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Vorrichtung zur-Aufbereitung von Pressluft und dgl.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Aufbereitung von
Pressluft durch Trocknen, Entölen und Entkeimen. In geschlossenen und offenen Druckluftsystemen
ist - bei hohen Anforderungen der Verbraucher an die Reinheit der Druckluft - eine
Aufbereitung derselben erforderlich,-um z.B. den euchte-, O1- und/oder Eeimgehalt
zu verringern. Zur Erfüllung dieses Zweckes sind Geräte bekannt, die Jeweils Teilfunktionen
, wie das Trocknen und/oder Entdlen oder Entkeimen der Druckluft, aufgrund voneinander
abweichender Systeme durchführen können. Um eine vollstandige Aufbereitung der Druckluft
zu erreichen, ist dafür die Hintereinanderschaltung entsprechender Aufbereitungsgeräte
erforderlich, wodurch
die Gesamtanlage sehr viel Raum beansprucht
und unübersichtlich wird.
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Ziel der Erfindung ist es, diese Nachteile zu beseitigen und die zur
Pressluftaufbereitung erforderlichen Einrichtungen derart anzuordnen und zuzuordnen,
daß eine wahlweise Zu- und Abschaltung einzelner Einrichtungen des Gesamtaggregates
eine flexible Anpassung an die jeweiligen betrieblichen Anforderungen ermöglicht.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Aufbereitungsvorrichtung vorgeschlagen,
die erfindungsgemäß durch die Merkmale gekennzeichnet ist: a) In dem Gehäuse der
Vorrichtung zur PressluStaufbereitung sind sich ein lIuft-Luft-Gegenstromwärmeaustauscher,
ein KElte-LuSt-Wårmeaustauscher, ein Olabscheider, ein Absorptionstrockner und Spezialfilter
angeordnet, b) Der Buft-Luft-Gegenstromwärmeaustauscher ist an der Wandung des Gehäuses
angeordnet und durch eine am Flansch angeschlossene Rohrleitung mit dem Druckluftverdichter
und durch ein an dem Flansch angeschlossenes Verteilungsnetz mit den Verbraucherstellen
verbunden, während der Ausgang
und Eingang mit weiteren Buftaufbereitungsgeräten
verbunden ist.
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c) Der Kälte-Luft-Wärmeaustauscher ist an der Wandung des Gehäuses
angeordnet und dem Luft-Luft-Gegenstromwärmeaustauscher nachgeschaltet sowie über
Verbindungsstüéke mit einem Kälteaggregat verbunden.
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d) Der Ölabscheider, der etwa zur Hälfte mit Filtermaterial angefüllt
ist, durch das die in der Pressluft mitgeführten flüchtigen karbonisierten Oelrückstände
in Nebelform und Schmutzteilchen im Schwebezustand abgeschieden werden, ist dem
Kalte-Luft-Wärmeaustauscher nachgeschaltet.
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e) Der Absorptionstrockner ist in der Mitte des Gehäuses angeordnet
und mit am Trocknereingang befindlichen mechanisch wirkenden Abscheidern und einem
aus Füllkörpern beatehenden Filterbett versehen, das Absorptionschemikalien enthält.
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f) Die Spezialfeinstfilter mit den Filtereinsätzen zur Oelausscheidung,
Ausscheidung von Kohlenwasserstoffen und zur Geruchsbeseitung und Luftsterilisation
sind
hinter dem Absorptionstrockner und oberhalb desselben angeordnet.
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g) Zwischen dem Absorptionstrockner und dem Luft Luft-Wärmeaustauscher
ist ein Kanal vorhanden, der die Luftausgänge der Spezialfilter mit dem Eingang
des Luft-Luft-Wärmeaustauschers verbindet.
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Grundelemente der Aufbereitungsvorrichtung sind hiernach: 1) Luft-Luft-Austauscher
2) Kälte-Luft-Austavscher 3) Ölfilter. Auch bei ölfreier Druckluft bleibt diese
Stufe als Inec'aanischer Abscheider für ggf. mitgerissenes Kondensat erhalten.
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Folgende Abwandlungen sind möglich: 1) Fortfall der Spezialfilterstufe,
wenn so hohe Ansprüche nicht gestellt werden.
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2) Verwendung von Aktivkohle statt der speziellen Absorptionschemikalie,
wenn die Druckluft geruchfrei und hochprozentig entölt sein muß - z.B.
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bei Einsatz in Nahrungsmittelbetrieben. Diese Version kommt in Frage,
wenn auf die Spezialfilterstufe verzichtet werden soll und der Restfeuchtigkeitsgehalt
(Höhe
des- Taupunktes) keine entscheidende Rolle spielt.
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3) Befüllung mit einem Adsorpionsmaterial, wie Silicagel oder Kaliperlen
an Stelle der Absorptionschemikalie, wenn extrem tiefe -Taupunkte (bis -70° C) gefordert
werden.
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Für diesen Lieferumfang wird für die Regenerierung des Adsorptionsmaterials
eine elektro- oder dampfbeheizte Heizschlange eingebaut Eine Regenerierug ist auch
durch einen bereits getrockneten Teilluftstrom möglich.
