DE102005056001A1

DE102005056001A1 - Static in-line separator for removal of finely dispersed liquid from gas stream, e.g. oil and water from compressed air, provides impingement and full reversal of flow direction enabled by elliptical section inlet duct

Info

Publication number: DE102005056001A1
Application number: DE200510056001
Authority: DE
Inventors: Stefan Hagge
Original assignee: Hagge Stefan Dipl-Ing
Current assignee: Hagge Stefan Dipl-Ing
Priority date: 2005-11-24
Filing date: 2005-11-24
Publication date: 2007-06-06

Abstract

A static separator for the removal of finely dispersed liquid from a gas stream comprises a body with an inlet duct (1) of elliptical cross section, a concentrically arranged conical impact surface (2, 3) pointed against the flow, a liquid collection chamber (4) located below the impact cone, and a gas outlet duct (6) with its entry face arranged at 180[deg] and concentric to the gas inlet axis.

Description

Stand der Technikwas standing of the technique

Bekannt sind Zentrifugalabscheider, die mittels einer definiert gerichteten Gasströmung die im Fluidstrom enthaltenen Tröpfchen unter Nutzung der Zentrifugalbeschleunigung an Strukturteilen aus dem Gasstrom abscheiden. Bei den bekannten Abscheidern wird der Gasstrom vorzugsweise durch ein Labyrinth geführt, wodurch dieser eine scharfkantige Richtungsumlenkung erfährt und die im Fluidstrom enthaltenen Flüssigkeitstropfen aufgrund der Massenträgheit an die Labyrinthwände prallen und an dieser entlang in einen Sammelbehälter geleitet werden.Known are centrifugal separators, which are directed by means of a defined gas flow the droplets contained in the fluid stream using centrifugal acceleration on structural parts separating the gas stream. In the known separators of the Gas flow preferably passed through a labyrinth, making this a sharp-edged directional deflection learns and the liquid drops contained in the fluid stream due to inertia to the labyrinth walls bounce and be passed along this in a collection container.

Dieser Effekt wird beispielsweise in den Patentschriften 19623178C2 und DE 718611 C dargestellt.This effect is described for example in the patents 19623178C2 and DE 718611 C shown.

Problemproblem

Bei bekannten Abscheidern ist die Abscheiderate aufgrund zu großer Umlenkradien, der diffusen Strömung innerhalb des Abscheiders und der vorhandenen Totgebiete unbefriedigend. Die baulichen Abmessungen bekannter Abscheider mit ausreichender Effizienz sind für kompakte Anwendungen ungeeignet. Bekannte Zentrifugal- und Prallabscheider verringern die Effizienz der entsprechenden Luft- bzw. Gasanlage durch einen großen, in der mehrfachen Strömungsumlenkung begründeten, Druckverlust.at known separators is the deposition rate due to large deflection radii, the diffuse flow within the separator and the existing dead zones unsatisfactory. The structural dimensions of known separators with sufficient Efficiency is for compact applications unsuitable. Known centrifugal and impact separators reduce the efficiency of the corresponding air or gas plant through a big, in multiple flow deflection justified, Pressure loss.

Diese Probleme werden durch die in den Patentansprüchen aufgeführten Merkmale gelöst.These Problems are solved by the features listed in the claims.

Erreichte Vorteilereached advantages

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch die scharfe Umlenkung der Strömung auf engstem Raum um 180 Grad die Zentrifugalkräfte auf die im Gasstrom enthaltenen Flüssigkeitstropfen und somit die Abscheidung dieser maximiert wird. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß trotz der scharten Umlenkung um 180 Grad die Strömung nahezu laminar verläuft und somit der gesamte Strömungsquerschnitt und damit auch der gesamte Gasstrom der Zentrifugalbeschleunigung – ohne Totgebiete – unterworfen wird. Ebenso vorteilhaft ist, daß aufgrund minimaler Turbulenzen der Druckverlust während des Durchströmens des Abscheiders gegenüber dem Stand der Technik gering ausfällt. Als vorteilhaft erweist sich auch, daß sich kleinste Tröpfchen nach dem Prinzip des Prallabscheiders auf der Prallfläche (2) des Pralldorns (3) niederschlagen können, die Gasströmung jedoch mit der Prallfläche (2) keine direkte Scherströmung ausbildet, sondern durch ein über der Prallfläche (2) befindliches Luftpolster umgeleitet wird.The advantages achieved by the invention are in particular that the centrifugal forces on the liquid droplets contained in the gas stream and thus the separation of these is maximized by the sharp deflection of the flow in a confined space by 180 degrees. Another advantage of the invention is that despite the sharp deflection by 180 degrees, the flow is almost laminar and thus the entire flow cross-section and thus the entire gas flow of the centrifugal acceleration - without dead zones - is subjected. It is also advantageous that due to minimal turbulence, the pressure loss during the passage of the separator over the prior art is low. It also proves to be advantageous that the smallest droplets on the impact surface according to the principle of the impact separator ( 2 ) of the impact mandrel ( 3 ), but the gas flow with the baffle ( 2 ) does not form a direct shear flow, but by an over the baffle surface ( 2 ) is redirected air cushion.

