DE2438551B2

DE2438551B2 - Fremdstoffabscheider fuer eine oelumlaufanlage

Info

Publication number: DE2438551B2
Application number: DE19742438551
Authority: DE
Inventors: Horst 5828 Ennepetal; Straßer Heinz 4100 Duisburg Saretzky
Original assignee: De Limon Fluhme & Co, 4000 Düsseldorf
Priority date: 1974-08-10
Filing date: 1974-08-10
Publication date: 1977-07-14
Also published as: DE2438551A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Fremdstoffabscheider, insbesondere Luftabscheider, für eine ölumlaufanlage, mit einem Behälter, der einen Einlauf und einen Auslauf aufweist.

ölumlaufanlagen weisen zur Reinigung und Abscheidung von Fremdstoffen aus dem öl einen großen Ölbehälter auf, der Vorrats- und Sammelbehälter für den ölrücklauf mit gleichzeitiger Aufbereitung ist. In den bekannten Sammelbehältern werden Wasser und Fremdkörper, die das Ol verschmutzen, abgeschieden. Die Wirkung beruht auf der großen Verweilzeit des Öls in den Sammelbehältern, in denen durch versetzt zueinander angeordnete Trennwände ein Mäanderfluß des Öls vom Einlauf zum Auslauf erzielt wird.

Große Schwierigkeiten bereitet das Abscheiden von Luft aus öl. Diese Luft gelangt in das öl beim Schmiervorgang und häufig auch dadurch, daß beim Spillen von Getrieben und hochtourigen Lagern eine Schaumbildung einsetzt, die zu Lufteinschlüssen im ölrücklaufstrom führt. Das luftdurchsetzte öl kann bei Wiederverwendung ohne Luftabscheidung zu außerordentlich schädlichen Folgen führen, da die Schmierwirkung des Öls nicht mehr in vollem Umfang gegeben ist. Bei Verwendung luftdurchsetzten Öls muß aufgrund der nachweisbaren Verminderung der Schmiereigenschafiten des Öls mit Schmierungsausfällen gerechnet weiden.

Aus der Zeitschrift »Maschinenmarkt«, Heft 6, 1973, Seiten 324 bis 327, ist eine ölumlaufanlage mit Schraubenspindelpumpe bekannt, bei der für eine Luftabscheidung durch eine ausreichend lange Verweilzeit des Öls im Behälter gesorgt ist. Es sind irampenförmige Einbauten zu diesem Zweck vorgeschlagen, die Verweilzeit des Öls im Behälter zu erhöhen, nämlich dann, wenn es zur Behälterausbildung an der nötigen Grundfläche fehlt. Durch die rampenförmigen Einbauten wird dem öl im Behälter eine bestimmte Strömungsrichtung und ein bestimmter Weg vorgeschrieben, durch welche Kurzschlußströmungen vermieden werden sollen. Nachteilig ist. daß eine ausreichende Luftabscheidung mit diesem Arbeitsprinzip nicht erzielbar ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Luftabscheidung aus dem öl unter Verringerung der Verweilzeit des Öls im Behälter zu verbessern.

Die Aufgabe ist durch einen Fremdstoffabscheider der eingangs genannten Art gelöst, der nach der Erfindindung durch eine unter dem Einlauf oberhalb des ölspiegels angeordnete, in Flußrichtung des Öls geneigte Rinne, welche mindestens eine Staueinrichtung mit einer Vielzahl von Durchlässen fur das öl aufweist, gekennzeichnet ist. Zweckmäßigerweise besteht die Rinne aus einem an der Oberseite offenen Kastenprofilble«.h, in das quer zur Flußrichtung des Öls als Staueinrichtung ein von Seitenwand zu Seitenwand sich erstreckendes auswechselbares Lochblech eingesetzt ist.

Zur Beruhigung des in den Behälter einlaufenden verschmutzten Öls ist es vorteilhaft, am Einlauf ein Vorlaufbecken anzuordnen, dessen entgeger der Rinne geneigter Boden allmählich in die Rinne übergeht, derart, daß strömungsmäßig beruhigtes öl mit einer Geschwindigkeit von 0,6 m/min der Staueinrichtung zuströmt und diese mit derselben Geschwindigkeit wieder verläßt. Am anderen Ende der Rinne kann ein Umkehrbecken mit einer Vertiefung als Schmutzauffang zur Abscheidung der Fremdkörper vorgesehen sein. An dem mit Vorlaufbecken und Umkehrbecken versehenen Fremdstoffabscheider mit einer oder mehreren Staustufen wird eine wesentliche Verringerung des Luftgehaltes im öl erzielt. Hierbei kann man die Bemessung der Staustufen so vorsehen, daß zunächst große Luftblasen und sodann kleinere Luftblasen abgeschieden werden. Sollte dies zur Reinigung des angelieferten Öls aus dem ölrücklauf der Umlaufanlage nicht ausreichen, kann zweckmäßigerweise an das Umkehrbecken eine weitere zur Rinne in entgegengesetzter Richtung schräg nach unten verlau-

