DE3904963A1 - Entluefter fuer eine gase enthaltende fluessigkeit - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Entlüfter für eine Gase enthal­ tende Flüssigkeit, insbesondere mit Luft belastetes Rück­ lauföl aus einem Ölbrenner, nach dem Oberbegriff des Patent­ anspruchs 1.

Bei derartigen aus der Praxis bekannten Entlüftern besitzen die beiden übereinander liegenden Schwimmer ein jeweils gleiches spezifisches Gewicht. Darüber hinaus liegt der obe­ re Schwimmer zunächst mit seinem vollen Gewicht auf dem unteren Schwimmer auf.

Solche Entlüfter haben bei in der Entlüftungskammer stark schäumenden Flüssigkeiten, wie dies insbesondere bei mit Luft vermischtem Rücklauföl von Ölbrennern der Fall sein kann, den Nachteil, das Entlüftungsventil nicht immer so rechtzeitig und sicher schließen zu können, daß aus diesem keine Flüssigkeit austreten kann.

Hier Abhilfe zu schaffen, ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung.

Gelöst wird diese Aufgabe in erster Linie durch eine Ausfüh­ rung der Schwimmer nach dem kennzeichnenden Merkmal des An­ spruchs 1.

Durch diese Lösung ist sichergestellt, daß der obere Schwim­ mer aufgrund seines gegenüber dem unteren Schwimmer wesent­ lich geringeren spezifischen Gewichtes auch dann, wenn aus­ schließlich Flüssigkeitsschaum an ihn gelangt, sicher auf­ steigt. Dies ist in bestimmten kritischen Fällen nur mög­ lich, wenn der obere Schwimmer tatsächlich spezifisch leich­ ter als der untere ist. Eine Ausführung beider Schwimmer mit einem solchen niedrigen spezifischen Gewicht, daß ein Aufschwimmen auch bei ausschließlicher Kontaktierung mit leichtem Flüssigkeitsschaum stets sicher gewährleistet ist, würde dazu führen, daß der untere Schwimmer das Flüssigkeitsabflußventil auch dann öffnet, wenn sich in der Entlüftungskammer im wesentlichen nur Schaum befindet. Denn der im Stand der Technik zunächst auf dem unteren Schwimmer aufliegende obere Schwimmer erhöht das Gewicht des unteren Schwimmers nur so lange, bis er selbst aufzuschwimmen be­ ginnt. Dadurch würde bei spezifisch gleichem Gewicht beider Schwimmer der untere Schwimmer, wenn er bei aufschwimmendem oberen Schwimmer von dessen Gewicht befreit wäre, immer mit aufschwimmen, wodurch es unmöglich wäre, bei einer im wesentlichen nur mit Schaum gefüllten Entlüftungkammer gleichzeitig zu entlüften und den Flüssigkeitsabfluß ge­ schlossen zu halten. Bei an dem Flüssigkeitsabfluß anstehen­ dem Schaum soll das Abflußventil jedoch verschlossen blei­ ben, damit kein Schaum abfließen kann. Denn dieser soll wegen seines Gasgehaltes nicht dem aus dem Entlüfter abfließenden Flüssigkeitsstrom beigemischt werden.

Der erfindungsgemäße Entlüfter läßt sich durch ein größeres spezifisches Gewicht des unteren Schwimmers gegenüber dem oberen dagegen recht einfach und sicher so ausgestalten, daß sich bei überwiegend vorhandenem Schaumanteil in der Entlüf­ tungskammer nur der obere Schwimmer zum Verschließen des Entlüftungsventiles anhebt, während der untere Schwimmer den Abfluß verschlossen hält, bis eine ausreichend entgaste Flüssigkeit den spezifisch schwereren unteren Schwimmer an­ heben läßt.

Als Material für einen oberen Schwimmer mit möglichst gerin­ gem spezifischen Gewicht eignet sich insbesondere ein ge­ schäumter Kunststoff, der vorteilhafterweise mit einer dünnen geschlossenen Oberflächenhaut überzogen ist. Eine solche Oberflächenhaut läßt sich relativ einfach aus gegen­ über der Flüssigkeit bzw. dem Flüssigkeit-Gas-Gemisch che­ misch resistentem Material herstellen, was beispielsweise bei einem Einsatz für Öl eines Ölbrenners wichtig ist.

