DE102022208536B3 - Method for removing gas bubbles from a hydraulic fluid and hydraulic system with a gas bubble removal device - Google Patents

Method for removing gas bubbles from a hydraulic fluid and hydraulic system with a gas bubble removal device Download PDF

Info

Publication number
DE102022208536B3
DE102022208536B3 DE102022208536.1A DE102022208536A DE102022208536B3 DE 102022208536 B3 DE102022208536 B3 DE 102022208536B3 DE 102022208536 A DE102022208536 A DE 102022208536A DE 102022208536 B3 DE102022208536 B3 DE 102022208536B3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
hydraulic fluid
removal device
bubble removal
gas bubble
hydraulic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102022208536.1A
Other languages
German (de)
Inventor
Udo Buedel
Klaus Habr
Markus Perschall
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102022208536.1A priority Critical patent/DE102022208536B3/en
Priority to CN202311035368.7A priority patent/CN117588466A/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102022208536B3 publication Critical patent/DE102022208536B3/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D19/00—Degasification of liquids
    • B01D19/0042—Degasification of liquids modifying the liquid flow
    • B01D19/0052—Degasification of liquids modifying the liquid flow in rotating vessels, vessels containing movable parts or in which centrifugal movement is caused
    • B01D19/0057—Degasification of liquids modifying the liquid flow in rotating vessels, vessels containing movable parts or in which centrifugal movement is caused the centrifugal movement being caused by a vortex, e.g. using a cyclone, or by a tangential inlet
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B21/00—Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
    • F15B21/04—Special measures taken in connection with the properties of the fluid
    • F15B21/044—Removal or measurement of undissolved gas, e.g. de-aeration, venting or bleeding
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B21/00—Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
    • F15B21/04—Special measures taken in connection with the properties of the fluid
    • F15B21/047—Preventing foaming, churning or cavitation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15D—FLUID DYNAMICS, i.e. METHODS OR MEANS FOR INFLUENCING THE FLOW OF GASES OR LIQUIDS
    • F15D1/00—Influencing flow of fluids

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von Gasblasen aus einer Gasblasen enthaltenden Hydraulikflüssigkeit, bei dem die Gasblasen enthaltende Hydraulikflüssigkeit durch eine Gasblasenentfernungseinrichtung (10) geführt wird, wobei die Gasblasenentfernungseinrichtung (10) dafür eingerichtet ist, eine turbulente Strömung in der Hydraulikflüssigkeit zu induzieren. Eine Hydraulikanlage wird ebenfalls vorgeschlagen.The invention relates to a method for removing gas bubbles from a hydraulic fluid containing gas bubbles, in which the hydraulic fluid containing gas bubbles is passed through a gas bubble removal device (10), the gas bubble removal device (10) being designed to induce a turbulent flow in the hydraulic fluid. A hydraulic system is also suggested.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von Gasblasen aus einer Hydraulikflüssigkeit und eine Hydraulikanlage mit einer Gasblasenentfernungseinrichtung.The present invention relates to a method for removing gas bubbles from a hydraulic fluid and a hydraulic system with a gas bubble removal device.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Für ölhydraulische Anlagen und Aggregate können freie Luftblasen im Öl nachteilig für das Betriebsverhalten und die Lebensdauer von Komponenten sein. Diese müssen daher in vielen Fällen entfernt werden. Stand der Technik ist derzeit, eine Entfernung von Blasen im Öltank über eine große Verweilzeit und ggf. Strömungsführung im Tank zu realisieren, wodurch die Tanks einen großen Bauraum einnehmen müssen.For oil-hydraulic systems and units, free air bubbles in the oil can be detrimental to the operating behavior and service life of components. These must therefore be removed in many cases. The current state of the art is to remove bubbles in the oil tank over a long residence time and, if necessary, to guide the flow in the tank, which means that the tanks have to take up a large space.

Wenngleich die vorliegende Erfindung nachfolgend überwiegend unter Bezugnahme auf ölhydraulische Anlagen und Luftblasen im Hydrauliköl beschrieben wird, können Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung jederzeit auch andere hydraulische Anlagen mit anderen Hydraulikflüssigkeiten betreffen. Die Gasblasen können durch eingetragene oder ausgasende Luft oder jedes andere Gas oder Gasgemisch gebildet sein. Der Begriff „Blase“ soll dabei einen Gaseinschluss in einer Flüssigkeit in jeder beliebigen Größe (d.h. insbesondere sogenannte Mikro- und Makroblasen) bezeichnen.Although the present invention is described below primarily with reference to oil-hydraulic systems and air bubbles in the hydraulic oil, embodiments of the present invention can also relate to other hydraulic systems with other hydraulic fluids at any time. The gas bubbles can be formed by introduced or outgassing air or any other gas or gas mixture. The term “bubble” is intended to describe a gas inclusion in a liquid of any size (i.e. in particular so-called micro and macro bubbles).

Aus der DE 10 2020 213 316 A1 ist ein Massenabscheider zum Abscheiden von Blasen aus öligem oder organischem, hydraulischem Druckmittel bekannt, mit einem von einem Druckmittelzulauf in Richtung von Abläufen des Masseabscheiders ausbildbaren Druckmittelströmungspfad, der von einer radial außen angeordneten Mantelfläche gekrümmt ist. Offenbart ist zudem eine Massenabscheider-Anordnung.From the DE 10 2020 213 316 A1 a mass separator for separating bubbles from oily or organic hydraulic pressure medium is known, with a pressure medium flow path that can be formed from a pressure medium inlet in the direction of outlets of the mass separator and which is curved by a lateral surface arranged radially on the outside. A mass separator arrangement is also disclosed.

