DE2522764A1 - SOUND-INSULATED MECHANICAL OIL SEPARATOR, IN PARTICULAR FOR COMPRESSOR COOLING DEVICES - Google Patents
SOUND-INSULATED MECHANICAL OIL SEPARATOR, IN PARTICULAR FOR COMPRESSOR COOLING DEVICESInfo
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Description
Diosgyöri Gepgyär
Miskolc^-Diosgyörvasgy ar/UngarnDiosgyöri Gepgyar
Miskolc ^ -Diosgyörvasgy ar / Hungary
Schallgedäitipfter mechanischer Ölabscheider, insbesondere für KompressorkühlvorrichtungenSound-damped mechanical oil separator, in particular for compressor cooling devices
Die Erfindung betrifft einen schallgedämpften mechanischen ölabscheider, insbesondere für Kompressorkühlvorrichtungen, in denen ein Kühlmittel im Kreislauf geführt wird, welches Öl nicht oder nur in beschränktem Maße löst.The invention relates to a soundproofed mechanical oil separator, in particular for compressor cooling devices, in which a coolant is circulated which does not dissolve oil or dissolves it only to a limited extent.
Es sind bereits Abscheider bekannt, die in den Dämpfen des Kühlmediums befindliche öltropfen auf mechanischem Wege abscheiden. Das Abscheiden des Öles ist deshalb erforderlich, weil der Kolbenkompressor der Kühlvorrichtung ständig gewisse Ölmengen über die DruckleitungThere are already known separators that mechanically remove oil droplets in the vapors of the cooling medium Separate paths. The separation of the oil is necessary because the piston compressor of the cooling device constantly certain amounts of oil via the pressure line
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zuführt und dieses öl von den Dämpfen des Kühlmediums in die weiteren Rohrleitungen und in den Apparat verschleppt wird. Dies ist nachteilhaft, weil einerseits dadurch die Ölmenge im Kurbelhaus des Kompressors vermindert und zum anderen der Kühlkreislauf durch das Öl beeinflußt wird. So kühlen sich die Dämpfe beim Durchlaufen der Druckleitung und eventuell auch des Nachkühlers unter den Taupunkt des Öles ab, wodurch sich in diesem Falle das Öl aus den Dämpfen abscheidet. Die dieses öl aus den Dämpfen entfernenden Abscheider müssen in der Nähe des mit komprimiertem Gas zu versorgenden Apparates angebracht werden.and this oil from the vapors of the cooling medium is carried away into the other pipelines and into the apparatus. This is disadvantageous because on the one hand this reduces the amount of oil in the crankcase of the compressor and, on the other hand, the cooling circuit through the oil being affected. In this way, the vapors cool down as they pass through the pressure line and possibly also through the aftercooler below the dew point of the oil, which in this case separates the oil from the vapors. That this oil Separators that remove the vapors must be in the vicinity of the apparatus to be supplied with compressed gas be attached.
Die Funktion derartiger Ölabscheider beruht auf der Trägheit oder der Zentrifugalkraft, oder aber auf einer starken Verminderung der Geschwindigkeit des Dampfes. Da die Abscheidung des Öles aus den Dämpfen des Kühlmediums bei niedrigen Temperaturen intensiver vor sich geht, umgibt man die Abscheider manchmal zum Zwecke der Kühlung mit einem Wassermantel, vorzugsweise dort, wo der Abscheider unmittlbar an den Kompressor angrenzt. Derartige Ölabscheider haben einen Wirkungsgrad von 60 - 70%.The function of such oil separators is based on inertia or centrifugal force, or a strong reduction in the speed of the steam. Because the deposition of the oil from the vapors of the cooling medium goes on more intensively at low temperatures, one surrounds the Separator sometimes for the purpose of cooling with a water jacket, preferably where the separator is immediately adjacent to the compressor. Such oil separators have an efficiency of 60-70%.
