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Vorrichtung zur Erleichterung der Bildung von Tropfen aus dem in einem
Gasstrom enthaltenen Flüssigkeitsnebel Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur
Erleichterung der Bildung von Tropfen aus dem in einem Gasstrom enthaltenen Flüssigkeitsnebel,
bei welcher der Gasstrom durch ein Gitter feiner Kanäle getrieben wird, um anschließend
in einen Fliehkraft-Tropfenabscheider zu gelangen, wobei das Kanalgitter aus einem
strumpfförmigen Siebeinsatz besteht, dessen Sieboberfläche größer als der Gaskanaleintrittsquerschnitt
ist.
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Solche Vorrichtungen werden z. B. für Entöler und Wasserabscheider
von Preßluftanlagen verwendet. Im Gegensatz zu den eigentlichen Tropfenabscheidern
dienen sie lediglich dazu, die nebelförmigen Flüssigkeitsbeimengungen des Gasstromes
in solche von größerem Ausmaß zusammenzuballen. Die so gebildeten Tropfen lassen
sich dann in einem nachfolgenden Abscheider besser und vollkommener ausscheiden
als die feinen Nebeltröpfchen.
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Bei einer bekannten Vorrichtung steht ein Paket von feinmaschigen
Sieben quer im Gaskanal. Der für den Durchfluß des Gasstromes frei bleibende Querschnitt
verkleinert sich dadurch wesentlich und die Durchflußgeschwindigkeit erhöht sich
dementsprechend, was aller dort für die Bildung von Tropfen als zweckmäßig und notwendig
erachtet wird. Zur Überwinlung (ler so entstandenen Drosselung ist ein nicht unerhebliches
Druckgefälle notwendig. Da außerdem das Siebpaket wohl die flüssigen, nicht aber
größere feste Eeimengnngen durchläßt, läuft der Gaskanal sogar Gefahr, sich ganz
oder teilweise zu verstopfen.
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Zur Behebung dieses Mangels ist schon vorge schlagen worden, den
Siebeinsatz unter einem entsprechenden Verzicht auf eine Erhöhung der Durchflußgeschwindigkeit
etwa kegelmantelförmig bzw. strumpfförmig auszubilden, um dadurch die Sieboberfläche
zu erhöhen und zugleich die Verstopfungsgefahr zu verringern. Aber auch solche Siebeinsätze
setzen sich mit der Zeit durch Verunreinigungen und sonstige Fremdkörper im Gasstrom
zu, wenn sie nicht in regelmäßigen Abständen sorgfältig gereinigt werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die geschilderten Mängel
zu beseitigen und insbesondere eine Betriebsgefährdung der mit der Vorrichtung verschenen
Anlage mit Sicherheit auszuschließen, auch wenn die Wartung der Anlage einmal vernachlässigt
wurde.
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Die Erfindung hesteht darin, daß am austrittsseitigen Ende des Siebeinsatzes
eine Austrittsöffnung vorhanden ist, deren Querschnittsflhche höchstens ein Zehntel
des Gaskanal eintrittsquerschnittes beträgt und durch welche dauernd ein Teil des
Gasstromes durchtreten kann, ohne den Weg durch den vorzugsweise als Siebpaket ausgebildeten
Siebeinsatz nehmen zu müssen.
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Wird der Siebeinsatz durch den zu reinigenden Gasstrom von innen
nach außen durchsetzt, so wird der Siebeinsatz an seiner Außenseite zweckmäßig durch
ein Tragsieb gestützt, und ist der Siebeinsatz kegelig ausgebildet, so wird die
Austrittsöffnung gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung durch Wegschneiden
der Kegelspitze erzielt. Um sodann auch dem durch diese Öffnung austretenden Teil
des Gasstromes noch eine gewisse Ausscheidung von Flüssigkeitsnebel zu ermöglichen,
läßt man vorteilhafterweise die .Nustrittsöffnung unmittelbar gegen eine als Prallwand
dienende Wand des Gaskanals ausmünden, so daß die mit dem Gasstrom gegen die Prallwand
geschleuderten Tröpfdien an dieser haftenbleiben und von dort abgeleitet werden
können.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
dargestellt. Es zeigt Fig. 1 eine Einrichtung gemäß der Erfindung in Verbindung
mit einem Fliehkraft-Tropfenabscheider wobei der letztere im Längsschnitt dargestellt
ist, Fig. 2 dieselbe Anlage im Querschnitt gemäß der Schnittlinie II-II der Fig.
1, Fig. 3 eine Einzelheit in größerem Maßstab.
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Eine Vorrichtung zur Erleichterung der Tropfenbildung ist in den
Eintrittsstutzen 2 eines Fliehkraft-Tropfenabscheiders 1 eingebaut. Sie besteht
aus einem als Siebpaket mit vier bis fünf aufeinanderliegenden feinmaschigen Sieben
ausgebildeten Siebeinsatz 3, der die Form eines Kegelmantels hat, an seiner Basis
mit dem Ringblech 4 verlötet ist und so am Flansch 5 be festigt werden kann. Die
Sieboberfläche beträgt etwa das Fünffache des Gaskanaleintrittsquerschnittes Q.
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Um diesem Siebeinsatz einen besseren Halt zu verschaffen, wird er
an seiner Außenseite durch ein kegelförmiges Tragsiel 6 gestützt. das cl)enfalls
an Ringblech 4 befestigt ist. Die Spitze des Siebkegels ist schräg zur Kegelachse
weggeschnitten, wodurch der Siebeinsatz hier eine Austrittsöffnung 7 erhält. deren
Querschnitt nur etwa ein Zwölftel der Basiskegelfläche beträgt.
