DE102018000703A1

DE102018000703A1 - Device for at least partially removing gaseous constituents from a fluid

Info

Publication number: DE102018000703A1
Application number: DE102018000703.1A
Authority: DE
Inventors: Alexander Wohlers; Kristof Schlemmer; Stephan Peter Krotten; Alexander Backes; Holger Bernhard Schmidt
Original assignee: Hydac Systems and Services GmbH
Current assignee: Hydac Systems and Services GmbH
Priority date: 2018-01-26
Filing date: 2018-01-26
Publication date: 2019-08-01

Abstract

Eine Vorrichtung zum zumindest teilweise Entfernen von gasförmigen Bestandteilen, wie Luft, aus einem Fluid, wie einem gasförmige Bestandteile enthaltenden Hydraulikmedium, unter Einsatz einer Trenneinrichtung (8), ist dadurch gekennzeichnet, dass die Trenneinrichtung (8) mindestens ein Gerinne (32) aufweist, in dem sich das Fluid unter Vergrößerung seiner Oberfläche flächig verteilt und sich mit einer vorgebbaren Fließgeschwindigkeit von einem Zulauf (6) zu einem Ablauf (10) bewegt, und dass die gasförmigen Bestandteile über die Oberfläche aus dem Fluid entweichen.An apparatus for at least partially removing gaseous constituents, such as air, from a fluid, such as a hydraulic medium containing gaseous constituents, using a separating device (8), is characterized in that the separating device (8) has at least one channel (32), in which the fluid is distributed over a surface area as its surface area increases and moves from an inlet (6) to a drain (10) at a predeterminable flow rate, and that the gaseous constituents escape from the fluid via the surface.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum zumindest teilweisen Entfernen von gasförmigen Bestandteilen, wie Luft, aus einem Fluid, wie einem gasförmige Bestandteile enthaltenden Hydraulikmedium, unter Einsatz einer Trenneinrichtung.The invention relates to a device for the at least partial removal of gaseous constituents, such as air, from a fluid, such as a gaseous component containing hydraulic medium, using a separator.

Im Allgemeinen führt eine Anreicherung von Luft in Hydraulikmedien bei Hydraulikkreisläufen zu einer Beeinträchtigung der Betriebssicherheit und der Funktionsfähigkeit. Mitunter kann es zu Betriebsstörungen sicherheitsrelevanter Komponenten und zur die Betriebssicherheit von Pumpen gefährdender Kavitation kommen. Luft kann die Steifigkeit hydraulischer Antriebe und unter Umständen auch die Funktionsfähigkeit von Ventilen verringern. Andererseits ist bei bestimmten Anwendungen eine Anreicherung des Hydrauliköls wünschenswert und für spezielle Zwecke geboten, beispielsweise, um bei der Versorgung von Lagereinheiten bei maschinellen Anlagen mit Drucköl die Lagertragfähigkeit und Schmierfähigkeit zu verbessern. Bei Großanlagen, beispielsweise der Ölversorgung von Lagerungen von Walzen und Zylindern bei Papiermaschinen, fallen dabei verhältnismäßig große Mengen an mit Luft angereichertem Öl an, das im Rücklauf zu einem Reservoir zurückströmt und entgast werden muss, bevor es als Zulauf einem weiteren System zuführbar ist, in dem es als Funktionsmedium ohne Luftanreicherung weiter benutzt werden soll.In general, an enrichment of air in hydraulic media in hydraulic circuits leads to a deterioration of the reliability and operability. Sometimes it can lead to malfunction of safety-related components and to the reliability of pumps hazardous cavitation. Air can reduce the rigidity of hydraulic actuators and, under certain circumstances, the functionality of valves. On the other hand, in certain applications, enrichment of the hydraulic oil is desirable and required for specific purposes, for example, to improve the bearing bearing capacity and lubricity in the supply of pressurized oil system storage units. In large plants, such as the oil supply of bearings of rolls and cylinders in paper machines, while relatively large amounts of enriched with air oil, which flows back in the return to a reservoir and must be degassed before it can be fed as feed to another system, in it should continue to be used as a functional medium without air enrichment.

Vorrichtungen der eingangs genannten Art zum Entgasen von Medien, wie Hydrauliköl, sind Stand der Technik. Beispielsweise offenbart die DE 10 2012 000 221 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung mit einem Reservoir für zu entgasendes Medium und einer mit dem Reservoir medienführend verbundenen Trenneinrichtung. Die Entgasung erfolgt hierbei in diskontinuierlichem Betrieb, bei dem in zeitgesteuerten Zyklen gasreduziertes Medium von der Trenneinrichtung wieder zum Reservoir rückgeführt wird. Dieses System ist für die Entgasung größerer mit Luft angereicherter Rücklaufmengen, wie sie bei den vorstehend genannten Großanlagen anfallen, weniger geeignet. Entsprechendes gilt für das System Oxistop, das in der Produktveröffentlichung D7.645.3/02.16 der Anmelderin auf den Seiten 243 bis 246 gezeigt ist. Dieses System, das eine Entgasung im Nebenstrom vorsieht, ist ebenfalls für große zu entgasende Volumenströme weniger geeignet.Devices of the type mentioned for degassing of media, such as hydraulic oil, are state of the art. For example, the DE 10 2012 000 221 A1 a method and a device with a reservoir for medium to be degassed and a media-leading connected to the reservoir separator. The degassing takes place in discontinuous operation, in which in time-controlled cycles gas-reduced medium is returned from the separator back to the reservoir. This system is less suitable for the degassing of larger air-enriched return quantities, as they occur in the above-mentioned large-scale systems. The same applies to the system Oxistop, which is shown in the applicant's product publication D7.645.3 / 02.16 on pages 243 to 246. This system, which provides a degassing in the bypass, is also less suitable for large volume flows to be degassed.