fenae, mit mindestens einer Staueinrichtung versehene Rinne angeschlossen werden. Durch die mögliche Vervielfältigung der Staustufen läßt sich in Anpassung an einen bestehenden Verschmutzungsgrad des Öls eine weitgehend vollständige Reinigung erzielen, wobei durch die von der Seite gesehene zickzackartige Anordnung der Schräglaufbereiche untereinander nu-· ein geringer Raumbedarf erforderlich ist.

Durch Vorfertigung des Fremdstoffabscheiders der Erfindung ist es möglich, bestehende ölumlaufanlagen nachträglich mit einem Fremdstoffabscheider auszustatten, der mittels oberhalb des ölspiegels am ölbehälter befestigten Leisten höhenverstellbar in den ölbehälter einhängbar ist.

Das unterste Schrägblech wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung mit einem Leitblech versehen, welches das gereinigte öl spritzfrei in den ölsumpf des Ölbehälters führt.

In einfacher Weise kann der Fremdstoff abscheider der Erfindung mit einer Heiz- und/oder Kühleinrichtung versehen werden, um gleichzeitig mit der Reinigung des Öls seine Temperierung vorzunehmen. Insgesamt wird durch die Erfindung von der grundsätzlichen Lehre des Standes der Technik abgewichen, Luftabscheidung durch Vergrößerung der Verweilzeit des Öls im Behälter zu bewirken. Die Erfindung beinhaltet eine prinzipiell neue Art der Ölabscheidung, bei der das verunreinigte öl in einer flachen Strömung geführt wird und im Strömungsweg mehrmals hintereinander an Staueinrichtungen gestaut wird, wobei eine bestimmte Strömungsgeschwindigkeit des Öls vor und nach den Staueinrichtungen im flachen Strömungsweg eingestellt wird. Diese Luftabscheidung ist völlig unabhängig von der Verweilzeit des Öls im Behälter. Dem zurückfließen den Ö!-Lufi-Gemisch der ölumlaufanlaec wird die Luft bereits entzogen, bevor der Rücklaufstrom das Vorratsöl und damit den Behälter erreicht. Dies hat den Vorteil, daß luftfreies öl für die Wiederverwendung herstellbar ist und daß die Verweilzeit des Öls im Behälter wesentlich kürzer sein kann, wodurch auch die Behältergröße wesentlich kleiner als bisher gestaltet werden kann.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht eines Fremdstoffabscheiders und

F i g. 2 eine Seitenschnittansicht eines ölsammelbehälters mit einem Fremdstoffabscheider gemäß F i g. 1.

Eine übliche ölumlaufanlage ist regelmäßig mit einem ölbehälter 1 versehen, der einerseits als Vorratsbehälter und andererseits als Sammelbehälter für den ölrücklauf dient und in dem eine Aufbereitung des Öls vorgenommen wird. Zu diesem Zweck sind bekannte ölbehälter 1 mit zueinander versetzt angeordneten Trennwänden 2 versehen, die einen Mäanderfluß des Öls durch den Behälter zum Auslauf 3 erzwingen.

Der ölbehälter 1 ist mit einem Fremdstoffabscheider, insbesondere zur Abscheidung von Luft aus dem Rücklauföl, versehen. Zu diesem Zweck sind an gegenüberliegenden Seitenwänden des Ölbehälters 1 je zwei in einem Abstand zueinander angeordnete Einhängeleisten 4, 5 befestigt. Die Einhängeleisten 4, 5 sind über ihre Länge jeweils mit einer Vielzahl von Ausnehmungen versehen, in welche Haltestäbe 6, 7,8,9 Air Halterung des Fremdstoffabscheiders einsetzbar sind.

Der genaue Aufbau des Fremdstoffabscheiders ist der

,₅

40

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50 Fig. 1 der Zeichnung entnehmbar. Unterhalb des Einlaufs 10 der ölumlaufanlage ist ein Auffangsbecken U angeordnet, dessen schräg nach unten geneigter Boden 12 in ein Vorlaufbecken 13 übergeht. Das Vorlaufbecken 13 dient der Beruhigung des Rücklauföls und damit zur Vorbereitung der Reinigung des Öls von Luftblasen und anderen Verunreinigungen. Das Vorlaufbecken 13 weist einen in Flußrichtung des Öls nach oben geneigten Boden 14 auf, der in die erste Staufstufe 15 des Fremdstoffabscheiders übergeht. An die erste Staustufe schließt sich eine zweite Staustufe 16 an, deren Verlängerung 17 über einem Umkehrbecken 22 endet. Die Rinne, in der die Staustufen 15,16 ausgebildet sind, weist einen in Flußrichtung des Öls nach unten geneigten Boden auf.

