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Vorrichtung zum Abscheiden von Flüssigkeiten aus strömenden gasförmigen
Medien Für die Abscheidung von Flüssigkeiten aus strömenden gasförmigen Medien,
z. B. Luft, sind Prallflächenabscheider beltannt, in deren Gehäuse mehrere Reihen
von etwa quer zur Strömungsrichtung angeordneten und sich in Strömungsrichtung überdeckenden
Prallflächen X vorgesehen sind, welche zur Strömungsrichtung unter einem verhältnismäßig
großen Winkel nach wechselnden Richtungen geneigt sind. Hierbei sollen sich die
in Strömungsrichtung hintereinander angeordnieten Prallflächen mit ihren einander
zugekehrten Randabschnitten um ein geringes Maß überlappen, so daß zwischen ihnen
innerhalb des Gasstromes liegende schlitzförmige Öffnungen gebildet werden. Beim
Auftreffen des Gases auf die Prallflächen wird ein Teil der im Gas enthaltenen Flüssigkeitsteilchen
an den Prallflächen ahgescihi9den und fließt an diesen, der Schwerkraft folgend,
abwärts bzw. wird durch die Gasströmung in die zwischen den Prallflächen vorgesehenen
Schlitze hineingetrieben. Infolge der starken, durch die Prallflächen bewirkten
Durchwirbelung des Gasstromes läßt es sich indessen nicht vermeiden, daß ein erheblicher
Teil der zunächst ausgeschiedenen und an den Prallflächen haftenden Flüssigkeitsteilchen,
bevor er aus dem Gasstrom ausgesondert ist, erneut mitgerissen wird. Die bei Prallflächenabscheidern
ohnehin starke Turbulenz wird bei der vorstehend behandelten Bauart noch dadurch
verstärkt, daß die die schlitzförmigen Öffnungen begrenzenden Randabschnitte der
Prallflächen in die Gasströmung hineinragen. DerWirkungsgrad dieser Prallflächenabscheider
ist daher nur gering, wobei ein weiterer Nachteil darin besteht, daß sie einen großen
Strömungswiderstand besitzen und nur bei relativ kleinen Strömungsgeschwindigkeiten
und niedrigen Gasdrücken eine einigermaßen befriedigende Flüssigkeitsabscheidung
ermöglichen. Bei größeren Strömungsgeschwindigkeiten, beispielsweise solchen von
10 bis 20 m/sec, lassen sieh derartige Prallflächenabscheider wegen ihres außerordentlich
großen Strömungswiderstandes und ihre durch die starke Wirbelbildung bedingten schlechten
Abscheidungswirkungsgrades praktisch nicht mehr verwenden. In gleidher Weise versagen
Prallflächenabscheider schon bei verhältnismäßig geringen Gasdrücken. beispielsweise
solchen von 4 bis 5 atü. da die Mitnahmefähigkeit eines komprimierten gasförmigen
Mediums für die Flüssigkeitsteilchen proportional zu seiner Di,chte ansteigt, so
daß es schon bei sehr geringen Strömungsgeschwindigkeiten zu einem erneuten Mitreißen
der zunächst ausgeschiedeneu Flüssigkeitsteilchen kommt.
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Zur Verringerung des Strömungswiderstandes hat man bereits vorgeschlagen,
in einem rohrartigen Gehäuse über den Strömungsquerschnitt verteilt mehrere etwa
parallel und im Abstand zueinander angeordnete, in Strömungsrichtung gewellt oder
zickzackförmig ausgebildete Umlenkflächen vorzusehen. Hierdurch erreicht man zwar,
daß im Gegensatz zu den Prallflächenabschelidern im Bereich der Abscheidevorrichtung
eine im wesentlichen laminare Gasströmung aufrechterhalten bleibt, jedoch ist der
Wirkungsgrad dieser Abschei devorrichtungen bei größeren Strömungsgeschwindigkeiten
und Gas drücken von nur wenigen Atmosphären ebenfalls gering, da ein großer Teil
der zunächst an den Umlenkflächen ausgeschiedenen, jedoch weiterhin mit der Gasströmung
in Berührung stehenden Flüssigkeitsteilchen erneut mitgerissen wird und somit innerhalb
des Gases verbleibt.
