DE3613598A1 - Vorrichtung zur feinabscheidung von fluessigkeit aus einem fluidstrom - Google Patents

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einer Vorrichtung zur Feinabscheidung von Flüssigkeit aus einem Fluidstrom, insbesondere von Öl aus einem Druckluftstrom einer Druck­ lufterzeugungsanlage.

Übliche, bisher verwendete derartige Vorrichtungen zur Feinabscheidung weisen ein Gehäuse auf, in dem unter Frei­ lassung eines Ringraums eine Feinabscheidepatrone angeordnet ist. Über einen Einlaß für den zu reinigenden Fluidstrom, der üblicherweise an der Bodenseite des Gehäuses vorgese­ hen ist, wird der zu reinigende Fluidstrom in den Innenraum des Gehäuses eingeleitet und geht durch die Wand der Fein­ abscheidepatrone in seiner Strömungsrichtung gesehen von außen nach innen und gelangt in einen von der Feinabschei­ depatrone gebildeten Innenraum. An der Innenwandfläche dieser Feinabscheidepatrone, d.h. der Fläche, die dem Innenraum zugewandt ist, sammelt sich die aus dem Fluidstrom abge­ schiedene Flüssigkeit, wie Öl, insbesondere in Form von Tropfen, die schwerkraftunterstützt zum Boden des Gehäuses der Vorrichtung fließen und sich dort in einem Flüssigkeits­ sammelraum sammeln. Die an dieser Stelle gesammelte Flüssig­ keit kann abgeleitet werden. Der mittels der Feinabscheide­ patrone gereinigte Gasstrom steigt in dem von der Feinab­ scheidepatrone gebildeten Innenraum auf und wird von diesem über einen am oberen Teil der Gehäuse der Vorrichtung vor­ gesehenen Auslaßstutzen abgeleitet. Da der mittels der Feinabscheidepatrone gereinigte Gasstrom sich im Bereich der Innenwandfläche der Feinabscheidepatrone mit den Flüs­ sigkeitstropfen kreuzt, die sich schwerkraftunterstützt in Richtung des Gehäusebodens bewegen, besteht die Möglich­ keit, daß an der Innenwandfläche der Feinabscheidepatrone abgeschiedene Flüssigkeitstropfen von der aufsteigenden Gasströmung wiederum mitgerissen werden. Um diese zu ver­ meiden, kann gegebenenfalls die Durchströmungsgeschwin­ digkeit des Fluidstromes durch die Vorrichtung so herab­ gesetzt werden, daß sich das Mitreißen von Flüssigkeit im aufsteigenden Gasstrom wenigstens reduzieren läßt. Hierun­ ter leidet aber die Effizienz einer solchen Vorrichtung, da ein verringerter Durchsatz des zu separierenden Fluidstromes in Kauf genommen werden muß. Zum andern wird aufgrund die­ ser Kreuzung der aufsteigenden Gasströmung mit der Fall­ bewegung der abgeschiedenen Flüssigkeit auch der Wirkungs­ grad einer solchen Feinabscheidevorrichtung herabgesetzt.

Aus DE-PS 24 54 435 ist eine Vorrichtung zum Abscheiden von Kondensataerosolen aus Druckluft und Gas bekannt, die ein Gehäuse aufweist, in dessen Innenraum mehrere Filterele­ mente angeordnet sind. Hierbei ist eine solche Auslegung getroffen, daß von festen Bestandteilen und von Öl - und/oder Wasserkondensataerosolen zu reinigendes Gas durch einen oben liegenden Einlaßstutzen eingeblasen wird und sich dann in ei­ ner ersten Stufe bei einer im Gehäuseinnenraum nach unten gerichteten Gasströmung die auszufilternden Bestandteile an den Filterelementen absetzen. Hierbei sammeln sich an der Innenseite der hohlzylindrisch ausgebildeten Filterelemente Flüssigkeitströpfchen, die sich zu größeren Tropfen vereini­ gen und infolge der Schwerkraft nach unten in einen Sammel­ raum fließen. Das Gas strömt dann im Innenraum der Filter­ elemente in einer zweiten Stufe nach oben und wird stark umgelenkt und in einen von einem Rohr gebildeten Innenraum eingeleitet, in dem der Gasstrom dann von oben nach unten strömt und über einen Gasauslaßstutzen austritt. Abgesehen davon, daß hier eine zweistufige Filterung durchgeführt wird, wird bei dieser Vorrichtung der Gasstrom mehrmals umge­ lenkt, wodurch die Durchflußgeschwindigkeit herabgesetzt wird, so daß man auch bei dieser Vorrichtung einen vermin­ derten Gasdurchsatz erhält. Darüber hinaus ergibt sich durch die zweistufige Auslegung ein komplizierter Aufbau einer Vorrichtung zur Feinabscheidung von Flüssigkeit aus einem Fluidstrom.