Ausführungsbeispieleembodiments

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen (1 bis 3) dargestellt und wird im Näheren beschrieben.An embodiment of the invention is shown in the drawings ( 1 to 3 ) and will be described in more detail.

Es zeigenIt demonstrate

1 einen Achsschnitt durch den Abscheider, der den Strömungsverlauf durch diesen verdeutlicht. 1 an axial section through the separator, which illustrates the flow path through it.

2 und 3 Querschnitte durch den Abscheider, aus denen der elliptische Verlauf der Strömungskanäle ersichtlicht ist. 2 and 3 Cross sections through the separator, from which the elliptical course of the flow channels is apparent.

Der mit Flüssigkeitströpfchen beladene Gasstrom strömt über den Zuströmkanal (1) axial in den Abscheider. Am unteren Ende des Zuströmkanals wird der Gasstrom in der durch den Pfeil verdeutlichten Weise derart scharfkantig um 180 Grad umgelenkt, daß sich im Gasstrom enthaltene Flüssigkeitströpfchen aufgrund der Massenträgheit weiter in Achsrichtung das Zuströmkanals (1) bewegen und auf die Prallfläche (2) des Pralldorns (3) aufschlagen. Die Wassertröpfchen koagulieren auf der Prallfläche (2) zu einem Flüssigkeitsfilm. Die abgeschiedene Flüssigkeit wird aufgrund der Schwerkraft in den Sammelbehälter (4) geleitet. Die Ringblende (5) bildet mit dem Pralldorn (3) einen Drainagekanal (7), der das bereits im Sammelbehälter (4) befindliche Wasser vor dem Mitreißen durch die Gasströmung abschirmt. Der Gasstrom umströmt während der Abzweigung des Abströmkanals (6) den für dieses Umströmen aerodynamisch optimierten, elliptischen Zuströmkanal (1) und verläßt den Abscheider auf die in 1 dargestellte Weise.The laden with liquid droplets gas stream flows through the inflow channel ( 1 ) axially into the separator. At the lower end of the inflow channel, the gas flow in the manner illustrated by the arrow is deflected so sharp-edged by 180 degrees that liquid droplets contained in the gas flow continue to flow in the axial direction through the inflow channel (FIG. 1 ) and on the impact surface ( 2 ) of the impact mandrel ( 3 ) crack open. The water droplets coagulate on the impact surface ( 2 ) to a liquid film. The separated liquid is due to gravity in the collecting container ( 4 ). The ring diaphragm ( 5 ) forms with the impact mandrel ( 3 ) a drainage channel ( 7 ), which already in the collecting container ( 4 ) shielded from entrainment by the gas flow. The gas stream flows around during the branching of the outflow channel (FIG. 6 ) the aerodynamically optimized for this flow, elliptical inflow channel ( 1 ) and leaves the separator on the in 1 illustrated way.

Claims

Separator for separating liquids from a gas stream, in particular for separating finest water and oil droplets from a gas stream in a small space, characterized in that its inflow channel ( 1 ) is elliptical in shape and the gas stream supplied to the separator leads to an impingement mandrel arranged coaxially to the inflow direction, which measures the droplets contained in the gas stream by cohesion on the impact surface ( 2 ) of the impact mandrel ( 3 ) in the collecting container located under the baffle ( 4 ).

Separator for separating liquids from a gas stream according to claim 1, characterized in that the gas flow through the means of the flow discharge in a coaxial with the inflow channel ( 1 ) and the inflow channel ( 1 ) enclosing Outflow channel ( 6 ) is deflected coaxially in the opposite direction so sharply by 180 degrees that the centrifugal force is maximized to the droplets contained in the gas stream.

Separator for separating liquids from a gas stream according to one of the preceding claims, characterized in that the deflection of the flow through a coaxial to the inflow direction and aerodynamically favoring the deflection baffle ( 3 ), as well as by a deflecting favoring and the collecting space shielding ring diaphragm ( 5 ) is optimized.

Separator for separating liquids from a gas stream according to one of the preceding claims, characterized in that, due to the elliptical inflow channel ( 1 ) enclosing outflow channel ( 6 ) is also designed elliptical with hydraulically equivalent flow cross-section and the outflow cross section is displaced along a path following a continuous course of curvature from the axis of the inflow cross section, so that it is transferred from an elliptical ring cross section in a circular pipe cross section.

Separator for separating liquids from a gas stream according to one of the preceding claims, characterized in that the curvature curve ( 8th ) of the outflow channel with the larger semiaxis of the inflow and outflow channel concerned elliptical cross section in a plane to the flow around the inflow ( 1 ) aerodynamically to optimize by the radial derivative.