DE1271655B - Vorrichtung zum Herabsetzen des Partikelgehaltes von und der Pulsationen in einem Gasstrom - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES WIW PATENTAMT Int. α.:

F17d

AUSLEGESCHRIFT

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

Deutsche KL: 4 c-20

P 12 71 655.1-16 (S 98051)

7. Juli 1965

4. Juli 1968

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Herabsetzen des Partikelgehaltes von und der Pulsationen in einem Gasstrom.

Erd- und Mineralölgase werden in großen Mengen erzeugt und verbraucht. Hauptsächlich findet man die Gase in nur wenigen kleinen Gebieten und fördert sie durch Rohrleitungen über große Entfernungen. Hierzu wird das Gas unter hohem Druck in Fernleitungen eingespeist, einerseits um die zur Förderung des Gases durch die Leitungen erforderliche Kraft zu erzeugen, und andererseits zur Erhöhung der Gasdichte und folglich zur Erhöhung der Förderleistung der Leitung. Allgemein werden die Gase mit Kolbenkompressoren verdichtet. Derartige Kompressoren speisen das Gas schub- oder stoßweise in die Leitungen ein, wobei diese Schübe oder Stöße auf die Leitungen übertragen werden und ernste Schäden verursachen können, wenn sie das Leitungssystem zum Schwingen bringen. Ein weiteres Problem besteht darin, daß Erdgas meistens große Mengen Schmutz mitführt. Beim Verdichten des Gases bilden sich weitere Fremdkörperpartikeln durch Kondensation einiger Bestandteile, die sich bei niedrigeren Drücken in der dampfförmigen Phase befinden. Die festen und flüssigen Partikeln müssen aus dem Gas entfernt werden, um deren Ansammlung an Krümmungen oder tiefliegenden Stellen der Rohrleitung zu verhüten und um zu vermeiden, daß sie am Verbrauchsort aus den Brennern od. dgl. austreten.

Es ist bereits eine Einrichtung zum Unterdrücken von Pulsationen und Stoßwellen in Gasströmen bekannt. Der zu beruhigende Gasstrom wird zuerst in ein großes Druckgefäß und aus diesem über zwei Leitungen in ein zweites Druckgefäß eingeleitet. Aus diesem Druckgefäß tritt der Gasstrom gleichförmig und ohne Stöße oder Druckschwankungen aus. Am Eingang des ersten Druckgefäßes auftretende Stöße und Druckschwankungen werden innerhalb des großen Volumens der beiden Druckgefäße aufgefangen und ausgeglichen.

Es wurde auch bereits ein Fliehkraftentstauber zum Absondern von Fremdkörperpartikeln aus Gasströmen vorgeschlagen. Bei diesem Fliehkraftentstauber wird der zu reinigende Gasstrom seitlich oder tangential in einen Behälter eingeführt. Die mitgeführten Fremdkörperpartikeln prallen auf die Innenwand des Behälters auf und fallen nach unten in einen Sammelbehälter, während das gereinigte Gas oben aus dem Behälter austritt.

Eine einfache Aneinanderreihung dieser beiden bekannten Einrichtungen würde zu einer zu großen und damit schweren, teuren und unhandlichen Ein-

Vorrichtung zum Herabsetzen des
Partikelgehaltes von und der Pulsationen in
einem Gasstrom

Anmelder:

Donald A. Sillers jun., Dallas, Tex. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. E. Berkenfeld

und Dipl.-Ing. H. Berkenfeld, Patentanwälte,

5000 Köln-Lindenthal, Universitätsstr. 31

Als Erfinder benannt:

Donald A. Sillers jun., Dallas, Tex. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 8. Juli 1964 (381114)

richtung führen, abgesehen von dem Druckverlust, der in den beiden hintereinandergeschalteten Vor-

as richtungen jedesmal entsteht.

Der Erfindung liegt die Ausbildung einer Vorrichtung zum Herabsetzen sowohl des Partikelgehaltes von als auch der Pulsationen in einem Gasstrom zugrunde, die diese beiden Funktionen bei geringem Raum- und Teilaufwand erfüllt. Eine solche Vorrichtung ist gemäß der Erfindung gekennzeichnet durch ein an eine pulsierende Gasquelle angeschlossenes und durch eine Trennwand in eine Gaseinlaßkammer und eine Gasauslaßkammer unterteiltes Druckgefäß und durch in bezug auf ihren Durchmesser eine beträchtliche Länge aufweisende Leitungsmittel, die die beiden Kammern verbinden und durch die Trennwand hindurchtreten, einen für sich allein bekannten und mit den Leitungsmitteln zusammenwirkenden Fliehkraftentstauber, der in der Gaseinlaßkammer Gaseinlaßmittel und in der Gasauslaßkammer einen Gasauslaß aufweist, wobei die Leitungsmittel die Gaseinlaßmittel und den Gasauslaß verbinden.