Ausgehend von diesem Stand der Technik stellt sich die Erfindung die Aufgabe, eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, die die Entgasung auch größerer anfallender Volumenströme gasangereicherter Fluide, wie Hydrauliköl, auf effektive und wirtschaftliche Weise ermöglicht.Based on this prior art, the object of the invention is to provide a device which enables the degassing of larger accumulating volume flows of gas-enriched fluids, such as hydraulic oil, in an effective and economical manner.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch eine Vorrichtung gelöst, die die Merkmale des Patentanspruches 1 in seiner Gesamtheit aufweist.According to the invention this object is achieved by a device having the features of claim 1 in its entirety.

Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 besteht eine wesentliche Besonderheit der Erfindung darin, dass die Trenneinrichtung mindestens ein Gerinne aufweist, in dem sich das Fluid unter Vergrößerung seiner Oberfläche flächig verteilt und sich mit einer vorgebbaren Fließgeschwindigkeit von einem Zulauf zu einem Ablauf bewegt, und dass die gasförmigen Bestandteile über die Oberfläche aus dem Fluid entweichen. Unter der Bezeichnung „Gerinne“ ist im vorliegenden Zusammenhang ein künstliches Fließbett zu verstehen, vgl. die diesbezügliche Definition in der Veröffentlichung WIKIPEDIA (3. November 2015), wo als künstliche offene Gerinne z.B. Kanäle oder als künstliche geschlossene Gerinne z.B. Rohre bezeichnet sind. Dadurch, dass bei der Erfindung das Fluid im jeweiligen Gerinne in flächiger Verteilung von Zulauf zu Ablauf strömt und dadurch einen ausgebreiteten Fluidstrom mit entsprechend stark vergrößerter Oberfläche bildet, die für das Entweichen der gasförmigen Bestandteile zur Verfügung steht, ist durch Einstellung einer die Entgasung optimierenden Fließgeschwindigkeit eine Durchlaufentgasung großer Volumenströme sowohl im Vollstrom als auch im Nebenstrom mit besonders hoher Effizienz ermöglicht. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist daher mit besonderem Vorteil auch bei Anfall großer, gasangereicherter Medien, wie Rücklauföl bei Großanlagen, mit besonderem Vorteil einsetzbar.According to the characterizing part of claim 1, an essential feature of the invention is that the separating device has at least one channel in which the fluid is distributed over its surface area enlarging its surface and moves with a predeterminable flow rate from an inlet to a drain, and that the gaseous components escape from the fluid via the surface. The term "flume" in the present context means an artificial fluidized bed, cf. the relevant definition in WIKIPEDIA (3 November 2015), where as artificial open channels e.g. Channels or as artificial closed channels e.g. Tubes are designated. Characterized in that in the invention, the fluid flows in the respective channel in a planar distribution of inlet to drain and thereby forms a spreading fluid flow with a correspondingly larger surface area, which is available for the escape of the gaseous constituents, is by adjusting the flow rate optimizing the degassing enables a continuous degassing of large volume flows both in full flow and in the secondary flow with particularly high efficiency. The device according to the invention can therefore be used to particular advantage even when large, gas-enriched media, such as return oil in large installations, are used.

Zum Einstellen der Fließgeschwindigkeit des Fluids innerhalb des mindestens einen Gerinnes weist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Einstelleinrichtung auf, die mindestens eine Gefällstrecke und/oder Pegelstand-Überwachung und/oder Förderpumpe, vorzugsweise eine Konstantpumpe, und/oder eine Ventileinrichtung auf Seiten des Zulaufes und/oder eine Ventileinrichtung auf Seiten des Ablaufs aufweist.To set the flow rate of the fluid within the at least one channel, the device according to the invention has an adjustment device which has at least one gradient and / or level monitoring and / or delivery pump, preferably a fixed displacement pump, and / or a valve device on the side of the inlet and / or having a valve device on the side of the drain.

Bei vorteilhaften Ausführungsbeispielen ist zur Unterstützung der Entfernung der gasförmigen Bestandteile aus dem Fluid eine Vakuumeinrichtung vorgesehen, die zumindest teilweise entlang der Oberfläche eines das Gerinne durchlaufenden Fluids einen Unterdruck anlegt. Als Saugeinrichtung kann die Vakuumeinrichtung auch beim Entgasungsvorgang ausgedünstetes und kondensiertes Wasser mit aus der Vorrichtung abführen.In advantageous embodiments, a vacuum device is provided to support the removal of the gaseous components from the fluid, which applies a negative pressure at least partially along the surface of a fluid passing through the channel. As a suction device, the vacuum device can also discharge during the degassing process and condensed water with out of the device.

Bei besonders bevorzugten Ausführungsbeispielen sind mehrere Gerinne in Übereinanderanordnung vorgesehen, die gemeinsam mit aus einem Reservoir stammendem Fluid auf Seiten des Zulaufs versorgt sind. Die Aufteilung des zu entgasenden Fluidstromes des Fluids auf übereinanderliegende Teilvolumenströme mit jeweils großer, zur Entgasung zur Verfügung stehender Oberfläche, ermöglicht eine Durchlaufentgasung großer Fluidmengen bei kompakter, Bauraum sparender Bauweise der Vorrichtung.In particularly preferred embodiments, a plurality of channels are provided in superimposed arrangement, which are supplied together with derived from a reservoir fluid on the side of the inlet. The distribution of the fluid stream to be degassed of the fluid to superimposed Part volume flows, each with large, available for degassing surface, allows a continuous degassing large amounts of fluid in a compact, space-saving design of the device.

