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Die
Erfindung betrifft einen Adsorptionstrockner zur Aufbereitung von
Gasen, insbesondere zum Trocknen von Druckluft, mit mindestens zwei
mit Trockenmittel gefüllten
Adsorberbehältern,
die einen gemeinsamen über
ein erstes Wechselventil verzweigten Gaseintritt und einen gemeinsamen über ein zweites
Wechselventil verzweigten Gasaustritt aufweisen, wobei die beiden
Adsorberbehälter
im Bereich des Gasaustritts über
eine mit einer Drossel ausgerüstete
Verbindungsleitung verbunden sind und im Bereich des Gaseintritts
jeder für
sich über
ein als Membranventil ausgeführtes
schaltbares Ablassventil mit der Umgebung verbindbar sind sowie
ein Verfahren zum Austauschen der Verschleißteile.
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Kaltregenerierte
Adsorptionstrockner sind seit langem bekannt und beispielsweise
im „Drucklufthandbuch" (Erwin Ruppelt,
Vulkan-Verlag Essen, 3. Auflage, Seite 184) beschrieben. Sie arbeiten
mit zwei mit Trockenmittel gefüllten
Adsorberbehältern, von
denen der eine den Gasstrom durch Adsorption trocknet, während parallel
im zweiten die Regeneration des Trockenmittels mit einem Regenerationsgasstrom
erfolgt, der ein annähernd
auf Umgebungsdruck entspannter Teilstrom des getrockneten Gasstromes
ist. Die Dauer der Regenerationsphase ist ungefähr gleich der Dauer der Adsorptionsphase,
jedoch gegliedert in eine aktive Regenerationsphase mit Strömung der
Regenerationsluft, und eine passive Regenerationsphase ohne Strömung der
Regenerationsluft. Vor Erreichen der Aufnahmekapazität des Trockenmittels
erfolgt mit Hilfe von Umschaltventilen ein Umschalten, und beide
Behälter
wechseln zwischen Adsorption/Regeneration und dazu auch zwischen
Betriebsdruck/Umgebungsdruck (daher Bezeichnung auch: Druckwechseladsorber).
Die Entspannung des Teilstroms vom Betriebsdruck auf nahezu Umgebungsdruck
erhöht
dessen Feuchteaufnahmefähigkeit
ganz beträchtlich,
so dass je nach Betriebsdruck der Regenerationsluftstromstrom nur einen
Bruchteil des Hauptstromes beträgt,
bei einem Betriebsüberdruck
von 7 bar theoretisch 1/(1+7) = 12,5%, in der Praxis 15% bis 20%, über die
gesamte Adsorptionsphase gemittelt.
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Die
Lebensdauer des Trockenmittels sowie der Betätigungsmittel wie Membranventile
usw. ist begrenzt und machen einen Austausch erforderlich, der abhängig von
Auslegung und Betriebsbedingungen z.B. alle 2 Jahre erfolgen muss.
Entnahme und Wiederbefüllung
mit Trockenmittels sowie das Auswechseln der Betätigungsmittel sind aufwendig
und erfordern besondere Fachkenntnisse. Beim Befüllen mit Trockenmittel ist
die Erzeugung einer kompakten Packung der Trockenmittelperlen wichtig,
um beim Durchströmen
mit zu trocknendem Gas jede Bewegung der Perlen zu vermeiden, die
zu unzulässigen Abrieb
sowie zur Bildung offener Strömungskanäle unter
Umgehung des Trockenmittels führen
würde. Daher
gab es Bestrebungen, dem Betreiber des Adsorptionstrockners fertig
gefüllte
Trockenmittelpatronen anzubieten, dadurch den Austausch zu vereinfachen
und zusätzlich
durch geeignete Gestaltung den Aufwand für Herstellung und Montage der
Adsorptionstrockner zu verringern.
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Aus
der
US 4 673 420 ist
ein Adsorptionstrockner bekannt, bei dem mit Trockenmittel gefüllte radial
durchströmte
Kartuschen in einem druckfesten Behälter angeordnet sind, was nach Öffnen des
Behälters
den Austausch des Trockenmittels sehr vereinfacht. Auch in der
EP 0 946 258 B1 werden
mindestens zwei mit Trockenmittel gefüllte axial durchströmte Kartuschen
in einem Druckbehälter
angeordnet und gegeneinander mit einer Dichtung abgedichtet. Die
US 5 240 483 beschreibt
als druckfeste Behälter
ausgeführte,
mit einem Einlass und einem Auslass versehene und mit Trockenmittel
gefüllte
Kartuschen, die nach Verbrauch insgesamt ausgetauscht werden.
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Aus
der
EP 0 938 360 B1 ist
es bekannt, den Gaseinlass, den Gasauslass und den zur Verbindung der
Ablassventile mit der Umgebung vorgesehenen "Nebenstromauslass" zu einem gemeinsamen Funktionsblock
zu führen
und die Leitungsverschaltung des Gaseinlasses und des Gasauslasses
von bzw. zu den Adsorberbehältern
mit den beiden Wechselventilen sowie weitere Bauteile in den vorgefertigten Funktionsblock
zu integrieren.
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Alle
genannten Maßnahmen
tragen zwar dazu bei, durch Verwendung fertig gefüllter Trockenmittelpatronen
den Austausch des Trockenmittels zu vereinfachen und durch Verwendung
des Funktionsblockes nach
EP
0 938 360 B1 den Aufwand für Herstellung und Montage der
Adsorptionstrockner und für
das Auswechseln der Verschleißteile
zu vereinfachen, haben jedoch noch ganz beträchtliche Nachteile:
- – der
Austausch der Trockenmittelpatronen aus den ortsfest verbleibenden
Adsorberbehältern
erfordert eine beträchtliche
Ausbauhöhe
und Einsatz der Montagewerkzeuge von verschiedenen Seiten, was den
Einsatz des Adsorptionstrockners unter beengten Platzverhältnissen
sehr erschwert
- – die
Integration aller Funktionsteile sowie des Gaseinlasses, des Gasauslasses
und des Nebenstromauslasses in einen einzigen Funktionsblock führt zu dessen
kompliziertem Aufbau aus einer Vielzahl von Einzelteilen und zu
einer aufwendigen Prozedur zum Austausch der Verschleißteile
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Aufgabe
der Erfindung ist es, einen Adsorptionstrockner zu schaffen, der
sich unter Vermeidung der Nachteile durch einfache Austauschbarkeit
des Trockenmittels und der Verschleißteile und einfachen und kostengünstigen
Aufbau auszeichnet.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
eine Vorrichtung nach Anspruch 1 mit einem Verfahren nach Anspruch
38. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Dazu
lehrt die Erfindung, den Adsorptionstrockner aus mindestens einem
Festteil und zwei Austauschteilen aufzubauen, wobei die Austauschteile
mit dem mindestens einen Festteil mittels Verbindungselementen dichtend
und lösbar
verbunden sind. Im Bereich der Trennflächen zwischen dem mindestens
einen Festteil und den Austauschteilen sind zumindest die beiden
Wechselventile und die beiden Membranventile sowie weitere Bauteile
so angeordnet, dass die Verschleißteile wie zumindest die Schaltelemente
der Wechselventile und die Membranen der Membranventile nach Lösen der
Austauschteile einfach entnehmbar sind. Das mindestens eine Festteil
enthält
mindestens den Gaseintritt mit Rohgaszuführung zum im Bereich der Trennflächen zum
ersten Austauschteil angeordneten ersten Wechselventil und die Rohgasüberleitung
vom ersten Wechselventil zum zweiten Austauschteil sowie den Gasaustritt
mit Reingasabführung
vom im Bereich der Trennflächen
zum zweiten Austauschteil angeordneten zweiten Wechselventil und
die Reingasüberleitung
vom ersten Austauschteil zum zweiten Wechselventil sowie die Steuerluftzuführungen
des im Bereich der Trennflächen
zum ersten Austauschteil angeordneten ersten Membranventils und
des in der Trennfläche
zum zweiten Austauschteil angeordneten zweiten Membranventils. Jedes
der beiden Austauschteile besteht mindestens aus einem Adsorberbehälter und
einem Behälterkopf,
wobei der Behälterkopf
auch die Trennflächen
zum mindestens einen Festteil bildet, und mindestens dem zugeordneten
Teil der zugeordnete Rohgasüberleitung
vom mindestens einen Festteil, dem zugeordneten Teil der zugeordneten
Reingasüberleitung
zum mindestens einen Festteil, der Regenerationsgaszuführung zum
Membransitz des zugeordneten Membranventils sowie die Regenerationsgasabführung von
diesem Membransitz.
