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Abscheider
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Gase, wie Luft, die beispielsweise in Kompressoren verdichtet werden,
enthalten oft suspendierte Schmiermitteltröpfchen. Solche suspendierten Schmiermitteltröpfchen
oder andere Flüssigkeitströpfchen sind bei vielen Anwendungen unerwünscht, beispielsweise
in komprimierter Luft, die für den Betrieb von Farbspritzpistolen oder gewissen
pneumatischen Antrieben oder Steuerungen verwendet wird.
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Es ist bekannt, in einer Leitung für strömendes Gas, beispielsweise
in einer Druckluftleitung vor einer Farbspritzpistole, Filter anzuordnen, in denen
suspendierte Tröpfchen hängen bleiben. Solche Filter werden unter Umständen relativ
rasch mit Flüssigkeit gesättigt, so dass die Filtereinsätze in kurzen Zeitabständen
ausgewechselt werden müssen. Dies ist natürlich unwirtschaftlich und zeitraubend,
Die Aufgabe der Erfindung hat daher darin bestanden, einen Abscheider zum Entfernen
von Flüssigkeit aus einem strömenden Gas zu schaffen, aus welchem die abgeschiedene
Flüssigkeit in einfacher Weise abgeführt werden kann und
der bei
einfachem Aufbau eine hohe Wirksamkeit aufweisen kann.
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Diese Aufgabe wird mit dem im Patentanspruch 1 definierten Abscheider
gelöst.
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Eine ebenfalls erfindungsgemässe Verwendung des Abscheiders ist im
Patentanspruch 10 definiert.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der
Zeichnung erläutert. In dieser zeigen: Fig. 1 einen vertikalen Längsschnitt und
Fig. 2 einen vertikalen Querschnitt durch einen Abscheider.
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Der dargestellte Abscheider besitzt ein Gehäuse, in welchem mehrere,
zueinander parallele, vertikale Prallplatten 1 angeordnet sind, die den Innenraum
des Gehäuses in getrennte Kammern 2 unterteilen. Die Umfangswand des Gehäuses ist
von rahmenartigen Abstandskörpern 3 gebildet, die aufeinander ausgerichtet in alternierender
Folge mit den Prallplatten 1 angeordnet sind. Die Prallplatten 1, die jeweils zwischen
benachbarten Abstandskörpern 3 dicht eingeklemmt sind, evtl. unter Zwischenlage
von Dichtungen (nicht dargestellt), bestehen aus Blech oder anderem gut wärmeleitendem
Material, und sie besitzen Randabschnitte la, die über den Umfang der Abstandskörper
3 hinaus nach aussen vorstehen, um Kühlrippen zu bilden. Die Endwände des Gehäuses
sind von Deckeln 4 und 5 gebildet, in denen jeweils ein Gaseinlass 4a bzw. ein Gasauslass
5a vorgesehen sind. Durch aufeinander ausgerichtete Bohrungen in den Prallplatten
1, den Abstandskörpern 3 und den Deckeln 4 und 5 erstrecken sich Zugstangen 6, auf
denen Muttern 7 angebracht sind, um die beschriebenen Teile aneinander festzuklemmen.
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In den Prallplatten 1 sind jeweils Gasdurchlassöffnungen vorgesehen,
in welchen trichterartige Einsätze 8 angeordnet sind, die nach beiden Seiten aus
der jeweiligen Prallplatte herausragen. Die Gasdurchlässe mit den Einsätzen 8 sind
in den aufeinanderfolgenden Prallplatten 1
gegeneinander versetzt,
und zwar derart, dass ein durch den Einlass 4a zugeführtes Gas auf einem mäanderförmigen
Weg durch den Innenraum des Abscheidergehäuses strömen muss, um zum Auslass 5a zu
gelangen. Im gezeichneten Beispiel strömt das Gas in der ersten, an den Einlass
4a anschliessenden Kammer 2 nach unten, durch zwei Gasdurchlässe im unteren Teil
der ersten Prallplatte 1 in die zweite Kammer 2, in dieser nach oben, durch zwei
Gasdurchlässe im oberen Teil der zweiten Prallplatte 1 in die dritte Kammer 2, usw.
Die trichterartigen Einsätze 8 richten die Gasströme jeweils gegen die nächste Prallplatte
1, an der die Gasströme scharf umgelenkt werden, wobei Flüssigkeitströpfchen, die
im Gas suspendiert sind, zufolge Massenträgheit die Bewegungsrichtung beizubehalten
trachten, auf die Prallplatte auftreffen und an dieser haften bleiben. Eine ähnliche
Wirkung ergibt sich auch jeweils vor dem Eintritt in die Einsätze 8, wo das Gas
in Richtung gegen die vorangehende Prallplatte strömt und dann in den Einsatz 8
hinein umgelenkt wird.
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Durch diese wiederholten Umlenkungen werden Flüssigkeitströpfchen,
die im strömenden Gas suspendiert sind, wirksam an den Prallplatten 1 niedergeschlagen.
Die niedergeschlagene Flüssigkeit sammelt sich schliesslich unter der Wirkung der
Schwerkraft am Boden der Kammern 2 (wobei sie vor Erreichen des Bodens durch die
Wirkung des strömenden Gases auf den Oberflächen der Prallplatten 1 in verschiedenen
Richtungen verschoben werden kann). Die an den Prallplatten 1 nach unten laufende
Flüssigkeit kann dabei wegen der Einsätze 8 nicht wieder in die Gasdurclilässe laufen
und dort im Gasstrom erneut zerstäubt werden.
