DE2943920A1

DE2943920A1 - Oelabscheider zum abscheiden eines in druckluft mitgerissenen oelnebels

Info

Publication number: DE2943920A1
Application number: DE19792943920
Authority: DE
Inventors: Gunnar Valdemar Eriksson
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-11-08
Filing date: 1979-10-31
Publication date: 1980-05-22
Also published as: SE7811517L; DK465479A; GB2034600A; SE414455B; NO793594L; JPS55109402A; FI793435A; FR2440766A1

Description

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PATENTANWÄLTE 2EN2 & HELBER-O 43OO ESSKN 1 · AW RUViRSTEIN 1 · TEL.: (02 01) 4126 Seite -Λ*- E 48

Gunnar Valdemar Eriksson Högbyn, S-890 31 Arnäsvall, Schweden

Ölabscheider zum Abscheiden eines in Druckluft mitgerissenen Ölnebels

Die Erfindung bezieht sich auf einen Ölabscheider, der in Zuordnung zu einer Druckluft betriebenen Maschine zum Abscheiden eines in der von der Maschine ausgestoßener Druckluft mitgerissenen Ölnebels dient, wobei der Ölabscheider vor allem für Maschinen geeignet ist, die mit Druckluftimpulsen von relativ kurzer Dauer betrieben werden.

Mit Druckluftzylindern betriebene Motoren werden in industrieller Anwendung von Ventilen betätigt, welche den Druckmittelzustrom zur Druckseite des Kolbens gleichzeitig mit dem Ablassen des Druckmittels an der entgegengesetzten Kolbenseite steuern. Wenn der Kolben bewegt wird, wird Luft mit hoher Geschwindigkeit aus der entlasteten Kammer des Zylinders über das Ventil abgelassen.

Sowohl das Ventil als auch der Zylinder müssen geschmiert werden, was mit Hilfe einer Olzerstäubungsvorrichtung geschieht, welche der Druckluft einen Ölnebel zuführt. Dieser ölnebel begleitet die Druckluft bei deren Austritt in den umgebenden Raum. Neben

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den Nachteilen infolge einer in der Umgebung des Ventilauslasses auftretenden Fett- und Schmutzschicht ergeben sich Gesundheitsrisiken sowohl für die Atemwege als auch für die direkt mit dem Ölnebel in Berührung kommende Haut.

Es gibt daher gute Gründe, um die Luft vor deren Ablassen· in die Umgebung zu reinigen. Zu diesem Zweck sind Ölabscheider auf dem Markt (häufig mit einem Schalldämpfer kombiniert), die nach zwei Hauptprinzipien (einzeln oder in Kombination miteinander) arbeiten: Abscheidung über Zyklonen oder Filter. Der Grad der Abscheidung ist in beiden Fällen gut, jedoch sind beide Arten von Abscheidern ihrer Natur nach relativ groß und kostspielig. Aus diesen Gründen werden Ölabscheider relativ selten in der Industrie eingesetzt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Ölabscheider so auszubilden, daß er einerseits kleine Abmessungen und gedrängte Bauweise haben kann und andererseits aufgrund seines einfachen Aufbaus bei niedrigen Gestehungskosten hergestellt werden kann.

Der erfindungsqemh'ße Ölabscheider zeichnet sich durch ei« Rohr oder einen Schlauch aus, durch das oder den die abgelassene Luft entweichen kann und in dein eine Abscheidehülse eingebaut ist. Die Hülse hat eine solche Ausbildung oder Anordnung, daß zwischen ihr und der Innenwand äes Rohrs oder Schläuche ein oder mehrere Kanäle gebildet sind, in denen an der Rohr- bzw. Schlauchwand kondensiertes Öl abgeschieden wird.

Es ist sehr wichtig, dsß die zwischen dem Luftschlauch bzw. —rohr und der Abscheidehülse gebildeten offenen Kanäle so groß sind, daß ein gewisser Teil der Sekundärluft auch durch diese Kanäle durchtreten kann, Sei engen Kanälen wird das Öl tat-

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sächlich in den Kanalraum gesaugt und wird auch an der Austrittsseite ausgetrieben, wenn der Luftimpuls auftritt; da jedoch der Luftimpuls generell nur von kurzer Dauer ist, kann das Öl durch Kapillarkräfte wieder in den Kanalraum eingesaugt werden.