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Bei einem derartigen, mit in Strömungsrichtung zickzackförmig verlaufenden
Umlenkflächen ausgerüsteten Abscheider hat man ferner bereits vorgeschlagen, an
den Umlenkflächen Fangleisten und Fangtasohen vorzusehen, welche um ein erhebliches
Maß in den die Umlenkflächen bestreichenden Gasstrom hineinragen. Diese Fangleisten
bzw. Fangtaschen haben insbesondere bei größeren Strömungsgeschwindigkeiten und
Gas drücken von mehreren Atmosphären einen erheblichen Staudruck und starke Wirbelbildungen
zur Folge, so daß es in erheblichem Umfang zu einem erneuten Mitreißen von bereits
abgeschiedenen Flüssigkeitsteilchen kommt. Außerdem führen diese Fangleisten bzw.
Fangtaschen zu einer beträchtlichen Vergrößerung des Strömungswiderstandes der Abscheidevorrichtung.
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Es ist ferner ein. Flüssigkeitsabscheider bekannt, in dessen Gehäuse
etwa quer zur Strömungsrichtung des gasförmigen Mediums mehrere Reihen von untereinander
parallelen und sich in Strömungsrichtung jalousieartig überdeckenden Umlenkflächen
vorgesehen sind, an deren vom Gasstrom zuletzt bestrichenen Randabschnitt sich eine
zur Umlenkfläche hin offene
und annähernd senkrechte Fangtasche
für die Abführung der ausgeschiedenen Flüssigkeit anschließt. Die vom Gasstrom beaufschlagte
Seite dieser Umlenkflächen ist in starkem Maße konkav gewölbt, so daß der zuletzt
bestrichene Randbereich der Umlenkflächen unter einem Winkel von etwa 450 zur Strömungsrichtung
geneigt ist. Die am hinteren Ende der schaufelförmig gewölbten Umlenkflächen vorgesehenen
Fangtaschen liegen mit ihrem gesamten Querschnitt in dem die Umlenkfläche beaufschlagenden
Gasstrom, wobei die die Fangtaschen begrenzenden freien Kanten um ein beträchtliches
Maß in die Gasströmung hineinragen.
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Infolge der stark gewölbten Ausbildung der Umlenkflächen erfährt
das Flüssigkeitsteilchen enthaltende Gas bei dieser vorbekannten Abscheidevorrichtung
eine in Strömungsrichtung zunehmend stärker werdende Umlenkung, was insbesondere
bei größeren Strömung geschwindigkeiten eine starke~rurbulenz der Strömung zur Folge
hat, die zu einem erneuten Mitreißen von bereits abgeschiedenen Flüssigkeitsteilchen
führt. Besonders nachteilig ist jedoch die bei dieser Bauart vorgesehene Ausbildung
der Fangtaschen, die mit ihrem gesamten Querschnitt in dem die Umlenkflächen beaufschlagenden
Gas strom liegen. Da die die Fangtaschen begrenzenden freien Kanten um ein erhebliches
Maß in den Gasstrom hineinragen, ergeben sich schon bei verhältnismäßig geringen
Strömungsgeschwindigkeiten erhebliche Staudrücke und starke Wirbelbildungen im hinteren
Randbereich der Umlenkflächen, so daß es zu einem Aufreißen des an diesen haftenden
Flüssigkeitsfilms und in größerem Umfange zu einem erneuten Mitreißen von bereits
abgeschiedenen Flüssigkeitsteilchen kommt. Infolge der strömungstechnisch sehr ungünstigen
Ausbildung der am rückseitigen Randbereich der Umlenkflächen vorgesehenen Fangtaschen
besitzt diese vorbekannte Abscheidevorrichtung schon bei niedrigen Strömungsgeschwindigkeiten
und Gas drücken einen geringen Abscheidungswirkungsgrad, der sich mit größer werdender
Strömungsgeschwindigkeit und wachsendem Gasdruck in zunehmendem Maße derart verschlechtert,
daß die vorbekannte Einrichtung schon bei mäßigen Strömungsgeschwindigkeiten und
Gasdrücken völlig unbrauchbar ist. Ein weiterer wesentlicher Nachteil der vorbekannten
Bauart besteht darin, daß sie infolge der starken Neigung der schaufelförmig gebogenen
Umlenkflächen zur Strömungsrichtung und der dadurch bedingten erheblichen Umlenkung
des strömenden Mediums einen sehr großen Strömungswiderstand besitzt, der ihre Verwendung
bei größeren Strömungsgeschwindigkeiten und Gasdrücken ebenfalls ausschließt.