Von den möglichen Kunststoffschäumen hat sich Polyurethanschaum (geschlossenporiger Schaum) mit einem spezifischen Gewicht von maximal 50 g/l als besonders wirksam erwiesen.

Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung liegt der obere Schwimmer bei nicht angehobenem unteren Schwimmer auf jenem nicht auf. Er befindet sich vielmehr in Abstand zu diesem. Dadurch ist es möglich, den unteren Schwimmer um das Maß des Abstandes zwischen den beiden Schwimmern anzuheben, ohne dabei den Verschlußkörper des Entlastungsventiles bereits über einen Teil des Verschließweges bewegen zu müssen. Geschlossen soll das Entlüftungsventil nämlich erst ab Überschreiten einer bestimmten im normalen Betrieb nicht zu erwartenden Flüssigkeits- bzw. Schaumstandshöhe werden, während es im Normalfall bei geöffnetem Ablaßventil unver­ schlossen sein soll. Bei dem im Stand der Technik in allen Betriebszuständen aufeinanderliegenden Schwimmern bedeutet dies, daß zum vollständigem Verschließen des Entlüftungs­ ventils ein relativ großer Verschiebeweg für den Ver­ schlußkörper des Entlüftungsventils vorgesehen sein muß.

Dies ist besonders in Fällen einer hohen Schaumbeauf­ schlagung der Entlüftungskammer nachteilig. Denn der obere Schwimmer muß dann bei nicht angehobenem unteren Schwimmer zunächst den für den Normalbetrieb mit angehobenem unteren Schwimmer erforderlichen Verschiebeweg des Ventilverschluß­ körpers zurücklegen, bis das Ventil durch einen darüber hinausgehenden Verschiebeweg sodann ganz geschlossen werden kann.

Der erfindungsgemäß zwischen den beiden Schwimmern bei nicht angehobenem unteren Schwimmer vorgesehene Abstand ermöglicht somit eine Verkürzung der Höhe, um die der obere Schwimmer zum Verschließen des Entlüftungsventiles angehoben werden muß. Dadurch wird auch bei extrem leichten Schäumen eine betriebssichere Funktion des Entlüftungsventils gewähr­ leistet. Denn bereits eine äußerst geringe Anhebung des extrem leicht auslegbaren oberen Schwimmers führt bereits zum vollen Verschließen des Entlüftungsventils.

Oberhalb der Entlüftungskammer kann aus Sicherheitsgründen eine Zusatzentlüftungskammer vorgesehen sein, die mit der ersten Kammer über das Entlüftungsventil in Verbindung steht. In der Zusatzkammer befindet sich ein weiterer Schwimmer, der wie der obere Schwimmer der ersten Entlüf­ tungskammer ausgebildet ist und in gleicher Wirkungsweise ein zusätzliches zur Atmosphäre führendes Entlüftungsventil betätigt.

In den die Entlüftungsventile jeweils steuernden Schwimmern ist jeweils oben ein Ventilstößel starr angebracht, der direkt auf die jeweils zugeordnete Entlüftungskammeröffnung mit einem als Ventilsitz ausgebildeten Rand so ausgerichtet ist, daß er zum Schließen des Ventils an diesen Sitz anleg­ bar ist. Dies stellt einen besonders einfachen Ventilaufbau dar.

Der Ventilstößel ist zweckmäßigerweise das erste Ende eines den Schwimmer axial durchdringenden Stabes, der an seinem zweiten Ende als den Schwimmer an dem dortigen Ende führen­ des Element ausgebildet ist.

An dem ersten Ende übernimmt der Ventilstößel außer seiner Verschluß- auch noch die an diesem Ende erforderliche Schwimmer-Führungsfunktion.

Konstruktiv einfache und damit kostengünstig herstellbare Flüssigkeitsventile des Entlüfters sind Gegenstand des letzten Unteranspruchs.

Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel, anhand dessen die Funktion und die besonderen Vorteile des Entlüfters nochmals konkret dargelegt werden, ist in der Zeichnung dargestellt.

