Die Erfindung bezieht sich auf ein Phasentrennelement zur Abscheidung einer flüssigen, diskontinuierlichen Nebenphase aus einer flüssigen Hauptphase oder von Aerosolen aus einer gasförmigen Hauptphase mit einem Grundkörper, der sich zu¬ sammensetzt aus einem Aufnahmeteil , einem Kopfteil und einem zwischen Aufπahmeteil und Kopfteil angeordneten und diese Teile verbindenden gelochten Kernrohr und mit einer auf das Kernrohr aufgewickelten Faserpackung, welche den Lochuπgsbereich des Kernrohres beidseitig mit überstand über¬ ragt, deren Stirnseiten an Anschlagflächen des Aufnahme¬ teils und des Kopfteils anliegen und die von einer Stütz¬ bandage umgeben ist.

Bei der Strömung eines Phasengemisches durch eine Faser¬ schicht benetzen die Flüssigkeitspartikel der diskontinuier¬ lichen Phase die Faseroberfläche und bilden mit zunehmendem Fließweg einen mit der Hauptströmung zur Austrittsseite wandernden Flüssigkeitsfilm, der sich am Austritt aus der Faserschicht periodisch als großer, quasi spontan abschei¬ dender Tropfen ablöst.

Die bekannten Phasentrennele ente dieser Art werden dadurch hergestellt, daß die Faserpackung auf ein Kernrohr aufge¬ bracht und gleichzeitig mit einem Bindemittel, vorzugswei¬ se Phenolharz, getränkt wird, damit die Fasern nach der Aushärtung fixiert sind. Um zu verhindern, daß das Phasen¬ gemisch unter Umgehung der Faserschicht die Faserpackung im Bereich ihrer Enden umfließt, werden die beiden axialen Endbereiche der Faserschicht mit einem Klebstoff oder einer aushärtenden Formmasse vergossen und gleichzeitig mit den Anschlagflächen des Aufnahmetei 1 s und des Kopfteils verklebt

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Die bekannten Phasentrennelemente haben den Nachteil, daß sie in chemischen Prozessen nur beschränkt einsetzbar sind, weil insbesondere die für die Abdichtung an den Enden der Faserpackung verwendeten Stoffe gegen organische Flüssig- keiten, wie Lösungsmittel, Alkohole, Aldehyde oder derglei¬ chen nicht beständig sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Phasentrenn¬ elemente mit einer Coalisierschicht aus Fasern, iπsbeson- dere Glasfasern, Metallfasern oder monofilen Kunststoff- Fasern dahingehend zu verbessern, daß die Faserpackung ohne Bindemittel aufgebracht werden kann und zur Abdichtung der Faserpackung gegen die Anschlagflächen des Aufnahmetei ls und des Kopfteils keinerlei Klebstoffe oder sonstige lös- liehe Stoffe erforderlich sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an den Endbereichen der Faserpackung zwischen Kernrohr und Fa¬ serpackung Je ein konischer Wulstring angeordnet ist, des- sen zum Kernrohr hin geneigte Fläche im Winkel von kleiner als 45° zur Achse des Kernrohres geneigt ist und dessen Gipfel sich im Abstand von der benachbarten Anschlagfläche befindet und an den Enden der Faserpackung die Faserpackung umschließende Dichtrϊnge angeordnet sind, welche sich axial von den Anschlagflächen bis etwa zu den Gipfeln der Wulst¬ ringe erstrecken, und die Dichtringe und Wulstringe im Ver¬ hältnis zur Dicke und Art der Faserpackung so dimensioniert sind, daß unter maximal zulässigem Differenzdruck eine Durchströmung verhindert ist.

