DE102018215049A1

DE102018215049A1 - 0Device for cleaning hydraulic oil, and method for cleaning hydraulic oil

Info

Publication number: DE102018215049A1
Application number: DE102018215049.4A
Authority: DE
Inventors: Andreas Rath; Jakob Schatz; Manuel Mueller; Hans Kaufmann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2018-09-05
Filing date: 2018-09-05
Publication date: 2020-03-05

Abstract

Offenbart sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Reinigung von Hydrauliköl mittels einem Gasstrom.An apparatus and a method for cleaning hydraulic oil by means of a gas stream are disclosed.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Reinigung von Hydrauliköl gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, sowie ein Verfahren zur Reinigung von Hydrauliköl gemäß Patentanspruch 10.The invention relates to a device for cleaning hydraulic oil according to the preamble of claim 1, and a method for cleaning hydraulic oil according to claim 10.

Hydrauliköl muss Spezifikationen zu beispielsweise Kompressibilität, Viskosität, Hitzebeständigkeit und Siedepunkt erfüllen, um einen prozesssicheren und insbesondere sicheren Betrieb von Hydraulikanlagen zu ermöglichen. Im Betrieb derartiger Anlagen ist es daher wichtig, Verunreinigungen, insbesondere gelöstes Gas oder Feuchte zu entfernen und deren Konzentration im Hydrauliköl stets unterhalb eines spezifizierten Grenzwertes zu halten. Da das Hydrauliköl im Betrieb stets erneut kontaminiert wird, insbesondere Feuchtigkeit zieht, muss das Hydrauliköl im Dauerbetrieb kontinuierlich oder batchmäßig in Wartungsintervallen gereinigt werden. Hierzu kennt der Stand der Technik Vorrichtungen und Verfahren zur Ölreinigung, insbesondere -trocknung.Hydraulic oil must meet specifications such as compressibility, viscosity, heat resistance and boiling point in order to enable process systems to operate reliably and, in particular, safely. In the operation of such systems, it is therefore important to remove impurities, in particular dissolved gas or moisture, and to keep their concentration in the hydraulic oil always below a specified limit. Since the hydraulic oil is continually contaminated during operation, in particular drawing moisture, the hydraulic oil must be cleaned continuously or in batches at maintenance intervals in continuous operation. For this purpose, the prior art knows devices and methods for oil cleaning, in particular drying.

Die Reinigungs- und Trocknungsanlage HSP180 des Herstellers PALL kann beispielsweise Wasser, Luft und chlorierte Lösungsmittel aus dem Hydrauliköl entfernen, indem das Öl in einer Vorrichtung zunächst in Öltröpfchen separiert wird und in Folge einem Luftstrom mit niedriger relativer Feuchte in Gegenstromführung ausgesetzt wird. Das unter Vakuum ausgeführte Verfahren entzieht dem Öl an der Grenzfläche zwischen den Öltröpfchen und der Luft Verunreinigungen, insbesondere die Feuchte. In einem Folgeprozess wird die Feuchte aus der Prozessluft abgeschieden.The cleaning and drying system HSP180 from the manufacturer PALL can, for example, remove water, air and chlorinated solvents from the hydraulic oil by first separating the oil in oil droplets in a device and then exposing it to an air flow with low relative humidity in counterflow. The process, carried out under vacuum, removes impurities, especially moisture, from the oil at the interface between the oil droplets and the air. In a subsequent process, the moisture is separated from the process air.

Eine andere Lösung zeigt die Patentschrift DE 100 24 124 C1 . Hierbei wird eine Vakuumkammer vorgeschlagen, in der eine Schrauben- oder helixförmige Fläche angeordnet ist. An dieser strömt ein dünner, laminarer Ölfilm im Gegenstrom zu einer Luftströmung. An der Phasengrenzfläche Öl zu Luft erfolgt der Stoffübergang bzw. der Entzug der Feuchte aus dem Öl.The patent shows another solution DE 100 24 124 C1 , Here, a vacuum chamber is proposed in which a screw or helical surface is arranged. A thin, laminar oil film flows in counterflow to an air flow. At the phase interface oil to air, the mass transfer or the removal of moisture from the oil takes place.

