DE2945798A1 - THREE-STAGE LIQUID SEPARATOR - Google Patents
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Description
Vyzkumny üstav chemickych zarlzeni Brno, Brno, CSSRVyzkumny üstav chemickych zarlzeni Brno, Brno, CSSR
Dreistufiger FlüssigkeitsabscheiderThree-stage liquid separator
Die Erfindung betrifft einen dreistufigen zum Abscheiden von Flüssigkeiten und flüssigen Aerosolen aus Gasen dienenden Abscheider. Sie bezieht sich insbesondere auf die Anordnung des Inneneinbaus und des Mantels des Abscheiders.The invention relates to a three-stage for separating liquids and liquid aerosols separator serving from gases. It relates in particular to the arrangement of the internal installation and the Jacket of the separator.
Es ist schon ein dreistufiger Abscheider bekannt, der aus einem Mantel besteht, in dem drei Abscheidestufen angebracht sind, und zwar ein Agglomerator mit einer radial durchlässigen Zylinderwand, unter dem bzw. in dessen Hohlraum sich ein Adsorber und ein Filter befinden, wobei die beiden letztgenannten Elemente axial durchlässige Abscheideschichten aufweisen. Das Gas führt zuerst durch den Agglomerator hindurch, dann strömt es längs des Adsorbers und des Filters hinunter und tritt von unten stufenweise in das Filter und dann in den Adsorber ein. Der Gaseintritt und der Gasaustritt sind im Oberdeckel ausgeführt. Das längs des Adsorbers und des Filters strömende Gas enthältA three-stage separator is already known, which consists of a jacket in which three separation stages are attached, namely an agglomerator with a radially permeable cylinder wall, under the or in its cavity there is an adsorber and a filter, the latter two elements have axially permeable separation layers. The gas first passes through the agglomerator, it then flows down along the adsorber and the filter and gradually enters the filter from below and then into the adsorber. The gas inlet and the gas outlet are located in the top cover. The lengthways the adsorber and the filter contains flowing gas
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noch eine große Menge von Flüssigkeitsteilchen und verunreinigt stark die Adsorber- und Filteroberflächen. Beim Austausch der Füllungen dringen dann diese Verunreinigungen in die für das gereinigte Gas bestimmten Abzugskanäle ein, wodurch die Funktion des Abscheiders verschlechtert wird.still a large amount of liquid particles and heavily contaminates the adsorber and filter surfaces. When the fillings are exchanged, these impurities then penetrate into those intended for the cleaned gas Exhaust ducts, whereby the function of the separator is impaired.
Einen weiteren Nachteil dieses Abscheiders bilden die axial durchströmten Abscheideschichten des Filters und des Adsorbers, die einerseits eine zu kleine Durchflußfläche aufweisen und andererseits am Umfang nur sehr schwierig verdichtet werden können, wodurch Kurzschlüsse entstehen und die Abscheidefähigkeit verschlechtert wird.Another disadvantage of this separator is the axial flow through the separator layers of the filter and the adsorber, which on the one hand have too small a flow area and on the other hand only very much on the circumference can be difficult to compact, which causes short circuits and deteriorates the separation ability.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen dreistufigen Flüssigkeitsabscheider zu entwickeln, der eine höhere Funktionssicherheit und Leistungsfähigkeit als die bekannten Flüssigkeitsabscheider aufweist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem dreistufigen Flüssigkeitsabscheider, der aus drei Abscheideelementen und zwar einem Agglomerator, einem Filter und einem Adsorber besteht, dadurch gelöst, daß jedes Abscheideelement eine radial durchlässige zylinderförmige Abscheideschicht aufweist und alle Abscheideelemente in dem Abscheiderkörper übereinander und rings um ein durch den Abscheiderboden geführtes Zentralrohr angeordnet sind, wobei der Agglomerator am untersten und der Adsorber am obersten angebracht sind, wobei der Agglomerator mittels seiner unteren Grundfläche auf einem mit dem Abscheiderboden verbundenen Ansatz ruht. und mittels seiner oberen Grundfläche gasdicht an dem Zentralrohr befestigt ist, während das Filter mittels seiner unteren Grundfläche an dem Zentralrohr gasdicht befestigt ist und mittels seiner oberen Grundfläche an der unteren Grundfläche des Adsorbers anliegt, der wieder mittels seiner oberen Grundfläche