DE102015211897A1

DE102015211897A1 - oil tank

Info

Publication number: DE102015211897A1
Application number: DE102015211897.5A
Authority: DE
Inventors: Norbert Stradmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2015-06-26
Filing date: 2015-06-26
Publication date: 2016-12-29

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Öltank (T) einer Schmierölversorgung, Anhebeölversorgung und/oder Hydraulikölversorgung, umfassend mindestens eine Ölrücklaufleitung (RL) eines angeschlossenen Ölkreislaufs (CY), die zum Zwecke der Rückführung entnommenen Öls (OI) in den Öltank (T) einmündet, wobei der Öltank (T) eine Mindestfüllhöhe (ML) für das Öl (OI) aufweist, so dass sich im Betrieb oberhalb der Mindestfüllhöhe (ML) ein Ölspiegel (OL) ausbilden soll, wobei oberhalb des Ölspiegels (OL) sich Gas (G), insbesondere atmosphärische Luft, befindet. Zur Verbesserung der Betriebssicherheit schlägt die Erfindung vor, dass die Ölrücklaufleitung (RL) unterhalb des Ölspiegels (OL) in das Öl (OI) in dem Öltank (T) einmündet.The invention relates to an oil tank (T) of a lubricating oil supply, lifting oil supply and / or hydraulic oil supply, comprising at least one oil return line (RL) of an associated oil circuit (CY), which opens for the purpose of returning discharged oil (OI) in the oil tank (T), wherein the oil tank (T) has a minimum fill level (ML) for the oil (OI), so that an oil level (OL) should form above the minimum fill level (ML) during operation, whereby above the oil level (OL) gas (G), especially atmospheric air. To improve the reliability, the invention proposes that the oil return line (RL) opens below the oil level (OL) in the oil (OI) in the oil tank (T).

Description

Die Erfindung betrifft einen Öltank einer Schmierölversorgung, Anhebeölversorgung oder Hydraulikölversorgung. The invention relates to an oil tank of a lubricating oil supply, lifting oil supply or hydraulic oil supply.

Im Detail beschäftigt sich die Erfindung mit Öltanks, die zur Speicherung bzw. Bereithaltung des Öls dienen für Anlagen bzw. Vorrichtungen außerhalb des Öltanks. Die Erfindung beschäftigt sich nicht mit Ölreservoirs, die gleichzeitig ein Gehäuse sind für zum Beispiel Getriebekomponenten oder andere Ölverbraucher bzw. Ölbenutzer. Der Öltank gemäß der Erfindung dient im Wesentlichen dem Bereithalten eines bestimmten Ölvolumens, wobei ein Teil des Öltanks unterhalb eines Ölspiegels mit Öl gefüllt ist und sich oberhalb des Ölspiegels Gas, insbesondere atmosphärische Luft befindet. Während des Zeitraums der Speicherung des Öls kann das Öl mit der Umgebung in ein thermisches Gleichgewicht gelangen und etwaige Gaseinschlüsse abscheiden. In detail, the invention deals with oil tanks, which serve to store or maintain the oil for equipment or devices outside of the oil tank. The invention is not concerned with oil reservoirs which are at the same time a housing for, for example, transmission components or other oil consumers or oil users. The oil tank according to the invention essentially serves to keep a certain oil volume available, a part of the oil tank being filled with oil below an oil level and gas, in particular atmospheric air, being located above the oil level. During the period of storage of the oil, the oil can get into thermal equilibrium with the environment and deposit any gas inclusions.

Herkömmliche Öltanks obiger Art mit den gattungsgemäßen Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs sind hinsichtlich des Volumens derart ausgelegt, dass unter Berücksichtigung von angeschlossenen Ölkreisläufen und entsprechender Volumenströme das Öl in dem Öltank eine gewisse mittlere Verweildauer aufweist, so dass die Abscheidung etwaiger Gasmengen aus dem Öl gewährleistet ist. Ist das Volumen des Öltanks zu klein ausgelegt und sind die eingetragenen Gasmengen nur unzureichend während der Verweildauer abgeschieden worden, kann es zu Problemen bei dem Betrieb von Öllagern kommen, da das als Schmieröl eingesetzte Öl mit den Gaseinschlüssen nicht die von der Auslegung der Lager geforderten Eigenschaften aufweist. Auf diese Weise kann es zu einem erhöhten Lagerverschleiß und sogar zu einem katastrophalen Versagen der Öllager kommen. Conventional oil tanks above type with the generic features according to the preamble of claim are designed in terms of volume so that, taking into account the connected oil circuits and corresponding volume flows, the oil in the oil tank has a certain average residence time, so that the deposition of any amounts of gas from the oil guaranteed is. If the volume of the oil tank is too small and the quantities of gas introduced have not been adequately separated during the residence time, problems can occur during the operation of oil storages, since the oil used as lubricating oil with the gas inclusions does not have the properties required by the design of the bearings having. In this way, it can lead to increased bearing wear and even to a catastrophic failure of the oil storage.