Aus US-PS 33 52 778 ist eine Abscheidevorrichtung bekannt, bei der der zu reinigende Fluidstrom in den mit einer Fein­ abscheidepatrone gebildeten Innenraum in Strömungsrichtung von oben nach unten eingeleitet wird und dann die Wand der Feinabscheidepatrone von innen nach außen durchströmt. Der gereinigte Gasstrom wird dann über einen Auslaß am oberen Teil des Gehäuses abgeleitet. Hierbei sammeln sich aus dem zu reinigenden Fluidstrom abgeschiedene Flüssigkeitströpf­ chen in der Nähe der Außenwandfläche der Abscheidepatrone und tropfen schwerkraftunterstützt in einen im Bodenbereich des Gehäuses der Vorrichtung angeordneten Flüssigkeitssammel­ raum. Da bei dieser Auslegung der durch die Feinabscheide­ patrone gegangene Fluidstrom im Innern des Gehäuses der Vorrichtung aufsteigt und die abgeschiedene Flüssigkeit eine Fallbewegung ausführt, kreuzen sich auch bei dieser Vorrich­ tung die beiden Ströme, so daß die Gefahr eines Mitreißens von Flüssigkeit durch den gereinigten Gasstrom gegeben ist.

Die Erfindung zielt daher darauf ab, eine Vorrichtung zur Feinabscheidung von Flüssigkeit aus einem Fluidstrom der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß man unter Erzielung eines günstigen Wirkungsgrades der Vorrichtung ei­ nen erhöhten Luftdurchsatz erzielt, ohne daß die Gefahr be­ steht, daß bereits aus dem Fluidstrom abgeschiedene Flüssig­ keit wiederum vom an sich gereinigten Fluidstrom mitgeris­ sen wird. Insbesondere soll die Auslegung auch derart ge­ troffen werden, daß man zum wirksamen Arbeiten einer solchen Vorrichtung nicht die Geschwindigkeit des zu reinigenden Fluidstromes nennenswert herabsetzen muß.

Nach der Erfindung zeichnet sich hierzu eine Vorrichtung zur Feinabscheidung von Flüssigkeit aus einem Fluidstrom, insbesondere von Öl aus einem Druckluftstrom einer Druck­ lufterzeugungsanlage dadurch aus, daß der zu separierende Fluidstrom durch die Feinabscheidepatrone in seiner Strö­ mungsrichtung gesehen im Gehäuse von oben nach unten und bezüglich der Feinabscheidepatrone von außen zum Innen­ raum derselben gerichtet ist, und daß der Auslaß für den gereinigten Gasstrom am unteren Teil des Gehäuses der Vor­ richtung angeordnet ist.

Dank dieser erfindungsgemäßen Auslegung einer Feinabscheide­ vorrichtung wird erreicht, daß der zu reinigende Fluidstrom und der nach dem Durchgang durch die Wandung der Feinab­ scheidepatrone in den Innenraum derselben gelangende ge­ reinigte Gasstrom im wesentlichen in dieselbe Richtung wie die Fallbewegung der an der Innenwandfläche der Feinabschei­ depatrone abtropfenden, abgeschiedenen Flüssigkeit gerichtet ist. Durch diese Gleichrichtung beider Strome wird nicht nur ein Mitreißen von Flüssigkeit im Bereich der Innenwandfläche der Feinabscheidepatrone vermieden, sondern der Fluidstrom unterstützt die Flüssigkeitsabscheidung und verstärkt die Fallbewegung der abgeschiedenen Flüssigkeit zusätzlich zu der Schwerkraftunterstützung. Hierbei hat sich in überraschender Weise gezeigt, daß eine solche Vorrichtung einen bis zu ca. 30% höheren Luftdurchsatz im Vergleich zu den üblichen Aus­ legungsformen einer solchen Vorrichtung bei im wesentlichen unverändertem Abscheidewirkungsgrad gestattet, so daß man eine wesentlich effizienter arbeitende Feinabscheidevorrich­ tung nach der Erfindung erhält.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung nach der Erfindung ist der Auslaß für den gereinigten Gasstrom im Boden des Gehäuses angeordnet, wozu vorzugsweise ein Auslaßstutzen vorgesehen sein kann, der in den von der Innenwandfläche der Feinab­ scheidepatrone umschlossenen Innenraum ragt. Durch eine solche Auslegung wird im Bereich des Auslasses des gerei­ nigten Gasstromes zugleich eine wirksame Trennung zu der sich am Bodenbereich ebenfalls ansammelnden Flüssigkeit erzielt.

