DE2528224A1 - Vorrichtung zur feststellung von wasser in oel - Google Patents

Description

COHAUSZ & PI,ORACK

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PATENTANWÄLTE;
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Ib Bjarke Dollerup Jensen ²⁴· Juⁿⁱ 1975

Kastanievej 1
DK-2950 Vedbaek
Dänemark

Vorrichtung zur Feststellung von Wasser in Ol

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung der ,.al Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung zur Ermittlung von Wasser in 01. Es sind Vorrichtungen bekannt, bei denen das Ol zur Austreibung von Wasser so lange und mit einer solchen Energiezufuhr einer angemessenen Erwärmimg unterworfen wird, dass das Wasser völlig verdampft. Eü hat sich jedoch herausgestellt, dass Vorrichtungen dieser Art im Betrieb sehr aufwendig sind und nicht die zu wünschende Eifektivität aufweisen.

Beim Betrieb grosser Maschinen und Motoren, inabesondere Schiffsmaschinen und Getriebe in Schiffen, ist die Reinheit des Ols von entscheidender Bedeutung. Dabei bereitet es keine Schwierigkeiten, a'.s cK-m 03 verschiedene feste Verunreinigungen, beispie] sweise

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Metallstaub durch Filtrierung zu entfernen. Es ist dagegen nicht möglich, aus·Ol Wasser durch Filtrieren zu entfernen. Andererseits besteht selbst bei einem verhältnismässig kleinen Wassergehalt in 01 grosse Gefahr, dass durch Versagen der Schmierung die gesamte Maschinerie ausfällt. Es ist somit dafür Sorge zu tragen, dass der Wassergehalt im 01 stets unter einem bestimmten Wert gehalten wird. In der U.S.A. Patentschrift Nr. 1.901.010 wird eine Vorrichtung zum Entfernen von Wasser aus 01 beschrieben, deren Betrieb jedoch sehr aufwendig ist. Da in grosse Maschinenanlagen normalerweise eine Zentrifuge eingebaut ist, die mit Sicherheit bei verhältnismässig niedrigem Energieverbrauch alles Wasser aus dem 01 entfernt, bezweckt die vorliegende Erfindung die Schaffung einer Vorrichtung, die als solche nicht alles Wasser aus'dem 01 entfernt, sondern aus diesem nur so viel Wasser abdampft, dass man dadurch ein Mass für den Wassergehalt im 01 erhält und einen Alarm auslösen kann, sobald der Wassergehalt über einen bestimmten Wert ansteigt, der unterhalb derjenigen Grenze liegt, bei welcher der Wassergehalt gefährlich wird, wonach die Zentrifuge gestartet wird. Es handelt sich dabei um einen sehr niedrigen Wassergehalt, weshalb die Messung auf kleine Wassermengen ansprechen musts.

Aus der U.S.A. Patentschrift Nr. 2.571.470 ist eine Vorrichtung zum Messen des Gehalts an flüchtigen Stoffen in einer Flüssigkeit vorbekannt. Diese Vorrichtung misst Viskositätsänderungen, jedoch bei weitem nicht mit der Empfindlichkeit und Genauigkeit, die erforderlich sind, um mit Sicherheit feststellen zu können, wann ein 01 für ein Schmiersystem ungeeignet geworden ist. Es hat sich herausgestellt, dass diese Feststellung dagegen durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale ermöglicht wird. Bei der erfindungsgemässen Vorrichtung wird der Verdampfungskammer eine genau kontrollierte Olmenge zugeführt. Dabei hat es sich herausgestellt, dass durch Zufuhr einer konstanten Wärmemenge zum Körper und durch Abkühlung des Körpers mit Hilfe des 01s eine ausserordentlich wirksame Stabilisierung der Temperatur des Körpers und damit eine exakte Verdampfung des Wassers aus dem 01 erzielbar sind, so dass die verdampfte Wassermenge ein klares, richtiges und eindeutiges Mass für den Wassergehalt im 01 darstellt. Es ist somit möglich zu alarmieren, sobald die Wassermenge eine vorbestimmte Grenze '"überschreitet, so dass man die Zentrifuge starten und das Wasser aus dem 01 austreiben kann. Die Vorrichtung ist somit ausserordent-

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lieh einfach in dor Bedienung, sozusagen selbstjustierend, da das Überlaufventil die durch die Verdampfungskammer strömende Olmonge so regelt, dass die Abkühlung des Körpers durch das Ol genügt, um die Temperatur des Körpers konstant zu halten und dadurch die richtige Verdampfung zu gewährleisten. Das zu kontrollierende 01 weist üblicherweise eine Temperatur um 50⁰C auf. Zur Erzielung einer angemessenen Verdanrpfung ist das 01 beim Durchlauf durch die Kammer zweckmässig bis auf ungefähr 120° zu erwärmen, was in der erfindungsgeinässen Vorrichtung möglich ist, wobei selbstverständlich das 01 wie bekannt in der Verdampfungskammer eine verhältnismässig lange Strecke zu durchströmen hat. Wichtig ist weiterhin, dass das verdampfte Wasser nach aussen abgeleitet und einem von der Verdampfungskammer völlig unabhängig arbeitenden gesonderten Kondensator zugeführt wird, um eine gegenseitige Beeinflussung der beiden Funktionen auszuschliessen.

