DE4017229A1 - Vorrichtung zum reinigen von fluessigkeiten durch abscheidung der verunreinigungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Reinigen von Flüs­ sigkeiten durch Abscheidung der Verunreinigungen, insbesondere zum Abscheiden von Luft, Wasser und Schmutzpartikeln aus einem Schmierstoff, welche die Merkmale des Oberbegriffs des Anspru­ ches 1 aufweist.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (DE-PS 23 36 183) gelangt die zu reinigende Flüssigkeit durch ein horizontal in geringem Abstand über dem Boden des Behälters angeordnetes Verteilerrohr in dem Behälter. Ein am anderen Ende des Behäl­ ters vorgesehenes Absaugrohr, dessen Ansaugöffnung sich etwas unterhalb des Flüssigkeitsspiegels befindet, dient der Ent­ nahme der gereinigten Flüssigkeit. Im Abstand über dem Behäl­ terboden ist ein gegen die Auslaßseite hin fallender Zwischen­ boden angeordnet. Oberhalb desselben befinden sich die im Ab­ stand übereinander angeordneten und quer zur Strömungsrichtung nach der einen Seite hin geneigten Platten, zwischen denen die durch das Verteilerrohr eingetretene Flüssigkeit und die durch den Kanal zwischen dem Boden des Behälters und dem Zwi­ schenboden zurückgeführte Flüssigkeit hindurchströmt.

Bei einem anderen bekannten Plattenabscheider (EP 00 26 122 A1) wird die zu reinigende Flüssigkeit über mehrere vertikal ange­ ordnete Verteilerrohre in den Behälter eingeleitet, die in vertikaler Richtung im Abstand voneinander angeordnete Austritts­ öffnungen haben. In gleicher Weise ist die Auslaßeinrichtung ausgebildet.

Weiterhin ist ein Plattenabscheider bekannt (US-PS 40 56 477), der an der Einlaßseite eine pyramidenförmige, sich gegen den Plattenstapel hin trichterförmig erweiternde Einlaßkammer auf­ weist, in der im Abstand von der Mündungsöffnung eines Einlaß­ rohres eine in einer vertikalen Ebene liegende Platte angeordnet ist, die mit Bohrungen versehen ist, durch die ein Teil der eintretenden Flüssigkeit hindurchströmt. Auf der Auslaßseite ist eine Überlaufrinne vorgesehen, an die sich eine Entnahme­ leitung anschließt. Der Boden des Behälters bildet eine quer zur Strömungsrichtung der Flüssigkeit verlaufende, sich nach unten keilförmig verjüngende Wanne zur Aufnahme der abgeschie­ denen Schmutzpartikel.

Da alle diese bekannten Vorrrichtungen eine unbefriedigende Abscheidungsleistung haben, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannte Art hinsicht­ lich ihrer Abscheidungsleistung zu verbessern. Diese Aufgabe löst eine Vorrichtung mit dem Merkmal des Anspruches 1.

Durch die erfindungsgemäßen Gleichdruckdiffusoren wird eine gleichmäßige, von Verwirbelungen freie Verteilung der zu rei­ nigende Flüssigkeit auf die Eintrittsfläche des Plattenstapel austretenden Flüssigkeitsstromes für die Ableitung aus dem Behälter hergestellt, wodurch eine deutliche Verbesserung der Abscheidung von Luft, Wasser und Schmutzpartikeln im Bereich der Platten erreicht wird.

Besonders günstige Strömungsverhältnisse erhält man dann, wenn die Flächendifferenz der zentralen Öffnung zweier unmittelbar aufeinanderfolgender Platten der Diffusoren für alle Platten gleich groß ist, da dann alle vom Diffusor gebildeten Teil­ ströme eine gleiche Größe haben. Die Form der Platten kann zwar in witen Grenzen frei gewählt werden. Deshalb kommen nicht nur kreisförmige Platten oder quadratische Platten in Frage. Vorteilhaft sind auch Platten in Form von regelmäßigen Viel­ ecken. Im Interesse gleicher Bedingungen für alle Teilströme ist es aber vorteilhaft, die Größe der Plattenflächen gemäß Anspruch 4 und die Kontur der Platten sowie deren Abstand von­ einander gemäß Anspruch 5 zu wählen.

Die beiden Diffusoren können gleich ausgebildet sein, sofern sie so eingebaut werden, daß sie in entgegengesetzter Rich­ tung durchströmt werden.

