WO1998015771A1 - Vorrichtung zur kondensatrückführung in gasströmen - Google Patents

Vorrichtung zur kondensatrückführung in gasströmen Download PDF

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WO1998015771A1
WO1998015771A1 PCT/EP1997/005385 EP9705385W WO9815771A1 WO 1998015771 A1 WO1998015771 A1 WO 1998015771A1 EP 9705385 W EP9705385 W EP 9705385W WO 9815771 A1 WO9815771 A1 WO 9815771A1
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WO
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condensate
filter element
inlet
valve
housing
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Application number
PCT/EP1997/005385
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English (en)
French (fr)
Inventor
Christian Thalmann
Armin Müller
Original Assignee
Filterwerk Mann+Hummel Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16T—STEAM TRAPS OR LIKE APPARATUS FOR DRAINING-OFF LIQUIDS FROM ENCLOSURES PREDOMINANTLY CONTAINING GASES OR VAPOURS
    • F16T1/00—Steam traps or like apparatus for draining-off liquids from enclosures predominantly containing gases or vapours, e.g. gas lines, steam lines, containers

Definitions

  • the invention relates to a device for condensate recycling in gas streams and a fluid separator.
  • Such devices are known, for. B. from conventional compressed gas systems. If you want to reduce the dimensions of such devices while increasing the oil separation rate, it is disadvantageous that the housing dimensions of the filters to be used are a hindrance to this. Another disadvantage is that such a device only works reliably if it is kept free of dirt, but this requires a filter. Another disadvantage with such devices is the operation under positive pressure. Such fluid separators are sensitive to air pockets and turbulence, which interferes with the separation of the different phases.
  • a device for condensate return in gas streams having a housing having at least one inlet and an outlet, a filter element communicating with the inlet and at least one condensate collecting element comprising a condensate drain and at least one condensate conveying element, the condensate collecting element being connected to the
  • Filter element communicates and a device containing this device
  • An advantageous development of the invention provides that the inlet communicates with the interior of the filter element. In this way, any particles in the system only get into the interior of the filter element, in which they then remain until the filter element is replaced.
  • condensate collecting element or the condensate contained therein, completely or partially surrounds the filter element. In this way, a higher integration density of the device is achieved, which benefits the external dimensions.
  • An additional advantageous development of the invention provides that the flow cross section of the device has at least one flow barrier in the region of the inlet. This avoids unnecessary pressure losses and unnecessary turbulence, since the compressed air-condensate mixture in the device is expanded to ambient pressure.
  • An advantageous development of the invention provides that the inlet communicates with a compressed air line. This ensures that the gas streams originating from compressors and containing particles and oil can be freed from them.
  • the device communicates with the surroundings by means of the outlet. This is a relaxation of the oil-containing gas volume within the device to ambient pressure is possible, which leads to gentler segregation.
  • condensate conveying element communicates with a condensate separation device, which is shown in FIGS. 2 and 3 of DE 43 25 745 A1.
  • the condensate conveying element brings the already degassed condensate to the condensate separation device, in which the condensate is divided into its different phases due to the different density of the individual components of the multi-phase mixture.
  • the filter element is exchangeable. This ensures that? with a certain limit loading of the filter element, the pressure drop of the overall system does not increase too much, which would lead to a reduction in the efficiency of the system. This makes it possible, if the filter element has reached its age, to replace it with a new one.
  • Another aspect is the adaptation of the filter element to the age of the internal combustion engine in which the element is used, in particular taking into account the flow resistance of the filter element and its influence on the oil separation rate.
  • the device has at least one level sensor.
  • This level sensor shows z. B. in the inlet area when there is sufficient condensate for separation to achieve a brief opening with subsequent closing of the flow barrier by means of this signal. In this way, a pressure drop in the compressor system is avoided. Additional swirling of the condensate is avoided by the suitable coupling to the condensate conveying element, which brings the condensate to the condensate separation device before opening.
  • a device according to one or more of the preceding claims is used in a fluid separator, for example in DE 43 25 745 A1, column 3, line 29 to column 4, line 5 and Fig. 1 or DE 44 31 496 A1 is described.
  • the condensate return device consists of the inlet 1, which, as shown in the exemplary embodiment according to FIG. 1, is cup-shaped.
  • This pot-shaped inlet 1 is located below a compressed air line 11 supplied by a compressor with compressed gas. Condensate in the system collects in this pot-like bulge of the inlet 1.
  • the flow barrier 9 opens, which admits the condensate, which is driven by the excess pressure present in the compressed gas line 11, via a connecting element 8 into the interior of the housing 2 of the device.
