DE3718385A1 - Vorrichtung zur trocknung von schmieroelen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Trock­ nung von Schmierölen, bei der das Öl einem Rotationskörper zugeführt wird, aus dem es im freien Strahl austritt in ein den Rotationskörper umgebendes, unter Unterdruck ste­ hendes Gehäuse.

Derartige Vorrichtungen sind bekannt, wobei das Öl über rotierende oder feststehende Elemente in unter Unterdruck stehende Behälter gesprüht wurde, um den im Öl gelösten Wasseranteil zu reduzieren. Während bei Treib- und Schmierölen Spuren von Wasser bisher in der Regel keine Bedeutung hatten, bewirken in Isolierölen schon geringste Spuren von Wasser eine Herabsetzung des Isoliervermögens. Daher wurden den mittels Zentrifugen vorgereinigten Ölen Vakuumsprühtrockner nachgeschaltet, um den erforderlichen Reinheitsgrad zu erzielen.

Seit einiger Zeit werden Großdieselmotoren aus wirtschaft­ lichen Gründen immer höher aufgeladen und für den Betrieb mit Treibölen minderer Qualität konzipiert.

Durch geringe Treibölverbräuche und die Möglichkeit der Verwendung von "Low grade fuels" werden beachtliche wirt­ schaftliche Vorteile im Dieselbetrieb erzielt. Diese wer­ den aber z. T. wieder abgebaut durch die bei hohen Ar­ beitsdrücken und hohen spezifischen Lagerdrücken sich er­ gebende höhere Empfindlichkeit der Lager mit engen Lager­ spielen und durch die, insbesondere im Teillastbereich, unvollständige Verbrennung der qualitativ schlechteren Treiböle.

Durch diese beiden Nachteile werden an die HD-Schmieröle schwerölbetriebener Tauchkolbendieselmotoren besonders hohe Anforderungen gestellt. Diese Schmieröle müssen kon­ tinuierlich sehr gut gereinigt und entwässert werden, um die Feststoffpartikel mit Sicherheit zu entfernen. Ande­ rerseits sind die bei hoch aufgeladenen Dieselmotoren mit der Luft in den Brennraum eingebrachten Wassermengen grö­ ßer geworden. Außerdem kann durch Leckagen wassergekühlter Motoren das Schmieröl wasserhaltiger werden.

Man hat festgestellt, daß bei den bisher üblichen Schmier­ ölverbräuchen der Tauchkolbenmotoren von ca. 1,5-1,8 g/kWh der Gehalt an festen Verunreinigungen, die aus dem Brennraum über den Zylinderölfilm ins Schmierölsystem ge­ langen, zu groß ist. Deshalb wurden bei Motoren der neuen Generation die Ölverbräuche auf ca. ein Drittel des vorge­ nannten Wertes gesenkt.

Durch diese drastische Senkung des HD-Öl-Verbrauches wird aber auch eine enorm hohe Mehrbelastung des Öles verur­ sacht, da nun die laufende Leckölergänzung in wesentlich längeren Intervallen erfolgt. Um auch dabei den erforder­ lichen Gehalt an dispergierenden Additives zu sichern, werden solche Öle vermutlich stärker mit Dispergence le­ giert. Das erschwert natürlich eine Zentrifugal-Separation enorm. So stellt man in jüngster Zeit an Motoren neuester Generation z. T. hohe Zunahmen des Feststoffgehaltes im HD-Öl fest, was zu häufigeren ungewünschten Ölwechseln führt.

Bei der Behandlung von HD-Ölen hat man zu unterscheiden in Haupt- und Nebenstromreinigung.

Der Hauptstrom ist für den Motor am wichtigsten und dient in erster Linie dem Schutz der Lager. Zur kontinuierlichen Reinigung werden regenerierbare Filter, z. B. Siebgewebe­ filter, oder nichtregenerierbare Filter, z. B. Einweg-Pa­ pierfilter, eingesetzt.

Der Nebenstrom dient zur laufenden Entfernung von Schmutz und Wasser, um den Hauptstrom weitgehend zu entlasten. Da­ für sind alternativ vorgesehen: Zentrifugal-Separatoren, Freistrahl-Zentrifugen, Siebfilter, Tiefenfilter.

Filter spielen also bei der HD-Öl-Behandlung eine immer größere Rolle, sind aber dann mit Mängeln behaftet, wenn bei Anwesenheit von Wasser bestimmte Additives gelieren und die feinporigen Gewebe durch Verstopfung unbrauchbar machen. Zentrifugal-Separatoren können aber höher legierte HD-Öle immer schlechter separieren und größtenteils nicht mehr entwässern. Insbesondere bei den mittleren und klei­ nen Dieselmotoren wird aus Preisgründen häufig auf die zentrifugale Behandlung der Schmieröle verzichtet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Trocknung von Schmierölen zu schaffen, die einfach und preiswert ist, sich in kompakter Bauweise herstellen läßt und mit großer Effektivität arbeitet.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Rotationskörper mit einem Ringwehr für den Ablauf des Öles versehen ist und in dem Rotationskörper ein feststehendes Pumpenrad an­ geordnet ist, durch das ein einstellbarer Anteil des Öles aus dem Rotationskörper ableitbar ist, während das restli­ che Öl über das Ringwehr in das Gehäuse versprüht wird.