Die DE 10 2020 212 479 A1 offenbart einen hydraulischen Druckmittelkanal für organisches oder ölbasiertes, hydraulisches Druckmittel, sowie ein hydraulisches Aggregat mit dem Druckmittelkanal.The DE 10 2020 212 479 A1 discloses a hydraulic pressure medium channel for organic or oil-based hydraulic pressure medium, as well as a hydraulic unit with the pressure medium channel.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vor diesem Hintergrund werden ein Verfahren zur Entfernung von Gasblasen aus einer Hydraulikflüssigkeit und eine Hydraulikanlage mit einer Gasblasenentfernungseinrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.Against this background, a method for removing gas bubbles from a hydraulic fluid and a hydraulic system with a gas bubble removal device with the features of the independent patent claims are proposed. Advantageous refinements are the subject of the dependent patent claims and the following description.

Nicht erfindungsgemäße Konzepte zur Entfernung von Gasblasen aus hydraulischen Flüssigkeiten basieren in der Regel auf dem Prinzip der Massenkraftabscheidung bzw. der Vergrößerung von Gasblasen durch Koaleszenz, beispielsweise in Koaleszenzabscheidern, insbesondere unter Verwendung von Ultraschall und dergleichen. Vergrößerte Gasblasen weisen eine höhere Auftriebskraft auf, sodass sie in der Hydraulikflüssigkeit schneller aufsteigen und in einem Tank an der Flüssigkeitsoberfläche abgegeben werden können.Concepts not according to the invention for removing gas bubbles from hydraulic fluids are generally based on the principle of mass force separation or the enlargement of gas bubbles by coalescence, for example in coalescence separators, in particular using ultrasound and the like. Enlarged gas bubbles have a higher buoyancy force, so they rise faster in the hydraulic fluid and can be released into a tank on the fluid surface.

Die vorliegende Erfindung beruht dagegen auf der Erkenntnis, dass eine Erhöhung der Häufigkeit von Blasenkollisionen insbesondere durch Herbeiführen turbulenter Strömungen vorteilhaft ist. Die Herbeiführung turbulenter Strömungen stellt mechanische Energie im Strömungsfeld bereit, die dazu verwendet werden kann, um Kollisionen (durch turbulente Schwankungen) und Koaleszenz (durch beschleunigte Filmtrocknung) der Gasblasen in der Hydraulikflüssigkeit zu fördern. Die Erfindung schafft somit eine Lösung, mittels welcher eine beschleunigte Entfernung von Gasblasen und damit einhergehend eine mögliche Bauraumverkleinerung von Hydrauliktanks erreicht werden kann.The present invention, on the other hand, is based on the knowledge that increasing the frequency of bubble collisions is advantageous, particularly by causing turbulent flows. The induction of turbulent flow provides mechanical energy in the flow field that can be used to promote collisions (through turbulent fluctuations) and coalescence (through accelerated film drying) of the gas bubbles in the hydraulic fluid. The invention thus creates a solution by means of which an accelerated removal of gas bubbles and, as a result, a possible reduction in the installation space of hydraulic tanks can be achieved.

Die Gasblasenentfernungseinrichtung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass in der in die Gasblasenentfernungseinrichtung einströmenden Hydraulikflüssigkeit eine höhere Anzahl von Gasblasen pro Volumen enthalten ist als in der aus der Gasblasenentfernungseinrichtung ausströmenden Hydraulikflüssigkeit, insbesondere mehr als doppelt so viele.The gas bubble removal device is characterized in particular by the fact that the hydraulic fluid flowing into the gas bubble removal device contains a higher number of gas bubbles per volume than in the hydraulic fluid flowing out of the gas bubble removal device, in particular more than twice as many.

Der Vorteil gegenüber anderen Konzepten besteht insbesondere in der Einfachheit und Robustheit der Komponenten und einem ggf. reduzierten Energiebedarf, insbesondere dann, wenn die Hydraulikflüssigkeit druckbeaufschlagt bereitgestellt ist. Zur gezielten Erzeugung der benötigten Turbulenz in der Strömung können unterschiedliche technische Ausgestaltungen zum Einsatz kommen, die nachfolgend unter Bezugnahme auf Ausführungsformen der Erfindung beschrieben werden.The advantage over other concepts lies in the simplicity and robustness of the components and a possibly reduced energy requirement, especially when the hydraulic fluid is provided under pressure. To specifically generate the required turbulence in the flow, different technical configurations can be used, which are described below with reference to embodiments of the invention.

Insgesamt wird durch die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Entfernung von Gasblasen aus einer Gasblasen enthaltenden Hydraulikflüssigkeit bereitgestellt, bei dem die Gasblasen enthaltende Hydraulikflüssigkeit durch eine Gasblasenentfernungseinrichtung geführt wird, wobei die Gasblasenentfernungseinrichtung dafür eingerichtet ist, eine turbulente Strömung in der die Gasblasen enthaltenden Hydraulikflüssigkeit zu induzieren. Wie erwähnt, werden hierdurch insbesondere Kollisionen zwischen den Gasblasen herbeigeführt bzw. es wird auf einfache und zuverlässige Weise eine Koaleszenz induziert.Overall, the present invention provides a method for removing gas bubbles from a hydraulic fluid containing gas bubbles, in which the hydraulic fluid containing gas bubbles is passed through a gas bubble removal device, the gas bubble removal device being set up to induce a turbulent flow in the hydraulic fluid containing the gas bubbles. As mentioned, this in particular causes collisions between the gas bubbles or coalescence is induced in a simple and reliable manner.

