DE3233973A1 - Device for dehumidifying gases - Google Patents
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Abstract
Description
Vorrichtung Zinn Entfeuchten Tin dehumidifying device
von Gasen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entfeuchten von Gasen, insbesondere Druckluft. of gases The invention relates to a device for dehumidifying of gases, especially compressed air.
Eine bekannte Vorrichtung zum Entfeuchten von Druckluft umfaßt zwei Wärmetauscher, durch die die zu trocknende Luft nacheinander zum Abkühlen strömt. Dabei ist jedem Wärmetauscher ein Abscheider#nachgeschaltet, in denen das durch die Abkühlung der ~luft anfallende Kondensat, im we- sentlichen Wasser, dem ~luftstrom entzogen wird.A known device for dehumidifying compressed air comprises two Heat exchangers through which the air to be dried flows one after the other to cool down. Each heat exchanger is followed by a separator # in which the the cooling of the air accumulating condensate, in the w essential Water, the ~ air flow is withdrawn.
Um eine sehr trockene BuSt zu erhalten, wird im zweiten Wärmetauscher ein Kühlmedium (Kälteträger) verwendet, dessen Temperatur unterhalb des Gefrierpunktes von Wasser liegt. Gelangt aufgrund von Störungen im Prozeßablauf Kondensat, das abzuleiten ist, in größeren Mengen in den zweiten Wärmetauscher, besteht die Gefahr, daß dasselbe dort gefriert und wegen der hierbei physikalisch bedingten Volumenausdehnung den Wärmetauscher zerstört. Derartigen Beschädigungen kann mit aufwendigen Regeleinrichtungen entgegengetreten werden, die nicht nur kostspielig sind, sondern in Verbindung mit den zwei Wärmetauschern ein großes Bauvolumen der Vorrichtung bedingen.In order to get a very dry BuSt, there is a second heat exchanger a cooling medium (refrigerant) is used, the temperature of which is below freezing point of water lies. If condensate occurs due to malfunctions in the process flow is to be diverted in larger quantities into the second heat exchanger, there is a risk of that it freezes there and because of the physical expansion in volume destroys the heat exchanger. Such damage can be done with complex control devices which are not only costly but in connection with the two heat exchangers require a large volume of the device.
Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine Vorrichtung zur Entfeuchtung von Gasen mit großer Leistung bei kleinen Abmessungen zu schaffen, die auch bei gestörtem Abfluß des Kondensats und Gefrieren des- selben nicht beschädigt wird.The object of the invention is now to provide a device for dehumidifying of gases with great performance with small dimensions, which also with disturbed drainage of the condensate and freezing of the same not damaged.
Diese Auf gabe wird erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung gelöst, die eine in zwei Gruppen vereinigte Vielzahl benachbarter Kammern mit Trennwänden aus gasundurchlässigem und dehnfähigem Werkstoff umfaßt, wobei in der ersten Gruppe das getrocknete kalte Gas mit dem feuchten Gas im Wärmeaustausch steht, das in der zweiten Gruppe von einem Kälteträger, vorzugsweise dem Kältemittel einer Kältemaschine, dessen Demperatur unterhalb des Gefrierpunktes von Wasser liegt, abgekühlt wird, und eine über die andere Kammer jeder Gruppe einen gemeinsamen Sammler als Zu- oder Ableitung des jeweiligen Medienstromes trägt.This task is achieved according to the invention with a device the one in two groups united plurality of adjacent chambers with partition walls comprised of gas-impermeable and expandable material, wherein in the first group the dried cold gas is in heat exchange with the moist gas that is in the second group of a refrigerant, preferably the refrigerant of a refrigeration machine, whose temperature is below the freezing point of water, is cooled, and one over the other chamber of each group a common collector as a supply or Derivation of the respective media flow carries.
Mit der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Entfeuchten von Gasen als kompakter Block erhalten, der als Einheit zu handhaben ist und nur noch an die entsprechenden Leitungen für das Gas und Kühlmedium anzuschließen ist. Die Medienströme dabei durch eine Vielzahl von erfindungsgemäß aneinander angrenzende Kammern strömen zu lassen, begünstigt nicht nur eine kompakte Bauweise der Vorrichtung, sondern schafft auch einen ausgezeibneten Wärmeaustausch zwischen den Gasströmen.The invention provides a device for dehumidifying gases received as a compact block that can be handled as a unit and only needs to the appropriate lines for the gas and cooling medium must be connected. The media flows flow through a plurality of chambers adjoining one another according to the invention to let, not only favors a compact design of the device, but also creates an excellent heat exchange between the gas streams.
Falls der Abfluß des beim Entfeuchten des Gases anfallenden Kondensates aus der erfindungsgemaßen Vorrichtung gestört ist, kann sich dasselbe in einzelnen Kammern sammeln und diese füllen.If the drainage of the condensate that occurs when the gas is dehumidified from the device according to the invention is disturbed, the same can occur in individual Collect chambers and fill them.
