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Verfahren und Vorrichtung zum 1tegenerieren gebrauchter Schmieröle.
Die Erfindung bezieht sich auf die Regenerierung gebrauchter Schmieröle und im besonderen auf ein Verfahren und einen Apparat hiefür, unter Verwendung eines umlaufenden Destillierkessels, wobei das Öl auf eine ausreichende Temperatur gebracht und ein genügend hoher Druck aufrechterhalten wird, um das Verdampfen der Ölbestandteile zu verhindern, dagegen das Verdampfen der leichteren Bestandteile sowie des Wassers, welches gewöhnlich mit dem benutzten Schmieröl eine Emulsion bildet, zu gewährleisten.
Bekanntlich wird das Schmieröl, nachdem es eine gewisse Zeitlang, beispielsweise in einer Brennkraftmaschine benutzt worden ist, für Schmierzwecke ungeeignet, nicht etwa infolge der Zerstörung seiner Schmiereigenschaften, sondern weil sich eine Menge von Fremdkörpern in demselben ablagert und weil sich Wasser und Benzin oder sonstige Leichtbestandteile des Erdöls während der Benutzung in einem derartigen Masse mit dem Schmieröl vermengt haben, dass eine Weiterverwendung desselben für die in Bewegung befindlichen Teile der Kraftmaschine schädlich ist.
Bei den bisherigen Verfahren zum Regenerieren der Öle war es notwendig, das Wasser aus der molmasse äusserst langsam auszutreiben, um das mechanische Mitreissen des Öls durch die Dämpfe zu verhindern. Wenn nach den früheren Verfahren das Öl rasch erhitzt wird, so verursacht die Verdampfung des Wassers eine derartige Wallung, dass eine bedeutende Menge des Öles von den Dämpfen mitgerissen wird. Wird aber die Heizung langsam durchgeführt und die Feuchtigkeit langsam aus der Ölmasse befreit, so wird dieses ungünstige Mitreissen des Uls durch die Dämpfe vermieden.
Die Erfindung betrifft nun ein Verfahren und einen Apparat für rasche Erhitzung einer Ölmasse und rasche Austreibung der Feuchtigkeit ohne nennenswerten Ölverlust während des Verdampfens.
Die Erfindung bezweckt namentlich, in einem Verfahren dieser Art die Destillation bei hoher
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Dämpfe abzulassen.
In der beiliegenden Zeichnung stellt Fig. l die schematisch gehaltene Gesamtansicht der Apparatur, Fig. 2 die Einzelansicht einer geeigneten Vorrichtung zur Steuerung des Destillierkessels nach Fig. 1, Fig. 3 die Einzelansicht eines verstellbaren Anschlags, der zum Zusammenwirken mit dem am Kessel sitzenden Ablassventil bestimmt ist, dar.
Das nach dem vorliegenden Verfahren zu reinigende Schmieröl wird zunächst mit Säure behandelt, um den Emulsionszustand aufzuheben und die mitgeführten Fremdkörper auszufällen. Nach dieser Behandlung mit Säure lässt man das behandelte Öl eine geraume Zeit abstehen, damit sich der Schlamm absetzen kann. Nach Ausscheidung dieses Schlammes wird die Ölmasse mit einer basischen Substanz (wie z. B. Kalk) und zweckmässig mit Walkerde versetzt, worauf das Gemisch solange gerührt wird, bis sich die Walkerde und der Kalk annähernd gleichförmig in der ganzen Ölmasse verteilt haben.
Dieses Gemisch wird nun in einen Destillierkessel, z. B. in den nachstehend noch zu beschreibenden umlaufenden Destillierkessel, eingeführt und auf eine genügende Temperatur unter einem derart geregelten Druck erhitzt, dass die Wasserdämpfe zunächst ausgetrieben werden, worauf die Temperatur genügend gesteigert und der Druck derart geregelt werden kann, dass die leichter flüchtigen Stoffe, die sich mit dem Schmieröl vermischt haben, nacheinander ausgetrieben werden. Nachdem man die gewünschten Bestandteile zum Verdampfen gebracht hat wird das nicht verdampfte Öl abgekühlt
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und gefiltert, um die Walkerde und den Kalk abzusondern. Das nach diesem Verfahren zurückgewonnene Schmieröl ist von natürlicher Farbe und besitzt Schmiereigenschaften von derselben Art wie das ursprüngliche Schmieröl.