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Die Erfindung hat sich demgegenüber die Aufgabe gestellt, eine Vorrichtung
zum Abscheiden von Flüssigkeiten aus strömenden gasförmigen Medien zu schaffen,
welche innerhalb eines großen Geschwindigkeits- und Druckbereiohs, insbesondere
bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten sowie auch bei Gasdrücken von 10 und mehr atü,
einen gleichbleibend hohen Abscheidungswirkungsgrad besitzt und außerdem dem strömenden
gasförmigen Medium nur einen geringen Strömungswiderstand bietet. Zur Lösung dieser
Aufgabe geht die Erfindung von der vorstehend behandelten Grundanordnung aus, gemäß
welcher etwa quer zur Strömungsrichtung mindestens eine Reihe von zur Strömungsrichtung
geneigten, untereinander parallelen und sich in Strömungsrichtung jalousieartig
überdeckenden Umlenkflächen vorgesehen ist, an deren vom Gas strom zuletzt bestrichenen
Rand-
abschnitt sich eine zur Umlenkfläche hin offene und annähernd senkrechte Fangtasche
für die Abführung der ausgeschiedenen Flüssigkeit anschließt. Diese bekannte Anordnung
wird erfindungsgemäß jedoch dadurch verbessert, daß die im wesentlichen eben ausgebildeten
Umlenkflächen unter einem mit zunehmender Strömungsgeschwindigkeit abnehmenden kleinen
Winkel zur Strömungsrichtung geneigt angeordnet sind und in ihrer Verlängerung als
mit einem schmalen Längsschlitz versehene Fangtasche ausgebildet sind, wobei die
den Längs schlitz begrenzende Kante nicht oder. nur um ein geringes Maß in den die
Umlenkfläche bestreichenden Gas strom hineinragt.
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Infolge der im wesentlichen ebenen Ausbildung der Umlenkflächen und
ihres kleinen, in Abhängigkeit von der Strömungsgeschwindigkeit gewählten Anstellwinkels
treten keine nennenswerten Schleuderkräfte bzw. Wirbelbildungen auf, so daß auch
bei größeren Strömungsgeschwindigkeiten und Gasdrücken von 10 und mehr Atmosphären
sich auf der vom Gasstrom beaufschlagten Seite der Umlenkflächen eine praktisch
turbulenzfreie Strömung ausbildet Der Anstellwinkel der Umlenkflächen wird hierbei
in solcher Weise auf die jeweils vorhandene Strömungsgeschwindigkeit abgestimmt,
daß die Rückprallenergie der auf die Umlenkflächen auftreffenden Flüssigkeitsteilchen
geringer ist als die zwischen diesen und der Umlenkfläche vorhandene Adhäsionskraft.
Infolgedessen bleiben die beim Auftreffen des strömenden gasförmigen Mediums auf
die Umlenkflächen abgeschiedenen Flüssigkeitsteilchen an diesen haften und werden
durch das in laminarer Strömung darüber hinwegstreichende Gas in den sich an den
rückseitigen Randbereich der Umlenkflächen anschließenden schmalen Längsschlitz
der Fangtasche hineingedrückt und somit aus dem Gas strom ausgesondert.
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Da die den Längs schlitz der Fangtasche begrenzende freie Kante nicht
oder nur ein sehr geringes Maß in den die Umlenkfläche beaufschlagenden Gasstrom
hineinragt, kann sich an dieser Stelle weder ein nennenswerter Staudruck ausbilden
noch treten irgendwelche ins Gewicht fallende Wirbelerscheinungen auf, die zu einem
Mitreißen von bereits abgeschiedenen Flüssigkeitsteilchen führen können. Das die
Umlenkfläche beaufschlngende gasförmige Medium strömt vielmehr nach Abscheidung
der in ihm enthaltenen Flüssigkeitsteilchen in ebenfalls praktisch laminarer Strömung
außenseitig an der Fangtasche vorbei, die sich oihne weiteres mit derart geringem
und in Strömungsrichtung langgestrecktem Querschnitt ausbilden und so anordnen läßt,
daß sie der Strömung keinen oder kernen nennenswerten Widerstand bietet. Da außerdem
die Umlenkflächen einen geringen, in Abahängigkeit von der Strömungsgeschwindigkeit
gewählten Anstellwinkel besitzen und somit das zu reinigende Medium innerhalb des
Abscheiders nur eine geringe Umlenkung erfährt, ist der Strömungswiderstand der
erfindungsgemäß vorgeschlagenen Vorrichtung auch bei größeren Strömungsgeschwindigkeiten
außerordentlich gering.