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Ein
Vorteil der vorliegenden Erfindung ist es, dass nach Lösen der
Befestigungsmittel wie z.B. weniger Schrauben und Entfernen der
beiden Austauschteile vom mindestens einen Festteil alle Verschleißteile zugänglich und
gegen neue Austauschteile sowie neue Verschleißteile und Dichtungen austauschbar
sind. Dies ist erheblich einfacher als bei dem beschriebenen stand
der Technik.
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Auch
sind der konstruktive Aufbau des Adsorptionstrockners und seine
Herstellung und Montage beträchtlich
einfacher als beim Stand der Technik. Dies wird besonders deutlich, wenn
in einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung jedem der beiden Austauschteile ein eigenes Festteil
zugeordnet ist, die beide über
eine Rohgasüberleitung
und eine Reingasüberleitung
miteinander verbunden sind. Das dem ersten Austauschteil zugeordnete
erste Festteil enthält
mindestens den Gaseintritt mit Rohgaszuführung zum im Bereich der Trennflächen zum
ersten Austauschteil angeordneten ersten Wechselventil und den zugeordneten
Teil der Rohgasüberleitung
vom ersten Wechselventil zum zweiten Festteil sowie die Steuerluftzuführung des
im Bereich der Trennflächen
zum ersten Austauschteil angeordneten ersten Membranventils. Das
dem zweiten Austauschteil zugeordnete zweite Festteil enthält mindestens
den Gasaustritt mit Reingasabführung vom
im Bereich der Trennflächen
zum zweiten Austauschteil angeordneten zweiten Wechselventil und den
zugeordneten Teil der Reingasüberleitung
vom ersten Festteil zum zweiten Wechselventil sowie die Steuerluftzuführung des
im Bereich der Trennflächen zum
zweiten Austauschteil angeordneten zweiten Membranventils. Die Anordnung
der Wechselventile und der Membranventile in den Trennflächen zwischen
Festteil bzw. Festteilen und Austauschteilen vereinfacht den konstruktiven
Aufbau besonders durch die Tatsache, dass keine weiteren Bauteile
wie z.B. Deckel erforderlich werden, da Festteile und Austauschteile
die entsprechenden Hohlräume
kostengünstig
herstellbar aufnehmen und die schon vorhandene Trennflächen zur
Zugänglichkeit
der Einbauteile, wie z.B. Membranen ausreichen. Werden zwei Festteile
eingesetzt, so ergeben sich zusätzliche
Vorteile dadurch, das die beiden Festteile weitgehend identisch
ausführbar
sind und damit Formenbau und Fertigung beträchtlich vereinfacht und kostengünstiger
werden.
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Die
EP 0 938 360 B1 sieht
einen einzigen Funktionsblock vor, über den alle Gaszuführungen und
-abführungen
verschaltet sind. Obwohl dies gegenüber dem vorherigen Stand der
Technik mit einer Vielzahl von Einzelkomponenten wie Behälter, Ventile
usw. schon einen beträchtlichen
Fortschritt ergibt, so führt
dies doch zu einem komplexen Aufbau des Funktionsblockes mit der
zusätzlichen
Notwendigkeit, zahlreiche Funktionsräume mit Deckeln usw. zu verschließen.
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Anders
als bei Ausführungen
nach
EP 0 938 360 B1 ist
es im Rahmen der vorliegenden Erfindung in bevorzugten Ausführungsformen
nicht vorgesehen, die Regenerationsgasabführung über das mindeste eine Festteil
zu führen,
sondern in den Austauschteilen zu belassen. Dies kann dadurch geschehen,
dass die Regenerationsgasabführung
vom jeweiligen Membransitz über
einen jedem Austauschteil zugeordneten Schalldämpfer zur Umgebung geführt ist.
Dies kann ein „angeschraubter" Schalldämpfer sein.
Bevorzugt jedoch werden die perforierten Wände des Schalldämpfer zumindest zum
Teil vom Behälterkopf
gebildet, oder von den Wänden
des Adsorberbehälters.
Allerdings wäre
es auch möglich,
die Regenerationsgasabführungen
der Behälterköpfe des
ersten und des zweiten Adsorberbehälters über die Trennflächen in
das mindeste eine Festteil und dort in mindestes einen dort angeordneten
Schalldämpfer
zu führen,
was jedoch nicht als bevorzugte Lösung anzusehen ist.
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Bevorzugt
wird die für
die Einstellung des Regenerationsgasmassenstromes erforderliche Drossel
ebenfalls im Bereich der Trennflächen
zwischen dem mindestens einen Festteil und dem Behälterkopf
eines der beiden Austauschteil angeordnet, um zusätzliche
Verschraubungen oder Deckel zu vermeiden. Dies geschieht bevorzugt
dadurch, dass in die Reingasüberleitung
vom ersten Austauschteil zum zweiten Wechselventil eine Regenerationsgasüberleitung
angeschlossen wird, die über
die Trennflächen
zwischen dem mindestens einen Festteil und Behälterkopf des zweiten Austauschteils
auf die Reingasseite des zweiten Austauschteils geführt ist, und
dass im Bereich der Trennflächen
ein Drosselkörper
in die Regenerationsgasüberleitung
eingesetzt und nach Lösen
des zweiten Austauschteils von dem mindestens einen Festteil entnehmbar
und gegen einen anderen austauschbar ist. Im Rahmen der Erfindung
liegt es auch, jedem der beiden Austauschteile einen eigenen Drosselkörper zuzuordnen.
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Bevorzugt
werden Kugeln als Schaltelemente der Wechselventile vorgesehen.
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Als
weitere Schaltorgane zum Schalten des Regenerationsluftstromes zur
Regenerierung der beiden Adsorptionsbehälter sind Membranventile vorgesehen,
deren Membranen im Bereich der Trennflächen zwischen dem bzw. den
Festteilen und den Austauschteilen angeordnet sind.
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Ein ähnliches
Membranventil zum Ableiten von Kondensat ist in der
EP 0 081 826 B1 beschrieben.
Die Membrane hat einen kreisförmigen
Umfang und einen dem Umfang folgenden Dichtwulst, der in eine entsprechende
im Bereich der Trennflächen
angeordnete am Austauschteil und/oder am mindesten einen Festteil
ausgebildeten Ausnehmung einpasst und nach Verbindung des zugehörigen Austauschteils
mit dem mindestens einen Festteil dort dichtend gehalten ist. Die
Membrane besitzt eine zentrisch angeordnete Dichtfläche, die
im geschlossen Zustand der Membrane dichtend am Membransitz anliegt
und auf ihrer der Dichtfläche
entgegengesetzten Seite an den im mindestens einen Festteil angeordneten Steuerluftraum
anschließt
und über
diesen mit dem Steuerdruck beaufschlagbar ist. Mit Hilfe unterschiedlicher
Steuerdrücke
ist die Membrane zu öffnen
oder zu schließen.
