DE2348572A1

DE2348572A1 - AFTERCOOLER

Info

Publication number: DE2348572A1
Application number: DE19732348572
Authority: DE
Inventors: Monte R Blodgett; David S Brown; Lawrence H Brown; Joseph A Hitchiner
Original assignee: EDGCOMB STEEL CO
Current assignee: EDGCOMB STEEL CO
Priority date: 1972-10-27
Filing date: 1973-09-27
Publication date: 1974-05-09
Also published as: IT996886B; CA975751A; US3841064A; DE2348572C2

Description

PATENTANWALT Dl P L.-I NG. KARRY ROFVt:PATENT Attorney Dl P L.-I NG. KARRY ROFVt:

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25. September 1973 R/krSeptember 25, 1973 R / kr

Edgcomb Steel Company

Philadelphia/Pennsylvania 19114 U.S.A. Philadelphia / Pennsylvania 19114 USA

Aftercooler

Priorität der USA-Patentanmeldung Nr. 301 vom 27. Oktober 1972.Priority to U.S. Patent Application No. 301, dated October 27, 1972.

Die Erfindung betrifft Nachkühler zur Verwendung zwischen dem Kompressor und dem Druckluftbehä'lter in einer Druckluftzuleitung Ein solcher Nachkühler kühlt die vom Kompressor kommende Luft ab und filtert das Wasser und andere Verunreinigungen aus und wirft diese dann automatisch aus.The invention relates to aftercoolers for use between the compressor and the compressed air tank in a compressed air supply line Such an aftercooler cools the air coming from the compressor and filters out the water and other impurities then ejects them automatically.

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Stand der Technik für Nachkühler dieser Art ist die USA-Patentschrift 3 516 231. Nach dieser Patentschrift sind außenliegende Ventilelemente vorgesehen einerseits zum Auslassen von Verunreinigungen und andererseits zur Verhinderung des Rückflusses von Luft aus dem Luftbehälter. Mit derartigen Ventileinrichtungen sind verschiedene Nachteile verbunden. Einmal ist das Kondensatauslaßventil, obgleich es mit dem Bodensammler verbunden ist, nichtsdestoweniger in der Mittelluft angebracht. Bei Anwendung in außerhalb von Gebäuden liegenden Systemen, wie sie beispielsweise in Lastwagen vorhanden sind, können derartige Ventilsysteme bei kaltem Wetter einfrieren. Da sich außerdem beide Ventile im Abstand von dem Hauptkörper des Nachkühlers befinden, besteht die Gefahr, daß unerfahrene Personen die Ventileinstellung verändern, so daß dann die richtige und gewünschte Funktion der Ventile nicht mehr gewährleistet ist.The state of the art for aftercoolers of this type is the USA patent 3,516,231. According to this patent, external Valve elements provided on the one hand to let out impurities and on the other hand to prevent the backflow of Air from the air tank. With such valve devices are various disadvantages associated. First, the condensate discharge valve, while connected to the bottom header, is nonetheless placed in the middle air. When used in systems outside of buildings, such as those in In the presence of trucks, such valve systems can freeze in cold weather. In addition, since both valves are at a distance of the main body of the aftercooler, there is a risk that inexperienced persons change the valve setting, so that then the correct and desired function of the valves is no longer guaranteed.

Durch die Erfindung ist ein Mittel gefunden worden, um diese Probleme zu vermeiden, indem ein Einheitssystem geschaffen wird, das einen die Grundlage bildenden Nachkühlerkörper und eine* Wärmeverteilungseinrichtung mit einem oberen Sammler umfaßt, mit einem integral eingebauten, vertikal montierten Rückschlagventil in der zum Luftbehälter, führenden Leitung, und mit einem Bodensammler, in welchem ein integrales, horizontal montiertes Kondensatauslaßventil vorgesehen ist, das durch dünne Wände mit der erhitzten Einlaßkammer, die vom Kompressor aus gespeist wird, in Verbindung steht.By means of the invention a means has been found to avoid these problems by providing a unit system, which comprises an aftercooler body forming the basis and a heat distribution device with an upper collector, with an integrally built, vertically mounted check valve in the line leading to the air tank, and with a Bottom collector, in which an integral, horizontally mounted condensate outlet valve is provided, which through thin walls with the heated inlet chamber fed by the compressor.