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4) Nachschaltung einer Adsorptionsmittelstufe statt der Spezialfilter
unter Belassung der Absorptionsstufe als Vortrocknungsstufe.
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In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigt Fig. 1 die Seitenansicht einer Vorrichtung zur Aufbereitung von Pressluft
teilweise im Schnitt, teilweise in schaubildlicher Ansicht und
Fig.
2 der Funktion@@@@@@@ in der Vorrichtung zur Presslaufe @@@@@@eitung in einer symbolischen
Darstellung.
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Das Gehäuse 1 des Pressluftau@ Lbreztera steht auf dem Kälteaggregat
70, an dem die Steuereinrichtung 5 angeordnet ist (Fig. 1). An dem oberen Teil des
Gehäuse 1 befinden sich die Lufteinlass- und auslaseflansche 2,3.
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Der Lufteinlassflansch 2 ist mit dem Sammelkanal X, der Luftauslassflansch
3 mit dem Ringkanal 8 verbunden, der an der Wandung des Gehäuses 1 angeordnet ist
und in dem sich der Luft-Luft-Wärmeaustausoher lo befindet, dessen Ein- und Ausgänge
in Abschlussbleche 35,36 des Ringkanals 8 eingearbeitet sind und der aus lamellierten,
spiralförmig um den Ringkanal 63 gelegten Rohren 37 besteht. Unterhalb des Luft-Luft-Wärmeaustauschers
lo ist der ebenfalle aus lamellierten Rohren 47 bestehende Kälte-Luft-Wärmeaustauscher
20 ringförmig an der Wandung des Gehäuses 1 angeordnet und durch den Kältemittelvorlauf
71 und -rücklauf 72 mit dem Kälteaggregat 70 verbunden. Der Ringkanal 13 ist im
unteren Bereich des Gehäuse. 1 zu dem Sammelraum 14 erweitert, an dessen tiefster
Stelle sich der Kondensatabfluss 33 befindet. Der Sammelraum 14 ist durch Bohrungen
15 mit dem Ölfilter 30 verbunden, der aus Leitblechen 17 und Filtermaterial 31 besteht.
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Durch das z.B. aus einem in endlosem Strang gedrehten Metallgespinst
bestehende Filtermaterial 31 werden die in der Pressluft mitgeführten flüchtigen
karbonisierten Ölrückstände in Nebelform und Schmutzteilchen im Schwebezustand absorbiert.
Der Ölfilter 30 ist kreisringförmig ausgebildet und befindet wic.
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im unteren Teil des Gehäuses 1 zwischen dem Ringkanal 13 und dem in
der Mitte des Gehäuses 1 angeordneten Flüssigkeitssammelbehälter 16, der mit dem
Ölfilter 30 durch ringförmig angeordnete Bohrungen 18 verbunden ist und an der tiefsten
Stelle den Kondensatabfluss 19 enthält. Oberhalb des Flüssigkeitssammelbehälters
16 und mittig im Gehäuse 1 ist der Absorptionsfilter 40 mit dem Filterbett 42 und
eventuell zusätzlichen Einrichtungen zur mechanischen Vortrocknung angeordnet, der
nach unten durch Prallbleche 41 zum FlUssigkeitssammelbehElter 16 begrenzt ist.
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Am Ausgang des Äbsorptionsfilters 40 befinden sich Spezialfilter 50
mit den Filtereinsätzen 51,52,53 zur Ausscheidung von Kohlenwasserstoffen, zur Geruchsbeseitigung
und Luftsterilisation, die in den oberen Sammelraum 34 hineinragen. Dieser ist durch
Bohrungen 45 über den zwischen dem Äbsorptionsfilter So und Luft-Luft-Wärmeaustauscher
lo angeordneten Ringkanal 63 und an dessen Ende vorgesehenen Bohrungen 46 mit dem
Ring kanal 8 verbunden, in den der Druckluftaustauschflansch
3 mündet.
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Die von den Verbrauchern 82 kommende und in dem Kompressor 81 verdichtete
Pressluft (Fig.2) tritt am Flansch 2 des Gehäuses 1 mit einer Temperatur von maximal
40°C in den Luft-Luft-Wärmeaustauscher lo ein und wird in diesem im Gegenstrom mit
der bereits im Pressluftaufbereiter auf + 300 heruntergekühlte Luft in Temperaturaustausch
gebracht und auf ca.
