CN103003580B - 用于对液压介质除湿的设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于利用至少一种气态干燥介质(3)对液压介质(2)除湿的设备，气态干燥介质(3)是空气和/或其他的具有相应吸湿能力的工作气体，仅当相应的气态干燥介质(3)的湿度小于液压介质(2)的水饱和度时，该干燥介质才借助输送装置(4)从液压介质(2)的周围环境被引导到液压介质(2)上，其特征在于，所述设备(1)至少包括一个用于确定向液压介质(2)引导的气态干燥介质(3)的湿度和温度的传感器(5)或一个用于确定液压介质(2)的湿度和温度的传感器(6)。

Description

用于对液压介质除湿的设备
技术领域
本发明涉及一种用于利用至少一种气态干燥介质对液压介质除湿的设备。
背景技术
在例如大型传动装置形式的液压设施中，液压介质、如润滑剂或类似物遭受变化的周围环境条件。由此可能引起微粒、也以水的形式不希望地进入到润滑剂中，这基本上特别是在这种润滑剂所追求的润滑性能方面伴随着物理特性的变差而出现。对于所述问题的典型代表是风能设施的传动装置。为了风能设施的转子的转速转换到适合于驱动发电机的转速上，使用行星齿轮传动装置或者内齿轮对系统类型的经常的正齿轮传动装置。在众所周知的非常小的转速时，由一个带有两个或更多个叶片的轮毂组成的转子为传动装置构成带有高转矩的驱动装置。传动装置以例如约转换到80倍的转速也为发电机构成带有低转矩的驱动装置。
为此自超过20年以来，使用例如在结构空间需要方面相对小构造的行星齿轮传动装置。这种传动装置从多种多样的方面来看是在其各部件中负载的单元，这些单元的磨损须被最小化，因为这种传动装置的磨损关键部件的保养、修理和替换经常是耗费的和成本密集的。
这样的传动装置由于其部分一人高的部件可以或者通过在从传动装置油底壳中通过传动装置油泵持续输送和提供润滑剂到有关的齿轮和支承位置上的情况下的循环润滑来润滑，或者可以通过浸油润滑系统来润滑。在浸油润滑中，传动装置的齿轮部分地浸入带有润滑剂储备的浸渗浴中。
这种特别是突出之处在于大的容积或大的传动装置壳体内表面的传动装置倾向于在其内部积聚冷凝水。特别是在反复运行的传动装置中通过传动装置的间隔性的加热连同接着的冷却促进该过程。
风能设施的传动装置与其安装位置有关地由于波动的来风而或多或少地遭受周期性的运行阶段和静止阶段。此外，虽然该传动装置安置在设施壳体中，例如在风能设施的塔上；但这些传动装置与在其他静止地设置在确定的周围环境内的传动装置中的情况相比更强烈地遭受变化的天气条件、特别是潮湿的空气。由此可能发生在这种传动装置的润滑剂中的水含量的上升。水以不利的方式影响润滑剂、如传动装置油的物理特性并且可能也有助于润滑油的提前老化，这又有害地对各传动装置组成部分也产生影响。
为了削减传动装置壳体中的空气湿度并且以此也削减在润滑油中的水含量，例如由DE10031004B4已知，使用一种包含氧化铝的容器，该容器包含用于在空气中的湿气的吸收剂。在已知的解决方案中这样选择空气导流，使得该空气导流穿流通过吸收剂。为此使用止回阀，以便仅在空气输入时、但不在空气输出时穿流带有吸收剂的容器。由此阻止含油的、例如来自传动装置油底壳的空气的回流，该传动装置油底壳被来自容器的干燥的空气掠过。
同样由EP0135006A2基本上已知，如下构成一种用于以干燥的空气通风的设备，即，使用在化学上有效的能被空气穿流的干燥剂，空气在此便被除湿。这些已知的设备对于带有如风力设施的运行原则上规定的长的保养间隔期的持久运行仅是有限合适的。此外，提供的、干燥的空气的体积流量由这种设备限制。