Zweckmäßigerweise hat der Querschnitt der Dichtringe* im we¬ sentlichen die Form eines rechteckigen Dreiecks. Der Dicht _¬ ring weist eine zylindrische, mit der Mantelfläche der Fa¬ serpackung fluchtende Mantelfläche und eine dazu rechtwink-

lige Seitenfläche auf, die an der Ansc lagfläche des Auf¬ nahmeteils und des Kopfteils anliegt. Die Konusfläche der Dichtringe drückt in den axialen Endbereichen die Faser¬ packung ringsum dichtend zusammen. Damit sich die Kompres- sionszonen in den Endbereichen der Faserpackung über einen größeren axialen Bereich erstrecken, sind die Wulstringe bzw. deren Gipfel im Abstand von den Anschlagflächen ange¬ ordnet. Dadurch wird ferner erreicht, daß die Enden der Faserpackung nicht von den konischen Wulstringen abrutschen können. Die zum Kernrohr hin abfallende Seite der Wulstringe verläuft zur Achse des Kernrohres in einem Winkel von vor- zugsweise 30°, während die andere, vom Gipfel abfallende Seite steiler zur Achse des Kernrohres geneigt sein kann.

Dadurch, daß die Kompression der Faserpackung infolge der Dichtringe am Ende der Faserpackung und infolge des Wulst¬ ringes auch im Abstand von den Anschlagflächen erfolgt, kann auf eine feste Verbindung der Fasern durch Kleber oder andere Werkstoffe mit den Endscheiben verzichtet werden.

Die Anordnung und Ausbildung der Wulstringe hat den weite¬ ren Vorteil, daß die von der Konusfläche der D ichtri nge radial und axial in die hohlzy 1 indri sehe Faserpackung einge¬ leiteten Druckkräfte von den Wulstringen aufgefangen wer- den, so daß der Bereich der Faserpackung, der zwischen den beiden Wulstringen und über dem Lochungsbereich des Kern¬ rohres liegt, nicht von diesen Kräften verdichtet wird. Die eine zuverlässige Abdichtung bewirkenden Kompressions¬ kräfte wirken nur in den Bereichen zwischen den beiden Wulstringen und den dazugehörenden Dichtringen - Die Wulst¬ ringe und die Dichtringe sind so geformt, daß trotz der hohen Druckkräfte keine die Fasern, insbesondere Glasfasern, verletzenden Belastungen auftreten.

Der Dichtring komprimiert die Faserpackung in ihren Endbe¬ reichen, ohne daß eine starre Einspannung geschaffen wird.

Ein Spalt zwischen Faserpackung und den Anschlagflächen, wie er insbesondere bei der Wärmedehnung eines langen Pha- seπtrennelementes aus- thermoplastischem Kunststoff ent¬ steht, beeinflußt bei dem erfindungsgemäßen Gerät nicht die Dichtigkeit. Gleichzeitig wird verhindert, daß die wesent¬ lich höhere Wärmeausdehnung des Grundkörpers gegenüber der Faserpackung zu einem Zerreißen der Fasern führen kann, wie dies bei einer starren Einspannung der Fall ist.

In der folgenden Beschreibung werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher er¬ läutert. Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 zur Hälfte eine Seitenansicht und zur Hälfte einen Längsschnitt eines Phasentrennelementes nach der

Erfindung , Fig. 2 eine vergrößerte Schnittansicht im Bereich des Kopf¬ teils eines zweiten Ausführungsbeispiels, Fig. 3 eine Schπittansicht im Bereich des Aufnahmetei ls eines dritten Ausführungsbeispiels,

Fig. 4 eine Schnittansicht im Bereich des Kopfteils eines vierten Ausführungsbeispiels.

Das in Fig. 1 dargestellte Phasentrennelement weist einen Grundkörper auf, der sich zusammensetzt aus einem Aufnahme¬ teil 1 , einem Kopfteil 2 und einem zwischen Aufnahmeteil 1 und Kopfteil 2 befindlichen gelochten Kernrohr 3. Aufnahme¬ teil 1 , Kopfteil 2 und Kernrohr 3 können aus Kunststoff, vorzugs-weise aus Polyvinyl idenflorid (PVDF) oder aus Metall, insbesondere Edelstahl, bestehen.