gasdicht anThe invention is based on the object of developing a three-stage liquid separator which has a higher functional reliability and performance than the known liquid separators. These The object is according to the invention with a three-stage liquid separator that consists of three separating elements namely an agglomerator, a filter and an adsorber, solved in that each separation element has a radially permeable cylindrical separation layer and all separation elements in the separator body one above the other and arranged around a central pipe passed through the separator base are, with the agglomerator at the bottom and the adsorber at the top, with the Agglomerator rests by means of its lower base on an approach connected to the separator base. and by means of its upper base surface is attached to the central tube in a gas-tight manner, while the filter is by means of its lower base is attached to the central tube in a gas-tight manner and by means of its upper base rests against the lower base of the adsorber, which again is gas-tight by means of its upper base
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dem Zentralrohr befestigt und in einer in dem oberen Teil geschlossenen Glocke angebracht ist, deren unterer Rand auf der oberen Grundfläche des Filters bzw. auf der unteren Grundfläche des Adsorbers ruht, wobei der Innenraum des Zentralrohres mittels wenigstens einer öffnung mit dem Innenraum der Glocke verbunden ist und der Gaseintritt in den Hohlraum des Ansatzes einmündet, während der Gasaustritt in dem unteren Teil des Zentralrohres und der Flüssigkeitsauslaß in dem Abscheiderboden außerhalb des Ansatzes ausgeführt sind, wobei der Abscheiderkörper zusammen mit den darin angebrachten Abscheideelementen mit einem Deckel abgeschlossen ist.attached to the central tube and mounted in a closed bell in the upper part, the lower Edge rests on the upper base of the filter or on the lower base of the adsorber, the Interior of the central tube is connected to the interior of the bell by means of at least one opening and the gas inlet opens into the cavity of the extension, while the gas outlet opens in the lower part of the central tube and the liquid outlet in the separator bottom are carried out outside the approach, wherein the separator body, together with the separator elements mounted therein, is closed with a cover.
Es besteht weiter die Möglichkeit, das Filter mit dem Adsorber vorteilhaft zu einem Block zu verbinden. Dies geschieht beispielsweise mittels eines auf das Zentralrohr aufgezogenen, auf der Unterseite an der unteren Grundfläche des Filters und auf der Oberseite an der oberen Grundfläche des Adsorbers befestigten Verbindungsrohrs .There is also the possibility of advantageously connecting the filter with the adsorber to form a block. This is done, for example, by means of a mounted on the central tube, on the underside of the lower base of the filter and on the top of the connecting pipe attached to the upper base of the adsorber .
Das Zentralrohr kann in dieser Ausführungsform weiter in dem Abschnitt zwischen dem Agglomerator und dem Filter mit einem Sitz versehen sein, auf dem die untere Grundfläche des Filters bzw. der untere Rand des Verbindungsrohres aufsitzt. Der Sitz kann dabei vorteilhaft mit einer Dichtung ausgestattet sein.The central tube can in this embodiment further be provided in the section between the agglomerator and the filter with a seat on which the the lower base of the filter or the lower edge of the connecting pipe is seated. The seat can do this advantageously be equipped with a seal.
In einer anderen Ausführung kann das Zentralrohr in dem Abschnitt zwischen dem Agglomerator und dem Filter mit einem unteren Gewinde und einer unteren Schraubenmutter versehen sein, die den Agglomerator gegen den Ansatz drückt. In ähnlicherweise kann das Zentralrohr auch in dem Abschnitt über dem Adsorber mit einem oberen Gewinde und einer oberen Schraubenmutter versehen sein, die wieder den Adsorber auf das Filter und das Filter auf den Sitz drückt.In another embodiment, the central tube in the section between the agglomerator and the Filters with a lower thread and a lower screw nut that secure the agglomerator pushes against the approach. Similarly, the central tube can also be in the section above the adsorber be provided with an upper thread and an upper screw nut, which again attaches the adsorber to the Filter and the filter presses on the seat.