  • the flow barrier can be opened at regular intervals and then closed again.
  • the condensate / compressed air mixture is conducted directly into the interior of the filter element 3 by means of a connecting element 8.
  • the condensate-compressed air mixture is expanded to ambient pressure, since the entire interior of the housing 2 communicates with the environment via the outlet 7, which applies in the same way to the interior of the filter element 3. Due to gravity, the condensate-compressed air mixture sinks to the bottom of the filter element 3, air constantly escaping from the mixture and escaping through the outlet 7 to the outside through the surface of the filter element 3. The remaining condensate begins to divide into areas of different densities at the bottom of the filter element 3.
  • the oil-water mixture which is divided into two phases, flows simultaneously, if the fill level in the housing 2 permits this, over the surface of the filter element 3 into the condensate collecting element 4 and is freed of any particles that may be present when it passes through the filter element 3.
  • the filter element 3 consists of materials such as. B. wire mesh, plastic screens, fleece layers or folded filter paper depending on the particle size to be separated.
  • a condensate conveying element 10 which in the exemplary embodiment according to FIG.
  • the filter 1 is an electrically operated pump, conveys condensate via the condensate drain 5 to a device for condensate separation, in which the separation of the two-phase mixture takes place.
  • a device for condensate separation in which the separation of the two-phase mixture takes place.
  • the interior 6 of the filter element 3 after the flow barrier 9 has interrupted the connection to the compressed air line after the condensate has been introduced into the filter interior, there is ambient pressure in the remaining housing 2, which largely avoids air inclusions in the water-oil mixture.
  • the interior of the housing and thus inevitably also the interior 6 of the filter element 3 is in constant contact with the surroundings or the atmosphere via the outlet 7.
  • the connecting element 8 which connects the interior of the housing 2 to the compressed air line of the compressor, which is shown, for example, in DE 43 25 745 in FIG. 1, is provided with a flow barrier 9 so that the pressure loss of the overall system is limited to the period of introduction of the condensate collected in the area of the inlet 1 into the housing 2 of the device for condensate return. Since only the back pressure of the condensate liquid column is present in the interior of the housing in order to discharge the condensate via the condensate drain 5, an electric feed pump is installed in the condensate drain line, which pumps the condensate to the condensate separating device.
  • the device for condensate return can be installed at any point on the compressed air line 11 by means of the cup-shaped inlet 1.
  • the device has level sensors 12. So that the condensate accumulated in the area of the inlet 1 can reach the housing 2 of the device by means of a flow barrier 9 and a connecting element 8 at intervals, the pot-shaped area of the inlet 1 has a level sensor 12 , which gives a signal via a signal line 16 to a switch box 17 when a predetermined fill level is reached. A signal is generated in this switch box, which reaches the flow barrier 9 via a control line 18 in order to briefly open the flow barrier 9 there and then close it again.
  • the flow barrier 9 is activated by means of a float mechanically connected to it, which is attached in the area of the inlet 1.
  • the condensate is collected without pressure in an additional container and, when a predefined fill level, which is determined by fill level sensors, is passed on to the device for condensate return by means of a valve and a connecting element to the condensate return device.
  • the dirt deposits 13 forming in the filter element 3 remain in the interior of the filter element 3 over their service life.
  • the housing 2 In order to be able to replace the loaded filter element 3 when the filter element 3 is loaded with dirt deposits 13, which leads to an increase in pressure loss, the housing 2 must be replaced Cover 14 is provided, which is detachably connected to the housing via a housing-cover connection 15.
  • the condensate return device shown in Figure 2 consists of the inlet 1, which is shaped like a pot. This pot-shaped inlet 1 is located below the compressed air line 11, which is supplied with compressed gas by a compressor. Condensate in the system collects in this pot-like bulge of the inlet 1. When a certain amount of condensate has accumulated in the inlet area, the flow barrier 9 opens, which lets in the condensate, which is driven by the excess pressure present in the compressed gas line 11, via a connecting element 8 into the interior of the housing 2 of the device. The condensate-compressed air mixture is conducted directly into the interior of the filter element 3 by means of connecting element 8 when it is in the housing of the device.
  • the condensate-compressed air mixture is expanded to ambient pressure, since the entire interior of the housing 2 communicates with the environment via the outlet 7, which applies in the same way to the interior of the filter element 3. Due to the force of gravity, the condensate-compressed air mixture drops to the bottom of the filter element 3, air constantly escaping from the mixture and escaping through the outlet 7 into the open via the surface of the filter element 3. The remaining condensate begins at the bottom of the To divide filter element 3 into areas of different densities. The particles sink to the bottom of the filter element due to the greater density and cannot leave this filter element either, since the separation limit is below the particle size.