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Während bei der bekannten Bauart, von welcher die Erfindung ausgeht,
die an den schaufelförmiggeboge nen Flächen abgeschiedenen Flüssigkeitsteilchen
im wesentlichen durch Fliehkraftwirkung in die in den Gas strom hineinragenden Fangtaschen
hineingetrieben werden sollen, haften bei dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Abscheider
die abgeschiedenen Flüssigkeitsteilchen im wesentlichen durch Adhäsion an den Umlenkfläohen
und werden durch den darüber hinwegstreichenden
Gas strom in den
schmalen Längs schlitz der Fangtaschen hineingedrückt. Dieser Längs schlitz ist
bewußt so angeordnet, daß ihn der die Umlenkfläche bestreichende Gasstrom nicht
oder möglichst wenig berührt, um eine den Abscheidungswirkungsgrad beeinträchtigende
Wirbelbildung an dieser Stelle soweit als irgend möglich zu vermeiden. Diese Anordnung
ist nicht nur strömungstechnisch besonders günstig, sondern gewährleistet auch bei
größeren Strömungsgeschwindigkeiten eine sehr zuverlässige Aussonderung der abgeschiedenen
Flüssigkeitsteilchen aus dem zu reinigenden Medium. Es hat sich gezeigt, daß der
sich an der Umlenkfläche ausbildende Flüssigkeitsfilm durch die Schubkraft des ihn
beaufschlagenden Gases sowie infolge der Adhäsion zwischen Umlenkfläche und Flüssigkeitsfilm
ohne irgendwelche Ablösungserscheinungen in den nicht oder nur um ein sehr geringes
Maß in den Gasstrom hineinragenden Schlitz der Fangtasche hineinbewegt wird.
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Trotz ihrer außerordentlich einfachen Ausbildung ermöglicht die erfindungsgemäß
vorgeschlagene Abscheidevorrichtung auch bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten von
z. n. 15 bis 20 m/sec und Gasdrücken von 10 und mehr atü bei vergleichsweise niedrigem
Strömungswiderstand einen Abscheidungswirkungsgrad von praktisch 100°/o.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Winkel zwischen
der Umlenkfläche und der sich daran anschließenden Wandfläche der Fangtasche in
Abhängigkeit von der Adhäsionskraft zwischen Flüssigkeit und Umlenkfläche sowie
der Strömungsgeschwindigkeit des Gases so gewählt, daß eine Ablösung von Flüssigkeitstropfen
an der Einmündung der Umlenkflächen in die Fangtasche ausgeschlossen ist. Dieser
Winkel läßt sich durch Versuche und/oder Berechnungen ohne weiteres ermitteln.
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Der in Abhängigkeit von der jeweiligen Strömungsgeschwindigkeit gewählte
Anstellwinkel der Umlenkflächen liegt in der Regel zwischen etwa 250 für eine Strömungsgesch;windigkeit
von etwa 3 m/sec und etwa 8 bis 10 für eine Strömungsgeschwindigkeit von etwa 20
m/sec.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform weist die Fangtasche einen
flachelliptischen oder tropfenförmigen, zum Spalt hin spitz zulaufenden Querschnitt
auf.
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Hierdurch ergibt sich ein besonders geringer Strömungswiderstand,
wobei ferner eine derartige Fangtasche sich in einfacher Weise durch Umbiegen des
rückseitigen Randbereiches der Umlenkflächen herstellen läßt. Die Umlenkflächen
erhalten hierdurch mit den sich daran anschließenden Fangtaschen, welche zweckmäßig
untereinander gleiche Form und Abmessungen besitzen, eine sehr einfache sowie leicht
und billig herzustellende Ausbildung.