Bei vorteilhaften Ausführungsbeispielen ist die Anordnung so getroffen, dass die Gerinne auf Seiten ihres Ablaufes das von gasförmigen Bestandteilen zumindest teilweise befreite Fluid an ein weiteres Reservoir abgeben, das ausgangsseitig an den Eingang der jeweiligen Förderpumpe anschließbar ist. Dadurch bildet das weitere Reservoir einen Sammelraum für das aus den Gerinnen ablaufende Fluid, aus dem der Eingang der Förderpumpe versorgbar ist.In advantageous embodiments, the arrangement is such that the channels issue on the part of their expiry of the gaseous components at least partially released fluid to another reservoir, which is the output side connected to the input of the respective feed pump. As a result, the further reservoir forms a collecting space for the fluid running out of the channels, from which the inlet of the delivery pump can be supplied.

Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen ist der Ausgang des weiteren, den Sammelraum bildenden Reservoirs mittels einer Umschalteinrichtung wahlweise an die jeweilige Förderpumpe oder an das eine Reservoir anschließbar. Bei Bedarf ist dadurch über die Umschalteinrichtung ein die Trenneinrichtung umgehender Bypass ausbildbar, über den in einer Notfunktion ein Durchlauf von nicht entgastem Fluid durch die Vorrichtung hindurch ermöglichbar ist oder über den bei einem Anfahren der Vorrichtung der Förderpumpe Fluid zum Anlaufen zur Verfügung gestellt werden kann.In preferred embodiments, the output of the further, the collecting space forming reservoir by means of a switching device optionally to the respective feed pump or to a reservoir can be connected. If necessary, it can be formed via the switching device, a bypass bypass bypassing over which in an emergency function a passage of non-degassed fluid through the device is possible or can be made to start the device of the feed pump fluid to startup available.

Mit besonderem Vorteil kann die Anordnung so getroffen sein, dass mindestens eines der Gerinne bis auf den jeweiligen Zu- und Ablauf sowie bis auf mindestens eine Entnahmestelle der Vakuumeinrichtung ein geschlossenes System ausbildet. Mit einem derart geschlossenen Gerinne ist oberhalb der Oberfläche des Fluidstroms ein geschlossener Entgasungsraum ausbildbar, in dem von der Vakuumeinrichtung ein Unterdruck erzeugbar ist.With particular advantage, the arrangement may be made such that at least one of the channels forms a closed system except for the respective inlet and outlet as well as at least one removal point of the vacuum device. With such a closed channel above the surface of the fluid flow, a closed degassing space can be formed, in which a vacuum can be generated by the vacuum device.

Bei besonders vorteilhaften Ausführungsbeispielen ist das geschlossene System jeweils aus einem rechteckförmigen Kasten in der Art einer Kassette gebildet, und alle eingesetzten Kassetten sind als Gleichteile ausgebildet und entlang ihrer größten Erstreckung von dem Fluid vom Zulauf her in Richtung des Ablaufes durchströmt.In particularly advantageous embodiments, the closed system is formed in each case from a rectangular box in the manner of a cassette, and all cassettes are formed as equal parts and flows along its largest extension of the fluid from the inlet in the direction of the flow.

Bei Ausführungsbeispielen, die sich durch eine besonders hohe Effizienz der Entgasung auszeichnen, ist in der jeweiligen Kassette eine sich an den Zulauf anschließende Einrichtung zur Strömungsgleichrichtung und -homogenisierung angeordnet.In embodiments, which are characterized by a particularly high efficiency of degassing, arranged in the respective cassette adjoining the inlet means for flow equalization and homogenization.

Bei vorteilhaften Ausführungsbeispielen weist diese Einrichtung einen Vorraum auf, in den der Zulauf einmündet und der von leistenartigen Wänden umgrenzt ist, die vom Boden der Kassette in Richtung auf die Deckwand vorstehen und von denen eine eine zwischen den Seitenwänden verlaufende Trennwand mit Perforationsbereichen bildet, und dass die Fluiddurchlässe eines Perforationsbereichs sich hinsichtlich Form und/oder Öffnungsgröße von den Fluiddurchlässen des jeweils angrenzenden Perforationsbereichs unterscheiden.In advantageous embodiments, this device has an anteroom, in which the inlet opens and which is delimited by strip-like walls which project from the bottom of the cassette in the direction of the top wall and one of which forms a between the side walls extending partition with perforation areas, and that the fluid passages of a perforation region differ in terms of shape and / or opening size from the fluid passages of the respectively adjacent perforation region.

Sämtliche der Komponenten der erfindungsgemäßen Vorrichtung können, als Aufstelleinheit konzipiert, einer Anlage beistellbar sein, wie einer Papiermaschine.All of the components of the device according to the invention, designed as a set-up unit, can be provided to a system, such as a paper machine.

Gemäß dem Patentanspruch 12 ist Gegenstand der Erfindung auch ein Verfahren zum Durchführen eines Entfernens von gasförmigen Bestandteilen aus einem Fluid mit einer Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 11.According to claim 12 is the subject of the invention also a method for performing a removal of gaseous components from a fluid with a device according to one of the claims 1 to 11.

Nachstehend ist die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen im Einzelnen erläutert.The invention with reference to embodiments shown in the drawings will be explained in detail.