Wie die Fig. 1. der Zeichnung zeigt, kann das zu behandelnde Schmieröl in einen Vorratsbehälter J ! gefüllt werden. Dieser letztere besitzt im unteren Teile die Gestalt eines Trichters und ist an seinem Boden mit einem Hahn 2 versehen. Dem im Vorratsbehälter 1 enthaltenen Öl wird Schwefelsäure zugesetzt, deren Menge je nach der Beschaffenheit des Öles und der Menge der in diesem Öl mitgeführten Verunreinigungen geregelt wird. Ein Luftverdichter 3 ist vorgesehen und mit einem Sammelbehälter 4 versehen, welcher durch ein Rohr 5 mit dem Vorratsbehälter 1 verbunden ist. Das Rohr 5
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Öl zugesetzt worden ist, kann man einen Hahn 6 öffnen, um das Entweichen der Pressluft aus dem Behälter 4 durch das Rohr 5 in den Behälter 1 zu gestatten.
Die durch das Rohr 5 in den Vorratsbehälter 1 entweichende Pressluft durchrührt das Gemisch von gebrauchtem Öl und Schwefelsäure
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mit der Säure wird der Hahn 6 geschlossen, worauf man das Gemisch im Behälter 1 während einer ausreichenden Zeit ruhen lässt, damit sich der Schlamm am Boden des Behälters absondern kann. Nun wird der Hahn 2 geöffnet und der Schlamm in den Behälter'1 abgezogen.
Dem Öl im Behälter 1 wird Kalk oder eine andere basische Substanz und zweckmässig etwas Walkerde zugesetzt. Nun kann der Hahn 6 geöffnet werden, um das Gemisch gründlich durchzurühren.
Nach gehöriger Durehrührung des Gemisches von Öl, Walkerde und Kalk ist dieses Gemisch bereit, in dem gemäss der Erfindung gebauten Destillierkessel erhitzt zu werden, um die zur Schmierung ungeeigneten Bestandteile auszuscheiden.
Der Destillierkessel ist zweckmässig von umlaufender Bauart und besteht in dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus einer Trommel 8, die auf einer Welle 9 gelagert ist. An den Enden der Welle 9 sind Lager 10 vorgesehen, die von einem von den Ständern 11 gebildeten Gestell getragen werden.
Die Ständer 11 sind an ihren oberen Enden durch eine Reihe von Querträgern 12 verbunden.
Ein Heizraum 13 mit einem Kamin 14 umgibt die Trommel 8 und wird an einen. Ende von an den Querträgern- ers 12 befestigten Flacheisenbändern 15 und dem Träger 16 gehalten. Die Kammer 13 ist zweckmässig mit einer Umkleidung 17 aus Isoliermaterial versehen und besitzt eine Heizvorrichtung, beispielsweise einen Ölbrenner 18. In der Trommel wird zweckmässig eine Reihe axialer Winkeleisen 19 angeordnet, deren Schenkel radial in das Trommelinnere hineinragen, wodurch das in der Trommel befindliche Gemisch während der Drehung durchgewirbelt und durchgerührt wird. Ausserdem erfüllen die Schenkel der Winkeleisen M die weitere Aufgabe, die Wärme von dertrommelfläche in das Innere der Trommel und das darin enthaltene Gemisch weiterzuleiten.
In der dargestellten Ausführungsform ist die Welle 9 an dem einen Ende hohl und besitzt eine axiale Bohrung M, die mit einer Leitung 22 in Verbindung steht. Mit ihrem andern Ende steht diese Leitung mit dem Gehäuse eines noch näher zu beschreibenden Ventils 23 in Verbindung. Mit ihrem äusseren Ende reicht die Welle 9 in einem Kondensator 24 hinein. Die Bohrung 21 ist mit der Schlange dieses Kondensators verbunden, so dass die durch das Ventil 23 aus der Trommel 8 austretenden Dämpfe durch die Leitung 22 und die Bohrung 21 dem Kondensator 24 zugeführt werden können. Die Trommel 8 ist ausserdem mit einem Hahn 25 versehen, der durch die Leitung 26 mit der Kühlkammer 27 verbunden ist. Der Hahn 25 ist zweckmässig derart ausgebildet, dass er sich an eine vom Behälter 1 kommende Leitung 28 anschliessen lässt.
Die Leitungen 26 und 28 sind mit Anschlussstücken 29 bzw. 30 versehen, um sie mit dem Hahn 25 verbinden zu können.