Allen Lösungen gemein ist, dass zur Verbesserung des Stoffübergangs von flüssiger zu gasförmiger Phase die Phasengrenzfläche möglichst groß gehalten sein sollte. Dies geschieht, wie bereits erwähnt, beispielsweise durch erzeugen einer Vielzahl von Öltröpfchen an rotierenden Scheiben oder durch Verwendung von Düsen, die einen Tröpfchen- oder Ölnebel erzeugen. Alternativ ist die Verwendung von Schüttungen üblich, über die das Öl unter gleichzeitiger Anströmung mit Luft fein verteilt ablaufen kann.All solutions have in common that to improve the mass transfer from liquid to gaseous phase, the phase interface should be kept as large as possible. As already mentioned, this is done, for example, by generating a large number of oil droplets on rotating disks or by using nozzles which produce a droplet or oil mist. Alternatively, it is customary to use fillings, through which the oil can run out in a finely divided manner while flowing with air.

Da die notwendige Aufbereitung des Hydrauliköls einen erheblichen vorrichtungstechnischen und prozesstechnischen Aufwand darstellt, bestehen jederzeit Bestrebungen, diesen Prozess effizienter und damit kostengünstiger zu gestalten.Since the necessary treatment of the hydraulic oil represents a considerable expenditure in terms of device technology and process technology, efforts are made at all times to make this process more efficient and therefore more cost-effective.

Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung, sowie ein Verfahren zur Reinigung von Hydrauliköl bereitzustellen, über die bzw. das die Reinigung effizienter und vorzugsweise weniger kostenintensiv erfolgen kann.Against this background, it is an object of the present invention to provide a device and a method for cleaning hydraulic oil, by means of which the cleaning can be carried out more efficiently and preferably less costly.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zur Reinigung von Hydrauliköl mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, sowie ein Verfahren zur Reinigung von Hydrauliköl mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10.This object is achieved by a device for cleaning hydraulic oil with the features of patent claim 1 and a method for cleaning hydraulic oil with the features of patent claim 10.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Vorrichtung sind in den Ansprüchen 2 bis 9, die des Verfahrens mit den Ansprüchen 11 bis 15 beschrieben.Advantageous developments of the device are described in claims 2 to 9, those of the method with claims 11 to 15.

Eine Vorrichtung zur Reinigung eines Hydrauliköls von einer Kontamination - wie beispielsweise von einer Feuchte, freiem Wasser, Feststoffen oder Lösemittel - hat eine Kammer, in der eine Phasengrenze eines Gasvolumenstroms zu einem zu reinigenden Ölvolumen oder Ölvolumenstrom ausbildbar ist. Erfindungsgemäß ist das ruhende oder strömende Ölvolumen in der Kammer derart anordenbar oder angeordnet und die Vorrichtung weist Mittel zur Ausbildung des Gasvolumenstroms derart auf, dass das Ölvolumen vom Gasvolumenstrom zumindest abschnittsweise durchströmbar oder durchströmt ist.A device for cleaning a hydraulic oil from contamination - such as moisture, free water, solids or solvents - has a chamber in which a phase boundary of a gas volume flow to an oil volume or oil volume flow to be cleaned can be formed. According to the invention, the stationary or flowing oil volume can be arranged or arranged in the chamber and the device has means for forming the gas volume flow in such a way that the gas volume flow can flow through or flow through the oil volume at least in sections.

Gegenüber Lösungen mit aneinander vorbeiströmenden Phasen, die eine großflächige Phasengrenzfläche ausbilden, kann sich beim erfindungsgemäßen Durchströmen eine innige Durchmischung der Phasen und damit eine größere Phasengrenzfläche ausbilden. Da der Stoffübergang maßgeblich von der Größe der Phasengrenzfläche abhängt, ist er entsprechend der Vergrößerung der Phasengrenzfläche verbessert und die Reinigung erfolgt effizienter. Dies resultiert für eine vorgegebene Kontaktdauer der Phasen in einer höheren Reinigungswirkung und geringeren Endkonzentration der Kontamination in der Ölphase und im Falle einer geforderten Endkonzentration eine kürzere Kontakt- oder Reinigungsdauer, sodass mehr Öl in gleicher Zeit oder eine vorgegebene Ölmenge in kürzerer Zeit gereinigt werden kann. Auch besteht die Möglichkeit, die Vorrichtung, insbesondere die Kammer, für eine geforderte Reinigungsleistung kleiner auszulegen.Compared to solutions with phases flowing past each other, which form a large-area phase interface, an intimate mixing of the phases and thus a larger phase interface can form when flowing through according to the invention. Since the mass transfer largely depends on the size of the phase interface, it is improved in accordance with the enlargement of the phase interface and cleaning is more efficient. For a given contact duration of the phases, this results in a higher cleaning effect and lower final concentration of the contamination in the oil phase and, in the case of a required final concentration, a shorter contact or cleaning duration, so that more oil can be cleaned in the same time or a given amount of oil can be cleaned in a shorter time. It is also possible to make the device, in particular the chamber, smaller for a required cleaning performance.

