstemperatur verhindert werden, was zwangsläufig die Funktionsweise des Kondensatabscheiders beeinflussen oder gar verhindern kann. Vorteilhafterweise ist für die Temperierung die Wärme des Abgases zu nutzen.
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Um das Gasstromgemisch von dem Kondensat zu befreien, können ein oder mehrere Strömungseinbauten und/oder ein Kondensator in oder an die das Gasstromgemisch leitende Komponente verbaut sein. Der Kondensator kann hierbei alle Formvarianten annehmen, beispielsweise als Form-, Well-, Wendel- oder Glattrohr sowie als Gehäuseteil, aber auch als Rohrbündel- oder Platten-Wärmetauscher.
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Der aufgezeigte Kondensatabscheider ist durch die mechanische Entkopplung von dem sich im Kondensatsammler anstauenden Kondensatpegel geeignet, das Erfüllen seiner Aufgabe auch unter rauhen Bedingungen zu gewährleisten, wie sie beispielsweise beim Einsatz in Abgasanlagen von Kraftfahrzeugen vorzufinden sind.
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Durch die aktiv kraftbetätigte Funktionsweise in Kombination mit den Flüssigkeitsfühlern und dem Mittel zur Lageerkennung wird eine automatische Arbeitsweise erreicht.
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Dank der kompakten Abmessungen ist dieser geeignet, in bereits bestehende Anlagen integriert zu werden.
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Insbesondere für die Hersteller von (Ab-)Gasanlagen, (Ab-)Gasrückführanlagen und der Motorumgebung für Kraftfahrzeuge ergibt sich hierdurch eine Vergrößerung der baulichen und gestalterischen Freiheiten.
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Neben der Verbesserung der (Ab-)Gasqualität insbesondere für die nachfolgende (Ab-)Gasbehandlung kann somit auch die Schadstoff-Emission verringert werden.
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Die als Kondensat gewonnene Flüssigkeit kann auch in die Verbrennungsluft rückgeführt werden, wodurch sich insbesondere bei Verbrennungsmotoren eine Verbrennungskühlung ergibt, die zur Reduzierung von Stickoxyden führt und zur Vermeidung des unkontrollierten Entzündens von Kraftstoff im Vollastbetrieb beiträgt (Klopfen).
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Nicht zuletzt die Verringerung oder gar Vermeidung von Schäden an den das Gas führenden Komponenten verhindert das Beeinträchtigen oder gar Versagen der Funktion und möglicher Komforteinbuße in Form von Geräuschentwicklung (beispielsweise Lochfraß durch Korrosion). Auch der dadurch reduzierte Reparatur- und Kostenaufwand führt insgesamt zu einer höheren Werterhaltung.
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Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigen:
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1 in einer geschnittenen Darstellungsweise der Seitenansicht einen erfindungsgemäßen Kondensatabscheider in Verbindung mit einem Ausschnitt einer das Gasstromgemisch leitenden Komponente;
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2 den Kondensatabscheider gemäß der Darstellung der 1 in einer Variante mit geänderter Anordnung einer Innenkomponente.
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Die Kondensatabscheider der 1 und 2 sind im Wesentlichen baugleich, wobei in 2 eine geänderte Anordnung der Innenkomponenten gezeigt wird.
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Der Kondensatabscheider 1 weist ein im Wesentlichen rotationssymmetrisches längliches Gehäuse 2 auf, welches an einem Ende zu einem trichterförmigen Kondensatsammler 3 ausgebildet ist. Eine mittig im Gehäuse 2 angeordnete kugelförmige Schleusenkammer 4 ist über einen Kondensateinlass 5 mit dem Kondensatsammler 3 verbunden, wobei der Kondensateinlass 5 durch eine in der Schleusenkammer 4 angeordnete Gassperre 6 verschlossen ist. Hierbei dichtet die Gassperre 6 gegen einen Dichtsitz 7 innerhalb der Schleusenkammer 4.
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Im Anschluss an die Schleusenkammer 4 weist der dem Kondensatsammler 3 gegenüberliegende Teil des Gehäuses 2 einen seitlichen Kondensatauslass 8 auf. Die Schleusenkammer 4 wird gegenüber dem Kondensatauslass 8 mit einer zylindrischen Flüssigkeitssperre 9 verschlossen.