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Durch die Erfindung wird außerdem eine neuartige Heißluft-Umwälz- j einrichtung geschaffen in Form einer Platte, die eine Vielzahl
von Durchtrittsöffnungen aufweist, die mit dem Zwischenraum
zwischen der Bohrung des Körpers und der Zwischenwand in Ver- ! bindung stehen. Außerdem ist die Bohrung neu gestaltet und von
Ihrem stromaufwärtsliegenden Ende in Richtung auf Ihre Mitte
nach innen konisch und sodann von der Mitte aus in Richtung auf das stromabwa'rtsl iegende Ende nach außen verlaufend gestaltet
worden, so daß ein Venturi-Effekt auf die Luft, die in dem Zwischen· raum zwischen der Bohrung und der Zwischenwand fließt, ausgeübt wird.The invention also creates a new type of hot air circulation device in the form of a plate which has a plurality
of passage openings, which with the space
between the bore of the body and the partition wall! commitment. In addition, the hole has been redesigned and from
Your upstream end toward your center
conical inward and then running outward from the center in the direction of the downstream end
so that a Venturi effect is exerted on the air flowing in the space between the bore and the partition.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe ist also die Schaffung eines verbesserten Nachkühlers, der einen besseren Wirkungsgrad und eine geringere Anfälligkeit auf Betriebsstörungen hat, veriglichen mit den bisher bekannten Nachkühlern. Gleichzeitig soll die Gefahr eines Einfrierens des Kondensatablaßventils in einem solchen Nachkühler vermieden werden.The object on which the invention is based is therefore to create an improved aftercooler which is more efficient and has a lower susceptibility to malfunctions, compared to the previously known aftercoolers. At the same time should the risk of the condensate drain valve freezing in such an aftercooler can be avoided.

biese und weitere Aufgaben sowie Merkmale der Erfindung ergeben Sich aus der folgenden Beschreibung des 1n der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels.These and other objects and features of the invention result From the following description of the 1n of the drawing illustrated Embodiment.

figur 1 ist eine Draufsicht auf einen Nachkühler, der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist.Figure 1 is a top plan view of an aftercooler, which is a preferred one Embodiment of the invention is.

409819/0?R Π409819/0? R Π

I Figur 2 ist ein Schnitt entlang der in Figur 1 eingetragenen 'Schnittlinie 2-2.I FIG. 2 is a section along the line shown in FIG 'Section line 2-2.

Figur 3 ist ein etwas vergrößerter, teilweise weggebrochener Schnitt eines Teils des Nachkühlers entsprechend der in Figur 2 eingetragenen Schnittlinie 3-3.FIG. 3 is a somewhat enlarged, partially broken away section of a portion of the aftercooler corresponding to that in FIG registered section line 3-3.

Es sind zwar bestimmte Ausführungsformen der Erfindung zwecks Darstellung in der Zeichnung ausgewählt worden, und die folgende Beschreibung bezieht sich mit bestimmten Beschreibungsausdrücken lauf diese dargestellten Formen, jedoch soll diese BeschreibungWhile certain embodiments of the invention have been selected for illustration in the drawings, and the following Description refers to certain descriptive terms along these illustrated forms, but this description is intended

!keineswegs den Erfindungsgedanken beschränken, weil sich dieser! in no way limit the idea of the invention, because this

lausschliesslich aus den nachfolgenden Patentansprüchen ergibt.l results exclusively from the following claims.