Da in diesem Bereich der Vorrichtung als Kälteträger häufig das Kältemittel einer E~altemashine Verwendung findet, wird dem Kondensat soviel Wärme entzogen, daß es in den Kammern gefriert, wenn die Störung nicht rechtzeitig erkannt und behoben wird. Die vom gefrierenden Kondensat aussehenden Treibkräfte werden erfindungsgemäß von der Trennwand zwischen den Kammern der Vorrichtung aufgenommen, deren sonstige Wandungen im wesentlichen unnachgiebig sind. Die Dehnfähigkeit der Trennwand bedingt, daß dieselbe sich unter den Treibkräften in die Kammer der Vorrichtung hineinwölbt, durch die der Kälteträger strömt, wodurch Schäden an der Vorrichtung nach der Erfindung durch das sich ausdehnende gefrierende Kondensat sicher verhindert werden. Dabei hat es sich bewährt, die Trennwände wellenförmig zu gestalten, wodurch nicht nur deren Dehnfähigkeit verbessert, sondern auch deren Oberfläche wrgrößert wird, was trotz kleiner Bauweise der Vorrichtung auch bei geringen Temperaturdifferenzen zwischen den Medienströmen große Wärmeaustauschleistungen zuläßt.Since the refrigerant is often used as the refrigerant in this area of the device an electrical machine is used, so much heat is extracted from the condensate that that it freezes in the chambers if the fault is not recognized and remedied in good time will. The ones looking from the freezing condensate Be driving forces according to the invention received by the partition between the chambers of the device, the other walls of which are essentially unyielding. The elasticity of the Partition wall means that the same is under the driving forces in the chamber of the device bulges through which the coolant flows, causing damage to the device safely prevented according to the invention by the expanding freezing condensate will. It has proven useful to make the partition walls wave-shaped, whereby not only improves their elasticity, but also increases their surface area becomes what, despite the small size of the device, even with small temperature differences allows large heat exchange capacities between the media flows.
Zur Verbesserung der Kondensatabscheidung und damit der EntSeuchtung des Gases hat es sich bewährt, in den Sammler für das vom Kältemittel abgekühlte Gas einen Geflecht- oder Gewirkeknäuel als Kondens atfänger einzufügen.To improve condensate separation and thus dehumidification of the gas, it has proven its worth in the collector for the cooled by the refrigerant gas insert a braided or knitted ball as a condensate trap.
Bei einer bevorzugten Ausführnngsform der erfindungsgeiaäßen Vorrichtung sind die Sammler für die Nedienströme unter Durchdringung der TrennwäSb innerhalb der Kammern angeordnet, was sich günstig auf die Abmessungen der Vorrichtung auswirkt.In a preferred embodiment of the device according to the invention are the collectors for the media flows with penetration of the separating water inside the chambers arranged, which has a favorable effect on the dimensions of the device.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird noch an Hand der Zeichnung erläutert, in der eine Vorrichtung zum Entfeuchten von Gasen in schematischer Schnittansicht gezeigt ist.An embodiment of the invention will be made with reference to the drawing explained in which a device for dehumidifying gases in a schematic sectional view is shown.
Die dargestellte Vorrichtung zum Entfeuchten von Gasen umfaßt zwei druckfeste Seitenkappen 1, 2 mit vorzugsweise rechteckiger Grundfläche. Zwischen diesen Seitenkappen 1, 2 ist eine Vielzahl von Distanzringen 3, deren Querschnitt der Grund- fläche der Seitenkappen 1, 2 entspricht, angeordnet. In jeder Trennfuge zwischen zwei Distanzringen 3 sind Trennwände 4 dichtend festgeklemmt, die die aneinandergrenzenden Distanzringe 3 in scheibenförmige Kammern 5, 6, 7 und 8 unterteilen. Die Trennwände sind wellenförmig, bestehen aus einem dehnfähigen, flüssigkeitsundurchlässigen sowie gut wärmeleitenden Werkstoff und sind von in den Kammern 5, 6, 7 bzw. 8 angebrachten Sammlern 9, 10, 11, 12, 13, 14 und 15 durchdrungen, die als gemeinsame Zu- oder Ableitung je eines Nediumstromes zu bzw. von mehreren Kammern 5, 6, 7 bzw. 8 dienen, die jeweils durch Zwischenschaltung einer Kammer 5, 6, 7 bzw. 8 voneinander getrennt sind. Durch die Distanzringe 3 sowie die Seitenkappen 1 und 2 erstrecken sich nicht dargestellte Spannelemente, mit denen die Teile der Vorrichtung flüssigkeits und gasdicht zusammengehalten werden.The apparatus shown for dehumidifying gases comprises two Pressure-resistant side caps 1, 2, preferably with a rectangular base. Between these side caps 1, 2 is a plurality of spacer rings 3, the cross section the reason- area of the side caps 1, 2 corresponds, arranged. In each parting line between two spacer rings 3, partitions 4 are tightly clamped to form a seal, which the adjacent spacer rings 3 in disc-shaped chambers 5, 6, 7 and 8 subdivide. The partition walls are wave-shaped, consist of an expandable, liquid-impermeable and highly thermally conductive material and are from in the Chambers 5, 6, 7 or 8 attached collectors 9, 10, 11, 12, 13, 14 and 15 penetrated, as a common supply or discharge of one medium flow to or from several Chambers 5, 6, 7 and 8 are used, each by the interposition of a chamber 5, 6, 7 and 8 are separated from each other. Through the spacer rings 3 and the side caps 1 and 2 extend clamping elements, not shown, with which the parts of the Device are held together in a liquid and gas-tight manner.