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Der Agglomerator kann weiter an seiner Außenseite mit einer durchlässigen Trennungswand ausgestattet sein, die von der äußeren Oberfläche der Abscheideschicht des Agglomerators mittels einer Spalte abgetrennt ist.The agglomerator can also be equipped with a permeable partition wall on its outside be that of the outer surface of the deposition layer of the agglomerator by means of a Column is separated.
Der Hauptvorteil des erfindungsgemäßen dreistufigen Flüssigkeitsabscheiders besteht darin, daß dem Filter und dem Adsorber schon vorgereinigtes Gas zugeführt wird, so daß hier die Gefahr der Verunreinigung deren Oberfläche Äußerst verringert wird. Ein anderer Vorteil besteht darin, daß die in radialer Richtung durchlässigen Abscheideschichten aller drei Abscheideelemente insgesamt eine ausreichend große Durchflußfläche bilden und deshalb eine bedeutende Steigerung der Leistung des Abscheiders und dessen Separationsfähigkeit bei der Bewahrung der äußeren Dimensionen ermöglichen. In der erfindungsgemäßen Anordnung ist weiter die Möglichkeit gegeben, eine gute Abdichtung der einzelnen Abscheideschichten zu erreichen.The main advantage of the three-stage liquid separator according to the invention is that the filter and the adsorber already pre-cleaned gas is supplied, so that there is a risk of contamination the surface of which is extremely reduced. Another advantage is that the radial In the direction of permeable deposition layers of all three deposition elements overall a sufficiently large one Form flow area and therefore a significant increase in the performance of the separator and its Enable separation ability while preserving the external dimensions. In the invention Arrangement is also given the possibility of a good seal of the individual deposition layers reach.
Zwei beispielsweise Ausführungen des erfindungsgemäßen dreistufigen FlUssigkeitsabscheiders werden weiter anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:Two embodiments of the three-stage liquid separator according to the invention are exemplified further explained with reference to the drawing. Show it:
Fig. 1 im axialen Längsschnitt eine einfache Ausführungsform des dreistufigen Flüssigkeitsabscheiders, und Fig. 1 in axial longitudinal section a simple embodiment of the three-stage liquid separator, and
Fig. 2 wieder im axialen Längsschnitt die Ausführung eines Abscheiders, in dem das Filter mit dem Adsorber zu einem Block verbunden ist.Fig. 2 again in axial longitudinal section the execution of a separator in which the filter with the Adsorber is connected to a block.
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In den beiden dargestellten Ausführungsformen ist der Abscheiderkörper 1 an seiner Unterseite mittels eines ebenen Bodens J>, dagegen auf der Oberseite mittels eines gewölbten Deckels 2 abgeschlossen. An dem Abscheiderboden 3 ist ein Ansatz 7 befestigt, auf dem die untere Grundfläche des Agglomerators 4 sitzt. Die obere Grundfläche des Agglomerators 4 ist demgegenüber gasdicht an einem Zentralrohr 8 befestigt, das durch den Abscheiderboden J> geführt ist. über dem Agglomerator 4 befindet sich ein Filter 5, das ebenso wie der Agglomerator 4 auf das Zentralrohr 8 aufgesetzt ist und dessen obere Grundfläche dicht an dem Zentralrohr 8 anliegt. Auf der oberen Grundfläche des Filters ruht die untere Grundfläche eines Adsorbers 6, wobei die zentralen Hohlräume der beiden letztgenannten Abscheideelemente gegenseitig verbunden sind. Die obere Grundfläche des Adsorbers 6 ist wieder an dem Zentralrohr 8 dicht befestigt. Der Adsorber 6 ist in einer Glocke 9 angebracht, die mittels ihres unteren Randes auf der oberen Grundfläche des Filters 5 aufsitzt und in dem oberen Teil geschlossen ist. Der obere Rand des Zentralrohres 8 greift über die obere Grundfläche des Adsorbers 6 hinaus und mündet in den Raum unter der Glocke 9,ein.In the two illustrated embodiments, the separator body 1 is closed on its underside by means of a flat bottom J>, on the other hand by means of a curved cover 2 on the top. Attached to the separator base 3 is an attachment 7 on which the lower base of the agglomerator 4 is seated. In contrast, the upper base of the agglomerator 4 is attached in a gas-tight manner to a central tube 8 which is guided through the separator base J>. Above the agglomerator 4 there is a filter 5 which, like the agglomerator 4, is placed on the central tube 8 and the upper base surface of which rests tightly against the central tube 8. The lower base of an adsorber 6 rests on the upper base of the filter, the central cavities of the two last-mentioned separation elements being mutually connected. The upper base of the adsorber 6 is again tightly fastened to the central tube 8. The adsorber 6 is mounted in a bell 9, which is seated by means of its lower edge on the upper base of the filter 5 and is closed in the upper part. The upper edge of the central tube 8 extends beyond the upper base of the adsorber 6 and opens into the space under the bell 9.
