DEN0006945MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 25. März 1953 Bekanntgemacht am 2. August 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

Die Erfindung bezieht sich auf einen Abscheider für Flüssigkeiten und feste Verunreinigungen aus einem Druckgas, der in eine Druckgasleitung eingebaut ist,-bestehend aus einem Gehäuse, in dessen 5 oberem Teil ein Filter und im unteren Teil ein selbsttätiges Ablaßventil und ein Schwimmer vorgesehen sind. . ■

Die Vorrichtung dient vor allem zum Abscheiden von Wasser und anderen Flüssigkeiten. aus Druckluftströmen und zum selbsttätigen Ableiten der aufgefangenen Flüssigkeit aus der Druckluftanlage ohne Druckluftverlust.

Es sind bereits verschiedene Arten von mit derartigen Vorrichtungen versehenen Filtervorrkhtungen für Druckluftleitungen u. dgl. bekannt.

[ So ist es bereits vorgeschlagen, das Abflußventil für die Filterabscheidungen mit einem Ventil zur Regelung des Leitungsdruckes zu koppeln. Das im Filtergehäuse abgeschiedene Öl od. dgl. sammelt sich über dem im Boden des Filtergehäuses befindlichen Druckregelventil und wird bei dessen Intätigkeittreten von der austretenden Luft mitgerissen. Das Abflußventil wird hier also nicht durch die sich ansammelnden Filterabscheidungen selbst gesteuert. Ferner sind bereits Filtervarrichtungen in Druckgasleitungen bekannt, bei denen das Abflußventil durch einen Schwimmer gesteuert ,wird, in dem sich die abgeschiedene Flüssigkeit sammelt. Hat sich eine bestimmte Menge Flüssigkeit in dem Schwimmer gesammelt, so senkt sich dieser.und öffnet den

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Zugang zu einer den Schwimmer durchdringenden, zum oberen Ende der Filtervorrichtung führenden Rohrleitung.

Filtervorrichtungen der letztgenannten Bauart bedürfen einer besonderen Anlaßeinrichtung und arbeiten im Betrieb mit geringen Öffnungsgeschwindigkeiten des Abflußventils, während nicht selbsttätig arbeitende Filtervorrichtungen der erstgenannten Bauart nur für Sonderzwecke, beispielsweise

ίο für Flugzeugbordgeräte, in Frage kommen.

Diesem Stand der Technik gegenüber hat sich der Erfinder die Aufgabe gestellt, ein äußerst schnelles Entleeren der Filterabscheidungen aus dem Filter zu ermöglichen, wenn sich eine bestimmte Flüssigkeitsmenge angesammelt hat. Dabei soll die Vorrichtung unter allen Betriebsverhältnisisen selbsttätig arbeiten, und zwar sowohl dann, wann die Anlage unter Druck steht, aber kein Gas durch die Anlage hindurchströmt, als auch' dann, wenn Gas durch die Anlage hindurahströmt.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das Ablaßventil durch 'eine Membran betätigt wird, die .eine Kammer in eine obere und eine untere Hälfte teilt und die Membran in der oberen Kammerhälfte durch eine Druckfeder und in der unteren Kammerhälfte durch das in dem Abscheidergehäuse enthaltene Druckgas beaufschlagt wird, derart, daß der Zutritt des Druckgases in die untere Kammerhälfte über eine Druckgasleitung durch ein von dem Schwimmer betätigtes Ventil gesteuert wird.

Vorzugsweise ist dabei die Anordnung so getroffen, daß die Membran an dem Ventilschaft des Ablaßventils befestigt ist, wobei der Schaft, der einen Teil der Druckleitung enthält, sowohl in der Auslaßöffnung als auch in einem feststehenden, ebenfalls einen Teil der Druckleitung bildenden Rohr verschiebbar gelagert ist.

Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung er· geben sich aus der Beschreibung an Hand der Zeichnung, die einen Querschnitt durch einen Abscheider gemäß der Erfindung darstellt.