Eine weitere Verbesserung der Strömungsverhältnisse und damit der Abscheidungsleistung läßt sich mit Hilfe von Polarisations­ blechen gemäß Anspruch 7 erreichen, wobei vorzugsweise diese Polarisationsbleche am Stapel anliegen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform besteht der Stapel gemäß Anspruch 10 aus zwei Stapelteilen, wobei der Wasser- und Schmutz­ abfuhrkanal zwischen beiden Stapelteilen vorgesehen ist. Bei einer derartigen Ausbildung der Vorrichtung ist es zweckmäßig, den Boden gemäß den Ansprüchen 11 und 12 zu gestalten.

Sofern es erforderlich ist, das sich im Behälter befindende Medium zu erwärmen oder zu kühlen, kann man unterhalb des Bodens eine mit diesem in Wärmekontakt stehende Erwärmungs- und/oder Kühleinrichtung vorsehen. Diese Einrichtung liegt außerhalb der Strömungswege des Mediums und behindert deshalb nicht dessen Strömung. Selbstverständlich kann man dann, wenn die Strömungsverhältnisse dies zulassen, statt einer solchen Erwärmungs- und/oder Kühleinrichtung oder zusätzlich zu ihr auch oberhalb des Bodens eine derartige Erwärmungs- und/oder Kühleinrichtung anordnen.

Im folgenden ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im einzelnen erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen Längsschnitt des Ausführungsbeispiels,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1,

Fig. 3 einen vergrößert dargestellten Längsschnitt eines der Diffusoren.

Ein als Ganzes mit 1 bezeichneter Behälter für Schmierstoff hat die Form eines liegenden Quaders. Statt der rechtecki­ gen Querschnittsform wäre aber auch eine andere Querschnitts­ form, beispielsweise ein runder oder ein ovaler Querschnitt, möglich. Der Behälter 1 ist an seiner Oberseite dicht mittels eines Deckels 2 verschließbar. Ausgerichtet auf eine Öffnung im Mittelabschnitt des Deckels 2 ist auf diesem ein Öldunstab­ sauggebläse 3 montiert. Zwei weitere Öffnungen des Deckels 2 sind für ein Einfüll- und Belüftungsfilter 4 bzw. einen Niveauschalter 5 vorgesehen, die beide auf dem Deckel befe­ stigt sind. Der Niveauschalter 5 erstreckt sich in den Behälter 1 hinein und spricht auf den Schmierstoffspiegel 6 an, sobald dieser seine maximal zulässige Höhe erreicht hat, die im Abstand unterhalb des Deckels 2 liegt, da zwischen dem Schmierstoffspiegel 6 und dem Deckel 2 ein ausreichend großer Sammelraum für die aus dem Schmiermittel abgeschie­ dene Luft vorhanden sein muß.

Der Boden 7 des Behälters 1 ist in Behälterlängsrichtung, bei einer Blickrichtung gemäß Fig. 1 von links nach rechts, geneigt. Hierdurch wird verhindert, daß ausgeschiedene Partikel und Wasser zu der Stelle für die Entnahme des gereinigten Schmiermittels gelangen kann. Wie Fig. 2 zeigt, bildet er eine in Längsrichtung mittig verlaufende Wasser­ rinne 8, die ebenfalls zu der in Fig. 1 rechts dargestellten Seitenwand 9 des Behälters 1 hin ein Gefälle hat. Am Ende der Wasserrinne 8 ist in der Seitenwand 9 ein Ablaßhahn 10 vorgesehen. Wie Fig. 2 ferner zeigt, fällt der Boden 7 auch gegen die Wasserrinne 8 hin ab, damit abgeschiedenes Wasser und Partikel in die Wasserrinne 8 abgeleitet werden. An das tiefliegende Ende der Wasserrinne 8 ist, wie Fig. 2 zeigt, ein zusätzlicher Ablaßhahn 11 angeschlossen, mit dessen Zuleitung ein Wasserwarner 11′ in Verbindung steht.

Im Abstand über dem Boden 7 befindet sich ein aus im Abstand übereinander angeordneten Platten 12 gebildeter Stapel 13, der, wie Fig. 2 zeigt, im Ausführungsbeispiel aus zwei Teilstapeln 13′ und 13′′ besteht, welche quer zur Längsrich­ tung der Wasserrinne 8 im Abstand nebeneinander angeordnet sind, und zwar derart, daß der Zwischenraum zwischen beiden Stapelteilen 13′ und 13′′ auf die Wasserrinne 8 ausgerichtet ist. Die Platten 12 beider Stapelteile 13′ und 13′′ fallen gegen den Zwischenraum zwischen den beiden Stapelteilen hin ab, der als Wasser- und Schmutzabfuhrkanal 14 dient. In Längsrichtung der Wasserrinne verlaufen die Platten 12 in horizontaler Richtung. Sie sind jedoch, wie Fig. 1 zeigt, gewellt, weil die quer zur Strömungsrichtung des Schmierstoffes verlaufenden Wellentäler das Absetzen des abgeschiedenen Wassers und der abgeschiedenen Schmutzparti­ kel begünstigen.