In einer Weiterbildung der Vorrichtung ist diese zur chargen- oder batchförmigen und / oder zur kontinuierlichen Reinigung des Hydrauliköls ausgestaltet.In a development of the device, it is designed for batch or batch-shaped and / or for continuous cleaning of the hydraulic oil.

In einer Weiterbildung hat die Vorrichtung, insbesondere die Kammer, einen Gaseinlass, über den der noch saubere Gasvolumenstrom einströmen kann, einen Gasauslass, über den der Gasvolumenstrom inklusive dem von ihm aufgenommenen Anteil der Kontamination ausströmen kann, sowie einen Öleinlass, über den verunreinigtes Öl einströmen kann und einen Ölauslass, über den das gereinigte Öl ausströmen kann.In one development, the device, in particular the chamber, has a gas inlet through which the still clean gas volume flow can flow, a gas outlet through which the gas volume flow including the proportion of the contamination it has absorbed can flow out, as well as an oil inlet through which contaminated oil can flow in and an oil outlet through which the cleaned oil can flow out.

Insbesondere der Öleinlass und -auslass sind in einer Alternative der Vorrichtung in einem Batchbetrieb auf- und zusteuerbar, sodass das Ölvolumen in die Kammer eingefüllt werden kann, für eine Kontaktdauer in der Kammer ruht oder verweilt und vom Gasvolumenstrom solange durchströmt wird, bis eine vorbestimmte Konzentration der Kontamination unterschritten ist.In particular, the oil inlet and outlet can be opened and closed in a batch mode in an alternative of the device, so that the oil volume can be filled into the chamber, rests or stays in the chamber for a period of contact, and the gas volume flow flows through it until a predetermined concentration the contamination is below.

Ergänzend oder alternativ dazu sind die Ein- und Auslässe kontinuierlich in einer Öffnungsstellung steuerbar, sodass kein ruhendes, sondern ein strömendes Ölvolumen, also ein Ölvolumenstrom, mit dem Gasvolumenstrom in Kontakt ist. Eine Steuerung der Ein- und / oder Auslässe und damit des Gas- und / oder Ölvolumenstroms erfolgt dann vorzugsweise in Abhängigkeit einer Konzentration der Kontamination im Öl am Auslass. Diese Variante bietet den Vorteil der kontinuierlichen Reinigung und Rückführung des Öls in einen hydraulischen Kreislauf, ohne dass ein zusätzlicher Zwischenspeicher oder Tank notwendig ist.In addition or as an alternative to this, the inlets and outlets can be continuously controlled in an open position, so that it is not a stationary, but rather a flowing oil volume, i.e. an oil volume flow, that is in contact with the gas volume flow. The inlets and / or outlets and thus the gas and / or oil volume flow are then preferably controlled as a function of a concentration of the contamination in the oil at the outlet. This variant offers the advantage of continuously cleaning and returning the oil to a hydraulic circuit without the need for an additional buffer or tank.

In einer Weiterbildung sind die Einlässe und Auslässe so angeordnet, dass mittels erzwungener und / oder freier Konvektion der Ölvolumenstrom und der Gasvolumenstrom im Gegenstrom und / oder Kreuzstrom strömen oder strömen können.In a further development, the inlets and outlets are arranged in such a way that the oil volume flow and the gas volume flow can flow or flow in counterflow and / or crossflow by means of forced and / or free convection.

Um den Gegenstrom auch bei freier Konvektion zu ermöglichen, sind zu diesem Zweck in einer Weiterbildung der Gaseinlass und der Ölauslass in einem bezüglich der Schwerkraft unteren Abschnitt der Kammer angeordnet.In order to enable the counterflow even with free convection, the gas inlet and the oil outlet are arranged in a lower section of the chamber with respect to gravity.