Der Begriff der Koaleszenz bezeichnet, ursprünglich auf Tropfen in einem gasförmigen Medium bezogen, ein physikalisches Phänomen, bei dem sich zunächst eine infinitesimale Brücke zwischen den Tropfen ausbildet, die sich anschließend auf die Größe der Tropfen ausdehnt. Die Dynamik wird durch den Laplace-Druck getrieben, der anfangs aufgrund der unendlichen Krümmung der Flüssigkeitsgrenzfläche an der Kontaktstelle singulär ist. Die Koaleszenz von Gasblasen in einem flüssigen Medium, wie vorliegend der Fall, beruht grundsätzlich auf vergleichbaren Prinzipien.The term coalescence, originally referring to drops in a gaseous medium, describes a physical phenomenon in which an infinitesimal bridge initially forms between the drops, which then expands to the size of the drops. The dynamics are driven by the Laplace pressure, which is initially singular due to the infinite curvature of the liquid interface at the contact point. The coalescence of gas bubbles in a liquid medium, as is the case here, is fundamentally based on comparable principles.

Insbesondere können Kollisions- bzw. Koaleszenzeffekte dann gefördert werden, wenn turbulente Strömungen mit Wirbelgrößen λ von ähnlicher oder kleinerer Größe als die der Gasblasen induziert werden. Dies ist daher gemäß Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung der Fall. Ferner spielen für die Blasenkoaleszenz deren Relativgeschwindigkeit bei Kollision, die Stoffdaten der Flüssigkeit, die Oberflächenspannung, die Kontaktzeit und die Filmtrocknungszeit eine wichtige Rolle. Die Turbulenz einer Strömung kann durch die Reynoldszahl und den Turbulenzgrad beschrieben werden. Hieraus lassen sich Wirbelgrößen, die turbulente Energie und Fluktuationsgeschwindigkeiten ableiten. Über die turbulente Dissipation können ferner auch die Relativgeschwindigkeiten von mitströmenden Luftblasen abgeschätzt werden.In particular, collision or coalescence effects can be promoted when turbulent flows with vortex sizes λ of similar or smaller size than those of the gas bubbles are induced. This is therefore the case according to embodiments of the present invention. Furthermore, the relative speed during collision, the material properties of the liquid, the surface tension, the contact time and the film drying time play an important role in bubble coalescence. The turbulence of a flow can be described by the Reynolds number and the degree of turbulence. Vortex sizes, turbulent energy and fluctuation speeds can be derived from this. The relative velocities of air bubbles flowing along can also be estimated via turbulent dissipation.

Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung können umfassen, diese Größen über einen oder mehrere geometrische Parameter und Betriebsparameter wie beispielsweise einen Düsendurchmesser, einen Düsenabstand und eine Düsenausrichtung, einen Rohrdurchmesser, eine Form und Größe von Störkörpern, einen Volumenstrom, einen Druck und/oder eine Temperatur einzustellen bzw. vorzugeben.Embodiments of the present invention may include setting or .to pretend.

Die vorgeschlagene Gasblasenentfernungseinrichtung weist Mittel zur Erzeugung einer Drallströmung auf. Dies eignet sich in besonderer Weise zur Entfernung von Gasblasen aus ohnehin zusammenzuführenden Hydraulikflüssigkeitsleitungen.The proposed gas bubble removal device has means for generating a swirl flow. This is particularly suitable for removing gas bubbles from hydraulic fluid lines that are to be joined anyway.

Die Mittel zur Erzeugung der Drallströmung umfassen in einer derartigen Ausgestaltung in einen Drallbereich mündende Einströmkanäle, welche Längsachsen aufweisen, welche windschief zueinander ausgerichtet sind. Hierdurch kann eine besonders effektive Verdrallung der Strömungen bewirkt werden.In such a configuration, the means for generating the swirl flow include inflow channels which open into a swirl region and have longitudinal axes which are aligned at an angle to one another. This can result in a particularly effective twisting of the flows.

Durch eine windschiefe Anordnung zweier oder mehrerer Einströmkanäle kann in einer derartigen Anordnung also eine sich tangential streifende und verdrallte Strömung erzeugt werden. Hierdurch kann die Anzahl der Blasenkollisionen erhöht werden, wodurch insbesondere eine Koaleszenz herbeigeführt werden kann.Through a skewed arrangement of two or more inflow channels, a tangentially grazing and twisted flow can be generated in such an arrangement. This can increase the number of bubble collisions, which in particular can bring about coalescence.

Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung können sich dabei hinsichtlich eines oder mehrerer Parameter wie Düsendurchmesser, Düsenanzahl, Düsenwinkel, Düsenversatz, Volumenstrom und Temperatur unterscheiden, wobei unter „Düsen“ hier die zuvor erwähnten Einströmkanäle verstanden werden sollen.Embodiments of the present invention can differ in terms of one or more parameters such as nozzle diameter, number of nozzles, nozzle angle, nozzle offset, volume flow and temperature, whereby “nozzles” here are to be understood as meaning the previously mentioned inflow channels.

In einer Ausgestaltung der Erfindung kann die Gasblasenentfernungseinrichtung einen zur Durchströmung mit der Hydraulikflüssigkeit eingerichteten Kanal aufweisen, in dem ein oder mehrere Störkörper angeordnet sind. Durch speziell geformte Störkörper können in einer derartigen Ausgestaltung effizient Wirbel und turbulente Fluktuationen im Strömungsfeld erzeugt werden. Diese führen zu vermehrten Blasenkollisionen und damit zu Koaleszenz und verbesserter Blasenabscheidung.In one embodiment of the invention, the gas bubble removal device can have a channel designed for the hydraulic fluid to flow through, in which one or more interfering bodies are arranged. In such a design, specially shaped disruptive bodies can efficiently generate vortices and turbulent fluctuations in the flow field. These lead to increased bubble collisions and thus to coalescence and improved bubble separation.