Offensichtlich hängt der Betrag, um den die Pulsationen herabgesetzt werden, von dem Volumen der Gaseinlaß- und der Gasauslaßkammer in bezug auf das Volumen des Hubraumes des Kompressors ab, der den Gasstrom durch die Leitung drückt. Gemäß der Erfindung hat sich hierbei als zweckmäßig herausgestellt, daß mindestens eine Gaseinlaßkammer und die Gasauslaßkammer ein um ein Mehrfaches größeres Volumen als das Hubvolumen eines

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Kolbens eines einen Teil der pulsierenden Gasquelle bildenden Kompressors haben und die Querschnittsfläche der Leitungsmittel in Quadratzentimeter einen Bruchteil der Anzahl der Liter Gas beträgt, das je Minute vom Kompressor abgegeben wird.

Insbesondere sieht die Erfindung vor, daß die Volumina der Gaseinlaßkammer und der Gasauslaßkammer das Drei- bis Fünfzehnfache des Kolbenhubvolumens des Kompressors betragen.

Als besonders zweckmäßige Größe für die Bemessung der Leitungsmittel hat sich weiter ergeben, daß die Querschnittsfläche der Leitungsmittel zwischen etwa 0,605 und 3,18 cm² je 1001 Gas beträgt, das je Minute in die Gaseinlaßmittel eingespeist wird.

Am Beispiel der in der Zeichnung gezeigten Ausführungsformen wird die Erfindung nun weiter beschrieben. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

F i g. 2 einen Schnitt entlang der Schnittlinie H-II in Fig. 1,

F i g. 3 einen Schnitt durch eine zweite erfindungsgemäße Ausführungsform und

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung des erfindungsgemäß verwendeten Fliehkraftentstaubers.

Die in F i g. 1 dargestellte Vorrichtung ist ein Druckgefäß 1, das einen mittleren Abschnitt und zwei halbkugelige Endabschnitte 2 hat. Im Querschnitt haben sowohl der mittlere Abschnitt als auch die beiden Endabschnitte zylindrische Gestalt ohne scharfe Kanten, so daß im kleinstmöglichen Volumen die größtmögliche Festigkeit und Aufnahmekapazität erzielt wird. Im Druckgefäß ist eine Trennwand 3 angeordnet. Die Wand beginnt an einer Stelle 4 und ist fortlaufend bis zu einer Stelle 5 ausgebildet, wobei die Stellen 4 und 5 auf der Wand des Gefäßes 1 liegen. Die Innenwand 3 teilt das Druckgefäß in eine Gaseinlaßkammer 6 und eine Gasauslaßkammer 7. Eine Gaszufuhrleitung 8 führt durch die Außenwand des Druckgefäßes 1 hindurch und mündet in die Gaseinlaßkammer 6. Die Gaszufuhrleitung 8 weist einen Flansch 9 zum Anschluß an die Druckleitung eines Kolbenkompressors od. dgl. auf. Von der Gasauslaßkammer 7 verlaufen zwei Gasauslaßrohre 10 nach außen durch die Wand des Druckgefäßes 1 hindurch, wobei an den Enden dieser Rohre 10 Flansche 11 zum Anschluß an ein Leitungssystem vorgesehen sind.

In der Gaseinlaßkammer 6 sind mehrere Fliehkraftentstauber 12 vorgesehen. Diese sind an einer Wand 13 montiert, die eine Staubsammelkammer 14 bildet. Jeder der Abscheider weist eine zylindrische Wirbelkammer 15 auf, die dem Gas eine Wirbeloder Zentrifugalbewegung erteilt. Ein Rohr 16 erstreckt sich von einem unteren Ende 17 bis zu einem oberen Ende 18, das in der Gasauslaßkammer 7 angeordnet ist. In der Wirbelkammer 15 ist ein tangentialer Gaseinlaß 19 ausgebildet. Dem durch den Einlaß 19 in die Wirbelkammer eintretenden Gas wird eine schraubenlinienförmige Bewegung erteilt, und das Gas tritt nach unten in ein Abscheiderrohr 20 ein. Das Gas gelangt dann in das untere Ende des Rohres 16, das den einzigen Auslaß bildet. Der Staub bzw. die Partikeln fallen durch eine Öffnung 21 im unteren Ende des Abscheiderrohres 20 in die Kammer 14. Selbstverständlich weist die Kammer 14 keinen Gasauslaß auf.

Am Böden der Staubsammelkammer 14 ist ein

Sumpf 22 befestigt, in dem sich die Partikeln sammeln und aus dem sie abgezogen werden. Zur Halterung der Wände 3 und 13 im Gefäß 1 sind zusätzliche Streben 23 vorgesehen.

Das Volumen der Gasauslaßkammer 7 beträgt ein Mehrfaches des Hubraumes eines Kolbens des an die Gaszufuhrleitung 8 angeschlossenen Kompressors; vorzugsweise beträgt das Volumen der Kammer 7 ίο etwa das Drei- bis Fünfzehnfache des Hubvolumens des Kolbens. Die Gesamtquerschnittsfläche der Rohre 16 beträgt einen Bruchteil eines Quadratzentimeters je 1001 Gas, das vom Kompressor je Minute abgegeben wird; vorzugsweise beträgt diese Fläche etwa 0,605 bis 3,18 cm² je 1001 Gas, das je Minute vom Kompressor abgegeben wird.