Bekannt sind ferner ölabscheider, deren Funktion auf einer starken Verminderung der Geschwindigkeit der Dämpfe, der Filtrierung und einer anschließenden Erwärmung des ausgeschiedenen Öles beruht. Derartige Abscheider sind zylindrisch ausgebildet und haben am unteren Ende des Zylinders einen Rohrstutzen, durch den das Gemisch aus Kühlmedium und Öl einströmt. Das Gemisch umströmt einen.in der Vorrichtung angebrachten Behälter, erwärmt diesen und gelangt dann in den oberen Teil der Vorrichtung, Dort sinkt seine Geschwin-Also known are oil separators whose function is based on a strong reduction in the speed of the vapors, the filtration and subsequent heating of the excreted Oil is based. Such separators are cylindrical and have a at the lower end of the cylinder Pipe socket through which the mixture of cooling medium and oil flows in. The mixture flows around one in the device attached container, heats it and then reaches the upper part of the device, where its speed drops
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digkeit stark ab, Dadurch scheidet sich ein Teil der Öltropfen dem Gesetze der Schwerkraft entsprechend bereits ab,Während der Dampf die Filterschicht durchströmt, nimmt die Abscheidung ihren Fortgang. Die Dämpfe des Kühlmediums werden im oberen Teil des zylinderförmigen Mantels abgeführt. Das abgeschiedene Öl gelangt durch die auf dem inneren Behälter angebrachte perforierte Platte hindurch in den Behälter hinein. In diesem Behälter ist ein Schwimmer angebracht, der die Entleerung des Öles regelt. In dem Behälter wird ferner das öl erwärmt, welches zur Entfernung von in dem Öl zurückgebliebenen Kühlmediumspuren notwendig ist. Das öl wird in diesem Falle in das Kurbelgehäuse zurückgeführt. Im Öl zurückgebliebenes Kühlmedium würde ein für die Funktion des Kompressors schädliches Aufschäumen hervorrufen.This means that some of the oil droplets are already separating in accordance with the law of gravity As the steam flows through the filter layer, it increases the deposition continues. The vapors of the cooling medium are discharged in the upper part of the cylindrical jacket. The separated oil passes through the perforated plate on the inner container into the container. A float is installed in this container, which regulates the emptying of the oil. By doing The oil is also heated in the container, which is used to remove traces of cooling medium remaining in the oil necessary is. In this case, the oil is returned to the crankcase. Cooling medium left in the oil would cause foaming that is detrimental to the functioning of the compressor.
Ziel der Erfindung ist es, das Kompressorgeräusch zu vermindern und gleichzeitig aus den ölhaltigen Dämpfen des Kühlmediums das Öl in höchstmöglichem Maße abzuscheiden und auf diese Weise die Lebensdauer des Kompressors zu verlängern und den Wärmeübergang im System zu verbessern.The aim of the invention is to reduce the compressor noise and at the same time to separate the oil as much as possible from the oil-containing vapors of the cooling medium and in this way to extend the service life of the compressor and to improve the heat transfer in the system.
Dieses Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der ölabscheider wenigstens drei kegelförmige, in seinem zylindrischen Mantel koaxial übereinander angeordnete Leitplatten hat, wobei hinter der im Sinne der Strömungsrichtung des Mediums letzten Leitplatte eine vorzugsweise als Raschig-Ring-Füllung ausgebildete Filterschicht angeordnet ist, und daß auf dem die Leitplatten und die Filterschicht umgebenden Abschnitt des zylindrischen Mantels ein Kühlmantel angeordnet ist und der Bodenteil der Vorrichtung als der Erwärmung des ausgeschiedenen Öles dienender Wärmeaustauscher ausgebildet ist.This aim is achieved according to the invention in that the oil separator has at least three conical ones arranged coaxially one above the other in its cylindrical jacket Has guide plates, one preferably behind the last guide plate in terms of the direction of flow of the medium arranged as a Raschig ring filling filter layer and that on the portion of the cylindrical jacket surrounding the guide plates and the filter layer Cooling jacket is arranged and the bottom part of the device as the heating of the separated oil serving heat exchanger is trained.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, da3 die Vereinigung bestimmter bekannter Abscheidemethoden in einer Vorrichtung ein nicht vorhersehbares, über*- raschendes Ergebnis erbringt und daß außerdem in der Vorrichtung noch zusätzlich eine Expansionsdämpfungstrommel ausgebildet werden kann. Auf diese Weise kann der Pegel der Geräusche, die durch den pulsierenden Druck in der Druckleitung verursacht werden, auf einen Wert unterhalb der das Gehör schädigenden Grenze (N 80) vermindert und gleichzeitig der Wirkungsgrad der Ölabscheidung um 15 - 20% gesteigert werden.The invention is based on the knowledge that the combination of certain known deposition methods in a device an unforeseeable, over * - gives a surprising result and that, in addition, an expansion damping drum in the device can be trained. In this way, the level of the noise caused by the pulsating Pressure in the pressure line can be caused to a value below the hearing damaging limit (N 80) and at the same time the efficiency of the oil separation can be increased by 15-20%.
