DE2413994C3 - Vorrichtung zur Erhöhung der Teilchengröße eines ölnebels - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erhöhung der Teilchengröße eines ölnebels, bei der in einem Luftstrom enthaltene ölteilchen durch eine Eintrittsdüse in eine rotationssymmetrische Kammer eintreten, in der sie auf einen koaxial in der Kammer befestigten rotationssymmetrischen Prallkörper treffen, auf dessen stromauf gelegenen Seite sich die ölteilchen zu größeren öltropfen verdichten, die radial über den Prallkörper nach außen fließen und schließlich die Kammer über eine Auslaßöffnung verlassen, wobei der Aulaß im wesentlichen koaxial zur Eintrittsdüse, dem Prallkörper und der Kammer liegt.

ölnebel werden in Schmiersystemen verwendet, wobei die ölteilchen ohne unerwünschte Verdichtung auf den Innenwänden der Zuführleitungen über um so größere Strecken transportiert werden können, je feiner die im Luftstrom suspendierten ölteilchen sind. Wenn es gelungen ist, einen ölnebel aus Teilchen geeigneter Größe herzustellen, tritt die Schwierigkeit auf, diese Teilchen auf den zu schmierenden Oberflächen zu verdichten bzw. zusammenzuballen. Dabei gilt grundsätzlich, daß die Geschwindigkeit, mit der die ölteilchen auf eine Oberfläche auftreffen müssen, um verdichtet zu werden, um so größer sein muß, je kleiner die ölteilchen sind.

Es ist eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung für die Verdichtung von Ölteilchen mit einem mittleren Durchmesser von etwa 25 μ bis 125 μ bekannt (US-PS 30 52 318). Bei dieser Vorrichtung ist die Kammer eine zylindrische Kammer und bildet der Prallkörper im wesentlichen einen kreisförmigen Teller, dessen ebene Stirnseite der Eintrittsdüse zugewandt ist und der mit radialen Durchflußkanälen versehen ist, die zur Auslaßöffnung führen. Die in Verbindung mit einer solchen Vorrichtung verwendeten ölteilchen sind bereits so groß, daß ein beträchtlicher Anteil von ihnen zusammenfließt, bevor die Teilchen die Vorrichtung erreichen. Die Teilchen haben bereits eine solche Größe, daß sie sich vor dem Eintritt in die Eintrittsdüse so weit verdichten, daß sie auch ohne diese Vorrichtung die Schmierstellen benetzen könnten, so daß der Sinn dieser Vorrichtungen im wesentlichen darin besteht, einerseits für eine tropfenförmige Zufuhr flüssigen Öls zu sorgen, und andererseits das Entweichen von öl zu verhindern. Durch die durch die Eintrittsdüse gegenüber den Zufuhrleitungen bedingte Querschnittsveränderung wird bereits eine große Menge ölteilchen ausgeschieden, bevor der ölnebel die Eintrittsdüse erreicht, in der die Luftströmung und der restliche Nebel beschleunigt werden und dann auf die ebene Prallfläche treffen. In der Zufuhrleitung ausgefallene ölteilchen laufen nach unten zur Eintrittsdüse und strömen mit der Luftströmung durch diese Eintrittsdüse, so daß verhältnismäßig große öltropfen erzeugt werden, die dann auf die ebene Prallfläche stoßen und mit den dort abgeschiedenen ölteilchen zusammenfließen, wonach die dadurch entstandenen öltropfen aufgrund ihres Eigengewichts zur Auslaßöffnung abfließen. Der größte Teil dieser Tropfen ist so groß, daß sie nicht vom Luftstrom transportiert werden können. Diese bekannte Vorrichtung ist somit zwar zur Verflüssigung eines ölnebels mit verhältnismäßig großen ölteilchen geeignet, kann jedoch nicht größere ölteilchen in der Nähe der Schmierstelle erzeugen.