Die unterschiedlichen Steuerdrücke
können
von extern angeordnete pneumatische Schaltorgane wie z.B. von Magnetventilen
erzeugt werden. Diese können
auch in der Steuereinheit angeordnet sein.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung werden die unterschiedlichen Steuerdrücke von
einem Magnetventil erzeugt, das wiederum bevorzugt in das mindestens
eine Festteil eingebaut ist, dessen Anker in der konzentrisch zur
Membrane angeordneten und von einer Ausnehmung des mindestens einen
Festteils gebildeten Ankerraum beweglich und über Strombeaufschlagung der
Magnetwicklung schaltbar und eine erste Steueröffnung verschließbar macht. Über diese
erste Steueröffnung
ist der Steuerdruck im Steuerluftraum beeinflussbar. Weiter bevorzugt
ist im Bereich zwischen Ankerraum und Membrane ein Membranhalter
angeordnet, wobei der Membranhalter einen Teil der Ausnehmung zur
Halterung des Dichtwulstes der Membrane bildet und die zentrisch
angeordnete erste Steueröffnung trägt.
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Besonders
vorteilhaft ist es, die Membrane außerhalb der Dichtfläche mit
einer zweiten Steueröffnung
zu versehen, über
die der Steuerluftraum mit dem Innendruck des Adsorberbehälters beaufschlagbar
ist, wobei die zentrisch angeordnete erste Steueröffnung des
Membranhalters den Steuerluftraum mit dem Umgebungsdruck beaufschlagbar
macht, und dass durch Verschließen
oder Öffnen
der ersten Steueröffnung
der Druck im Steuerluftraum auf den Innendruck des Adsorberbehälters oder
auf einen Druck nahe dem Umgebungsdruck einstellbar und damit die
Membrane den Membransitz verschließbar oder öffenbar macht. Eine ähnliche
Vorrichtung ist im deutschen Gebrauchsmuster
DE 296 23 447 U1 beschrieben,
bei der in die Steueröffnung
der Membrane ein am Gehäuse
befestigter Stift ragt, der zusammen mit der Steueröffnung einen
ringförmigen
Steuerspalt bildet, der vorteilhaft bei Bewegung der Membrane durch
den Stift gereinigt wird. Es liegt ausdrücklich im Rahmen der vorliegenden
Erfindung, den beschriebenen Stift einzusetzen. Vorteilhaft ist es
auch, die erste Steueröffnung
im Bereich der Dichtfläche
der Membrane anzuordnen, wobei sie die Membrane durchdringt.
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Der
Adsorberbehälter
besteht aus einem im Wesentlichen senkrecht angeordneten Behälter mit einer
annähernd
kreiszylinderförmigen
Druckbehälterwand
mit zwei voneinander beabstandeten zumindest annähernd parallel angeordneten
Endflächen, wobei
der Druckraum an der ersten Endfläche durch den Kopf und an der
zweiten Endfläche
mit einem Behälterabschluss
verschlossen ist.
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Vorteilhaft
besteht der Behälter
aus einem Profilrohr, mit dem Behälterabschluss und Behälterkopf
mit Verbindungsschrauben verbunden sind. Bevorzugt wird das Profilrohr
durch Strangpressen hergestellt, wodurch kostengünstig auch die Verschraubungsöffnungen
herstellbar sind. In einer besonderen Ausführung ist der Behälter des
Austauschteils nicht als Profilrohr mit daran mittels Schrauben
befestigten Behälterkopf
und Behälterabschluss
ausgeführt,
sondern in an sich bekannter Weise als durch Metallguss oder Kunststoff
Spritzguss oder Metalldrücken
angefertigter einstückiger
zylinderförmiger Behälter. In
diesem ist oberhalb der Trockenmittelfüllung der Behälterkopf
angeordnet, das auch die Trenn fläche
zum Festteil bildet. In einer besonderen Ausführungsform ist der Behälterkopf
Teil der Trockenmittelpatrone und wird mit dieser zusammen ausgetauscht.
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Die
Austauschteilen sind vorteilhaft mittels Schrauben als Verbindungselementen
mit dem oder den Festteilen verbunden, in einer vorteilhaften Ausführungsform
mit einer Schraubverbindung, wobei der Durchmesser des Gewindes
ungefähr
dem Durchmesser des Adsorberbehälters
entspricht. Die Schraubverbindung besteht aus einem Außengewinde
am Festteil und einer Überwurfmutter,
einem Außengewinde
am Festteil und einem Innengewinde am Austauschteil oder einem Innengewinde
am Festteil und einem Außengewinde
am Austauschteil. In den beiden letztgenannten Fällen ist der Behälterkopf
drehbar am Austauschteil anzuordnen, damit beim Anziehen der Schraubverbindung
die Zuordnung der diversen Verbindungen zwischen Festteil und Austauschteil
nicht verloren geht. Bevorzugt ist der Kopf am Festteil fixiert
vorzumontieren, bevor der Behälter
aufgeschraubt wird.
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Der
Druckraum ist mit Trockenmittel gefüllt, wozu er im Bereich beider
Endflächen
und beabstandet zu diesen mit bevorzugt kreisplattenförmigen Gittern
ausgerüstet
ist, wobei der Raum zwischen den beiden Gittern mit der Trockenmittelfüllung gefüllt und
der Raum zwischen zweiter Endfläche
und Trockenmittelfüllung über eine
bevorzugt als Zentralrohr ausgeführte
Gasdurchleitung dichtend mit dem Behälterkopf verbunden ist. Bei
dieser Ausführung
der Erfindung werden komplette Austauschteile als Ersatzteile bevorratet,
einschließlich
angeschraubtem Behälterkopf,
oder ohne Behälterkopf.
Die Gasdurchleitung kann in einer anderen Ausführungsform der Erfindung auch über eine ähnlich den
Verschraubungsöffnungen
in das Profilrohr eingebrachten axialen Öffnung erfolgen.
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Im
einer besonderen Ausführungsform
der Erfindung wird im Druckraum mindestens eine Trockenmittelpatrone
angeordnet, die nach Öffnen
des Druckraumes nach Lösen
des Behälterabschlusses und/oder
des Behälterkopfes
gegen eine neue Trockenmittelpatrone austauschbar ist.
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In
einer besonderen Ausführungsform
der Erfindung wird im Bereich der Reingasseite der Trockenmittelfüllung ein
Staubfilterelement angeordnet, das möglichen Abrieb der Trockenmittelfüllung rückhaltbar
macht. Dieses wird dann zusammen mit dem Trockenmittel gegen eine
neues Staubfilterelement ausgetauscht.
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In
den bisherigen Ausführungen
wurde zum Zwecke der einfacheren Erläuterung stillschweigend vorausgesetzt,
zumindest zwischen Profilrohr einerseits und Behälterkopf bzw. Behälterabschluss
andererseits sowie im Bereich der Trennflächen zwischen Austauschteilen
und dem mindestens einen Festteil um alle druckbeaufschlagten Überleitungen
und die Füh rungen
der Wechselventile herum und zwischen Membranhaltern und mindestens
einem Festteil elastische Dichtelemente angeordnet sind.
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In
weiteren Ausführungsformen
der Erfindung sind stromaufwärts
des Gaseintrittes ein Koaleszenzfilter zur Abscheidung von Flüssigkeitsnebel und/oder
stromabwärts
des Gasaustritts ein Staubfilter angeordnet.
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Im
Rahmen der Erfindung ist eine bevorzugt elektronische Steuereinheit
zumindest zur Betätigung
der Magnetventile zum Öffnen
und Schließen der
Membranventile vorgesehen, jedoch auch für weitere Funktionen, wie Druckdifferenzüberwachung und
Funktionsüberwachung.
Die Steuereinheit ist in einer besonderen Ausführungsform der Erfindung getrennt
von den Festteilen montierbar, in einer weiteren Ausführungsform
jedoch Bestandteil des Festteils.