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Die Abmessungen der Umlenkflächen, ihr Seitenabstand und ihr Anstellwinkel
zur Strömungsrichtung werden zweckmäßig so gewählt, daß die in Strömungsrichtung
projizierte Vorderkante jeder Umlenkfläche die benachbarte Umlenkfläche in geringem
Abstand von deren vorderer Randbegrenzung trifft. Durch die hierdurch erzielte weitgehende
Uberdeckung der nebeneinander angeordneten Umlenkflächen wird erreicht, daß bereits
bei Verwendung von nur einer Reihe von Umlenkflächen der bei weitem größte Teil
der in dem gasförmigen Medium enthaltenen Flüssigkeitsteilchen - die infolge ihrer
größeren Masse nur in geringerem Maße abgelenkt werden als der Gasstrom - auf eine
Umlenkfläche auftrifft und an dieser abgeschieden wird. Infolgedessen kann die Anzahl
der in Strömungsrichtung hintereinander angeordneten
Reihen von Umlenkflächen sehr
gering gewählt werden, wobei es in manchen Fällen sogar möglich ist, mit nur einer
Reihe auszukommen.
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Zur Erzielung eines möglichstgroßenAbseh-eidungs wirkungsgrades empfiehlt
es sich ferner, mit zunehmender Strömungsgeschwindigkeit den Abstand zwischen den
Umlenkflächen kleiner und das Maß der gegenseitigen Überdeckung größer zu wählen.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann der vordere Randabschnitt
der Umlenkflächen eine größere Neigung gegenüber der Strömungsrichtung des Gases
besitzen als der sich anschließende mittlere Flächenabschnitt. Zu diesem Zweck kann
beispielsweise der vordere Randabschnitt der Umlenkflächen in vorzugsweise geringer
Breite gegenüber deren mittlerem Bereich unter einem Winkel von etwa 150 bis 1700
abgekantet werden. Eine derartige Ausbildung der Umlenkflächen empfiehlt sich jedoch
nur bei kleinen und mittleren 5 trömungsgeschwindigkeiten, wobei die Breite des
vorderen Randabschnitts mit zunehmender Strömungsgeschwindigkeit kleiner und ihr
Neigungswinkel gegenüber dem mittleren Flächenabschnitt größer bemessen wird. Die
Abkantung der vorderen Randabschnitte der Umlenkflächen hat vor allem die Aufgabe,
an der im Strömungsschatten liegenden Rückseite der Fangtaschen sich gegebenenfalls
ablösende Flüssigkeitstropfen zu fangen. Hierbei lassen sich die stärker geneigten
vorderen Randabschnitte der Umlenkfläohen ohne weiteres derart im Strömungsschatten
der ihnen zugeordneten Fangtasohen anordnen, daß sie die Umlenkung des feuchtigkeitsbeladenen
Gasstromes nicht oder nicht nennen&-wert beeinflussen.
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Die Fangtaschen werden zweckmäßig in bekannter Weise durch im Gehäuseboden
vorgesehene Abflußöffnungen an mindestens einen außerhalb des Gasstromes liegenden
Flüssigkeitssammelbehälter angeschlossen. Hierbei empfiehlt es sich, die Abflußöffnungen
schlitzförmig auszubilden und an ihrem der Strömung zugekehrten vorderen Rand mit
einer nach unten geneigten Ableitfläche zu versehen.
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In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht.
Es zeigt Fig. 1 einen Flüssigkeitsabseheider im Längsschnitt, Fig. 2 einen Schnitt
nach Linie II-II der Fig. 1, Fig. 3 bis 6 mehrere Ausführungsformen von Umlenkflächen
im Querschnitt, Fig. 7 eine schaubildliche Darstellung von mit dem Flüssigkeitsabscheider
erzielten Versuchsergebnissen.
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Wie die Fig. 1 und 2 erkennen lassen, sind in einem im Querschnitt
rechteckigen Gehäuse 1 in Strömungsrichtung x des beispielsweise aus Druckluft von
4 bis 5 atü bestehenden gasförmigen Mediums drei Reihen von etwa parallel und im
Abstand zueinander angeordneten, zur Strömungsrichtung x unter einem spitzen Winkel
a geneigten Umlenkflächen 2 befestigt.
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Die Umlenkflächen 2 sind aus rechteckigen Blechabschnitten hergestellt,
deren rückseitiger Randbereich - wie die Fig. 3 bis 6 erkennen lassen - zu einer
Fangtasche 3 rohrartig umgebogen ist. Die Fangtaschen 3 sind hierbei derart ausgebildet,
daß zwischen ihrer freien Kante3a und der Umlenkfiäche2 ein schmaler Schlitz 4 verbleibt.
