DE1226741B

DE1226741B - Verfahren zum Abscheiden von Fluessigkeit aus einem Druckgasstrom

Info

Publication number: DE1226741B
Application number: DEK44181A
Authority: DE
Original assignee: Schumachersche Fabrik GmbH and Co KG
Current assignee: Schumachersche Fabrik GmbH and Co KG
Priority date: 1961-07-06
Filing date: 1961-07-06
Publication date: 1966-10-13

Description

Verfahren zum Abscheiden von Flüssigkeit aus einem Druckgasstrom Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abscheiden von Flüssigkeit aus einem Druckgasstrom, der nach Eintritt in ein Filtergehäuse auf einen Filterkörper prallt und nach der Richtungsumkehr das Filtergehäuse am oberen Ende wieder verläßt.
Bei einem bekannten Flüssigkeitsfilter wird der mit Flüssigkeit beladene Luftstrom auf ein Gewebefilter geschickt, das als Strömungskegel ausgebildet ist und von einer Prallplatte getragen wird, die an ihrer tiefsten Stelle Abfiußlöcher aufweist, von denen aus Flüssigkeit in einen Flüssigkeitsauffangbehälter gelangen kann. Schlagen sich Flüssigkeitsteilchen am Gewebefilter nieder, so sickern sie der tiefsten Stelle der Prallplatte zu und tropfen von dieser nach unten ab. Die Durchflußgeschwindigkeit bei diesem Gewebefilter ist sehr langsam, da die den Abfluß besorgende Kraft lediglich durch die Erdanziehung dargestellt wird, der ganz erhebliche Adhäsions- und Kapillaritätskräfte gegenüberstehen, die versuchen, die Flüssigkeit an Ort und Stelle festzuhalten. Darüber hinaus fließt ein Teil des Luftstroms in das Gewebefilter hinein und kann beim Herausfließen sich wieder mit Flüssigkeit beladen. Ferner muß diesem Filter noch ein zweites, wesentlich größeres Filter nachgeschaltet werden.
Bei einem anderen bekannten Filter wird der Luftstrom zentral in ein Filtergehäuse eingeführt und prallt im unteren Filterbereich auf eine Wendel, die aus Blech sein kann oder aus Drahtbürsten gebildet wird. Der größte Teil der Flüssigkeit wird an dieser Wendel abgeschieden und sickert auf Grund der Schwerkraft und im oberen Bereich auch durch den Luftstrom getrieben einer Auslaßstelle zu. Feinverteilte Flüssigkeit, die von der Wendel nicht aufgefangen wird, hält ein zweites, nachgeschaltetes Filter zurück. Auch hier erfolgt demnach keine sofortige Trennung zwischen dem Luftstrom und der abgeschiedenen Flüssigkeit.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Filter anzugeben, bei dem man nicht nur auf die Wirkung der Schwerkraft und der Fliehkraft angewiesen ist um Flüssigkeit durch ein Filter treiben zu können, und bei dem der gereinigte Luftstrom sich nicht wieder mit schon früher abgeschiedener Flüssigkeit beladen kann, wenn er abströmt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Druckgasstrom in einen Hauptstrom, der unmittelbar zum Auslaß geführt wird und in einen wesentlich kleineren Teilstrom getrennt wird, der zusammen mit der Flüssigkeit infolge einer Fliehkraftwirkung und eines zusätzlich erzeugten Druckgefälles zwischen Hauptstrom und Teilstrom durch den Filterkörper gedrückt wird und der sich danach mit dem Hauptstrom wieder vereinigt, während die Flüssigkeit in den unteren Teil des Filtergehäuses abtropft.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß, wie bekannt, ein in das Filtergehäuse sich erstreckender Druckgas-Zufuhrstutzen in den Innenraum des, wie bekannt, becherförmigen Filterkörpers eintaucht und über dem Boden des Filterkörpers mündet. Man kann dann die Innenfläche des becherförmigen Filterkörpers als Prallfläche benutzen und an seiner Außenfläche das Wasser abscheiden, ohne daß dort der bereits gereinigte Hauptstrom Gelegenheit hätte, sich wieder mit Flüssigkeit zu beladen. An sich sind solche becherförmigen Filterkörper bekannt. Bei ihnen muß jedoch der gesamte Gasstrom durch den Filterkörper hindurchgeleitet werden, so daß er dort, wo die Flüssigkeit an der Außenseite des Filterkörpers abgeschieden wird, immer noch in Kontakt mit der Flüssigkeit ist. Darüber hinaus ergibt sich in diesem bekannten Filterkörper ein erheblicher Druckabfall im Druckgas.