  • the oil-water mixture which is divided into two phases, simultaneously flows over the surface of the filter element 3 into the condensate collecting element 4 and is freed of any particles that may be present when it passes through the filter element 3.
  • the filter element 3 consists of materials such as. B. wire mesh, plastic screens, fleece layers or folded filter paper, depending on the particle size to be separated.
  • a condensate conveying element 10 which in the exemplary embodiment according to FIG. 2 is an electrically operated pump, conveys condensate via the condensate drain 5 to a device for condensate separation, in which the segregation of the two-phase mixture arriving free of air pockets.
  • the flow barrier 9 has interrupted the connection to the compressed air line after the condensate has been introduced into the filter interior, there is ambient pressure in the remaining housing 2, which largely avoids air inclusions in the water-oil mixture.
  • the interior of the housing and thus inevitably also the interior 6 of the filter element 3 is in constant contact with the surroundings or the atmosphere via the outlet 7.
  • the connecting element 8 which connects the interior of the housing 2 to the compressed air line of the compressor, which is shown in DE 43 25 745 in FIG. 1, is provided with a flow barrier 9 so that the pressure loss of the overall system over the period of introduction of the condensate accumulated in the area of the inlet 1 into the housing 2 the device for condensate recycling is limited. Since only the back pressure of the condensate liquid is present in the interior of the housing in order to remove the condensate via the condensate drain 5, an electric feed pump is installed in the condensate drain line, which pumps the condensate to the condensate separator.
  • the device for returning condensate can be installed by means of the pot-shaped inlet 1 almost anywhere in the compressed air line 11.
  • the device has level sensors 12. So that the condensate accumulated in the area of the inlet 1 can reach the housing 2 of the device by means of a flow barrier 9 and a connecting element 8 at intervals, the cup-shaped area of the inlet 1 has a level sensor 12 , which gives a signal via a signal line 16 to a switch box 17 when a predetermined fill level is reached. A signal is generated in this switch box, which reaches the flow barrier 9 via a control line 18 in order to briefly open the flow barrier 9 and then close it again.
  • the flow barrier 9 is activated by means of a float mechanically connected to it, which is attached in the area of the inlet 1.
  • the condensate is collected without pressure in an additional container and, when a predefined fill level, which is determined by fill level sensors, is passed on to the device for condensate return by means of a valve and a connecting element to the condensate return device.
  • a cover 14 is provided which is detachably connected to the housing via a housing-cover connection 15.
  • the outlet 7 is a throttle 19 downstream, which ensures a constant pressure equalization when z. B. the entire device is opened.
  • a valve 20 is arranged in the direction of flow behind the throttle, which enables an excess pressure to be built up in the closed housing 2.
  • the valve 20 is designed as a float valve that closes when a predefined liquid level is reached; this can be done mechanically on the one hand, in another alternative embodiment, the signal, in particular an electrical signal, is used to close or close the valve 20 to open. Downstream in the flow direction is an adsorption filter 21, which is filled with activated carbon, for example, and is intended to prevent the escape of oil or water mist and odorous substances. In an alternative embodiment, the throttle 19 is connected downstream of the adsorption filter 21 in the flow direction.

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Abstract

Beschrieben wird eine Vorrichtung zur Kondensatrückführung in Gasströmen mit einem wenigstens einen Einlaß (1) und einen Auslaß (7) aufweisenden Gehäuse (2), einem mit dem Einlaß (1) kommunizierenden Filterelement (3) und wenigstens einem, einen Kondensatablaß (5) umfassenden Kondensatauffangelement (4) und wenigstens einem Kondensatförderelement (10), wobei das Kondensatauffangelement (4) mit dem Filterelement (3) kommuniziert.

Description

Vorrichtung zur Kondensatrückführung in Gasströmen
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kondensatrückführung in Gasströmen sowie einen Fluidabscheider.
Derartige Vorrichtungen sind bekannt, z. B. aus herkömmlichen Druckgasanlagen. Will man bei solchen Vorrichtungen die Abmessungen verkleinern bei einer gleichzeitigen Erhöhung der Olabscheiderate, so ist daran nachteilig, daß die Gehäuseabmessungen von zu verwendenden Filtern dem hindernd im Wege steht. Ein anderer Nachteil besteht darin, daß eine derartige Vorrichtung nur zuverlässig arbeitet, wenn sie schmutzfrei gehalten wird, dies erfordert aber einen Filter. Ein weiterer Nachteil bei derartigen Vorrichtungen besteht in der Betriebsweise unter Überdruck. Derartige Fluidabscheider sind empfindlich gegen Lufteinschlüsse und Verwirbelungen, was die Entmischung der unterschiedlichen Phasen stört.
Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß ein sicherer und zuverlässiger Betrieb bei kompakten Abmessungen der Vorrichtung, die zudem einfach und billig sein soll, möglich ist.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung zur Kondensatrückführung in Gasströmen mit einem wenigstens einen Einlaß und einen Auslaß aufweisenden Gehäuse, einem mit dem Einlaß kommunizierenden Filterelement und wenigstens einem, einen Kondensatablaß umfassenden Kondensatauffangelement und wenigstens einem Kondensatförderelement, wobei das Kondensatauffangelement mit dem
BESTÄΠGUNGSKOPIE Kondensatförderelement, wobei das Kondensatauffangelement mit dem
Filterelement kommuniziert und einen diese Vorrichtung enthaltenden
Fluidabscheider gelöst. Dies gewährleistet den verschmutzungsfreien Betrieb der Anlage, da ein ausreichend dimensionierter Filter im Kreislauf dafür Sorge trägt. Durch die Anordnung der Elemente zueinander werden Lufteinschlüsse verhindert, Verwirbelungen finden nicht statt, was zu einer verbesserten
Entmischung der unterschiedlichen Phasen beiträgt.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß der Einlaß mit dem Innenraum des Filterelements kommuniziert. Auf diese Weise gelangen eventuell im System befindliche Partikell lediglich ins Innere des Filterelements, in dem sie dann verbleiben, bis das Filterelement ausgewechselt wird.
Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß das Kondensatauffangelement, bzw. das darin enthaltene Kondensat, das Filterelement ganz oder teilweise umschließt. Auf diese Weise wird eine höhere Integrationsdichte der Vorrichtung erreicht, was den Außenabmaßen zugute kommt.
Eine zusätzliche vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß der Strömungsquerschnitt der Vorrichtung im Bereich des Einlaß wenigstens eine Strömungssperre aufweist. Dadurch werden überflüssige Druckverluste sowie überflüssige Verwirbelungen vermieden, da das Druckluft-Kondensat-Gemisch in der Vorrichtung auf Umgebungsdruck entspannt wird. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß der Einlaß mit einer Druckluftleitung kommuniziert. Dadurch wird gewährleistet, daß die von Kompressoren stammenden, Partikel und Öl enthaltenden Gasströme von diesen befreit werden können.
Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Vorrichtung mittels des Auslaß mit der Umgebung kommuniziert. Dadurch ist ein Entspannen des ölhaltigen Gasvolumens innerhalb der Vorrichtung auf Umgebungsdruck möglich, was zu schonenderen Entmischungen führt.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß das Kondensatförderelement mit einer Kondensattrenneinrichtung, die in den Figuren 2 und 3 der DE 43 25 745 A1 dargestellt wird, kommuniziert. Das Kondensatförderelement bringt das bereits entgaste Kondensat zur Kondensattrenneinrichtung, in der das Kondensat aufgrund der unterschiedlichen Dichte der einzelnen Bestandteile des Mehrphasengemisches sich in seine verschiedenen Phasen aufteilt.
In einer anderen vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, daß das Filterelement auswechselbar ist. Damit wird erreicht, da? bei einer gewissen Grenzbeladung des Filterelements der Druckabfall des Gesamtsystems nicht zu stark steigt, was zu einer Senkung der Effizienz des Systems führen würde. Dadurch wird es möglich, falls das Filterelement sein Lebensalter erreicht hat, dieses durch ein neues zu ersetzen. Ein weiterer Aspekt ist die Anpassung des Filterelementes an den Lebensalterzustand der Verbrennungskraftmaschine, in der das Element eingesetzt wird, insbesondere unter Berücksichtigung des Stömungswiderstandes des Filterelementes und dessen Einfluß auf die Olabscheiderate.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Vorrichtung über wenigstens einen Füllstandssensor verfügt. Dieser Füllstandssensor zeigt z. B. im Einlaßbereich an, wenn ausreichend Kondensat zur Trennung vorhanden ist, um mittels dieses Signales ein kurzzeitiges Öffnen mit anschließendem Schließen der Strömungssperre zu erreichen. Auf diese Weise wird ein Druckabfall in der Kompressoranlage vermieden. Durch die geeignete Koppelung mit dem Kondensatförderelement, das das Kondensat vor dem Öffnen zur Kondensattrenneinrichtung verbringt, wird eine zusätzliche Verwirbelung des Kondensats vermieden. Eine zusätzliche Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß eine Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche in einem Fluidabscheider zum Einsatz kommt, der beispielsweise in der DE 43 25 745 A1 , Sp. 3, Z. 29 bis Sp. 4, Z. 5 sowie Fig. 1 oder der DE 44 31 496 A1 beschrieben wird.
Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei der Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.
Ein Ausführungsbeispiei der Erfindung und ihrer vorteilhaften Weiterbildungen wird im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben.
Es stellt dar:
Figur 1 , einen Schnitt durch eine Vorrichtung
Figur 2, einen Schnitt durch eine Vorrichtung mit Adsorptionsfilter
Die Kondensatrückführungsvorrichtung besteht aus dem Einlaß 1 , der, wie im Ausführungsbeispiel nach Figur 1 dargestellt, topfförmig geformt ist. Dieser topfförmige Einlaß 1 befindet sich unterhalb einer von einem Kompressor mit Druckgas versorgten Druckluftleitung 11. In dieser topfartigen Ausbuchtung des Einlaß 1 sammelt sich im System befindliches Kondensat. Wenn eine bestimmte Menge an Kondensat im Einlaßbereich angesammelt ist, öffnet sich die Strömungssperre 9, die das Kondensat, das vom in der Druckgasleitung 11 vorhandenen Überdruck getrieben wird, über ein Verbindungselement 8 ins Innere des Gehäuses 2 der Vorrichtung einläßt. In einer alternativen Ausführung kann die Strömungssperre in regelmäßigen Abständen geöffnet und anschließend wieder geschlossen werden. Im Gehäuse der Vorrichtung angelangt, wird das Kondensat-Druckluftgemisch mittels Verbindungselement 8 direkt ins Innere des Filterelementes 3 geleitet. Im Inneren des Filterelementes 3 wird das Kondensat-Druckluftgemisch auf Umgebungsdruck entspannt, da der gesamte Innenraum des Gehäuses 2 mittels des Auslaß 7 mit der Umgebung kommuniziert, was in gleicher weise für den Innenraum des Filterelements 3 gilt. Aufgrund der Schwerkraft sinkt das Kondensat- Druckluftgemisch zum Boden des Filterelements 3, wobei ständig Luft aus dem Gemisch entweicht und über die Oberfläche des Filterelements 3 hinweg durch den Auslaß 7 ins Freie entweicht. Das verbleibende Kondensat beginnt am Boden des Filterelements 3 sich in Bereiche verschiedener Dichte aufzuteilen. Die Partikel sinken aufgrund der größten Dichte zum Boden des Filterelements und können dieses Filterelement auch nicht verlassen, da die Trenngrenze unterhalb der Partikelgröße liegt. Das sich in zwei Phasen aufteilende Öl- Wasser-Gemisch fließt gleichzeitig, wenn der Füllstand im Gehäuse 2 dies erlaubt, über die Oberfläche des Filterelements 3 in das Kondensatauffangelement 4 und wird beim Passieren des Filterelements 3 von eventuell vorhandenen Partikeln befreit. Das Filterelement 3 besteht aus Materialien, wie z. B. Drahtgeflecht, Kunststoffsieben, Vlieslagen oder gefaltetem Filterpapier je nach abzuscheidender Partikelgröße. Je nach anfallender Kondensatmenge, die im im Gehäuse 2 befindlichen Kondensatauffangelement 4 gesammelt wird, fördert ein Kondensatförderelement 10, das im Ausführungsbeispiel nach Figur 1 eine elektrisch betriebene Pumpe ist, Kondensat über den Kondensatablaß 5 zu einer Einrichtung zur Kondensattrennung, in der die Entmischung des Zweiphasengemisches stattfindet. Im Innenraum 6 des Filterelements 3 herrscht, nachdem die Stömungssperre 9, nach der Einleitung des Kondensates ins Filterinnere die Verbindung zur Druckluftleitung unterbrochen hat, wie im restlichen Gehäuse 2 Umgebungsdruck, was weitestgehend Lufteinschlüsse im Wasser-Öl-Gemisch vermeidet. Zur zuverlässigen Bereitstellung, beziehungsweise Entspannung auf Umgebungsdruck ist das Gehäuseinnere und somit zwangsläufig auch der Innenraum 6 des Filterelementes 3 ständig über den Auslaß 7 mit der Umgebung, beziehungsweise der Atmosphäre in Kontakt.