Die Umlenkflächen 2 einschließlich der Fangtaschen 3 können aus nicht rostendem
Stahl hergestellt und an den parallel zueinander angeordneten Ober- und Unterseiten
des Gehäuses 1 angeschweißt sein.
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Die Fangtaschen 3 besitzen, wie sich aus den Fig. 3 bis 6 ergibt,
einen kleinen, in Strömungsrichtung langgestreckten, flachelliptischen oder tropfenförmigen,
zum
Spalt 4 spitz zulaufenden Ouerschnitt. Das untere Ende der Fangtaschen 3 ist an
im Gehäuse boden pa vorgesehene schlitzförmige Abflußöffnungen 6 angeschlossen,
welche in einen oder mehrere unterhalb des Gehäusebodens la liegende, gegenüber
dem Gasstrom abgetrennte Flüssigkeitssammelbehälter 7 münden. Die in Strömungsrichtung
z vorn liegende Kante 6 b der Abflußöffnungen 6 ist zu einer schräg abwärts geneigten
Ableitfläche abgekantet.
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Außerdem ist an jeder Gehäusewandung eine in den Strömungsquerschnitt
hineinragende Fangleiste 8 befestigt, welche ein Strömen der Flüssigkeit in Längsrichtung
der Gehäusewandungen verhindert und eine Ableitung der Flüssigkeit zum Gehäuseboden
la bewirkt.
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Bei dem in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die
Umlenkflächen 2 der in Strömungsrichtung x hintereinandergeschalteten Reihen unter
einem gleichbleibenden Anstellwinkel a von etwa 250, jedoch in wechselnder Richtung
zur Strömungsrichtung x geneigt angeordnet. Dieser Anstellwinkel ist für eine Strömungsgeschwindigkeit
von etwa 3 m/sec bestimmt, während für größere Strömungsgeschwindigkeiten ein kleinerer
Anstellwinkel a gewählt wird, welcher sich bei einer Strömungsgeschwindigkeit von
etwa 20 m/sec auf etwa 8 bis 100 beläuft. An Stelle von drei in Strömungsrichtung
:r hintereinandergeschalteten Reihen von Umlenkflächen kann - insbesondere bei hohen
Strömungsgeschwindigkeiten und Flüssigkeiten geringer Adhäsionskraftgegebenenfalls
auch eine größere Anzahl Verwendung finden.
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Während bei den Ausführungsformen gemäß Fig. 2, 3, 4 und 6 die Umlenkflächen
2 bis zu ihrem vorderen Rand im wesentlichen eben ausgebildet sind, ist bei der
in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform der vordere Randabschnitt 5 in einer Breites
gegenüber dem mittleren Flächenabschnitt 2 ci der Umlenkfläche 2 unter einem Winkel
fl abgekantet. Der -Abkantungswinkel sowie die Ausbildung und Abmessungen des Randabschnittes
5 richten sich nach der jeweils vorhandenen Strömungsgeschwindigkeit. Bei dem in
Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt der Abkantungswinkel ß etwa 1550.
Dieser Abkantungswinkel ist insbesondere für Strömungsgeschwindigkeiten von etwa
3 bis 5 m/sec bestimmt. Die Breite ci des abgekanteten Randabschnittes 5 verhält
sich zu der Breite b des mittleren Flächenabschnittes 2a bei dieser Ausführungsform
etwa wie 1 :6. Bei größeren Strömungsgeschwindigkeiten empfiehlt sich die Wahl eines
größeren Abkantungswinkels ß, wobei außerdem der abgekantete Randabschnitt 5 im
Verhältnis zum mittleren FlächenabschnittCoa eine geringere Breite erhält.