Um diese Trennung von Flüssigkeit und gereinigtem Gasstrom im Bodenbereich noch zu verbessern, kann eine in den Innen­ raum der Feinabscheidepatrone ragende Auffangeinrichtung für die abgeschiedene Flüssigkeit vorgesehen sein, die man vorzugsweise dadurch erhält, daß der in den Innenraum ra­ gende Auslaßstutzen für das gereinigte Gas sich am Eintritts­ bereich konisch verengt.

Um eine Vermischung der abgeschiedenen Flüssigkeit mit dem gereinigten Gasstrom am Bodenbereich der Vorrichtung wirk­ sam zu verhindern, ist der an der Bodenseite des Gehäuses gebildete Flüssigkeitssammelraum gegenüber dem Auslaß für den gereinigten Gasstrom abgedichtet.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Beispiel unter Be­ zugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert.

In der einzigen Figur der Zeichnung ist als Beispiel eine Feinabscheidevorrichtung gezeigt, mittels der Öl aus einem Druckluftstrom einer Drucklufterzeugungsanlage beispiels­ weise abgeschieden wird.

In der Zeichnung ist die Vorrichtung zur Feinabscheidung von Flüssigkeit aus einem Fluidstrom, insbesondere von Öl aus einem Druckluftstrom einer Drucklufterzeugungsanlage (die nicht näher dargestellt ist) insgesamt mit 1 be­ zeichnet. Die Vorrichtung 1 weist ein Gehäuse 2 auf, in dessen Innenraum 3 unter Freilassung eines Ringraums 4 eine Feinabscheidepatrone 5 angeordnet ist. Die Feinab­ scheidepatrone 5 hat eine Außenwandfläche 6 und eine Innen­ wandfläche 7. Die Innenwandfläche 7 der Feinabscheidepatrone 5 umschließt einen Innenraum 8. Am Boden 9 des Gehäuses 2 ist ein Flüssigkeitssammelraum 10 für die aus dem Fluidstrom abgeschiedene Flüssigkeit vorgesehen. Am Oberteil 11 des Gehäuses 2 ist ein Einlaß 12 für den zu separierenden Fluid­ strom vorgesehen und am Boden 9 des Gehäuses 2 ist ein Auslaß 13 für den gereinigten Gasstrom vorgesehen, der vor­ zugsweise von einem Stutzen 14 gebildet wird.

Wie mit Pfeilen in der Figur dargestellt ist, tritt der zu reinigende Fluidstrom, wie der mit Öl beladene Druckluft­ strom, über den Einlaß 12 am Oberteil 11 des Gehäuses 2 in den Ringraum 4 im Gehäuse 2 ein. Dann durchquert der zu reinigende Fluidstrom die Außenwandfläche 6 und die Innenwand­ fläche 7 der Feinabscheidepatrone 4 und gelangt in den von der Feinabscheidepatrone 4 gebildeten Innenraum 8. Wie mit gebrochenen Linien dargestellt ist, wird im Bereich der Innen­ wandfläche 7 der Feinabscheidepatrone 4 Flüssigkeit abge­ schieden, die sich zu Tropfen sammelt und schwerkraftunter­ stützt in Richtung des Flüssigkeitssammelraums 10 fließt. Zu­ sätzlich wird diese absinkende Bewegung der abgeschiedenen Flüssigkeit noch durch den im Innenraum 8 der Feinabscheide­ patrone 5 strömenden gereinigten Gasstrom unterstützt, wo­ durch die Absinkbewegung der abgeschiedenen Flüssigkeit be­ schleunigt wird. Der gereinigte Gasstrom verläßt den von der Feinabscheidepatrone 5 gebildeten Innenraum 8 über den Auslaß­ stutzen 14 am Boden 9 des Gehäuses 2. Dieser Auslaßstutzen 14 ragt etwas in den Innenraum 8 und zweckmäßigerweise ist dieser in den Innenraum 8 ragende Teil des Auslaßstutzens 14 konisch verjüngt ausgebildet, wie dies mit 15 angedeutet ist, so daß zwischen der Innenwandfläche 7 der Feinabscheide­ patrone 4 und diesem in den Innenraum 8 ragenden Teil des Auslaßstutzens 14 ein zusätzlicher Sammelraum für die ab­ geschiedene Flüssigkeit abgeteilt wird, d.h. man erhält mit dieser Ausbildung des Auslaßstutzens 14 eine Auffangeinrich­ tung für die mittels der Feinabscheidepatrone 5 abgeschie­ dene Flüssigkeit.

