DE2348572A1

DE2348572A1 - Nachkuehler

Info

Publication number: DE2348572A1
Application number: DE19732348572
Authority: DE
Inventors: Monte R Blodgett; David S Brown; Lawrence H Brown; Joseph A Hitchiner
Original assignee: EDGCOMB STEEL CO
Current assignee: EDGCOMB STEEL CO
Priority date: 1972-10-27
Filing date: 1973-09-27
Publication date: 1974-05-09
Also published as: CA975751A; US3841064A; IT996886B; DE2348572C2

Description

PATENTANWALT Dl P L.-I NG. KARRY ROFVt:

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25. September 1973 R/kr

Edgcomb Steel Company

Philadelphia/Pennsylvania 19114 U.S.A.

Nachkühler

Priorität der USA-Patentanmeldung Nr. 301 vom 27. Oktober 1972.

Die Erfindung betrifft Nachkühler zur Verwendung zwischen dem Kompressor und dem Druckluftbehä'lter in einer Druckluftzuleitung Ein solcher Nachkühler kühlt die vom Kompressor kommende Luft ab und filtert das Wasser und andere Verunreinigungen aus und wirft diese dann automatisch aus.

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Stand der Technik für Nachkühler dieser Art ist die USA-Patentschrift 3 516 231. Nach dieser Patentschrift sind außenliegende Ventilelemente vorgesehen einerseits zum Auslassen von Verunreinigungen und andererseits zur Verhinderung des Rückflusses von Luft aus dem Luftbehälter. Mit derartigen Ventileinrichtungen sind verschiedene Nachteile verbunden. Einmal ist das Kondensatauslaßventil, obgleich es mit dem Bodensammler verbunden ist, nichtsdestoweniger in der Mittelluft angebracht. Bei Anwendung in außerhalb von Gebäuden liegenden Systemen, wie sie beispielsweise in Lastwagen vorhanden sind, können derartige Ventilsysteme bei kaltem Wetter einfrieren. Da sich außerdem beide Ventile im Abstand von dem Hauptkörper des Nachkühlers befinden, besteht die Gefahr, daß unerfahrene Personen die Ventileinstellung verändern, so daß dann die richtige und gewünschte Funktion der Ventile nicht mehr gewährleistet ist.

Durch die Erfindung ist ein Mittel gefunden worden, um diese Probleme zu vermeiden, indem ein Einheitssystem geschaffen wird, das einen die Grundlage bildenden Nachkühlerkörper und eine* Wärmeverteilungseinrichtung mit einem oberen Sammler umfaßt, mit einem integral eingebauten, vertikal montierten Rückschlagventil in der zum Luftbehälter, führenden Leitung, und mit einem Bodensammler, in welchem ein integrales, horizontal montiertes Kondensatauslaßventil vorgesehen ist, das durch dünne Wände mit der erhitzten Einlaßkammer, die vom Kompressor aus gespeist wird, in Verbindung steht.

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Durch die Erfindung wird außerdem eine neuartige Heißluft-Umwälz- j einrichtung geschaffen in Form einer Platte, die eine Vielzahl
von Durchtrittsöffnungen aufweist, die mit dem Zwischenraum
zwischen der Bohrung des Körpers und der Zwischenwand in Ver- ! bindung stehen. Außerdem ist die Bohrung neu gestaltet und von
Ihrem stromaufwärtsliegenden Ende in Richtung auf Ihre Mitte
nach innen konisch und sodann von der Mitte aus in Richtung auf das stromabwa'rtsl iegende Ende nach außen verlaufend gestaltet
worden, so daß ein Venturi-Effekt auf die Luft, die in dem Zwischen· raum zwischen der Bohrung und der Zwischenwand fließt, ausgeübt wird.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe ist also die Schaffung eines verbesserten Nachkühlers, der einen besseren Wirkungsgrad und eine geringere Anfälligkeit auf Betriebsstörungen hat, veriglichen mit den bisher bekannten Nachkühlern. Gleichzeitig soll die Gefahr eines Einfrierens des Kondensatablaßventils in einem solchen Nachkühler vermieden werden.

biese und weitere Aufgaben sowie Merkmale der Erfindung ergeben Sich aus der folgenden Beschreibung des 1n der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels.

figur 1 ist eine Draufsicht auf einen Nachkühler, der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist.

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I Figur 2 ist ein Schnitt entlang der in Figur 1 eingetragenen 'Schnittlinie 2-2.