Der grundsätzliche Aufbau und die Funktion der erfindungsge-Imässen Vorrichtung ist ähnlich denjenigen, was in der USA-Patentischrift 3 516 231 beschrieben und dargestellt ist, und zwecks !Vereinfachung des Verständnisses sowohl des Standes der Technik als auch der vorliegenden Erfindung wird die Offenbarung in dieser älteren Patentschrift durch entsprechende Bezugnahme mit in die Beschreibung der Erfindung einbezogen. Die Erfindung wird in diesem Zusammenhang nur in denjenigen! Umfang beschrieben, der jnötig ist, um die Verbesserung zu verstehen, die gegenüber der Konstruktion nach dieser älteren USA-Patentschrift erzielt wird. In der USA-Patentschrift 3 516 231 wird ein typischer Nachkühler zum Kühlen und Reinigen von Luft beschrieben, welcher NachkühlerThe basic structure and function of the erfindungsge-Imässen The device is similar to what is described in the United States patent 3,516,231, and for the purpose of facilitating understanding of both the prior art as well as the present invention, the disclosure in this earlier patent specification is incorporated by reference included in the description of the invention. The invention is only used in this context in those! Scope described, the it is necessary to understand the improvement made over the construction of this prior U.S. patent. U.S. Patent 3,516,231 describes a typical aftercooler for cooling and purifying air, which is the aftercooler

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2 3 A S 5 7 2 j -5- i2 3 A S 5 7 2 j -5- i

ein Gehäuse mit einem Einlaß und mit einem Auslaß und dazwischen-!a housing with an inlet and an outlet and in between-!

liegende Mittel zur Kühlung der Luft, die vom Einlaß zum Auslaß fließt, umfaßt. Das Gehäuse hat angrenzend an den Einlaß und an den Auslaß einen Bodensammler bezw. einen Kopfsammler. |lying means for cooling the air flowing from the inlet to the outlet flows, includes. The housing has a bottom collector respectively adjacent to the inlet and the outlet. a head collector. |

According to the invention is the soil collector, the total with

10 (Figur 2) bezeichnet ist,.umgestaltet worden derart, daß er einen trichterförmigen, von Hindernissen freien Hohlraum 12 zum Sammeln des heißen Kondensats und der Verunreinigungen \ bildet. Die Luft tritt in diesen trichterförmigen Hohlraum 12 durch den ovalgeformten Eintrittskanal 16 ein, der in der weggeschnittenen Darstellung nach Figur 3 sichtbar ist. Dieser | ovalgeformte Kanal bestimmt den Eintritt des Kanals 18, der j in Strömungsverbindung mit der Leitung 20 steht, welche durch10 (Figure 2) is referred to, has been .umgestaltet such that it forms a funnel-shaped, free of obstacles cavity 12 for collecting the hot condensate and impurities \. The air enters this funnel-shaped cavity 12 through the oval-shaped inlet channel 16, which is visible in the cut-away representation according to FIG. This | oval-shaped channel determines the entry of the channel 18, which j is in flow communication with the line 20, which through

Any suitable means with the (not shown) Compressor is connected.

Es ist ein zweiter Kanal 22 vorgesehen, der horizontal im Sammler 10 verläuft und eine Mehrzahl von Schultern und Gewindeabschnitten aufweist. Dieser Kanal nimmt den Kondensatauslaßventil-Mechanismus iauf, der deutlich dargestellt ist und der dem in den Figuren 2 ^!und 3 der USA-Patentschrift 3 516 231 dargestellten Ventil- i jmechanismus entspricht. Dieser Kanal 22 ist über irgendwelche ge- j !eigneten Einrichtungen mit einer Leitung 24 verbunden, die mit j einem (nicht dargestellten) Regler verbunden ist und dem Kolben 261A second channel 22 is provided which runs horizontally in the collector 10 and has a plurality of shoulders and threaded sections. This channel accommodates the condensate outlet valve mechanism which is clearly shown and which is similar to that shown in FIGS ^. and Figure 3 corresponds to the valve mechanism shown in U.S. Patent 3,516,231. This channel 22 is connected via any suitable device to a line 24 which is connected to a regulator (not shown) and the piston 261