Der Gaseintritt 10 ist durch den Abscheiderboden 3 durchgeführt und mündet in den Hohlraum des Ansatzes 7 ein. Der Gasaustritt 11 1st an den unteren Rand des Zentralrohres 8 angeschlossen, und der Flüssigkeitsauslaß 12 ist wieder in dem Abscheiderboden j5 ausgebildet und mündet in den Hohlraum außerhalb des Ansatzes 7 ein.The gas inlet 10 is passed through the separator base 3 and opens into the cavity of the attachment 7 a. The gas outlet 11 is connected to the lower edge of the central pipe 8, and the liquid outlet 12 is again formed in the separator base j5 and opens into the cavity outside the extension 7.
Die Abscheideschicht des Agglomerators 4 kann beispielsweise entweder aus gepreßter feiner Glaswatte oder aus einer gewickelten, zwei Bestandteile enthaltenden Textilie, die zwischen zwei konzentrischenThe separating layer of the agglomerator 4 can, for example, either consist of pressed fine glass wadding or from a wrapped textile containing two components, which is between two concentric
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Zylindern aus Lochblech eingeklemmt ist, hergestellt sein. Die beiden Grundflächen des Agglomerators 4 können die Form von profilierten Deckeln aufweisen. Die Spalte zwischen den beiden Deckeln und der Abscheideschicht des Adsorbers 4 ist mit einem Kunstharz gefüllt.Cylinders made of perforated sheet metal is clamped to be made. The two base areas of the agglomerator 4 can take the form of profiled lids. The gap between the two covers and the separation layer the adsorber 4 is filled with a synthetic resin.
Die Abscheideschicht des Filters 5 ist ggf. aus der feinsten gepreßten Glaswatte ausgebildet und auf dieselbe Weise wie die Abscheideschicht des Agglomerators 4, d. h. mittels eines eingegossenen Kunstharzes zwischen den beiden Grundflächen des Filters festgeklebt. Die Abscheideschicht des Adsorbers 6 wird durch ein geeignetes poriges Material, das die notwendige Sorptionsfähigkeit und Selektivität gegen Dämpfe der abzuscheidenden Flüssigkeit aufweist, wie z. B. durch Silikagel, Aktivkohle oder durch ein einen niedrigen Anteil von Bindemittel zusammen mit einem Sorptionseigenschaften aufweisenden Füllmittel enthaltendes Filterpapier gebildet.The separating layer of the filter 5 is optionally formed from the finest pressed glass wadding and on the same way as the deposition layer of the agglomerator 4, i.e. H. by means of a cast synthetic resin glued between the two base surfaces of the filter. The separation layer of the adsorber 6 is by a suitable porous material that has the necessary sorption capacity and selectivity against Has vapors of the liquid to be separated, such as. B. by silica gel, activated carbon or by a containing a low proportion of binder together with a filler having sorption properties Filter paper formed.