Es hat sich herausgestellt, dass entsprechende Störkörper besonders vorteilhaft als ein oder mehrere Tetraederkörper ausgebildet werden können. Hierdurch ergeben sich insbesondere fertigungstechnische Vorteile in Verbindung mit einer besonders effektiven Induktion der Turbulenz nach dem Prinzip des Deltaflügels.It has been found that corresponding disruptive bodies can be particularly advantageously designed as one or more tetrahedral bodies. This results in particular manufacturing advantages in connection with a particularly effective induction of turbulence based on the delta wing principle.

Alternativ oder zusätzlich zu den erläuterten Mitteln zur Erzeugung einer Drallströmung kann die Gasblasenentfernungseinrichtung mehrere, einander zuweisende Düsen zur Erzeugung jeweils eines Freistrahls der Hydraulikflüssigkeit aufweisen. Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung können dabei auf dem Prinzip einer Freistrahlscherung (inline oder im Gegenstrom) beruhen, bei der Freistrahlen aneinander vorbeigleiten und dabei turbulente Scherschichten erzeugen, in denen koaleszenztaugliche Kollisionen stattfinden. Weitere Ausgestaltungen können aber auch auf dem Prinzip einer Freistrahlkollision beruhen, bei der die Freistrahlen kollidieren, ineinander eintauchen, und dabei turbulente Bereiche erzeugen, in denen koaleszenztaugliche Kollisionen stattfinden.Alternatively or in addition to the explained means for generating a swirl flow, the gas bubble removal device can have a plurality of mutually facing nozzles for each generating a free jet of hydraulic fluid. Embodiments of the present invention can be based on the principle of free jet shear (inline or countercurrent), in which free jets slide past each other and thereby generate turbulent shear layers in which collisions suitable for coalescence take place. However, further refinements can also be based on the principle of a free jet collision, in which the free jets collide, plunge into one another, and thereby create turbulent areas in which collisions suitable for coalescence take place.

Mit anderen Worten können in Ausgestaltungen der Erfindung also die Düsen derart angeordnet sein, dass die durch die Düsen erzeugten Freistrahlen tangential aneinander vorbeiströmen oder diese frontal kollidieren. Auch Mischformen und die Verwendung mehrerer Düsen in unterschiedlicher Ausgestaltung können vorgesehen sein. Insbesondere werden entsprechende Effekte durch eine auf einer Geraden liegende Ausrichtung der Düsenlängsachsen bzw. einen entsprechenden lateralen Versatz erzielt. Auch eine gewinkelte Anordnung der Düsenachsen zueinander ist möglich.In other words, in embodiments of the invention, the nozzles can be arranged in such a way that the free jets generated by the nozzles flow past each other tangentially or collide head-on. Mixed forms and the use of several nozzles in different designs can also be provided. In particular, corresponding effects are achieved by aligning the nozzle longitudinal axes on a straight line or by a corresponding lateral offset. An angled arrangement of the nozzle axes relative to one another is also possible.

Der Begriff „Freistrahl“ soll hier, wie in der Fachwelt üblich, eine Strömung aus einer Düse mit einem bestimmten Durchmesser in eine freie Umgebung ohne Wandbegrenzung bezeichnen. Aus der Düse ausströmendes Fluid und Fluid der Umgebung weisen dabei unterschiedliche Geschwindigkeiten auf. Zwischen den Fluiden entsteht eine Scherschicht, aus der sich der Freistrahl entwickelt. Das umgebende Fluid wird angesaugt und mitgerissen.The term “free jet” is intended here, as is common in the professional world, to describe a flow from a nozzle with a certain diameter into a free environment without wall boundaries. Fluid flowing out of the nozzle and fluid in the environment have different velocities. A shear layer is created between the fluids, from which the free jet develops. The surrounding fluid is sucked in and carried away.

Wie mehrfach erwähnt, kann die Hydraulikflüssigkeit ein Hydrauliköl sein und/oder die Gasblasen können Luftblasen sein. Luft kann sich bspw. durch einen externen Lufteintrag bzw. durch anfängliche Drucklösung in dem Hydrauliköl anreichern und anschließend bei Druckreduktion wieder ausgasen.As mentioned several times, the hydraulic fluid can be a hydraulic oil and/or the gas bubbles can be air bubbles. Air can, for example, accumulate in the hydraulic oil through an external air entry or through an initial pressure solution and then gas out again when the pressure is reduced.

Eine Hydraulikanlage, die zum Betrieb mit einer Hydraulikflüssigkeit eingerichtet ist, ist ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Diese kann als beliebige Hydraulikanlage, bspw. als Hebe-, Press- oder Bremsanlage oder eine hydraulische Ventilsteuerung ausgebildet sein. Hierbei enthält die in der Hydraulikanlage verwendete Hydraulikflüssigkeit in einem Betrieb der Hydraulikanlage zumindest in einem Bereich der Hydraulikanlage zumindest zeitweise Gasblasen. Zur Entfernung der Gasblasen aus der Gasblasen enthaltenden Hydraulikflüssigkeit ist eine Gasblasenentfernungseinrichtung bereitgestellt, wobei die Gasblasenentfernungseinrichtung dafür eingerichtet ist, eine turbulente Strömung in der Hydraulikflüssigkeit zu induzieren.A hydraulic system that is set up to operate with a hydraulic fluid is also the subject of the present invention. This can be designed as any hydraulic system, for example as a lifting, pressing or braking system or a hydraulic valve control. In this case, the hydraulic fluid used in the hydraulic system contains gas bubbles at least at times during operation of the hydraulic system, at least in an area of the hydraulic system. To remove the gas bubbles from the hydraulic fluid containing gas bubbles, a gas bubble removal device is provided, the gas bubble removal device being designed to induce a turbulent flow in the hydraulic fluid.