Bei der zum Abscheiden von Fremdstoffen aus einem strömenden Gas- oder Luftstrom dienenden Vorrichtung erfolgt dieses Abscheiden durch das gleichzeitige Arbeiten eines die Fremdstoffe zurückhaltenden Filters und eines die mitgeführte Flüssigkeit abscheidenden Wirbelabscheiders.

Der in der Figuf-'dargestellte Abscheideri Γ hat ein den Filter "und den Flüssigkeitsabscheider aufnehmendes Gehäuse 12, dessen Kopf 13 einen Einlaß 14 und einen Auslaß 16 hat, mit denen der Ab^ scheider in die Gasleitung eingebaut wird.

Der axial liegende ' Hals 21' des Kopfes ,13 hat eine mit Gewinde versehene Bohrung 19,'die eine Äustrittsöffnung zum'-Äuislaß bildet. In diese Bohrungig ist eine Prallwand 17 mittels ihres auf dem Ansatz 23 vorgesehenen Gewindes 18 eingebaut. Durch den Durchlaß 22 der Prallwand 17 strömt die Luft von der Kammer 24- zum'Auslaß 16.' Ein in der Ringnut^J2^:7^:> des^;; Ansatzes 23' 'liegender Ring 26 bildet einen-luftdichten Abschluß zwischen Hals 21 und Ansatz1$. ^: ■ ' "■ .

Zwischen dem Kopf 13 und dem; Umfangsrand der Prallwand 17 wird ein Filter 31 durch eine auf der Prallwand befindliche Schulter 28 und eine in dem Kopf befindliche Vertiefung 29 festgehalten. Das Filter 31 besteht vorzugsweise aus gesinterter Bronze, jedoch genügt auch ein Drahtsieb od. dgl. Eine Leitplatte 32 für die Strömung liegt in dem zwischen Filter 31 und Gehäuse. 12 vorhandenen zylindrischen Kanal 33. Die Leitplatte 32 ruht auf der Schulter 28 und wird in ihrer Lage durch das Filter 31 gehalten. Die Leitplatte 32 hat mehrere Öffnungen mit anschließenden Leitschaufeln 36, die den durch das Filter strömenden Luftstrom in einer Kreisbahn an der. Wand 37 der Wirbelkammer 34 entlang führen. Eine ,gewölbte Platte 39 bildet den. Boden der Wirbelkammer und leitet mit ihrer glatten Oberfläche die Luft zum Auslaß hin. Die Platte unterstützt die stoßlose Umkehr des Luftstromes in der Wirbelkammer, da sonst dessen Wirbelung an dieser Stelle die an dem Boden der Wirbelkammer anhaftenden kleinen Flüssigkeitsteilchen aufnehmen würde.

Der Austritt der Luft aus der Wirbelkammer erfolgt durch den Durchlaß 22 nach oben. Eine nahe dem Durchlaß 22 liegende Prallscheibe 38 verhütet einen geradlinigen Abfluß der Luft aus der Wirbelkammer zum Auslaß 16. Durch die Prallscheibe 38 wird der Luftstrom seitlich abgelenkt und das Mitreißen von Flüssigkeitsteilchen verhütet.

Die Platte 39 wird gegen einen Haltering 41 durch eine Auffangschale 43 gehalten. Auf dem Umfang der Platte 39 sind mehrere Öffnungen 44 verteilt, die Durchflußöffnungen für die abgeschiedene Flüssigkeit von der Wirbelkammer zum Innern des Speichers 46 bilden.

Die in dem Speicher 46 sich sammelnde Flüssigkeit wird aus dem Abscheider durch ein Ablaßventil entleert. Dieses Ventil wird durch eine von einem Schwimmer betätigte Vorrichtung und durch eine Membran gesteuert. Das Ablaßventil ist in dem Speicher mittels eines Ventilgehäuses 47 aufgestellt, das durch eine um die Auslaßöffnung 54 des Ventilgehäuses 47 liegende Spannhülse 48 in Stellung gehalten wird. Das Ventilgehäuse 47 liegt auf einer Abdichtung 49 auf und wird durch die Spannhülse 48 gegen diese Abdichtung gezogen. Der Umfang des Ventilgehäuses 47 hat mehrere Öffnungen 51, die durch das in dem Speicher angesammelte Wasser in die Ventilkammer 52 des Ventilgehäuses 47 fließt.