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Ähnlich einem Kolben in einer Laufbuchse ist die Flüssigkeitssperre 9 in Richtung der Längsachse des Gehäuses 2 linear beweglich angeordnet. In Bezug auf die räumliche Verbindung zwischen Schleusenkammer 4 und Kondensatauslass 8 ist die Flüssigkeitssperre 9 somit in eine Sperrstellung 10 oder eine Offenstellung 11 verlagerbar. Hierbei dichtet der Außenumfang 12 der Flüssigkeitssperre 9 gegenüber einer Innenwand 13 des Gehäuses 2, wodurch sich die Sperrstellung 10 auf jenen Bewegungsbereich der Flüssigkeitssperre 9 erstreckt, in dem die Innenwand 13 des Gehäuses 2 achsparallel zur Längsachse des Gehäuses 2 verläuft. Die Flüssigkeitssperre 9 ist durch die Schleusenkammer 4 hindurch über ein Federelement 14 mit der Gassperre 6 verbunden.
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An dem dem Kondensatsammler 3 gegenüberliegenden Ende des Gehäuses 2 ist ein Stellglied 15 als Aktuator 16 angesetzt. Dieses ist über ein aus dem Aktuator 16 in das Gehäuse 2 ragendes stangenförmiges Betätigungselement 17 mit der Flüssigkeitssperre 9 gekoppelt. Das Betätigungselement 17 ist zwischen dem Aktuator 16 und der Flüssigkeitssperre 9 in einer im Gehäuse 2 angeordneten ringförmigen Führung 18 in der Längsachse des Gehäuses 2 zentriert. Ferner ist am Betätigungselement 17 zwischen dem Aktuator 16 und der Führung 18 ein Impulsgeber 19 angeordnet, wobei parallel zur Achse des Betätigungselementes 17 ein berührungsloses Mittel zur Lageerkennung 20 im Gehäuse 2 angeordnet ist.
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Der Kondensatabscheider 1 ist mit seinem Gehäuse 2 über lösbare Verbindungselemente 21 mit einem geöffneten Rohrabschnitt 22 einer hier nicht näher dargestellten Abgasanlage, insbesondere eines Kraftfahrzeuges verbunden, durch die ein Gasstromgemisch A geleitet wird. Der Rohrabschnitt 22 ist hierbei als Kondensator 23 ausgebildet, welcher über innenliegende Strömungseinbauten 24 verfügt. Das aus dem Gasstromgemisch A kondensierende Kondensat K weist im Kondensatsammler 3 einen angestauten Kondensatpegel C auf, wobei das Gasstromgemisch A nach dem Passieren der Strömungseinbauten 24 als kondensatbefreiter Gasstrom B weiterströmt. Innerhalb des Kondensatsammlers 3 sind Flüssigkeitsfühler 25 so angeordnet, dass eine Berührung mit dem Kondensatspiegel C möglich ist.
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In 2 ist als Variante die in 1 dargestellte Gassperre 6 nicht innerhalb der Schleusenkammer 4 angeordnet, sondern innerhalb des Kondensatsammlers 3. Hierbei dichtet die Gassperre 6a gegen einen Dichtsitz 7a innerhalb des Kondensatsammlers 3. Die Gassperre 6a ist hierbei ebenfalls über ein Federelement 14a mit einer Flüssigkeitssperre 9a mittelbar gekoppelt, wobei die Flüssigkeitssperre 9a über das Betätigungselement 17 auch von einer Sperrstellung 10a in eine Offenstellung 11a verlagerbar ist.
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Im Betrieb passiert das durch die hier nicht näher dargestellte Abgasanlage strömende Gasstromgemisch A den geöffneten Rohrabschnitt 22 und tritt mit den im Kondensator 23 befindlichen Strömungseinbauten 24 in Kontakt. Das als Dampf im Gasstromgemisch A gelöste Wasser schlägt sich hierbei auf den Strömungseinbauten 24 im Kondensator 23 als Kondensat K nieder, wobei das somit weitestgehend von dem Kondensat K befreite Gasstromgemisch A als kondensatbefreiter Gasstrom B weiterströmt.