Ein weiteres Problem herkömmlicher Öltanks kann in einer statischen Aufladung des Öls begründet sein. In Folge höherer Durchströmungsgeschwindigkeiten durch die Rohrleitungen, Relativgeschwindigkeiten im Öltank an der Wandung des Öltanks, Turbulenzen im Öl und in Folge des Einströmens in den Öltank durch eine Rücklaufleitung kann sich das in der Regel mit einer niedrigen Leitfähigkeit versehene Öl statisch aufladen. Die Folge einer derartigen Aufladung sind Cracken des Öls sowie eine Explosionsgefahr im Tank oder an anderer Stelle der angeschlossenen Anlage. Another problem of conventional oil tanks may be due to static charging of the oil. Due to higher flow rates through the pipes, relative speeds in the oil tank on the wall of the oil tank, turbulence in the oil and as a result of flowing into the oil tank through a return line, the usually provided with a low conductivity oil can static charge. The result of such a charge is cracking of the oil and an explosion hazard in the tank or elsewhere in the connected system.

Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, Gefahren aus dem Betrieb eines Öltanks zu minimieren. Eine andere Aufgabe der Erfindung liegt in einer Reduktion der Verminderung der Ölqualität, insbesondere in Folge von Gaseintrag. Eine andere Aufgabe der Erfindung liegt in der Verlängerung der Standzeit des Öls durch eine Minimierung von Alterungsprozessen die von Gaseinträgen in das Öl verursacht sind. The invention has set itself the task of minimizing dangers from the operation of an oil tank. Another object of the invention is to reduce the reduction of oil quality, especially as a result of gas input. Another object of the invention is to extend the life of the oil by minimizing aging processes caused by gas inputs into the oil.

Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabenstellung schlägt die Erfindung einen Öltank gemäß dem Gattungsbegriff des Anspruchs 1 vor mit den erfindungsgemäßen zusätzlichen Merkmalen des Kennzeichens des Anspruchs 1. To achieve the object of the invention, the invention proposes an oil tank according to the preamble of claim 1 with the additional features of the invention of claim 1.

Die erfindungsgemäße Lösung bewirkt, dass einerseits das rückfließende Öl ohne unnötige Turbulenzen und Gasmitnahme in den Flüssigkeitsteil des Öltanks einströmt und andererseits das bereits in dem Öltank befindliche Öl nicht unnötig durch die Einströmung beunruhigt wird. In Folge dieser vorteilhaften behutsamen Zuführung des rückfließenden Öls kommt es zu einer geringeren Gasblasenbildung in dem Öl und zu einer geringeren statischen Aufladung des Öls. Damit sinkt die Gefahr von Explosionen, die durch elektrostatische Entladungsvorhänge verursacht werden können. Gleichzeitig kann aufgrund des verringerten Gaseintrages das Volumen des Öltanks kleiner ausgebildet werden bei ansonsten gleichen Anforderungen an das Ölsystem, da die notwendige Verweildauer zur Abscheidung der Gaseinträge in Folge der geringeren Ausgangsgasmenge reduziert werden kann. Die erfindungsgemäß vorgesehene Maßnahme entfaltet daher trotz des nur geringen Aufwandes eine sehr große Wirkung und führt zu signifikanten Kosteneinsparungen. Darüber hinaus sind die Kosteneinsparungen auch dadurch gegeben, dass die Lebensdauer des Öls in Folge des geringeren Gaseintrages erhöht wird, da die durch den Gaseintrag verursachten Alterungsprozesse geringer ausfallen. Darüber hinaus entsteht eine größere Freiheit hinsichtlich der Auswahl des Öls, da auch Öle mit besonders niedriger Leitfähigkeit oder besonders hoher Empfindlichkeit gegenüber Sauerstoffinduzierten Alterungsprozessen benutzt werden können. The solution according to the invention has the effect that, on the one hand, the refluxing oil flows without unnecessary turbulence and gas entrainment into the liquid part of the oil tank and, on the other hand, the oil already in the oil tank is not unnecessarily disturbed by the inflow. As a result of this advantageous careful feeding of the refluxing oil, less gas bubble formation in the oil and less static charging of the oil occur. This reduces the risk of explosions that can be caused by electrostatic discharge curtains. At the same time, the volume of the oil tank can be made smaller due to the reduced gas input with otherwise the same requirements for the oil system, since the necessary residence time for the deposition of gas inputs due to the lower output gas quantity can be reduced. The measure provided according to the invention therefore develops a very large effect despite the low cost and leads to significant cost savings. In addition, the cost savings are also due to the fact that the life of the oil is increased due to the lower gas input, since the aging processes caused by the gas input are lower. In addition, greater freedom in terms of selection of the oil, since oils with particularly low conductivity or very high sensitivity to oxygen-induced aging processes can be used.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Ölrücklaufleitung als Rohrleitung ausgebildet ist. Die Ausbildung einer geschlossenen Rohrleitung reduziert die Wahrscheinlichkeit für den Eintrag von Gasen, die die Alterung des Öls beschleunigen können. An advantageous development of the invention provides that the oil return line is designed as a pipeline. The formation of a closed pipe reduces the likelihood of introducing gases that can accelerate the aging of the oil.