Durch die ständige Verbindung des Gehäuseinneren mit der Umgebung ist das Verbindungselement 8, das den Innenraum des Gehäuses 2 mit der Druckluftleitung des Kompressors, der beispielsweise in der DE 43 25 745 in Figur 1 dargestellt ist, verbunden ist, mit einer Strömungssperre 9 versehen, damit sich der Druckverlust des Gesamtsystems auf den Zeitraum der Einbringung des sich im Bereich des Einlasses 1 angesammelten Kondensats in das Gehäuse 2 der Vorrichtung zur Kondensatrückführung beschränkt. Da im Gehäuseinneren lediglich der Staudruck der Kondensatflüssigkeitssäule vorhanden ist, um das Kondensat über den Kondensatablaß 5 abzutransportieren, ist in der Kondensatablaßleitung eine elektrische Förderpumpe installiert, die das Kondensat zur Kondensat-Trenneinrichtung fördert.
Die Vorrichtung zur Kondensatrückführung kann mittels des topfförmigen Einlaßes 1 an jeder beliebigen Stelle der Druckluftleitung 11 installiert werden. Zum automatisierten Betreiben der Vorrichtung zur Kondensatrückführung verfügt die Vorrichtung über Füllstandssensoren 12. Damit das im Bereich des Einlaß 1 angesammelte Kondensat in Zeitabständen ins Gehäuse 2 der Vorrichtung mittels Strömungssperre 9 und Verbindungselement 8 gelangen kann, weist der topfförmige Bereich des Einlaß 1 einen Füllstandssensor 12 auf, der bei erreichen eines vorbestimmten Füllstandes ein Signal über eine Signalleitung 16 an einen Schaltkasten 17 gibt. In diesem Schaltkasten wird ein Signal erzeugt, das über eine Steuerleitung 18 zur Strömungssperre 9 gelangt um dort die Strömungssperre 9 kurzzeitig zu öffnen und dann wieder zu schließen. In einer alternativen Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Ansteuerung der Strömungssperre 9 mittels eines mechanisch mit dieser verbundenen Schwimmer, der im Bereich des Einlaß 1 angebracht ist, erfolgt. ln einer weiteren alternativen Ausgestaltung ist vorgesehen, daß das Kondensat in einem zusätzlichen Behälter drucklos gesammelt wird und bei erreichen eines vordefinierten Füllstandes, der mittels Füllstandssensoren ermittelt wird, an die Vorrichtung zur Kondensatrückführung mittels eines Ventils und eines Verbindungselements zur Kondensatrückführungsvorrichtung weitergeleitet wird.
Die sich im Filterelement 3 bildenden Schmutzablagerungen 13 verbleiben über die Lebensdauer im Inneren des Fiiterelements 3. Um bei einer Grenzbeladung des Filterelements 3 mit Schmutzablagerungen 13, was zu einer Erhöhung des Druckverlustes führt, das beladene Filterelement 3 auswechseln zu können, ist am Gehäuse 2 ein Deckel 14 vorgesehen, der über eine Gehäuse-Deckel- Verbindung 15 mit dem Gehäuse lösbar verbunden ist.
Die in Figur 2 dargestellte Kondensatrückführungsvorrichtung besteht aus dem Einlaß 1 , der topfförmig geformt ist. Dieser topfförmige Einlaß 1 befindet sich unterhalb der durch einen Kompressor mit Druckgas versorgten Druckluftleitung 11. In dieser topfartigen Ausbuchtung des Einlaß 1 sammelt sich im System befindliches Kondensat. Wenn eine bestimmte Menge an Kondensat im Einlaßbereich angesammelt ist, öffnet sich die Strömungssperre 9, die das Kondensat, das vom in der Druckgasleitung 1 1 vorhandenen Überdruck getrieben wird, über eine Verbindungselement 8 ins Innere des Gehäuses 2 der Vorrichtung einläßt. Das Kondensat-Druckluftgemisch wird mittels Verbindungselement 8 direkt ins Innere des Filterelementes 3 geleitet, wenn es im Gehäuse der Vorrichtung ist. Im Inneren des Fiiterelementes 3 wird das Kondensat-Druckluftgemisch auf Umgebungsdruck entspannt, da der gesamte Innenraum des Gehäuses 2 mittels des Auslaß 7 mit der Umgebung kommuniziert, was in gleicher Weise für den Innenraum des Filterelements 3 gilt. Aufgrund der Schwerkraft sinkt das Kondensat-Druckluftgemisch zum Boden des Filterelements 3, wobei ständig Luft aus dem Gemisch entweicht und über die Oberfläche des Filterelements 3 hinweg durch den Auslaß 7 ins Freie