DE2400325C2 - Zentrifugalabscheider für das Schmieröl eines Rotationskolbenverdichters - Google Patents
Zentrifugalabscheider für das Schmieröl eines RotationskolbenverdichtersInfo
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Description
Bei der Erfindung weist somit der Zentrifugalbehälter
50 an seiner Umfangswand eine öffnung zum Ablassen von ausgeschiedenem Wasser auf, die intermittierend
Die Erfindung bezieht sich auf einen Zentrifugalab- mit einer Abwasserleitung in Verbindung kommt. Die
scheider für Schmieröl gemäß Oberbegriff des Patent- Austrittsöffnung kann leicht mit gängigen D.chtelemenansoruchs
1 ten gegenüber dem Gehäuse abgedichtet werden, so
Aus der DE-AS 11 23 625 ist ein derartiger Zentrifu- 55 daß auch beim rotierenden Betrieb das abgeschiedene
gasscheider für Schmieröl bekanntgeworden, der da- Wasser nicht mehr in das gereinigte Ol und in die Auszu
dient, Verunreinigungen abzuscheiden. Die Verunrei- laßleitung des Gehäuses geraten kann,
nigungen werden innerhalb des Zentrifugalbehälters Die durch die Abdichtung der Wasseraustrittsoffnun-
gesarnmelt. Das gereinigte Schmieröl wird über Ab- gen auftretende Reibung wird mühelos von dem den
sprühdüsen aus dem Zentrifugalbehälter entfernt, die 60 Zentrifugalbehälter antreibenden Propellerrad ubermit
vertikal in das Innere des Zentrifugalbehälters hin- wunden, das mit dem Druckgas des Verdichters beaufeinragenden
Rohrstutzen verbunden sind. Die Rück- schlagt wird. Dies ist ein billiger und einfacher Weg. um
Stoßwirkung der Düsen hält den Zentrifugalbehälter in den Behälter drehzahlabhängig in Drehung zu ha ten.
Bewegung. Der bekannte Zentrifugalbehälter hat den Hat sich genügend Wasser im Zentrif ugalbeha ter anNachteil
daß er zum Entfernen der Verunreinigungen 65 gesammelt, so genügt es, die Druckgaszufuhr fur das
stillgelegt und geöffnet werden muß. Er eignet sich auch Propellerrad zu unterbrechen und die Auslaßoffnung
nicht zum Abscheiden von Wasser aus öl. für das Wasser der Abwasserleitung zuzuordnen. Bei
Die gleichen Nachteile zeigt auch ein Zentrifugal- geöffnetem Ventil läuft das Wasser ab.
24 OO
Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß das Propellerrad mit Druckgas angeströmt wird, das der
Auslaßleitung des Rotationskolbenverdichters vor einer Drossel entnommen, der Kammer über eine Leitung
zugeführt und von der Kammer über eine Leitung in die Auslaßleitung hinter der Drossel abgeführt wird. Die
Drossel stellt auf einfache Weise den zum Antrieb des Propellerrades erforderlichen Druckunterschied her.
Das Druckgas wird nach der Beaufschlagung des Propellerrades wieder in die Druckgasleitung eingespeist
Sofern man auf das zum Antrieb des Propellerrades verwendete Druckgas verzichten will, ist es gemäß einer
anderen Ausgestaltung der Erfindung möglich, daß das Propellerrad mit Druckgas angeströmt wird., das der
Auslaßleitung eines Druckbehälters entnommen, der Kammer über eine Leitung zugeführt und von der Kammer
über eine Leitung in die Atmosphäre abgeführt wird.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachfolgend anhand einer Zeichnung beschrieben. Es zeigt
F i g. 1 eine erste Ausführungsform eines schematisch
dargestellten Umlaufsystems für Kühl- und Schmieröl eines mit öleinspritzung arbeitenden Rotationskolbenverdichters,
F i g. 2 eine zweite Ausführungsform eines Umlaufsystems für Kühl- und Schmieröl eines mit Öleinspritzung
arbeitenden Rotationskolbenverdichters,
F i g. 3 eine Schnittansicht des in F i g. 1 mit dargestellten Zentrifugalwasserabscheiders,
F i g. 4 eine Schnittansicht eines anderen, in F i g. 2 mit dargestellten Zentrifugalwasserabscheiders und
F i g. 5 ein Diagramm, in dem die Abhängigkeit zwischen der Umfangsgeschwindigkeit N des Zentrifugalwasserabscheiders
und der Temperatur T des Schmieröls dargestellt ist.