Der gesamte Stapel 13 ist an seiner vertikalen Stirnseite, welche der Seitenwand 9 zugewandt ist und im Abstand von dieser liegt, mit einem Polarisationsbleche 15 verbunden, das parallel zur Seitenwand 9 liegt und den Stapel 13 auf dem Boden 7 abstützt. Die gegenüberliegende Stirnseite des gesamten Stapels 12, die der der Seitenwand gegenüberlie­ genden Seitenwand 16 des Behälters 1 zugewandt ist, ist mit einem parallel zur Seitenwand 16 angeordneten Polarisa­ tionsblech 17 fest verbunden, welches den Stapel 13 auf dem Boden 7 abstützt und einen Abstand von der Seitenwand 16 hat, welcher wie der Abstand des Polarisationsbleches 15 von der Seitenwand 9 etwa 20% der in Strömungsrichtung gemessenen Länge des Behälters 1 entspricht.

Auf der der Seitenwand 9 zugewandten Seite des Polarisations­ bleches 15 liegt an diesem ein Feinsieb 18 an, dessen Größe gleich derjenigen des Polarisationsbleches 15 ist.

Die Seitenwand 9 wird mittig von einem Umleitungsstutzen 19 durchdrungen, an dessen innen liegendes Ende ein Einlei­ tungsdiffusor 20 angeschlossen ist, der den eingeleiteten Schmierstoff nahezu gleichmäßig auf die gesamte Fläche des Feinsiebes 18 und des Polarisationsbleches 15 verteilt. Außerdem wird im Einleitungsdiffusor 20 die Fließgeschwin­ digkeit des Schmierstoffes auf den kleinstmöglichen Wert reduziert. Der Schmierstoff durchströmt deshalb den aus den Platten 12 gebildeten Plattenabscheider nach der Passage des Polarisationsbleches 15 in idealer Weise sehr langsam und gleichmäßig. Dadurch bleibt genügend Zeit für die Ab­ scheidung von Luft, Wasser und Schmutzpartikeln. Das Wasser und die Schmutzpartikel sammeln sich in den Querrinnen der Platten 12 und fließen quer zur Strömungsrichtung des Schmierstoffes zum Wasser- und Schmutzabfuhrkanal 14, durch den hindurch diese Stoffe in die Wasserrinne 8 fallen. Die Luft strömt hingegen in Richtung des Ansteigens der Platten 12 gegen die beiden Luftabfuhrkanäle 21 hin, welche zwischen den einander abgewandten Seitenflächen des Stapels 13 und den Längswänden 22 des Behälters 1 vorhanden sind.

Von hier aus gelangt die Luft in den sich über dem Schmier­ stoffspiegel 6 befindenden Sammelraum 23, aus dem die Luft mittels des Dunstabsauggebläses 3 abgesaugt wird. Mit Hilfe dieses Gebläses wird für einen optimalen Partialdruck gesorgt.

Der durch das Polarisationsblech 17 austretende Schmierstoff wird von einem Saugdiffusor 24 abgesaugt, welcher wie der Einleitungsdiffusor 20 ausgebildet ist, jedoch in entge­ gengesetzter Richtung vom Schmierstoff durchströmt wird. Der Absaugdiffusor 24 ist an einem Saugstutzen 25 angeordnet, welcher die Seitenwand 16 des Behälters 6 durchdringt. Dank des Absaugdiffusors 24 wirkt sich die Absaugung des Schmierstoffes nicht störend auf die Strömungsverhältnisse im Inneren des Plattenabscheiders aus.

An den den Saugdiffusor 24 enthaltenden Raum, in welchen auch der Niveauschalter 5 ragt, ist eine Niveauanzeige 26 angeschlossen.

In diesem Raum befinden sich im Ausführungsbeispiel in geringer Höhe über dem Boden 7 Heizstäbe 27, außerdem ein Thermostat 28. Statt dieser Heizstäbe 27 oder zusätzlich zu ihnen kann unterhalb des Bodens 7, aber in Wärmekontakt mit diesem, eine Heiz- und/oder Kühleinrichtung 29 angeordnet sein für eine indirekte Erwärmung oder Kühlung des Schmier­ stoffes. Weiterhin kann zusätzlich oder statt der Heizstäbe 27 und der Heiz- und/oder Kühleinrichtung 29 eine derartige Einrichtung 30 im Bereich zwischen dem Stapel 13 und dem Boden 7 angeordnet sein, wie in Fig. 1 angedeutet ist. Vorteilhafter ist jedoch der Verzicht auf die Einrichtung 30 und die Heizstäbe 27, weil dann die durch die Diffusoren und Polarisationsbleche erreichte vollständige oder nahezu vollständige Wirbelfreiheit im Inneren des Behälters 1, die für die hohe Abscheidungsleistung wichtig ist, nicht gestört wird.