Figur 3 ist ein etwas vergrößerter, teilweise weggebrochener Schnitt eines Teils des Nachkühlers entsprechend der in Figur 2 eingetragenen Schnittlinie 3-3.

Es sind zwar bestimmte Ausführungsformen der Erfindung zwecks Darstellung in der Zeichnung ausgewählt worden, und die folgende Beschreibung bezieht sich mit bestimmten Beschreibungsausdrücken lauf diese dargestellten Formen, jedoch soll diese Beschreibung

!keineswegs den Erfindungsgedanken beschränken, weil sich dieser

lausschliesslich aus den nachfolgenden Patentansprüchen ergibt.

Der grundsätzliche Aufbau und die Funktion der erfindungsge-Imässen Vorrichtung ist ähnlich denjenigen, was in der USA-Patentischrift 3 516 231 beschrieben und dargestellt ist, und zwecks !Vereinfachung des Verständnisses sowohl des Standes der Technik als auch der vorliegenden Erfindung wird die Offenbarung in dieser älteren Patentschrift durch entsprechende Bezugnahme mit in die Beschreibung der Erfindung einbezogen. Die Erfindung wird in diesem Zusammenhang nur in denjenigen! Umfang beschrieben, der jnötig ist, um die Verbesserung zu verstehen, die gegenüber der Konstruktion nach dieser älteren USA-Patentschrift erzielt wird. In der USA-Patentschrift 3 516 231 wird ein typischer Nachkühler zum Kühlen und Reinigen von Luft beschrieben, welcher Nachkühler

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ein Gehäuse mit einem Einlaß und mit einem Auslaß und dazwischen-!

liegende Mittel zur Kühlung der Luft, die vom Einlaß zum Auslaß fließt, umfaßt. Das Gehäuse hat angrenzend an den Einlaß und an den Auslaß einen Bodensammler bezw. einen Kopfsammler. |

Nach der Erfindung ist der Bodensammler, der insgesamt mit

10 (Figur 2) bezeichnet ist,.umgestaltet worden derart, daß er einen trichterförmigen, von Hindernissen freien Hohlraum 12 zum Sammeln des heißen Kondensats und der Verunreinigungen \ bildet. Die Luft tritt in diesen trichterförmigen Hohlraum 12 durch den ovalgeformten Eintrittskanal 16 ein, der in der weggeschnittenen Darstellung nach Figur 3 sichtbar ist. Dieser | ovalgeformte Kanal bestimmt den Eintritt des Kanals 18, der j in Strömungsverbindung mit der Leitung 20 steht, welche durch

Irgendwelche geeigneten Mittel mit dem (nicht dargestellten) Kompressor verbunden ist.

Es ist ein zweiter Kanal 22 vorgesehen, der horizontal im Sammler 10 verläuft und eine Mehrzahl von Schultern und Gewindeabschnitten aufweist. Dieser Kanal nimmt den Kondensatauslaßventil-Mechanismus iauf, der deutlich dargestellt ist und der dem in den Figuren 2 ^!und 3 der USA-Patentschrift 3 516 231 dargestellten Ventil- i jmechanismus entspricht. Dieser Kanal 22 ist über irgendwelche ge- j !eigneten Einrichtungen mit einer Leitung 24 verbunden, die mit j einem (nicht dargestellten) Regler verbunden ist und dem Kolben 261

ι Lufteingangssignale übermittelt, um hierdurch das öffnen und j

i ι

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■ ·

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Schliessen des Ventils 28 zu steuern. Der Kanal 22 steht außerdem mit der Spitze der konisch geformten Kammer 12 über eine in den Figuren 2 und 3 gezeigte Öffnung 30 in Verbindung. Auf diese Weise fHessen das Kondensat und die Verunreinigungen infolge der Schwerkraftwirkung an den schrägverlaufenden Seiten der · Kammer 12 nach unten und durch die öffnung 30 in den Kanal 22, von dem aus sie periodisch bei öffnen des Ventils 28 abgelassen und durch die öffnung 32 und durch die Auslaßleitung 34 abgeleitet werden.