entweicht. Das verbleibende Kondensat beginnt am Boden des Filterelements 3 sich in Bereiche verschiedener Dichte aufzuteilen. Die Partikel sinken aufgrund der größeren Dichte zum Boden des Filterelements und können dieses Filterelement auch nicht verlassen, da die Trenngrenze unterhalb der Partikelgröße liegt. Das sich in zwei Phasen aufteilende Öl- Wasser-Gemisch fließt gleichzeitig über die Oberfläche des Filterelements 3 in das Kondensatauffangelement 4 und wird beim Passieren des Filterelements 3 von eventuell vorhandenen Partikeln befreit. Das Filterelement 3 besteht aus Materialien, wie z. B. Drahtgeflecht, Kunststoffsieben, Vlieslagen oder gefaltetem Filterpapier , je nach abzuscheidender Partikelgröße. In Abhängigkeit der anfallenden Kondensatmenge, die in dem im Gehäuse 2 befindlichen Kondensatauffangelement 4 gesammelt wird, fördert ein Kondensatförderelement 10, das im Ausführungsbeispiel nach Figur 2 eine elektrisch betriebene Pumpe ist, Kondensat über den Kondensatablaß 5 zu einer Einrichtung zur Kondensattrennung, in der die Entmischung des frei von Lufteinschlüssen anlangenden Zweiphasengemisches stattfindet. Im Innenraum 6 des Filterelements 3 herrscht, nachdem die Stömungssperre 9, nach der Einleitung des Kondensates ins Filterinnere die Verbindung zur Druckluftleitung unterbrochen hat, wie im restlichen Gehäuse 2 Umgebungsdruck, was weitestgehend Lufteinschlüsse im Wasser-Öl-Gemisch vermeidet.
Zur zuverlässigen Bereitstellung, beziehungsweise Entspannung auf Umgebungsdruck ist das Gehäuseinnere und somit zwangsläufig auch der Innenraum 6 des Filtereiementes 3 ständig über den Auslaß 7 mit der Umgebung, beziehungsweise der Atmosphäre in Kontakt.
Durch die ständige Verbindung des Gehäuseinneren mit der Umgebung ist das Verbindungselement 8, das den Innenraum des Gehäuses 2 mit der Druckluftleitung des Kompressors, der in der DE 43 25 745 in Figur 1 dargestellt ist, verbunden ist.mit einer Strömungssperre 9 versehen, damit sich der Druckverlust des Gesamtsystems auf den Zeitraum der Einbringung des sich im Bereich des Einlasses 1 angesammelten Kondensats in das Gehäuse 2 der Vorrichtung zur Kondensatrückführung beschränkt. Da im Gehäuseinneren lediglich der Staudruck der Kondensatflüssigkeitssäuie vorhanden ist, um das Kondensat über den Kondensatablaß 5 abzutransportieren, ist in der Kondensatablaßleitung eine elektrische Förderpumpe installiert, die das Kondensat zur Kondensat-Trenneinrichtung fördert.
Die Vorrichtung zur Kondensatrückführung kann mittels des topfförmigen Einlaßes 1 beihnahe an jeder beliebigen Stelle der Druckluftleitung 11 installiert werden. Zum automatisierten Betreiben der Vorrichtung zur Kondensatrückführung verfügt die Vorrichtung über Füllstandssensoren 12. Damit das im Bereich des Einlaß 1 angesammelte Kondensat in Zeitabständen ins Gehäuse 2 der Vorrichtung mittels Strömungssperre 9 und Verbindungselement 8 gelangen kann, weist der topfförmige Bereich des Einlaß 1 einen Füllstandssensor 12 auf, der bei erreichen eines vorbestimmten Füllstandes ein Signal über eine Signalleitung 16 an einen Schaltkasten 17 gibt. In diesem Schaltkasten wird ein Signal erzeugt, das über eine Steuerleitung 18 zur Strömungssperre 9 gelangt um dort die Strömungssperre 9 kurzzeitig zu öffnen und dann wieder zu schließen. In einer alternativen Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Ansteuerung der Strömungssperre 9 mittels eines mechanisch mit dieser verbundenen Schwimmer, der im Bereich des Einlaß 1 angebracht ist, erfolgt. In einer weiteren alternativen Ausgestaltung ist vorgesehen, daß das Kondensat in einem zusätzlichen Behälter drucklos gesammelt wird und bei erreichen eines vordefinierten Füllstandes, der mittels Füllstandssensoren ermittelt wird, an die Vorrichtung zur Kondensatrückführung mittels eines Ventils und eines Verbindungselements zur Kondensatrückführungsvorrichtung weitergeleitet wird.