Der Sekundärluftstrom muß ausreichen, um die Öltropfen durch den Kanalraum zu übertragen, und vor allem muß der Sekundärluftstrom groß genug sein, um die Öltropfen aus der Auslaßöffnung abzuziehen. Andererseits darf der Sekundärluftstrom nicht so groß sein (eine so große Geschwindigkeit haben), daß die Öltropfen wieder zu einem ölnebel zerstäubt werden.

Es sind bereits ölfänger bekannt, welche auf den ersten Blick dem erfindungsgemäßen Ölabscheider zu ähneln scheinen. So zeigen die US-PS«η 2 659 450 und 2 186 344 und die S-PS 331 538 Ölfänger, in denen das Öl in einer Hülse aufgefangen wird und durch eine kleine Abflußöffnung unter Schwerkraft und ohne Hilfe eines Sekundärluftstroms abfließen kann. Derartige Vorrichtungen werden jedoch nur für solche Anwendungsfälle verwendet, bei denen ein relativ konstanter Luftstrom durch den Ölabscheider tritt und keine Gefahr besteht, daß das Öl in den Ölabscheiderraum zurückgesaugt wird. Diese bekannten Vorrichtungen dienen auch dem Zweck, die Luft vor deren Eintritt in die mit Druckluft betriebene Maschine zu reinigen. Daher handelt es sich bei allen bekannten Ölabscheidern um Druckgefäße, und selbst eine sehr kleine freie Zone für einen sekundären Luftstrom würde dabei eine unter ökonomischen Gesichtspunkten unzumutbar große Luftmengen verbrauchen.

Durch Verwendung eines Sekundärluftstroms zum Ausstoßen des Öls im Sinne der Erfindung wird außerdem der erhebliche Vorteil erreicht, daß die Auslaßöffnung in beliebige Richtung,

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sogar nach oben weisen,kann. Dies ist möglich, da der Luftstrom einen viel stärkeren Einfluß auf das Öl (in der Strömungsrichtung) hat als die bisher verwendete Schwerkraft.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig, IA einen .Axialschnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines Ölabscheiders nach der Erfindung;

Fig. IB eine Schnittansicht entlang der Linie Ib-Ib in Fig. IA;

Fig. 2 bis 4 jeweils zwei Schnittansichten entsprechend denjenigen in Fig. 1 von anderen Ausführungsbeispielen der Erfindung;

Fig. 5 einen Axialschnitt durch ein weiteres Ausführungs— beispiel der Erfindung;

Fig. 6 einen Axialschnitt entsprechend Fig. 5 durch ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 7 einen Schnitt durch einen Ölabscheider nach der Erfindung, dem ein großes Ölauffahggefäß zugeordnet ist; und

Fig- 8 eine perspektivische Ansicht auf ein Ausführungsbeispiel mit drei Abscheidehülsen, die an demselben Auffanggefäß anbringbar sind und in Hintereinanderschaltung für eine äußerst wirksame Glabscheidi'ng sorgen.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiei des Ölabscheiders, in w<-<lchem cifi Luftstrom 1 von einem in ihm enthaltenen Ölnebel gereinigt wird. Der Ölabscheider weist ein Rohr oder einen Schlauch 2 auf, in dessen äußeren Ende eine Abscheidehülse 3 gehaltert ist. Die Außenabmessungen der Abscheidehülse 3 sind kleiner als die Innenabmessungen des Rohrs oder Schiauchs 2, und zur Befestigung der Abscheidehülse sind äußere Vorsprünge 4 vorgesehen, die Zwischenräume oder Kanäle S

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imRinqraum zwischen Rohr bzw. Schlauch 2 und Hülse 3 bilden. Die Abscheidehülse 3 ist so fest im Schlauch 2 angebracht, daß sie unter Einfluß des Luftstroms 1 nicht aus ihrer Sollstellung gelockert werden kann, und vorzugsweise ist die Abscheidehülse 3 aus dem äußeren Ende des Rohrs oder Schlauchs 2 vorstehend angeordnet.