Es zeigen:

1 in Symboldarstellung die Hydraulikschaltung der Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
2 eine perspektivische Schrägansicht eines Ausführungsbeispiels, gesehen auf die Ablaufseite der Trenneinrichtung;
3 eine der 2 entsprechende perspektivische Schrägansicht des Ausführungsbeispiels, gesehen auf die Zulaufseite der Trenneinrichtung;
4 eine perspektivische Schrägansicht einer einzelnen Kassette eines Ausführungsbeispiels der Trenneinrichtung, wobei die obere Deckwand der Kassette weggelassen ist;
5 und 6 eine perspektivische Schrägansicht bzw. Draufsicht einer einzelnen Kassette eines zweiten Ausführungsbeispiels der Trenneinrichtung, wobei die obere Deckwand der Kassette jeweils weggelassen ist; und
7 eine der in 6 mit VII - VII bezeichneten Schnittlinie entsprechende Schnittdarstellung der Kassette von 5 und 6.

Show it:

1 in symbol representation, the hydraulic circuit of the embodiments of the device according to the invention;
2 an oblique perspective view of an embodiment, as seen on the discharge side of the separator;
3 one of the 2 corresponding perspective oblique view of the embodiment, as seen on the inlet side of the separator;
4 an oblique perspective view of a single cassette of an embodiment of the separator, wherein the upper top wall of the cassette is omitted;
5 and 6 a perspective oblique view and a plan view of a single cartridge of a second embodiment of the separating device, wherein the upper top wall of the cassette is omitted in each case; and
7 one of the in 6 With VII - VII designated section line corresponding sectional view of the cassette of 5 and 6 ,

In 1 ist ein Reservoir mit 2 bezeichnet, dem von einer (nicht gezeigten) maschinellen Anlage Hydrauliköl, das mit Luft angereichert ist, als Rücklauföl zugeführt wird. Ein Füllstandssensor 4 erzeugt ein die Füllstandshöhe im Reservoir 2 darstellendes elektrisches Signal für die nicht dargestellte Steuerelektronik zur Betriebssteuerung der Vorrichtung. Über eine Zulaufleitung 6 ist das Reservoir 2 mit der Zulaufseite einer Trenneinrichtung 8 verbunden, deren Ablaufseite über eine Ablaufsammelleitung 10 mit einem Sammelraum 14 für Hydrauliköl in Verbindung ist, das beim Durchlauf durch die Trenneinrichtung 8 entgast ist. Für die Erzeugung eines Gesamtstromes an zu entgasendem Hydrauliköl, das vom Reservoir 2 über die Trenneinrichtung 8 zum Sammelraum 14 strömt und an einem Abgabeanschluss 16 zur Weiterbenutzung abgegeben wird, ist eine Förderpumpe 22 vorgesehen, die von einem Elektromotor 18 antreibbar ist und deren Saugseite über eine Abgabeleitung 20 mit dem Sammelraum 14 in Verbindung ist. In der Abgabeleitung 20 befindet sich ein Bypassventil 24, das im entsperrten Zustand über eine Bypassleitung 26 eine die Trenneinrichtung 8 umgehende Verbindung zwischen dem Reservoir 2 und dem Sammelraum 14 herstellt.In 1 2 is a reservoir designated 2, to which hydraulic oil enriched with air is supplied as return oil from a mechanical plant (not shown). A level sensor 4 creates a level in the reservoir 2 representing electrical signal for the control electronics, not shown for controlling the operation of the device. Via a supply line 6 is the reservoir 2 with the inlet side of a separator 8th connected, the drain side via a drain manifold 10 with a collection room 14 for hydraulic oil is in connection, which when passing through the separator 8th is degassed. For generating a total flow of hydraulic oil to be degassed from the reservoir 2 over the separator 8th to the collection room 14 flows and at a delivery port 16 is released for further use, is a feed pump 22 provided by an electric motor 18 can be driven and their suction side via a discharge line 20 with the collection room 14 is in communication. In the delivery line 20 there is a bypass valve 24 , in the unlocked state via a bypass line 26 a the separation device 8th immediate connection between the reservoir 2 and the collection room 14 manufactures.

Die 2 bis 4 zeigen nähere bauliche Einzelheiten eines Ausführungsbeispiels. Wie die 2 und 3 zeigen, ist die Trenneinrichtung mittels eines einen Tragrahmen bildenden Gestells 28 in einem Abstand von einer Bodenfläche aufgeständert. Das Reservoir 2 mit einem Einlass 30 für zu entgasendes Rücklauföl sowie der Sammelraum 14, die jeder durch einen die Form eines rechteckigen Quaders ausweisenden Tank gebildet sind, befinden sich in aneinander angrenzender Anordnung in dem Zwischenraum, der durch das Gestell 28 zwischen Bodenfläche und der aufgeständerten Trenneinrichtung 8 gebildet ist. Die Trenneinrichtung 8 selbst ist aus einer Gruppe von Kassetten 32, beim gezeigten Beispiel vier Kassetten 32, gebildet, die miteinander fluchtend übereinander angeordnet und mittels Querstegen 34 des Gestells 28 in geringem Abstand voneinander gehalten sind.The 2 to 4 show more detailed structural details of an embodiment. As the 2 and 3 show is the separator by means of a support frame forming frame 28 elevated at a distance from a ground surface. The reservoir 2 with an inlet 30 for to be degassed return oil and the collecting space 14 each formed by a tank having the shape of a rectangular parallelepiped, are in an adjoining arrangement in the space passing through the frame 28 between the bottom surface and the elevated separator 8th is formed. The separator 8th itself is from a group of cassettes 32 , in the example shown, four cassettes 32 , formed, which are aligned one above the other and by means of transverse webs 34 of the frame 28 are held at a small distance from each other.