Um größere Förderstrecken für ölnebel zu ermöglichen, ist zweckmäßig die Teilchengröße erheblich zu verkleinern, z. B. auf eine Größenordnung von unter 2 μ. Solche ölteilchen sind jedoch so klein, daß sie Lagerflächen nicht ausreichend benetzen, wenn sie auf diese aufgeblasen werden, vielmehr müßten solche

ölteilchen auf eine beträchtliche Auftreffgeschwindigkeit beschleunigt werden, damit sie sich zusammenballen, wobei zunächst die sehr kleinen Teilchen zusammengeballt werden und dann aus den zusammengeflossenen sehr kleinen Teilchen größere ölteilchen erzeugt werden müßten.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß dann, wenn mit sehr feinen ölteilchen gearbeitet wird, die zur notwendigen Beschleunigung des ölnebels erforderliche Einrittsdüse einen Querschnitt hau der in Verbindung mit dem Druck des öiiiebels und der hohen Geschwindigkeit zu viel Schmiermittel bzw. öl zur Schmierstelle zuläßt. Wenn dann der Durchmesser der Eintrittsdüse auf einen so kleinen Wert verringert wird, daß sich die erforderliche Schmiermenge einstellt, ergibt sich ein so kleiner Querschnitt, daß die Gefahr der Verstopfung besteht. Hieraus ergibt sich das Problem, sehr feine ölnebel auf eine zur Verdichtung ausreichende Geschwindigkeit zu beschleunigen, ohne entweder zu hohe spezifische ölmengen oder zu kleine Querschnitte der Eintrittsdüsen in Kauf nehmen zu müssen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung zu schaffen, deren Eintrittsdüse einen unter Berücksichtigung der Teilchengröße möglichst großen und somit nicht zur Verstopfung neigenden Querschnitt ermöglicht.

Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, daß der Prallkörper auf seinen stromauf und stromab gelegenen Seiten konvex gekrümmt ist und vorzugsweise kugelartige Form aufweist, und daß die stromab gelegene Kammerwand konkav gekrümmt ist und zusammen mit der stromab gelegenen Seite des Prallkörpers eine Düse bildet, in der die Luft beschleunigt strömt und an die sich die Auslaßöffnung anschließt

Durch diese Ausbildung wird erreicht, daß der ölnebel mit den sehr kleinen ölteilchen in der Eintrittsdüse so beschleunigt wird, daß sich die ölteilchen auf der stromauf gelegenen, konvex gekrümmten Seite des Prallkörpers sammeln und zusammenfließen können. Ferner wird durch die Düse auf der stromab gelegenen Seite des Prallkörpers eine weitere Druckminderung hervorgerufen, so daß sich zwei aufeinanderfolgende Druckminderungen ergeben, was zur Folge hat, daß die Eintrittsdüse die zur Beschleunigung der sehr kleinen ölteilchen auf die zu deren Verdichtung erforderliche Geschwindigkeit ideale Größe haben kann und daß dann erst die zusätzliche Düse zwischen der Kammerwand und dem Prallkörper den Durchfluß und somit die spezifische ölmenge steuert, die der Schmierstelle zuzuführen ist. Die über die stromab gelegene Seite des Prallkörpers fließende Luftströmung reißt aufgrund ihrer hohen Geschwindigkeit den entstandenen Ölfilm in formgrößere ölteilchen vom Prallkörper ab und transportiert diese ölteilchen durch die Auslaßöffnung. Es kann somit die erfindungsgemäße Vorrichtung eine größere Eintrittsdüse haben, als sie bei einmaliger Druckminderung bzw. Entspannung und gleicher spezifischer ölmenge möglich wäre.

Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

F i g. 1 zeigt eine» zentralen Teillängsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erhöhung der Teilchengröße eines ölnebels;

F i g. 2 ist ein Schnitt gemäß der Linie 2-2 der F i g. 1, wobei die in F i g. 1 gezeigte Kugel weggelassen ist;

F i g. 3 ist ein Schnitt entlang der Linie 3-3 der r i g. 2; und

Fig.4 ist eine auseinandergezogene Darstellung einer Abwandlung der Vorrichtung gemäß Fig. 1.

Die Vorrichtung gemäß F i g. 1 besitzt einen Körper 10, der an seinem einen Ende eine als Zufuhrleitung dienende Bohrungl4, der Aerosol zugeführt wird, und an seinem anderen Ende ein Gewinde 12 aufweist, das mit einem Maschinenteil in der Nähe eines Lagers oder eines anderen Teils verbunden werden kann, das eine Naßschmierung in Form von Tröpfchen erfordert.