Das Auffangbecken 11, das Vorlaufbecken 13, die erste Staustufe 15 und die zweite Staustufe 16 mit der Verlängerung 17 sind aus einem oben offenen Kastenprofilblech zugeschnitten und zusammengeschweißt, um die erforderlichen Neigungswinkel der Böden 12 und 14 herbeizuführen. Die Staustufen 15 und 16 werden durch quer zum Strömungsweg des Öls angeordnete Lochbleche 18, 19 gebildet, welche in einander gegenüberliegende Führungen 20,21 auswechselbar eingesetzt sind. In der ersten Staustufe 15, die zur Abscheidung großer Luftblasen aus dem öl vorgesehen ist, sind im Lochblech 18 eine Vielzahl von Löchern mit 4 mm Lochdurchmesser vorhanden, wohingegen das Lochblech 19 der zweiten Staustufe 16 eine Vielzahl von Löchern mit 1,5 mm Lochdurchmesser aufweist. Die Strömungsgeschwindigkeit ist über die Staustufen 15 und 16 auf einen Betrag von ν = 0,6 m/min eingestellt.

In dem bereits erwähnten Umkehrbecken 22 findet eine Umkehrung der Strömungsrichtung des zu reinigenden Öls statt. Das Umkehrbecken 22 befindet sich unterhalb der Verlängerung 17 der zweiten Staustufe 16 und weist eine Vertiefung 23 auf, die geeignet ist, sich aus dem öl absetzenden Schmutz aufzufangen. Das öl bleibt über eine bestimmte Verweilzeit in dem Umkehrbecken 22, bevor es aus der Vertiefung 23 überläuft und zur dritten und vierten Staustufe 24, 25 strömt. Das Umkehrbecken 22 sowie die Staustufen 24, 25 sind in der beschriebenen Weise aus einem oben offenen Kastenprofilblech hergestellt, welches in den Staustufen 24, 25 einen schräg nach unten verlaufenden Boden 26 und senkrecht dazu angeordnete Seitenwände aufweist. Zur Bildung der dritten Staustufe 24 und vierten Staustufe 25 sind wiederum einander gegenüberliegende führungen 27, 27 und 28,28 innenseitig an den Seitenwänden befestigt, in die Lochbleche 29 und 30 auswechselbar eingesetzt sind. Die Lochbleche 29, 30 weisen die gleichen Abmessungen, die gleiche Lochzahl und den gleichen Lochdurchmesser wie das Lochblech 19 der zweiten Staustufe auf. Die Neigung des Bodens 26 stellt in Verbindung mit der Ausgestaltung der Lochbleche eine Strömungsgeschwindigkeit von 0,6 m/min sicher.

Unterhalb der dritten und vierten Staustufe ist unter Umkehrung der Flußrichtung des Öls eine identische Anordnung mit einer fünften und sechsten Staustufe 31, 32 ausgebildet, an deren Verlängerung 33 ein Leitblech 34 befestigt ist, welches in den dem Auslauf 3 des Ölbehälters 1 gegenüberliegenden Teil hineinragt und das insbesondere von Lufteinschlüssen bereinigte öl dem Sumpf im ölbehälter 1 zuführt.

Einem ölbehälter einer ölumlaufanlage, der einerseits als Vorratsbehälter und andererseits als Sammelbehälter für den ölrücklauf mit Aufbereitung dient.

wurde versuchsweise ein Öl-Luft-Gemisch zugeführt. Das Ausgangsöl hatte bei 50⁰C eine Viskosität von 8 E. Die Temperatur beim Versuch betrug ca. 20⁰C (Raumtemperatur).

In den ölbehälter war ein Fremdkörper- und Luftabscheider gemäß Fig. 1 der Zeichnung eingebaut. Die benutzten Ablaufbleche hatten eine Größe von 300 mm Breite, 800 mm Länge und eine Durchlauffläche von 7200 mm². Ein Vorlaufbecken und ein Auffangsbekken waren einlaufseitig vorgeordnet.