由EP1736665A2已知一种风能设施的塔除湿器。该已知的风能设施具有防空气交换的至少基本上密封的内室和经由潮湿空气输入口和干燥空气输出口与内室处于连接的、设置在该潮湿空气输入口和干燥空气输出口之间的除湿装置。该已知的除湿装置从风能设施的内室吸出潮湿的空气，从该潮湿的空气抽出水并且引导空气循环性地回到内室中。在潮湿空气入口上通过从内室中抽吸潮湿的空气能产生负压区域并且相应地在干燥空气出口上通过排出干燥的空气到内室中能产生过压区域，从而在负压区域和过压区域之间在内室中构成干燥的空气流。所述除湿装置从来自内室的空气中抽出湿气并且可以具有加热装置。
发明内容
从上述的现有技术出发，本发明的任务在于，给出一种用于利用至少一种气态干燥介质对液压介质除湿的设备，该设备能够持久地并且以简单的方式使液压介质的湿气含量保持得低。
该任务利用一种在其整体上具有如下所述特征的用于对液压介质除湿的设备来解决。在按照本发明的用于利用至少一种气态干燥介质对液压介质除湿的设备中，所述气态干燥介质是空气和/或其他的具有相应吸湿能力的工作气体，仅当相应的气态干燥介质的湿度小于液压介质的水饱和度时，该气态干燥介质才借助输送装置从液压介质的周围环境被引导到液压介质上，所述设备的特征在于，所述设备至少包括一个用于确定向液压介质引导的气态干燥介质的湿度和温度的传感器或一个用于确定液压介质的湿度和温度的传感器。
按照本发明的用于对液压介质除湿的设备优选使用来自所述液压介质周围环境的空气作为用于干燥液压介质的干燥介质，优选不在中间接入化学作用的吸湿器。仅当来自液压介质周围环境的空气比在传动装置壳体中的那些空气具有更低的空气湿度或者比液压介质的按周围环境空气温度换算的水饱和度具有更低的湿度时，来自液压介质周围环境的空气才被设备引导到液压介质上。
特别是在带有大容积和相应大表面(在这些表面上能形成冷凝物)的传动装置壳体中，大的空气体积流是必需的，以便在润滑剂油底壳中干燥作为润滑剂存在的液压介质。在此，在传动装置外部围绕液压介质的不被引导经过化学吸收体的空气或者周围环境空气在特别的程度上适合，因为该周围环境空气免费地以无限制的量可供使用。当空气的湿度与润滑剂的匹配于其温度的或者换算的水饱和度相比更低，从而环境空气能够在流过润滑剂或液压介质上方时以足够的程度从该润滑剂或液压介质抽出水，以便这样“干燥”润滑剂时，设备由于其设计才引导空气流到传动装置壳体中或到液压介质上。
设备优选具有传感器，该传感器能够确定周围环境空气以及液压介质的湿度和温度。在此可以使用电感式、电容式或其他测量方法。当空气与液压介质本身或可能在传动装置壳体中在液压介质上方存在的空气储存量相比具有更低的湿度时，设备的控制和/或调节装置根据所测量的物理参数从周围环境中取出空气并且将该空气继续引导到相应的液压介质上，该液压介质优选储存在传动装置壳体的内部中。
用于对液压介质除湿的设备的控制和/或调节装置优选控制鼓风机，一旦控制和/或调节装置识别出在液压介质的周围环境内的空气中的干燥潜能，该鼓风机就投入运行。另外可以关断鼓风机，亦即，设有用于液压介质的间歇性的干燥运行。干燥介质、即空气可以代替通过鼓风机而通过从液压介质的或传动装置壳体的周围环境中、如例如从风力塔或者所属的设施壳体的周围环境中导出相应强的空气流来进行。例如入口通道适合于此，这些入口通道在其外端部上具有罩状的入口帽，以便由此能够几乎无压力损失地从周围环境中导出空气。在低的压力损失下，周围环境空气便例如到达风能设施的传动装置壳体中，以便通过紊流的溢流来干燥位于其中的润滑油，这是特别有能量效率的。
在输入到液压介质上之前，空气或者说干燥介质附加地可以被引导经过加热装置，其中，所述的放热器使空气或者说干燥介质释放剩余湿度，这可以明显提高水的可能的吸收系数。