Zu Merkmalen und Vorteilen einer derartigen Hydraulikanlage, die insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens eingerichtet sein kann, wie es zuvor in unterschiedlichen Ausgestaltungen der Erfindung erläutert wurde, sei auf die obigen Ausführungen ausdrücklich verwiesen, da diese die hier vorgesehenen Ausgestaltungen der Hydraulikanlage in gleicher Weise betreffen.With regard to the features and advantages of such a hydraulic system, which can be set up in particular to carry out a method as previously explained in different embodiments of the invention, reference is expressly made to the above statements, since these relate to the embodiments of the hydraulic system provided here in the same way.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.Further advantages and refinements of the invention result from the description and the accompanying drawing.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those to be explained below can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or alone, without departing from the scope of the present invention.

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben. Wird hierbei auf Verfahrensschritte Bezug genommen, betreffen diese die entsprechenden Vorrichtungsmerkmale und umgekehrt.The invention is shown schematically in the drawing using exemplary embodiments and is described in detail below with reference to the drawing. If reference is made to method steps, these relate to the corresponding device features and vice versa.

FigurenbeschreibungCharacter description

  • 1 zeigt eine Gasblasenentfernungseinrichtung gemäß einer Ausgestaltung. 1 shows a gas bubble removal device according to one embodiment.
  • 2 zeigt eine Gasblasenentfernungseinrichtung gemäß einer weiteren Ausgestaltung. 2 shows a gas bubble removal device according to a further embodiment.
  • 3 zeigt eine Gasblasenentfernungseinrichtung gemäß einer weiteren Ausgestaltung. 3 shows a gas bubble removal device according to a further embodiment.
  • 4 zeigt eine Gasblasenentfernungseinrichtung gemäß einer weiteren Ausgestaltung. 4 shows a gas bubble removal device according to a further embodiment.
  • 5 zeigt eine Hydraulikanlage gemäß einer Ausgestaltung. 5 shows a hydraulic system according to one embodiment.

Detaillierte Beschreibung der ZeichnungDetailed description of the drawing

In den Figuren sind einander baulich und/oder funktional teilweise, im Wesentlichen oder vollständig entsprechende Elemente mit identischen Bezugszeichen angegeben. Diese werden der Übersichtlichkeit halber nicht wiederholt erläutert.In the figures, structurally and/or functionally partially, essentially or completely corresponding elements are indicated with identical reference numerals. For the sake of clarity, these will not be explained repeatedly.

In 1 ist eine Gasblasenentfernungseinrichtung gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung schematisch veranschaulicht und insgesamt mit 10 bezeichnet.In 1 1, a gas bubble removal device according to an embodiment of the present invention is schematically illustrated and designated overall by 10.

In 1 ist dabei eine Längsschnittansicht dargestellt, in der ein Bereich, in dem eine Wandung W der Gasblasenentfernungseinrichtung geschnitten ist, durch eine Schrägschraffur veranschaulicht ist. Bereiche, in denen die Wandung nicht geschnitten ist, sind durch eine entsprechende Konturlinie K veranschaulicht.In 1 A longitudinal sectional view is shown, in which an area in which a wall W of the gas bubble removal device is cut is illustrated by oblique hatching. Areas in which the wall is not cut are illustrated by a corresponding contour line K.

Die in 1 veranschaulichte Gasblasenentfernungseinrichtung 10 weist als Mittel zur Erzeugung einer Drallströmung Einströmkanäle 12, 13 auf, deren hier nicht gesondert veranschaulichte Längsachsen windschief zueinander ausgerichtet sind, und welche in einen hier mit 11 bezeichneten Drallbereich münden. In der Darstellung der 1 ist dabei der Einströmkanal 12 geschnitten veranschaulicht, wohingegen der Einströmkanal 13 hinter der Papierebene angeordnet ist und die Schnittebene nur einen Teil der vorderen Wand dieses Einströmkanals 13 trifft. Die sich ergebenden Strömungen sind mittels eines gestrichelten und eines durchgezogenen Pfeils veranschaulicht.In the 1 Illustrated gas bubble removal device 10 has, as a means for generating a swirl flow, inflow channels 12, 13, the longitudinal axes of which are not separately illustrated here, are aligned skewed to one another, and which open into a swirl area designated here by 11. In the representation of the 1 The inflow channel 12 is shown in section, whereas the inflow channel 13 is arranged behind the paper plane and the cutting plane only hits part of the front wall of this inflow channel 13. The resulting flows are illustrated by a dashed and a solid arrow.

Eine weitere Gasblasenentfernungseinrichtung gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist in 2 schematisch veranschaulicht und insgesamt mit 20 bezeichnet.Another gas bubble removal device according to an embodiment of the present invention is in 2 schematically illustrated and designated overall by 20.

