SE514092C2 - Anordning för behandling av en gas - Google Patents

Description

25 30 35 514 092 2 finns också pneumatiska system som arbetar med 13 bar och ännu högre tryck.

US-A-5,727,623 visar en anordning för att torka tryckluft för pneumatiska system. Den kända anordningen innefattar en värmeväxlardel, med ett antal parallella plattor som är an- ordnade bredvid varandra på så sätt att de bildar en första kanal och en andra kanal som är åtskild från men i värme- överförande kontakt med den första kanalen, samt en separe- ringsdel. Den luft som skall torkas transporteras genom den första kanalen. hos värmeväxlardelen för kylning av luften och därefter genom separeringsdelen för separering av vätska från luften. Separeringsdelen bildas av en centralt anordnad kammare i vilken tryckluften tillåts kondensera. Även om det i denna separeringsdelen kan innefatta bafflar finns i luften, synes separeringsdelens bärande delar utgö- skrift anges att för att underlätta kondensering av den fukt som ras av det cirkulärcylindriska hölje som definierar kamma- ren.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Ändamålet med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en förbättrad anordning för behandling av ett gasformigt me- dium, i synnerhet för att torka trycksatt luft.

Detta ändamål uppnås med den inledningsvis angivna anord- ningen som kännetecknas av att nämnda separeringsdel av den första kanalen bildas av ett flertal plattmellanrum nællan en del av nämnda plattor, varvid åtminstone en av de plat- tor, som avgränsar ett av nämnda plattmellanrum, är inrättad att på båda sidor förbiströmmas av det gasformiga mediet.

Tack vare att anordningen är konstruerad av flera paral- lella, intilliggande plattor som är förbundna med varandra uppnås på ett enkelt sätt en mycket hög hållfasthet hos an- ii 10 15 20 25 30 35 514 092 fytytï- 3 ordningen som därmed kan motstå höga inre tryck. Med en el- ler ett flertal plattor, som på båda sidor förbiströmmas av det gasformiga mediet, skapas stora ytor hos den första ka- nalen, vilka på ett effektivt sätt kan öka uppfångningen av vätska, och dessutonx uppnås en relativt stor total tvär- snittsarea hos den del av den första kanalen som har till uppgift att fånga vätska ur det gasformiga mediet. På så vis kan flödeshastigheten genom denna del av den första kanalen hållas på en låg nivå, vilket möjliggör en hög separerings- grad. Vidare uppnås med separeringsdelens plattarrangemang flera distinkta riktningsändringar för det gasformiga me- diet. Sådana riktningsändringar, som är väsentligen 90°, bi- drar till en effektivare separering av vätska än den som kan uppnås med en separeringskammare av den typ som visas i US- A-5 727 623.

Enligt en utföringsform av uppfinningen bildar plattorna ett gemensamt plattpaket. På så vis är det möjligt att åstad- komma en mycket kompakt och trycktålig enhet av plattor av den typ som normalt används i plattvärmeväxlare. Plattorna är med fördel förbundna med varandra genom lödning. De olika delarna kan ges de önskade funktionerna genom att man pres- sar området kring plattornas portar på lämpligt sätt. Därvid kan plattorna, åtminstone sedda i ett snitt som sträcker sig väsentligen parallellt med plattorna, ha väsentligen samma ytterdimensioner.

Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen innefat- tar nämnda separeringsdel ett utloppsorgan för utmatning av den separerade vätskan. Med fördel är plattorna anordnade på så sätt att de sträcker sig väsentligen parallellt med ett vertikalplan, varvid utloppsorganet är anordnat i en nedre del av nämnda separeringsdel. På så vis kommer den fukt som kondenserar att helt enkelt rinna ut ur separeringsdelen. 10 15 20 25 30 35 514 092 y 4 Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen innefat- tar den andra kanalen ett första kanalavsnitt, som är inrät- tat att bilda en förkylare för transport av ett första kyl- medium, och ett andra kanalavsnitt, som är inrättat att bilda en evaporator för transport av ett andra kylmedium. På så vis àstadkoms en effektiv värmeväxling, varvid det inkom- mande gasformiga mediet först förkyles till en lämplig tem- peratur innan det i evaporatorn undergår en stark nedkylning med hjälp av det andra kylmediet som kan cirkulera genom nämnda andra kanalavsnitt. Med fördel är evaporatorn anord- nad mellan förkylaren och nämnda separeringsdel. Pâ så vis kommer det gasformiga mediet att strömma genom anordningen från dess ena ände till dess andra ände och därvid succes- sivt passera genom portarna hos efter varandra liggande plattor. Därvid kan med fördel från nämnda separeringsdel slutna kanaler sträcka sig genom nämnda separeringsdel och vara inrättade att möjliggöra transport av det andra kylme- diet till och fràn evaporatorn. Alternativt kan nämnda sepa- reringsdel vara anordnad mellan förkylaren och evaporatorn.

På så vis underlättas tillförseln av' det andra kylmediet till evaporatorn.

Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen sträcker sig den första kanalen till ett utlopp hos nämnda separe- ringsdel och är via en extern eller intern ledning förbunden med den andra kanalen hos förkylaren, varvid ledningen är inrättad att leda det gasformiga mediet från nämnda utlopp till den det inkommande gasformiga, mediet. andra kanalen hos förkylaren för värmeväxling med På så vis kan den ovan nämnda förkylningen av det gasformiga mediet åstadkommas på ett enkelt och effektivt sätt. transport av det gasformiga mediet en värmning Samtidigt uppnås med en sådan av det gas- sådan formiga mediet innan detta lämnar anordningen. En värmning är önskvärd i många pneumatiska system. 10 15 20 25 30 35 514 092 5 Enligt ytterligare en utföringsform av uppfinningen bildas åtminstone en del av den andra kanalen av två av nämnda plattor, vilka är positionerade intill varandra på så sätt att nämnda del av den andra kanalen sträcker sig däremellan, varvid nämnda separeringsdel hos den första kanalen sträcker sig på båda sidor om nämnda del av den andra kanalen. Därvid kan nämnda del av den andra kanalen innefattas av det andra kanalavsnittet. Vidare kan de plattor som innefattas av nämnda separeringsdel vara arrangerade på så sätt att vart tredje mellanrum, som bildas mellan intilliggande plattor, bildar en del av den andra kanalen medan övriga mellanrum, som bildas mellan intilliggande plattor, bildar en del av den första kanalen. Med fördel kan åtminstone ett av nämnda plattmellanrum som bildar nämnda separeringsdel innefatta ytförstorande medel.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Föreliggande uppfinning skall nu förklaras med hjälp av en utföringsform, som beskrivs såsom ett exempel, och med hän- visning till bifogade ritningar.

Fig 1 visar schematiskt uppbyggnaden av anordningen enligt en första utföringsform av uppfinningen i en vy från sidan.

Fig 2 visar schematiskt en annan sidovy av anordningen en- ligt den första utföringsformen.

Fig 3 visar schematiskt ett snitt längs linjen III-III i Fig 2.

Pig 4 visar schematiskt ett snitt längs linjen IV-IV i Fig 2.

Fig 5 visar schematiskt ett snitt motsvarande det i Pig 3 av en andra utföringsform av uppfinningen.

Fig 6 visar schematiskt ett snitt motsvarande det i Fig 4 av den andra utföringsformen. 10 15 20 25 30 35 514 092 6 Fig 7 visar schematiskt ett snitt motsvarande det i Fig 3 av en tredje utföringsform av uppfinningen.

Fig 8 visar schematiskt ett snitt motsvarande det i Fig 4 av den tredje utföringsformen.

Fig 9 visar schematiskt ett snitt motsvarande det i Fig 3 av en fjärde utföringsform av uppfinningen.