Die Feststellung der per Zeiteinheit ausströmenden Wassermenge kann in beliebiger Weise erfolgen. Der Anspruch 2 kennzeichnet jedoch besonders zweckmässige Messorgane, da es sich um recht kleine Wassermengen handelt, die in der Form einzelner Tropfen dem Kondensator entweichen, so dass die Zeitintervalle zwischen den einzelnen Tropfen leicht feststellbar sind. Diese Zeitspannen sind ein direktes Mass für den Wassergehalt im öl.

Zur Erzielung einer besonders einfachen und sicheren Steuerung der Temperatur des Körpers kann erfindungsgemäss das Überlaufventil von einer mit dem Körper in wärmeleitendem Kontakt stehenden Bimetallfeder gesteuert werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 die erfindungsgemässe Vorrichtung in Seitenansicht, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1, Fig. 35 einen Schnitt nach der* Linie III-III in Fig. 1, und Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 3·

Die in Fig. 1 dargestellte erfindungsgemässe Vorrichtung besteht aus einem Kasten 1, der einen Körper 2 mit grosser Wärmekapazität enthält. Der Kasten ist seitlich an einer ebenfalls wärmeleitenden

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PJ a tie montiert. Fig. 2 se J ^t einen Schnitt durch diese Platte 3 mit einem senkrechten Kanal A, der unten in einen Olzuleitungsstutzen 5 mündet. An seinem oberen Ende ist der Kanal an einen Querkanal 6 angeschlossen, der wiederum mit einem senkrechten Kanal 7 in Verbindung steht, welcher unten einen Olauslassstutzen c, aufweist. Der Querkanal 6 ist ausserdem an ein Drosselventil 9 angeschlossen, von dem ein Einlaufkanal 10 senkrecht nach unten führt, der mit einem Querkanal 11 in Verbindung steht. Dieser Querkanal mündet über ein in Fig. 4 dargestelltes kurzes isoliertes Rohrstück 12 in einen Zuleitungskanal 13 im Körper 2. Von Zuleitungskanal führt ein Verbindungskanal 14 zum oberen Ende einer Verdampfungskammer 15 sowie zu einem mittels einer am Körper 2 befestigten Bimetallfeder 17 regelbaren Überlaufventil 16.

Die Verdampfungskammer 15 weist eine geneigte Ablaufplatte 18 auf, die wie aus Fig. 3 und 4 ersichtlich so ausgebildet ist, dass mehrere Stege in der Mitte eine zickzackförmige Ablaufbahn für das 01 bilden. Am unteren Ende der Verdampfungskammer 15 findet sich eine Wasserdampf zurückhaltende Olschleuse 28, die in einen Ablaufkanal 20 für das 01 mündet. Der Ablaufkanal mündet wiederum direkt über dem unteren Teil der Bimetallfeder 17 derart, dass diese vom ausströmenden 01 beaufschlagt wird.

Im oberen Teil des Körpers 2 ist eine Auslassöffnung 21 für Wasserdampf vorgesehen, die durch eine isolierte Leitung 22, Fig. 1, zur Platte 3 geführt ist, wo sie in zwei miteinander verbundene senkrechte Kanäle 23, Fig. 2, mündet, die als Kondensator dienen und unten einen gemeinsamen Ablauf 24 aufweisen, aus dem das kondensierte Wasser abtropfen kann. Unmittelbar unter dem Ablauf 24 ist ein Elektrodenpaar 25 so angeordnet, dass ein zwischen den beiden Elektroden herabfallender Kondenswassertropfen zwischen diesen kurzzeitig eine elektrische Verbindung herstellt. Dieser momentane Stromschluss ist in beliebiger Weise zur Feststellung des Durchfallens des Tropfens und somit zum Messen der Zeitintervalle zwischen den fallenden Tropfen ausnutzbar Γ

Der Kasten 1 läuft unten spitz zu und hat etwas Über seiner unteren Spitze eine Ablauföffnung 26 für teils vom Überlaufventil 16 und teils vom Kanal 20 kommendes 01. In den Körper 2 sind Heizelemente 27 eingebaut, denen in beliebiger zweckmässiger Weise konstante Energie zugeführt wird.