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Das Kondensat K selbst läuft, der Schwerkraft folgend, über den geöffneten Rohrquerschnitt 22 in den damit verbundenen Kondensatabscheider 1 und staut sich in dem Kondensatsammler 3 an. Hierbei ist der Kondensateinlass 5 durch die Gassperre 6 von der Seite der Schleusenkammer 4 aus verschlossen. Der Kondensatspiegel C des sich stauenden Kondensates K steigt im Kondensatsammler 3 so weit an, bis er von den Flüssigkeitsfühlern 25 detektierbar ist. Ein hierdurch ausgelöstes Signal veranlasst das Stellglied 15, in Form eines aktiven Aktuators 16, das Betätigungselement 17 zu ziehen, woraufhin die damit gekoppelte Flüssigkeitssperre 9 ebenfalls in Richtung Aktuator 16 bewegt wird.
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Durch die Bewegung der Flüssigkeitssperre 9 weg von der Gassperre 6, entspannt sich das zwischen der Flüssigkeitssperre 9 und der Gassperre 6 angeordnete Federelement 14 zunächst und bewirkt im weiteren Verlauf, dass die Gassperre 6 aus ihrem Dichtsitz 7 in der Schleusenkammer 4 gezogen wird und damit den Kondensateinlass 5 freigibt. Das über den Kondensatsammler 3 durch den Kondensateinlass 5 in die Schleusenkammer 4 einströmende Kondensat K sammelt sich in der Schleusenkammer 4, da die im Bereich der Sperrstellung 10 befindliche Flüssigkeitssperre 9 den Kondensatauslass 8 verschlossen hält. Vorzugsweise wird hierbei soviel Kondensat K in die Schleusenkammer 4 eingelassen, dass das hierin befindliche Gas zurück in den geöffneten Rohrabschnitt 22 gedrängt wird.
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Sobald der durch das einfließende Kondensat K absinkende Kondensatpegel C einen über die Flüssigkeitsfühler 25 detektierten Stand unterschreitet, wird ein weiteres Signal ausgelöst, welches den Aktuator 16 veranlasst, das Betätigungselement 17 nun in Gegenrichtung zur Schleusenkammer 4 hin zu drücken. Hierdurch wird zunächst die Gassperre 6 über die mittelbare Verbindung mit dem Betätigungselement 17 in ihren Dichtsitz 7 der Schleusenkammer 4 bewegt und verschließt den Kondensateinlass 5 wieder.
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Die sich mitbewegende Flüssigkeitssperre 9 befindet sich hierbei noch im Bereich ihrer Sperrstellung 10.
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Ferner stellt der Dichtsitz 7 eine bauliche Hubbegrenzung der Gassperre 6 dar, wodurch die weitere Linienbewegung des Betätigungselementes 17 zu einem Stauchen des Federelementes 14 führt. Da das Betätigungselement 17 hierdurch keine Hubbegrenzung erfährt, wird die Flüssigkeitssperre 9 so weit in die querschnittsgrößere Schleusenkammer 4 bewegt, bis die Dichtwirkung zwischen dem Außenumfang 12 der Flüssigkeitssperre 9 und der Innenwand 13 des Gehäuses 2 aufgehoben wird und eine umlaufende Spaltöffnung entsteht. Hierdurch fließt das in der Schleusenkammer 4 gestaute Kondensat K an dem Außenumfang 12 der Flüssigkeitssperre 9 vorbei aus der Schleusenkammer 4 über den Kondensatauslass 8 ab. Dabei wird nur so viel Kondensat K abgelassen, wie durch die Bewegung der Flüssigkeitssperre 9 in die Schleusenkammer 4 verdrängt wird, ohne dass Luft oder Gas von außen über den Kondensatauslass 8 eindringen kann.
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Im Anschluss zieht der Aktuator 16 über das Betätigungselement 17 die Flüssigkeitssperre 9 zurück in ihren den Kondensatauslass 8 dichtenden Bereich der Sperrstellung 10, in dem die Gassperre 6 noch über das Federelement 14 in ihrem Dichtsitz 7 verbleibt und den Kondensateinlass 5 verschlossen hält.