Dazu ist der Gaseinlass in einem stets mit dem Ölvolumen oder Ölvolumenstrom befüllbaren oder befüllten Kammerabschnitt und der Gasauslass ist in einem stets mit Gas befüllbaren oder befüllten Kammerabschnitt angeordnet.For this purpose, the gas inlet is arranged in a chamber section which can always be filled or filled with the oil volume or oil volume flow, and the gas outlet is arranged in a chamber section which can always be filled or filled with gas.

Um das Lösen von Gas in der Ölphase zu verhindern oder zumindest auf ein Maß einer Spezifikation des Öls zu begrenzen, ist in einer Weiterbildung der Gasauslass an eine Vakuumpumpe der Vorrichtung anschließbar oder angeschlossen. Dabei kann das Vakuum derart erhöht werden, dass sogar bereits im Öl gelöstes Gas oder Lösemittel von der die Ölphase durchströmenden Gasphase absorbiert wird.In order to prevent the dissolving of gas in the oil phase or at least to limit it to a measure of a specification of the oil, the gas outlet can be connected or connected to a vacuum pump of the device. The vacuum can be increased in such a way that even gas or solvent already dissolved in the oil is absorbed by the gas phase flowing through the oil phase.

Der Gaseinlass ist beispielsweise von einem stets im Ölvolumen oder Ölvolumenstrom anordenbaren oder angeordneten Rohr, insbesondere von einem ringförmigen Rohr, gebildet.The gas inlet is formed, for example, by a tube which can always be arranged or arranged in the oil volume or oil volume flow, in particular an annular tube.

In einer Weiterbildung hat der Gaseinlass eine Vielzahl von Gasaustrittsöffnungen, sodass der Gasvolumenstrom zur Ausbildung einer möglichst großen Phasengrenzfläche, insbesondere von Gasblasen, fein verteilt werden kann.In one development, the gas inlet has a multiplicity of gas outlet openings, so that the gas volume flow can be finely distributed in order to form the largest possible phase interface, in particular gas bubbles.

Vorzugsweise ist die Vorrichtung derart ausgestaltet, dass ein erfindungsgemäßes Verfahren, wie es nachfolgend beschrieben wird, darin ausführbar ist.The device is preferably designed such that a method according to the invention, as described below, can be carried out therein.

Ein Verfahren zur Reinigung eines Hydrauliköls, insbesondere zur Entfernung von Feuchte und / oder freiem Wasser aus dem Öl, beruht auf dem Ausbilden einer Phasengrenze oder Phasengrenzfläche eines Gasvolumenstromes zu einem zu reinigenden Ölvolumen oder Ölvolumenstrom. Erfindungsgemäß wird die Phasengrenze oder Phasengrenzfläche innerhalb des Ölvolumens oder Ölvolumenstroms ausgebildet, wodurch eine Größe der Phasengrenze oder Phasengrenzfläche bedeutend größer ausgebildet werden kann, als bei herkömmlich aneinander vorbeiströmenden Phasen.A method for cleaning a hydraulic oil, in particular for removing moisture and / or free water from the oil, is based on the formation of a phase boundary or phase boundary surface of a gas volume flow to form an oil volume or oil volume flow to be cleaned. According to the invention, the phase boundary or phase boundary is formed within the oil volume or oil volume flow, whereby a size of the phase boundary or phase boundary can be made significantly larger than in the case of conventionally flowing phases.

Besonders vorteilhaft erweist sich eine Weiterbildung des Verfahrens, in der der Schritt Ausbilden der Phasengrenze oder Phasengrenzfläche innerhalb des Ölvolumens oder Ölvolumenstroms durch einen Schritt Einblasen von Gas in das Ölvolumen oder den Ölvolumenstrom und / oder durch einen Schritt Absaugen von Gas aus einem das Ölvolumen oder den Ölvolumenstrom begrenzenden Gasraum erfolgt.A further development of the method has proven to be particularly advantageous, in which the step of forming the phase boundary or phase interface within the oil volume or oil volume flow by blowing gas into the oil volume or the oil volume flow and / or by suctioning gas from the oil volume or the Oil volume limiting gas space takes place.

Um insbesondere das Lösen des Gases im Öl zu verhindern oder zu minimieren und den Stoffübergang der Kontamination von der Öl- in die Gasphase zu verbessern, erfolgt das Verfahren, insbesondere das Ausbilden der Phasengrenze, unter Vakuum.In order in particular to prevent or minimize the dissolving of the gas in the oil and to improve the mass transfer of the contamination from the oil to the gas phase, the method, in particular the formation of the phase boundary, is carried out under vacuum.