Das Gas, das Flüssigkeitsteilchen enthält, wird durch den Gaseintritt 10 dem Hohlraum des Ansatzes 7 zugeführt. Von hier aus tritt es in die Abscheideschicht des Agglomerators 4 ein. Während des Durchgangs durch die Abscheideschicht werden von dem Gas die Flüssigkeitsteilchen abgetrennt. Die abgetrennten Flüssigkeitsanteile fließen nach unten zu dem Abscheiderboden 2 hinab, wo sie sich sammeln und von wo sie durch den Flüssigkeitsauslaß 12 weggeführt werden. Das vorgereinigte, die Abscheideschicht des Agglomerators 4 verlassende Gas wechselt in dem Umfangsraum das Abscheiderkörpers 1 seine Richtung, strömt nach oben und tritt in die Abscheideschicht des Filters 5 ein, die es in radialer Richtung durchströmt. Während des Durchstroms durch diese AbscheideschichtThe gas, which contains liquid particles, is passed through the gas inlet 10 into the cavity of the attachment 7 fed. From here it enters the separation layer of the agglomerator 4. During the passage the liquid particles are separated from the gas by the separation layer. The severed ones Liquid fractions flow down to the separator bottom 2, where they collect and from where they be carried away through the liquid outlet 12. The pre-cleaned, the separation layer of the agglomerator 4 leaving gas changes direction in the circumferential space, the separator body 1 flows upwards and enters the separating layer of the filter 5, which it flows through in the radial direction. During the flow through this deposition layer
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werden von dem Gas die feinsten flüssigen Teilchen abgetrennt. Das Gas, das die Abscheideschicht des Filters 5 verlassen hat, steigt durch den zentralen Hohlraum des Filters 5 in den Hohlraum des Adsorbers 6, von wo es in die Abscheideschicht des Adsorbers 6 verteilt word. Aus der Abscheideschicht des Adsorbers 6 strömt das gereinigte Gas, aus dem die übriggebliebenen Flüssigkeitsanteile sowie auch die Hauptmenge von Dämpfen abgetrennt sind, in den Sammelraum unter der Glocke Von hier aus strömt das Gas entweder direkt oder durch besondere öffnungen in das Zentralrohr 8 und verläßt den Abscheider durch den Gasaustritt 11 im unteren Teil des Zentralrohres 8.the finest liquid particles are separated from the gas. The gas that has left the separation layer of the filter 5 rises through the central cavity of the filter 5 into the cavity of the adsorber 6, from where it is distributed into the separation layer of the adsorber 6 word. The purified gas flows out of the separation layer of the adsorber 6, from which the remaining gas flows Liquid fractions as well as the main amount of vapors are separated into the collecting space under the bell From here the gas flows either directly or through special openings into the central tube 8 and leaves the separator through the gas outlet 11 in the lower part of the central pipe 8.
In der Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist das Zentralrohr 8 in dem Abschnitt zwischen dem Agglomerator 4 und dem Filter 5 und von dieser Stelle aus bis zu dem Abscheiderboden J5 verbreitert, wodurch ein Sitz I7 gebildet ist. In dem verbreiterten Teil des Zentralrohres 8 ist ein Gewinde mit einer Schraubenmutter 14 (die weiter als "untere" Schraubenmutter bezeichnet wird) vorgesehen. Die Schraubenmutter 14 drückt den Agglomerator 4 gegen den Ansatz 7. Zwischen die untere Schraubenmutter 14 und das Filter 5 kann ggf. eine Dichtung 18 (die weiterhin als "untere" Dichtung bezeichnet wurde) eingelegt werden. Auf der unteren Dichtung 18 ruht die untere Grundfläche des Filters 5, das mittels eines Verbindungsrohres 22 mit dem Adsorber 6 zu einem Block verbunden ist. Das ^entralrohr 8 ist durch die obere Wand der Glocke 9 geführt und in seinem oberen Teil wieder mit einem Gewinde versehen. Auf das Gewinde ist in dem Abschnitt über dem Adsorber 6 eine obere Schraubenmutter 15 aufgeschraubt, die das Verbindungsrohr 22 gegen die untere Dichtung l8 drückt. Ähnlicherweise ist auch in dem Abschnitt