Die Anordnung des Ventilmechanismus in dem Sammler gewährleistet eine gründliche Wärmeübertragung zwischen der ankommenden, heißen, komprimierten Luft und dem Ventil, und zwar durch eine

in dem Sammler, einstückig mit diesem, angebrachte Wand, die ι
■ in unmittelbarer, wärmeübertragender Verbindung mit der Aus-

: sparung 12 und mit dem Kanal 18 steht. Nur diese dünne Wand trennt . I

die Kammer 12 von dem Kanal 22, und diese Wand leitet und ver-

j teilt die Wärme, so daß ein Einfrieren des Ventils vermieden wird. Außerdem ist das Ventil, wie auch die Auslaßleitung 34, immer in der richtigen Lage, so daß Fehler bei der Wartung infolge mangelnder Vertrautheit mit der Einrichtung vermieden werden.

Die in die Kammer 12 eintretende heiße Luft strömt nach oben um die zylindrische Prallplatte 36, wie dies allgemein bei Vorrichtungen der hie»· betroffenen Art bekannt ist, und verteilt ihre Wärme über die Oberfläche, die durch die Bohrung 14 und durch die äußeren Rippen 38 gebildet wird. Um diesen Vorgang zu unterstützen),

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ist nach der Erfindung eine Platte 40 vorgesehen, die ringförmig gestaltet ist und eine Vielzahl von öffnungen 42 aufweist, die

mit der inneren Kammer der Prallplatte 36 in Verbindung stehen,

■Ein Bolzen 44 ist, durch die Prallplatte hindurchgehend, in ,eine Gewindebohrung in der Mitte der Platte 40 eingeschraubt.

!Ein Abstandshalter 46 auf dem Bolzen 44 innerhalb der Prallplatte hält die Prallplatte und die Platte 40 in festem gegenseitigem Abstand voneinander. Hierdurch wird die Notwendigkeit

! ■

ieiner Nabe, wie sie bei der USA-Patentschrift 3 516 231 vorge-

!sehen sein muß, vermieden.

Im Abstand einwärts von dem Rand der Platte befindet sich eine

!Vielzahl von kleinen Löchern 48 (Figur 3) in ringförmiger 'Anordnung, die zu dem Zwischenraum zwischen den Aussenwänden der zylindrischen Prallplatte 36 und der Bohrung 14 offen sind. Diese Anordnung dient dazu, die Filterwirkung der Vorrichtung zu

■unterstützen.

Oberhalb der Platte 40 verlaufen die Wände tier Bohrung 14 von der Platte aus in Richtung auf die Längsmitte der Bohrung, die in Figur 2 insgesamt mit "C" bezeichnet ist, konisch nach innen. Von dieser Mitte aus verlaufen die Wände konisch nach außen in \ (Richtung auf das obere Ende 50. Durch diese konische Gestaltung j

|wird eine der Wirkung einer Venturi-DUse ähnliche Wirkung erzielt, j i i

welche die Wärmeverteilung und die Fließmittelbewegung unterstützt.!

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Sämtliche vorstehend beschriebenen Verbesserungen ergaben einzeln; und gemeinsam eine verbesserte Wirksamkeit des Betriebs der Vor- \ richtung.

Die Vorrichtung ist gegenüber der in der älteren Patentschrift ! ! beschriebenen Konstruktion noch weiter abgewandelt worden durch j das Vorsehen eines neuen, insgesamt mit 60 bezeichneten Kopf- ; Sammlers, der einen mittig angeordneten Auslaßkanal 62 aufweist, welcher mit einer vergrößerten Kammer 64 versehen ist, in der

ein Rückschlagventil 66 angebracht ist. Die Kammer 64 steht mit ! einem Kanal 68 in einer Kappe 70 in Verbindung. In die Kappe 70 ist eine Leitung 72 eingeschraubt, die mit dem Kanal 68 verbunden; ! ist und zu dem Vorratstank des Druckmittelsystems führt. Die j

Anordnung des Rückschlagventils auf diese Art und Weise vermeidet'

Ratearbeit bei seiner Installation, setzt die Größe der Einheit • bezüglich ihrer Gesamtbreite gegenüber dem Stande der Technik '

herab und, was ganz besonders wichtig ist, schaltet einen Ver- ; schleiß aus und gewährleistet infolge der genau vertikalen Wirkung des Ventils ein genaues Funktionieren. Das bewegliche

Ventilelement 66 arbeitet beim Schliessen mit dem üblichen :

konischen Ventilsitz, wie dargestellt, zusammen, der in den Wand-j

ι flächen der Aussparung 64 vorgesehen ist. Ein Verspannen des Ventils wird durch seine vertikale Lagerung und durch die Führungsrippen 80 verhindert, die an den Wandflächen der Aussparung anliegen, und infolgedessen verschleißt und sitzt das Ventil gleichmässig. Die Feder 82 drückt das bewegliche Ventilteil :