Wie am deutlichsten der 4 entnehmbar ist, die eine Kassette 32 ohne ihre den Innenraum an der Oberseite verschließende Deckwand 50 (2 und 3) zeigt, ist an der zulaufseitigen Stirnwand 36 jeder Kassette 32 jeweils mittig ein Eingang 38 (3 und 4) für zu entgasendes Öl vorgesehen. An jeder ablaufseitigen Stirnwand 40 sind in regelmäßigen gegenseitigen Abständen voneinander fünf Ausgänge 42 (s. 4) für entgastes Öl vorgesehen. Wie 4 weiter zeigt, weisen die Kassetten 32 in der Nähe der ebenflächigen Stirnwände 36 und 40 je einen Tragrahmen für einen ebenflächigen Boden 44 auf, der die Form eines langgestreckten Rechtecks besitzt, dessen Länge zwischen den Stirnwänden 36 und 40, beim gezeigten Beispiel dem Zweifachen der Länge der Stirnwände 36, 40, entspricht.How most obvious of the 4 is removable, which is a cassette 32 without their top wall closing the interior at the top 50 ( 2 and 3 ) is at the upstream end wall 36 every cassette 32 each in the middle of an entrance 38 ( 3 and 4 ) provided for to be degassed oil. At each drain-side end wall 40 are at regular mutual distances from each other five exits 42 (S. 4 ) provided for degassed oil. As 4 continues to show the cassettes 32 near the plane end walls 36 and 40 each a support frame for a level surface 44 on, which has the shape of an elongated rectangle whose length between the end walls 36 and 40 in the example shown, twice the length of the end walls 36 . 40 , corresponds.

Die Tragrahmen weisen Holme 46 auf, die seitlich des Bodens 44 von diesem senkrecht nach oben vorstehen und die Anlagefläche für Seitenwände 48 bilden, die sich in zum Boden 44 senkrechter Ebene zwischen den Stirnwänden 36, 40 entlang der Langseiten der Kassetten 32 erstrecken und so mit dem Boden 44 das Fließbett eines Gerinnes bilden. Die Oberseite der Holme 46 bildet auch die Auflage für die den oberen dichten Verschluss der Kassetten 32 bildende ebene Deckwand 50, die in 4 weggelassen ist und von denen lediglich eine der obersten Kassette 32 zugehörige Deckwand 50 in 2 und 3 sichtbar ist. Wie ebenfalls 4 zeigt, sind in gleichmäßiger Anordnung verteilte Stifte 52, die sich vom Boden 44 zur Deckwand 50 erstrecken und von denen in 4 lediglich einige beziffert sind, als Abstützelemente und Abstandhalter zwischen Boden 44 und Deckwand 50 vorgesehen.The support frames have spars 46 on, the side of the floor 44 from this projecting vertically upwards and the contact surface for side walls 48 form, which are in the ground 44 vertical plane between the end walls 36 . 40 along the long sides of the cassettes 32 extend and so with the ground 44 form the fluidized bed of a channel. The top of the spars 46 also makes the pad for the upper tight closure of the cassettes 32 forming flat top wall 50 , in the 4 is omitted and of which only one of the top cassette 32 associated cover wall 50 in 2 and 3 is visible. Like also 4 shows are uniformly distributed pins 52 that are different from the ground 44 to the top wall 50 extend and of which in 4 only a few are quantified, as support elements and spacers between the ground 44 and top wall 50 intended.

Beim Betrieb der Vorrichtung wird mittels der Tätigkeit der beim Ausführungsbeispiel durch eine Konstantpumpe gebildeten Förderpumpe 22 das zu entgasende Hydrauliköl aus dem Reservoir 2 als Fluidstrom durch die Trenneinrichtung 8 hindurchgeführt, wobei der über die Zulaufleitung 6 zuströmende Gesamt-Volumenstrom über Zweigleitungen 54 in Teilströmen zum jeweiligen Eingang 38 der Kassetten 32 gelangt und dadurch in vier Volumenströme aufgeteilt wird. In den Zweigleitungen 54 befindet sich jeweils ein Schwimmerventil 56, mittels dessen der Zulauf in Abhängigkeit von der jeweiligen Öl-Füllstandshöhe in der jeweiligen Kassette 32 regelbar ist. Anstelle der Schwimmerventile 56 können hierfür auch durch einen Niveausensor gesteuerte Koaxialventile oder Zulaufventile anderer Form vorgesehen sein. Die fünf Ausgänge 42 an der Ablaufseite jeder Kassette 32 sind über je einen Ablaufwiderstand, beim vorliegenden Beispiel in Form von Stelldrosseln 58, die der Übersichtlichkeit in der Zeichnung nicht sämtliche beziffert sind, mit je einer Querleitung 60 verbunden, die je einen Sammler für das aus der zugehörigen Kassette 32 ausströmende Öl bilden. Die Querleitungen 60 münden sämtliche in die Ablaufsammelleitung 10 ein, die den entgasten Fluidstrom in den Sammelraum 14 einleitet.During operation of the device is by means of the activity of the exemplary embodiment formed by a constant displacement pump 22 the hydraulic oil to be degassed from the reservoir 2 as fluid flow through the separator 8th passed, wherein the over the supply line 6 inflowing total volume flow over branch lines 54 in partial streams to the respective input 38 the cassettes 32 and thereby divided into four volume flows. In the branch lines 54 there is a float valve 56 , By means of which the inlet depending on the respective oil level in the respective cassette 32 is controllable. Instead of the float valves 56 This can also be provided by a level sensor controlled coaxial valves or inlet valves of another form. The five exits 42 on the drain side of each cassette 32 are each a drain resistor, in the present example in the form of variable choke 58 , the clarity in the drawing are not all quantified, each with a transverse line 60 connected, each one a collector for the out of the associated cassette 32 form outflowing oil. The transverse lines 60 all lead into the drain collection line 10 one that removes the degassed fluid flow into the plenum 14 initiates.

