DE3212654C2 - Zentrifuge zur Reinigung von Betriebsflüssigkeiten für Hydrauliksysteme und Schmierungssysteme - Google Patents

Abstract

Die Zentrifuge zur Reinigung von Betriebsflüssigkeiten für Hydrauliksysteme enthält eine Buchse (6), die eine Trommel (5) trägt, die in ein Gehäuse (7) eingeschlossen ist. Die Buchse (6) ist in Lagern (3 und 4) an einer senkrechten Hohlachswelle (2) montiert, die an einer Grundplatte (1) der Zentrifuge befestigt wird. In der senkrechten Hohlachswelle (2) sind tangential angeordnete Schlitze (11) für die zwangsläufige Zuführung der zu reinigenden Flüssigkeit der Trommel (5) durch Fenster (12) ausgeführt, die in der Buchse (6) ausgeführt und diesen Schlitzen gegenüber (11) angebracht werden. Innerhalb der Trommel (5) ist konzentrisch zu ihr ein dünnwandiger gelochter Zylinder (21) aufgestellt, dabei ist ein Abschnitt (23) der Wandung des Zylinders (21), der in seinem unteren Teil den Schlitzen (11) in der Achswelle (2) gegenüberliegt, durchgehend ausgeführt ist.

Description

— einer Buchse (6);

— einer senkrechten Hohlachswelle (2);

— Lagern (3 und 4), in denen die Buchse (6) auf der senkrechten Hohlachswelle (2) montiert ist;

— einer Grundplatte (1), an der die senkrechte Hohlachswelle (2) befestigt ist;

— einer Trommel (5), die auf der genannten Buchse (6) angeordnet ist;

— einem Gehäuse (7), von welchem die Trommel (5) umgeben ist;

— tangential angeordneten Schlitzen (11) in der Hohjachswelle (2) für die Zuführung der zu reinigeEifen Betriebsflüssigkeit zur Trommel (5);

— Fenstern (12) in der genannten Buchse (6), die den Schlitzen (11) der Hohlachswelle (2) gegenüber liegen und tangential angeordneten Öffnungen (13) in der Buchse (6) und Öffnungen (14) in der Hohlachswelle (2) zur Abfuhr der gereinigten Betriebsflüssigkeit,

dadurch gekennzeichnet, daß ein dünnwandiger, in mindestens einem Zylinderabschnitt gelochter Zylinder (21) vorgesehen ist, der innerhalb der Trommel (5) konzentrisch zu derselben angeordnet ist, wobei sein Lochdurchmesser größer ist als die Verunreinigungen und ein Abschnitt (23) der Wandung des Zylinders (21), r'tr in seinem unteren Teil den Schützen (11) in der Hohlachswelle (2) gegenüber liegt, durchgehend, also ungelocht, ausgeführt ist.

2. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

— die tangential angeordneten Schlitze (11) in der Hohlachswelle (2), die dem durchgehenden Abschnitt (23) des gelochten Zylinders (21) in seinem unteren Teil gegenüber liegen, Seitenwände aufweisen, die nach einer logarithmischen Spirale gebildet sind und

— die tangential angeordneten Öffnungen (13) in der Buchse (6) einen in Strömungsrichtung sich allmählich verengenden Querschnitt aufweisen.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zentrifuge zur Reinigung von Betriebsflüssigkeiten für Hydrauliksysteme und Schmierungssysteme, wobei die Zentrifuge durch diese Betriebsflüssigkeit angetrieben ist, bestehend aus

— einer Buchse;

— einer senkrechten Hohlachswelle;

— Lagern, in denen die Buchse auf der senkrechten Hohlachswelle montiert ist;

— einer Grundplatte, an der die senkrechte Hohlachswelle befestigt ist;

— einer Trommel, die auf der genannten Buchse angeordnet ist:

einem Gehäuse, von welchem die Trommel umgeben ist;

tangential angeordneten Schlitzen in der Hohlachswelle für die Zuführung der zu reinigenden Betriebsflüssigkeit zur Trommel;
Fenstern in der genannten Buchse, die den Schlitzen der Hohlachswelle gegenüber liegen und tangential angeordneten öffnungen in der Hohlachswelle zur Abfuhr der gereinigten Betriebsflüssigkeit.