Im linken unteren Bereich der 2 ist dabei ein transparent dargestellter, zur Durchströmung mit der Hydraulikflüssigkeit eingerichteter Kanal 21 veranschaulicht, in den entlang einer strichpunktiert dargestellten Längsachse, wie mit einem durchgezogenen Pfeil veranschaulicht, die Hydraulikflüssigkeit eingeleitet wird. In dem Kanal 21 sind im dargestellten Beispiel drei Störkörper 22 angeordnet, wobei im rechten oberen Bereich der 2 ein entsprechender Störkörper 22 herausgezeichnet ist. Dieser wird, entsprechend den durchgezogenen Pfeilen, mit der Hydraulikflüssigkeit insbesondere in Form einer laminaren Strömung angeströmt.In the lower left area of the 2 a transparently shown channel 21, set up for the flow of hydraulic fluid, is illustrated, in which is shown in dash-dotted lines The hydraulic fluid is introduced on the longitudinal axis, as illustrated by a solid arrow. In the example shown, three disruptive bodies 22 are arranged in the channel 21, with the upper right area of the 2 a corresponding disruptive body 22 is drawn out. According to the solid arrows, the hydraulic fluid flows against this, particularly in the form of a laminar flow.

Durch die Ausbildung der Störkörper 22 als Tetraederkörper können hierdurch turbulente Strömungen in der Hydraulikflüssigkeit induziert werden, wie in 2 jeweils mit gestrichelten Pfeilen veranschaulicht.By designing the disruptive bodies 22 as tetrahedral bodies, turbulent flows can be induced in the hydraulic fluid, as in 2 each illustrated with dashed arrows.

In der in 3 in Form einer Schrägdarstellung im Längsschnitt veranschaulichten Ausgestaltung der Gasblasenentfernungseinrichtung, die hier mit 30 bezeichnet ist, sind zwei einander zuweisende Düsen 31, 32 vorgesehen, die zur Erzeugung jeweils eines Freistrahls der Hydraulikflüssigkeit eingerichtet sind. Die Düsen 31, 32 sind dabei derart angeordnet, dass die durch die Düsen 31, 32 erzeugten Freistrahlen frontal kollidieren, wodurch sich die zuvor erläuterten Effekte ergeben. Die Düsen können dabei in einem durch Schrägschraffur veranschaulichten Wandmaterial 33 ausgeformt sein und über eine Einströmöffnung 34 über entsprechende Versorgungskanäle 35, 36 mit der Hydraulikflüssigkeit beaufschlagt werden. Nach der Kollision der Freistrahlen kann die Hydraulikflüssigkeit über eine Ausströmöffnung 37 aus der Gasblasenentfernungseinrichtung 30 ausgeleitet werden, wie mit einem Pfeil veranschaulicht.In the in 3 In the form of an oblique view in longitudinal section of the gas bubble removal device, which is designated here by 30, two mutually facing nozzles 31, 32 are provided, each of which is set up to generate a free jet of hydraulic fluid. The nozzles 31, 32 are arranged in such a way that the free jets generated by the nozzles 31, 32 collide head-on, which results in the effects explained above. The nozzles can be formed in a wall material 33 illustrated by oblique hatching and can be supplied with the hydraulic fluid via an inflow opening 34 via corresponding supply channels 35, 36. After the collision of the free jets, the hydraulic fluid can be discharged from the gas bubble removal device 30 via an outflow opening 37, as illustrated by an arrow.

Eine entsprechende Gasblasenentfernungseinrichtung kann auch mehrere kaskadierte bzw. seriell hintereinander angeordnete Einheiten aufweisen, die jeweils gemäß der in 3 mit 30 bezeichneten Einheit ausgebildet sind. Hierbei kann die Ausströmöffnung 37 einer der Einheiten direkt mit der Einströmöffnung 34 der nächsten Einheit verbunden sein. Auch Abzweige und dergleichen können vorgesehen sein. Mittelachsen der Ein- und Ausströmöffnungen der kaskadierten bzw. seriell angeordneten Einheiten können dabei einander entsprechen. Durch eine entsprechende kaskadierte Anordnung kann der Effekt der erzielten Maßnahmen erhöht werden. Beispielsweise können 2, 3, 4, 5 oder mehr als 5 und insbesondere bis zu 10 Einheiten 30 kaskadiert bzw. seriell angeordnet sein.A corresponding gas bubble removal device can also have several cascaded or serially arranged units, each according to the in 3 with 30 designated unit are formed. Here, the outflow opening 37 of one of the units can be connected directly to the inflow opening 34 of the next unit. Branches and the like can also be provided. Central axes of the inflow and outflow openings of the cascaded or serially arranged units can correspond to one another. The effect of the measures achieved can be increased through an appropriate cascaded arrangement. For example, 2, 3, 4, 5 or more than 5 and in particular up to 10 units 30 can be arranged in cascade or series.

In der in 4 veranschaulichten Ausgestaltung der Gasblasenentfernungseinrichtung, die dort mit 40 bezeichnet ist, sind ebenfalls mehrere, einander zuweisende Düsen 41, 42, 43, 44 bereitgestellt, die jeweils zur Erzeugung jeweils eines Freistrahls der Hydraulikflüssigkeit eingerichtet sind. Abweichend zu der in 3 veranschaulichten Ausgestaltung weisen diese Düsen jedoch einen Versatz ihrer Längsachsen zueinander auf, so dass die mit durchgezogenen Pfeilen veranschaulichten, durch die Düsen 41, 42, 43, 44 erzeugten Freistrahlen in einem Bereich 45 tangential aneinander vorbeiströmen. Die Hydraulikflüssigkeit kann dann über einen Bereich 46 aus der Gasblasenentfernungseinrichtung 40 abströmen.In the in 4 In the illustrated embodiment of the gas bubble removal device, which is designated 40 there, a plurality of mutually facing nozzles 41, 42, 43, 44 are also provided, each of which is set up to generate a free jet of hydraulic fluid. Different from that in 3 In the illustrated embodiment, however, these nozzles have an offset of their longitudinal axes relative to one another, so that the free jets generated by the nozzles 41, 42, 43, 44, illustrated with solid arrows, flow past each other tangentially in an area 45. The hydraulic fluid can then flow out of the gas bubble removal device 40 via an area 46.