Der Körper 10 ist mit einer zylindrischen Bohrung 16 versehen, die einen Durchmesser von 6,35 mm haben mag, um einen Begriff von der Größenordnung zu geben.

Eine Bohrung 16 nimmt ein Paar axial fluchtender oder Ersatzteile 18, 20 teleskopartig auf, die an einer Fläche 22 aneinanderliegen und eine Kammer bilden. Das Einsatzteil 20 ist mit einem Paar axial fluchtender Nuten 24 versehen, wie es in den F i g. 2 und 3 ersichtlich ist, die einen Stift 26 aufnehmen, dessen Achse quer zur Achse der noch zu beschreibenden Eintritts- und Austrittsdüse verläuft und sich durch das Zentrum einer als Prallkörper dienenden Kugel 28 erstreckt mit dem er einstückig verbunden ist. Die Enden des Stiftes liegen innerhalb der Nuten 24, so daß die Fläche 22 am Einsatzteil 18 an einer Seite des Stifts anliegt und der Kugel eine vorbestimmte Stellung relativ zu den beiden Einsatzteilen 18,20 gibt.

Im Einsatzteil 18 ist eine halbkugelige Ausnehmung ausgebildet, deren Krümmungszentrum im Zentrum der Kugel 28 liegt, wie es durch den Krümmungsradius R\ gezeigt ist. Hierdurch ergibt sich naturgemäß ein Zwischenraum zwischen der Ausnehmung und der Kugel, dessen Breite gleichförmig ist Das Einsatzteil 20 ist mit einer ähnlichen Ausnehmung mit einem Radius Ri versehen, der mit R\ übereinstimmt; sein Zentrum ist jedoch zur rechten Seite des Zentrums der Kugel versetzt. Der diese Seite der Kugel umgebende Zwischenraum besitzt daher keine gleichmäßige Breite, sondern im Querschnitt Sichelform aufweist, wobei sich seine Breite radial nach außen verringert, bis sie schließlich mit der aes Zwischenraums auf der linken Seite der Kugel übereinstimmt Die beiden fluchtenden Ausnehmungen bilden eine im wesentlichen kugelige oder abgeplattet kugelartige Kammer, wobei letztere eine bevorzugte Ausführur.gsform darstellt. Es kann beispielsweise auch eine exakt kugelige Kammer vorgesehen sein, in der die Kugel zentral untergebracht ist. Tatsächlich ist die Gestalt der Kammer die, daß an ihren Enden konkave Oberflächenbereiche um die Zentren der Krümmungsradien R\ und Ri herum ausgebildet sind und ein weiterer Oberflächenbereich an der Mündung des Einsatzteils 20 vorliegt und sich bei konstantem Durchmesser bis zur Ausnehmung im Einsatzteil 18 erstreckt so daß die beiden konkaven Oberflächenbereiche glatt ineinander übergehen. Die Zentren der Radien R\ und R2 liegen auf der gemeinsamen Achse, die sich durch die Kammer und das Zentrum der Kugel erstreckt

Bei der dargestellten Ausführungsform ist am Einsatzteil 20 eine Aerosol-Eintrittsdüse 30 angeordnet, deren Achse das Zentrum der Kugel durchkreuzt, während eine diametral angeordnete Auslaßöffnung 32 im Einsatzteil 18 ausgebildet ist

Wie aus F i g. i ersichtlich isi, liegen die Auslaßöffnung 32 und die Einlaßdüse 30 auf der gemeinsamen Achse der Zentren der Radien Ri und R2.