Das Vakuum beträgt bezogen auf Atmosphäre vorzugsweise zwischen 900 und 700mbar, was einem Absolutdruck von etwa 100 bis 300mbar entspricht.The vacuum, based on the atmosphere, is preferably between 900 and 700 mbar, which corresponds to an absolute pressure of about 100 to 300 mbar.

In einer Weiterbildung des Verfahrens erfolgt der Schritt Einblasen mittels eines Überdrucks an einem Gaseintritt und / oder eines Unterdrucks an einem Gasaustritt.In a further development of the method, the blowing step is carried out by means of an overpressure at a gas inlet and / or a negative pressure at a gas outlet.

Ein inniger Kontakt der Phasen ist gegeben, wenn diese miteinander im Gegenstrom oder Kreuzstrom strömen.There is intimate contact between the phases when they flow with one another in counterflow or crossflow.

In einer Weiterbildung der Vorrichtung oder des Verfahrens ist eine Strömung an der Phasengrenze oder Phasengrenzfläche turbulent ausgebildet, wodurch der Stoffübergang weiter verbessert ist.In a development of the device or the method, a flow is at the Phase boundary or phase boundary surface is turbulent, whereby the mass transfer is further improved.

Um eine Schaumbildung zu verhindern weist die Vorrichtung in einer Weiterbildung ein Mittel auf, über das das Ölvolumen mit Öltropfen beaufschlagbar ist. Diese bilden den Schaum zurück, bzw. zerstören dessen Gasbläschen.In order to prevent foaming, the device has a means in which the oil volume can be loaded with oil drops. These regenerate the foam or destroy its gas bubbles.

Dementsprechend weist das erfindungsgemäße Verfahren in einer Weiterbildung einen Schritt Besprühen oder Beträufeln des Ölvolumens mit Öltropfen zur Verhinderung von Schaumbildung und / oder zum Abbau von Schaum auf.Accordingly, in a further development, the method according to the invention has a step of spraying or drizzling the oil volume with oil drops to prevent foam formation and / or to break down foam.

Vorzugsweise wird das Verfahren in einer Vorrichtung ausgeführt, die gemäß wenigstens einem Aspekt der vorangegangenen Beschreibung ausgestaltet ist.The method is preferably carried out in a device which is designed in accordance with at least one aspect of the preceding description.

Offenbart ist eine Vorrichtung zur Reinigung von Öl oder Hydrauliköl, die derart ausgestaltet ist, dass in ihr ein ruhendes oder strömendes Ölvolumen zur Reinigung von einem Gas durchströmbar ist.What is disclosed is a device for cleaning oil or hydraulic oil, which is designed such that a still or flowing oil volume for cleaning can be flowed through by a gas.

Offenbart ist weiterhin ein Verfahren zur Reinigung von Öl oder Hydrauliköl mit einem Schritt Durchblasen und / oder Durchsaugen eines Gases durch ein ruhendes oder strömendes Ölvolumen.Also disclosed is a method for cleaning oil or hydraulic oil with a step of blowing and / or sucking a gas through a still or flowing oil volume.

Je ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und eines erfindungsgemäßen Verfahrens wird nun anhand der folgenden Figuren näher erläutert.One exemplary embodiment of a device according to the invention and a method according to the invention will now be explained in more detail with reference to the following figures.

Es zeigen:

1 in einem Schnitt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Reinigung von Hydrauliköl, und
2 Konzentrations-Zeitdiagramme einer Verunreinigung im Hydrauliköl bei Anwendung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Show it:

1 in a section an inventive device for cleaning hydraulic oil, and
2 Concentration time diagrams of contamination in hydraulic oil when using an embodiment of the method according to the invention.