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Der
Adsorberbehälter
ist bevorzugt vertikal ausgerichtet mit dem Behälterkopf oberhalb des Behälterabschlusses.
In einer anderen Ausführungsform
der Erfindung ist jedoch der Behälterabschluss oberhalb
des Behälterkopfes
angeordnet. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Trennflächen zwischen
Austauschteilen und mindestens einem Festteil im Wesentlichen vertikal
ausgerichtet und die Schrauben oder Schraubverbindung zur Befestigung
der Austauschteile an dem mindestens einen Festteil im Wesentlichen
horizontal angeordnet. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung sind die Trennflächen
zwischen Austauschteilen und mindestens einem Festteil im Wesentlichen
horizontal ausgerichtet und die Schrauben oder Schraubverbindung
zur Befestigung der Austauschteile an dem mindestens einen Festteil im
Wesentlichen vertikal angeordnet. Letztere Ausführungsform vereinfacht das
Zusammenschalten mehrerer Adsorptionstrockner zu einer Adsorptionstrockneranlage,
wobei die Adsorptionstrockner in Reihe angeordnet sind, sodass jeweils
alle Gaseintritte und alle Gasaustritte auf einer Linie liegen und miteinander
zu einem gemeinsamen Gaseintritt bzw. gemeinsamen Gasaustritt verbunden
sind.
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Vorteilhaft
ist es, bei vor- und nachgeschalteten Filtern diese zumindest ähnlich aufzubauen
wie die Fest- und Austauschteile der Adsorberbehälter. So können einige Teile kostensenkend
identisch oder zumindest sehr ähnlich
ausgeführt
werden, wie z.B. die Behälter
der Austauchteile, Überwurfmutter
usw.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
zum Auswechseln der Verbrauchs- und Verschleißteile des nach einem oder
mehreren der vorhergehenden Ansprüche ausgeführten Adsorptionstrockners
ist in den Ansprüchen
38 bis 40 beschrieben.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die
Figuren zeigen in schematischer Darstellung:
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1 Adsorptionstrockner
nach dem bekannten Stand der Technik
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2 erfindungsgemäßer Adsorptionstrockner
in Vorderansicht
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3 Adsorptionstrockner
nach 2 in Seitenansicht Richtung „Z"
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4 Adsorptionstrockner
nach 3 mit gelöstem
zweiten Austauschteil
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5 Schnitt
durch Adsorptionstrockner nach 4, durch
das erste Austauschteil und Festteil mit erstem Wechselventil
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6 Adsorptionstrockner
nach 5 mit Schnitt durch den Behälter des Austauschteils mit Profilrohr
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7 Ausschnitt
aus 5 vergrößert dargestellt
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8 Membranhalter
aus 7 um 90° gedreht
dargestellt
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9 erfindungsgemäßer Adsorptionstrockner
nach 2 bis 8 zur Entnahme der Verschleißteile geöffnet dargestellt,
jedoch Schnitt durch zweites Austauschteil und Festteil mit zweitem Wechselventil
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10A Draufsicht auf Festteile für Adsorptionstrockner nach 2 bis 9
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10B Ausführung 10A im Detail verändert
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11 Schnitt
durch Festteile nach 10A
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12 anderer
Schnitt durch Austauschteil eines erfindungsgemäßen Adsorptionstrockners und andere
Ansicht, besondere Ausführung
mit extern angeordnetem Schalldämpfer
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13 Detail
einer anderen besonderen Ausführung
des erfindungsgemäßen Adsorptionstrockners
mit Schalldämpfer
als Teil des Behälterkopfes
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14 Detail
einer anderen besonderen Ausführung
des erfindungsgemäßen Adsorptionstrockners
mit Schalldämpfer
als Teil des Profilrohres
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15 Adsorptionstrockner
nach 2 bis 9 mit anderer Ausführung des
Magnetventils
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16 anderer
Schnitt durch Adsorptionstrockner nach 2 bis 9 17 anderer Schnitt
durch Adsorptionstrockner nach 16
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18 Teil
eines Adsorptionstrockners nach 2 bis 9,
jedoch besondere Ausführung
mit Staubfilterelement
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19 Teil
eines erfindungsgemäßen Adsorptionstrockners
in besonderer Ausführung
mit Trockenmittelpatrone
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20 Adsorptionstrockner ähnlich Ausführung nach 5,
jedoch mit untenliegendem Behälterkopf
und entgegengesetzter Durchströmung
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21 erfindungsgemäße Adsorptionstrockneranlage
aus mehreren erfindungsgemäßen Adsorptionstrocknern
aufgebaut
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22 Adsorptionstrockner ähnlich Ausführung nach 5,
jedoch in besonderer Ausführung mit
horizontal angeordneter Trennfläche
und Schraubverbindung zwischen Festteil und Austauschteil
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23 Adsorptionstrockner
nach 22 nach Entnahme der Verbrauchs- und Verschleißteile
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24 Adsorptionstrockner
mit vorgeschalteten und nachgeschalteten Filtern in besonderer Ausführung
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1 zeigt
als Fliesschaubild einen Adsorptionstrockner (1) nach dem
bekannten Stand der Technik mit einem Gaseintritt (2) und
einem Gasaustritt (3), wobei der aufzubereitende Gasstrom
mit Pfeil (5) und der aufbereitete Gasstrom mit Pfeil (6)
gekennzeichnet sind. Der erste Adsorberbehälter (9) befindet
sich in der Adsorptionsphase, gekennzeichnet durch Pfeil (7)
für den
Adsorptionsgasstrom, der zweite Adsorberbehälter (10) in der Regenerationsphase,
gekennzeichnet durch Pfeil (8) für den Regenerationsgasstrom.
Die Ablassventile (11) sind über die Steuerleitungen (20)
von der Steuereinheit (19) entsprechend geschaltet, wobei
schwarze Farbe „geschlossen" und weiße Farbe „geöffnet" bedeutet. Die als
Kugeln (95) ausgeführten
Schaltelemente (16) der beiden Wechselventile (14, 15)
haben sich durch Öffnen
des Ablassventils (11) des zweiten Adsorberbehälters (10)
in die dargestellte Lage bewegt, wodurch der Adsorptionsgasstrom
durch den zweiten Adsorberbehälter
(10) abgesperrt und für
den ersten Adsorberbehälter
(9) geöffnet
wurde und Regenerationsgas (8) über die in der Verbindungsleitung
(18) angeordnete Drossel (34) dem zweiten Adsorberbehälter (10)
zuströmt.
Nach Schließen
des Ablassventils (11) des zweiten Adsorberbehälters (10)
gleicht sich dessen Druck durch Gasströmung über die Drossel (34)
an den Druck im ersten Adsorberbehälter (9) an. Durch
anschließendes Öffnen des
Ablassventils (11) des ersten Adsorberbehälters (9)
wechseln die Kugeln (95) der beiden Wechselventile (14, 15)
die Position, und die Adsorberbehälter (9, 10) tauschen
Adsorptions- und Regenerationsphase gegeneinander aus.
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2 und 3 zeigen
schematisch einen erfindungsgemäßen Adsorptionstrockner
(1) mit einem Gaseintritt (2), dem ein Koaleszenzfilter
(90) zur Abscheidung von Flüssigkeitsnebel vorgeschaltet
ist, und mit einem Gasaustritt (3), dem ein Staubfilter (91)
zur Abscheidung von Trockenmittelabrieb nachgeschaltet ist. Der
Adsorptionstrockner (1) besteht aus einem ersten Festteil
(22) mit einem über
die nicht sichtbare Trennfläche
(45) daran lösbar
angeschlossenen ersten Austauschteil (37), sowie einem zweiten
Festteil (23) und einem über die Trennfläche (46)
daran lösbar
angeschlossenen zweiten Austauschteil (38). Die beiden
Festteile (22, 23) sind durch zwei Verbindungsstücke (36)
miteinander verbunden, über
die Verbindungsleitungen für
Rohgas (28) und Reingas (29) geführt sind.