Das oben erwähnte Ziel kann auf zweierlei Weise erreicht werden: Einmal kann man den Eingang des ölabscheiders als dimensioniertes akustisches Filter ausbilden und dadurch die geräuschmindernde Wirkung einer Zweikammer-Dämpfung strommel erreichen. Zum anderen kann man die Dämpfe unter mehrfachem Zwangsrichtungswechsel durch mit Raschig-Ringen gefüllte oder sonstige keramische Filter hindurchleiten und den Außenmantel des Ölabscheiders kühlen, um auf diese Weise die Abscheidung des Öles zu erreichen. Die Kühlung des Außenmantels geschieht vorzugsweise mit flüssigem Ammoniak oder mit Kühlwasser.The above goal can be achieved in two ways: First, you can open the entrance of the oil separator train as a dimensioned acoustic filter and thereby the noise-reducing effect of a two-chamber damping reach drum. On the other hand, the vapors can be forced through by changing the direction several times Pass through filters filled with Raschig rings or other ceramic filters and the outer jacket of the oil separator cool in order to achieve the separation of the oil in this way. The outer jacket is preferably cooled with liquid ammonia or with cooling water.
Durch die erfindungsgemäße Lösung werden nicht nur die bereits bekannten Abscheidemethoden in einfacher Weise vereinigt - und zwar innerhalb einer einzigen Vorrichtung -, sondern auch in vorteilhafter Weise kombiniert, wobei die einzelnen Prinzipien auch mehrmals nacheinander angewendet werden können.The inventive solution not only already known separation methods combined in a simple manner - within a single device -, but also combined in an advantageous manner, the individual principles also being applied several times in succession can be.
Als Beispiel dafür sei die mehrfache Ausnutzung der Trägheit erwähnt (außer dem Prallprozeß wird noch zweimal eineAs an example of this, the multiple use of inertia should be mentioned (apart from the impact process, one more
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Richtungsänderung um 180 hervorgerufen, und bei diesen Richtungsänderungen wird die Trägheit des Öles aufs Neue genutzt), Bei Kühlung mittels Einsprühen von Kühlmedium ist nicht nur die Kühlung intensiver, sondern es kann auch an Stellen gekühlt werden, die der Wasserkühlung nicht zugänglich sind.Change of direction caused by 180, and with these Changes in direction, the inertia of the oil is used again), with cooling by spraying in cooling medium Not only is the cooling more intensive, but it can also be cooled in places that are water-cooled are not accessible.
Durch den Einbau einer schalldämpfenden Kammer können die für das menschliche Gehör schädlichen Geräusche ausgefiltert werden.Noise harmful to human hearing can be filtered out by installing a sound-absorbing chamber will.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen für eine bevorzugte Ausführungsform näher erläutert. Es zeigt:The invention is explained in more detail with reference to the drawings for a preferred embodiment. It shows:
Fig. 1 einen Längsschnitt des erfindungsgemäßen schallgedämpften Ölabscheiders, undFig. 1 is a longitudinal section of the silenced according to the invention Oil separator, and
Fig. 2 eine Draufsicht auf die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung. FIG. 2 is a plan view of the device shown in FIG. 1.
An dem zylindrischen Mantel 1 ist ein Deckel 2 befestigt, an den sich in seiner Symmetrielinie ein Exnleitungsstutzen anschließt. Ferner ist eine durch Scheiben 4 und 5 begrenzte schalldämpfende Kammer 6 zur Aufnahme des durch den Einleitungsstutzen 3 einströmenden Kühlmediumdampfes ausgebildet. Am tiefsten Punkt der Scheiben 4 und 5 sind zweckmäßig kleine Bohrungen angebracht.A cover 2 is attached to the cylindrical jacket 1, on which an Exnleitungsstutzen is in its symmetry line connects. Furthermore, there is a sound-absorbing chamber 6 delimited by disks 4 and 5 for receiving the through-feed nozzle 3 inflowing cooling medium vapor formed. At the lowest point of the disks 4 and 5 are appropriate small holes attached.