Besonders zweckmäßig kann die Rohrleitung sich teilweise auch durch den Öltank erstrecken, insbesondere bevorzugt bis zu einer Stelle, die bevorzugt besonders weit von einer Entnahmestelle des Öls angeordnet ist, so dass das rückgeführte Öl eine bevorzugt besonders lange Aufenthaltsdauer in dem Tank aufweist bzw. das gesamte Tankvolumen genutzt wird, ohne dass Nester unbewegten Öls in dem Tank entstehen. Insbesondere im Sinne eines modularen und besonders flexiblen Aufbaus des Öltanks ist es sinnvoll, wenn sich die Rohrleitung in dem Öltank im Wesentlichen senkrecht zum Ölspiegel bis unterhalb des Ölspiegels erstreckt. Eine derartige Rückführung des Öls in den Öltank reduziert zudem die Wahrscheinlichkeit, dass der Öltank sich durch die Ölrückführung versehentlich selbst entleert, beispielsweise in Folge eines Lecks in der Rohrleitung. Würde beispielsweise die Ölrückführleitung unterhalb des Ölspiegels in den Öltank einmünden, ist es denkbar, dass eine Beschädigung dieser Leitung zur teilweisen oder völligen Entleerung des Öltanks führt, so dass das in der Regel verteilte brennbare Öl eine große Gefahr darstellt. Particularly expediently, the pipeline may also partially extend through the oil tank, in particular preferably up to a point which is preferably arranged particularly far from a removal point of the oil, so that the recirculated oil has a preferably particularly long residence time in the tank or the entire Tank volume is used without nests of still moving oil in the tank arise. Especially in terms of a modular and particularly flexible construction of the oil tank, it makes sense if the pipeline in the oil tank extends substantially perpendicular to the oil level to below the oil level. Such recirculation of the oil into the oil tank also reduces the likelihood of the oil tank accidentally emptying itself due to the oil return, for example as a result of a leak in the pipeline. For example, if the oil return line below the oil level open into the oil tank, it is conceivable that damage to this line leads to the partial or complete emptying of the oil tank, so that the usually distributed combustible oil is a great danger.

Insbesondere hinsichtlich der Vermeidung von elektrostatischer Aufladung des Öls ist es nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders zweckmäßig, wenn die Rohrleitung sich zum Mündungsende hin aufweitet. Auf diese Weise wird einerseits die Strömungsgeschwindigkeit zum Mündungsende hin verringert und andererseits werden ungewollte Turbulenzen vermieden. Diese beiden Effekte verringern vor allem eine elektrostatische Aufladung des Öls und reduzieren auch einen etwaigen Gaseintrag in das Öl. In particular, with regard to the avoidance of electrostatic charging of the oil, it is particularly advantageous according to an advantageous development of the invention, when the pipeline widens towards the mouth end. In this way, on the one hand, the flow velocity towards the mouth end is reduced and, on the other hand, unwanted turbulences are avoided. Above all, these two effects reduce the electrostatic charge of the oil and also reduce any possible gas entry into the oil.