Die Austauschteile (37, 38) bestehen jeweils aus
dem Behälterkopf (50),
dem Behälter
(52) bevorzugt aus Pro filrohr (53) und dem Behälterabschluss
(51). Die Verbindungselemente zwischen Festteilen (22, 23)
einerseits und Austauschteilen (37, 38) andererseits
sowie zwischen Profilrohr (53) einerseits und Behälterkopf
(50) und Behälterabschluss
(51) andererseits sind hier nicht dargestellt. Ebenfalls
hier nicht dargestellt sind die Regenerationsgasabführungen
(42) mit Schalldämpfer
(43), sind jedoch Bestandteil der Erfindung und in folgenden
Figuren dargestellt. Die Steuerung des Betriebsablaufes und die Überwachung
des Adsorptionstrockners (1) erfolgen durch die Steuereinheit
(19) über
die Steuerleitungen (20).
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4 zeigt
schematisch einen Adsorptionstrockner (1) nach 3,
jedoch mit gelöstem
zweiten Austauschteil (38), wodurch die Trennfläche (46)
zwischen zweitem Austauschteil (38) und zweitem Festteil
(23) sichtbar wird. Die als Verbindungselemente (47)
zwischen dem Austauschteilen (37, 38) und den fest
mit den nicht dargestellten Anschlussleitungen für die Gaszuführung und
-abführung
verbundenen ortsfesten Festteilen (22, 23) eingesetzten
Schrauben (48) sind teilweise herausgezogen, um sie sichtbar
zu machen.
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In 5 zeigt
einen Schnitt durch den Adsorptionstrockner nach 2 bis 4,
und zwar durch erstes Festteil (22) mit gelöstem erstes
Austauschteil (37), wodurch die Trennfläche (45) zwischen
erstem Austauschteil (37) und erstem Festteil (22)
sichtbar wird, 6 einen Schnitt durch den Adsorberbehälter (9)
des ersten Austauschteils (37). In 7 ist ein
Ausschnitt aus 5 vergrößert dargestellt. Die beiden
Austauschteile (37, 38) sind identisch ausgeführt. Das
Profilrohr (53) besitzt einen Druckraum (56) mit
zylinderförmiger
Druckbehälterwand
(57) und ist z.B. durch Strangpressen hergestellt, wobei
auch die vier Verschraubungsöffnung (59)
und die Außenwände (61)
entstehen. Behälterkopf
(50) und Behälterabschluss
(51) sind mit dem Profilrohr (53) mit nicht dargestellten
Schrauben (60) verschraubt, deren Gewinde in die Verschraubungsöffnungen
(59) eingreifen. Nicht dargestellt sind die erforderlichen
Dichtungen zwischen den ersten und zweiten Endflächen (54, 55)
des Profilrohres (53) einerseits und dem Behälterkopf
(50) und Behälterabschluss
(51) andererseits. Die Trockenmittelfüllung (62) ist zwischen
zwei Gittern (65) gehalten, die beabstandet zum Behälterabschluss
(51) und zum Behälterkopf
(50) angeordnet und mit dem Zentralrohr (67) verbunden
sind, das mit dem Zentralrohranschluss (68) dichtend an
die Rohgasüberleitung
(39) des Behälterkopfes
(50) anschließt,
die von der Trennfläche
(45) abzweigend vom ersten Wechselventil (14)
ausgeht und durch die Kugel (95) des Wechselventils (14)
verschließbar
ist. Von der Reingasseite (64) der Trockenmittelfüllung (62)
verläuft die
Reingasüberleitung
(40) zur Trennfläche
(45), wo sie an die an die Reingasüberleitung (26) zum
zweiten Wechselventil anschließt..
In eine Ausnehmung des Behälterkopfes
(50) ist die Membrane (73) des ersten Membranventils
(12) eingelegt, die den Membransitz (79) in einer
Betriebsstellung mit ihrer Dichtfläche (77) verschließt, an den
die Regenerationsgasabführung
(42) anschließt,
und diese in offner Stellung der Membrane (73) mit der
Regenerationsgaszuführung
(41) verbindet, die an die Rohgasüberleitung (39) angeschlossen
ist. Die Regenerationsgasabführung
(42) verläuft
zu einem in 5 und 7 nicht
dargestellten Schalldämpfer
(43).
-
Das
erste Festteil (22) enthält das erste Wechselventil
(14), dem das zu behandelnde Gas vom Gaseintritt (2) über die
Rohgaszuführung
(24) zufließt,
sowie die Reingasüberleitung
(26) vom ersten Austauschteil (37) über das
erste Festteil (22) zum zweiten Wechselventil (15)
im zweiten Festteil (23). Das als Kugel (95) ausgeführte Schaltelement (16)
des Wechselventils (14) ist in der Führung (17) leicht
beweglich. Die Membrane (73) wird auf ihrer der Dichtfläche (77)
abgewendeten Seite von einem Membranhalter (87) mit Steuerluftzuführung (30)
so abgedeckt, dass ein Steuerluftraum (80) gebildet wird,
der über
die erste Steueröffnung
(88) im Membranhalter (87) druckentlastet und über die
zweite Steueröffnung
(76) in der Membrane (73) außerhalb der Dichtfläche (77)
von der Regenerationsgaszuführung
(41) her druckbelastet werden kann. Die erste Steueröffnung (88)
ist verschließbar
durch den als „Tauchanker" ausgeführten Anker
(85) des Magnetventils (81), der im Ankerraum
(86) frei beweglich und zur Druckentlastung mit einer nicht
näher bezeichneten
Längsbohrung
ausgerüstet
ist und im stromlosen Zustand durch eine nicht dargestellte Feder
mit seinem weichen schwarz dargestellten Dichtelement auf die erste
Steueröffnung
(88) gedrückt
wird. Die Magnetwicklung (82) ist lediglich symbolisch
dargestellt und ihre Montage hier nicht Gegenstand der Erörterung.
In 8 ist der Membranhalter (87) um 90° gedreht
dargestellt, so dass die Steuerluftabführung (89) von der
ersten Steueröffnung
(88) sichtbar wird, die zur Regenerationsgasabführung (42)
geführt
ist, wie in 10 und 12 dargestellt.
-
9 zeigt
einen anderen Schnitt durch den Adsorptionstrockner nach 2 bis 8,
und zwar durch das zweite Austauschteil (38), das vom zweiten
Festteil (23) gelöst
dargestellt ist. Die Verschleißteile
sind in ausgebautem Zustand dargestellt, also fertig zum Austausch
gegen neue Teile: Membrane (73) mit Membranhalter (87),
Kugel Wechselventil (95), Anker (85) mit schwarz
dargestellten Dichtelement und Drosselkörper (33). Die Anordnung
des Drosselkörpers
(33), dessen Drossel (34) den Regenerationsgasstrom
bestimmt, geht aus den später
erläuterten 10 und 11 hervor.
In 9 ist das Profilrohr (53) mit Behälterabschluss
(51) und Trockenmittelfüllung
(62) als Einheit vom Behälterkopf (50) gelöst dargestellt.
Diese Einheit könnte
man als Verschleißteil
definieren. Jedoch wäre
auch das komplette Austauschteil (38) als komplett zu ersetzendes
Verschleißteil
denkbar. Dafür
ist es für
eine problemlose Lagerhaltung wichtig, dass erstes (37) und
zweites (38) Austauschteil identisch ausgeführt sind.
Im Rahmen der Erfindung liegt es jedoch auch, wie in 19 später erläutert, die
Trockenmittelfüllung
(62) in einer Trockenmittelpatrone (70) zu fixieren,
die dann als Ersatzteil zu definieren wäre.