Das Phasentrennelement ist über einen am Aufnahmeteil 1 angebra chten Gewindeanschluß 15 und eine Mutter auf einer Bodenplatte 17 befestigt. Das Aufnahmeteil 1 ist mit einem Einlaß 16 und einem Aufnahmekragen 12 für das Kernrohr 3 versehen, auf dessen Außenseite im Abstand von der Anschlag-

1 fläche 8 ein Wulstring 10 angeordnet ist. Wie das Aufnahme¬ teil 1 ist auch das Kopfteil 2 mit einer Anschlagfläche 9 und einem Aufnahmekragen 13 für das Kernrohr 3 versehen. Auch hier ist der Aufnahmekragen 13 als konischer Wulst-

5 ring 11 ausgebindet.

Das Kernrohr 3 kann aus Blech oder Kunststoff bestehen und ist mit einer Lochung versehen, die sich zumindest über den . größeren Teil der Länge des Kernrohres 3 zwischen den End-

₁ 0 bereichen erstreckt. Das Kernrohr 3 kann aber auch über seine gesamte Länge gelocht sein oder aber auch als Spalt¬ rohr ausgebildet sein. Das Kernrohr 3 ist mit seinen Enden in den Aufnahmekragen 12,13 des Aufnahmetei 1s 1 und des Kopfteils 2 gehalten. Auf den beiden Aufnahmekragen 12,13

₁ 5 sind die Wulstringe 10,11 angebracht, deren Gipfel 23 sich im Abstand von den Anschlagflächen 8 und 9 befinden. Das Aufnahmeteil 1, das gelochte Kernrohr 3 und das Kopfteil 2 sind starr, zum Beispiel durch Verschweißen, miteinander verbunden.

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Vor dem Aufwickeln der Faserpackung 15 auf diesen Grundkör¬ per 1,2,3 wird auf das gelochte Kernrohr 3 ein Gewebe 20 aufgebracht, um die Fasern vor Beschädigungen zu schützen. Die Länge des Gewebes 20 ^' wird so bemessen, daß es die

₂ 5 Lochung des Kernrohres 3 überdeckt.

Danach wird die Fasermatte mit einer definierten Spannung auf das Kernrohr aufgewickelt. Anschließend werden die Wulstringe 10,11 axial zwischen Kernrohr 3 und Faserpackung 30 5 eingetrieben und die Dichtringe 18,19 angebracht.

Die Stützbandage 6 besteht beispielsweise aus einem Strei¬ fen aus monofilem Edelstahl- oder Kunststoff-Gewebe. Diese wird in gleicher Drehrichtung um die Faserpackung 5 ge- g f, wickelt.

An den Enden wird eine feste Verbindung zwischen dem Grund¬ körper und de r Stützbandage 6 hergestellt. Über die Stütz¬ bandage 6 kann nun ein äußerer Hüllschlauch 7 gezogen wer¬ den, dessen Maschenweite für die Tropfenbildung der abzu- trennenden Phase wichtig ist.

Abschließend werden zwei Kappen 20 und 21 auf das Aufnahme¬ teil 1 und das Kopfteil 2 aufgesteckt. Diese Verbindung kann als Schnapp-Verbindung ausgebildet werden. Dabei rastet ein auf der Innenfläche der Kappe 20 oder 21 befindlicher Vorsprung, dessen Negativform als umlaufende Nut 27 in das Aufnahmeteil 1 und in das Kopfteil 2 eingedreht ist, in eben diese Nut 27 ein.

Der Durchmesser des Aufnahmetei ls 1 und des Kopfteils 2 ist so bemessen, daß er mit dem Durchmesser der Faserpackung 15 übereinstimmt.

Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht eines Kopfteils 2 mit ei- πem Wulstring 11. Der ringartige, das Kernrohr 3 umschlies- sende Aufnahmekragen 13 ist an seiner Außenseite als Wulst¬ ring 11 ausgebildet, dessen zum Kernrohr 3 abfallende Flä¬ che 24 einen Winkel von etwa 30° zur Mantelfläche des Kern¬ rohrs 3 einnimmt. Die andere Fläche 25 .des Wulstringes 11 verläuft steiler, etwa in einem Winkel. von 60° zur Achse des Kernrohres 3. Der Gipfel 23 des Wulstringes 11 ist etwa in dem axialen Bereich angeordnet, wo der Dichtring 20 endet. Der Dichtring 20 besteht aus einem um das Ende der Faserpackung gewickelten Draht, oder Band aus Stahl oder Kunststoff.