Eine Hydraulikanlage gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist in 5 in einer stark vereinfachten Weise schematisch veranschaulicht und insgesamt mit 100 bezeichnet. In der Hydraulikanlage 100 wird aus einem Tank 110 mittels einer Hydraulikpumpe 120 Hydraulikflüssigkeit gefördert und einer entsprechenden Nutzung, beispielsweise in einer Hydraulikeinheit 130 wie einem Heber oder einem Ventil, zugeführt. Die mit Gasblasen beaufschlagte Hydraulikflüssigkeit wird anschließend in eine gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung bereitgestellte Gasblasenentfernungseinrichtung 10, 20, 30, 40 eingespeist, in der durch die erläuterten Maßnahmen vergrößerte Gasblasen geschaffen werden, welche sodann in dem Tank 110 schneller aufsteigen können.A hydraulic system according to an embodiment of the present invention is in 5 illustrated schematically in a highly simplified manner and designated overall by 100. In the hydraulic system 100, hydraulic fluid is conveyed from a tank 110 by means of a hydraulic pump 120 and supplied for appropriate use, for example in a hydraulic unit 130 such as a lifter or a valve. The hydraulic fluid containing gas bubbles is then fed into a gas bubble removal device 10, 20, 30, 40 provided according to an embodiment of the invention, in which enlarged gas bubbles are created by the measures explained, which can then rise more quickly in the tank 110.

Claims (8)

Verfahren zur Entfernung von Gasblasen aus einer Gasblasen enthaltenden Hydraulikflüssigkeit, bei dem die Gasblasen enthaltende Hydraulikflüssigkeit durch eine Gasblasenentfernungseinrichtung (10, 20, 30, 40) geführt wird, wobei die Gasblasenentfernungseinrichtung (10, 20, 30, 40) dafür eingerichtet ist, eine turbulente Strömung in der Hydraulikflüssigkeit zu induzieren, wobei die Gasblasenentfernungseinrichtung (10) Mittel zur Erzeugung einer Drallströmung aufweist, die in einen Drallbereich (11) mündende Einströmkanäle (12, 13) umfassen, die Längsachsen aufweisen, welche windschief zueinander ausgerichtet sind, und/oder wobei die Gasblasenentfernungseinrichtung (30, 40) mehrere einander zuweisende Düsen (31, 32; 41-44) zur Erzeugung jeweils eines Freistrahls der Hydraulikflüssigkeit aufweist.Method for removing gas bubbles from a hydraulic fluid containing gas bubbles, in which the hydraulic fluid containing gas bubbles is passed through a gas bubble removal device (10, 20, 30, 40), the gas bubble removal device (10, 20, 30, 40) being set up to produce a turbulent To induce flow in the hydraulic fluid, wherein the gas bubble removal device (10) has means for generating a swirl flow, which comprise inflow channels (12, 13) opening into a swirl region (11), which have longitudinal axes which are aligned skewed to one another, and / or where the gas bubble removal device (30, 40) has a plurality of mutually facing nozzles (31, 32; 41-44) for each generating a free jet of hydraulic fluid. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Gasblasenentfernungseinrichtung (20) einen zur Durchströmung mit der Hydraulikflüssigkeit eingerichteten Kanal (21) aufweist, in dem ein oder mehrere Störkörper (22) angeordnet sind.Procedure according to Claim 1 , in which the gas bubble removal device (20) has a channel (21) designed for the hydraulic fluid to flow through, in which one or more disruptive bodies (22) are arranged. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem der Störkörper (22) oder zumindest einer der mehreren Störkörper (22) als Tetraederkörper ausgebildet ist.Procedure according to Claim 2 , in which the interfering body (22) or at least one of the several interfering bodies (22) is designed as a tetrahedral body. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Düsen (41-44) derart angeordnet sind, dass die durch die Düsen (41-44) erzeugten Freistrahlen tangential aneinander vorbeiströmen.Method according to one of the preceding claims, in which the nozzles (41-44) are arranged such that the through the nozzles (41-44) generated free jets flow past each other tangentially. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem die Düsen (31, 32) derart angeordnet sind, dass die durch die Düsen (31, 32) erzeugten Freistrahlen frontal kollidieren.Procedure according to Claim 4 , in which the nozzles (31, 32) are arranged such that the free jets generated by the nozzles (31, 32) collide head-on. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Hydraulikflüssigkeit ein Hydrauliköl ist und/oder die Gasblasen Luftblasen sind.Method according to one of the preceding claims, in which the hydraulic fluid is a hydraulic oil and/or the gas bubbles are air bubbles. Hydraulikanlage, die zum Betrieb mit einer Hydraulikflüssigkeit eingerichtet ist, wobei die Hydraulikflüssigkeit in einem Betrieb der Hydraulikanlage zumindest in einem Bereich der Hydraulikanlage zumindest zeitweise Gasblasen enthält, wobei zur Entfernung der Gasblasen aus der Gasblasen enthaltenden Hydraulikflüssigkeit eine Gasblasenentfernungseinrichtung (10, 20, 30, 40) bereitgestellt ist, wobei die Gasblasenentfernungseinrichtung (10, 20, 30, 40) dafür eingerichtet ist, eine turbulente Strömung in der Hydraulikflüssigkeit zu induzieren, wobei die Gasblasenentfernungseinrichtung (10) Mittel zur Erzeugung einer Drallströmung aufweist, die in einen Drallbereich (11) mündende Einströmkanäle (12, 13) umfassen, die Längsachsen aufweisen, welche windschief zueinander ausgerichtet sind, und/oder wobei die Gasblasenentfernungseinrichtung (30, 40) mehrere einander zuweisende Düsen (31, 32; 41-44) zur Erzeugung jeweils eines Freistrahls der Hydraulikflüssigkeit aufweist.Hydraulic system which is set up for operation with a hydraulic fluid, wherein the hydraulic fluid contains gas bubbles at least at times during operation of the hydraulic system at least in a region of the hydraulic system, wherein a gas bubble removal device (10, 20, 30, 40) is used to remove the gas bubbles from the hydraulic fluid containing gas bubbles ) is provided, wherein the gas bubble removal device (10, 20, 30, 40) is designed to induce a turbulent flow in the hydraulic fluid, the gas bubble removal device (10) having means for generating a swirl flow which opens into a swirl region (11). Comprise inflow channels (12, 13) which have longitudinal axes which are aligned skewed to one another, and/or wherein the gas bubble removal device (30, 40) has a plurality of mutually facing nozzles (31, 32; 41-44) for each generating a free jet of hydraulic fluid . Hydraulikanlage nach Anspruch 7, die zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 eingerichtet ist.hydraulic system Claim 7 , which are used to carry out a procedure according to one of the Claims 1 until 6 is set up.
DE102022208536.1A 2022-08-17 2022-08-17 Method for removing gas bubbles from a hydraulic fluid and hydraulic system with a gas bubble removal device Active DE102022208536B3 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022208536.1A DE102022208536B3 (en) 2022-08-17 2022-08-17 Method for removing gas bubbles from a hydraulic fluid and hydraulic system with a gas bubble removal device
CN202311035368.7A CN117588466A (en) 2022-08-17 2023-08-16 Method for removing air bubbles from hydraulic fluid and hydraulic equipment with air bubble removing device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022208536.1A DE102022208536B3 (en) 2022-08-17 2022-08-17 Method for removing gas bubbles from a hydraulic fluid and hydraulic system with a gas bubble removal device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102022208536B3 true DE102022208536B3 (en) 2024-02-08