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Die Wirkungsweise der Tropfenbildungsvorrichtung ist am besten aus
der Fig. 3 zu erkennen. Der mit Flüssigkeitsnebel, z. B. Öl- oder Wassernebel, anger-eicherte
Gasstrom tritt von rechts her in den Siel)-einsatz 3. Die einzelnen Stromfäden durchströmen
dann etwa in der dargestellten Weise den kegelstumpfförmigen Siebeinsatz, wobei
dieser durch das grobmaschige aber kräftige Tragsieb 6 gestützt wird. Beim Durchgang
durch die feinen Löcher der Siebe ballen sich die feinen und feinsten Nebel tröpfchen
zu kleinen Tropfen zusammen, so daß im Gasstrom enthaltenes Öl oder Wasser an der
Austrittsseite des Siebeinsatzes in größeren Tropfen anfällt. Solche Tropfen sind
dann in dem unmittelliar an die Vorrichtung anschließen den Fliehkraft-Tropfenabscheider
1 leichter auszuscheiden als z. B. der Ölnebel, wie er an einem Kompressordruckstutzen
auftritt. Diese Änderung der Konsistenz des Schmieröles ist nicht etwa chemischer.
sondern rein physikalischer Art. und die Erfahrung zeigt, daß Ölbeimengungen bezüglich
Schmierfähigkeit unverändert bleiben und somit deren Wiederverwendung im Verdichter
erlauben.
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Die mittleren Stromfäden können demgegenüber durch die Austrittsöffnung
7 treten, ohne den Weg durch den Siebeinsatz nehmen zu müssen. Dieser freie Teilstrom
bildet eine Sicherheit gegen ein allfälliges vollständiges Verstopfen der Anlage,
da stets mit einer gewisseil Verschmutzung von feinen Sieben ge rechnet werden muß,
was zu einem Druckabfall beim Durchströmen des Einsatzes und zu einer Störung führen
kann. In einer Betriebsvorschrift kann zwar verlangt werden, daß der Siebeinsatz
periodisch ausgebaut und gereinigt wird; aber erfahrungsgemäß kommt es vor, daß
solche Betriebsvorschriften wegen der mit der Befolgung meist verbundenen Betriebsunterbrechungen
nur mangelhaft oder überhaupt nicht eingehalten werden. In diesem Zusammenhang bildet
die am Siebeinsatz vorgesehene freie Austrittsöffnung 7 eine Sicherheitsmaßnahme.
Anderseits hat sie die Wirkung, daß der durch sie austretende Gasstromanteil zum
Teil an dem Kegelmantel des Siebeinsatzes entlangstreicht, bis er die Öffnung erreicht
hat und dabei die an der Siebinnenfläche abgelagerten Verunreinigungen gegen die
Austrittsöffnung und aus der Vorrichtung herausbläst. Eine Verschmutzung des Siebeinsatzes
kann durch diese Maßnahme weitgehend verhindert werden.
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Wie aus der fig. 2 ersichtlich ist, entsteht die Austrittsöffnung
7 durch Wegschneiden der Kegelspitze.
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Der Anschnitt des Sicbkegels ist dabei so gewählt, daß die Öffnung
unmittelbar vor eine Wand des Gaskanals zu liegen kommt. Diese Wand 8 dient als
Prall wand, an welcher sich die aus der Öffnung austreten-
den Flüssigkeitsbeimengungen
in Form eines Filmes ablagern können.
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Nachdem der Gasstrom dcii Siebeinsatz durch schritten hat, wird er
zusammen mit den nun gebildeten Tropfen durch den nach abwärts gerichteten Eintrittsstutzen
2 in den Fliehkraft-Tropfenabsche@ der 1 geleitet. Der Querschnitt des Stutzens
verändert und vermindert sich dabei allmählich, indem er in der Strömungsrichtung
zwar höher, aber bedeutend schmäler wird. Der Gasstrom tritt also als schmales Band
und mit erhöhter Geschwindigkeit in tangentialer Richtung in den Fliehkraft-Tropfenabscheider
1.
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Hier wi rd er auf eiiieii Teil des Umfanges durch den schmalen Kanal
10 weitergeleitet, der durch die Behälterinnenwand 14, das gekrümmte Leitblech 11
und den oberen Abschluß 12 gebildet wird. Das Leitblech 11 reicht bis in die Scihe
der Bodenplatte 13, uiid der lianal 10 ist dort offen.
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Diese Führung des Gasstromes bewirkt, daß die in ihm enthaltenen
Tropfen sehr nahe an die Behälterinnenwand 14 geführt und gegen diese ausgeschleudert
werden. Dabei bilden die einmal an der Behälterinnenwand 14 haftenden Tropfen eine
zusammenhängende Flüssigkeitsschicht, welche nach abwärts getrieben wird und durch
die Öffnung 15 austritt. Nachdem der Gasstrom den schmalen Kanal 10 verlassen hat.
kann er im Innern des Fliehkraft-Tropfenabscheiders wirbeln und weiterhin flüssige
Beimengungen ausschleudern. Hiernach tritt der Gasstrom in weitgehend trockenem
Zustand am Hut 16 vorbei durch das Austrittsrohr 17 aus dem Fliehkraft-Tropfenabscheider.
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An Stelle des dargestellten Tropfenabscheiders könnte der erfindungsgemäßen
Vorrichtung auch ein Abscheider irgendwelcher anderer Art nachgeschaltet werden.
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An der Vorrichtung selbst könnten weitere Maßnahmen getroffen werden,
die sich vorteilhaft auswirken. So wäre es zweckmäßig, die Maschenweite des Siebeinsatzes
von Sieb zu Sieb von innen nach außen zu vergrößern, wodurch einer Verstopfung des
Siebes vorgebeugt wird. Ferner könnten zwei oder noch mehr Siebeinsätze hintereinander
angeordnet werden, um die Tropfenbildung weiterzufördern.