ι Lufteingangssignale übermittelt, um hierdurch das öffnen und jι Air inlet signals transmitted to thereby open and j

i ιi ι

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■ ·■ ·

-6--6-

Schliessen des Ventils 28 zu steuern. Der Kanal 22 steht außerdem mit der Spitze der konisch geformten Kammer 12 über eine in den Figuren 2 und 3 gezeigte Öffnung 30 in Verbindung. Auf diese Weise fHessen das Kondensat und die Verunreinigungen infolge der Schwerkraftwirkung an den schrägverlaufenden Seiten der · Kammer 12 nach unten und durch die öffnung 30 in den Kanal 22, von dem aus sie periodisch bei öffnen des Ventils 28 abgelassen und durch die öffnung 32 und durch die Auslaßleitung 34 abgeleitet werden.To control the closing of the valve 28. The channel 22 is also with the tip of the conically shaped chamber 12 via a Opening 30 shown in Figures 2 and 3 in connection. In this way, the condensate and the impurities disappear as a result the effect of gravity on the inclined sides of the chamber 12 downwards and through the opening 30 into the channel 22, from which it is periodically drained when the valve 28 is opened and discharged through the opening 32 and through the outlet line 34 will.

Die Anordnung des Ventilmechanismus in dem Sammler gewährleistet eine gründliche Wärmeübertragung zwischen der ankommenden, heißen, komprimierten Luft und dem Ventil, und zwar durch eineThe arrangement of the valve mechanism in the collector ensures thorough heat transfer between the incoming, hot, compressed air and the valve, through a

in dem Sammler, einstückig mit diesem, angebrachte Wand, die ι
■ in unmittelbarer, wärmeübertragender Verbindung mit der Aus-in the collector, integral with this, attached wall, the ι
■ in direct, heat-transferring connection with the outlet

: sparung 12 und mit dem Kanal 18 steht. Nur diese dünne Wand trennt . I: savings 12 and with the channel 18 stands. Only this thin wall separates . I.

die Kammer 12 von dem Kanal 22, und diese Wand leitet und ver-the chamber 12 from the channel 22, and this wall guides and

j teilt die Wärme, so daß ein Einfrieren des Ventils vermieden wird. Außerdem ist das Ventil, wie auch die Auslaßleitung 34, immer in der richtigen Lage, so daß Fehler bei der Wartung infolge mangelnder Vertrautheit mit der Einrichtung vermieden werden. j divides the heat so that the valve is prevented from freezing. In addition, the valve, as well as the outlet line 34, is always in the correct position, so that errors in maintenance due to a lack of familiarity with the device are avoided.

Die in die Kammer 12 eintretende heiße Luft strömt nach oben um die zylindrische Prallplatte 36, wie dies allgemein bei Vorrichtungen der hie»· betroffenen Art bekannt ist, und verteilt ihre Wärme über die Oberfläche, die durch die Bohrung 14 und durch die äußeren Rippen 38 gebildet wird. Um diesen Vorgang zu unterstützen),The hot air entering the chamber 12 flows upwardly around the cylindrical baffle 36, as is common with devices of the species concerned is known and distributes its Heat from the surface created by bore 14 and outer ribs 38. To aid this process),

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ist nach der Erfindung eine Platte 40 vorgesehen, die ringförmig gestaltet ist und eine Vielzahl von öffnungen 42 aufweist, dieAccording to the invention, a plate 40 is provided which is annular in shape and has a plurality of openings 42 which

mit der inneren Kammer der Prallplatte 36 in Verbindung stehen,communicate with the inner chamber of the baffle plate 36,

■Ein Bolzen 44 ist, durch die Prallplatte hindurchgehend, in ,eine Gewindebohrung in der Mitte der Platte 40 eingeschraubt.A bolt 44 is in, passing through the baffle plate , screwed a threaded hole in the center of the plate 40.

!Ein Abstandshalter 46 auf dem Bolzen 44 innerhalb der Prallplatte hält die Prallplatte und die Platte 40 in festem gegenseitigem Abstand voneinander. Hierdurch wird die Notwendigkeit! A spacer 46 on the bolt 44 inside the baffle plate holds the baffle plate and the plate 40 at a fixed mutual distance from one another. This creates the need

! ■! ■

ieiner Nabe, wie sie bei der USA-Patentschrift 3 516 231 vorge-a hub as described in US Pat. No. 3,516,231.