Unter der Scheibe 5 sind wenigstens drei kegelförmige Leitplatten 7,8,9 - ihre Anzahl hängt von Menge und Temperatur der aus dem Kompressor austretenden Kühlmitteldämpfe ab - an einem Rohr 10 befestigt. Die Leitplatte 9 schließt sich unmittelbar an das Rohr 10 an, in dessen durch perforierte Platten 12 und 13 umgrenzten Raum sich eine zweck-Under the disc 5 are at least three conical guide plates 7,8,9 - their number depends on the amount and Temperature of the coolant vapors emerging from the compressor - attached to a pipe 10. The guide plate 9 directly adjoins the pipe 10, in the space of which, bounded by perforated plates 12 and 13, there is a functional
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mäßig als Raschig-Ring-Füllung ausgebildete Filtereinlage 14 und ein in der Mittellinie dieser Filter-- moderately designed as a Raschig ring filling and a filter insert 14 in the center line of this filter--
i> befindi> located
en. Deren. Of the
extungsstutzenextension nozzle
Ableitungsstutzen 15 ist auf die perforierten Platten und 13 aufgeschweißt. Über dem als der Erwärmung des ausgeschiedenen Öles dienenden Wärmeaustauscher ausgebildeten Bodenteil 16 der Vorrichtung ist eine perforierte Leitplatte 17 abgebracht. Am Ausgang des Bodenteils der Vorrichtung befindet sich eine perforierte ,Leitplatte und ein zum Ablassen des Öles durch den Stutzen 19 hindurch geeignetes, mittels Schwimmer geregeltes Ventil 18.Drainage connection 15 is welded onto the perforated plates 13 and 13. About that than the warming of the Separated oil serving heat exchanger formed bottom part 16 of the device is a perforated Guide plate 17 removed. At the exit of the bottom part of the device there is a perforated guide plate and one for draining the oil through the nozzle 19 suitable valve 18 controlled by a float.
Der Mittelteil des zylindrischen Mantels ist mit einem Kühlmantel 20 versehen, der den Kühlraum 21 begrenzt. An den unteren Teil des Kühlmantels 20 schließt sich tangential ein Stutzen 22, an den oberen Teil tangential ein Stutzen 23 an. Beide Stutzen sind in identischer Richtung angebracht.The central part of the cylindrical jacket is provided with a cooling jacket 20 which delimits the cooling space 21. A connecting piece 22 closes tangentially to the lower part of the cooling jacket 20 and tangentially to the upper part a nozzle 23 on. Both nozzles are attached in the same direction.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet folgendermaßen:The device according to the invention works as follows:
Das aus dem Kompressor ankommende, ölhaltige Kühlmedium strömt durch den Einleitungsstutzen 3 in die schalldämpfende Kammer 6. Diese schalldämpfende Kammer 6 ist eine als dimensioniertes Filter ausgebildete Expansionsdämpfungstrommel mit zwei Kammern, Die geräuschdämpfende Wirkung der Trommel beträgt 16 dB, Das an dieser Stelle ausgeschiedene Öl tritt infolge der Schwerkraft durch die Bohrungen der Scheiben 4,5 aus.The oil-containing cooling medium arriving from the compressor flows through the inlet nozzle 3 into the sound-absorbing one Chamber 6. This sound-absorbing chamber 6 is an expansion-damping drum designed as a dimensioned filter with two chambers, the noise-dampening effect of the drum is 16 dB, the excreted at this point As a result of gravity, oil escapes through the holes in the disks 4, 5.
Um die Ölabscheidung zu verbessern, sind die kegelförmigen Leitplatten 7,8,9 so ausgebildet, daß die ölhaltigen Kühlmediumdämpfe die innere Oberfläche des zylindrischen Mantels 1, dann den äußeren Teil des Rohres 10 und schließlichTo improve oil separation, the cone-shaped Guide plates 7,8,9 designed so that the oil-containing cooling medium vapors hit the inner surface of the cylindrical Jacket 1, then the outer part of the tube 10 and finally
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erneut die innere Oberfläche des zylindrischen Mantels 1 umströmen, Der Mittelteil des zylindrischen Mantels 1 ist von dem Kühlraum 21 umgeben, in welchen durch den Stutzen flüssiges Kühlmedium eingesprüht wird, um die Temperatur der Vorrichtung zu vermindern. Dieses Kühlmedium wird - nachdem es bereits eine beträchtliche Wärmemenge aufgenommen hat - aus dem Kühlraum 21 durch den Stutzen 23 abgeleitet, Diese Maßnahmen haben eine doppelte Wirkung:again flow around the inner surface of the cylindrical shell 1, the central part of the cylindrical shell 1 is surrounded by the cooling space 21, in which liquid cooling medium is sprayed through the nozzle to the temperature to reduce the device. This cooling medium is - after it has already absorbed a considerable amount of heat has - derived from the cooling chamber 21 through the nozzle 23, These measures have a double effect:
a) Durch die hervorgerufenen Richtungsänderungen kommt es durch die Wirkung von Trägheitskräften zu einer Abscheidung des Öles aus dem Kühlmedium,a) As a result of the changes in direction caused, the effect of inertial forces leads to a separation of the oil from the cooling medium,
b) Der betreffende Teil des zylindrischen Mantels 1 weist infolge der Außenkühlung eine niedrigere Temperatur auf als der von ihm umgrenzte Innenraum, Durch die Temperaturverminderung scheidet sich das Öl, dessen Taupunkt höher liegt, in Form von Tropfen aus den Dämpfen ab.b) The relevant part of the cylindrical shell 1 has a lower temperature as a result of the external cooling than the interior space it delimits, through the reduction in temperature the oil, whose dew point is higher, separates out of the vapors in the form of drops.