Es zeigen

Fig. 1 den Einsatz des Entlüfters in der Brennstoff­ zuführungsleitung eines Ölbrenners,

Fig. 2 den Entlüfter im Längsschnitt.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Einsatz ist der Entlüfter 1 in die Ölzuleitung 2 für einen Ölbrenner 3 eingebaut. Das zur Verbrennung benötigte Öl wird von einer Pumpe in dem Öl­ brenner über ein Filter 4 aus einem Öltank 5 gesaugt. Zu viel gefördertes, nicht der Verbrennung zugeführtes Öl wird nach Durchlaufen des Entlüfters 1 erneut dem Ölbrenner 3 zu­ geführt, und zwar unter Zugabe zu dem aus dem Öltank 5 frisch geförderten Öl.

Das überschüssige Rücklauföl wird dem Entlüfter 1 zugeführt, da es gelöste Luft enthalten kann, die in dem Entlüfter 1 entzogen werden soll.

Die in dem Rücklauföl gelöste Luft kann dazu führen, daß sich in dem Entlüfter 1 in dessen Entlüftungskammer ein Öl­ schaum bildet, der die Funktion des Entlüfters negativ beeinflussen kann.

Hierauf wird nachfolgend bei der Beschreibung des Aufbaus und der Funktion des Entlüfters 1 noch näher eingegangen werden.

Die Aufgabe des Entlüfters besteht darin, das rückgeführte, Luft enthaltende, Öl zu entgasen und in diesem Zustand dem von dem Ölbrenner 3 aus dem Öltank 5 angesaugten Öl wieder zuzuführen. Zu diesem Zweck ist der Entlüfter wie folgt auf­ gebaut.

Ein Sockel 7 enthält einen Zulaufkanal 8 für die aus dem Öl­ tank 5 kommende Ölzuleitung 2, einen Zulaufkanal 9 für von dem Ölbrenner 3 rückgeführtes Öl sowie einen Abflußkanal 10 für das dem Ölbrenner 3 zuzuführende Öl, das sich aus frischem aus dem Tank kommendem und Rücklauf-Öl zusammen­ setzt.

Der Ölrücklauf aus dem Ölbrenner 3 gelangt durch den Zulauf­ kanal 9 in die Entlüftungskammer 6 des Entlüfters 1, die von einer auf den Sockel 7 aufgeschraubten Glocke 11 gebildet ist. Von der Entlüftungskammer 6 führt eine ventilgesteuerte Öffnung 12 in den Abflußkanal 10. Das den Durchfluß durch die Öffnung 12 steuernde Ventil 13 wird über einen Hebel­ mechanismus 14 durch einen unteren Schwimmer 15 betätigt. Dieser Schwimmer 15 ist längs seiner Achse frei auf einem Rohr 16 verschiebbar.

Oberhalb dieses Schwimmers 15 ist in dem Rohr 16 das Führungselement 17 eines oberen Schwimmers 18 gelagert.

Der obere Schwimmer 18 besitzt ein gegenüber dem unteren Schwimmer 15 geringeres spezifisches Gewicht. Er besteht aus einem mit einer ölbeständigen geschlossenen Haut überzogenen Polyurethanschaum.

Der obere Schwimmer 18 steuert ein aus der Entlüftungskammer 6 führendes Entlüftungsventil 19. Dieses Entlüftungsventil 19 besteht aus einer in der Achse des Entlüfters verlaufen­ den Öffnung 20, die durch einen fest an dem Schwimmer 18 an­ gebrachten Ventilstößel 21 verschließbar ist. Der Ventil­ stößel 21 besitzt eine Kegelspitze, die in die Öffnung 20 einführbar ist. Der Stößel 21 dient ferner zur Führung des oberen Schwimmers, indem er in Führungsschienen 22 des Ent­ lüftergehäuses eingreift.

