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Vorrichtung zum Abscheiden von flüssigen Bestandteilen aus Gasen Die
Erfindung bezieht sich auf die Abscheidung von Flüssigkeiten aus Gasen und im besonderen
auf leine Einrichtung, die solche Flüssigkeiten in wirksamer, vollkommener und wirtschaftlicher
Weise abscheidet. Die im folgenden beschriebene und dargestellte Er-Erfindung dient
z. B. zur Abscheidung von Schmieröl aus Auspuffdämpfen von Maschinen, die Kennzeichen
der Erfindung können aber auch zur Abscheidung von Flüssigkeiten oder festen Bestandteilen
aus Flüssigkeiten und von festen Bestandteilen aus Gasen oder Dämpfen Verwendung
finden.
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Die Erfindung verwendet eine an sich bekannte Einrichtung, bei der
die abzuscheidenden Flüssigkeiten eine aufrecht stehende, schraubenförmig ausgebildete
Rohrschlange mit unrundem Querschnitt durchlaufen. Ein solcher Flüssigkeitsstrom
entwickelt Schleuderkraft, die lein Abscheiden der schwereren Flüssigkeitsteile
von den leichteren Dampfteilen bewirkt.
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Solche Einrichtungen sind bereits in vielfacber Ausführungsform mit
rechteckigem oder unrundem .Riohrquerschnitt ausgeführt worden. Sie haben aber alle
den Nachteil, daß der abgeschiedene Dampf o. dgl. nicht trocken abgeführt wird oder
aber durch die Ableitungen Richtungsstörungen eintreten, die in anderer Hinsicht
schädlich sind. Die Erfindung betrifft nun leinen Abscheider, bei dem die Flüssigkeit,
wie schon vorgeschlagen, nach und nach abgeleitet wird, wobei aber die neue Ausbildung
des Rohrquerschnittes die Ableitung genau in Richtung der Schleuderkraft gestattet.
Als Folge der kombinierten Wirkung von Schwer- und Schleuderkraft müssen sich die
Flüssigkeitsteilchen höherer Dichtigkeit an der äußeren tiefen Schlangenwandung
stauen. Ein Kennzeichen der Erfindung besteht deshalb darin, daß die Schlange zulaufend
verengenden Querschnitt nach der Außenwand hin blesitzt, um einen Trog verringerter
Fläche zum Ansammeln der Flüssigkeit zu bekommen.
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Der Dampf muß in seiner Gesamtheit durch die Rohrschlange streichen,
wobei in bestimmten Abständen die immer wieder in den Trog geschleuderte Flüssigkeit
abgefangen und abgeleitet wird, so daß der schließlich austretende Dampf (Gas) die
größtmögliche Trockenheit besitzt. Dem Bekannten gegenübler benutzt die Erfindung
leine Rohrschlange, deren Querschnitt ganz besonders diesen Verhältnissen angepaßt
ist. Zunächst ist kein rechteckiger oder kreisrunder Querschnitt gewählt, sondern
ein etwa in Richtung der Schleuderkraft sich verengender, der schräg nach außen
und unten gerichtet ist, so daß an der tiefsten Stelle eine Trogrinne gebildet wird.
Die Anordnung hat den Zweck, daß die durch Schleuderkraft nach außen gedrängte Flüssigkeit,
an der ebenfalls schräg stehenden Außenwand, lohne aufzuprallen, entlang gleitet
und in den Trog abläuft, wo sie in erweiterten Öffnungen von Zeit zu Zeit abfließen
kann.
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Um dies zu unterstützen, sind hinter den Ablaßöffnungen an sich bekannte
Pralhvände
verschiedener Form angeordnet, die den Flüssigkeitsstrang
abfangen. Der allmählich immer trocken werdende Dampf (Gas) wird in der verhältnismäßig
kreisrunden oberen Leitung strömen und somit am unteren Rohrende den höchstmöglichen
Trocknungsgrad erreicht haben.
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Die Erfindung ist in den beiliegenden Zeichnungen beispielsweise
dargestellt.
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Fig. 1 ist die Ansicht eines Abscheiders nach der Erfindung.
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Fig. 2 ist eine Draufsicht auf den Apparat.
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Fig. 3 zeigt, einen Querschnitt durch das Schlangenrohr.
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Fig. 4 ist die diagrammatische Ansicht nach Fig. 3 mit dem Kräftediagramm
in seiner Wirkung auf die dichtere Flüssigkeit und hinsichtlich seiner Beziehung
zu der Rohrform.
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Fig. 5 ist ein der Fig. 3 ähnlicher Schnitt nach der Linie 5-5 der
Fig. 6 mit einem weiteren Kennzeichen der Erfindung.
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Fig. 6 ist ein Längsschnitt nach der Linie 6-6 der Fig. 5, in Richtung
der Pfeile gesehen.
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In Fig. 1 und 2 besteht der Abscheider aus einer rohrschlange 1,
die von dem Einlaßende 2 nach unten zum Auslaßende 3 verläuft.
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Dler mit Öltejichen durchsetzte Dampf wird unter Druck durch die Rohrschlange
getrieben, oder er kann durch eine Saugpumpe abgesogen werden. Das Rohr I hat einen
unrunden Querschnitt. Die Querschnittsform wird in jedem einzelnen Falle so gewählt,
wie es die Erfordernisse des einzelnen Abscheideproblems bedingen. Das Rohr hat
an seiner unteren Außenseite einen verengten Teil 4, der einen Kanal oder Tnog verminderten
Querschnittes bildet, zum Ansammeln der dichteren Flüssigkeit.