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Die Bewegung des Betätigungselementes 17 wird mittels des sich mitbewegenden Impulsgebers 19 und der dazugehörigen Lageerkennung 20 erfasst, wodurch sich eine Information über den Öffnungszustand des Kondensatauslasses 8 ergibt, die zur Überwachung und im Fehlerfall für die Ausgabe einer Störmeldung genutzt werden kann. Zusammen mit den Flüssigkeitsfühlern 25 wird somit ein automatisierter und überwachter Funktionsablauf für den kraftbetätigten Kondensatabscheider 1 bewirkt.
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In einer Variante des Kondensatabscheiders 1 staut sich das Kondensat K in dem Kondensatsammler 3 an, welcher durch die Gassperre 6a zu der Schleusenkammer 4 hin verschlossen ist. Das durch den steigenden Kondensatspiegel C über die Flüssigkeitsfühler 25 ausgelöste Signal veranlasst den Aktuator 16, das Bestätigungselement 17 in Richtung Kondensatsammler 3 zu verschieben. Die damit gekoppelte Flüssigkeitssperre 9a wird hierbei ebenfalls in Richtung Schleusenkammer 4 bewegt, wodurch die über das Federelement 14a gekoppelte Gassperre 6a aus ihrem Dichtsitz 7a im Kondensatsammler 3 gehoben wird.
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Der hierdurch geöffnete Kondensateinlass 5 lässt das in dem Kondensatsammler 3 angestaute Kondensat K in die Schleusenkammer 4 einströmen. Das durch den sinkenden Kondensatpegel C über die Flüssigkeitsfühler 25 ausgelöste Signal veranlasst den Aktuator 16, das Betätigungselement 17 zu ziehen. Über die mittelbare Verbindung der Gassperre 6a mit dem Betätigungselement 17 wird die Gassperre 6a wieder in ihren Dichtsitz 7a im Kondensatsammler 3 gezogen und verschließt den Kondensateinlass 5 erneut. In der weiteren linearen Bewegung bewirkt der Dichtsitz 7a eine bauliche Hubbegrenzung der Gassperre 6a, wobei das als Zugelement ausgebildete Federelement 14a eine Weiterbewegung der Flüssigkeitssperre 9a aus dem Bereich der Sperrstellung 10a heraus in die Offenstellung 11a zulässt.
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Das zwischen Außenumfang 12a der Flüssigkeitssperre 9a und der Innenwand 13 des Gehäuses 2 abfließende Kondensat K verlässt den Kondensatabscheider 1 über den Kondensatauslass 8. Anschließend drückt der Aktuator 16 über das Betätigungselement 17 die Flüssigkeitssperre 9a wieder zurück in ihre den Kondensatauslass 8 dichtenden Bereich der Sperrstellung 10a.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kondensatabscheider
- 2
- Gehäuse von 1
- 3
- Kondensatsammler
- 4
- Schleusenkammer
- 5
- Kondensateinlass
- 6
- Gassperre
- 6a
- Gassperre
- 7
- Dichtsitz in 4
- 7a
- Dichtsitz in 3
- 8
- Kondensatauslass
- 9
- Flüssigkeitssperre
- 9a
- Flüssigkeitssperre
- 10
- Stellung von 9 (Sperrstellung)
- 10a
- Stellung von 9a (Sperrstellung)
- 11
- Stellung von 9 (Offenstellung)
- 11a
- Stellung von 9a (Offenstellung)
- 12
- Außenumfang von 9
- 12a
- Außenumfang von 9a
- 13
- Innenwand von 2
- 14
- Federelement
- 14a
- Federelement
- 15
- Stellglied
- 16
- Aktuator
- 17
- Betätigungselement
- 18
- Führung
- 19
- Impulsgeber
- 20
- Mittel zur Lageerkennung von 15
- 21
- Verbindungselement
- 22
- Rohrabschnitt
- 23
- Kondensator
- 24
- Strömungseinbauten
- 25
- Flüssigkeitsfühler
- K
- Kondensat
- A
- Gasstromgemisch
- B
- Gasstrom kondensatbefreit
- C
- Kondensatpegel