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Am Boden jeder Kammer 2 ist im betreffenden Abstandskörper 3 ein kleines
Abflussloch 9 vorgesehen, das in einen Flüssigkeitssammelkanal 10 mündet, welcher
von aufeinander ausgerichteten Bohrungen in den Abstandskörpern 3 und in den Prallplatten
1 gebildet ist. Das bezüglich der Gasströmung einlasseitige Ende des Kanals 10 ist
durch den Deckel 4
verschlossen, während an das andere Ende des
Kanals durch den Deckel 5 hindurch eine Flüssigkeitsabfuhrleitung 11 angeschlossen
ist.
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Im Auslass aus dem Kanal 10, d.h. zwischen dem Kanal 10 und der Leitung
11 oder in dieser Leitung, ist ein Strömungsregulierorgan 12 angeordnet, z.B. ein
einstellbares Nadelventil. Durch dieses wird die Strömung von abgeschiedener Flüssigkeit
und ggf. etwas Gas durch die Abfuhrleitung 11 hindurch so eingestellt, dass einerseits
der Druck im Kanal 10 unter dem Abflussloch 9 der letzten, dem Auslass 5a benachbarten
Kammer 2 niedriger ist als der Druck in dieser Kammer (damit Flüssigkeit aus der
Kammer auch tatsächlich abfliessen kann), dass aber anderseits nicht mehr Gas als
nötig durch die Leitung 11 abströmt. Der Druck in der letzten Kammer 2 ist natürlich
wegen des durch die Gasströmung durch die Kammern 2 und die Durchlässe 8 verursachten
Druckabfalls etwas niedriger als der Druck in der ersten, dem Einlass 4a benachbarten
Kammer, der sich durch das betreffende Abflussloch 9 auch in den Kanal 10 fortpflanzt.
Damit der nötige Druckabfall an den Abflusslöchern 9 der ersten Kammern mit einer
nur kleinen durch die Leitung 11 abströmenden Gasmenge erreicht wird, wird man die
Abflusslöcher 9 zweckmässig relativ klein machen, z.B. - je nach der Grösse des
ganzen Abscheiders - mit einem Durchmesser von 1 -2 mm.
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Für die nötige Herabsetzung des Druckes im Kanal 10 kann man gewünschtenfalls
auch noch etwas Gas aus dem bezüglich der Gasströmung einlasseitigen Ende des Kanals,
wo dieser noch kaum Flüssigkeit enthält, absaugen. Zu diesem Zweck kann man das
einlasseitige Ende des Kanals 10 über eine Leitung (nicht dargestellt), die sich
durch den Deckel 4 hindurch erstreckt, mit einer Strahlpumpe verbinden, welche vom
strömenden Gas vor dem Einlass 4a betrieben wird. So gelangt das abgesaugte Gas
in den Gasstrom zurück. (Trotzdem wird man die Menge des abgesaugten
Gases
natürlich nicht allzu gross wählen,) Gleichzeitig; wird der Vorteil erhalten, dass
sich die Saugwirkung mit der Stärke der Gasströmung ändert, also auch kleiner wird,
wenn die Gasströmung und damit der Druckabfall im Abscheider abnehmen.
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Der beschriebene Abscheider eignet sich für das Abscheiden von Flüssigkeit
aus Gasströmen der ve#schiedensten Herkunft und für die verschiedensten Verwendungen.
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Insbesondere kann er Oeltröpfchen aus dem von Kompressoren aller Arten
abgegebenen Druckgas- oder Druckluftstrom entfernen. Dabei kann es zweckmässig sein,
das abgeschiedene Oel über die Leitung 11 in das Kompressorgehäuse zurückzuführen.
Man erhält so ein wartungsarmes System Kompressor-Abscheider, bei dem es kaum noch
eine Rolle spielt, wieviel Oel der Kompressor an das verdichtete Gas abgibt: Das
aus dem Abscheider austretende Gas ist vom; Oel befreit, und das abgeschiedene Oel
wird in das Kompressorgehäuse zurückgeführt, so dass nur selten Oel in den Kompressor
nachgefüllt werden muss.
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Gewünschtenfalls kann man aber das abgeschiedene Oel über die Leitung
11 auch einfach in einen Aufnahmebehälter leiten.
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Für die Montage des Abscheiders direkt an einem Kompressor kann der
Deckel 4, wie in Fig. 1 mit strichpunktierten Linien schematisch angedeutet, zwei
nach oben ragende Montageaugen 13 aufweisen.
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Natürlich können mit dem Abscheider auch andere Flüssigkeiten als
Oel aus Gasströmen, insbesondere aus Druckluft, entfernt werden, beispielsweise
Wasser. Bei genügend tiefer Temperatur der Prallplatten 1 kann auch Wasserdampf
aus der Druckluft an den Prallplatten 1 kondensieren. Um so tiefe Temperaturen der
Prallplatten zu erreichen, kann: man die Kühlrippen la am Gehäuse, die mit den Prallplatten
in wärmeleitender Verbindung stehen (z.B. wie dargestellt mit diesen einstückig
sind), forciert kühlen, z.B. mit Luft oder Kühlwasser in einem Wassermantel.
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Es ist auch denkbar, dass man den Abscheider in der Auspuffanlage
eines Verbrennungsmotors anordnet, insbesondere eines Dieselmotors eines Kraftfahrzeuges.
Dort kann der Abscheider Flüssigkeitströpfchen und unverbrannten Treibstoff, der
an den Prallplatten kondensiert, aus dem Abgas entfernen, Dabei kann man den Abscheider
gewünschtenfalls auch nur beim Beschleunigen über eine steuerbare Klappe in den
Abgasstrom einschalten,