Bei Zentrifugen dieser Art, wie sie beispielsweise aus »Neue Zentrifuge zur Reinigung von öl« von G. A. Smirnow und anderen, Verlag von ZNIlTE Traktoroselchosmasch, 1972, Seiten 35 bis 42, bekannt sind, kann es infolge der hohen Geschwindigkeiten der Ausströmung der Flüssigkeit aus den tangential angeordneten Schlitzen in der Achswelle, die für die Gewährleistung einer ausreichenden Drehzahl der Trommel erforderlich sind, leicht zu einem Abwaschen der Verunreinigungen von der inneren Oberfläche der Trommel beim Anlassen der Zentrifuge und bei deren Betrieb kommen, was die Qualität der Reinigung der Betriebsflüssigkeit beeinträchtigen kann.

Die Verwendung einer durch einen Siebmantel abgetrennten Absetzkammer bei einer Einrichtung zur Verdrängung eines Lösungsmittels aus den in einer Schleudertrommel abgesciiiedenen spezifisch leichteren Verunreinigungen ist aus der DE-PS 7 35 893 bekannt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Konstruktion einer Zentrifuge zur Reinigung von Betriebsflüssigkeiten für Hydrauliksysteme und Schmiersysteme der eingangs erwähnten Art anzugeben, die ein Abwaschen von Verunreinigungen von der inneren Oberfläehe einer Trommel verhindert und damit einer Qualitätsbeeinträchtigung der Reinigung der Betriebsflüssigkeit begegnet.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein dünnwandiger, in mindestens einem Zylinderabschnitt gelochter Zylinder vorgesehen ist eier innerhalb der Trommel konzentrisch zu derselben angeordnet ist, wobei sein Lochdurchmesser größer ist als die Verunreinigungen und ein Abschnitt der Wandung des Zylinders, der in seinem unteren Teil den Schlitzen in der Hohlachswelle gegenüber liegt durchgehend, also ungelocht, ausgeführt ist

Durch die bauliche Gestaltung der Zentrifuge werden die Strahlen der zu reinigenden Betriebsflüssigkeit, die dem Hohlraum der Trommeln zugeführt werden, einem Abschnitt der Wandung eines Zylinders zugeleitet, der keine Perforation aufweist; sie prallen daher auf diese Wandung auf und verlieren an Geschwindigkeit, wo- «Jurch das Abwaschen von niedergeschlagenen Verunreinigungen von der inneren Oberfläche der Trommel sowohl bei instabilem Betriebszustand der Zentrifuge, beispielsweise beim Anlassen als auch bei nicht stationärem Verbrauch von Betriebsflüssigkeit verhindert wird. Dies macht sich besonders beim Betrieb der Zentrifuge in Abflußleitungen von Hydrauüksystemen mobiler Maschinen, welche durch äußerst veränderliche Verbrauchswerte an Betriebsflüssigkeit gekennzeichnet sind, bemerkbar, insbesondere, wenn die Geschwindigkeit der Strahlen der Betriebsflüssigkeit, die aus den Fenstern in den Hohlraum der Trommel eintreten, die Sollgeschwindigkeiten übersteigen, aber auch in den Fällen, in denen die Zentrifuge in Hydrauliksystemen verwendet wird, die mit Flüssigkeit erhöhter Zähigkeit arbeiten, beispielsweise mobile Maschinen mit Hydrau-

tikantrieb im Winter.
In vorteilhafter Ausgestaltung ist vorgesehen, daß

— die tangential angeordneten Schlitze in der Hohlachswelle, die dem durchgehenden Abschnitt des gelochten Zylinders in seinem unteren Teil gegenüber liegen, Seitenwände aufweisen, die nach einer logarithmischen Spirale gebildet sind und

— die tangential angeordneten Öffnungen in der Buchse einen in Strömungsrichtung sich alimählich verengenden Querschnitt aufweisen.