为了获得相应长的停留时间，在传动装置壳体上的用于干燥介质的进入开口优选尽可能远地与用于干燥介质从传动装置壳体中的排出开口间隔开。此外，有利的可以是，在排出开口上游设有用于干燥介质的干燥过滤器。
通过这些提出的结构措施，得到空气在传动装置壳体内部之内的尽可能长的流动路径，由此能够最大地提高空气或干燥介质在传动装置壳体中的停留时间。这样保证，在传动装置壳体中的在用于干燥润滑剂的空气之间的在空间上和时间上尽可能长的接触是可能的以及进行在润滑剂和周围环境空气或者其他使用的也可以与空气混合的干燥介质之间的良好的水交换。
在一种特别优选的实施形式中，用于富含湿气的空气的排出开口设置在用于运动构件在传动装置壳体中的一个或多个支承位置附近。有利的也可以是，用于运动构件或轴在传动装置壳体中的轴承穴或者轴承本身配设有排出开口。这样也可以有多个排出开口。由此阻止，可能发生污物进入到轴承中。这由在传动装置壳体内的过压阻止，因为仅仅干燥介质能够从传动装置壳体的内部从轴承旁边向传动装置壳体的外部流动。
如果要干燥的液压介质是在风能设施中的传动装置的一部分，则有利的可以是，为了空气或干燥介质的加热和除湿而将该空气或干燥介质分别引导通过设施壳体连同机组、如变压器、功率构件、如变频器和配电装置。在此，空气也可以作为冷却剂用于上述的组件。
除了提到的周围环境空气作为干燥介质外，也可以使用其他的具有相应吸湿能力的工作气体。在此，空气也可以存在于与上述工作气体的混匀中。在本发明的其他的构造形式中，气态干燥介质也可以附加地配备有吸收湿气的细微颗粒，这些细微颗粒一同吸收相应的湿气并且然后经由过滤装置也能从气态干燥介质流中再次被去除。这样上述的颗粒可以在封闭的循环中重新被翻新，特别是通过这样的方式，即，通过干燥去除湿气，连同随后重新加入到气体干燥介质流中，其中，封闭的循环引导也可以利用相应的干燥介质在不输入颗粒的情况下来进行。
附图说明
以下借助在附图中示出的一个实施例进一步详尽地阐述本发明。
唯一的附图示出风能设施的传动装置的示意性纵剖视图连同用于输入周围环境空气到传动装置的传动装置壳体内的装置的线路图。
具体实施方式
在附图中以一个示意性的、部分不按比例的纵剖视图示出在一个风能设施的一个传动装置壳体9中的一个用于对液压介质2除湿的设备1。所述的传动装置15应用于所谓的风能设施中，在这些风能设施中一个能由风力驱动的转子(未示出)将其驱动功率输出到一个输入轴16上。在经过传动装置15后，驱动功率输出到一个输出轴17上，例如一个用于产生电流的发电机可连接到该输出轴上。这种风能设施的转子具有非常小的转速和通常高的转矩。因为一个用于产生电流的发电机需要更高的输入转速，所以传动装置通常设定由慢到快例如为1:80的传动比。多种传动装置结构型式、如例如行星齿轮传动装置或其他的倾斜制齿或直制齿的正齿轮传动装置同样应用在这种风能设施中。
传动装置15在所示的本实施例中构成为带有多个传动级18的正齿轮传动装置，仅部分地示出这些传动级的构件或轴端。特别是也使用带有两个传动级的传动装置，这两个传动级中的第一传动级是一个行星齿轮传动装置和第二传动级优选是一个正齿轮传动装置。一个圆筒形或箱形的传动装置壳体9包围各传动级。
在所示的实施例中，传动级18通过浸油润滑来润滑。一个以传动装置油的形式的润滑剂10的储备用于此。传动级18的齿轮(未示出)至少局部地浸入在一个这样形成的浸渍浴中，从而齿轮的所有处于啮合中的齿面以及还有端面总是以油润湿。