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T;l'ie aus den Fig. 3 bis 6 ersichtlich, geht die Umlenkfläche 2
unter einem zwischen etwa 150 und 1800 liegenden Winkel in die Wandfläche der Fangtasche3
über. Der von diesen Flächenteilen eingeschlossene \-inkel y ist in Abhängigkeit
von der Adhäsionskraft zwischen der Flüssigkeit und der Umlenkfläche 2 sowie der
Strömungsgeschwindigkeit des Gases so gewählt, daß eine Ablösung von Flüssigkeitstropfen
an der Einmündung der Umlenkfläche 2 in die Fangtasche 3 ausgeschlossen ist. Bei
großen Strömungsgeschwindigkeiten, z. B. 15 bis 20 m/sec, und geringer Adhäsionskraft
zwischen Flüssigkeit und Umlenkfläche, welche außer vom jeweils verwendeten Werkstoff
auch von der Oberflächenbeschaffenheit der Umlenkfläche abhängig ist, wird der Winkel
y zwischen etwa 170 und 18o° gewählt, wie es in den Fig. 3 und 6 dargestellt ist.
Bei geringeren Strömungsgeschwindig-
keiten und größerer Adhäsionskraft kann der
Winkel y entsprechend kleiner bemessen werden. Die Fig. 4 und 5 zeigen Ausführungsformen,
bei welchen der Winkel y etwa 1550 beträgt und die für Strömungsgeschwindigkeiten
von 5 bis 6 m/sec bestimmt sind.
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Wie aus den Fig. 3 bis 6 ersichtlich, ist in allen Fällen die Fangtasche
3 so ausgebildet, daß die den Längsschlitz 4 begrenzende freie Kante 3 ci nicht
oder nur um ein sehr geringes Maß in den die Umlenkfläche 2 bestreichenden Gasstrom
hineinragt. Während die Größe des Umlenkwinkels y außer von der Adhäsionskraft zwischen
Umlenkfläche und Flüssigkeitsfilm im wesentlichen von der Strömungsgeschwindigkeit.
des gasförmigen Mediums abhängig ist, wird die zvveckmäßigste Anordnung der freien
Kante3a der Fangtasche in erster Linie durch die Dichte des gasförmigen Mediums
bzw. durch den Gasdruck bestimmt. Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform
liegt die freie Kante in der Ebene der Umlenkfläche 2, so daß der Gasstrom im Bereich
des Längsschlitzes 4 der - Fangtasche 3 keinerlei Umlenkung erfährt. und jegliche
Wirbelbildung ausgeschlossen ist. Diese Ausführungsform ist vor allem für höhere
Gasdrücke, beispielsweise von 10 und mehr atü, bzw. Gase größerer.Dichte bestimmt.
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Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform ragt die Kante 3
ci um ein allerdings nur sehr geringes Maß in den über die Umlenkfläche 2 hinwegstreichenden
Gasstrom hinein. Diese Ausführungsform ist für hohe Gasdrücke und große Strömungsgeschwindigkeiten
geeignet. Auch bei den in Fig.. 5 und 6 dargestellten Ausführungsformen ist die
den Spalt 4. begrenzende freie Kante der Fangtaschen 3 in nur geringem Abstand oberhalb
der Ebene der Umlenkflächen 2 angeordnet, so daß die an dieser Stelle eintretende
Wirbelbildung so gering ist, daß es praktisch nicht zu einem Mitreißen von bereits
abgeschiedenen Flüssigkeitsteilchen kommt. Die in Fig. 5 dargestellte Ausführungsform
ist infolge des gegenüber Fig. 3 und 4 etwas größeren, jedoch immer noch geringen
Abstandes der freien KanteSa von der Ebene der Umlenkfläche 2 in erster Linie für
niedrige Gasdrücke und geringe Strömungsgeschwindigkeiten bestimmt, während die
Ausführungsform nach Fig. 6 vor allem für niedrigere Gasdrücke und hohe Strömungsgeschwindigkeiten
geeignet ist. In jedem Falle wird jedoch eine solche Anordnung gewählt, daß das
Maß. um welches die den Längsschlitz 4 der Fangtasche 3 begrenzende freie E;ante
3a in den die Umlenkfläche 2 bestreichenden Gasstrom hineinragt, möglichst gering
gehalten wird.