In Fig.1 ist schematisch ein Umlaufsystem für das
Kühl- und Schmieröl eines mit Öleinspritzung arbeitenden Rotationskolbenverdichters gemäß der Erfindung
dargestellt, wjbei der Verdichter in diesem Fall ein
Luftverdichter der Flügelzellenbauart ist.
In der Fig. 1 ist der Rotationskolbenverdichter 1 im
Schnitt zu erkennen, der einen Luftansaugstutzen 3 und einen Luftdruckstutzen 4 aufweist. Ein Druckbehälter 2,
der auch die Funktion eines ölabscheider hat, ist über
eine seitliche Auslaßleuung 5 mit dem Luftdruckstutzen
4 verbunden, und an dem oberen Teil des Druckbehälters 2 ist eine zum Verbraucher führende Leitung mit
Ventil 6 angeschlossen.
An eine Leitung 7, die u; den Boden des Druckbehälters
2 einmündet, sind nacheinander ein Temperaturegier 8, eine Leitung 9, ein Kühler 10 und eine Leitung 11
angeschlossen, die ihrerseits mit der Verdichterkammer des Verdichters 1 in Verbindung steht. Der Temperaturregler
8 ist unmittelbar mit der Leitung 11 über eine Bypass- Leitung 12 verbunden.
Am Boden des Druckbehälters 2 ist eine Leitung 34 angeschlossen, an welche sich nacheinander ein Zentrifugalwasserabscheider
35 und eine Leitung 36 anschließen, welche ihrerseits mit der Leitung 7 verbunden ist,
die in den unteren Teil des Druckbehälters 2 einmündet, 6ö um diesen mit dem Temperaturregler 8 zu verbinden.
Die Auslaßleitung 5 ist z. B. mit einer Drossel 5' versehen. Die einzelnen Enden einer zuführenden Leitung 37
und einer abführenden Leitung 38 sind stromauf bzw. stromab der Drossel 5' an die Leitung 5 angeschlossen. 6*
Die jeweils anderen End^'.i der zuführenden Leitung 37
und der abführenden Leitung 38 sind mit einer Kammer 40 des Zentrifugalwasserabscheiders verbunden, wie
dies die F i g. 3 zeigt
Die wesentlichsten Komponenten der in der F i g. 2 dargestellten Anordnung sind identisch mit denjenigen
der F i g. 1, mit der Ausnahme, daß die zuführende Leitung 37 bei dem in der Fig.2 dargestellten Ausführungsbeispiel
an eine Auslaßleitung 39 angeschlossen ist, die den Druckbehälter 2 mit dem Ventil 6 verbindet,
und daß die abführende Leitung 38 in die Atmosphäre mündet Durch den Luftansaugstutzen 3 wird Luft in
den Rotationskolbenverdichter 1 eingesaugt, und das in dem Verdichter komprimierte Gas wird dann über den
Luftdruckstutzen 4 durch die Auslaßleitung 5 in den Druckbehälter 2 geleitet Das komprimierte Gas wird
dann von einem außerhalb angeordneten Verbraucher durch das Ventil 6 entnommen.
Das Kühl- und Schmieröl wird im unteren Teil des Druckbehälters und ölabscheider 2 gespeichert und
dann in Abhängigkeit von dem Druck des komprimierten Gases durch eine Leitung 7, einen Temperaturregler
8. eine Leitung 9, einen Kühler 10 und;■/■.£ Leitung 11 in
die Verdichterkammer des Rotationskolbe !!verdichter
1 eingleitet In einem solchen Fall jedoch, in welchem die
Temperatur des Kühl- und Schmieröles in der Leitung 7 niedrig ist, wird ein Teil des Kühl- und Schmieröles von
dem Temperaturregler 8 abgezweigt und unmittelbar über die Bypass-Leitung 12 in die Leitung 11 eingeleitet,
ohne daß es durch den Kühler 10 hindurchströmt so daß die Temperatur des in die Kompressionskammer des
Rotationskolbenverdichters 1 eingeleiteten Kühl- und Schmieröles schnell auf einen bestimmten Wert gebracht
wird, der dauernd aufrechterhalten werden soll.