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+ 1500 herabgekühlt. Eine weitere Kühlung der Luft auf +3°C erfolgt
in den Sälte-Luft-Wärmeaustauscher 20, wobei durch den Auswaschungseffekt gleichzeitig
Kondensat anfällt. Durch die Vorkühlung der Luft in dem BuSt-Luft-Wärmee 3tauscher
wird der Leistungebedarf des Kälteaggregats 70 verringert. Durch kontinuierlichen
Betrieb d Kälteaggregats 70 wird ausserdem ein konstanter Taupunkt garantiert. Nach
dem Passieren des Kälte-TuftoWärmeaustauschers 20 erfolgt die hochprozentige Befreiung
der Pressluft von Ölnebel im Ölfilter Do. Aus der einströmenden Druckluft werden
im Zuge der Expansion m unteren Teil des Filtergehäuees Ölbestandteile in flüssiger
Form, Kondensat und schwere Schmutzteilchen ausgefällt und tropfen in den für den
Kondensatablass 53 vorgesehenen Sammelraum 14 ab. Durch eine besondere Ausbildung
der Leitbleche wird die Druckluft in gleichmässigem Strom mit hohen linearen Strömung.-
Geschwindigkeiten
durch das Filterbett verteilt. Hier werden flüchtige Öle, Ölnebel und Uasserdampf
ebenso wie leichte, feste Restbestandteile an Schmutz durch den AuSpraR auf die
elastische Filterfläche gebunden und koaguliert bis sie durch Eigengewicht in das
darunter liegende Kondensatsammelbecken abtropfen.
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Die im Filter 30 ausgewaschene Druckluft ist bei Eintritt in den Flüssigkeitssammelbehälter
16 mehr als 95* ölfrei. Nach der Entölungsphase im Ölfilter 30 erfolgt eine weitere
Trocknungsphase in dem Absorptionstrockner 40, in dessen Filterbett 42 die Pressluft
mit speziellen Chemikalien in Berührung und nach dem Absorptionsprinzip auf einen
atmosphä2ischen Taupunkt von -32 0C gebracht wird. Danach wird die Luft durch nach
dem Kapillarprinzip arbeitenden Spezialfilter 50 geleitet. In dem Ölausscheider-Filtereinsatz
51 wird der Druckluft in zwei Stufen alle freie Flüssig keit und der etwa noch vorhandene
freie öleprühnebel entzogen. In der inneren Filterschicht aus z.B.
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feinstfaserigem Borsilikatglas sammelt sich Ol-und Wasser zu zusammenhängen
Flüssigkeitsmassen, die dann in den äusseren porösen Kunststoffsohaummantel gelangen.
Dort setzt sich das öl infolge der sehr grossen Porenoberfläche des Mantelmaterials
im unteren Ende des Einsatzes ab und fließt in die ruhigere Zone im unteren Ende
des Filtergehäuses. Ee wird von Zeit zu Zeit
duroh einen automatischen
Ablage ausgeschieden, wobei das öl unter keinen Umständen wieder in den Druckluftstrom
zurückgelangen kann. Die Filtereinsätze 52 zur Ausscheidung von Kohlenwasserstoffen
und Geruchs-Stoffen sind den obengenannten ähnlich aufgebaut. Sie enthalten eine
gleichmässige Filtermasses die aus Zellulose, Boreiliket, Mikrofaser und Aktivkohle
besteht und haben einen sehr hohen Pilt.rwirkungsgrad gegenüber Kleinstpartikeln,
sowie eine hohe Absorptionsfähigkeit gegenüber gasförmigen Kohlenwasserstoffen und
gegenüber Gerüchen. In den Filtereinsätzen 53 zur Buftsterilisation können virusgrosse
Partikel aus der Druckluft entfernt werden. Ihr Wirkungsgrad ist 50 gross, das man
mit ihrer Hilfe die Luft kalt sterilieieren" kann, indem man alle lehensfähigen
Keime entfernt. Dieser Vorteil wird insbesondere durch die Verwendung einer Mikrofasermembrane
erreicht, die sehr viele Schmutzteilchen zurückhalten kann. Bei entsprechender Werkstoffwahl
ist auch eine Sterilisation durch Dampf möglich. Nach der Entölung und Entkeimung
wird die Luft durch den oberen Sammelkanal 34 und den Ringkanal 63 in den Luft-Luft-Wärmeaustauscher
lo geleitet und in Temeperaturaustausch durch Gegenstrom mit der vom Kompressor
81 eintretenden Pressluft gebracht. Die Lufttemperatur wird von +3°C vor Eint@@@@
in den Luft-Luft-Wärmeastauscher auf
+15 0C bei Eintritt in das
Verbrauchernetz 80 gebracht.
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Dadurch wird die Temperaturdifferenz (+15°C)- zum atmosphärischen
Taupunkt (-320c) erhöht und erreicht, dass auch bei extremen Verhältnissen der erreichte
Taupunkt von -320C auf dem Wege zum Verbraucher nicht unterschritten wird. Diese
Aufbereitungsstufen können jeweils nach gefordertem Aufbereitungsgrad der.Pressluft
gesamt und speziell kombiniert zum Einsatz kommen. So ist z.B. mittels Beipasskanälen
98-98 und Mehrwegeventilen 24,25,26,27,28,32,38,43 @@@,die über Steuerleitungen
9 durch das Stellwert 6 der Steuereinrichtung 5 geschaltet werden können, eine wshlweise
Anpassung an die Betriebsbedingungen möglich (Fig.2). Dabei kann das Steuerwerk
7 manuell durch Wählschalter 5a oder nach einem bestimmten Programm geeteuert werden.
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- Patentansprüche -