Aufgrund der Einstellungen der die Zulaufventile bildenden Schwimmerventile 56 und der Ablaufregelung mittels der Stelldrosseln 58 ist der Durchstrom durch die Kassetten 32 derart einstellbar, dass bei gegebener Förderleistung der Förderpumpe 22 die über die Eingänge 38 in die Kassetten 32 einströmenden Teilvolumenströme auf dem ein flaches, eben verlaufendes Gerinne bildenden Boden 44 der Kassetten 32 jeweils zu einem flachen Fluidstrom ausgebreitet werden, wobei durch Zulaufsteuerung und Ablaufsteuerung die Füllstandshöhe derart gesteuert ist, dass ein flacher Fluidstrom mit einer gegenüber der Füllstandshöhe in sehr starkem Maße vergrößerten freien Oberfläche gebildet ist, wobei sich zwischen der Fluidoberfläche und der oberen Deckwand 50 ein freier Entgasungsraum befindet. Für die Optimierung der Luftabscheidung in den Entgasungsräumen ist eine Absaugeinrichtung 62 vorhanden, die ein elektromotorisch angetriebenes Sauggebläse 64 aufweist, das mit seiner Saugseite über eine Saugleitung 66 und Sauganschlüsse 68, die sich an der Deckwand 50 jeder Kassette 32 befinden, sämtliche Entgasungsräume der Kassetten 32 mit einem Unterdruck beaufschlagt. Bei einem Unterdruck in den Entgasungsräumen, beispielsweise in einem Bereich von 0,1 bar bis 1 bar absolut, erfolgt eine optimale Gasabtrennung und die Absaugung der abgetrennten Luft aus den Entgasungsräumen. Gleichzeitig wird Wasser, das zusammen mit Luft aus der Fluidoberfläche ausgedünstet und kondensiert ist, mittels des Sauggebläses 64 mit abgesaugt. Wie 1 zeigt, ist an der Saugleitung 66 eine Nebenluftleitung 70 angeschlossen, die über eine Stelldrossel 72 zur Atmosphäre führt. Dadurch ist eine Sicherung der Kassetten 32 gegen zu hohen Unterdruck gebildet, gleichzeitig ermöglicht die Stelldrossel 72, möglicherweise in Kombination mit der Drehzahlregelung des Sauggebläses 64, die Einstellung des in den Kassetten 32 wirkenden Unterdrucks.Due to the settings of the inlet valves forming float valves 56 and the flow control by means of the control chokes 58 is the flow through the cassettes 32 adjustable so that at a given capacity of the feed pump 22 the over the entrances 38 in the cassettes 32 inflowing partial volume flows on the a flat, flat running channel forming soil 44 the cassettes 32 are each spread to a shallow fluid flow, wherein the fill level is controlled by supply control and flow control such that a shallow fluid flow is formed with respect to the level height to a very large extent increased free surface, wherein between the fluid surface and the upper top wall 50 a free degassing space is located. For the optimization of air separation in the degassing is a suction device 62 present, which is an electric motor driven suction fan 64 having, with its suction side via a suction line 66 and suction connections 68 that are on the top wall 50 every cassette 32 located, all degassing of the cassettes 32 subjected to a negative pressure. At a Underpressure in the degassing, for example in a range of 0.1 bar to 1 bar absolute, there is an optimal gas separation and the extraction of the separated air from the degassing. At the same time, water that is expelled and condensed together with air from the fluid surface is sucked by the suction fan 64 sucked off. As 1 shows is on the suction line 66 a secondary air line 70 connected via an actuating choke 72 leads to the atmosphere. This is a backup of the cartridges 32 formed against excessive negative pressure, at the same time allows the control choke 72 , possibly in combination with the speed control of the suction fan 64 , the setting of the in the cassettes 32 acting negative pressure.

Die Füllstandshöhe des in den Kassetten 32 ausgebreiteten Fluidstroms lässt sich durch die Zulaufwiderstände, vorliegend gebildet durch die Schwimmerventile 56, die Ablaufregelung, vorliegend gebildet durch die Stelldrosseln 58 und/oder durch Drehzahlregelung des Antriebsmotors 18 der Förderpumpe 22 auf eine für die Entgasung im Durchlauf optimale Höhe einstellen. Mit Vorteil kann bei Ausführungsbeispielen, die, wie in der Zeichnung dargestellt ist, vier Kassetten 32 aufweisen und bei denen der Boden 44 und damit die Oberfläche des ausgebreiteten Fluidstroms eine Länge von 4 m und eine Breite von 2 m besitzt, die Füllstandshöhe des Fluidstroms auf einen Bereich von 100 mm mit 150 mm eingestellt sein, wobei die vom Boden 44 zur Deckwand 50 gemessene Höhe der Kassetten 350 mm beträgt.The level of the level in the cassettes 32 Spread fluid flow can be through the inlet resistances, in this case formed by the float valves 56 , the flow control, in this case formed by the control reactors 58 and / or by speed control of the drive motor 18 the feed pump 22 set to an optimal level for degassing in the run. Advantageously, in embodiments which, as shown in the drawing, four cassettes 32 exhibit and where the soil 44 and in order that the surface of the outflow fluid stream has a length of 4 m and a width of 2 m, the level of fluid flow must be set to a range of 100 mm by 150 mm, that of the bottom 44 to the top wall 50 measured height of the cassettes is 350 mm.