Während der Rotationskolbenverdichter 1 stundenlang ununterbrochen läuft kondensiert andererseits der
in der Atmosphäre enthaltene Wasserdampf unter Bildung von Wasserpartikeln, welche sich mit dem Kühl-
und Schmieröl vermischen, so daß eine Emulsion gebildet wird. Das sich in dem emulgierenden Zustand befindliche
Kühl- und Schmieröl wird mittels eines Zuitrifugalwasserabscheiders
35 von den Wasserpartikelchen getrennt, welcher sich mit einer hohen Umfanggeschwindigkeit
dreht, die auf die Druckflüssigkeit übertragen wird, und anschließend fließt das gereinigte öl
über die Leitung 36 in die Leitung 7.
Wie der F i g. 1 zu entnehmen ist, wird als Antriebsquelle für den Zentrifugalwasserabscheider 35 die Strömung
des in dem Verdichter komprimierten Gases verwendet Bedingt durch die Drossel 5 oder durch ein
Venturirohr oder dergleichen ist der Druck in der zugeführten Leitung 37 um wenigstens 1 bar höher als in der
abführenden Leitung 38. Der Zentrifugalwasserabscheider 35 wird über das Propellerrad 41 infolge dieses
Druckunterschiedes von n.ehr als 1 bar angetrieben.
Cei uer Ausführungsform der F i g. 2 wird die zum
Verbraucher hinführende Auslaßleitung 39 dazu benutzt, um den Zentriiugalwasserabscheider 35 anzutreiben.
Eine Leitung 37 zweigt von der Auslaßleitung 39 ab und führt direkt in die Propellerkammer 40 des in F i g. 4
dargestellten Zentpfugalwasserabscheiders. Die aus der Kammer wegführende Leitung 38 endet frei, so daß das
Druckgas in die Atmosphäre entweichen kann.
In der F i g. 3 ist der Zentrifugalwasserabscheider 35
im Detail dargestellt. Er weist eine Kammer 40 und ein
Gehäuse 47 auf, das unterhalb der Kammer 40 angeordnet ist. Die zuführen^ Leitung 37 ist an der einen Seite
der Kammer 40, die abführende Leitung 38 an der anderen Seite der Kammer angeschlossen. In der senkrechten
Mittelachse der Kammer 40 und des Gehäuses 47 ist eine senkrechte Welle 43 angeordnet, die mittels zweier
24 OO 325
Lager 45 und 46 drehbar in dem Gehäuse des Zentrifugalwasserabscheiders 35 gelagert ist.
Innerhalb der Kammer 40 ist ein Propellerrad 41 mit einer Nabe 42 am oberen Ende der Weile 43 mittels
einer Mutter 44 befestigt. Der in dem Gehäuse 47 befindliche Teil der Welle 43 ist im unteren Bereich mit
einer Längsbohrung 48 versehen, die mit der Leitung 34 in Verbindung steht und die durch eine Querbohrung 49
mit einer später noch genauer beschriebenen Zentrifugalkammer 52 verbunden ist, welche mit dem oberhalb
der Längsbohrung 48 gelegenen Teil der Welle 43 zusammenwirkt.
Ferner sind innerhalb des Gehäuses 47 ein Zentrifugalbehälter 50 und ein Deckel 51 starr mit der Welle 43
verbunden. Die vorgenannte Zentrifugalkammer 52 wird von dem zusammengebauten Zentrifugalbehälter
50 und Deckel 51 gebildet. Unter der Zentrifugalkammer 52 ist in dem Gehäuse 47 eine ölkarnrner 53 angeordnet. Die Bodenplatte des Zentrifugalbehälters 50 ist
mit einem rohrförmigen Auslaßkanal 62 ausgestattet, der sich von der Bodenplatte in die Zen'rifugalkammer
52 nach oben erstreckt und durch welchen die Zentrifugalkammer 52 mit der ölkammer 53 verbunden ist.
Der Zentrifugalbehälter 50 ist auf seiner einen Seite mit einer öffnung 50' versehen, die mit einer öffnung
50" fluchtend angeordnet werden kann, welche in der Umfangswand des Gehäuses 47 vorgesehen ist. An die
öffnung 50" des Gehäuses 47 schließt sich eine Abwasserleitung 63' an, in welcher ein Ventil 54 angeordnet ist.