Die sich im Filterelement 3 bildenden Schmutzablagerungen 13 verbleiben über die Lebensdauer im Inneren des Filterelements 3. Um bei einer Grenzbeladung des Filterelements 3 mit Schmutzablagerungen 13, was zu einer Erhöhung des Druckverlustes führt, das beladene Filterelement 3 auswechseln zu können, ist am Gehäuse 2 ein Deckel 14 vorgesehen, der über eine Gehäuse-Deckel- Verbindung 15 mit dem Gehäuse lösbar verbunden ist. Dem Auslaß 7 ist eine Drossel 19 nachgeordnet, die für einen stetigen Druckausgleich sorgt, wenn z. B. die gesamte Vorrichtung geöffnet wird. In Strömungsrichtung hinter der Drossel ist ein Ventil 20 angeordnet, das den Aufbau eines Überdrucks im geschlossenen Gehäuse 2 ermöglicht. In einer speziellen Ausgestaltung ist das Ventil 20 als Schwimmerventil ausgeführt, das bei Erreichen eines vordefinierten Flüssigkeitsstandes geschlossen wird, dies kann einerseits mechanisch erfolgen, in einer anderen alternativen Ausgestaltung wird das Signal, insbesondere ein elektrisches Signal verwendet, um das Ventil 20 zu schließen oder zu öffnen. In Strömungsrichtung nachgeordnet ist ein Adsorptionsfilter 21 , der beispielsweise mit Aktivkohle befüllt ist, und den Austritt von Öl- oder Wassernebel sowie von geruchsbehafteten Stoffen verhindern soll. In einer alternativen Ausgestaltung ist die Drossel 19 dem Adsorptionsfilter 21 in Strömungsrichtung nachgeschaltet.
Bezugszeichenliste ■ 1 1 -
1 Einlaß
2 Gehäuse
3 Filterelement
4 Kondensatauffangelement
5 Kondensatablaß
6 Innenraum
7 Auslaß
8 Verbindungselement
9 Strömungssperre
10 Kondensatförderelement
11 Druckluftleitung
12 Füllstandssensor
13 Schmutzablagerungen
14 Deckel
15 Gehäuse-Deckel-Verbindung
16 Signalleitung
17 Schaltkasten
18 Steuerleitung
19 Drossel 0 Ventil 1 Adsorptionsfilter

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Kondensatrückführung in Gasströmen mit einem wenigstens einen Einlaß (1 ) und einen Auslaß (7) aufweisenden Gehäuse (2), einem mit dem Einlaß (1 ) kommunizierenden Filterelement (3) und wenigstens einem, einen Kondensatablaß (5) umfassenden Kondensatauffangelement (4) und wenigstens einem Kondensatförderelement (10), wobei das Kondensatauffangelement (4) mit dem Filterelement (3) kommuniziert.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß (1 ) mit dem Innenraum (6) des Filterelements (3) kommuniziert.
3. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kondensatauffangelement (4), bzw. das darin enthaltene Kondensat, das Filterelement (3) ganz oder teilweise umschließt.
4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsquerschnitt der Vorrichtung im Bereich des Einlaß (1 ) wenigstens eine Strömungssperre (9) aufweist.
5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß (1 ) mit einer Druckluftleitung (11 ) kommuniziert.
6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung mittels des Auslaß (7) mit der Umgebung kommuniziert.
7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Kondensatförderelement (10) mit einer Kondensattrenneinrichtung kommuniziert.
8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement (3) auswechselbar ist.
9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung über wenigstens einen Füllstandssensor (12) verfügt.
10.Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Feinfilter oder Adsorptionsfilter am Auslaß zur Verhinderung des Austritts von Ölnebel, Wassernebel, Gerüchen vorgesehen ist.
11.Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ventil (20) am Auslaß (7) vorgesehen ist zur Erzeugung eines Druckaufbaus im Gehäuse (2) bei geschlossenem Ventil zur Unterstützung des Kondensatförderelements (10) oder zum Ersetzen desselben.
12.Vorrichtung nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil mechanisch über einen Schwimmer betätigt ist und bei erreichen eines bestimmten Flüssigkeitspegels geschlossen wird.
13.Vorrichtung nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (20) elektrisch über einen Niveausensor betätigt ist.
14.Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß dem Ventil (20) eine Drossel (19) zugeordnet ist um beim Öffnen des Ventils einen langsamen Druckausgleich zu erzielen.
15. Fluidabscheider, insbesondere in Druckgasanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche zum Einsatz kommt.
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