Der Ventilsitz 57 des Ventilgehäuses 47 ragt eine kurze Strecke in die Ventilkammer 52 hinein. Eine hinter der Ventilscheibe 67 liegende Haltescheiibe 56 öffnet und schließt das Auslaßventil. Durch die Haltescheibe 56 tritt ein Ventilschaft 63 mit einem kurzen Ansatz 64, der über die Hältescheibe 56 hinaus nach unten vorsteht. Die am Innenende mit¹ einer Erweiterung 53 versehene Auslaßöffnuog 5 4 ^f dient als Führung für den Ansatz 64 dee Venttlschaftes. Der Ansatz 64 ist im Querschnitt rechteckig, so daß immer ein Durchlaß für die Flüssig-, keit zwischen dem Ansatz 64 und'der Erweiterung 53 der Auslaßöffnung 54 vorhanden ist.

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Die Haltescheibe 56 wird in ihrer Stellung gegen die Schulter 66 durch den Ventilschaft 63 gehalten. Der · Ventilschaft 63 besteht aus zwei Teilen, von denen der kurze Ansatz 64 in den Ventilschaft 63 unter Zwischenlage der Haltescheibe 56 mit Druck eingepreßt ist.

Ein auf der -Schulter 59 des Gehäuses 47 liegender Abdichtungsring 58 umgibt den Ventilschaft 63; und eine zwischen dem Hals 61 des Abdichtungsringes 58 -und dem Ventilschaft 63 eingeschaltete Ringabdichtung ermöglicht eine gegenseitige Bewegung zwischen diesen Teilen und verhindert den Durchtritt von Luft. Eine Membran 68 ist an dem Ventilschaft 63 zwischen einer oberen Deckplatte 73 und einer unteren Deckplatte 72 mittels einer Kiemmutter 71 befestigt. Der Umfangsrand der Membran 68 sitzt auf dem Abdichtungsring 58 auf und wird in der gegebenen Stellung durch eine Ventilgehäusekappe 69 gehalten. Eine schwache Druckfeder 74 liegt gegen die obere Deckplatte 73 an und hält die Haltescheibe 56 mit leichtem Druck gegen den Ventilsitz 57. Die Ventilgehäusekappe 69 trägt ein aufwärts gerichtetes Rohr 83, in das sich ein kurzer Abschnitt des Ventilsichaftes 63 erstreckt.

J5 Eine Ringdichtung 84 schließt das Rohr von der über der Membran liegenden oberen Kammerhälfte 77 ab. Die Membran ist eine biegsame Scheibe, die eine Aufundabbewegung des Ventilschaftes durch ihr Verziehen ermöglicht und die vorzugsweise aus Kunstkautschuk, z. B. Neoprene (Polychloropren) od. dgl., besteht.

Der Ventilschaft 63 hat einen lotrechten Kanal 93 und einen seitlichen Kanal 94, die eine Verbindung zwischen der unteren Kammerhälfte 95 und dem Kanal 82 herstellen. Diese Kanäle bilden die Druckgasleitung, durch die der Druck in der unteren Kammerhälfte 95 erhöht und infolgedessen das Auslaßventil geöffnet werden kann. In dem Ventilschaft 63 sind ferner eine Anzahl Bohrungen -vorgesehen, die eine Druckbildung in der oberen Kammerhälfte 77 verhüten, wodurch das Arbeiten des Ablaßventils verhindert werden würde. Diese Bohrungen 78, 79 und 81 führen unmittelbar von der oberen Kammerhälfte 77 in die Auslaßöffnung 54, so daß die obere Kammerhälfte 7 7 im wesentlichen unter Außenluftdruck steht.

Auf dem Rohr 83 sitzt ein Schwimmer 92, der eine freie Aufundabbewegung ausführen kann. Der Schwimmer besteht vorzugsweise aus Zellgummi.

Es kann aber auch jeder beliebige andere Schwimmer verwendet werden.