Pig 10 visar schematiskt ett snitt motsvarande det i Fig 4 av den fjärde utföringsformen.

DETÅLJERAD BESKRIVNING AV OLIKA UTFÖRINGSFORMER AV UPPFINNINGEN Fig l-4 visar en anordning för behandling av ett väsentligen gasformigt medium. Anordningen innefattar en förkylare 1, en evaporator 2 och en separeringsdel 3. Förkylaren 1 och eva- poratorn 2 bildar tillsammans en värmeväxlardel.

Fortsättningsvis kommer anordningen att beskrivas i samband med torkning av trycksatt luft. Det skall emellertid noteras att anordningen även kan användas för behandling av andra gasformiga medier ur vilka en vätska skall separeras genom kondensering.

Den luft som skall behandlas leds in genom ett inlopp 4 hos förkylaren l och via en första kanal 5 genom förkylaren l, evaporatorn 2 och separeringsdelen 3. Separeringsdelen 3 in- nefattar ett utlopp 6 för luften, som leds ut genom utloppet 6 och via en ledning 7 till ett andra inlopp 8 hos förkyla- ren l. Luften transporteras därefter genom en andra kanal 9 hos förkylaren 1 för värmeväxling med den till anordningen inkommande luften och ut genom ett andra utlopp 10 fràn vil- ket den trycksatta luften kan tillföras exempelvis ett pneu- matiskt verktyg. På så vis kommer den inkommande luften att kylas i förkylaren l samtidigt som den luft som lämnar an- ordningen uppvärmes. Den kondenserade fukt som fångas i se- pareringsdelen 3 samlas i en nedre del därav och transporte- 10 15 20 25 30 35 514 1092 7 ras ut ur anordningen genom ett utloppsorgan ll. Det skall noteras att de olika kanalerna och ledningarna i Pig 1 en- dast är illustrerade som pilar.

Evaporatorn 2 innefattar också en andra kanal 9' som är åt- skild från men i värmeväxlande kontakt med den första kana- len 5 hos evaporatorn 2. Den andra kanalen 9' är inrättad att möjliggöra transport av ett kylmedium genom evaporatorn 2 för kylning av luften. Kylmediet har sådana egenskaper att det under transporten genom evaporatorn 2 förångas. Kylme- diet tillförs den andra kanalen 9' hos evaporatorn 2 genom en från separeringsdelen 3 sluten inloppskanal 12 och bort- föres från den andra kanalen 9' hos evaporatorn 2 genom en från separeringsdelen 3 sluten utloppskanal 13. Såsom fram- går av Fig 1 sträcker sig inloppskanalen 12 och utloppskana- len 13 båda genom separeringsdelen 3.