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Die dichtere Flüssigkeit ist zwei Kräften unterworfen, einmal der
Schwerkraft und zweitens der Schleuderkraft. Die letztere hängt in ihrer Größe von
der Dichtigkeit und Geschwindigkeit der Flüssigkeit und von dem Rohrschlangenradius
ab. Die Resultante dieser beiden Kräfte bestimmt, wie in Fig. 4, die Bewegungsrichtung
der dichteren Flüssigkeit relativ zur leichteren.
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Es ist vorteilhaft und wünschenswert, daß die abwärts laufende geneigte
Außenwand die Richtung der Kraftresultanten inleinem spitzen Winkel schneidet, aus
weiter unten beschriebeinen Gründen.
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Liefe die Außenwand 5 parallel zu der Resultanten aus Schwer-und
Schleuderkraft, so würde der Bewegung der dichteren Flüssigkeit kein Hindernis entgegenstehen;
andererseits würde daraus kein Vorteil entstehen, daß die kleinen Tropfen der dichteren
Flüssigkeit, der Kapillarkraft folgend, an der Außenwand hängenbleiben, wenn sie
gegen diese geschleudert werden. Um von dem Vorteil des letzten Faktors zusätzlieh
zu den anderen erwähnten Kräften Nutzen zu ziehen, ist es vorzuziehen, daß die Außenwand
des Rohrquerschnittes die Resultante der Schwer- und Schleuderkraft kreuzt. Die
genaue Neigung der Wand 5 wird nach Art der Abscheidung gewählt, d. h. sie muß bei
jedem leinzelnen Falle gesucht und bestimmt werden.
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Die dichtere Flüssigkeit fließt in die Trogrinne 4 und legt sich
an die Wandung 5 an, wobei sie durch die Schwerkraft und den Stromfluß in der Schlange
vorwärts geschoben wird. Aus diesem Grunde ist es angebracht, daß der Stromfluß
in der Schlange nach abwärts verläuft, so daß dieser die Wirkung der Schwere auf
die abzuschei-- dende Flüssigkeit unterstützt und ihr nicht entgegensteht.
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Die Ableitung der dichteren Flüssigkeit erfolgt durch Abflußröhren
6, die sämtlich mit einer Rohrleitung 7 verbunden sind, die zu einem Kondenstopf
8 führt. Die gesammelte Flüssigkeit wird von diesem Topf 8 abgeführt, während der
Dampf nicht durch ihn durchlaufen oder aus ihm entweichen kann.
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Jedes Abflußrohr 6 ist am Boden der Rinne 4 befestigt und leitet
die abgeschiedene Flüssigkeit durch ihre Schwere nach unten ab.
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Unmittelbar hinter der Verbindung jeder Ablaufröhre 6 mit der Rinne
4 befindet sich eine Prallwand g innerhalb des Rohres 1, die flach oder leicht gekrümmt
sein kann. Sie liegt ganz allgemein in einer Ebene rechtwinklig zur Rohrschlangenachse
(Querschnittsachse), aber die dem Durchfluß der Flüssigkeit in der Rinne 4 entgegenstehende
Fläche ist so geneigt, daß sie von außen gesehen einen stumpfen Winkel mit dem Flüssigkeitsstrom
bildet. Diese Prallwand liegt quer zu einem Teil des Rohrquerschnittes, der die
Rinne 4 bildet, mit einer sich verjüngenden Verlängerung der Außenwand 5 entlang,
etwa wie in Fig. 3 dargestellt. Die Prallwand hindert die abgeschiedene Flüssigkeit
am Weiterfließen und sucht sie abzulenken und an der Mündung des Abflußrohres anzusammeln,
die an der Außenwand 5 eingeschnitten ist. Der Kondenstopf kannmit irgendeinem Abscheidungssystem
arbeite, das unter Vakuum liegt, etwa durch Anordnung einer Barometersäule und einerVakuumpumpe.
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Die Prallwand g kann abnehmbar angeordnet sein. Beispielsweise kann
der Rohrquerschnitt an den Abzugspunkten für die dichtere Flüssigkeit zur Bildung
eines Sackes enveitert werden, und der normale Rohrquerschnitt kann hinter den Verbindungspunkten
der Abzugsrohre plötzlich verengt sein. Eine solche Anordnung ist in Fig. 5 und
6 dargestellt, wo das Abzugsrohr 6a mit der Rinne 4a
verbunden ist
und eine Erweiterung der unteren Rohrwand insoweit bildet, daß eine Querschnittsvergrößerung
eintritt.
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Soll der gereinigte Dampf wieder als Dampf verwendet werden, so ist
seine Kondensation während des Durchflusses durch die Rohrschlange zu verhindern.
Zu diesem Zweck wird die Einrichtung mit Ausnahme des Kondenstopfes vollkommen isoliert.
In manchen Fällen ist @es aber wünschenswert, einen kleinen Dampfteil zurückzubehalten
und eine gewisse Kondensation in den letzten Schlangenwindungen zu ermöglichen,
da das Kondenswasser die letzten Ölteilchen mitnimmt und auf diese Weise den Ölentzug
erleichtert.