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Wird der Vorrichtung durcn den Kanal 4 und den Querkanal 6 01 zugeführt, durchströmt ein Teil dieses 01s das Drosselventil 9, so dass eine kontrollierte Olmenge die Kanäle 10, 11 und 14 durchfliesst und aus diesen in die Verdampfungskammer 15 gelangt. Nach dem Durchlauf durch die Kammer fliesst dieses 01 durch den Kanal über die Bimetallfeder 17 in den unteren Teil des Kastens 1, aus dem es durch die Öffnung 26 ablaufen kann, wenn soviel 01 hindurchgelaufen ist, dass der Kasten bis zur Öffnung 26 mit 01 gefüllt ist. Da das 01 eine Temperatur von ungefähr 50⁰C aufweist, und da die Temperatur, bei der aus dem 01 Wasser abzudampfen ist, bei ungefährt 120⁰C liegt und im wesentlichen mit Hilfe der Heizelemente 27 erreicht wird, wirkt das 01 wie ein Kühlmittel auf den Körper Es wird daher zwischen der Kühlung einerseits und der konstanten Erwärmung andererseits ein Gleichgewicht geschaffen, indem die Bimetallfeder unter der Einwirkung der Wärme vom Körper 2 und der des durch den Kanal 20 auf. die Bimetallfeder herabströmenden 01s die durch das Überlaufventil 16 ausströmende Olmenge und damit entsprechend auch die die Verdampfungskammer durchströmende Olmenge regelt. Falls die Temperatur des Körpers 2 dazu neigt, über den gewünschten Temperaturwert anzusteigen, vermindert die Bimetallfeder 17 den Oldurchfluss durch das Überlaufventil 16, so dass eine entsprechend grössere Menge kühlendes 01 durch die Verdampfungskammer geleitet wird. Da diese Schwankungen jedoch verhältnismässig klein sind, haben sie keinen Einfluss auf die aus dem 01 verdampfte Wassermenge, so dass die durch die Auslassöffnung 21 in die Kondensatorrohre 23 einströmende Dampfmenge stets ein genügend genaues Mass für den relativen Wassergehalt im 01 liefert. Umgekehrt öffnet die Bimetallfeder das Überlaufventil 16 mehr, falls die Temperatur des Körpers 2 dazu neigt, unter den gewünschten Wert abzusinken. Die effektive Steuerung der Bimetallfeder wird teils durch einen guten Kontakt zum Körper 2 und teils dadurch gewährleistet, dass das dem Kanal 20 entströmende 01 die der Temperatur des Körpers entsprechende Temperatur erreicht hat. Dieses 01 trifft wie beschrieben auf den unteren Teil der Bimetallfeder auf. Die Registrierung der entweichenden Kondenswassertropfen kann beliebig erfolgen. Es liegt auf der Hand, dass man allein schon durch Beobachtung der Häufigkeit der Tropfen einen Eindruck des relativen Wassergehalts im Dl erhält. Bei direkter Messung der Zeitintervalle kann man,selbstverständlich nach einer Kontrolle, den prozentualen Wassergehalt, beispielsweise in einer Kurve aufzeichnen. Man kann

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auch die Zeitintervalle dazu benutzen, ch.rekt mitteis einer elektronischen Apparatur ein Alarmsignal hervorzubringen und eventuell automatisch Zentrifugen zum Entfernen des Wassers a\is dem 01 zu starten. Die hierzu erforderliche Apparatur ist nicht Bestandteil der Erfindung und gehört in verschiedenen Ausiührungsformen zum Stand der Technik..

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Claims (2)

1. P ei t. e η i_ci η is_J^_£ [1 ΐ:_''_^

   (IJ Voi'x'i oil lung zum Feststellen νου Wasser In Ol , mit Organen num Verdampfen von Wasser und zur Kontrolle der Uassermenge nach erfolgter Kondensation des Dampfes, einem mit Organen zu dessen Er-' wärmung versehenen Körper mit grosser Wärmekapazität, sowie einem Verdanvpfungsraum mit einer Einlassöffnung, und einem Bodenauslass für das 01, einer Auslassöffnung für Wasserdampf und einer geneigten Ablauf!lache für das 01, dadurch gekennzeichnet, dass in der Oberseite der Ablauffläche eine Einlauföffnung vorgesehen ist, welche mit einem unterhalb der unteren Kante der Einlauföffnung liegenden Zuleitungskanal sowie mit einer mit Ventil versehenen Zuleitung für 01 verbunden ist und ausserdem an eine Auslassöffnung mit einem von der Temperatur des Körpers und/oder der AuslauftemperaLur des 01s so gesteuerten Überlaufventil angeschlossen ist, dass der Durchlass des Überlaufventils bei fallender .Temperatur vergrössurt wird und umgekehrt, wobei die Organe zur Erwärmung des Körpers einen konstanten Effekt abgeben, die Darivpfauslassöffnung des Verdampfungsraums an einen gesonderten Kondensator angeschlossen ist, und im Bereich des Kondensatorauslasses Mittel zur Feststellung der per Zeiteinheit austretenden Wassermenge vorgesehen sind.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ζ e i c hn fc t, dass die Mittel zur Feststellung der per Zeiteinheit austretenden Wassermenge aus Organen zum Messen der Zeitintervalle zwischen vom Kondensator abgegebenen Wassertropfen bestehen.

   ^Jj. Vorrichtung nach Anspx-uch 1 oder 2, dadurch g e k e η η-zeichnet, dass das Überlaufventil von einer Bimetallfeder' gesteuert wird, welche mit dem vorerwähnten KOi₁-Jr in wärmeleitendem Kontakt ist.

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