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Einrichtung zum Abscheiden von Luft und kleinen festen Bestandteilen aus Flüssigkeiten, insbesondere aus Öl
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Abscheiden von Luft und kleinen festen Bestandteilen aus Flüssigkeiten, insbesondere aus Öl, durch Fliehkrafteinwirkung.
Es ist bereits eine Einrichtung zum Abscheiden von Luft und kleinen festen Bestandteilen aus Flüssigkeiten durch Fliehkrafteinwirkung vorgeschlagen worden, die aus einer auf einer Hohlwelle gelagerten, miteiner Beschaufelung versehenen Schleudertrommel besteht, deren einer Trommelboden mit einer zentral angeordneten Öleintrittsöffnung versehen und deren anderer Trommelboden als eine Stauscheibe ausgebildet ist. Zwischen dem äusseren Umfang der Stauscheibe und dem Trommelmantel befindet sich eine ringförmige Ölabflussöffnung. Das Trommelmantelende ragt über die Stauscheibe hinaus und wird durch eine rotierende, rechtwinklig zum Trommelmantel angeordnete, radial nach innen ragende, ringförmige Deckscheibe begrenzt, so dass zwischen dieser Deckscheibe, einem Teil der Stauscheibe und dem Trommelmantelende ein ringförmiger Überlaufkanal gebildet wird.
Dazwischen befinden sich kleine Radialschaufeln, die einen Festigkeitsverband darstellen. Nachteilig wirkt sich bei dieser KonstruktionsausfUh- rung die ungenügende Schmutzabscheidung sowie eine Förderung von nicht entschäumtem Öl zwischen der rotierenden Schleudertrommel und einem feststehenden Schleudergehäuse in die Ölabflussleitung aus.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Einrichtung zum Abscheiden von Luft und kleinen, festen Bestandteilen aus Flüssigkeiten zu schaffen, die die aufgezeigten Mängel beseitigt und bei konstruktiv einfacher Ausführung eine weitestgehende Reinigung der Flüssigkeit erreicht und die Voraussetzung für eine gute Wartung schafft.
Erfindungsgemäss wird dies bei einer Einrichtung zum Abscheiden von Luft und kleinen festen Bestandteilen aus Flüssigkeiten, insbesondere aus Öl, durch Fliehkrafteinwirkung mittels einer auf einer Hohlwelle gelagerten, mit einer Beschaufelung versehenen Schleudertrommel, wobei der eine Trommelboden mit einer konzentrisch angeordneten Öleintrittsöffnung versehen und der andere Trommelboden als eine Stauscheibe ausgebildet ist, deren ringförmige Ölabflussoffnung sich am Trommelmantel an der Stelle des höchsten Flüssigkeitsdruckes befindet und an der äusseren Seite der Ölabflussöffnung eine mit der Stauscheibe und einem über diese hinausragenden Trommelmantelende einen Ringkanal bildende Ringscheibe koaxial zu der mit Luftabführungsbohrungen versehenen Hohlwelle angeordnet ist, dadurch erreicht,
dass der Trommelmantel Schmutzabführungsöffnungen aufweist, die sich über den ganzen Umfang des Trommelmantels erstrecken, mit geringem Abstand vor der Ölabflussöffnung konzentrisch zur Hohlwelle verlaufen und den Schleudertrommelraum mit einem separaten Schmutzsammelraum verbinden. Zwischen der rotierenden Stauscheibe und der feststehenden Ringscheibe ist eine mit der Stauscheibe umlaufende radiale Beschaufelung angeordnet.
Die Schmutzteilchen werden durch die Schmutzabführungsöffnungen in den separaten Schmutzsammelraum abgeführt. Durch die Anordnung der Schmutzabführungsöffnungen im Trommelmantel entstehen an Stelle des zwischen der Schleudertrommel und dem feststehenden Schleudergehäuse vorhandenen Kreislaufes zwei Kreisläufe, der eine zwischen den Schmutzabführungsöffnungen und der Ölabflussleitung und
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der andere zwischen den Schmutzabführungsöffnungen und der Ölzuflussleitung. Durch das Weglassen der Deckscheibe baut sich entgegen des erstgenannten Kreislaufes ein grösserer Druck auf, der die Durchflussmenge dieses Kreislaufes auf ein Mindestmass beschränkt.
In der weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Schmutzabführungsöffnungen, die vorzugsweise als ein konzentrisch zur Hohlwelle sich über den ganzen Umfang der Schleltdertrommel erstreckender Schmutzabführungsschlitz ausgebildet sind, durch einen Ringraum und eine Ölzuflussbohrung mit dem Schmutzsammelraum verbunden. Um die kinetische Energie der Flüssigkeit in der Schleudertrommel auszunutzen, ist die Ölzuflussbohrung vorzugsweise tangential zur Schleudertrommel entgegen ihrer Drehrichtung angeordnet.