Tritt von den Ölbrenner rückgeführtes Öl in die Entlüftungs­ kammer 6 durch den Zulaufkanal 9 ein, so füllt sich bei durch den Schwimmer 15 verschlossener Abfluß-Öffnung 12 die Kammer zunächst mit Flüssigkeit, bis diese den Schwimmer 15 anhebt. Über den Hebelmechanismus 14 öffnet sich sodann das Abfluß-Ventil 13. Auf diese Weise wird das Rücklauföl dem durch den Zulaufkanal 8 zugeführten frischen Öl aus dem Öltank 5 beigemischt. In der Zulauföffnung des Zulaufkanales 8 befindet sich ein federbelastetes Rückschlagventil 23. Die Ventile 23 und 13 werden in Abhängigkeit des Saugdruckes der Pumpe des Ölbrenners derart aufeinander abgestimmt, daß sich im Normalbetrieb in der Entlüftungskammer ein Flüssigkeits­ spiegel in der Höhe von etwa H1 einstellen kann. Bei Errei­ chen einer Flüssigkeitsstandhöhe von H2 bewegt der obere Schwimmer 18 das Entlüftungsventil 19 in Schließstellung.

Bildet sich in der Entlüftungskammer 6 ein Ölschaum mit einem spezifischen Gewicht, der leichter als das spezifische Gewicht des unteren Schwimmers 15 ist, öffnet der Schwimmer 15 das Ablaufventil 13 nur dann, wenn ausreichend nichtver­ schäumte Flüssigkeit an dem Schwimmer 15 anliegt. Ist der Ölschaum spezifisch so leicht, daß er den Schwimmer 15 auch dann nicht anhebt, wenn dieser voll innerhalb des Schaumes liegt, bewirkt der Schaum durch Berührung mit dem oberen spezifisch leichteren Schwimmer 18, daß dieser sich anhebt und damit das Entlüftungsventil 19 schließt. Bei überwiegen­ dem Vorhandensein von Ölschaum in der Entlüftungskammer 6 kann auf diese Weise das Entlüftungsventil 19 eventuell auch bei geschlossenem Abflußventil 13 verschlossen sein.

Auf der oberen Stirnfläche des Schwimmers 15 sind Erhebungen 24 vorbesehen, mit denen der untere Schwimmer 15 an dem oberen Schwimmer 18 angreifen kann. Damit ist es möglich, daß das Entlüftungsventil 19 auch allein durch Anheben des unteren Schwimmers unter gleichzeitiger Mitnahme des oberen Schwimmers 18 verschließbar ist.

Oberhalb des Entlüftungsventiles 19 ist aus Sicherheitsgrün­ den noch eine Zusatzentlüftungskammer 25 mit einem in die Atmosphäre führenden weiteren Entlüftungsventil 26 vorgese­ hen. Zwischen den Kammern 25 und 6 stellt das erste Entlüf­ tungsventil 19 die einzige Verbindung dar. Der Schwimmer 27 in der oberen Entlüftungskammer 25 entspricht in seinem Auf­ bau grundsätzlich demjenigen des oberen Schwimmers 18.

Die Zusatzentlüftungskammer ist lediglich für den Fall vor­ gesehen, daß durch eine Anlagen- oder Betriebsstörung Flüs­ sigkeitsteile aus dem Entlüftungsventil 19 austreten soll­ ten. Ein solcher Fall ist am ehesten bei abnormer Schaumbil­ dung vorstellbar. In einem solchen Fall muß der Schaum durch die Öffnung 20 des zumindest nicht voll verschlossenen Ent­ lüftungsventiles 19 hindurchtreten. Dies wird dazu führen, daß die Luftanteile verstärkt abgetrennt werden, wodurch sich zumindest ein dichterer Schaum, wenn nicht sogar schaumlose Flüssigkeit ablagert, die den Zusatzschwimmer 27 das Zusatzentlüftungsventil 26 in jedem Fall sicher ver­ schließen läßt.

Der Entlüfter 1 ist insgesamt derart aufgebaut, daß er auch ohne Zusatz-Entlüftungskammer 25 einsetzbar ist. In diesem Falle wird lediglich die obere Glocke 28 nicht montiert.

Das Ventil 13 in dem Abflußkanal 10 besitzt einen konstruktiv recht einfachen und damit kostengünstigen Aufbau. Es besteht praktisch nur aus einem Führungsteil 29 mit einzelnen die Führung bewirkenden Füßchen, in das ein O- Dichtungsring 30 einlegbar ist. Das Führungsteil kann aus Kunststoff hergestellt werden. Durch Anlage des Führungsteiles 29 mit dem O-Dichtungsring 30 an die Öffnung 12 wird diese auf einfache und wirkungsvolle Weise verschlossen.