Ett exempel på uppbyggnaden av anordningen enligt den första utföringsformen av uppfinningen illustreras närmare i Fig 2- 4. Såsom framgår är anordningen uppbyggd av väsentligen pa- rallella plattor 14 som är förbundna med varandra genom löd- ning på så sätt att det bildas ett plattmellanrum mellan in- tilliggande plattor 14 Plattorna 14 hos förkylaren 1, eva- poratorn 2 och separeringsdelen 3 har väsentligen samma yt- terdimensioner och är förbundna med varandra på så sätt att de bildar ett enda gemensamt plattpaket. Anordningen erhål- ler på detta sätt en mycket kompakt form. Plattorna 14 är försedda med portar som bildar portkanaler genom plattpake- tet. Därvid har alla plattor 14 som ej bildar gränsplattor till omgivningen eller någon av de andra delarna 1, 2, 3, fyra portar. I Pig 3 och 4 visas ett relativt litet antal plattor 14. Det valda antalet syftar endast till att illu- strera funktionen hos anordningen och det skall noteras att anordningen kan realiseras med ett väsentligt större antal plattor 14. 10 15 20 25 30 35 514 092 8 Den mot omgivningen vända plattan 16 hos förkylaren 1 är försedd med tre portar. De där innanför liggande plattorna 14 är förbundna med varandra och anordnade bredvid varandra pà så sätt att de med hjälp av de fyra portarna hos varje platta 14 bildar den första kanalen 5 och den andra kanalen 9 som är àtskild från men i värmeöverförande kontakt med den första kanalen 5. Förkylarens 1 ändplatta 17, som också bil- dar evaporatorns 2 ändplatta, är försedd med en port, se Fig 3. len 5 från förkylaren 1 till evaporatorn 2. De innanför änd- plattan 17 portar och är förbundna med varandra på så sätt att de bil- Via denna port kan luften passera i den första kana- liggande plattorna 14 hos evaporatorn 2 har fyra dar den första kanalen 5 och den andra kanalen 9' för det andra kylmediet. Evaporatorns 2 andra ändplatta 18 som grän- sar till och också bildar en ändplatta hos separeringsdelen 3 är försedd med tre portar. Ändplattan 18 är således utfor- mad på så sätt att luften kan passera genom denna platta 17 i den första kanalen 5 till separeringsdelen 3 och på så sätt att kylmediet kan passera från inloppskanalen 12 till den andra kanalen 9' hos evaporatorn 2 och ut genom utlopps- kanalen 13. De mellanliggande plattorna 14 hos separerings- delen 3 är alla försedda med fyra portar och förbundna med varandra på så sätt att det bildas ett mellanrum mellan in- tilliggande plattor 14 och att alla dessa mellanrum bildar den första kanalen 5, dvs luften som transporteras genom se- pareringsdelen 3 passerar förbi alla plattorna 14 i ett vä- sentligen parallellt flöde fràn en nedre del av separerings- delen 3 till en övre del av separeringsdelen 3, se Pig 3.

Vidare är, såsom framgår av Fig 4, plattorna 14 hos separe- ringsdelen 3 formade och förbundna med varandra på så sätt att inloppskanalen 12 och utloppskanalen 13 är fullständigt slutna gentemot den första kanalen 5.

Plattorna 14 hos separeringsdelen 3 innefattar vidare en öppning 19 som bildar en ledning till det ovan nämnda ut- loppsorganet ll för det kondensat som bildas i separerings- 10 15 20 25 30 35 514 092 9 delen 3. Utloppsorganet ll kan utformas på många olika sätt av ett hål sträcker sig in i plattpaketet i separeringsdelen 3. Vidare och i sin enklaste form endast utgöras som kan utloppsorganet ll' bildas av en av de fyra portarna hos plattorna 14, se Fig 3.

Den i Pig 5 och 6 visade andra utföringsform av uppfinningen skiljer sig från den första utföringsformen genom att sepa- reringsdelen 3 är anordnad mellan förkylaren 1 och evapora- torn 2. På så vis förenklas tillförseln av kylmediet till evaporatorn 2 genom den andra kanalen 9'. Den första kanalen sträcker sig väsentligen rakt genom separeringsdelen 3 med hjälp av en gentemot separeringsdelen 3 sluten rörledning 21 som är inrättad att leda luften från förkylaren l genom se- pareringsdelen 3 till evaporatorn 2.