Family

ID=89575615

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102022208536.1A Active DE102022208536B3 (en) 2022-08-17 2022-08-17 Method for removing gas bubbles from a hydraulic fluid and hydraulic system with a gas bubble removal device

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN117588466A (en)
DE (1) DE102022208536B3 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020212479A1 (en) 2020-10-02 2022-04-07 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Hydraulic pressure medium channel Hydraulic unit with pressure medium channel
DE102020213316A1 (en) 2020-10-22 2022-04-28 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Mass separator for gas from hydraulic pressure medium and mass separator arrangement

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020212479A1 (en) 2020-10-02 2022-04-07 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Hydraulic pressure medium channel Hydraulic unit with pressure medium channel
DE102020213316A1 (en) 2020-10-22 2022-04-28 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Mass separator for gas from hydraulic pressure medium and mass separator arrangement

Also Published As

Publication number Publication date
CN117588466A (en) 2024-02-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102005037026B4 (en) cavitation mixer
EP1124000B2 (en) Method and device for aerating dispersions
DE2849171A1 (en) HELICOPTER COUNTER-TORQUE SYSTEM WITH CIRCULATION CONTROL
DE102010051638A1 (en) Gas turbine combustor with a cooling air supply device
EP3183052B1 (en) Method and device for cleaning fiber suspensions by means of flotation
EP1350888B1 (en) Device for separating solids from liquids using flotation
WO2011000452A1 (en) Method for degassing a liquid
DE102022208536B3 (en) Method for removing gas bubbles from a hydraulic fluid and hydraulic system with a gas bubble removal device
DE19615089C1 (en) Paper suspension flotation useful esp. for solid impurity sepn.
DE102017000279A1 (en) Lubricant container for a hydraulic system
DE102011114945A1 (en) shower head
DE19845536C2 (en) Process for removing contaminants from an aqueous suspension containing paper fibers
EP0430985A1 (en) Device for treating fluid to thin-bodied media.
DE3328243A1 (en) SORTING MACHINE
DE102005049591B3 (en) Cavitation degasser
DE102013220365A1 (en) Flotation device for separating solid particles from a liquid and method for operating such a flotation device
DE102019117048A1 (en) Molding machine with a hydraulic system
DE60310201T2 (en) METHOD FOR CONVERTING A GAS / LIQUID FLOW IN LAMINAR OR STORED ELECTRICITY
EP2789381A1 (en) Ventilating device and method with material intake in the injector
DE1782158B2 (en) DEVICE FOR GENERATING GAS BUBBLES FOR A TRUE
DE3912517C2 (en) Method and device for conveying and separating the components of a fluid, in particular a suspension, with the disintegration of clamped particles
DE19920480A1 (en) Process for removing impurities from an aqueous paper fiber suspension
DE102019118412A1 (en) Motor vehicle as well as operating fluid container and operating fluid pump
DE1049712B (en)
DE102013220363A1 (en) Flotation device and method for operating a flotation device

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division