!sehen sein muß, vermieden.must be seen, avoided.

There is one spaced inward from the edge of the plate

!Vielzahl von kleinen Löchern 48 (Figur 3) in ringförmiger 'Anordnung, die zu dem Zwischenraum zwischen den Aussenwänden der zylindrischen Prallplatte 36 und der Bohrung 14 offen sind. Diese Anordnung dient dazu, die Filterwirkung der Vorrichtung zu! Multitude of small holes 48 (Figure 3) in an annular 'Arrangement which are open to the space between the outer walls of the cylindrical baffle plate 36 and the bore 14. These Arrangement serves to increase the filtering effect of the device

■unterstützen.■ support.

Oberhalb der Platte 40 verlaufen die Wände tier Bohrung 14 von der Platte aus in Richtung auf die Längsmitte der Bohrung, die in Figur 2 insgesamt mit "C" bezeichnet ist, konisch nach innen. Von dieser Mitte aus verlaufen die Wände konisch nach außen in \ (Richtung auf das obere Ende 50. Durch diese konische Gestaltung jAbove the plate 40, the walls of the bore 14 extend conically inward from the plate in the direction of the longitudinal center of the bore, which is designated as a whole by "C" in FIG. From this center of the walls extend conically outward in \ (toward the upper end 50. With this conical configuration j

|wird eine der Wirkung einer Venturi-DUse ähnliche Wirkung erzielt, j i i| an effect similar to that of a Venturi-DUse is achieved, j i i

welche die Wärmeverteilung und die Fließmittelbewegung unterstützt.!which supports the heat distribution and the flow of fluid.!

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Sämtliche vorstehend beschriebenen Verbesserungen ergaben einzeln; und gemeinsam eine verbesserte Wirksamkeit des Betriebs der Vor- \ richtung.All of the improvements described above resulted individually; and common direction improved efficiency of operation of the pre \.

Die Vorrichtung ist gegenüber der in der älteren Patentschrift ! ! beschriebenen Konstruktion noch weiter abgewandelt worden durch j das Vorsehen eines neuen, insgesamt mit 60 bezeichneten Kopf- ; Sammlers, der einen mittig angeordneten Auslaßkanal 62 aufweist, welcher mit einer vergrößerten Kammer 64 versehen ist, in derThe device is opposite to that in the earlier patent! ! described construction has been further modified by j the provision of a new head, generally designated 60; Collector, which has a centrally arranged outlet channel 62, which is provided with an enlarged chamber 64 in which

ein Rückschlagventil 66 angebracht ist. Die Kammer 64 steht mit ! einem Kanal 68 in einer Kappe 70 in Verbindung. In die Kappe 70 ist eine Leitung 72 eingeschraubt, die mit dem Kanal 68 verbunden; ! ist und zu dem Vorratstank des Druckmittelsystems führt. Die ja check valve 66 is attached. The chamber 64 stands with ! a channel 68 in a cap 70 in connection. In the cap 70 a conduit 72 is screwed in, which connects to the channel 68; ! is and leads to the storage tank of the pressure medium system. The j

Placing the check valve in this way avoids'

Ratearbeit bei seiner Installation, setzt die Größe der Einheit • bezüglich ihrer Gesamtbreite gegenüber dem Stande der Technik 'Advice on its installation, sets the size of the unit • in terms of its overall width compared to the state of the art '

herab und, was ganz besonders wichtig ist, schaltet einen Ver- ; schleiß aus und gewährleistet infolge der genau vertikalen Wirkung des Ventils ein genaues Funktionieren. Das beweglichedown and, what is particularly important, switch a connection; wear out and guaranteed due to the exactly vertical Effect of the valve is accurate functioning. The movable one

When closing, valve element 66 works with the usual:

konischen Ventilsitz, wie dargestellt, zusammen, der in den Wand-jconical valve seat, as shown, together in the wall-j