Die in F i g. 3 dargestellte Ausführungsform ist der in F i g. 1 dargestellten Ausführungsform ähnlich. Sie weist ein Druckgefäß 24 auf, das eine Innenwand 25 ao hat, welche sich zwischen den Wänden des Druckgefäßes 24 erstreckt. Die Wand 25 teilt das Druckgefäß in eine Gaseinlaßkammer 26 und eine Gasauslaßkammer 27. Eine Wand 28 bildet eine Staubsammelkammer 29. Ein Gaseinlaßrohr 30 erstreckt as sich von der Außenseite des Druckgefäßes in die Gaseinlaßkammer 26 und ein Gasauslaßrohr 31 erstreckt sich von der Gasauslaßkammer 27 auf die Außenseite des Druckgefäßes 24. Es sind Entstauber 32 vorgesehen, die sich zwischen der Gaseinlaßkammer 26 und der Gasauslaßkammer 27 erstrecken und Rohre 33 haben, welche in der Gasauslaßkammer 27 enden.

Im Betrieb wird das Gerät an die Druckleitung eines Kompressors oder dergleichen Quelle angeschlossen, von der Gas stoßweise abgegeben wird. Das Gas tritt in die Gaszufuhrleitung 8 und von dort in die Gaseinlaßkammer 6 ein. Der Druck treibt das Gas durch den Einlaß 19, so daß dem Gas eine Wirbelbewegung mit hoher Geschwindigkeit erteilt wird. Das Gas tritt nach unten in das Rohr 20 ein. Da das Gas nicht durch die Staubsammelkammer 14 austreten kann, vollzieht es eine scharfe Wendung nach oben in das untere Ende 17 des Rohres 16. Durch die Zentrifugalkraft werden die festen und flüssigen Partikeln nach außen gegen die Innenwand des Abscheiderrohres 20 geschleudert und fallen nach unten durch die öffnung 21 am Boden aus. Das gereinigte Gas tritt nach oben durch das Rohr 16 hindurch, und die Gasstromstöße werden durch die relativ langen, dünnen Rohre gedämpft, die in die relativ große Gasauslaßkammer 7 münden. Das Gas verläßt dann die Gasauslaßkammer 7 durch die Rohre 10 und 11 in gereinigtem Zustand und mit relativ geringen Druckschwankungen. Die abgeschiedenen Partikeln werden von Zeit zu Zeit aus dem Sumpf 22 abgezogen.

Das in F i g. 3 dargestellte Gerät unterscheidet sich in der Gestaltung geringfügig, es arbeitet jedoch nach dem gleichen Prinzip wie das in Fig. 1 dargestellte Gerät. Das stoßweise ankommende Gas gelangt in die Gaseinlaßkammer 26 und tritt von dort durch die Entstauber 32 hindurch, in denen die Partikeln abgeschieden werden. Die Druckstöße werden beim Durchgang des Gases durch die relativ langen Rohre in die Gasauslaßkammer 27 gedämpft und abgeschwächt, und das gereinigte Gas tritt mit im wesentlichen konstantem Druck durch das Auslaßrohr 31 aus.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Herabsetzen des Partikelgehaltes von und der Pulsationen in einem Gasstrom, gekennzeichnet durch ein an eine pulsierende Gasquelle angeschlossenes und durch eine Trennwand (3 oder 25) in eine Gaseinlaßkammer (6 oder 26) und eine Gasauslaßkammer (7 oder 27) unterteiltes Druckgefäß (1 oder 24) und durch in bezug auf ihren Durchmesser eine beträchtliche Länge aufweisende Leitungsmittel (16 oder 33), die die beiden Kammern verbinden und durch die Trennwand (3 oder 25) hindurchtreten, einen für sich allein bekannten und mit den Leitungsmitteln (16 oder 33) zusammenwirkenden Fliehkraftentstauber (12 oder 32), der in der Gaseinlaßkammer (6 oder 26) Gaseinlaßmittel (19, 17) und in der Gasauslaßkammer (7 oder 27) einen Gasauslaß (18 oder 33) aufweist, wobei die Leitungsmittel (16 oder 33) die Gaseinlaßmittel ao und den Gasauslaß verbinden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Gaseinlaßkammer (6 oder 26) und die Gasauslaßkammer (7 oder 27) ein um ein Mehrfaches größeres Volumen als das Hubvolumen eines Kolbens eines einen Teil der pulsierenden Gasquelle bildenden Kompressors haben und die Querschnittsfläche der Leitungsmittel (16 oder 33) in Quadratzentimeter einen Bruchteil der Anzahl der Liter Gas beträgt, das je Minute vom Kompressor abgegeben wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Volumen der Gaseinlaßkammer (6 oder 26) und der Gasauslaßkammer (7 oder 27) das Drei- bis Fünfzehnfache des Kolbenhubvolumens des Kompressors betragen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche der Leitungsmittel (16 oder 33) zwischen etwa 0,605 und 3,18 cm^ je 1001 Gas beträgt, das je Minute in die Gaseinlaßmittel (19,17) eingespeist wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 849 950;
USA.-Patentschrift Nr. 2 405 100.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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