Das Ventil 23 lässt periodisch die Dämpfe entweichen, die aus dem in der Trommel 8 befindlichen Gemisch während der Beheizung ausgetrieben werden. In der dargestellten Ausführungsform besitzt es eine mit einem Schaft 34 versehene Klappe oder einen Ventilkörper 33. Eine Feder 35 dient zum Andrücken der Klappe 38 gegen den Ventilsitz, und der Schaft 34 ist an seinem äusseren Ende mit einem Kopf 36 versehen, der während der Drehung der Trommel 8 mit einer Sehrägbahn oder einem Nocken 37 in Eingriff zu kommen bestimmt ist.
Die Schrägbahn oder Rampe 37 ist zweckmässig auf dem die Trommel tragenden Gestell angeordnet und nimmt eine solche Stellung ein, dass der Kopf 36 des Ventilschaftes gegen dieselbe verstellt wird, um dieses Ventil zu öffnen, damit die in der Trommel8 enthaltenen Dämpfe während der Zeit, in welcher sich der Kopf 36 mit dieser Rampe 37 in Berührung befindet, entweichen können.
Da es sehr oft und namentlich während der Vorwärmung des in der Trommel 8 enthaltenen
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mit dem einen Ende, etwa durch eine Niete 40,. an der Platte 38 befestigt. Am andern Ende kann die Blattfeder 39 geschlitzt sein oder eine Niete bzw. einen Ringnagel41 aufnehmen und auf diesem gleiten.
Zwischen den Nieten 40 und 41 besitzt die Platte 38 einen mit Innengewinde versehenen Teil 42, um eine Schraube 43 aufzunehmen. Wie die Fig. 3 deutlich zeigt, ist das Ende 44 der Schraube 43 derart angeordnet, dass es die Blattfeder 39 angreifen und auf diese Weise in einen genügenden Abstand von der Platte 38 nach aussen zurückstossen kann, um diese Blattfeder 39 in die Bewegungsbahn des Kopfes 36 des Ventils 23 während der Bewegung der Trommel überzuführen. Wird nun die Schraube 43 derart gedreht, dass ihr Ende 44 nach rechts verschoben wird, so zieht sich die Blattfeder 39 zusammen oder mit andern Worten, sie richtet sich gerade, um eine im wesentlichen parallele Stellung zur Platte 38 einzunehmen.
Auf diese Weise wird ihre die Rampe oder den Nocken bildende Oberfläche in eine Stellung übergeführt, in welcher sievom Kopf 36 während der Bewegung der Trommel8 nichtberührt wird.
Die Fig. 2 zeigt eine geeignete Antriebsvorrichtung für die umlaufende Trommel 8. In der dargestellten Ausführungsform ist diese Antriebsvorrichtung derart ausgebildet, dass sie die Trommel ausschwingen lässt oder diese in einem etwas mehr als einen vollen Kreisumfang, d. h. ungefähr 370 betragenden Winkel wechselseitig verstellt. Diese Vorrichtung kann auf jede geeignete Weise angetrieben werden, etwa durch einen Elektromotor 45, dessen Welle am Ende eine Kurbel 46 trägt. Ein Segment 47 sitzt an einem Drehzapfen 48, der auf dem von den Ständern 11 gebildeten Gestell vorgesehen ist, und es besitzt an seinem Umfange eine Verzahnung 49, die mit den Zähnen eines auf die Welle 9 der Trommel 8 aufgekeilten Zahnrades 50 in Eingriff kommt.
Eine Schubstange 51 verbindet den Kurbelarm 46 mit dem Zahnsegment 47, wodurch dieser bei jeder Drehbewegung des Armes 46 um seinen Zapfen 48 zum Ausschwingen gebracht wird. In der dargestellten Ausführungsform besitzen die Längen der Kurbelarme 46 und 47 ein solches Verhältnis zueinander, dass der Zahnsektor 47 bei jeder Umdrehung des Armes 46 in jeder Richtung in einem genügenden Winkelabstand verstellt wird, damit das Zahnrad 50 sich in jeder Richtung um ungefähr 3700 herumdreht. ln der in Fig. 2 vergegenwärtigten Stellung nimmt die Vorrichtung eine Zwischenstellung ein, in welcher die Trommel 8 eine gegenüber der in Fig. 1 dargestellten Stellung um 180 verstellte Lage einnimmt.