ι flächen der Aussparung 64 vorgesehen ist. Ein Verspannen des Ventils wird durch seine vertikale Lagerung und durch die Führungsrippen 80 verhindert, die an den Wandflächen der Aussparung anliegen, und infolgedessen verschleißt und sitzt das Ventil gleichmässig. Die Feder 82 drückt das bewegliche Ventilteil :ι surfaces of the recess 64 is provided. Tensioning of the valve is prevented by its vertical mounting and by the guide ribs 80, which rest against the wall surfaces of the recess, and as a result the valve wears and sits evenly. The spring 82 pushes the movable valve part:

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in Richtung auf seinen Sitz, so daß dieses Ventil den Auslaß von jtowards its seat so that this valve closes the outlet of j

Air is allowed out of the housing, but backflow is prevented. |

■ - ■■ - ■

Der Sammler 60 hat auch einen Kanal 74, der mit einer Leitung 76
in Verbindung steht, die ihrerseits an ein (nicht dargestelltes,The collector 60 also has a channel 74, which is connected to a line 76
which is in turn connected to a (not shown,

aber allgemein bekanntes) Sicherheitsventil angeschlossen ist. jbut well-known) safety valve is connected. j

It should be noted that the most varied of modifications:

bezüglich der Einzelheiten, Werkstoffe und Anordnung von Teilen jthe details, materials and arrangement of parts j

gegenüber demjenigen, was beschrieben und dargestellt wurde, \ compared to what has been described and represented, \

um die Erfindung zu erläutern, vom Durchschnittsfachmann vorge- ;in order to explain the invention, the average person skilled in the art;

nommen werden können, ohne daß dabei der in den Patentansprüchen ,'can be assumed without the claim in the claims, '

gekennzeichnete Erfindungsgedanke verlassen wird. |characterized inventive idea is left. |

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Claims

1.! Aftercooler for cooling and cleaning compressed air, j

with a housing provided with an inlet and an outlet, in which means for cooling the from inlet to outlet
flowing air are provided, characterized by a ·; collector (10) provided adjacent the inlet and having a cavity (12) in communication with the inlet

and an inlet channel (16) which is connected to a compressed air wave via a first channel (18) in the collector (10) is in communication, the collector (10) having a ';

j second channel (22) with an outlet valve (28) which; the outlet of pressure medium from the second channel enables i and the collector allows a connection with this second channel j standing channel (32), which allows the outflow of!

Liquid from the cavity (12) into the second channel:

possible and this valve completely within the body;

attached to the collector and from the first-mentioned channel through j

a wall surface integrally attached in the collector separated ·! is in direct heat transfer relationship with the primary channel

and to the cavity. i

2. Aftercooler according to claim 1, characterized in that

between the collector (10) and the housing a perforated |

I plate (40) is provided. I.

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3. Aftercooler according to claim 2, characterized in that the Housing contains a cylindrical baffle plate (36) spaced from the inner wall of the housing, which has a bore Form, is attached, wherein the openings (48) in the plate (40) are annularly attached that a Flow connection between the cavity (12) and the space between the baffle plate (36) and the bore forming palms is made.

4. Aftercooler according to claim 3, characterized in that the baffle plate (36) is firmly connected to the plate (40).

5. Aftercooler according to claim 1, characterized in that a cylindrical baffle plate (36) within the housing at a distance from the wall surfaces of this housing, which form a bore, is attached and these wall surfaces from Inlet towards the longitudinal centerline of the bore conically inwards and then towards the outlet of the Housing tapered outwards.

6. aftercooler according to claim 1, characterized in that adjacent to the outlet of the housing a second collector (60) 1st, which has a chamber (64) and a check valve (66) within that chamber, around the outlet to allow air from outlet (62) and prevent backflow.

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2343572!

7. aftercooler according to claim 6, characterized in that the

Check valve (66) has a seat in the chamber , (64) is provided, while the movable valve part of the check valve (66) has a plurality of guide devices (80) that encircles the chamber (64) Abut wall surfaces and thus the movable valve element

'< in the direction up and in the direction away opposite the valve seat ^! to lead.

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