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in Richtung auf seinen Sitz, so daß dieses Ventil den Auslaß von j

Luft aus dem Gehäuse gestattet, einen Rückfluß aber verhindert. |

■ - ■

Der Sammler 60 hat auch einen Kanal 74, der mit einer Leitung 76
in Verbindung steht, die ihrerseits an ein (nicht dargestelltes,

aber allgemein bekanntes) Sicherheitsventil angeschlossen ist. j

Es ist darauf hinzuweisen, daß die verschiedensten Abwandlungen :

bezüglich der Einzelheiten, Werkstoffe und Anordnung von Teilen j

gegenüber demjenigen, was beschrieben und dargestellt wurde, \

um die Erfindung zu erläutern, vom Durchschnittsfachmann vorge- ;

nommen werden können, ohne daß dabei der in den Patentansprüchen ,'

gekennzeichnete Erfindungsgedanke verlassen wird. |

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Claims

Patentansprüche

1. !Nachkühler zur Kühlung und Reinigung von komprimierter Luft, j

mit einem mit einem Einlaß und einem Auslaß versehenen Gehäuse, in dem Einrichtungen zur Kühlung der vom Einlaß zum Auslaß
fliessenden Luft vorgesehen sind, gekennzeichnet durch einen ·; angrenzend an den Einlaß vorgesehenen Sammler (10), der einen : Hohlraum (12) aufweist, der mit dem Einlaß in Verbindung steht

und einen Eintrittskanal (16) aufweist, der über einen j ersten Kanal ( 18) in dem Sammler (10) mit einer Druckluftwelle in Verbindung steht, wobei der Sammler (10) einen ';

j zweiten Kanal (22) mit einem Auslaßventil (28) besitzt, welches; den Auslaß von Druckmittel aus dem zweiten Kanal ermöglicht i und der Sammler einen mit diesem zweiten Kanal in Verbindung j stehenden Kanal (32) aufweist, welcher das Ausfliessen von !

Flüssigkeit aus dem Hohlraum (12) in den zweiten Kanal er- :

möglicht und dieses Ventil vollständig innerhalb des Körpers ;

des Sammlers angebracht und von dem erstgenannten Kanal durch j

eine in dem Sammler integral angebrachte Wandfläche getrennt · ! ist in direkter Wärmeübertragungsbeziehung zu dem Erstkanal

und zu dem Hohlraum. i

2. Nachkühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

zwischen dem Sammler (10) und dem Gehäuse eine perforierte |

I Platte (40) vorgesehen ist. I

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3. Nachkühler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse eine zylindrige Prallplatte (36) enthält, die im Abstand von der Innenwand des Gehäuses, die eine Bohrung bilden, angebracht ist, wobei die Öffnungen (48) in der Platte (40) derart ringförmig angebracht sind, daß eine Strömungsverbindung zwischen dem Hohlraum (12) und dem Zwischenraum zwischen der Prallplatte (36) und den die Bohrung bildenden Handflächen hergestellt wird.

4. Nachkühler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallplatte (36) fest mit der Platte (40) verbunden ist.

5. Nachkühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Gehäuses eine zylindrische Prallplatte (36) im Abstand von den Wandflächen dieses Gehäuses, die eine Bohrung bilden, angebracht ist und diese Wandflächen vom Einlaß in Richtung auf die Längsmittellinie der Bohrung konisch nach innen und sodann in Richtung auf den Auslaß des Gehäuses konisch nach außen verlaufen.

6. Nachkühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß angrenzend an den Auslaß des Gehäuses ein zweiter Sammler (60) angeordnet 1st, der eine Kammer (64) und ein Rückschlagventil (66) innerhalb dieser Kammer aufweist, um den Auslaß von Luft aus dem Auslaß (62) zu ermöglichen und einen Rückfluß zu verhindern.

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7. Nachkühler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das

Rückschlagventil (66) einen Sitz aufweist, der in der Kammer , (64) vorgesehen ist, während das bewegliche Ventilteil des i Rückschlagventils (66) eine Mehrzahl von Führungseinrichtungen (80) aufweist, die an den die Kammer (64) umschiiessenden Wandflächen anliegen und somit das bewegliche Ventilelement

'< in Richtung auf und in Richtung weg gegenüber dem Ventilsitz ^! führen.

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