Die 5 bis 7 zeigen eine einzelne Kassette 32 der Trenneinrichtung eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung. In Form und Größe entsprechen die Kassetten 32 des zweiten Ausführungsbeispiels denjenigen des ersten Beispiels, jedoch ist im Unterschied hierzu an der ablaufseitigen Stirnwand 40 lediglich ein Ausgang 42 vorgesehen. An den Eingang 38 an der zulaufseitigen Stirnwand 36 schließt sich eine Einrichtung 76 zur Strömungsgleichrichtung und -homogenisierung an. The 5 to 7 show a single cassette 32 the separating device of a second embodiment of the device according to the invention. In shape and size correspond to the cassettes 32 of the second embodiment, that of the first example, but in contrast thereto on the drain-side end wall 40 only one exit 42 intended. At the entrance 38 on the inlet-side end wall 36 closes a facility 76 for the flow rectification and homogenization.

Diese bildet einen Vorraum 78, der von Wandteilen 82, 86 und 88 umgrenzt ist, die durch leistenartige Bleche gebildet sind, die sich vom Boden 44 der Kassette 32 in Richtung auf die Deckwand 50 erstrecken. Wie die 7 für die Wandteile 86 und 88 zeigt, enden die Wandteile 82, 86 und 88 auf halber Höhe der Kassette 32. Vorzugsweise hat die Trennwand aber eine durchgängige Höhe und erstreckt sich vom Boden 44 bis zur Deckwand 50. Wie die 5 und 6 zeigen, gehen die Wandteile 82 von Stellen 80 aus, die sich an der Stirnwand 36 in kurzem Abstand seitlich des Eingangs 38 befinden, und erstrecken sich im Schrägverlauf zu den Seitenwänden 48, wobei die Wandteile 82 mit der Stirnwand 36 einen Winkel von etwa 30° einschließen. An die jeweiligen Enden der Wandteile 82 an den Seitenwänden 48 schließt sich eine die ablaufseitige Begrenzung des Vorraums 78 bildende Trennwand 84 an. Diese setzt sich aus den Wandteilen 86 und den Wandteilen 88 zusammen. Die Wandteile 86 erstrecken sich in zur Stirnwand 36 paralleler Richtung und enden jeweils in gleichem Abstand von der Längsmittellinie 92 (6) der Kassette 32. Der Zentralbereich der Trennwand 84 ist durch die sich an die Enden der Wandteile 86 anschießenden Wandteile 88 gebildet, die abgewinkelt in Richtung auf die Ablaufseite vorspringen und sich in einem auf der Längsmittellinie 92 liegenden Scheitel 90 vereinigen, wobei sie einen Scheitelwinkel von 90° einschließen. An der Ablaufseite sind ebenfalls leistenartige Wandteile 94 angeordnet, die eine Art Ablauftrichter bilden und von zum Ausgang 42 benachbarten Stellen der Stirnwand 40 ausgehend sich im Schrägverlauf zu den Seitenwänden 48 erstrecken, wobei sie mit der Stirnwand 40 jeweils einen Winkel von etwa 20° einschließen.This forms an entrance hall 78 , of wall parts 82 . 86 and 88 bounded, which are formed by strip-like sheets extending from the ground 44 the cassette 32 towards the top wall 50 extend. As the 7 for the wall parts 86 and 88 shows, the wall parts end 82 . 86 and 88 halfway up the cassette 32 , Preferably, however, the partition has a continuous height and extends from the ground 44 to the top wall 50 , As the 5 and 6 show, the wall parts go 82 of bodies 80 out, which is on the front wall 36 at a short distance to the side of the entrance 38 and extend obliquely to the side walls 48 , where the wall parts 82 with the front wall 36 enclose an angle of about 30 °. At the respective ends of the wall parts 82 on the side walls 48 closes a the drain-side boundary of the vestibule 78 forming partition 84 on. This is made up of the wall parts 86 and the wall parts 88 together. The wall parts 86 extend into the front wall 36 parallel direction and each end at the same distance from the longitudinal center line 92 ( 6 ) of the cassette 32 , The central area of the partition 84 is by sticking to the ends of the wall parts 86 subsequent wall parts 88 formed, projecting angled towards the drainage side and in one on the longitudinal centerline 92 lying vertex 90 unite, including an apex angle of 90 °. On the drain side are also strip-like wall parts 94 arranged, which form a kind of discharge funnel and from to the exit 42 adjacent areas of the front wall 40 starting at an angle to the side walls 48 extend, being with the front wall 40 each enclose an angle of about 20 °.