Es leuchtet ein, dass durch die beschriebene Vorrichtung der Trommel 8 bei jeder Drehbewegung des Kurbelarms 46 eine Schwingbewegung erteilt wird, deren Ausschlag einen etwas mehr als eine volle Kreisbewegung betragenden Winkel von ungefähr 3700 erreicht. Hiedurch wird der Kopf 36 des Ventils 23 in eine Stellung übergeführt, in welcher er am Ende seiner Bewegung in jeder Richtung am Nocken 37 anliegt, d. h. zweimal für jede Drehbewegung des Armes 46. Befindet sich das Ventil 23 in der Stellung nach Fig. 1, so stehen selbstverständlich die Zähne 49 des Segments in der Nähe des einen oder des andern Endes dieses Segments mit der Verzahnung des Zahnrades 50 in Eingriff.
Bei einer derartigen Anordnung wird das Ventil 28 selbstverständlich in seiner Offenstellung während eines Zeitabschnittes festgehalten, der annähernd doppelt so gross ist als der, in welchem es der Nocken 37 offen halten würde, wenn die Trommel 5 in einer einzigen Richtung in Drehung versetzt wäre. Wenn auch die dargestellte Vorrichtung unter gewissen Betriebsverhältnissen vorteilhafter ist, so kann nichtsdestoweniger an ihrer Stelle jede andere geeignete Vorrichtung benutzt werden, die die Trommel in Schwingungen versetzt oder in einer einzigen Richtung umlaufen lässt. Mit der datgestellten Vorrichtung ist jedoch die Durchwirbelung oder Durehrührung des in der Trommel enthaltenen Gemisches in den meisten Fällen vollständiger, als wenn man die Trommel nur in einer einzigen Richtung umlaufen lässt.
Die Kühlkammer 27 ist mit einer Leitung 52 verbunden, um das abgekühlte Gemisch einer Pumpe 53 zuzuführen. Diese Pumpe fördert das Gemisch durch eine Leitung 54 in einen Pressfilter 55.
Dieser kann beispielsweise ein Beutelfilter sein, in welchem eine Reihe von Filterbeuteln (fünf im vorliegenden Falle) hängt. Die Walkerde und der Kalk bleiben an der Aussenseite der Beutel hängen, während das Öl hindurchgeht und durch die Auslässe 56 die Leitung 57 erreicht.
Das gebrauchte Schmieröl wird, nachdem es mit Säure behandelt, neutralisiert und mit Walkerde vermischt worden ist, in die Trommel 8 geleitet. Hiezu wird die Trommel in die Stellung nach Fig. 2 gebracht werden, in welcher der Hahn 25 seine obere Stellung in der Nähe des an der Leitung 28 vorgesehenen Anschlussstückes 39 einnimmt. Dieses letztere wird alsdann mit dem Gewindeteil des Hahnes 25 verbunden, dann wird ein an der Leitung 28 vorgesehener Hahn 58 geöffnet. Nachdem eine genügende Menge Schmieröl in die Trommel 8 eingeflossen ist, wird der Hahn 58 wieder geschlossen, das Anschlussstück 30 wird getrennt und man schliesst den Hahn 25, um das Öl am Auslaufen aus der Trommel 8 zu verhindern. Nun kann der Brenner 18 angezündet und mit der Bewegung der Trommel 8 begonnen werden.
Es ist selbstredend, dass während der Zeit, in der das in der Trommel befindliche Öl beheizt wird, dieser Trommel 8 ununterbrochen eine Schwingbewegung erteilt wird. Da es wünschenswert ist, dass sich der in der Trommel herrschende Druck steigern kann, wird die Schraube 43 gelockert, damit die Blattfeder 39 in eine Stellung zurückgelangen kann, in welcher sie während der Bewegung ler Trommel das Ventil 23 nicht öffnen kann.
Die Temperatur des in der Trommel befindlichen Öles wird dann ausreichend erhöht, um das von der Walkerde aufgesaugte Wasser zu verdampfen, denn wenn die Walkerde zum Anfang mit dem im Behälter 1 vorhandenen Öl vermischt wird, so nimmt sie leicht das Wasser auf. Unter gewöhnlichen Bedingungen ist es wünschenswert, die Temperatur auf ungefähr 177 C zu bringen (bei dieser Temperatur
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entsteht in der Trommel ein Druck von annähernd 8*3 je mu2), bevor das Ventil 23 das erste Mal geöffnet wird, um den Wasserdampf entweichen zu lassen. Bei dieser Verfahrensstufe ist es von Belang, dass die zur Verdampfung hinreichende Temperatur während einer genügenden Zeitspanne aufrechterhalten wird, um das ganze Wasser zum Verdampfen zu bringen.