Ännlich ist auch das Rückschlagventil 23 aufgebaut.

Der beschriebene Entlüfter kann beispielsweise bei einem Ölbrenner Verwendung finden, bei dem die Ölzufuhr 150 kg/h beträgt, wobei bei einem Ölverbrauch innerhalb des Brenners von 50 kg/h jeweils 100 kg/h als Rücklauf durch den Entlüf­ ter geführt werden.

Claims (10)

1. Entlüfter für eine Gase enthaltende Flüssigkeit, insbe­ sondere Luft enthaltendes Rücklauföl aus einem Ölbrenner, in dem mindestens zwei Flüssigkeitsströme zusammenführbar sind, von denen mindestens ein Flüssigkeitsstrom vor dem Zusammen­ führen mit dem wenigstens einen anderen Flüssigkeitsstrom eine Entlüftungskammer durchströmt, die mit wenigstens zwei geodätisch achsgleich übereinander liegenden Schwimmern ver­ sehen ist, von denen der untere Schwimmer den Flüssigkeits­ abfluß aus der Kammer und der obere Schwimmer ein Entlüf­ tungsventil der Kammer steuert, wobei der untere Schwimmer ab einer vorbestimmbaren angehobenen Lage den bis zu dieser Lage abgesperrten Flüssigkeitsabfluß freigibt, während der obere Schwimmer ab einer vorbestimmbaren angehobenen Lage das bis zu dieser Lage geöffnete Entlüftungsventil ver­ schlossen hält, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Schwimmer (18) gegenüber dem unteren Schwimmer (15) aus einem Material mit spezifisch geringerem Gewicht besteht.

2. Entlüfter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des oberen Schwimmers (18) aus geschäumtem Kunststoff besteht.

3. Entlüfter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der geschäumte Kunststoff mit einer dünnen geschlossenen Außenhaut überzogen ist.

4. Entlüfter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der geschäumte Kunststoff ein Polyurethanschaum mit einem spezifischen Gewicht von maximal 50 g/dm³ ist.

5. Entlüfter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Schwimmer (15) in nicht angehobener Lage den oberen Schwimmer (18) nicht kontaktiert.

6. Entlüfter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Entlüftungsventil (19) in Richtung Atmosphäre ein zweites Entlüftungsventil (26) nachgeschaltet ist, wobei zwischen erstem und zweitem Entlüftungsventil eine zweite bis auf die beiden Entlüftungsventile in sich geschlossene Entlüftungskammer (25) vorgesehen ist, in der das zweite Entlüftungsventil (26) durch einen Zusatz-Schwimmer (27) in dem Sinne steuerbar ist, daß es ab einer vorbestimmten Anhe­ bung des Schwimmers (27) geschlossen und bei einer Lage des Schwimmers darunter geöffnet gehalten ist.

7. Entlüfter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungsventile (19, 26) jeweils aus einer in der betreffenden Kammerwand vorgesehene Öffnung und aus einem in diese einführbaren von dem jeweiligen Schwimmer (27 bzw. 18) betätigten Ventilstößel (21) bestehen.

8. Entlüfter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilstößel (21) eine kegelförmige Spitze besitzt.

9. Entlüfter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der obere und der Zusatzschwimmer (18 bzw. 27) jeweils aus einem Schaumkörper sowie einem diesen axial durchdrin­ genden stabförmigen Teil, besteht, wobei das stabförmige Teil an einem Ende als Ventilstößel (21) mit Führungsfunk­ tion und an dem anderen Ende ausschließlich als Führungsele­ ment (17) ausgebildet ist.

10. Entlüfter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dieser flüssigkeitsführende Ventile (13, 23) besitzt, bei denen jeweils ein an seinem Umfang mit einem O- Dichtungsring (30) ausgerüsteter Ventilstößel (21) vorgesehen ist, der mit zumindest einem Teil einer der axialen Stirnflächen des jeweiligen O-Dichtungsringes (30) an einem als Ventilsitzring ausgebildeten Rand einer mit dem Ventil (13, 23) beaufschlagten Öffnung zum Verschließen des Ventiles anlegbar ist.