Der Rotationskörper besteht im wesentlichen aus einem topfförmigen Gebilde mit einem nach innen gerichteten Überlaufrand, der als Ringwehr dient. Ein derartiger Rota­ tionskörper ist einfach und billig herstellbar. Das über das Überlaufwehr austretende Öl wird als dünner Flüssig­ keitsfilm mit großer Oberfläche im Gehäuse versprüht und ermöglicht daher eine optimale Trocknung des Öles. Die Ef­ fektivität wird noch erhöht durch das Pumpenrad, das einen bestimmten Anteil des Öls rezirkuliert und dabei den von Zentrifugalmischern bekannten Homogenisierungseffekt er­ zeugt.

Die Aufgabe kann auch dadurch gelöst werden, daß als Rota­ tionskörper eine an sich bekannte, mit Düsen versehene Freistrahlzentrifuge verwendet wird.

Das durch die Düsen austretende Öl wird hierbei ebenfalls mit großer Oberfläche versprüht und homogenisiert. Gleich­ zeitig können in dem Rotationskörper aber auch Feststoffe zurückgehalten werden, so daß sich diese Vorrichtung ins­ besondere für noch mit Feststoffen belastete Öle eignet.

Die Aufgabe kann weiterhin dadurch gelöst werden, daß als Rotationskörper ein an sich bekanntes Segnersches Wasser­ rad verwendet wird. Hierdurch ist eine besonders billige Ausführungsform herstellbar. Der erforderliche Flüssig­ keitsdruck zum Betrieb der Vorrichtung wird vorzugsweise durch die Schälscheibe einer vorgeschalteten Zentrifuge erzeugt. Es kann aber auch der im Schmieröl-Umlaufsystem des Dieselmotors herrschende Öldruck ausgenutzt werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 eine Ausführung mit Pumpenrad und Niveauregu­ lierung

Fig. 2 eine Ausführung mit einem als Freistrahlzentri­ fuge ausgebildeten Rotationskörper

Mit 1 ist in der Fig. 1 das Gehäuse bezeichnet, in dem der Rotationskörper 2 mit einem darin angeordneten Pumpenrad 3 vorgesehen ist. Das Pumpenrad 3 ist mit einem zentralen Ansaugrohr 4 versehen, das vom Zentrum des Rotationskör­ pers 2 bis in die Ölvorratskammer 5 reicht. Der Rotations­ körper 2 ist innen mit Rippen 6 versehen, die einerseits die Flüssigkeit auf die Drehzahl des Rotationskörpers 2 beschleunigen und andererseits den erforderlichen Sog für das Ansaugen des Öls über das Saugrohr 4 erzeugen. Das Flüssigkeitsniveau im Rotationskörper 2 wird bestimmt durch den Durchmesser des Ringwehres 7. Das Pumpenrad 3 ist mit einem Ablauf 8 versehen, der zur Außenseite des Gehäuses 1 führt und über den ein Teil des dem Rotations­ körper 2 zugeführten Öles abgeführt wird. Über das Ventil 9 im Ablauf 8 des Pumpenrades 3 kann die über das Pumpen­ rad 3 abgezogene Ölmenge eingestellt werden. Unterhalb des Rotationskörpers 2 ist im Gehäuse 1 eine horizontale Trennscheibe 10 vorgesehen, von deren Unterseite Öffnungen 11 ausgehen, die mit einer Unterdruckquelle 12 in Verbin­ dung stehen. Über den Zulauf 13 kann das Öl entweder über den im Gehäuse 1 herrschenden Unterduck in der Ölvorrats­ kammer 5 angesaugt werden, oder es wird unter Druck zuge­ führt. Im letzten Falle ist es erforderlich, das Niveau in der Ölvorratskammer 5 durch eine Niveauregeleinrichtung 14 zu regeln. Der Antrieb des Rotationskörpers 2 erfolgt über einen Motor 15.