Besonders zahlreiche Prallflächen mit einer großen Eintrittsoberfläche erzielt man, wenn man am Druckgas-Z.ufuhrstutzen ringförmige Außenrippen vorsieht, die mit Abstand in Zwischenräume von Innenrippen des Filterkörpers greifen.
Wahlweise kann man auch vorsehen, daß am Druckgas-Zufuhrstutzen eine wendelförmige Außenrippe vorgesehen ist, die von der glatten Innenwand des Filterkörpers mit Abstand umgeben ist. Diese wendelförmige Außenrippe verursacht einen ebenso wendelförmigen Druckgasstrom und erzeugt in diesem entsprechende Fliehkräfte.
Um jede Turbulenz, durch die bereits abgeschiedene Flüssigkeit wieder mitgerissen werden könnte, auszuschalten, kann man vorsehen, daß kurz vor der Stelle, wo sich Haupt- und Teilstrom vereinigen, an der Innenwand des den Filterkörper umgebenden Filtergehäuses eine querschnittsverengende Schirmwand vorgesehen ist.
Die Erfindung wird nun an Hand zweier Ausführungsbeispiele beschrieben. In der zugehörigen Zeichnung zeigt F i g. 1 die Ansicht eines Schnitts längs der Längsachse eines Filters, Fig.2 einen ebensolchen Schnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel.
An einem Abscheiderkopf 1, der sowohl die Einlaß- als auch die Auslaßöffnung für Druckgas besitzt, ist ein Druckgas-Zufuhrstutzen 5 angeformt, der koaxial zur Längsachse des Filters verläuft. Mit dem Abscheiderkopf 1 ist der Rand eines becherförmigen Filtergehäuses 3 gasdicht verbunden. In seinem Boden besitzt das Filtergehäuse eine Abflußöffnung für abgeschiedene Flüssigkeit.
Der Druckgas-Zufuhrstutzen 5 weist in der Nähe des Abscheiderkopfes 1 einen Halteflansch 11 auf.
Ferner sind an ihn ringförmige Außenrippen7 angeformt. Am Halteflansch 11 ist der Rand 13 eines etwa becherförmigen Filterkörpers 2 befestigt, der den Druckgas-Zufuhrstutzen 5 umgibt und koaxial zu ihm angeordnet ist. Die Mündung 14 des Druckgas-Zufuhrstutzens 5 liegt dabei in fertigmontiertem Zustand gegenüber dem Boden 6 des Filtergehäuses 3.
An seiner Innenseite weist der poröse Filterkörper 2 Innenrippen 9 auf, die in die Zwischenräume 8 der Außenrippen 7 ragen, so daß für den aus der Mündung 14 abströmenden Druckgasstrom ein mäanderförmiger Abflußweg geschaffen wird. Dieser Druckgasstrom -kann durch Öffnungen 15 aus dem Filterkörper 2 abfließen, die nahe seinem Rand 13 vorgesehen sind. Von dort aus fließt der Druckgasstrom zu der im Abscheiderkopf 1 vorgesehenen Auslaßöffnung 16.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig.2 ist im großen und ganzen ebenso aufgebaut wie das eben beschriebene Ausführungsbeispiel. Bei ihm fehlen jedoch den Innenrippen 9 entsprechende Innenrippen.
Vielmehr ist der dort verwendete becherförmige Filterkörper 2 an seiner Innenseite glatt. Der Druckgas-Zufuhrstutzen 5 dagegen trägt eine wendelförmige AußenrippelO, die dem aus der Mündung 14 abströmenden Druckgasstrom einen Drall gibt und hierdurch die notwendige Fliehkraft erzeugt, um die abzuscheidende Flüssigkeit gegen die Innenseite des Filterkörpers 2 zu schleudern.
Ferner ist bei diesem Ausführungsbeispiel unterhalb der Öffnung 15 zusätzlich eine Schirmwand 12 vorgesehen, die jede an der Öffnung 15 entstehende Turbulenz daran hindert, an die Außenfläche des Filterkörpers 2 zu gelangen und dort bereits abgeschiedene Flüssigkeit wieder mitzureißen.
Ferner sind bei diesem Ausführungsbeispiel in die Öffnungen 15 Drosseleinsätze 4 eingeschraubt.