In Fig. 3 ist der Dichtring 19 aus Polyvinyl idenfluorid- draht gebildet und über der Stützbandage 6 angeordnet. Der Dichtring 19 wird in sich und mit dem Aufnahmeteil 1 ver- schweißt, sofern dieser aus einem entsprechenden thermo¬ plastischen Kunststoff besteht.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist in der Anschlag¬ fläche 9 des beispielsweise aus Edelstahl bestehenden Auf¬ nahmeteils oder Kopfteils eine Ringnut 26 eingearbeitet, die schwalbenschwanzartig hinterschnitten ist. In dieser Ringnut 26 ist der Dichtring 20 verankert. Der Dichtring 20 ist aus mehreren Lagen Kunststoff-Schweißdraht, insbesondere aus PVDF, aufgebaut. Zum Beispiel die erste Lage des Dicht¬ ringes 20 ist formsch lüssig in der Ringnut 26 verankert.

Bei einem Phasentrennelement, dessen aus Aufnahmeteil (1) , Kopfteil (2) und Kernrohr (3) sich zusammensetzender Grund¬ körper aus Stahl, insbesondere Edelstahl oder nichtrostendem Stahl , besteht, bei dem also vom Kernrohr (3) oder dem das Kernrohr (3) aufnehmenden Kragen ( 12 und 13) relativ hohe radial nach innen wirkende Kräfte aufgenommen werden können, kann die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe auch ohne Verwendung von Wulstringen dadurch gelöst werden, daß an den Enden der Faserpackung (5) die Faserpackung (5) umschließende Dichtringe (18,19) angeordnet sind, welche die Faserpackung (5) mit so großer Kraft radial zusammen¬ drücken, daß bei maximal zulässigem Differenzdruck eine Durchströmung oder Umströmung der Endzonen der Faserpackung verhindert ist.

Zur Anwendung kommen Faserpackungen aus Glasfasern, Kunst¬ stoff-Fasern oder Metallfasern, deren Faserdi,cke 2 - 20 um beträgt. Je verformbarer die Fasern sind, umso dicker können sie im Durchmesser sein, um bei gleichem radial wirkenden Druck dicht zur Anlage zu kommen.

Es ist auch möglich, auf die Endbereiche der Faserpackung 5 die Druckringe 18 und 19 aufzugießen. Die Endbereiche der Faserpackung 5 werden in eine Gießform gebracht, die beim Schließen die Faserpackung radial zusammenpreßt. Der in die Gießform eingebrachte flüssige thermoplastische oder

S auch duroplastische Kunststoff dringt dabei von den Stirn¬ seiten der Faserpackung etwas in diese ein, wodurch zu¬ sätzlich eine Abdichtung bewirkt wird. Die SchrumpfSpan¬ nung der aufgegossenen Druckringe 18,19 bewirkt eine zu¬ verlässige Abdichtung. Die Druckringe 18 und 19 können mit dem Aufnahmeteil 1 und dem Kopfteil 2 je ein Teil bilden, das auf einem Endbereich der Faserpackung 5 aufgegossen ist.

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Bezugszeichen liste

1 Aufπahmeteil

2 Kopfteil

3 Kernrohr

4 Gewebelage

5 Faserpackung

6 Stützbandage

7 Hollschlauch

8 Anschlagfläche

9 Anschlagfläche

10 konischer Wulstring

11 konischer Wulstring

12 Aufnahmekragen

13 Aufnahmekragen

15 Gewindeanschluß

16 Einlaß

17 Bodenplatte

18 Mutter

19 Dichtring

20 Dichtring

_ , 21 Kappe

22 Kappe

23 WuLstgipfel

24 flach geneigte Fläche

25 steil geneigte Fläche

26 Schwalbenschwanznut

27 Keilnut

28 Anschlagbund

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