Die Gestaltung der Wände der tangential angeordneten Schlitze in der Achswelle nach einer logarithmischen Spirale gewährleistet für den Strom der zu reinigenden Flüssigkeit eine vergrößerte Tangentialkomponente der Geschwindigkeit bei einer geringeren Radialkomponente der Geschwindigkeit, was zur Verringerung der hydraulischen Verluste für den Aufprall beim Eintritt des Stromes der zu reinigenden Flüssigkeit in die Fenster der Trommelbuchse führt Auch dies trägt zur Verringerung des Abwaschens von Verunreinigungen von der inneren Oberfläche der Trommci bei. Die Gestaltung der tangential angeordneten Öffnungen in der Buchse mit einem in Strömungsrichtung sich allmählich verengenden Querschnitt ermöglicht es, die Geschwindigkeit des Eintritts des Stromes in diese Öffnungen und demzufolge auch die hydraulischen Verluste in diesem Abschnitt zu verringern.

Ein Endergebnis, zu dem alle Maßnahmen zur Verhinderung des Abwaschens führen, ist die Verbesserung der Qualität der Reinigung der Betriebsflüssigkeit oder Schmiermittel.

Darüber hinaus verbessern die erfindungsgemäß vorgesehenen Maßnahmen die Energiebilanz der Zentrifuge.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachstehend näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Gesamtansicht im Schnitt,

F i g. 2 einen Schnitt II-II in F i g. 1 und

Fig. 3 einen Schnitt II1-III in Fig. 1.

Die Zentrifuge zur Reinigung von Betriebsflüssigkeiten für Hydrauliksysteme und Schmierungssysteme enthält eine Grundplatte 1 (F i g. 1), auf der eine unbewegliche senkrechte Hohlachswelle 2 angeordnet ist, Lager 3 und 4, z. B. Walzlager, eine Trommel 5, die in einer Buchse 6 montiert ist, ein Gehäuse 7 und Stutzen 8 und 9 für die Zuführung der zu reinigenden Flüssigkeit zur Achswelle 2 der Zentrifuge und für die Abführung der gereinigten Flüssigkeit aus der Achswelle 2. In der Achswelle 2 ist ein Kanal 10 für die Zuführung der zu reinigenden Flüssigkeit zu tangential angeordneten Schlitzen 11 (Fig. 1, 2), deren Wände nach einer logarithmischen Spirale ausgeführt sind, und Fenstern 12 in der Buchse 6 der Trommel 5 vorgesehen. Für die Abführung der Flüssigkeit aus dem Hohlraum der Trommel 5 sind in der Buchse 6 weiter tangential angeordnete öffnungen 13 (F i g. 1, 3) vorgesehen, die einen in Strömungsrichtung sich allmählich verengenden Querschnitt aufweisen, während in der Achswelle 2 Öffnungen 14 (Fig. 1, 3) ausgeführt sind.

Zwischen der rotierenden Buchse 6 und der unbeweglichen Achswelle sind kontaktlose Dichtungen 15, 16 und 17 vorgesehen, die Leckverluste sowie den Rücklauf der Flüssigkeit aus dem Kanal 10 in ein mit dem Stutzen 9 verbundenes rtohr 18 einschränken.

Innerhalb der Trommel 5 ist in Nuten 19 und 20 ein gelochter Zylinder 21 montiert, der aus einem dünnen Material mit einer großen Anzahl von öffnungen 22 ausgeführt ist, wobei der Durchmesser dieser öffnungen die Ausmaße der in der Zentrifuge niederzuschlagenden Verunreinigungsteilchen übersteigt. Ein Abschnitt 23 des Zylinders 21, der den Fenstern 12 der Buchse 6 gegenüberliegt, ist durchgehend, d.h. ungelocht ausgeführt.
Die Zentrifuge hat folgende Funktionsweise:

Die zu reinigende Flüssigkeit wird mit Überdruck bis auf 0,5 MPa durch d:e tangential angeordneten Schlitze 11 in der Achswelle 2 und durch die Fenster 12 dem Innenraum der Trommel 5 zugeleitet. Nach dem Durchströmen durch den Hohlraum der Trommel 5 gelangt die Flüssigkeit durch die Öffnungen 13,14 und durch das Rohr 18 in den Stutzen 9. Die Trommel 5 der Zentrifuge wird durch die zu reinigende Flüssigkeit bei ihrem Durchströmen durch die Schlitze 11, Fenster 12 und Öffnungen 13 zum Drehen gebracht. Im Hohlraum der Trommel 5 wird die Flüssigkeit un';··: der Einwirkung von Zentrifugalkräften von den Verunreinigungen gereinigt, die ein größeres spezifisches Gewicht als die jeweilige Betriebsflüssigkeit aufweisen. Der gelochte Zylinder 21 (Fig. 1), der innerhalb der Trommel 5 konzentrisch zu derselben aufgestellt ist und einen durchgehenden, d. h. ungelochten, Abschnitt 23 — den Schlitzen 11 in der Achswelle 2 und den Fenstern 12 in der Buchse 6 gegenüber — aufweist, schützt die AbIagerungen von Verunreinigungen an der inneren Oberfläche der Trommel 5 vor der dynamischen Einwirkung der Strahlen von Betriebsflüssigkeit, die während des Inbetriebsetzens der Zentrifuge und auch bei nichtstationärem Verbrauch an Betriebsflüssigkeit aus den Fenstern 12 austreten. Während des Inbetriebsetzens der Zentrifuge weist nämlich die Trommel 5 eine bestimmte Zeit lang eine Drehgeschwindigkeit auf, die geringer als die Sollgeschwindigkeit ist. Unter diesen Verhältnissen ist das Fliehkraftfeld noch gering, und die Ceschwindigkeiten der Betriebsflüssigkeit können an den Wänden der Trommel eine beträchtliche Größe erreichen, woduuh ein Abwaschen der abgelagerten Verunreinigungen von diesen Wänden verursacht würde, wenn keine Vorrichtung zum Schutz der Ablagerungen vorgesehen ist.

Die Anordnung des Zylinders 21 führt zu einer Verringerung der Relativgeschwindigkeiten der Flüssigkeit im Spalt zwischen diesem und der Wand der Trommel 5 bei instabilem Betriebszustand.

Die größten Geschwindigkeiten der Flüssigkeit im Hohlraum der Trommel 5 sind nämlich in der Zone des Austretens der Strahlen der Flüssigkeit aus den Fenstern 12 der Buchse 6 vorhanden. Um die Wände der Τγοιγ*ϊι/ϊΙ 5 vor der dynamischen Einwirkung dieser Strahlen zu schützen, ist der Abschnitt 23 des gelochten Zylinders 21, der den Fenstern 12 gegenüber iiegt, durchgehend ausgeführt.

Um die Geschwindigkeit der Strahlen der Betriebsflüssigkeit, die aus den Fenstern der Buchse 6 in den Hohlraum der Trommel 5 einfließen, zu verringern, sind die Seitenwände der tangential angeordneten Schlitze 11 in der Achswelle 2 nach einer logarithmischen Spirale ausgeführt. Dabei wird die radiale Geschwindigkeit der Strahlen der Flüssigkeit, die in die Fenster 12 und weiterhin in den Hohlraum der Trommel 5 gelangen, verringert, ohne daß die Tangsntialkomponente der Geschwindigkeit dieser Strahlen herabgesetzt wird, die die Sollgeschwindigkeit der Trommel 5 gewährleistet. Das

trägt zu einer Verringerung der Geschwindigkeit der Strahlen der Flüssigkeit, die mit dem durchgehenden Abschnitt 23 des Zylinders 21 in Wechselwirkung stehen, bei, und verhindert folglich das Abwaschen der abgelagerten Verunreinigungen von der Innenwandung 5 der Trommel 5.

Die Gestaltung der Wände der tangential angeordneten Schlitze 11 nach einer logarithmischen Spirale ermöglicht eine günstige Zuführung der Flüssigkeit an die 'Fenster 12 und vermindert ebenso die hydraulischen io Verluste, wie es beim Austritt der Flüssigkeit aus der Trommel der Zentrifuge durch die einen in Strömungsrichtung sich allmählich verengenden Querschnitt aufweisenden Öffnungen 13 in der Buchse 6 der Fall ist. wobei auch die Richtfähigkeit des Flüssigkeitsstroms, 15 der aus den tangential gerichteten öffnungen 13 ausfließt, verbessert wird.

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Claims (1)

32 Yl 654 Patentansprüche:

1. Zentrifuge zur Reinigung von Betriebsflüssigkeiten für Hydrauliksysteme und Schmierungssysteme, wobei die Zentrifuge durch diese Betriebsflüssigkeit angetrieben ist, bestehend aus