-
In 10A und 10B zeigen
eine Draufsicht auf das erste (22) und zweite (23)
Festteil, und zwar auf die erste (45) und zweite (46)
Trennfläche zum
hier nicht dargestellten ersten (37) und zweiten (38)
Austauschteil, während
in 11 ein Schnitt durch die Festteile (22, 23)
aus 10 dargestellt ist. Die beiden
Festteile (22, 23) sind durch Verbindungsstücke (36)
mit einander verbunden, durch die eine Rohgasüberleitung (25) vom
ersten Wechselventil (14) zum zweiten Austauschteil (38)
und eine Reingasüberleitung
(26) vom ersten Austauschteil (37) zum zweiten
Wechselventil (15) verlaufen. Das zu behandelnde Gas wird
dem ersten Wechselventil (14) vom Gaseintritt (2) über die
Rohgaszuführung (24)
zugeführt,
das behandelte Gas vom zweiten Wechselventil (15) über die
Reingasabführung
(27) dem Gasaustritt (3) zugeführt. Die Kugel (95)
des ersten Wechselventils (14) liegt am rechten Ende der Führung (17)
und verdeckt dort den Eintritt in die Rohgasüberleitung (25), die
Kugel (95) des zweiten Wechselventils (15) ebenfalls
am rechten Ende der Führung
(17) und verdeckt dort die nicht dargestellte Reingasüberleitung
(40) des zweiten Austauschteils (38). Zu erkennen
ist die Steuerluftabführung
(89) der Membranhalter (87) zur Abführung der
Steuerluft in die Regenerationsgasabführung (42). Im zweiten Festteil
(23) wird in 10A und 10B und im Schnitt in 11 die
Regenerationsgasüberleitung (35)
sichtbar, in die der Drosselkörper
(33) einsteckbar ist und die eine Verbindung zwischen den
Reingasseiten (64) der Austauschteile (37, 38)
und über diese
den mit Drossel (34) eingestellten Regenerationsgasstrom
ermöglicht.
-
Mit 10A und 10B soll
eine wesentliche Möglichkeit
dargestellt werden, um den Herstellaufwand zu senken: Die Austauschteile
(37, 38) sollten möglichst identisch ausgeführt werden,
um Herstellaufwand und Lagerhaltung zu vereinfachen. Jedoch auch
die Festteile (22, 23) sollten aus diesen Gründen möglichst
gleich sein. Dies alles wird ermöglicht,
wenn das zweite (23) Festteil um 180° gedreht zum ersten (22)
Festteil eingebaut wird. Dann wird nimmt das erste Wechselventil
(14) des ersten Festteils (22) die Lage des zweiten
(15) Wechselventils (15) des zweiten Festteils
(23) ein. Auch die diversen Zuführleitungen tauschen die Funktion
aus, wie beschrieben. Die Steuerluftabführung (89) des Membranhalters
(87) muss jedoch relativ zu den anderen Teilen des gedrehten
zweiten Festteils (23) dieselbe Position haben wie beim
ersten Festteil (22), da die Austauschteile ja identisch
sind. Diese Aufgabenstellung wird in 10B dadurch
gelöst,
dass das Festteil (22, 23) durch eine entsprechend
doppelt ausgeformte Ausnehmung den Einbau des Membranhalters (87)
in beiden um 180° versetzten
Positionen ermöglicht.
Eine andere, hier nicht dargestellte Ausführungsform wäre es, den
Membranhalter (87) mit zwei um 180° versetzten Steuerluftabführungen
(89) auszurüsten,
von den an jedem der beiden Austauschteile (37, 38)
eine an die Regenerationsgasabführung (42)
anschließt,
die andere vom Austauschteil (37, 38) blind verschlossen
wird.
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10 und 11 zeigen
auch die Schraubbohrungen (49) zur Aufnahme der nicht dargestellten
Schrauben (48) zur Verbindung von Austauschteil (37, 38)
und Festteil (22, 23). In 11 wird
auch die Magnetwicklung (82) der beiden Magnetventile (81)
sichtbar.
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12 zeigt
ein Austauschteil (37, 38) wie in 5 in
einem anderen Schnitt dargestellt. Am Behälterkopf (50) sind
neben Rohgasüberleitung
(39), Reingasüberleitung
(40), Regenerationsgaszuführung (41), Regenerationsgasabführung (42)
mit Schalldämpfer
(43), Regenerationsgasüberleitung (35)
der Membransitz (79) und die Ausnehmung (75) für den Randwulst
(74) der nicht dargestellten Membrane (73) und
die Schraubbohrungen (49) zur Aufnahme der nicht dargestellten
Schrauben (48) zur Verbindung von Austauschteil (37, 38)
und Festteil (22, 23) sichtbar. Das Profilrohr
(53) zeigt die Druckbehälterwand
(57) und die Außenwand
(61).
-
In 13 ist
eine andere Ausführungsform des
Schalldämpfers
(43), der in den Behälterkopf (50)
integriert und von dem lediglich die für den Regenerationsluftaustritt
perforierte Wand (44) sichtbar ist. Der Anschluss an die
Regenerationsgasabführung
(42) erfolgt wie in 12.
-
In
der in 14 dargestellten weiteren Ausführungsform
ist der Schalldämpfer
(43) in das Profilrohr (53) integriert, die Schalldämpferwand
(44) ist für den
Regenerationsluftaustritt perforiert und Teil der Außenwand
(61) des Profilrohres (53). Der Anschluss an die
Regenerationsgasabführung
(42) erfolgt ähnlich 12,
jedoch mit einer veränderten Kanalführung.
-
In 15 ist
eine andere bevorzugte Ausführungsform
des Magnetventils (81) mit als „Jochanker" ausgeführtem Magnetsystem mit scheibenförmig ausgebildetem
Anker (85) dargestellt, der im strombeaufschlagten Zustand
der Magnetwicklung (82) von zwei Polschuhen (84)
angezogen wird. Um einen Teil des Magnetkerns (83) ist
die Magnetwicklung (82) angeordnet. Im stromlosen Zustand
wird der Anker (85) mittels einer nicht dargestellten Feder
mit seinem weichen schwarz dargestellten Dichtelement gegen die
erste Steueröffnung
(88) gedrückt.
Diese Magnetanordnung ist besonders kostengünstig herstellbar und montierbar,
wobei die beiden Teile des Magnetkerns (83) mit nicht dargestellten
Dichtungen abgedichtet durch eine Wand des Festteils (21, 22, 23)
ragen und die beiden Polschuhe (84) tragen. In 15 dargestellt
ist das Magnetventil (81) des ersten Festteils (22),
das jedoch identisch ausgeführt
ist mit dem Magnetventil (81) des zweiten Festteils (23).
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16 und 17 zeigen
in einem anderen Schnitt durch das Austauschteil (37, 38)
aus 5 die Verbindungsschrauben (60) zur Befestigung
des Profilrohres (53) einerseits mit Behälterkopf
(50) und Behälterabschluss
(51) andererseits, wobei die Gewinde der schrauben (60)
in die Verschraubungsöffnungen
(59) des Profilrohres (53) greifen.
-
In 18 ist
dargestellt, wie in einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ein
Staubfilterelement (69) an der Reingasseite (64)
der Trockenmittelfüllung
(62) integriert ist.
-
In 19 ist
in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die
Trockenmittelfüllung
in einer austauschbaren Trockenmittelpatrone (70) fixiert,
die in den Behälter
(52) des Austauschteils (37, 38) eingeschoben
mit einer Dichtung (71) montiert wird.