über der Glocke 9 auf dem Zentralrohr 8 eine VerschlußmutterIn the embodiment according to FIG. 2, the central tube 8 is in the section between the agglomerator 4 and the filter 5 and widened from this point to the separator base J5, whereby a seat I7 is formed is. In the widened part of the central tube 8 there is a thread with a screw nut 14 (the is further referred to as the "lower" nut) is provided. The nut 14 pushes the agglomerator 4 against the approach 7. Between the lower nut 14 and the filter 5 can optionally a Seal 18 (which was further referred to as the "lower" seal) are inserted. On the lower seal 18 rests the lower base of the filter 5, which is connected to the adsorber 6 by means of a connecting pipe 22 connected to a block. The ^ entralrohr 8 is passed through the upper wall of the bell 9 and in threaded again on its upper part. On the thread is in the section above the adsorber 6 an upper screw nut 15 is screwed on, which presses the connecting pipe 22 against the lower seal l8. Similarly, there is also a locking nut on the central tube 8 in the section above the bell 9
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angebracht, die die Glocke 9 gegen die obere Grundfläche des Filters 5 drückt. Zwischen der Verschlußmutter 16 und der Glocke 9 ist eine obere Dichtung 19 eingelegt. Der Agglomerator 4 ist weiter in seinem Umfangsteil mit einer durchlässigen Trennungswand 20 versehen, die mittels einer Spalte 21 von der Abscheideschicht des Agglomerators 4 abgetrennt ist. Die durchlässige Trennungswand 20 kann entweder aus einem Lochblech mit kleinen Löchern und einem niedrigen Hohlraumgehalt oder aus einer dünnen Schicht aus einem Filtergewebe hergestellt sein. Der aerodynamische Widerstand der durchlässigen Trennungswand 20 zwingt das Gas, innerhalb der Spalte 21 in radialer Richtung und mit kleinen Geschwindigkeiten zu strömen, was sich als besonders günstig zur vollkommenen Abscheidung von agglomerierten Flüssigkeitsteilchen erwiesen hat.attached, which the bell 9 against the upper base of the filter 5 presses. An upper seal 19 is inserted between the locking nut 16 and the bell 9. The agglomerator 4 is further provided in its peripheral part with a permeable partition wall 20, which is separated from the separation layer of the agglomerator 4 by means of a column 21. The permeable Partition wall 20 can either consist of a perforated plate with small holes and a low void content or made from a thin layer of filter cloth. The aerodynamic resistance the permeable partition wall 20 forces the gas within the column 21 in the radial direction and with it to flow at low speeds, which is particularly favorable for the complete separation of agglomerated liquid particles.
Der erfindungsgemäße dreistufige Flüssigkeitsabscheider ist vor allem zur hochwirksamen Feinreinigung von Gas zu außerordentlich anspruchsvollen Zweoken bestimmt. Er eignet sich beispielsweise zur Entölung der Preßluft, die dem Raumanzug der Düsenflugzeugpiloten zur direkten Einatmung zugeführt wird, der in Atmungsresuszitationsapparaten mit Sauerstoff gemischt wird bzw. der Preßluft, .lie in Turbinenzahnbohrmaschinen geführt oder in der Nahrungsmittelindustrie verwendet wird.The three-stage liquid separator according to the invention is primarily for highly effective fine cleaning determined by gas for extremely demanding purposes. It is suitable, for example, for de-oiling the Compressed air that is supplied to the space suit of the jet aircraft pilots for direct inhalation, which in Respiratory resuscitation apparatus is mixed with oxygen or the compressed air, .lie in turbine tooth drills or used in the food industry.
Die Ausbildung des dreistufigen Flüssigkeitsabscheiders gewährleistet eine hohe Reinigungswirkung, ziemlich kleine Druckverluste und eine lange Lebensdauer. The design of the three-stage liquid separator ensures a high cleaning effect, fairly small pressure drops and a long service life.
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