Eine Ölabflussbohrung mündet entweder in Drehrichtung der Schleudertrommel tangential in den Ringraum oder in die Ölzuflussleitung der Schleudertrommel. Durch unterschiedliche Grössen der Durchlaufquerschnitte der Ölzufluss- und Ölabflussbohrung zum Schmutzsammelraum wird eine gute Regulierung der Ölmenge und dadurch ein guter Reinigungsgrad erreicht.
Die Anordnung eines Filterelementes in dem Schmutzsammelraum bringt eine weitere Verbesserung des Reinigungsgrades mit sich und ermöglicht ausserdem eine gute Wartung.
Eine weitere Radialbeschaufelung zwischen dem mit einer konzentrisch angeordneten Öleintrittsöffnung versehenen Trommelboden und der öleintrittsseitigen Stirnseite des Schleudergehäuses, die mit dem Trommelboden umläuft, beschränkt die Durchflussmenge des zweiten, durch die Schmutzabführungsöffnung gebildeten Kreislaufes auf ein Mindestmass.
Die-in Strömungsrichtung der Schmutzteilchen entlang der Innenseite des Trommelmantels gesehene - hintere Oberkante des sich im Trommelmantel befindlichen, sich senkrecht zur Hohlwelle über seinen ganzen Umfang erstreckenden Schmutzabführungsschlitzes, ist radial nach innen versetzt angeordnet, um eine sichere Abführung der Schmutzteilchen zu gewährleisten. Es ist auch möglich, mehrere mit einem Filterelement versehene Schmutzsammelräume anzuordnen.
Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung erläutert, u. zw. zeigen : Fig. 1 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemässe Einrichtung, Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. l.
Die Einrichtung zum Abscheiden von Luft und kleinen festen Bestandteilen aus Öl besteht aus einer mit einer radialen Beschaufelung 3 versehenen Schleudertrommel l, die auf einer Hohlwelle 2 gelagert ist, welche Luftabführungsbohrungen 4 aufweist. Die Schleudertrommel l besitzt einen Trommelmantel 5, einen Trommelboden 6, der mit einer konzentrisch angeordneten Öleintrittsöffnung 7 versehen ist, und an der gegenüberliegenden Seite eine den zweiten Trommelboden ersetzende Stauscheibe 8. Ein zwischen dem Umfang der Stauscheibe 8 und dem Trommelmantel 5 verbleibender Zwischenraum bildet eine Ölabflussöffnung 9. An der äusseren Seite der Ölabflussöffnung 9 ist eine mit der Stauscheibe 8 und einem Teil des Trommelmantels 5 einen Ringkanal 10 bildendefeststehende Ringscheibe 11 koaxial zu der Hohlwelle 2 angeordnet.
In dem Ringkanal 10 zwischen der Stauscheibe 8 und der Ringscheibe 11 befindet sich eine mit Abstand zur Hohlwelle 2 angeordnete, mit der Schleudertrommel l fest verbundene, radiale Beschaufelung 12. Die Verbindung vom Schleudertrommelraum 13 zu einem Schmutzsammelraum 14 ist durch einen, sich im Trommelmantel 5 befindlichen, konzentrisch zur Hohlwelle 2 über seinen ganzen Umfang erstreckenden Schmutzabführungsschlitz 15, einen Ringkanal 16 und eine tangential zur Schleu- dertrommel 1 verlaufende ÖIzuführungsbohrung 17 hergestellt. Der durch den Schmutzabführungsschlitz 15 in zwei Teile geteilte Trommelmantel 5 wird durch die Schaufeln 3 zusammengehalten. Der Schmutzsammelraum weist ausserdem einen Magnetfilter 18 und tangential in den Ringraum 16 mündende Ölabflussbohrung 20 auf.
An der äusseren Seite des Trommelbodens 6 sind zwischen diesen und einem feststehenden Schleudergehäuse 21 Radialschaufeln 22 mit Abstand zur Hohlwelle 2 angeordnet.
Die in Strömungsrichtung der Schmutzteilchen entlang der Innenseite des Trommelmantels 5 gesehene hintere Oberkante 23 des sich im Trommelmantel 5 befindlichen, sich konzentrisch zur Hohlwelle 2 über seinen ganzen Umfang erstreckenden Schmutzabführungsschlitzes 15 ist radial nach innen versetzt angeordnet.