Die Wirkungsweise der Ausführungsbeispiele ist wie folgt: Durch die Einlaßöffnungl7 hereinkommendes, flüssigkeitsbeladenes Druckgas gelangt durch den Druckgas-Zufuhrstutzen 5 zur Mündung 14 und wird bereits dort um 1800 abgelenkt. Ein großer Teil des Flüssigkeitsanteils prallt infolge Fliehkraft gegen den Boden 6 und bleibt dort haften. Infolge der Umlenkwirkung der Außenrippen 7 und der Innenrippen 9 bzw. der wendelförmigen Außenrippe 10 wird der abfließende Hauptstrom wieder und wieder um- gelenkt, wobei Fliehkräfte erzeugt-werden, die die Flüssigkeit gegen die Innenwand des Filterkörpers 2 schleudern. Die Hauptmasse der Flüssigkeit wird im Bereich des Bodens 6 abgeschieden und in der Nähe des Randes 13 jedoch fast nichts. Der Hauptstrom muß auf seinem Weg von der Mündung 14 bis zur Öffnung 15 einen Strömungswiderstand überwinden, der wesentlich kleiner ist als der Strömungswiderstand zwischen der Außenfläche des Filterkörpers 2 und dem Bereich der Öffnung 15. Es bildet sich daher eine Druckdifferenz zwischen der Innenfläche und der Außenfläche des Filterkörpers 2. Diese Druckdifferenz bewirkt, daß die Flüssigkeit nach ihrem Niederschlagen durch die Wand des Filterkörpers 2 wandert. Sie sammelt sich dann an seiner Außenfläche wieder und tropft von dort zum Boden des Filtergehäuses 3 ab. Der Hauptstrom berührt somit keine Stellen, an denen Flüssigkeit abgeschieden wird.
Die Druckdifferenz zwischen Innenfläche und Außenfläche des Filterkörpers 2 ist nicht konstant.
Vielmehr ist sie im Bereich des Bodens 6, d. h. dort, wo die meiste Flüssigkeit niedergeschlagen wird, am größten und fällt bis zur Öffnung 15 auf Null ab. Im Bereich des größten Flüssigkeitsanfalls ist also auch die für das Durchtreiben der Flüssigkeit durch die Wand des Filterkörpers 2 benötigte Druckdifferenz am größten.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zum Abscheiden von Flüssigkeit aus einem Druckgasstrom, der nach Eintritt in ein Filtergehäuse auf einen Filterkörper prallt und nach Richtungsumkehr das Filtergehäuse am oberen Ende wieder verläßt, d adn r c h g e -kennzeichnet, daß der Druckgasstrom in einen Hauptstrom, der unmittelbar zum Auslaß (15) geführt wird, und in einen wesentlich kleineren Teilstrom getrennt wird, der zusammen mit der Flüssigkeit infolge einer Fliehkraftwirkung und eines zusätzlich erzeugten Druckgefälles zwischen Hauptstrom und Teilstrom durch den Filterkörper (2) gedrückt wird und der sich danach mit dem Hauptstrom wieder vereinigt, während die Flüssigkeit in den unteren Teil des Filtergehäuses (3) abtropft.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß, wie bekannt, ein in das Filtergehäuse(3) sich erstreckender Druckgas-Zufuhrstutzen (5) in den Innenraum des, wie bekannt, becherförmigen Filterkörpers (2) eintaucht und über dem Boden (6) des Filterkörpers (2) mündet.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Druckgas-Zufuhrstutzen (5) ringförmige Außenrippen (7) vorgesehen sind, die mit Abstand in Zwischenräume (8) von Innenrippen (9) des Filterkörpers (2) greifen (Fig.15.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Druckgas-Zufuhrstutzen (5) eine wendelförmige Außenrippe (10) vorgesehen ist, die von der glatten Innenwand des Filterkörpers (2) mit Abstand umgeben ist (Fig. 2).
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterkörper (2) an einem Halteflansch (11) des Druckgas-Zufuhrstutzens (5) befestigt ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß kurz vor der Stelle, wo sich Haupt- und Teilstrom vereinigen, an der Innenwand des den Filterkörper (2) umgebenden Filtergehäuses (3) eine querschnittsverengende Schirmwand (12) vorgesehen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 1054650, 899 036, 879 685, 692 693, 658 966, 401 643, 293 923; französische Patentschrift Nr. 1 158 809; USA.-Patentschriften Nr. 2 515 202, 2349777.