Das Öl-Luft-Gemisch wurde in einer Menge von 3,8 l/min dem ölbehälter zugeführt, wobei ein Mischungsverhältnis Öl/Luft von 1,8/2,01 gegeben war, womit der Versuch sich an die in der Praxis vorliegenden Gegebenheiten bei ölumlaufanlagcn hielt. Das Gemisch wurde zunächst im Vorlaufbecken 13 strömungsmäßig beruhigt und homogener gemacht. Das aus dem Vorlaufbecken 13 in den Schrägbereich der ersten Staustufe 15 überlaufende öl staut sich dann am Lochblech 18 mit Löchern von 4 mm Durchmesser und einer offenen Siebfläche von 2650 mm² bis zu einer Stauhöhe von 24 mm bei einer Ablaufmenge von 3,8 l/min mit 55% Luftanteil. Diese Werte beziehen sich auf eine Ablaufgeschwindigkeit von 0,6 m/min. Die Ablaufgeschwindigkeit selbst ist durch eine verstellbare Neigung der Bleche, entsprechend den ölviskositäten zu erreichen. Die Verstellbarkeit wird mittels der Haltestäbe 6 bis 9 und der Einhängeleisten 4 und 5 herbeigeführt.

Die offene Siebfläche der Lochbleche mit 1.5 mm Bohrung der nachfolgenden Staustufen betrug ca.

2150 mm·'. Versuche ergaben, daß sich die erforderliche offene Siebfläche aus

A=[H

errechnet.

ίο A = offene Siebfläche (mm²) eines Lochbleches,
Q = öldurchflußmenge (l/min),
■ι/ = dynamische Viskosität bei Betriebstemperatur

(⁰E),
G = Gefälle der Ablaufbleche (%).

Es können Lochbleche mit versetzter Rundlochung oder mit diagonaler Quadratlochung nach DlN 4187 verwendet werden.
Da bei der Ablaufgeschwindigkeit der Menge die

ίο Schichtdicke des Öls für die Luftausfällung auch ausschlaggebend ist, wird in der ermittelten Blechbreite ein wesentlicher Faktor für den Erfolg der Ausfällung gesehen. Die Länge der Ablaufbleche sollte nach Versuchsermittlungen ca. 800 mm betragen, wobei die

:s Staustufen ca. 300 mm auseinanderliegen sollten. Durch die Hintereinanderanordnung von sechs Staustufen wird ein lufteinschlußfreies öl der ölumlaufanlage wieder zuführbar, dessen Schmiereigenschaften unbeeinträchtigt sind. Darüber hinaus werden in den

;o Umkehrbecken andere Verunreinigungen des Öls abgeschieden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnunuen

Claims

Patentansprüche:

1. Fremdstoffabscheider, insbesondere Luftabscheider, für eine ölumlaufanlage, mit einem Behälter, der einen Einlauf und einen Auslauf aufweist, gekennzeichnet durch eine unter dem Einlauf (10) oberhalb des ölspiegels angeordnete, in Flußrichtung des Öls geneigte Rinne, welche mindestens eine Staueinrichtung (15, 16) mit einer Vielzahl von Durchlässen für das öl aufweist.

2. Fremdstoffabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rinne aus einem an der Oberseite offenen Kastenprofilblech besteht, in das quer zur Flußrichtung des Öls als Staueiarichtung (15,16) ein von Seitenwand zu Seitenwand sich erstreckendes auswechselbares Lochblech (18, IS) eingesetzt ist.

3. Fremdstoffabscheider nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Einlauf (10) ein Vorlaufbecken (13) angeordnet ist, dessen entgegen der Rinne geneigter Boden (14) allmählich in die Rinne übergeht, derart, daß strömungsmäßig beruhigtes öl mit einer Geschwindigkeit von 0,6 m/min der Staueinrichtung (15) zuströmt und diese mit derselben Geschwindigkeit wieder verläßt.

4. Fremdstoffabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an dem vom Einlauf (10) entfernten Ende der Rinne ein Umkehrbecken (22) mit einer Vertiefung (23) als jo Schmutzauffang vorgesehen ist

5. Fremstoffabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere zur Rinne in entgegengesetzter Richtung schräg nach unten verlaufende, mit mindestens einer Staueinrichtung (24, 25) versehene Rinne (26) an das Umkehrbecken (22) angeschlossen ist.

6. Fremdstoffabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Vielzahl zick-zack-artig untereinander angeordneter Rinnen, die jeweils durch Umkehrbecken miteinander in Verbindung stehen und jeweils mit einer Mehrzahl von Staueinrichtungen versehen sind.

7. Fremdstoffabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende der untersten Rinne ein Leitblech (34) befestigt ist.

8. Fremdstoffabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Heiz- und/oder Kühleinrichtung an einer oder mehreren Rinnen vorgesehen ist.

9. Fremdstoffabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß am Ölbehälter (1) oberhalb des ölspiegels befestigte Leisten (4,5) zum höhenverstellbaren Einhängen der Rinne oder Rinnen vorgesehen sind.