Das als Antriebsmittel für den Zentrifugalwasserabscheider 35 dienende Druckgas wird während des Betriebes des Verdichters durch die zuführende Leitung 37
in die Kammer 40 eingeleitet, so daß sich das Propellerrad 41 mit hoher Geschwindigkeit dreht. Es tritt aus der
Kammer 40 durch die abführende Leitung 38 wieder aus. Das Prcpeüerrad 41 ist einstückig mit der Nabe 42
ausgebildet, welche auf der Welle 43 mittels der Mutter 44 befestigt ist. Die Welle 43, die mittels der Lager 45
und 46 drehbar gelagert ist, wird daher zusammen mit dem Propellerrad 41 gedreht.
Andererseits wird das Kühl- und Schmieröl durch die
Leitung 34 über den zentralen Raum am Boden des Gehäuses 47 des Zentrifugalwasserabscheiders 35 in die
Längsbohrung 48 geleitet, die sich in der Welle 43 befindet und ferner durch die Querbohrung 49 der Welle 43
in die Zentrifugalkammer 52, welche durch den mit dem Deckel 51 zusammengebauten Zentrifugalbehälter 50
gebildet wird.
Der Zentrifugalbehälter 50 und der Deckel 51 sind derart auf der Welle 43 festgelegt, daß sie sich mit dieser
drehen. Daher wird das Kühl- und Schmieröl, das im Zustand einer getrübten weißen Emulsion in die Zentrifugalkammer 52 eintritt mit einer hohen Geschwindigkeit gedreht, wobei es eine Temperatur aufweist, die
höher als die Atmosphärentemperatur ist, so daß sich infolgedessen die Wasserpartikelchen auf der inneren
Umfangsfläche der Außenwand der Zentrifugalkammer 52 ansammeln und das reine Kühl- und Schmieröl, das
keine von ihm getrennten Wasserpartikelchen mehr aufweist über die Leitung 36 durch den rohrförmigen.
Auslaßkanal 62 in die ölkammer 53 abgeleitet wird. Außerdem wird das Wasser, das sich auf der inneren
Umfangsfläche der Außenwand der Zentrifugalkammer 52 angesammelt hat intermittierend bei Stillstand des
Zentrifugalbehälters über das Ventil 54 von der Wand des Wasserabscheider» nach außen geleitet, wobei das
Ventil 54 automatisch betätigt wird, wenn sich eine ent-SDrechende Wassermenge angesammelt hat Dieses
Ventil 54 kann durch irgendeine von Hand betätigbare Einrichtung ersetzt werden oder durch eine solche Vorrichtung, die automatisch in bestimmten Zeitabständen
öffnet.
Wie in der F i g. 4 zu erkennen ist, dient die Leitung 37
zum Zuführen des Druckgases an den Zentrifugalwasserabscheider 35, um diesen anzutreiben. Sie ist mit einem Ventil 60 ausgestattet. Falls es notwendig ist, kann
die abführende Leitung 38 ebenfalls mit einem Ventil 61
ίο versehen sein, so daß der Zentrifugalwasserabscheider
35 auf verschiedene Weise derart wirtschaftlich betrieben werden kann, daß die Ventile 60 und 61 automatisch
geöffnet werden, um dafür zu sorgen, daß der Zcniriiugalwasserabscheider 35 angetrieben wird. Die Ventile
60 und 61 können von Hand oder automatisch intermittierend in Abhängigkeit von dem Emulsionsgrad innerhalb des Rotationskolbenverdichters 1 betätigt werden,
ατή den Zent.r!fuga!wasserab«"heider 35 anzutreiben
und die Wasserpartikel vollständig von dem öl zu tren-
nen.
Bei allen vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen liegen die Umfangsgeschwindigkeit Λ/in m/sec des Zentrifugalwasserabscheiders und die Temperatur Tin "C
des Schmieröles in dem schraffierten Bereich der F i g. 5,
bei dem die obere Begrenzung durch die Gleichung
■ 1
jo und die untere Begrenzung durch die Gleichung
0,049 N1 + 0,605 N + T- 55
definiert sind, wobei das öl und Wasser bei in diesem
Bereich liegenden Zuständen vollständig und leicht voneinander getrennt und das Wasser aus der Vorrichtung
entfernt werden können.