Die Arbeitsweise der Einrichtung ist folgende : Das durch die Öleintrittsöffnung 7 fliessende, verschäumte Öl wird durch die Schleudertrommel 1 und deren radiale Beschaufelung 3 in eine Drehbewegung versetzt und infolge der Fliehkraft an den Trommelmantel 5 gedrückt. Durch die Drehbewegung der Schleudertrommel l wird ein Ölspiegel in Höhe der inneren Kante der Ringscheibe 11 konstant gehalten. Die Luft wird aus dem Öl durch die Luftabführungsbohrungen 4 in die Hohlwelle 2 abgeführt, von wo sie oberhalb des Ölspiegels durch einen nicht dargestellten Ölbehälter in die Atmosphäre weitergeleitet wird, um dadurch die in der Luft mitgerissenen feinen Tröpfchen hochwertigen Öles in dem Ölbehälter abzusetzen.
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Die im Öl enthaltenen kleinen festen Bestandteile werden infolge der Fliehkraft an den Trommel- mantel 5 geschleudert. Durch die Entnahme des gereinigten Öles an der dem Trommelboden 6 gegenüber- liegenden Seite an der Stelle höchsten Druckes wird eine Strömung entlang des Trommelmantels 5er- zeugt. Die Schmutzteilchen wandern somit entlang des Trommelmantels 5 in Richtung der ÖlabflussOff- nung 9. Sie geraten dabei in den mit geringem Abstand vor der Ölabflussöffnung 9 sich im Trommelman- tel 5 befindlichen, konzentrisch zur Hohlwelle 2 sich über dessen ganzen Umfang erstreckenden Schmutz- abführungsschlitz 15.
Eine bessere Gewähr für das Hinausgleiten der Schmutzteilchen gibt die in Strömungsrichtung der
Schmutzteilchen entlang des Trommelmantels 5 gesehene hintere Oberkante des sich im Trommelmantel 5 befindlichen, sich über seinen ganzen Umfang erstreckenden Schmutzabführungsschlitzes, die radial nach innen versetzt angeordnet ist. Die Schmutzteilchen gleiten weiterhin über den Ringkanal 16 durch die Ölzuflussbohrung 17 in den Schmutzsammelraum 14 und werden dort durch den Magnetfilter 18 von der Flüssigkeit abgesondert. Das von Schmutzteilchen befreite Öl fliesst dann vom Filterraum 14 über Öl- abflussbohrung 20 in den Ringkanal 16.
Es durchläuft nur ein kleiner Teil der Ölmenge den Reinigungskreislauf und den Schmutzsammelraum, während der übrige Teil gereinigt durch die Ölabflussöffnung 9 abfliesst.
Der Querschnitt derÖlabflussbohrung 20 ist kleiner als der der Ölzuflussbohrung n. Dadurch wird eine gute Regulierung der Ölmenge und somit ein erhöhter Reinigungsgrad des Öles erreicht. Die gesamte gereinigte und entlüftet Ölmenge fliesst durch die Ölabflussöffnung 9 und den zwischen Stauscheibe 8 und Ringscheibe 11 gebildeten Ringkanal 10 ab.
Die in dem Ringkanal 10 an der Stauscheibe 8 befestigte radiale Beschaufelung 12 verhindert nahezu ein Ansteigen des Ölspiegels bei veränderter Drehzahl. Die Radialschaufeln 22 am Trommelboden 7 beschränken den Öldurchfluss des Kreislaufes zwischen den Schmutzabführungsschlitzen 15 und der Ölzufluss- leitung 19 auf ein Mindestmass.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zum Abscheiden von Luft und kleinen festen Bestandteilen aus Flüssigkeiten, insbesondere aus Öl, durch Fliehkrafteinwirkung mittels einer auf einer Hohlwelle gelagerten, mit einer radialen Beschaufelung versehenen Schleudertrommel, wobei der eine Trommelboden mit einer konzentrisch angeordneten Öleintrittsöffnungversehen und der andere Trommelboden als eine Stauscheibe ausgebildet ist, deren ringförmige Ölabflussöffnung sich am Trommelmantel an der Stelle des höchsten Flüssigkeitsdruckes befindet und an der äusseren Seite der Ölabflussöffnung eine mit der Stauscheibe und einem über diese hinausragenden Trommelmantelende einen Ringkanal bildende Ringscheibe koaxial zu der mit Luftabführungsbohrungen versehene Hohlwelle angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet,
dass der Schleudertrommelraum (13) mit mindestens einem im feststehenden Gehäuse (21) befindlichen, separaten Schmutzsammelraum (14) durch im Trommelmantel (5) befindliche, mit geringem Abstand vor der Ölabflussöffnung (9) konzentrisch zur Hohlwelle (2) angeordnete, sich über den ganzen Umfang des Trommelmantels (5) erstreckende Schmutzabführungsöffnungen (15) verbunden ist, und dass zwischen der rotierenden Stauscheibe (8) und der feststehenden Ringscheibe (11) eine mit der Stauscheibe (8) umlaufende radiale Beschaufelung (12) angeordnet ist.