Gemäß 1 hat eine Vorrichtung 1 zur Reinigung von Hydrauliköl eine Kammer 2, die im gezeigten Ausführungsbeispiel als öl- und gasdichter Behälter ausgestaltet ist. Die Kammer 2 hat einen Gaseinlass 4, einen Gasauslass 6, einen Öleinlass 8 und einen Ölauslass 10. Im gezeigten Ausführungsbeispiel wirkt die Erdbeschleunigung g gemäß dem Pfeil in 1 von oben nach unten. Demgemäß ist in der Kammer 2 ein Ölvolumen 12 in einem unteren Abschnitt 14 der Kammer 2 angeordnet. Oberhalb des Ölvolumens 12 ist aufgrund der wirkenden Schwerkraft und der Dichteunterschiede zwischen Gas und Öl stets ein Kammerabschnitt 18, stets befüllt mit dem Gasvolumen 16, angeordnet.According to 1 has a device 1 a chamber for cleaning hydraulic oil 2 , which is designed as an oil- and gas-tight container in the exemplary embodiment shown. The chamber 2 has a gas inlet 4 , a gas outlet 6 , an oil inlet 8th and an oil outlet 10 , In the exemplary embodiment shown, the gravitational acceleration g acts according to the arrow in 1 from top to bottom. Accordingly is in the chamber 2 an oil volume 12 in a lower section 14 the chamber 2 arranged. Above the oil volume 12 is always a chamber section due to the effect of gravity and the density differences between gas and oil 18th , always filled with the gas volume 16 , arranged.

Unter Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens durchströmt die Kammer 2 sowohl ein kontinuierlicher Ölvolumenstrom vom Öleinlass 8 zum Ölauslass 10, sowie ein kontinuierlicher Gasvolumenstrom vom Gaseinlass 4 zum Gasauslass 6. Beide Volumenströme befinden sich in freier Konvektion aufgrund ihrer Dichteunterschiede und der wirksamen Schwerkraft. Der Gasvolumenstrom unterliegt zusätzlich einer erzwungenen Konvektion unter Einwirkung der Vakuumpumpe 20, die am Gasauslass 6 angeschlossen ist.When the method according to the invention is carried out, it flows through the chamber 2 both a continuous flow of oil from the oil inlet 8th to the oil outlet 10 , as well as a continuous gas volume flow from the gas inlet 4 to the gas outlet 6 , Both volume flows are in free convection due to their density differences and the effective gravity. The gas volume flow is also subject to forced convection under the influence of the vacuum pump 20th that at the gas outlet 6 connected.

Der Gaseinlass 4 ist durch ein Tauchrohr mit ringförmigen Endabschnitt ausgebildet. Am Endabschnitt sind eine Vielzahl von Gasaustrittsöffnungen (nicht dargestellt) vorgesehen, über die Gas zur Reinigung des Öls in das Ölvolumen 12 eintreten kann. Vorzugsweise ist das Gas Luft. Die Verteilung des Gases in der Ölphase erfolgt dabei bläschenförmig. Aufgrund der sich dabei ergebenden sehr großen Phasengrenzfläche im Bereich der Bläschen ist eine Stoffaustauschfläche zwischen den beiden Phasen besonders großzügig ausgestaltet. Über das erfindungsgemäß direkte Einblasen des Gases in das Ölvolumen 12 ist daher der Stoffübergang von der flüssigen zur gasförmigen Phase besonders effizient. Hierdurch können Verunreinigungen wie im Öl gelöste Gase oder Fluide, sowie freies Wasser, besonders effizient aus dem Ölvolumen 12 entfernt werden.The gas inlet 4 is formed by a dip tube with an annular end portion. A plurality of gas outlet openings (not shown) are provided at the end section, via which gas for cleaning the oil into the oil volume 12 can occur. The gas is preferably air. The distribution of the gas in the oil phase is bubble-like. Due to the resulting very large phase interface in the area of the bubbles, a mass transfer area between the two phases is designed to be particularly generous. About blowing the gas directly into the oil volume according to the invention 12 the mass transfer from the liquid to the gaseous phase is therefore particularly efficient. This allows contaminants such as gases or fluids dissolved in the oil, as well as free water, to be extracted from the oil volume particularly efficiently 12 be removed.

Ein in der Fachwelt weit verbreitetes Hemmnis, Gas zur Reinigung des Öls direkt einzublasen, besteht darin, dass man das Lösen von Gas im Öl vermeiden muss. Wird zu viel Gas gelöst, so können die Spezifikationen des Öls nicht mehr gehalten werden, und es drohen Ausfall und Beschädigung der hydraulischen Anlage bis hin zu Unfällen. Ein im gezeigten Ausführungsbeispiel bei 40°C Prozesstemperatur gewählter Unterdruck von etwa 0,8 bar (200 mbar Absolutdruck) verhindert jedoch ein Lösen des Gases im Ölvolumen. Stattdessen entzieht das Gas auf genannte, effiziente Weise dem Ölvolumen 12 das darin gelöste und freie Wasser.A common obstacle in the professional world to directly blow gas for cleaning the oil is that one has to avoid the dissolving of gas in the oil. If too much gas is released, the specifications of the oil can no longer be met, and there is a risk of failure and damage to the hydraulic system and even accidents. A vacuum of about 0.8 bar (200 mbar absolute pressure) selected in the exemplary embodiment shown at a process temperature of 40 ° C., however, prevents the gas in the oil volume from dissolving. Instead, the gas extracts from the oil volume in the above-mentioned, efficient way 12 the dissolved and free water in it.