Der als Ganzes mit 20 bezeichnete Einleitungsdiffusor, der die gleiche Ausbildung hat, wie der Saugdiffusor 27, ist ein Gleichdruckdiffusor, der, wie Fig. 3 zeigt, aus mehreren, ebenen, parallel und im Abstand voneinander in Vertikalebenen angeordneten Platten besteht, die alle die gleiche Form haben, also eine geometrisch ähnliche Kontur aufweisen. Im Ausführungsbeispiel haben alle diese Platten eine quadratische Form. Die größte Platte 31 ist mit einem kreisförmigen, zentralen Loch versehen, in welches der Umleitungsstutzen 19 eingreift, der bündig mit der Platte 31 abschließt. Die wirksame Fläche f1 der zentralen Durchlaß­ öffnung der Platte 31 ist deshalb gleich der freien Quer­ schnittsfläche des Umleitungsstutzens 19. Die der Platte 31 unmittelbar benachbarte Platte ist mit 32, die neben letzterer auf der der Platte 31 abgekehrten Seite angeordnete Platte mit 33 bezeichnet. Es folgen dann die Platten 34 und 35 sowie die Endplatte 36. Letztere ist nicht mit einem zentralen Durchbruch versehen. Bei allen Platten 31 bis 36 ist der Abstand zwischen zwei unmittelbar benachbarten Platten gleich groß. In der in Fig. 3 dargestellten Lage werden die Platten 31 bis 36 von Zugankern 37 gehalten, die in erforderlicher Anzahl im Abstand von der Längsachse des Diffusors 20 liegen, welche durch die wirksamen zentralen Öffnungen der Platten 31 bis 36 definiert ist. Die Quer­ schnittsfläche der kreisförmigen zentralen Durchlaßöffnung der Platte 32 ist mit f2 bezeichnet. Entsprechend sind die Querschnittsflächen der zentralen Öffnungen der Platten 33 bis 35 mit f3 bzw. f4 bzw. f5 gekennzeichnet. Der Radius aller dieser Durchlaßöffnungen ist so gewählt, daß die Bedingung erfüllt ist.

f1-f2=f2-f3=f3-f4=f4-f5=f5=const.

Ferner sind die Kantenlängen der Platten 31 bis 36 so gewählt, daß die Bedingung gilt

F1-F2=F2-F3=F3-F4=F4-F5=F5-F6=const,

wobei mit F1 bis F6 die Flächengröße der Platten 31 bis 36 be­ zeichnet ist. Die Zahl der Platten hängt davon ab, in wieviel Teilströme der Flüssigkeitsstrom aufgeteilt werden soll. Die Verteilung wird um so gleichmäßiger, je größer die Zahl der Teilströme ist. Der Abstand zwischen zwei benachbarten Platten hängt davon ab, wie weit die Strömungsgeschwindigkeit der zwi­ schen zwei Platten radial nach außen strömenden Flüssigkeit im Diffusor herabgesetzt werden soll. Da der Diffusor 20 den durch den Umleitungsstutzen 19 eintretenden Flüssigkeitsstrom in Teil­ ströme gleicher Größe verteilt, ist der Abstand zwischen den Platten gleich groß gewählt.

Alle in der vorstehenden Beschreibung erwähnten sowie auch die nur allein aus der Zeichnung entnehmbaren Merkmale sind als weitere Ausgestaltungen Bestandteile der Erfindung, auch wenn sie nicht besonders hervorgehoben und insbesondere nicht in den Ansprüchen erwähnt sind.