In den Schwimmer ist ein axiales Einsatzrohr 88 eingesetzt, das teleskopartig über .dem Rohr 83 Hegt und eine freie Aufundabbewegung des Schwimmers dem Rohr 83 gegenüber ermöglicht. Das Einsatzrohr 88 reicht über den Schwimmer hinaus und ist an seinem oberen Ende durch ein Ventil 89 . ge-, schlossen, das auf' dem Einsatzrohr 88 mittels eines Splintes befestigt ist. Das Ventil 89 verschließt das Stirnende des Rohres 83, wenn sich der Schwimmer in der Normalstellung, d. h. der nicht schwimmenden Stellung befindet. Das Rohr 83 trägt einen die Lagerfläche für das Ventil 89 bildenden Einsatz 86 mit einem Kanal 87. Durch Radialöffnungen 91 des Einsatzrohres 88 strömt die in der Rohrleitung befindliche Druckluft bei angehobenem Schwimmer in die untere Kammerhälfte 95 ein.

Bei der Verwendung wird die Vorrichtung in eine Leitung, beispielsweise eine Druckluftleitung mittels des Einlasses 14 und des Auslasses 16 eingebaut. Die Druckluft strömt durch den Einlaß 14 in die Filterkammer und durch das Filter 31 hindurch. Alle mitgenommenen Feststoffe werden in der Filterkammer zurückgehalten und kommen mit der Ventilvorrichtung nicht in Berührung. Die Luft tritt durch das Filter 31 in den zylindrischen Kanal 33 und strömt dann durch die Öffnungen der Leitplatte 32. Die' Leitplatte 32 läßt die Luft in Kreisringen abwärts längs der Wand der Wirbelkammer 34 strömen. Die mitgenommene Feuchtigkeit wird bei dieser Wirbelung gegen die Wand geschleudert, und das abgeschiedene Wasser fließt über die Öffnungen 44 der gewölbten Platte 39 in den Speicher 46. Die gereinigte Luft strömt um die Prallscheibe 38 herum durch den Durchlaß 22 und dann durch den Auslaß 16 in die Rohrleitung.

Da der Speicher 46 in offener Verbindung mit der Wirbelkammer 34 steht, herrscht im Speicher der Druck der Wirbelkammer. Die obere Kammerhälfte 77 jedoch steht unter Außenluftdruck, da sie unmittelbar mit der Außenluft durch die Bohrungen 78, 79 und 81 verbunden ist. Die untere Kammerhälfte 95 steht bei geschlossenem Ventil 89. auch unter Außenluftdruck, und zwar infolge einer kleinen Bohrung 97, die zur Bohrung 78 führt,

Sobald sich eine genügende Wassermenge in dem Speicher angesammelt hat, steigt der Schwimmer 92 und öffnet den Kanal 87, so daß Druckluft in den Kanal 82 einströmen kann. Die Druckluft strömt durch die Kanäle 93 und 94 in die unter der Membran 68 befindliche untere Kammerhälfte 95. In dieser Kammer 95 bildet sich ein Druck, der schließlich die abwärts gerichtete Federkraft auf die Membran und den Druck auf die Haltescheibe 56 überwindet, so daß sich die Membran aufwärts verschiebt und die Druckfeder 74 zusammengepreßt wird. Die nach oben ausweichende Membran nimmt den Ventilschaft 63 mit. Die Haltescheibe 56 und die Ventilscheibe 67 werden von dem Ventilsitz 57 abgehoben, und das angesammelte Wasser fließt nach außen, wobei der in dem Speicher befindliche Druck das Ausfließen des Wassers unterstützt. Das in dem Speicher befindliche Wasser fließt dem Ventil durch die Öffnungen 51 zu und wird bis zu einem Spiegel abgelassen, dessen. Ebene durch den unteren Scheitel der Öffnungen 51 geht. Das Wasser wird schnell aus dem Speicher entleert, und der Schwimmer kehrt in seine normale Grundstellung zurück, in der er den Kanal 87 schließt. Durch die Bohrung 97 wird der in der unteren Kammerhälfte 95 herrschende Druck vermindert. Die Bohrung 97 hat jedoch einen kleineren Querschnitt als die Kanäle 87, 93 und 94, so daß die Luft schneller in die untere Kammerhälfte eintritt, als sie durch die Bohrung 97 entweichen kann. Der in der unteren Kammerhälfte 95 entstehende Druck überwindet da-