Fig 7 och 8 visar en tredje utföringsfonn av uppfinningen med en förkylare l och en evaporator 2 som är integrerad i separeringsdelen 3 på så sätt att vart tredje mellanrum, som bildas mellan intilliggande plattor 14, bildar en del av den andra kanalen 9' för transport av evaporatorns 2 kylmedium medan de övriga mellanrummen mellan intilliggande plattor 14 bildar en del av den första kanalen 5 för luften som skall torkas. Därvid kommer var tredje platta 14 i den kombinerade evaporatorn och separeringsdelen 2, 3 att befinna sig i den första kanalen 5 och på båda sidor att förbiströmmas av den luft som skall torkas. Således kommer den första kanalen 5 i den kombinerade evaporatorn och separeringsdelen 2, 3 att ha ett större flödestvärsnitt än i förkylaren 1. Därmed möjlig- görs en sänkning av flödeshastigheten och en förbättrad se- parering av fukt ur luften. Vidare kommer den platta 14 som på båda sidor förbiströmmas av luften att erbjuda en stor yta på vilken fukt kan avsättas. Även i denna tredje utfö- ringsform kommer luften att ledas ut genom utloppet 6 och via en ledning, jämför hänvisningsbeteckning 7 i Pig l, att 10 15 20 25 30 35 ..« .- 514 o92¿trr¿i;;r;=; 10 ledas in i inloppet 8 hos förkylaren 1 och genom den andra kanalen 9 till utloppet 10.

Den fjärde utföringsformen som visas i Fig 9 och 10 innefat- tar ett plattelement 22, som exempelvis kan bildas av tvà plattor 14 mellan förkylaren 1 och den kombinerade evapora- torn och separeringsdelen 2, 3 enligt den tredje utförings- formen. Avståndet mellan plattelementets 22 två plattor 14 är större än mellan intilliggande plattor 14 hos förkylaren 1, evaporatorn 2 och separeringsdelen 3. Plattelementet 22 kan också utgöras av ett flertal plattor hos anordningen och innefattar ett inlopp som bildas av utloppet 6 hos den kom- binerade evaporatorn och separeringsdelen 2, 3, varvid luf- ten leds in i plattelementet 22 och ut genom ett utlopp som bildar inloppet 8 hos förkylaren l. Plattelementet 22 bildar således en förbindningsledning mellan separeringsdelen 3 och den andra kanalen 9 hos forkylaren 1 och ersätter således den i Pig 1 visade ledningen 7 och minskar således behovet av extern rördragning.

Såsom visas i Fig 3, 5, 7 och 9 kan en eller flera av de plattmellanrum som bildar den andra kanalen 5 i separerings- delen 3 innefatta ytförstorande medel 23. Sådana medel kan exempelvis innefatta stålull, korrugerat nät eller liknande.

Vidare kan stålull eller liknande ytförstorande medel anord- nas i separeringsdelens 3 portkanal såsom ett alternativ el- ler ett komplement till de ytförstorande medlen i plattmel- lanrummen. Det är också möjligt att åstadkomma en ytförsto- ring genom att förse de plattor 14 som på bàde sidor förbi- strömmas av luften med ett större pressdjup än övriga plat- tor 14.

Såsom framgår av Fig 6, 7 och 9 kan utloppsorganet 11 bildas av en av de fyra portarna hos plattorna 14 även i den andra, tredje och fjärde utföringsformen. 5141192 ll Uppfinningen är inte begränsad till den visade utföringsfor- men utan kan varieras och modifieras inom ramen för de ef- terföljande patentkraven.

Det skall noteras att anordningen kan innefatta en värmeväx- lardel i form av en enda kylare, dvs en värmeväxlardel som inte är uppdelad i en förkylare och en evaporator.

Claims (15)

10 15 20 25 30 35 514 092 12 Patentkrav

1. l. Anordning för behandling av ett väsentligen gasformigt medium, innefattande ett antal parallella plattor (l4) som är förbundna med varandra och anordnade bredvid varandra på sá sätt att de med hjälp av portar hos plattorna (14) bildar (5), och åtminstone en andra kanal (9, som är inrättad att transportera det 9'), den ett åt- bildar en se- det gasformiga mediet, kännetecknad av att nämnda separeringsdel bildas av ett flertal platt- (14), minstone en av de plattor (l4), som avgränsar ett av nämnda plattmellanrum, är inrättad att pà båda sidor förbiströmmas en första kanal gasformiga mediet, som är åtskild från men i värmeöverförande kontakt med första kanalen (5) och som är inrättad att transportera kylmedium för kylning av det gasformiga mediet, varvid minstone en del (3) av den första kanalen (5) pareringsdel och är inrättad att separera vätska från (3) av den första kanalen (5) mellanrum mellan en del av nämnda plattor varvid át- av det gasformiga mediet.