2 zeigt anhand von zwei Versuchen den zeitlichen Verlauf der Sättigungskonzentration von Wasser im Öl bei 40°C. Bei einem Wert von c = 100 ist das Öl zu 100% mit Wasser gesättigt. Jedes weitere Wasser im Öl fällt als Flüssigphase aus und wird als freies Wasser bezeichnet. 2 shows the time course of the saturation concentration of water in the oil at 40 ° C using two tests. With a value of c = 100, the oil is 100% saturated with water. Any further water in the oil precipitates as a liquid phase and is called free water.

Im gewählten Versuchsaufbau sind eine Temperatur und ein Gasvolumenstrom konstant auf 40 °C bzw. 30 l/min eingestellt. Die Variable t (Zeit) repräsentiert dabei die Verweildauer des Öls im Kammerabschnitt 14 und ist somit umgekehrt proportional zum Ölvolumenstrom. Das heißt, dass im Diagramm links liegende Messpunkte eine geringe Verweildauer, bzw. einen hohen Ölvolumenstrom, und im Diagramm rechts liegende Punkte eine hohe Verweildauer, bzw. einen geringen Ölvolumenstrom im Kammerabschnitt 14 repräsentieren.In the chosen experimental setup, a temperature and a gas volume flow are constantly set to 40 ° C or 30 l / min. The variable t (time) represents the residence time of the oil in the chamber section 14 and is therefore inversely proportional to the oil volume flow. This means that the measurement points on the left in the diagram have a short dwell time or a high oil volume flow, and points on the right in the diagram have a high one Residence time, or a low oil volume flow in the chamber section 14 represent.

Die Kurve A repräsentiert Ergebnisse aus mit erfindungsgemäßem Verfahren durchgeführten Versuchen. Die Kurve B ebenso, wobei jedoch eine weitaus größere Ausgangsverschmutzung des Öls mit Wasser und zudem freies Wasser vorliegt. Die Kurve C weist die gleiche (100%ige) Sättigung des Öls im Ausgangszustand an Wasser wie die Kurve B auf, jedoch weist diese Versuchsanordnung (C) zu Anfang noch mehr freies Wasser im Öl auf.The curve A represents results from experiments carried out with the method according to the invention. The curve B likewise, although there is a much greater initial contamination of the oil with water and also free water. The curve C shows the same (100%) saturation of the oil in the initial state in water as the curve B on, however, this experimental set-up (C) initially has more free water in the oil.

Unter Heranziehen des Szenarios A weist zum Zeitpunkt einer kurzen Verweildauer t₁ das Öl am Ölauslass 10 gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren (B) eine Kontaminationskonzentration von noch etwa 50 % auf. Bei einem geringeren Ölvolumenstrom, der zu einer etwa vierfachen Verweildauer t₂ des Öls führt, beträgt die Kontaminationskonzentration dann nur noch etwa 8% (A). Die Versuchskurve A geht dabei von der Ausgangskontamination von 70% bei t = 0 aus.Using the scenario A shows the oil at the oil outlet at the time of a short residence time t ₁ 10 According to the method (B) according to the invention, a contamination concentration of still about 50%. With a lower oil volume flow, which leads to an approximately four-fold residence time t _{2 of} the oil, the contamination concentration is then only about 8% (A). The test curve A assumes the initial contamination of 70% at t = 0.