Claims (14)

1. Vorrichtung zum Reinigen von Flüssigkeiten durch Abschei­ dung der Verunreinigungen, insbesondere zum Abscheiden von Luft, Wasser und Schmutzpartikeln aus einem Schmierstoff, mit einem Behälter, in dem oberhalb eines geneigt liegenden, der Ableitung des ausgeschiedenen Wassers und der ausgeschie­ denen Schmutzpartikel zu einer zugeordneten Entnahmeöffnung in der Wand des Behälters dienenden Bodens im Abstand überein­ ander liegende Platten angeordnet sind, an deren höher liegen­ den Rand sich ein Luftabfuhrkanal und an deren tiefer liegen­ den Rand sich ein Wasser- und Schmutzabfuhrkanal anschließt und die einen Stapel bilden, in den an seiner einen, im Abstand von der Wand des Behälters liegenden Stirnseite die durch eine Zuleitung in den Behälter eingeleitete, zu reinigende Flüssigkeit eintritt und an dessen gegenüberliegender, eben­ falls im Abstand von der Wand des Behälters angeordneter Stirnseite die gereinigte Flüssigkeit austritt und von hier aus zu einer Absaugleitung strömt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der für den Eintritt der zu reinigenden Flüssig­ keit vorgesehenen Stirnfläche des Stapels (13) und der Wand (9) des Behälters (1) ein an die Zuleitung (19) angeschlossener Einleitungsdiffusor (20) und zwischen der gegenüberliegenden Stirnfläche des Stapels (13) und der Wand (16) des Behälters (1) ein an die Absaugleitung angeschlossener Entnahmediffusor (24) angeordnet sind und daß beide Diffusoren (20, 24) als Gleichdruckdiffusoren mit parallel und im Abstand voneinander liegenden Platten (31 bis 36) ausgebildet sind, die mit Aus­ nahme der Endplatte (36), welche beim Einleitungsdiffusor (20) den größten Abstand von der Zuleitung (19) und beim Entnahmediffusor (24) den größten Abstand von der Absaug­ leitung (25) hat, je eine zentrale Öffnung aufweisen und den gesamten Flüssigkeitsstrom in Teilströme gleichen Volu­ mens aufteilen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächendifferenz (f1-f2, f2-f3, f3-f4, f4-f5) der zentralen Öffnungen zweier unmittelbar aufeinanderfol­ gender Platten (31 bis 36) für alle Platten (31 bis 36) gleich groß ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zweier unmittelbar aufeinanderfolgender Platten (31 bis 36) für alle Platten (31 bis 36) gleich groß ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Flächendifferenz (F1-F2, F2-F3, F3-F4, F4-F5) der einander zugewandten Flächen zweier unmittelbar benachbarten Platten (31 bis 36) bei allen Platten (31 bis 36) gleich groß ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß alle Platten (31 bis 36) eine geometrisch gleiche Kontur haben.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Einleitungsdiffusor (20) und der Ent­ nahmediffusor (24) gleich ausgebildet sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sowohl zwischen dem Einleitungsdiffusor (20) und der ihm zugekehrten Stirnfläche des Stapels (13) als auch zwischen dem Entnahmediffusor (24) und der ihm zu­ gekehrten Stirnfläche des Stapels (13) je ein vertikal ste­ hendes Polarisationsblech (15, 17) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Polarisationsbleche (15, 17) an der zugeordneten Stirnfläche des Stapels (13) anliegen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeich­ net, daß zwischen dem Einleitungsdiffusor (20) und dem zugeordneten Polarisationsblech (15), vorzugsweise an letzterem anliegend, ein die Größe des Polarisationsble­ ches (15) aufweisendes Feinsieb (18) vorgesehen ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Stapel (13) aus zwei quer zur Durchströmungsrichtung im Abstand nebeneinander angeord­ neten Stapelteilen (13′, 13′′) besteht, deren Platten (12) gegen den durch den Zwischenraum zwischen den beiden Stapelteilen (17, 17′) gebildeten Wasser- und Schmutz­ abfuhrkanal (14) hin fallend geneigt sind, und daß zwi­ schen den einander abgewandten Seiten der beiden Stapel­ teile (13, 13′) und der Wand (22) des Behälters (1) je ein Luftabfuhrkanal (21) vorhanden ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (7) im gleichen Sinne wie die über ihm angeordneten Platten (12) der beiden Stapelteile (13′, 13′′) geneigt ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (7) unterhalb des Wasser- und Schmutzabfuhr­ kanals (14) eine Rinne (8) bildet, die wie der Boden (7) zu derjenigen Seitenwand (9) des Behälters hin ein Gefälle aufweist, an der der Einleitungsdiffusor (20) angeordnet ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des Bodens (7) und/oder unterhalb des Bodens (7), zumindest im letztgenannten Falle in Wärmekontakt mit dem Boden (7), eine Heiz- und/oder Kühleinrichtung (27, 29, 30) für die sich im Behälter (1) befindliche Flüssigkeit vorgesehen ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (1) einen ihn dicht verschließenden Deckel (2) aufweist, der mit einer Durch­ trittsöffnung versehen ist, an die ein Absauggebläse (3) angeschlossen ist.