Gemäss der Erfindung erfolgt die Erhitzung des Öls rasch in der Weise, dass die Verdampfung des mitgeführten Wassers mit grosser Schnelligkeit eintritt, doch bleiben diese Dämpfe in der Trommel 8 so lange eingeschlossen, bis die Verdampfung beendet ist. Bekanntlich wird, wenn man das von der Ölmasse mitgeführte Wasser rasch verdampfen lässt, eine beträchtliche Menge Öl von den Dämpfen mitgerissen, aber diese Dämpfe werden über dem Ölspiegel aufgefangen, bis die Verdampfung des im Öl enthaltenen Wassers beendet ist, so dass das mitgerissene Öl in die Ölmasse zurückfallen kann. Gemäss der Erfindung wird nicht die geringste Dampfmenge herausgelassen, solange nicht das ganze Wasser verdampft ist, so dass kein Öl mit den Wasserdämpfen aus der Trommel entweichen kann.
Bei Erreichung der Temperatur und des gewünschten Druckes, bei welchem das Wasser vollständig verdampft ist, kann man mithin die Schraube 43 anziehen, um die Blattfeder 39 in die gewünschte Stellung überzuführen, damit sie mit dem Kopf 36 in Eingriff gelangt, worauf während der Bewegung der Trommel 8, wenn der Kopf 36 mit der Rampe oder dem Nocken 37 in Eingriff gelangt, das Ventil 3. 3 unter Überwindung der Wirkung der Feder 35 einwärts zurückgedrückt wird, um das periodische Ablassen des im oberen Teil der Trommel vorhandenen Wasserdampfes zu gestatten. Dieser Wasserdampf entweicht durch das Ventil 23, die Leitung 22 und die Bohrung 21 in den Kondensator 24.
Nachdem diese Vorstufe beendet ist, kann die Temperatur des in der Trommel befindlichen Gemisches auf einen ausreichenden Grad erhöht werden, um die leichter flüchtigen Bestandteile auszutreiben, wie z. B. die Leichtöle, die mit dem Schmieröl vermischt sind. Unter gewöhnlichen Ver-
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Es ist oft vorteilhaft das Fraktionieren so lange fortzusetzen, bis mindestens eine Fraktion Schmieröl abgezogen ist. Nachdem die leichter flüchtigen Bestandteile ausgeschieden worden sind, nimmt die Rampe 37 od. dgl. ihre unwirksame Stellung wieder ein ; hierauf erhöht man die Temperatur in der Trommel 8 in dem Masse, dass ein leichter Schmierölbestandteil verdampft. Die hiezu erforderliche Temperatur bewegt sich im allgemeinen zwischen 370 und 4000 C. Ist diese erreicht, was vom Pyrometer 32 angezeigt wird, dann wird die Rampe wieder in die Arbeitsstellung gebracht.
Nach dem vorliegenden Verfahren und mit Hilfe des hier beschriebenen drehbaren Destillierkessels ist es möglich, die Temperatur des im Kessel enthaltenen Gemisches von der Aussentemperatur bis zu ungefähr 400 C in ziemlich kurzer Zeit, beispielsweise in 35-40 Minuten 7U erhöhen. Die An-
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Beschleunigung dieser Erhitzung bei.
Nachdem die gewünschte Anzahl von Bestandteilen verdampft und durch das Ventil 23 abgeleitet ist, wird die Trommel in der in Fig. 1 gezeigten Stellung stillgesetzt, in welcher sich der Hahn 25 in der Flucht des Anschlussstückes 29 der Leitung 26 befindet. Das Anschlussstüek 29 wird alsdann mit dem Hahn 25 verbunden, so dass dieser geöffnet werden kann, um das in der Trommel enthaltene Gemisch in die Kühlkammer 27 zu leiten.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Regenerieren gebrauchter Schmieröle, wobei dieselben mit Säure behandelt, der Schlamm abgezogen und die leichter flüchtigen Bestandteile nach Neutralisation der Säure und Zusatz von Bleicherden abdestilliert werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Ölgemisch in einem Destillationskessel so lange unter Druck erhitzt wird, bis das vorhandene Wasser verdampft ist, worauf der Wasserdampf abgelassen und das Öl bei fallendem Druck unter Abtreibung der leichter flüchtigen Bestandteile weiter erhitzt und der Rückstand abgekühlt und gefiltert wird.