Die beschriebene Vorrichtung 1 und das beschriebene Verfahren eignen sich insbesondere zur Trocknung von Öl und damit zum Entzug von im Öl gelöstem und von freiem Wasser. Sie ermöglichen eine besonders hohe Prozessgeschwindigkeit der Reinigung, da durch den Eintrag der Gasblasen in die Ölphase die zum Stoffaustausch zwischen Ölphase und Gasphase zur Verfügung stehende Phasengrenzfläche extrem groß ist. Durch die Ausführung des Verfahrens unter Vakuum ist das ungewünschte Lösen des Gases im Öl zudem weitestgehend unterbunden.The device described 1 and the method described are particularly suitable for drying oil and thus for removing dissolved and free water in the oil. They enable a particularly high process speed of cleaning, since the phase interface available for the mass transfer between the oil phase and gas phase is extremely large due to the entry of the gas bubbles into the oil phase. By carrying out the process under vacuum, the undesired dissolving of the gas in the oil is also largely prevented.

Gemäß dem Verfahren wird durch einen ringrohrförmigen Gaseinlass 4, insbesondere über Düsen oder eine Perforierung des Rohres, Außenluft in das Ölvolumen 12, das sich unter Einwirkung der Vakuumpumpe 20 unter Vakuum befindet, eingebracht.According to the method is through an annular gas inlet 4 , in particular via nozzles or a perforation of the pipe, outside air into the oil volume 12 which is under the influence of the vacuum pump 20th located under vacuum.

Aufgrund des angelegten Vakuums und der Verwirbelung der Gasblasen im Ölvolumen 12 kann sogar Luft aus dem Ölvolumen 12 in die Gasphase abgeschieden werden. Neben der Entfernung des freien oder gelösten Wassers ist dies eine weitere Verbesserung des Verfahrens gegenüber herkömmlichen Verfahren.Due to the vacuum applied and the swirling of the gas bubbles in the oil volume 12 can even get air from the oil volume 12 be separated into the gas phase. In addition to the removal of free or dissolved water, this is a further improvement of the process compared to conventional processes.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 10024124 C1 [0004]

Claims

Device for cleaning hydraulic oil, in particular for cleaning moisture or free water by means of a method according to one of the Claims 10 to 15 , With a chamber (2) in which a phase boundary of a gas volume flow can be formed to an oil volume or oil volume flow (12) to be cleaned, in particular connected, characterized in that the gas volume flow can flow through the oil volume or the oil volume flow (12) at least in sections.

Device after Claim 1 , which is designed for batch and / or for continuous cleaning of the hydraulic oil.

Device after Claim 1 or 2 which has a gas inlet (4) and a gas outlet (6), and an oil inlet (8) and an oil outlet (10).

Device after Claim 3 The inlets (4, 8) and outlets (6, 10) are arranged in such a way that the oil volume flow (12) and the gas volume flow flow in counterflow and / or crossflow by means of forced and / or free convection.

Device at least after Claim 3 or 4 The gas inlet (4) and the oil outlet (10) are arranged in a lower section (14) of the chamber (2) with respect to gravity (g).

Device at least after Claim 3 The gas inlet (4) is arranged in a chamber section (14) which can always be filled or filled with the oil volume or the oil volume flow (12) and the gas outlet (6) is arranged in a chamber section (18) which can always be filled or filled with gas (16) is.

Device at least after Claim 3 The gas outlet (6) can be connected or is connected to a vacuum pump (20) of the device (1).

Device at least after Claim 3 The gas inlet (4) has a tube, in particular an annular tube, which can always be arranged or arranged in the oil volume or oil volume flow (12).

Device at least after Claim 3 , wherein the gas inlet (4) has a plurality of gas outlet openings.

Method for cleaning a hydraulic oil, in particular for removing moisture and / or free water, by forming a phase boundary of a gas volume flow to an oil volume or oil volume flow (12) to be cleaned, characterized by the step, - forming the phase boundary within the oil volume or oil volume flow (12 ).

Procedure according to Claim 10 , wherein the step forming the phase boundary within the oil volume or oil volume flow (12) by blowing gas into the oil volume or the oil volume flow (12) and / or by sucking gas from a step limiting the oil volume or the oil volume flow (12) Gas space takes place.

Procedure according to Claim 10 or 11 , wherein the phase boundary is formed under vacuum.

Procedure according to one of the Claims 10 to 12 , wherein the blowing step is effected by means of an overpressure at a gas inlet (4) and / or a negative pressure at a gas outlet (6).

Procedure according to one of the Claims 10 to 13 , whereby contact of the oil and gas phase takes place in countercurrent or crossflow.

Procedure according to one of the Claims 10 to 14 which is carried out in a device (1) which according to one of the Claims 1 to 9 is designed.