Wie sich aus der einzigen Figur der Zeichnung ergibt, kreuzen sich bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung der Strom der an der Innenwandfläche 7 der Feinabscheidepatrone 4 abtropfenden Flüssigkeit nicht mit dem zu reinigenden Gasstrom, so daß wirksam die Gefahr vermieden wird, daß vom gereinigten Gas­ strom nochmals in diesem Bereich Flüssigkeit mitgerissen wird. Da der zu reinigende Gasstrom in fallender Richtung im Innenraum 3 des Gehäuses 2 geleitet wird und keine nennens­ werte Strömungsumlenkung erfolgt, ermöglicht eine solche Vorrichtung 1 nach der Erfindung einen bis zu etwa 30% höheren Durchsatz des zu reinigenden Fluidstroms, ohne daß man einen wesentlich verkomplizierten Aufbau einer solchen Vorrichtung 1 erhält. Hierdurch ergibt sich eine wesentlich effizienter arbeitende Vorrichtung 1 zur Feinabscheidung von Flüssigkeit aus einem Fluidstrom.

Selbstverständlich kann abweichend von dem in der Zeichnung dargestellten Beispiel auch der Einlaß für den zu separieren­ den Fluidstrom seitlich im oberen Bereich des Gehäuses ange­ ordnet werden und obgleich nicht dargestellt ist, kann auch eine gesonderte Auffangeinrichtung für die abgeschiedene Flüssigkeit am Boden 9 des Gehäuses 2 vorgesehen sein. Dies hängt von den jeweiligen Erfordernissen und dem entspre­ chenden Anwendungszweck ab. Ferner läßt sich die Vorrichtung nach der Erfindung nicht nur zur Abscheidung von Öl aus einem Druckluftstrom verwenden, sondern sie läßt sich ganz generell dort einsetzen, wenn Flüssigkeit in Aerosolform aus Gasströmen u.dgl. abgeschieden werden soll.

• Bezugszeichenliste:  1 Vorrichtung zur Feinabscheidung von Flüssigkeit aus einem Fluidstrom insgesamt
   2 Gehäuse
   3 Innenraum des Gehäuses 2
   4 Ringraum
   5 Feinabscheidepatrone
   6 Außenwandfläche der Feinabscheidepatrone 5
   7 Innenwandfläche der Feinabscheidepatrone 5
   8 Innenraum, gebildet von Feinabscheidepatrone 5
   9 Boden von Gehäuse 2
  10 Flüssigkeitssammelraum für abgeschiedene Flüssigkeit
  11 Oberteil des Gehäuses 2
  12 Einlaß für den zu separierenden Fluidstrom
  13 Auslaß für den gereinigten Fluidstrom
  14 Auslaßstutzen
  15 konisch ausgebildeter Teil des Auslaßstutzens 14
  16 Auffangeinrichtung

Claims (6)

1. Vorrichtung zur Feinabscheidung von Flüssigkeit aus einem Fluidstrom, insbesondere von Öl aus einem Druck­ luftstrom einer Drucklufterzeugungsanlage, mit einer in einem Gehäuse unter Freilassung eines Ringraums angeordne­ ten Feinabscheidepatrone, durch deren Wand der zu separie­ rende Fluidstrom in seiner Strömungsrichtung gesehen von außen nach innen in einen von der Feinabscheidepatrone ge­ bildeten Innenraum geht und sich die abgeschiedene Flüs­ sigkeit schwerkraftunterstützt am Gehäuseboden sammelt, und mit einem Auslaß für den gereinigten Gasstrom, dadurch gekennzeichnet, daß der zu separierende Fluid­ strom durch die Feinabscheidepatrone (5) in seiner Strö­ mungsrichtung gesehen im Gehäuse (2) von oben nach unten und bezüglich der Feinabscheidepatrone (5) von außen zum von der Feinabscheidepatrone (5) gebildeten Innenraum (8) gerichtet ist, und daß der Auslaß (13, 14) für den ge­ reinigten Gasstrom am unteren Teil (9) des Gehäuses (2) der Vorrichtung (1) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Auslaß (13) im Boden (9) des Gehäuses (2) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Auslaß (13) als Stutzen (14) aus­ gebildet ist und in den von der Innenwandfläche (7) der Feinabscheidepatrone (5) umschlossenen Innraum (8) ragt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Boden (9) des Gehäuses (2) eine in dem von der Feinabscheidepatrone (5) gebilde­ ten Innenraum (8) ragende Auffangeinrichtung (16) für die abgeschiedene Flüssigkeit vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Auffangeinrichtung (16) für die abgeschiedene Flüssigkeit dadurch gebildet wird, daß sich der als Auslaß (13) für den gereinigten Gasstrom dienende Stutzen (14) an seinem Einlaßbereich (15) konisch verjüngt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem Fluidstrom abgeschiedene Flüssigkeit am Boden (9) des Gehäuses (2) abgeleitet wird und der Flüssigkeitssammel­ raum (10) gegenüber dem Auslaß (13) für den gereinigten Gas­ strom abgedichtet ist.