这种传动装置在其传动装置壳体内部具有并非不大的容积。存在于传动装置壳体9中的在润滑剂10上方的空气体积一方面通过由天气决定地变化的外界温度和另一方面通过在这种风能设施中不均匀的运行通过涉及传动装置本身的由于摩擦和材料膨胀的加热以及冷却阶段而遭受温度波动。由此，在这种传动装置壳体9的经常非常良好导热的壁上形成冷凝物。降下来的水到达一个润滑剂油底壳中并且使润滑剂质量或者油质量恶化以及就这方面来说引起油或润滑剂更换间隔缩短。此外，由此可能在传动装置壳体9内部产生腐蚀以及通过润滑剂的油老化可能又损害传动装置本身。
为了排除水进入到润滑剂10中的原因，因此按照本发明规定，一方面排除在传动装置壳体9中存在的潮湿的空气，和另一方面负责将干燥的空气引导到传动装置壳体9中。为了该目的，设有一个总体用1标记的用于对液压介质2除湿的设备，其中通过设备1保证，仅当周围环境空气在可相比拟的温度时具有比润滑剂10的水饱和度低的湿度时，该周围环境空气才作为气态干燥介质3被引导到传动装置壳体9中。如果传动设施受热，则另外发生水蒸气从润滑油中永久排出到在此之上、在传动装置壳体9内部的周围环境中，该周围环境从那里如所述地能被去除。
在附图中所示的实施例中，设备为了输入环境空气或者为了形成环境空气流到传动装置壳体9的内部中而具有一个以轴流式鼓风机形式的输送装置4，该输送装置由一个电动机19驱动并且将周围环境空气吸入到传动装置壳体9中以及经由一个过滤器20吹到传动装置壳体9的内部中，该过滤器连接在传动装置壳体9上的一个进入开口8上游。仅当一个用于确定气态干燥介质3(周围环境空气)的湿度和温度的传感器5的传感器信号和一个用于确定润滑剂10的湿度和温度的传感器6的传感器信号的调配/比较在一个控制和/或调节装置中21表明，周围环境空气能够吸收在传动装置壳体9中的水以及将水通过一个排出开口11或多个排出开口11'从传动装置壳体9中去除时，鼓风机才运行。
如所示地，在传动装置壳体9上设有多个排出开口11'，这些排出开口设置在用于轴14在传动装置9外壁中的支承位置13上。
轴14的滚动轴承也可以被以吸收有水的周围环境空气直接由内向外地穿流。为了穿流滚动轴承，这些滚动轴承可以在轴承保持架的区域内部分地具有用于空气流的穿透位置(未示出)。此外因此保证，没有含污物的空气能够到达支承位置13的区域中，因为关于传动装置壳体9的内部由内向外地创造一种过压系统。因为周围环境空气配备有水，所以为轴的支承位置基本上设有相应的防腐蚀的措施。
假如人们不愿使用支承位置13作为排出开口11'，也存在如下的可能性，即，在一尽可能远地远离进入开口8的排出开口11上在传动装置壳体9本身上设置一个输出位置，在该输出位置下游可连接一个干燥过滤器12。干燥过滤器12优选具有吸收水的材料散积料或类似物以及在传动装置15的停工状态和在传动装置壳体9中与此相联系地冷却空气时从外部到传动装置壳体9的内部中地被穿流，因为在所述的情况中，在传动装置壳体9的内部中的空气能够相应地聚集。但也存在下述可能性，即，沿干燥过滤器12的穿流方向在该干燥过滤器下游设置一个真空抽吸装置(未示出)，该真空抽吸装置能够使传动装置壳体9的内部、即以湿气加载的周围环境空气从传动装置壳体中以抽吸的方式输出。如果发生回流，该回流必要时也能够经由一个未详细示出的阀装置被禁止，只要通过排出开口11回流的空气无论如何在进入传动装置壳体9之前在干燥过滤器12上将会被干燥。
也可以在周围环境空气流朝向传动装置壳体9的流入路径中设置一个加热装置7，其中，风能设施的功率结构组的余热还可以用来加热，以便相应地减少在传动装置壳体9流动的空气的湿度。按照环境条件，备选地或附加于加热装置7也可使用一个冷却装置(未示出)，该冷却装置优选进行直到露点(除湿器)以下的冷却。