Die Kühlung des Ölabscheiders ist deswegen erforderlich, weil bei der Eintrittstemperatur der Dämpfe eine rein mechanische Trennung des Öles von dem Kühlmedium nur mit sehr schlechtem Wirkungsgrad durchgeführt werden könnte. .The cooling of the oil separator is necessary because at the inlet temperature of the vapors, a purely mechanical separation of the oil from the cooling medium is only very poor Efficiency could be done. .
Bis zu diesem Punkt strömen öl und Dämpfe in der gleichen Richtung, wodurch das Abwandern des Öles nach unten begünstigt wird.Up to this point, oil and vapors flow in the same Direction, which encourages the oil to migrate downwards.
Aus dem Raum 24 ist der Kühlmediumdampf, dessen ölgehalt bereits stark abgenommen hat, jedoch gezwungen, nach oben zu strömen. Auf diese Weise gelangt der Dampf durch die aus Raschig-Ringen bestehende Füllung 14 hindurch in den Raum In dem Raum 25 erleidet der Kühlmediumdampf eine Richtungsänderung um 180 , die der ersten Richtungsänderung entgegen-However, the cooling medium vapor, the oil content of which has already decreased significantly, is forced upwards from space 24 to stream. In this way, the steam passes through the filling 14 consisting of Raschig rings into the room In the room 25, the cooling medium vapor undergoes a change in direction of 180, which is contrary to the first change in direction.
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gesetzt ist, Anschließend treten die Dämpfe durch den Ableitungsstutzen 15, der in das am Boden angesammelte Öl eintaucht, aus.is set, then the vapors pass through the discharge nozzle 15, which has accumulated on the floor Oil dips out.
Während des Durchganges durch die aus Raschig-Ringen ausgebildete Füllung 14 scheidet sich Öl ab, welches der Schwerkraft gehorchend nach unten strömt. Innerhalb der Filterschicht sinkt die Geschwindigkeit des aufwärts strömenden Dampfes stark ab, und daher kann der Dampf kein Öl mitreißen.During the passage through the filling 14 formed from Raschig rings, oil separates, which the Obeying gravity flows downwards. Within the filter layer, the upward speed decreases flowing steam strongly, and therefore the steam can not entrain oil.
Das ausgeschiedene Öl gelangt durch die perforierte Platte hindurch in den Bodenteil 16, Dessen Temperatur ist niedriger als die des in ihm geführten Rohres 15. Infolge der eintretenden Erwärmung des Öles wird das noch in diesem befindliche Kühlmedium ausgetrieben.The separated oil passes through the perforated plate into the bottom part 16, the temperature of which is lower than that of the pipe 15 guided in it. As a result of the heating up of the oil, that which is still in it becomes Cooling medium expelled.
Das in dem Bodenteil 16 angesammelte Öl wird durch das mittels Schwimmer geregelte Ventil 18 hindurch durch den Stutzen 19 abgelassen.The oil that has accumulated in the bottom part 16 is passed through the float-regulated valve 18 through the Connection 19 drained.
Das auf die beschriebene Weise aus den Kühlmediumdämpfen abgeschiedene Öl kann in das Kurbelhaus des Kompressors zurückgeführt werden, wo es keinerlei schädliches Aufschäumen verursacht. Ferner wird die schädliche Auswirkung des Öles auf den Kühlprozeß vermieden. Durch die erfindungsgemäße Art der Ölabscheidung wird gleichzeitig das von den Druckschwankungen verursachte Geräusch sehr gedämpft.The oil separated from the cooling medium vapors in the manner described can be returned to the crankcase of the compressor where it does not cause any harmful foaming. It also eliminates the harmful effects of the oil avoided on the cooling process. The type of oil separation according to the invention also reduces the pressure fluctuations caused noise very muffled.
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