Claims (3)
- 24 OO 325Flüssigkeitsreiniger, der aus der DE-OS 15 32 699 be-Patentansorüche· kannt ist Auch bei ihm verbleiben VerunreinigungenPatentanspruch. innerhalb des Zentrifugalbehälters. Sie setzen sich anund LerTblalleitung für das Öl in Verbin- denen der Zentrifugalbehälter angetrieben wirdab^heiders (35) zum Trennen von Wasser aus einem Schmieröl unmittelbar in das zu komprimierende Gas von DruckgJ eines mit der Einspritzung von einzuspritzen, um die Schaufeln zu kühlen and einen Schmier- ^d Kühlöl arbeitenden Rotationskolben- höheren Kompressionswirkungsgrad des Verdichters «»n4«.hi*" W ahffeschiedenen ÖL der Zentrifugal- 20 zu erzielen. ^ ui _behäterTsb) an seiner Umfangswand mit einer Off- Das vom Verdichter angesaugte: uu entna» zu...cis.nungϊ?ϊ^ Ablassen ausgeschiedenen Wassers Wasserdampf der innerhalb de.'Verdichterskonden versehen ist, die während der Drehung intermittie- siert und sich dann mit dem Kühl- und Schmieröl verrend mit einer mit einem Ventil (54) versehenen, am mischt, so daß das Öl emulgiert Dadurch wird die GriäSe MT) angeschlossenen Abwasserleitung 25 Schmierfähigkeit des Öls beeinträchtigt Der Verdichter (63') in Verbindung kommt, and daß die Welle (43) kann möglicherweise beschädigt werten des Zentrifugalbehälters (50) an einem Ende mit ei- Der vorliegenden Erfindung hegt die Aufgabe zu-nem in einer eigenen Kammer (40) des Gehäuses gründe, einen Zentrifugalabscheider der eingangs ge-MT?rotierenden Propellerrad (41) fest verbunden ist nannten Art zu schaffe* der ein sicheres Trennen von das zum An»rieb des Zentrifugalbehälters (50) mit 30 Wasser aus einem vom Druckgas eines mit der E.nspr.t-D^ckgas vom RotatLskolbenverdichter (1) beauf- zung von Schmier- und Kühlöl arbeitenden Rotationsschlagt ist kolbenverdichter abgeschiedenen öl erlaubt und der
- 2 Zentrif ugaJwasse. abscheider nach Anspruch 1, dabei auf einfache Weise angetrieben wirddadurch gekennzeichnet, daO Jas Propellerrad (41) Diese Aufgabe wird erfindungsgemaß dadurch gelostmh SwSgas angeströmt wird das der Auslaßlei- 35 daß bei Verwendung des Zentrifugalabscheider* zum üng (5) des Rotationskolbenverdichters von einer Trennen von Wasser aus einem vom Druckgas emes mit Drossel (5') entnommen, der Kammer (40) über eine der Einspritzung von Schmier- und Kuhlol arbeitenden Leitune (37) zugeführt und von der Kammer (40) Rotationskolbenverdichters abgeschiedenen Öl, der über eine Leitung (38) in die Auslaßleitung (5) hinter Zentrifugalbehälter an seiner Ur.iangswano mit einer der Drossel (5') abgeführt wird. <o Öffnung zum Ablassen ausgeschiedenen Wassers verse-
- 3 Zentrifugalwasserabscheider nach Anspruch 1, hen ist die während der Drehung intermittierend mit dadurch gekennzeichnet, daß das Propellerrad («) einer mit einem Ventil vesehenen am Gehäuse angemit Druckgas angeströmt wird, das der Auslaßlei- schlossenen Abwasserleitung in Verbindung kommt lung (39) eines Druckbehälters (2) entnommen, der und daß die Welle des Zentrifugalbehälters an einem Kammer (40) über eine Leitung (37) zugeführt und « Ende mit einem in einer eigenen Kammer des Gehäuses von der Kammer (40) über eine Leitung (38) in die rotierenden Propellerrad fest verbunden ist, das zum Atmosphäre abgeführt wird. Antrieb des Zentrifugalbehälters mit Druckgas vom Ro-v tationskolbenverdichter beaufschlagt ist.
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