代替周围环境空气也可以使用其他的具有相应吸湿能力的工作气体作为干燥介质。此外，存在如下可能性，即，周围环境空气与一种所述其他的工作气体混合。另外可以规定，引入一种特别适合吸收湿气的颗粒成分到气态干燥介质中。备选地或附加于干燥过滤器12，便可以设有一个用于从气态干燥介质流中分离颗粒的过滤器。

Claims (16)

1.用于利用至少一种气态干燥介质(3)对液压介质(2)除湿的设备，其中，所述气态干燥介质(3)是空气和/或其他的具有相应吸湿能力的工作气体，仅当相应的气态干燥介质(3)的湿度小于液压介质(2)的水饱和度时，该气态干燥介质才借助输送装置(4)从液压介质(2)的周围环境被引导到液压介质(2)上，其特征在于，所述设备(1)至少包括一个用于确定向液压介质(2)引导的气态干燥介质(3)的湿度和温度的传感器(5)或一个用于确定液压介质(2)的湿度和温度的传感器(6)。
2.按照权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备(1)至少包括所述用于确定向液压介质(2)引导的气态干燥介质(3)的湿度和温度的传感器(5)和所述用于确定液压介质(2)的湿度和温度的传感器(6)。
3.按照权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述输送装置(4)能按照传感器(5、6)的信号借助控制和调节装置(21)来控制。
4.按照权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述气态干燥介质(3)被引导经过加热装置(7)。
5.按照权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述输送装置(4)将气态干燥介质(3)经由进入开口(8)输送到位于壳体中的液压介质(2)上。
6.按照权利要求5所述的设备，其特征在于，所述壳体是传动装置壳体(9)。
7.按照权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述液压介质(2)是润滑剂(10)。
8.按照权利要求6所述的设备，其特征在于，所述液压介质(2)是润滑剂(10)，该润滑剂容纳在传动装置壳体(9)中。
9.按照权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述输送装置(4)具有用于从液压介质(2)的周围环境导出运动的气态干燥介质的导出装置。
10.按照权利要求6所述的设备，其特征在于，所述气态干燥介质(3)在至少一个远离传动装置壳体(9)上的进入开口(8)的排出开口(11、11')上从传动装置壳体(9)排出。
11.按照权利要求10所述的设备，其特征在于，在排出开口(11)上游设置有用于气态干燥介质(3)的干燥过滤器(12)。
12.按照权利要求10所述的设备，其特征在于，所述排出开口(11')设置在用于轴(14)在传动装置壳体(9)上的支承位置(13)或轴承穴上。
13.按照权利要求10所述的设备，其特征在于，所述排出开口(11')围绕用于轴(14)在传动装置壳体(9)上的支承位置(13)或轴承穴设置。
14.按照权利要求6所述的设备，其特征在于，所述传动装置壳体(9)是风能设施的部件。
15.按照权利要求1或2所述的设备，其特征在于，该设备是风能设施的设施壳体的或塔的部件，并且用于气态干燥介质(3)的加热装置(7)通过机组，这些机组的余热用于加热气态干燥介质(3)。
16.按照权利要求15所述的设备，其特征在于，所述机组是风能设施的机组模块的变压器、变频器或配电装置。
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