Das in der Ölvorratskammer 5 befindliche Öl wird über das Ansaugrohr 4 in den Rotationskörper 2 hineingesaugt und dort von den Rippen 6 auf die Drehzahl des Rotationskör­ pers beschleunigt. Das feststehende Pumpenrad 3 fördert eine der Einstellung entsprechende Menge Öl aus dem Rota­ tionskörper 2 heraus und leitet dieses über den Ablauf 8 zu einem Ölvorratsbehälter. Dabei wird das im Öl gelöste Wasser fein verteilt und homogenisiert. Der restliche An­ teil des Öles tritt über das Wehr 7 in Form eines dünnen Flüssigkeitsfilmes in das unter Unterdruck stehende Gehäu­ se 1 und trifft auf dessen Wandung. Über die Bohrungen 11 in der Trennscheibe 10 wird ständig Luft aus dem Gehäuse 1 abgesaugt und dadurch der erforderliche Unterdruck im Ge­ häuse 1 eingestellt. Die besondere Form und Anordnung der Trennscheibe 10 im Gehäuse 1 verhindert dabei, daß die über das Ringwehr 7 austretenden Flüssigkeitsstrahlen di­ rekt in die Öffnungen 11 gelangen, da diese oberhalb der Scheibe abgedeckt sind. Die aus der Ölvorratskammer 5 über den Ablauf 8 abgezogene Ölmenge wird durch die Niveaure­ geleinrichtung 14 ständig ersetzt.

Beim Versprühen des Öles in das unter Unterdruck stehende Gehäuse 1 wird gebundenes Wasser frei und als Dampf von der Unterdruckquelle 12 abgesaugt. Dieser Vorgang erfolgt bei relativ niedriger Temperatur, vorzugsweise der im Schmieröl-Umlaufsystem herrschenden Temperatur, wodurch eine schonende Behandlung des Schmieröles gewährleistet ist.

Bei der Ausführung gemäß Fig. 2 ist der Rotationskörper 2 als eine an sich bekannte Freistrahlzentrifuge 16 ausge­ bildet, die mit Düsen 17 versehen ist, über die das Öl in das Gehäuse 1 gesprüht wird. Die Düsen 17 sind dabei in tangentialer Richtung am Umfang des Rotationskörpers 2 so angeordnet, daß ihr Rückstoß die Drehung des Rotationskör­ pers 2 bewirkt. Das zu behandelnde Öl wird über den Zulauf 18 und den Kanal 19 unter Druck in den Innenraum 20 des Rotationskörpers 2 geleitet, in dem sich im Öl befindliche Feststoffteilchen abscheiden. Aus dem Innenraum 20 gelangt das Öl über Kanal 21 zu den Düsen 17 und verläßt hier den Rotationskörper 2. Bei dieser Ausführung ist ein speziel­ ler Antrieb des Rotationskörpers 2 nicht erforderlich.

Claims (8)

1. Vorrichtung zur Trocknung von Schmierölen, bei der das Öl einem Rotationskörper zugeführt wird, aus dem es im freien Strahl austritt in ein den Rotationskörper umgeben­ des, unter Unterdruck stehendes Gehäuse, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Rotationskörper (2) mit einem Ringwehr (7) für den Ablauf des Öles versehen ist und in dem Rota­ tionskörper (2) ein feststehendes Pumpenrad (3) angeordnet ist, durch das ein einstellbarer Anteil des Öles aus dem Rotationskörper (2) ableitbar ist, während das restliche Öl über das Ringwehr (7) in das Gehäuse (1) versprüht wird.

2. Vorrichtung zur Trocknung von Schmierölen, bei der das Öl einem Rotationskörper zugeführt wird, aus dem es im freien Strahl austritt in ein den Rotationskörper umgeben­ des, unter Unterdruck stehendes Gehäuse, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Rotationskörper (2) eine an sich bekann­ te, mit Düsen (17) versehene Freistrahlzentrifuge (16) verwendet wird.

3. Vorrichtung zur Trocknung von Schmierölen, bei der das Öl einem Rotationskörper zugeführt wird, aus dem es im freien Strahl austritt in ein den Rotationskörper umgeben­ des, unter Unterdruck stehendes Gehäuse geleitet wird, da­ durch gekennzeichnet, daß als Rotationskörper (2) ein an sich bekanntes Segnersches Wasserrad verwendet wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (1) eine Ölvorratskammer (5) vorgesehen ist, die über ein zentrales Saugrohr (4) mit dem Innenraum des Rotationskörpers (2) in Verbindung steht, und zur Er­ zeugung des erforderlichen Ansaugunterdruckes Rippen (6) im Rotationskörper (2) angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ölzuführung in die Ölvorratskammer (5) durch den im Gehäuse (1) herrschenden Unterdruck erfolgt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ölzuführung in die Ölvorratskammer (5) unter Druck erfolgt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ölstand in der Ölvorratskammer (5) durch eine Ni­ veauregeleinrichtung (14) überwacht wird.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine horizontale Trennscheibe (10) derart im Gehäuse (1) angeordnet ist, daß der aus dem Ro­ tationskörper (2) austretende Ölstrahl oberhalb der Trenn­ scheibe (10) auf die Wandung des Gehäuses (1) auftrifft, wobei von der Unterseite der Trennscheibe (10) Öffnungen (11) ausgehen, die mit einer Unterdruckquelle (12) in Ver­ bindung stehen, wodurch freiwerdender Wasserdampf abgelei­ tet wird.