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her die Fe der spannung und den Druck über der Haltescheibe 56, so daß die Membran verschoben wird. Sobald der Kanal 87 geschlossen ist, tritt keine Luft weiter in die untere Kammerhälfte ein, sondern die in dieser befindliche Luft strömt durch die Bohrung 97 aus. Sobald die von dem Druck in der unteren Kammerhälfte herrührende Kraft unter die Größe der Federspannung und des an der Haltescheibe 56 herrschenden Druckes gefallen ist, kehrt die Membran in ihre ungespannte Lage zurück. Bei dieser Rückkehrbewegung der Membran legt sich die Ventilscheibe 67 auf ihren Sitz 57. Nach dem Schließen des Ablaßventils strömt die Luft aus der unteren Kammerhälfte 9 5 weiter aus, bis die in der Kammer befindliche Luft den gleichen Druck hat wie die Außenluft. Das Ablaßventil ist dann für einen neuen Zyklus bereit. Das Ablaßventil bildet eine Trennwand zwischen den in dem Speicher befindlichen Druck und dem in der Auslaßöffmung 54 befindlichen Außenluftdruck, so daß bei geschlossenem oder bei geöffnetem Ventil ein Druckgefälle am Ablaßventil besteht. Dieses Druckgefälle am geschlossenen Ablaßventil muß beim Öffnen des Ventils überwunden werden. Sobald das Ablaßventil offen ist, besteht noch ein Druckgefälle zwischen der Auffangschale 43 und der Auslaßöffnung 54. Dieses Druckgefälle schließt das Ablaßventil, sobald der Druck in der unteren Kammerhälfte95 vermindert wird. Die Druckfeder 74 dient als erster Antrieb für die Membran, so daß eine schwache Feder genügt. Der eigentliche Ablaßvorgang erfolgt im Bruchteil einer 'Sekunde, so daß der Verlust an Druckluft aus der Druckluftanlage, unwesentlich ist.

Claims (4)

1. PatEn ta N s PR C cue:

   i. Abscheider für Flüssigkeiten und feste Verunreinigungen aus einem Druckgas, der in eine Druckgasleitung eingebaut ist, bestehend aus einem Gehäuse, in dessen oberem Teil ein Filter φο und im unteren Teil ein selbsttätiges Ablaßventil und ein Schwimmer vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Ablaßventil (56, 67) durch eine Membran (68) betätigt wird, die eine Kammer in eine obere (77) und eine untere (95) Hälfte teilt und die Membran in der oberen Kammerhälfte (77) durch eine Druckfeder (74) und in der unteren Kammerhälfte (95) durch das in dem Abscheidergehäuse enthaltene Druckgas beaufschlagt wird, derart, daß der Zutritt des Druckgases in die untere Kammerhälfte (95) über eine Druckgasleitung (82, 87, 93, 94) durch ein von dem Schwimmer (92) betätigtes Ventil (89) gesteuert wird.
2. 2. Abscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (68) an dem Ventilschaft (63, 64) des Ablaßventils befestigt ist, wobei der Schaft, der einen Teil der Druckleitung (93, 94) enthält, sowohl in der Auslaßöffnung. (54) als auch in einem feststehenden, ebenfalls einen Teil der Druckleitung bildenden Rohr (83) verschiebbar gelagert ist.
3. 3. Abscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Kammerhälfte (77) durch innerhalb des Ventilsohaftes (63, 64) liegende Bohrungen (78, 79, 81) mit der Aus laßöffnung (54) in Verbindung steht.
4. 4. Abscheider nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmer (92) auf dem Rohr (83) verschiebbar gelagert ist.

   S.Abscheider nach den Ansprüchen 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Kammerhälfte (95) über eine Bohrung (97) mit den Bohrungen (78, 79, 81) in Verbindung steht.

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   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 149 614, 714706.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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