In die Vorrichtung tritt in Richtung des Pfeiles A über den Sammler 9 in die Kammern 5 das zu entfeuchtende Gas ein, das über den Sammler 10 den Kammern 7 zugeführt wird, die es über den Sammler 11, in den ein Geflecht- oder Gewirkeknäuel 16 als Kondensatfänger eingefügt ist, verläßt. Beim Durchströmen der Kammern 7 wird das Gas mit Hilfe eines Kältemittels einer Kältemaschine gekühlt, das der Vorrichtung in Richtung des Pfeiles B über den Sammler 12 und damit den Kammern 8 zu- und über den Sammler 13 aus diesen Kammern 8 sowie der Vorrichtung in Richtung des Pfeiles C abgeleitet wird.Enter the device in the direction of the arrow A. The gas to be dehumidified via the collector 9 into the chambers 5, which via the collector 10 is fed to the chambers 7, which it via the collector 11, in which a braid or knitted ball 16 is inserted as a condensate trap, leaves. When flowing through the chambers 7, the gas is cooled with the aid of a refrigerant of a refrigeration machine, that of the device in the direction of arrow B via the collector 12 and thus the Chambers 8 to and from these chambers 8 and the device via the collector 13 is derived in the direction of arrow C.
Das abgekühlte, die Kammern 7 verlassende Gas wird nach Kondensatabscheidung (Pfeil D) über den Sammler 14 in die Kammern 6 eingespeist und verläßt nach Vorkühlung des zu entfeuchtenden Gases in den Kammern 5 über den Sammler 15 die Vorrichtung in Richtung des Pfeiles E als trockener Gasstrom.The cooled gas leaving the chambers 7 is after condensate separation (Arrow D) is fed into the chambers 6 via the collector 14 and leaves after precooling of the gas to be dehumidified in the chambers 5 via the collector 15 the device in the direction of arrow E as a dry gas stream.
Sollte aufgrund einer Störung in der Ableitung des Kondensates dasselbe sich in den Kammern 7 ansammeln, so daß dies-dort durch den vom Kältemittel in den Kammern 8 bewirkten Wärme entzug gefriert, treten an der Vorrichtung keine Brostschäden auf, denn das sich in den Kammern 7 wädrend des Gefrierens ausdehnende Kondensat wölbt die Trennwände 4 - wie es in strichpunktierten Linien veranschaulicht ist - in die Kammern 8 hinein. Vom Kältemittel in den Kammern 8 wird den Trennwänden 4 hierbei kein Widerstand entgegengesetzt, so daß deren Dehnfähigkeit sie vor Beschädigungen während des Gefrierens des Kondensates schützt. Nach dem Auftauen des Kondensates nehmen die gewölbten Trennwände 4 ihre Ausgangslage wieder ein und ist die Vorrichtung wieder betriebsfähig.Should be the same due to a fault in the drainage of the condensate collect in the chambers 7, so that this-there by the refrigerant in the Chambers 8 caused heat extraction freezes, no crack damage occurs on the device on, because the condensate expanding in the chambers 7 during freezing arches the partition walls 4 - as illustrated in dash-dotted lines - Into the chambers 8. From the refrigerant in the chambers 8 is the partition walls 4 here no resistance opposed, so that their elasticity protects them from damage protects during the freezing of the condensate. After the condensate has thawed take the curved partitions 4 back to their original position and is the device operational again.
Die Breite der Dißtanzringe 3 kann in Abhängigkeit von Art und Menge des zu entfeuchtenden Gases sehr gering sein und gegebenenfalls die Stärke eines Dichtringes haben, der zwischen zwei benachbarten Trennwänden angeordnet ist. The width of the spacer rings 3 can be very small, depending on the type and quantity of the gas to be dehumidified, and possibly have the thickness of a sealing ring which is arranged between two adjacent partition walls.
Claims (4)
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Cited By (2)
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