Ein konischer Übergang 34 verbindet die Zuführleitung 14 und die Eintrittsdüse 30, um extreme Turbulenz auszuschalten und einen glatten Übergang sowie gleichmäßige Geschwindigkeitszunahme des Aerosolstroms beim Eintreten in die Eintrittsdüse 30 zu gewährleisten, so daß in dieser praktisch keine Zusammenballung auftritt

Im Betrieb tritt das Aerosol in die sphärische Kammer ein, trifft mit einiger Turbulent auf das Zentrum der rechten Seite der Kugel auf und breitet sich in allen radialen Richtungen nach außen aus. Dieses Auftreffen und die Turbulenz an der rechten Seite der Kugel benetzt diese, was zur Anlagerung eines Ölfilms auf der Kugel führt Durch die von der strömenden Luft auf diesen Film ausgeübte Mitreißwirkung bewegt sich dieser zur linken Seite der Kugel, wobei die Geschwindigkeit des Luftstroms infolge der anhaltenden Verringerung des Querschnitts zunimmt wenn sich der Luftstrom beim dargestellten Ausführungsbeispiel der Auslaßöffnung nähert Der Luftstrom nimmt die Tröpfchen auf, die sich auf der linken Seite der Kugel zusammengeballt haben, und trägt diese in Form eines Nebels mit ölteilchen, die größer als jene des in die Eintrittsdüse 30 eintretenden Aerosols sind, durch die Auslaßöffnung aus.
Das Maß der Vergrößerung der ölteilchen kann variiert werden, indem die Durchmesser der Eintrittsdüse und der Auslaßöffnung variiert werden, ohne daß die Abmessungen der Kugel und der Kammer geändert werden. Ebenso kann die Gestalt der im wesentlichen kugeligen Kammer modifiziert werden, was in Verbin-

dung mit Änderungen der Durchmesser, Eintrittsdüse und der Auslaßöffnung den Größenzuwachs der Teilchen ändern könnte. In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel betragen die Kugeldurchmesser 3,18 mm und die Radien R\ und Ri 138 mm.

Die in Fig.4 dargestellte Modifikation ist im wesentlichen gleich der Vorrichtung nach Fig. 1, mit der Ausnahme, daß die Radien R\ und Ri 1,6 mm betragen und der Kugeldurchmesser 2,39 mm. Die Modifikation unterscheidet sich jedoch darin, daß sie

ίο eine Vertiefung (3,81 mm Durchmesser) mit einer variablen Tiefe Caufweist

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Erhöhen der Teilchengröße eines ölnebels, bei der in einem urom

enthaltene ölteilchen durch eine Eintrii Jüse in eine rotationssymmetrische Kammer eintreten, in der sie auf einen koaxial in der Kammer befestigten rotationssymmetrischen Prallkörper treffen, auf dessen stromauf gelegener Seite sich die ölteilchen zu größeren öltropfen verdichten, die raidal über den Prallkörper nach außen fließen und schließlich die Kammer über eine Auslaßöffnung verlassen, wobei der Auslaß im wesentlichen koaxial zur Eintrittsdüse, dem Prallkörper und der Kammer liegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Prallkörper (28) auf seinen stromauf und stromab gelegenen Seiten konvex gekrümmt ist und vorzugsweise kugelartige Form aufweist, und daß die stromab gelegene Kammerwand konkav gekrümmt ist und zusammen mit der stromab gelegenen Seite des Prallkörpers eine Düse bildet, in der die Luft beschleunigt strömt und an die sich die Auslaßöffnung (32) anschließt.

2. Vorrichtung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die stromauf gelegene Kammerwand konkav gekrümmt ist und glatt in die stromab gelegene Kammerwand übergeht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnung (32) einen größeren Querschnitt als die Eintrittsdüse (30) aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsdüse (30) einen Querschnitt aufweist, der eine turbulente Strömung vor der stromauf gelegenen Seite des Prallkörpers (28) ergibt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen konischen Übergang (34) zwischen den Querschnitten der Eintrittsdüse (30) und einer Zuführleitung (14).

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen quer zur Längsachse der Kammer verlaufenden Stift (26), der den Prallkörper (28) in Stellung hält.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch zwei Einsatzteile (18, 20) mit jeweils einer Ausnehmung, die zusammen die Kammer bilden.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen im wesentlichen Halbkugelform haben und ihre Krümmungsmittelpunkte voneinander aufweisen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Krüinmungsmittelpunkt der einen Ausnehmung mit dem Krümmungsmittelpunkt des Prallkörpers (28) zusammenfällt.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Einsatzteile (18, 20) zylindrische Außenflächen aufweisen, die in eine zylindrische Bohrung (16) eines Körpers (10) eingepaßt sind, der an der Zuführleitung (14) für ölnebel anbringbar ist.