-
In
allen bisherigen Ausführungsbeispielen der
Erfindung sind die Austauschteile mit oben liegendem Behälterkopf
(50) und unten liegendem Behälterabschluss (51)
angeordnet. In 20 ist die Anordnung umgekehrt
ausgeführt,
was unter bestimmten Einbauverhältnissen
vorteilhaft ist. Die Trockenmittelfüllung (62) wird wie
bei den bisher dargestellten Ausführungsformen der Erfindung
im Regenerationsbetrieb von unten nach oben durchströmt. Lediglich
die Regenerationsgaszuführung
(41) zum Membranventil (12, 13) ist gegenüber den
bisherigen Ausführungsformen
wie in 20 dargestellt anders zu verlegen.
-
21 zeigt
in einer besonderen Ausführungsform
der Erfindung das Zusammenschalten mehrerer Adsorptionstrockner
(1) zu einer Adsorptionstrockneranlage (92), ohne
Koaleszenzfilter (90) und Staubfilter (91) dargestellt.
Die Trennflächen
(45, 46) zwischen Austauschteilen (37, 38)
und mindestens einem Festteil (21, 22, 23)
sind hier im Wesentlichen horizontal ausgerichtet und die Schrauben (48)
zur Befestigung der Austauschteile (37, 38) an dem
mindestens einen Festteil (21, 22, 23)
im Wesentlichen vertikal angeordnet. Diese Ausführungsform vereinfacht das
Zusammenschalten mehrerer Adsorptionstrockner (1) zu einer
Adsorptionstrockneranlage (92), wobei die Adsorptionstrockner
(1) in Reihe angeordnet sind, sodass jeweils alle Gaseintritte
(2) und alle Gasaustritte (3) auf einer Linie
liegen und miteinander zu einer gemeinsamen Gaszuführung (93)
bzw. gemeinsamer Gasabführung
(94) verbunden sind.
-
In 22 ist
eine weitere besondere Ausführungsform
der Erfindung dargestellt: Das erste Austauschteile (37)
ist mit dem zugehörigen
ersten Festteil (22) mit einer Schraubverbindung (96)
als Verbindungselement (47) verbunden ist, wobei der Durchmesser
des Gewindes (97) ungefähr
dem Durchmesser des Adsorberbehälters
(9, 10) entspricht. Das Festteil (22)
besitzt ein außen
liegendes Gewinde (97), auf das ein am Austauschteil (37)
angeordnetes Gewinde (97) aufschraubbar ist, wobei das
Austauschteil (37) im Wesentlichen aus einem im Wesentlichen
kreiszylinderförmigen
Behälter
(52) besteht, an dessen oberen mit dem Gewinde (97)
ausgerüsteten
Ende ein Behälterkopf
(50) gegenüber dem
Behälter
(52) drehbar und gegenüber
dem Festteil (22) fixiert angeordnet ist. Vorteilhaft ist
es, wie dargestellt, vor dem Anschrauben des Behälters (52) den Kopf
(50) am Festteil (22) so vorzumontieren, dass
er dort lagerichtig gehalten wird. Die Druckfestigkeit wird dann
nach Aufschrauben des Behälters (52)
hergestellt. Die Leitungsführung
ist gegenüber der
Ausführung 5 bis 11 leicht
verändert, was
jedoch die Grundgedanken der Erfindung nicht beeinflussen soll.
Auch die Verwendung einer Trockenmittelpatrone (70) ist
in einer besonderen Ausführungsform
hier möglich,
wobei der Behälterkopf (50)
als Einzelteil auf die Trockenmittelpatrone (70) gestapelt
oder Teil dieser sein könnte.
Eine andere nicht dargestellte Ausführungsform ist, eine das Austauschteil
(37, 38) umfassende Überwurfmutter (98) mit
innen liegendem Gewinde (97) gegen ein am Festteil (22, 23)
angebrachte außen
liegendes Gewindes (97) zu verschrauben und damit das Austauschteil
(37, 38) mit seinem die Trennfläche (45, 46)
tragenden Behälterkopf
(59) gegen das Festteil (22, 23) zu drücken.
-
In 23 ist
das Austauschteil (37) vom Festteil (22) gelöst und alle
Verbrauchs- und Verschleißteile
sind zum Auswechseln bereit. Dazu war ein einziger Montageschritt
erforderlich erforderlich: Lösen
der Schraubverbindung (96). Die Verbrauchsteile Schalldämpfer (43)
und Filterelemente (101) des Koaleszenzfilters (90)
und des Staubfilters (91) sind nicht dargestellt.
-
In 24 ist
den mit Adsorberbehältern
(9, 10) ausgerüsteten
Austauschteile (37, 38) tragenden Festteilen (22, 23)
stromaufwärts
des Gaseintrittes (2) ein Koaleszenzfilter (90)
zur Abscheidung von Flüssigkeitsnebel
und/oder stromabwärts
des Gasaustritts (3) ein Staubfilter (91) zugeschaltet
sind, die aus mit Gewinde (97) ausgerüsteten Festteilen (99) und
an diesen mittels Schraubverbindung (96) anschraubbaren
Austauschteilen (100) bestehen, wobei das Austauschteil
(100) im Wesentlichen aus einem im Wesentlichen kreiszylinderförmigen Behälter (52)
besteht, das ein Filterelement (101) beinhaltet
-
2 bis 24 beschreiben
lediglich Ausführungsbeispiele
der Erfindung und sollen den Erfindungsumfang nicht beschränken. So
sind ausschließlich
zwei Festteile (22, 23) dargestellt; die Erfindung
umfasst jedoch auch Ausführungen
mit nur einem Festteil (21), an das zwei Austauschteile
(37, 38) dichtend und lösbar angeschlossen sind, sofern im
Bereich der Trennflächen
(45, 46) zwischen Festteil (21) und Austauschteilen
(37, 38) beide Membranventile (12, 13)
und beide Wechselventile (14, 15) und weitere
Bauteile so angeordnet sind, dass die Verschleißteile nach Lösen der
Austauschteile (37, 38) leicht entnommen werden
können.
-
Auch
die dargestellte Ausführung
der Membranventile (12, 13), Magnetventile (81)
und Wechselventile (14, 15) soll den Erfindungsumfang
nicht beschränken.
Auch andere bekannte Ausführungen von
Membranventilen sind im Rahmen der Erfindung einsetzbar, sofern
die Membrane im Bereich der Trennflächen (45, 46)
anzuordnen ist. Auch andere Magnetventile (81) sind im
Rahmen der Erfindung einsetzbar, sofern der Anker (85)
Bereich der Trennflächen
(45, 46) anzuordnen ist. Zum Erfindungsumfang
gehören
auch Ausführungen,
bei denen die Magnetventile (81) an anderer Stelle, so
z.B. in der Steuereinheit (19) angeordnet sind und dann über pneumatische
Verbindungsleitungen mit den Membranventilen (12, 13)
verbunden sind. Auch die beschriebenen Leitungsführungen sind nur Ausführungsbeispiele
und können
im Rahmen der Erfindung anders gelegt werden. Die Trennflächen (45, 46)
sind eben dargestellt und bevorzugt senkrecht oder horizontal angeordnet,
können
im Rahmen der Erfindung jedoch auch mit Absätzen und unterschiedlichen
Teilflächen
versehen sein und auch schräg
verlaufen. Der Schalldämpfer
(43) ist am Austauschteil (37, 38) befestigt,
oder Teil dessen. Dies hat den Vorteil, dass er leicht zusammen
mit den anderen Verschleißteilen ausgewechselt
werden kann. Der Schalldämpfer kann
jedoch auch am Festteil (21, 22, 23)
befestigt sein oder Teil dessen sein. Werden getrennte Festteile
(22, 23) eingesetzt, so können diese mit Verbindungsstücken (36)
verbunden, jedoch auch direkt dichtend gegeneinander gesetzt sein.