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Bei zwei mit dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Flüssigkeitsabscheider
durchgeführten Betriebsversuchen wurden folgende Ergebnisse erzielt: In beiden Fällen
fand ein Flüssigkeitsabscheider mit drei in Strömungsrichtung hintereinander angeordneten
Reihen von Umlenkflächen Verwendung, welche in wechselnder Richtung unter einem
Winkel a von 220 zur Strömungsrichtung x geneigt angeordnet waren. Die Ausbildung
der Umlenkflächen 2 und der Fangtaschen 3 entsprach der in Fig. 5 dargestellten
Ausführungsform. Bei beiden Versuchen (A und B'> bestand das gasförmige Medium
aus Druckluft, die den Abscheider mit einer Strömungsgeschwindigkeit von etwa 6
m/sec durchströmte. Der Druckluftdruck lag bei den verschiedenen Einzelmessungen
des Versuchs A zwischen 4,5 und 6,9 atü, während die Temperatur der Druckluft zwischen
21 und 330 C lag. Bei den verschiedenen Einzelmessungen des Versuchs B belief sich
der Druckluftdruck auf 6,7 bis 7,0 atü,
während die Drucklufttemperatur
etwa 24 bis 250 C betrug.
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Die bei den beiden unter betriebsmäßigen Bedingungen durchgeführten
Versuchen erzielten Ergebnisse sind in den nachstehenden Tabellen zahlenmäßig wiedergegeben,
wobei die Ergebnisse des Versuchs A außerdem in Fig. 7 schaubildlich dargestellt
sind.
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Dabei bedeutet: Wa den Wassergehalt (Wasserdampf und freie Feuchtigkeit)
der Druckluft vor der Abscheidevorrichtung in g/kg; Wr den Wassergehalt der Druckluft
hinter der Abscheidevorrichtung in g/kg; Wg den Wassergehalt der Druckluft bei voller
Sättigung (f = 100°/o) in g/kg; er den Sättigungsgrad der Druckluft hinter der Abscheidevorrichtung
in O/o Versuch A
| Nr. der Messung | We | Wr | Wg | er |
| 1 13,1 5,4 4,45 121,3 |
| 2 13,25 4,0 4,8 83,3 |
| 3 13,35 4,1 5,05 81,2 |
| 4 13,6 4,4 4,75 92,6 |
| 5 13,35 3,4 5,15 66,1 |
| 6 13,1 4,5 5,6 80,4 |
| Mittel ......... 13,29 | 4,3 | 4,97 i 86,5 |
Versuch B
| Nr. der Messung We Wr Wg |
| 1 8,57 2,62 2,66 98,5 |
| 2 8,21 2,47 2,76 89,5 |
| 3 7,98 *2,31 2,74 84,5 |
| 4 7,91 2,56 2,76 93,0 |
| 5 7,74 2,44 2,75 89,0 |
| 6 7,77 2,48 2,72 91,0 |
| Mittel | 8,05 | 2,48 2,72 91,0 |
Aus den vorstehenden Tabellen und Fig. 7 ergibt sich, daß bei beiden Versuchen die
Druckluft durchschnittlich bis auf eine Sättigung von etwa 86 bis 91 0/0 getrocknet
wurde. Das heißt, es wurde eine restlose Abscheidung der freien, in Tropfenform
in der Druckluft vorhandenen Wassermenge erreicht. Die Trocknung der Druckluft unter
den vollen Sättigungsgrad ist darauf zurückzuführen, daß Teile der durch den Abscheider
hindurchgeführten Druckluft bei der vorausgegangenen Kühlung unterkühlt worden waren.
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PATENTANSPOCHE: 1. Vorrichtung zum Abscheiden von Flüssigkeiten aus
strömenden, gasförmigen Medien, in deren Gehäuse etwa quer zur Strömungsrichtung
mindestens eine Reihe von zur Strömungsrichtung geneigten, untereinander parallelen
und sich in Strömungsrichtung j alousieartig überdeckenden Umlenkflächen vorgesehen
ist, an deren vom Gasstrom zuletzt bestrichenen Randabschnitt sich eine zur Umlenkfläche
hin offene und annähernd senkrechte Fangtasche für die Abführung der ausgeschiedenen
Flüssigkeit anschließt, dadurch gekennzeichnet, daß die im wesentlichen eben ausgebildeten
Umlenkflächen (2) unter einem mit zunehmender Strömungsgeschwindigkeit abnehmenden
kleinen Winkel (a) zur Strömungsrichtung (x) geneigt angeordnet sind und in ihrer
Verlängerung als mit einem schmalen Längsschlitz (4) versehene Fangtasche (3) ausgebildet
sind, wobei die den Längsschlitz (4) begrenzende Kante (3a) nicht oder nur um ein
sehr geringes Maß in den die Umlenkfläche (2) bestreichenden Gasstrom hineinragt.