Im Folgenden ist die Erfindung anhand spezieller Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf Zeichnungen näher erläutert. In the following the invention with reference to specific embodiments with reference to drawings is explained in more detail.

Es zeigen: Show it:

1 einen Öltank in herkömmlicher Bauweise, 1 an oil tank of conventional construction,

2 einen Öltank gemäß der Erfindung, 2 an oil tank according to the invention,

3 ein Detail III gemäß 2. 3 a detail III according to 2 ,

1 zeigt einen Öltank T in herkömmlicher Bauweise. Der Öltank T – wie er in der 2 schematisch wiedergegeben ist – ist Teil eines Ölkreislaufs CY, bespielsweise einer Schmierölversorgnung LO, Anhebeölversorgnung LIO und Hydraulikölversorgung HO, geeignet für zum Beispiel die Ölversorgung eines Turbosatzes, beispielsweise einer Dampfturbine, Gasturbine oder eines Turboverdichters. 1 shows an oil tank T in conventional construction. The oil tank T - as he is in the 2 is shown schematically - is part of an oil circuit CY, recordable example, a lubricating oil supply LO, lifting oil supply LIO and hydraulic oil supply HO, suitable for example, the supply of oil to a turbo set, such as a steam turbine, gas turbine or a turbocompressor.

Die Angaben oben, unten, vertikal, usw. beziehen sich auf die Richtung der Gravitation G. The details above, below, vertical, etc. refer to the direction of gravity G.

Die schematische Darstellung des Querschnitts des Öltanks T der 1, 2 zeigt Wandungen W, die ein Innenvolumen des Öltanks T definieren. In dem Öltank T befindet sich Öl OI bis zu einem Ölspiegel OL und darüber befindet sich Gas G, insbesondere atmosphärische Luft. Der Ölspiegel OL befindet sich über einer Mindestfüllhöhe ML des Öltanks T. An dem Öltank T sind die Ölkreisläufe CY angeschlossen, wie in 2 schematisch dargestellt. Das Schmierölsystem LO, Hydraulikölsystem HO und Anhebeölsystem LIO entnehmen dem Öltank T Öl OI und führen nach entsprechender Benutzung das Öl OI durch eine Ölrücklaufleitung RL wieder dem Öltank T zu. 1 zeigt, dass in einem herkömmlichen Öltank T die Rücklaufleitung RL über dem Ölspiegel OL endet und dementsprechend das Öl OI als frei fallender Strahl vergleichbar mit einem Wasserfall offen in das in dem Öltank T gespeicherte Öl OI reinfällt. Hierbei reißt das rückgeführte Öl OI Gas G mit in das gespeicherte Öl OI, so dass das mitgerissene Gas während einer Verweildauer des Öls OI wieder in dem Öltank T abgeschieden werden muss. Gleichzeitig findet eine signifikante statische Aufladung des Öls OI bei der turbulenten Zuströmung des Rücklaufs in den Öltank T statt. The schematic representation of the cross section of the oil tank T of 1 . 2 shows walls W defining an internal volume of the oil tank T. In the oil tank T is oil OI up to an oil level OL and above it is gas G, in particular atmospheric air. The oil level OL is above a minimum filling level ML of the oil tank T. At the oil tank T, the oil circuits CY are connected, as in 2 shown schematically. The lubricating oil system LO, the hydraulic oil system HO and the lifting oil system LIO remove oil OI from the oil tank T and, after appropriate use, return the oil OI to the oil tank T through an oil return line RL. 1 shows that in a conventional oil tank T, the return line RL ends above the oil level OL and, accordingly, the oil OI falls freely into the oil OI stored in the oil tank T as a free-falling jet comparable to a waterfall. In this case, the returned oil OI gas G tears into the stored oil OI, so that the entrained gas must be deposited again in the oil tank T during a residence time of the oil OI. At the same time a significant static charge of the oil OI takes place during the turbulent inflow of the return into the oil tank T.