Der Aufbau des Adsorberbehälters
(9, 10) aus einem Profilrohr (53) ist
vorteilhaft, soll jedoch den Erfindungsumfang ebenfalls nicht einschränken. Auch
andere bekannte Behälterbauarten
liegen im Rahmen der Erfindung, sofern das Austauschteil (37, 38)
einen Kopf (50) aufweist, über den der Behälter (52)
dichtend und lösbar mit
dem mindestens einen Festteil (21, 22, 23)
verbunden ist. Auch die dargestellten Ausführungsformen der Wechselventile
(14, 15) sollen den Erfindungsumfang nicht beschränken. An
Stelle der Kugeln (95) sind auch andere Schaltelemente
(16) wie z.B. Schaltzylinder im Rahmen der Erfindung. Auch die
Fixierung der Trockenmittelfüllung
(62) durch Gitter (65) und die Anordnung des Zentralrohres
(67) sind nur besondere Ausführungsformen. Im Rahmen der
Erfindung liegt es z.B. auch, das Profilrohr (53) mit einer
zusätzlichen
axialen Öffnung
auszustatten, die an Stelle des in Ausführungsbeispielen beschriebenen
Zentralrohres (67) das aufzubereitende oder aufbereitete
Gas auf die dem Behälterkopf
(50) entgegengesetzte Seite der Trockenmittelfüllung (62)
zu leiten.
-
Insgesamt
bietet der erfindungsgemäße Adsorptionstrockner
beträchtliche
Vorteile gegenüber dem
Stand der Erfindung:
- – Der Austausch der Verbrauchs-
und Verschleißteile
nach deren Verbrauch bzw. Verschleiß ist sehr einfach und für ungeübte Personen
in kurzer Zeit durchzuführen:
Nach Lösen
der Verbindungselemente (47) wie z.B. weniger Schrauben
(48) oder einer einzigen Schraubverbindung (96)
und Entfernen der beiden Austauschteile (37, 38)
vom mindestens einen Festteil (21, 22, 23)
sind alle Verbrauchs- und Verschleißteile zugänglich und gegen neue Teile
und Dichtungen austauschbar.
- – Die
Verbrauchs- und Verschleißteile
werden an den Austauschteilen (37, 38) konzentriert.
Dies betrifft in bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung
auch den Schalldämpfer
(43) und das Staubfilter (91) in Form des Staubfilterelementes (69).
- – Für den Austausch
der Verbrauchs- und Verschleißteile
ist in besonderen Ausführungsformen keine
zusätzliche
Ausbauhöhe
erforderlich. Dies begünstigt
den Einbau unter beengten Platzverhältnissen.
- – Die
Erfindung ermöglicht
den Austausch der Trockenmittelfüllung
(62) zusammen mit dem Adsorptionsbehälter (9, 10),
der damit zum Austauschteil werden kann, oder als Trockenmittelpatrone
(70)
- – Der
konstruktive Aufbau des Adsorptionstrockners und seine Herstellung
und Montage sind beträchtlich
einfacher als beim Stand der Technik, was zu deutlich niedrigeren
Herstellkosten führt. Die
erfindungsgemäße Anordnung
zahlreicher Teile im Bereich der Trennflächen (45, 46)
führt zu einer
geringeren Anzahl von Gehäuseteilen.
Der geringe Aufwand für
Formen und Werkzeuge wird besonders deutlich, wenn in einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung jedem der beiden Austauschteile ein eigenes Festteil
(22, 23) zugeordnet ist, wobei beide Festteile
fast identisch ausgeführt
und um 180° gedreht
eingebaut werden.
-
- 1
- Adsorptionstrockner
- 2
- Gaseintritt
- 3
- Gasaustritt
- 4
- Umgebung
- 5
- Pfeil
Gasstrom Eintritt
- 6
- Pfeil
Gasstrom Austritt
- 7
- Pfeil
Adsorptionsgasstrom
- 8
- Pfeil
Regenerationsgasstrom
- 9
- erster
Adsorberbehälter
- 10
- zweiter
Adsorberbehälter
- 11
- Ablassventil
- 12
- erstes
Membranventil
- 13
- zweites
Membranventil
- 14
- erstes
Wechselventil
- 15
- zweites
Wechselventil
- 16
- Schaltelement
Wechselventil
- 17
- Führung Wechselventil
- 18
- Verbindungsleitung
Adsorberbehälter
- 19
- elektronische
Steuereinheit
- 20
- Steuerleitungen
- 21
- Festteil
- 22
- erstes
Festteil
- 23
- zweites
Festteil
- 24
- Rohgaszuführung Festteil
- 25
- Rohgasüberleitung
erstes Wechselventil – zweites
Austauschteil
- 26
- Reingasüberleitung
erstes Austauschteil – zweites
Wechselventil
- 27
- Reingasabführung Festteil
- 28
- Verbindungsleitung
Rohgas erstes – zweites Festteil
- 29
- Verbindungsleitung
Reingas erstes – zweites Festteil
- 30
- Steuerluftzuführung erstes
Membranventil
- 31
- Steuerluftzuführung zweites
Membranventil
- 32
- Aufnahme
Drosselkörper
- 33
- Drosselkörper
- 34
- Drossel
- 35
- Regenerationsgasüberleitung
- 36
- Verbindungsstück Festteile
- 37
- erstes
Austauschteil
- 38
- zweites
Austauschteil
- 39
- Rohgasüberleitung
Austauschteil
- 40
- Reingasüberleitung
Austauschteil
- 41
- Regenerationsgaszuführung Austauschteil
- 42
- Regenerationsgasabführung Austauschteil
- 43
- Schalldämpfer
- 44
- Wand
Schalldämpfer
- 45
- Trennfläche erstes
Austauschteil-Festteil
- 46
- Trennfläche zweites
Austauschteil-Festteil
- 47
- Verbindungselement
Austauschteil-Festteil
- 48
- Schraube
Austauschteil-Festteil
- 49
- Schraubbohrungen
Festteil
- 50
- Behälterkopf
- 51
- Behälterabschluss
Austauschteil
- 52
- Behälter Austauschteil
- 53
- Profilrohr
- 54
- erste
Endfläche
- 55
- zweite
Endfläche
- 56
- Druckraum
- 57
- Druckbehälterwand
- 58
- axiale Öffnungen
- 59
- Verschraubungsöffnungen
- 60
- Verbindungsschrauben
Austauschbehälter
- 61
- Außenwand
- 62
- Trockenmittelfüllung
- 63
- Rohgasseite
Trockenmittelfüllung
- 64
- Reingasseite
Trockenmittelfüllung
- 65
- Gitter
- 66
- Gasdurchleitung
- 67
- Zentralrohr
- 68
- Zentralrohranschluss
- 69
- Staubfilterelement
- 70
- Trockenmittelpatrone
- 71
- Dichtung
Trockenmittelpatrone
- 72
- Membranventil
- 73
- Membrane
- 74
- Randwulst
- 75
- Ausnehmung
- 76
- zweite
Steueröffnung
Membrane
- 77
- Dichtfläche
- 78
- Feder
- 79
- Membransitz
- 80
- Steuerluftraum
- 81
- Magnetventil
- 82
- Magnetwicklung
- 83
- Magnetkern
- 84
- Polschuh
- 85
- Anker
- 86
- Ankerraum
- 87
- Membranhalter
- 88
- erste
Steueröffnung
- 89
- Steuerluftabführung
- 90
- Koaleszenzfilter
- 91
- Staubfilter
- 92
- Adsorptionstrockneranlage
- 93
- gemeinsame
Gaszuführung
- 94
- gemeinsame
Gasabführung
- 95
- Kugel
Wechselventil
- 96
- Schraubverbindung
- 97
- Gewinde
- 98
- Überwurfmutter
- 99
- Festteil
Filter
- 100
- Austauschteil
Filter
- 101
- Filterelement