Wie die 7 zeigt, weisen die Wandteile 86 einen Perforationsbereich 96 auf, und die Wandteile 88 weisen einen Perforationsbereich 98 auf, wobei die Perforationsbereiche 96, 98 jeweils durch Fluiddurchlässe unterschiedlicher Größe gebildet sind. Wie dargestellt, ist der Perforationsbereich 96 durch ein Muster größerer Rundlöcher gebildet, während der Perforationsbereich 98 durch ein feineres Lochmuster gebildet ist. Bei dieser Anordnung erhöht sich für den vom Eingang 38 in den Vorraum 78 einströmenden Fluidstrom der Strömungswiderstand an den fein perforierten Wandteilen 88, während aufgrund der Schrägstellung dieser Wandteile 88 an diesen eine Umlenkung der Strömungsrichtung zu den Seiten hin erfolgt, wobei die umgelenkte Strömung wiederum an den schräg verlaufenden Wandteilen 82 abprallt, von wo aus der Fluidstrom in der gewünschten axialen Strömungsrichtung die Perforationsbereiche 96, 98 passiert. Gleichzeitig wirkt die Perforation für die gleichgerichtete Strömung als homogenisierender Diffusor. Zudem bilden die an der Ablaufseite befindlichen schrägen Wandteile 94 eine Art Ausgangstrichter am Ausgang 42. Für diese Strömungsoptimierung können auch andere Formen der Trennwand 84 vorgesehen sein. Beispielsweise könnte mehr als eine Unterbrechung der Trennwand 84 durch abgewinkelte Wandteile 88 vorgesehen sein und/oder eine wellenartige Verlaufsform der Trennwand 84. Während beim vorliegenden Beispiel nur ein Ausgang 42 vorgesehen ist, könnten mehrere Ausgänge 42 mit zugeordneten schrägen Wandteilen 94 zur Strömungsführung vorgesehen sein.As the 7 shows, have the wall parts 86 a perforation area 96 on, and the wall parts 88 have a perforation area 98 on, with the perforation areas 96 . 98 are each formed by fluid passages of different sizes. As shown, the perforation area 96 formed by a pattern of larger round holes, while the perforation area 98 is formed by a finer hole pattern. With this arrangement increases for the input 38 in the vestibule 78 inflowing fluid flow of the flow resistance at the finely perforated wall parts 88 while due to the inclination of these wall parts 88 at this a deflection of the flow direction takes place to the sides, wherein the deflected flow in turn to the inclined wall parts 82 rebounds, from where the fluid flow in the desired axial flow direction, the perforation 96 . 98 happens. At the same time, the perforation for the rectified flow acts as a homogenizing diffuser. In addition, the oblique wall parts located on the discharge side 94 a kind of outlet funnel at the exit 42 , For this flow optimization also other forms of the partition wall can be used 84 be provided. For example, there could be more than one break in the partition 84 through angled wall parts 88 be provided and / or a wave-like shape of the dividing wall 84 , While in the present example only one output 42 is provided, could have multiple outputs 42 with associated sloping wall parts 94 be provided for flow guidance.

Es sei noch erwähnt, dass bei hohen Viskositäten sich die Geschwindigkeit von Luftblasen im Öl verringert, so dass die Aufstiegszeit einer Luftblase sich erhöht. Um dies zu kompensieren, ist es vorteilhaft die Füllhöhe in einer Kassette bei hochviskosen Ölen zu verringern, während bei niedrig viskosen Ölen auch bei einem hohen Füllstandspegel eine vergleichbare Entgasungsleistung erhalten wird; also dieselbe Menge Luft pro Zeiteinheit abgeschieden wird.It should be noted that at high viscosities the velocity of air bubbles in the oil decreases, increasing the rise time of an air bubble. To compensate for this, it is advantageous to reduce the filling level in a cassette with high-viscosity oils, while at low viscous oils, a comparable degassing performance is obtained even at a high filling level; So the same amount of air per unit time is deposited.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102012000221 A1 [0003]

Claims

Device for at least partially removing gaseous constituents, such as air, from a fluid, such as a hydraulic medium containing gaseous constituents, using a separating device (8), characterized in that the separating device (8) has at least one channel (44, 48), in which the fluid is distributed over a surface area increasing in size and moves from a feed (38) to a discharge (42) at a predeterminable flow rate, and that the gaseous components escape from the fluid via the surface.

Device after Claim 1 , characterized in that for adjusting the flow rate of the fluid within the at least one channel (44, 48) an adjusting device is present, the at least one - gradient and / or - level monitoring and / or - feed pump (22), preferably a constant pump , and / or - valve means (56) on the side of the inlet (38) and / or - valve means (58) on the side of the drain (42).

Device after Claim 1 or 2 characterized in that for assisting removal of the gaseous constituents from the fluid, a vacuum device (62) is used which applies a negative pressure at least partially along the surface of a fluid passing through the channel (44, 48).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of channels (44, 48) are provided in superimposed arrangement, which are supplied together with from a reservoir (2) derived fluid on the side of the inlet (38).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the channels (44, 48) at the side of their outlet (42) deliver the at least partially freed of gaseous components fluid to another reservoir (14), the output side to the input of the respective feed pump (22) is connectable.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the output of the further reservoir (14) by means of a switching device (24) either to the respective feed pump (22) or to the one reservoir (2) can be connected.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the channels (44, 48) except for the respective Zu (38) - and drain (42) and up to at least one removal point (68) of the vacuum device (62) a closed System trains.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the closed system is formed in each case from a rectangular box in the manner of a cassette (32) and that all inserted cassettes (32) are formed as identical parts along their greatest extent from the fluid from the inlet (32). 38) are flowed through in the direction of the outlet (42).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that in the respective cassette (32) is arranged adjacent to the inlet (38) means (76) for flow equalization and homogenization.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device (76) has an antechamber (78) into which the inlet (38) opens and which from walls (82, 82) projecting perpendicularly from the bottom (44) of the cassette (32). 84), one (84) of which forms a partition wall extending between the side walls (48) of the cassette (32), which is perforated in areas (96, 98), and the shape and / or size of the fluid passages the perforation of the one area (96) are different from the other area (98).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that all its components (2, 8, 14, 22, 62) conceived as a set-up unit can be added to a system, such as a paper machine.

Method for carrying out removal of gaseous constituents from a fluid with a device according to one of the preceding claims, characterized in that in at least one cassette (32) by means of the adjusting device (22, 56, 58) the gradient height of the fluid as a function of its viscosity is set to a range of 100 mm to 150 mm and that the vacuum device (62) in this cassette (32) generates a negative pressure of 0.1 bar to 1 bar.

Method according to Claim 12 , characterized in that lower gradient heights are selected within the height range at higher viscosities of the fluid than at lower viscosities.