Der Öl mitreißende Luftstrom 1 wird impulsartig aus der Druckluftmaschine oder dem Druckluftventil ausgestoßen und bewegt sich in turbulenter Strömung und mit hoher Geschwindigkeit im Schlauch 2 in Richtung des Pfeils. Die Luft kann einen Anfangsdruck von beispielsweise 5 bis 7 Bar haben, und wenn die Luft im Schlauch 2 expandiert, wird sie stark abgekühlt, wodurch der Ölnebel an zur Verfugung stehenden Flächen, d.h. an den Innenwänden des Schlauchs 2 kondensiert. Die Turbulenz des Luftstroms erhöht die Wahrscheinlichkeit dafür, daß der Ölnebel mit der Schlauchwand in Berührung kommt und das Öl dadurch kondensiert. Das Rohr oder der Schlauch 2 kann kreisförmig oder in irgendeiner anderen Querschnittsform vorliegen, wobei die Querschnittsfläche so gewählt ist, daß die Luftgeschwindigkeit entlang der Schlauchwand kleiner als diejenige Geschwindigkeit, bei der die an der Schlauchwand kondensierten Öl tropfen mit dem Luftstrom mitgerissen werden. Die an der Rohr- bzw. Schlauchwand kondensierten Öl tropfen werden von dem Luftstrom in Strömungsrichtung soweit bewegt, bis sie die Abscheidehülse 3 erreichen. Ein kleiner Teil des Luftstroms wird auf die Kanäle 5 zwischen dem Rohr oder dem Schlauch 2 und der Abscheidehülse 3 abgeteilt, und dieser kleine Luftstromteil treibt die Öltropfen durch die Kanäle 5, so daß die Öltropfen am Außenende des Rohrs oder Schlauchs 2 austreten.

In Fig. 2 ist eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung gezeigt, bei der die Kanäle 5 durch axiale Nuten 7 im Luftschlauch 2 gebildet sind.

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In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, bei dem die Luftkanäle 5 dadurch gebildet sind, daß die Außenfläche der Abscheidehülse 3 polygonartig ausgebildet ist. Es ist klar, daß die gleiche Funktion dadurch erreicht werden kann, daR die Innenfläche des Außenrohrs 2 eine polygonale Querschnittsform besitzt. Die Kanäle 5 können in besonders einfacher Ausführung in Axialrichtung verlaufen; es ist jedoch auch möglich, die Kanäle in anderer Richtung zu führen, z^.B. den Kanälen einen schraubenlinienförmigen Verlauf zu geben.

Für die Funktionsweise des Abscheiders ist es wichtig, daß eine offene Verbindung zwischen dem Luftschlauch und der Abscheidehülse bzw. offene Kanäle zwischen diesen beiden Teilen vorhanden sind. In Fig. 4 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, bei dem die Kanäle dadurch gebildet sind, daß eine Abstandshülse 8 aus porösem Material zwischen dem Rohr oder Schlauch 2 und der Abscheidehülse 3 eingebaut ist, deren Poren eine große Anzahl von Verbindungskanälen bilden.

Bei der beschriebenen Vorrichtung wird das Öl in den Raum oder die Kanäle zwischen dem Schlauch 2 und der Abscheidehülse 3 in Abhängigkeit von Kapillarkräften gesaugt. Die Druckdifferenz über dem Raum oder die Kanäle, d.h. die Differenz zwischen dem dynamischen Druck aufgrund des Luftstromr und dem atmosphärischen Druck außerhalb des fiohrs oder Schlauchs 2 bewegt das Öl entlang des Schlauchs, und das Öl verläßt den Schlauch tropfenweise am äußeren Ende des Schlauchs.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 werden die Öltropfen in einem Gefäß 9 aufgefangen, das die Abscheidehülse 3 umschließt* Vorzugsweise hat das Gefäß 9 einen Ablauf zu einem größeren Behälter. Fig. 6 zeigt ein abgewandeltes Ausführungsbeispie¹ eines Ölabscheiders mit einem Abflußgefäß 9·. In Fig. 7 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt,

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bei dem ein AbI aufgefäß 10 eine zur Bildung eines Sammelgefäßes ausreichende Größe hat. Der Ablauf aus dem Sammelgefäß 10 kann durch ein Bodenventil 11 gebildet werden.