2. Anordning enligt krav 1, kännetecknad av att plattorna (14) bildar ett gemensamt plattpaket.

3. Anordning enligt något av kraven 1 och 2, kännetecknad av att plattorna (14), ett sträcker sig väsentligen parallellt med plattorna, har vä- àtminstone sedda i snitt som sentligen samma ytterdimensioner.

4. Anordning enligt något av kraven l till 3, kännetecknad av att nämnda separeringsdel (3) innefattar ett utloppsorgan (ll) för utmatning av den separerade vätskan.

5. Anordning enligt krav 4, kännetecknad av att plattorna (14) är anordnade på så sätt att de sträcker sig väsentligen parallellt med ett vertikalplan, varvid utloppsorganet (ll) är anordnat i en nedre del av nämnda separeringsdel (3). 10 15 20 25 30 35 nad av att den första kanalen (5) 514! 092 13

6. Anordning enligt något av de föregående kraven, känne- tecknad av att plattorna (14) är förbundna med varandra ge- nom lödning.

7. Anordning enligt något av de föregående kraven, känne- tecknad av att den andra kanalen innefattar ett första ka- nalavsnitt (9), som är inrättat att bilda en förkylare (1) för transport av ett första kylmedium, och ett andra kanal- avsnitt (9'), som är inrättat att bilda en evaporator (2) för transport av ett andra kylmedium.

8. Anordning enligt krav 7, kännetecknad av att evapora- torn (2) är anordnad mellan förkylaren (1) och nämnda sepa- reringsdel (3).

9. Anordning enligt krav 8, kännetecknad av' från nämnda separeringsdel (3) slutna kanaler (12, 13) som sträcker sig genom nämnda separeringsdel (3) och är inrättade att möjlig- göra transport av det andra kylmediet till och från evapora- torn (2).

10. Anordning enligt krav 7, kännetecknad av att nämnda se- pareringsdel (3) är anordnad mellan förkylaren (1) och eva- poratorn (2).

11. ll. Anordning enligt något av kraven 7 till 10, känneteck- sträcker sig till ett ut- lopp (6) hos nämnda separeringsdel (3) och är via en extern eller intern ledning (7, 22) förbunden med den andra kanalen (9) hos förkylaren (1), varvid ledningen (7) är inrättad att leda det gasformiga mediet från nämnda utlopp (6) till den andra kanalen (9) hos förkylaren för värmeväxling med det inkommande gasformiga mediet. 10 15 20 514 092 14

12. Anordning enligt något av kraven 1 - 7, kännetecknad av att àtminstone en del av den andra kanalen (9') tvá av nämnda plattor (14), vilka är positionerade intill varandra pà sá sätt att nämnda del av den andra kanalen (9') bildas av sträcker sig däremellan, varvid nämnda separeringsdel (3) hos den första kanalen (5) sträcker sig pà båda sidor om nämnda del av den andra kanalen (9').

13. Anordning enligt. krav 7 och 12, kännetecknad av' att nämnda del av den andra kanalen (9') innefattas av det andra kanalavsnittet.

14. Anordning enligt något av kraven 1-7, 12 och 13, känne- tecknad av att de plattor (14) pareringsdel (3) är arrangerade på så sätt att vart tredje SOm innêfattâS aV nämnda Se- plattmellanrum, som bildas mellan intilliggande plattor (14), bildar en del av den andra kanalen (9') medan övriga plattmellanrum, som bildas mellan intilliggande plattor (14), bildar en del av den första kanalen (5).

15. Anordning enligt något av de föregående kraven, känne- tecknad av att åtminstone ett av nämnda plattmellanrum som bildar nämnda separeringsdel (3) innefattar ytförstorande medel (23).