Die beiden Nachteile des übermäßigen Gaseintrags und der übermäßigen elektrostatischen Aufladung vermeidet eine Ausführung nach der Erfindung, wie sie in den 2 und 3 abgebildet ist. Die Rohrleitung PI der Ölrücklaufleitung RL ist bis unter eine Mindestfüllhöhe ML des Öltanks T geführt, so dass in jedem Fall ein wasserfallartiges Einströmen oberhalb des Ölspiegels OL durch den Ölrücklauf verhindert ist. Nach der Erfindung strömt das Öl OI ruhig in den Öltank T unterhalb der Mindestfüllhöhe und unterhalb des Ölspiegels OL ein. Hierbei kann die Rohrleitung RI im Bereich des Mündungsendes OE in den Öltank T zylindrisch ausgebildet sein. Besonders vorteilhaft ist eine Aufweitung der Rohrleitung PI im Bereich des Mündungsendes OE, wie dies in der 3 vergrößert als Detail der 2 dargestellt ist. Die Aufweitung verursacht eine Verzögerung der Strömung des rücklaufenden Öls OI vor der Vermischung mit dem Öl OI, das bereits in dem Öltank T gespeichert ist. Auf diese Weise werden unnötige Turbulenzen vermieden, ein Gaseintrag minimiert und die elektrostatische Aufladung wird reduziert in Folge der verringerten Geschwindigkeit. Die Variante eines zylindrischen Mündungsendes ist in den 2, 3 gestrichelt dargestellt. Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung, wie diese in der 3 zu erkennen ist, sieht vor, dass die Abschlusskante RE des Mündungsendes OE der Rohrleitung PI in dem Öltank T abgerundet ausgebildet ist. Die Abrundung kann in einer Variante nur für die radial innenliegende Kante vorgesehen sein, aber besonders bevorzugt ist, wie in der 3 wiedergegeben, die Abrundung sowohl für die radial innenliegende Kante des Mündungsendes OE als auch für die radial außenliegende Kante des Mündungsendes OE vorgesehen, so dass die abschließende Kante RE vollständig mit Radien versehen ist und es deswegen zu einer Reduktion von Turbulenzen bei der Einströmung des Öls OI in den Öltank T kommt. The two disadvantages of the excessive gas input and the excessive electrostatic charge avoids an embodiment according to the invention, as shown in the 2 and 3 is shown. The pipeline PI of the oil return line RL is led to below a Mindestfüllhöhe ML of the oil tank T, so that in each case a waterfall-like inflow above the oil level OL is prevented by the oil return. According to the invention, the oil OI flows smoothly into the oil tank T below the minimum filling level and below the oil level OL. Here, the pipe RI may be formed cylindrical in the oil tank T in the region of the mouth end OE. Particularly advantageous is a widening of the pipe PI in the region of the mouth end OE, as shown in the 3 enlarged as a detail of 2 is shown. The expansion causes a delay in the flow of the returning oil OI before mixing with the oil OI, which is already stored in the oil tank T. This avoids unnecessary turbulence, minimizes gas entry, and reduces electrostatic charge due to reduced speed. The variant of a cylindrical mouth end is in the 2 . 3 shown in dashed lines. A further advantageous development of the invention, as this in the 3 can be seen, provides that the end edge RE of the mouth end OE of the pipe PI is formed in the oil tank T rounded. The rounding can be provided in a variant only for the radially inner edge, but is particularly preferred as in the 3 , the rounding is provided for both the radially inner edge of the mouth end OE and the radially outer edge of the mouth end OE, so that the final edge RE is completely provided with radii and therefore to a reduction of turbulence in the inflow of the oil OI in the oil tank T comes.

Claims

Oil tank (T) of a lubricating oil supply (LO), lifting oil supply (LIO) and / or hydraulic oil supply (HO), comprising at least one oil return line (RL) of an associated oil circuit (CY), which is for the purpose of returning extracted oil (OI) into the oil tank ( T), wherein the oil tank (T) has a Mindestfüllhöhe (ML) for the oil (OI), so that in operation above the Mindestfüllhöhe (ML) an oil level (OL) should form, above the oil level (OL) itself Gas (G), in particular atmospheric air, is characterized in that the oil return line (RL) opens below the oil level (OL) in the oil (OI) in the oil tank (T).

Oil tank (T) according to claim 1, wherein the oil return line (RL) is formed as a pipe (PI).

An oil tank (T) according to claim 2, wherein the pipeline (PI) also extends through the oil tank (T).

Oil tank (T) according to claim 3, wherein the pipeline (PI) extends substantially perpendicular to the oil level (OL) to below the oil level (OL).

Oil tank (T) according to at least one of claims 1 to 4, wherein the pipeline (PI) widens towards the mouth end (OE).