Bei den Ausführungsbeispielen gemäß den Figuren 5 bis 7 ist vorzugsweise eine Anschlagsschulter für den Luftschlauch vorgesehen, die beispielsweise als Schulter 12 (Fig. 5) an einigen Vorsprüngen oder als Anschlagring 13 (Fig. 6) am Umfang der Abscheidehülse 3 ausgebildet sein kann.

Ein besonders guter Abscheideeffekt läßt sich dadurch erzielen, daß mehrere Ölabscheider der zuvor beschriebenen Art hintereinander geschaltet werden. Eine sehr günstige Anordnung für eine solche Hintereinanderschaltung ist in Fig. 8 gezeigt und weist mehrere Abscheidehülsen auf, welche nebeneinander angeordnet sind. Der Luftauslaß aus der ersten Hülse wird mit dem Einlaß der nachgeschalteten Hülse über einen Schlauch oder ein Rohr verbunden. Die starke Umlenkung des Luftstroms durch den Schlauch treibt den Ölnebel im Schlauch gegen die Schlauchwand (Zykloneneffekt) und läßt ihn als Kondensat ausfallen.

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Claims

PATENTANWÄLTE 2ENZ & HELBER- DU 43Ö0'ESSEN 1 · AM RU^STEEIN 1 · TEL.: (0201) 412Θ87

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GUNNAR VALDEMAR ERIKSSON

Ansprüche

( Iy Ölabscheider, der in Zuordnung zu einer Druckluft betriebenen Maschine zum Abscheiden eines in von der Maschine ausgestoßener Druckluft mitgerissenen Ölnebels dient, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rohr oder Schlauch (2) mit dem Druckluftauslaß der Maschine verbunden ist und eine radial nach innen beabstandete Abscheidehülse (3) trägt und daß zwischen der Abscheidehülse (3) und der Innenfläche des Rohrs oder Schlauchs (2) ein oder mehrere Kanäle (5) zum Auffangen von Öl ausgebildet ist oder sind, das von einem kleinen Teilstrom der Druckluft abführbar ist, wobei der Hauptluftstrom durch den Innenquerschnitt der Abscheidehülse (3) geleitet ist.
2. Ölabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Abstandshalter zwischen dem Rohr oder Schlauch

(2) und der Abscheidehülse (3) vorgesehen ist oder sind, der oder die durch längliche Vorsprünge (4) an der Abscheidehülse

(3) oder dem Rohr oder Schlauch (2) gebildet ist oder sind.
3. Ölabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (5) zwischen der Abscheidehülse (3) und dem Rohr oder Schlauch (2) durch im wesentlichen längsverlaufende Innennuten (7) des Rohrs oder Schlauchs (2) gebildet sind.

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4. Ölabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (5) zwischen der Abscheidehülse (3) und dem Rohr oder Schlauch (2) dadurch gebildet sind, daß der Außenumfang der Abscheidehülse (3) oder die Innenfläche des Rohrs oder Schlauchs (2) einen polygonförmigen Querschnitt hat.
5. Ölabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß zwischen der Abscheidehülse (3) und dem Rohr oder Schlauch (2) ein hülsenförmiger Abstandshalter (8) aus porösem Material angeordnet ist, dessen Poren die Kanäle zum Abführen des Öls bilden.
6. Ölabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abscheidehülse (3) mit einem die Eintauchtiefe der Abscheidehülse (3) in dem Luftrohr bzw. -schlauch (2) begrenzenden Anschlag (12; 13) versehen ist.
7. Ölabscheider nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abscheidehülse <3) von einem kleinen Gehäuse <9j 9·) zur Aufnahme des Öls umschlossen ist.
8. Ölabscheider nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abscheidehülse (3) von einem das Öl aufnehmenden und sammelnden Gefäß (10) umgeben ist.
9. Ölabscheider nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Abscheidehülsen in einem Gehäuse (10) angebracht und über Schläuche in Reihe geschaltet sind.
10. Ölabscheider nach Anspruch 6,dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Abscheidehülsen in einem Gefäß ilO) angeordnet und mit mehreren Druckluftauslässen separat verbunden sind.

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