DE4446774A1

DE4446774A1 - Vorrichtung zur Erzeugung von weitgehend inertem Druckgas, inbesondere für die Befüllung von Reifen

Info

Publication number: DE4446774A1
Application number: DE19944446774
Authority: DE
Inventors: Ulrich Lenhard-Lubeseder
Original assignee: Messer Griesheim GmbH
Current assignee: Messer Griesheim GmbH
Priority date: 1994-12-24
Filing date: 1994-12-24
Publication date: 1996-06-27

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung von weitgehend inertem Druckgas, insbesondere für die Befüllung von Reifen nach Anspruch 1.

Gewöhnlich werden Reifen mit Druckluft gefüllt. Durch die Befüllung mit Druckluft werden in den Reifen neben Sauerstoff auch andere Komponenten eingebracht, die das Reifenmaterial schädigen und somit zu Verschleiß bei tragen. So greifen Öle und Fette den Gummi an. Atmos phärische Bestandteile wie SO₂ und NO₂ führen zusammen mit Feuchtigkeit zur Säurebildung, die das Reifenma terial und den Stahlgürtel schädigt. Der oxidative Ver schleiß wird durch die dichtere O₂-Atmosphäre und durch Oxidantien wie O₃, Peroxide und OH-Radikale beschleu nigt. Dies kommt beispielsweise bei einer Reifenerwär mung zum Tragen. Um bei besonderen Belastungen eine Unfallgefahr durch Reifenbrände zu mindern, werden Reifen, beispielsweise bei Flugzeugen, mit Inertgasen befüllt. Als solche kommen zum Beispiel Stickstoff, Argon oder SF₆ in Frage. Die Befüllung der Reifen mit Inertgasen ist die einzigste Möglichkeit, solche Rei fenbrände und die von ihnen ausgehenden Gefahren aus zuschließen, da der Sauerstoffgehalt der Reifenbefüll ung unter diesen Bedingungen unter dem für einen Brand notwendigen Minimum liegt. Eine schleichende Oxidation wird hierdurch ebenfalls verhindert. Für Kraftfahrzeu ge unterbleibt diese unter Sicherheitsgesichtspunkten vorteilhafte Befüllung der Reifen mit Inertgas in der Regel, da der technische Aufwand und die damit verbun denen Kosten vermieden werden sollen. So erfolgt die Befüllung mit Stickstoff aus Flüssigstickstoff-Vorrats behältern mit Stickstoff höchster Reinheit, der aus der Rektifikation gewonnen wird, wobei Verluste durch Verdampfung zu verzeichnen sind oder mit Stick stoff aus teuren Druckgasflaschen, mit deren Betrieb ein relativ hoher Kostenaufwand verbunden ist. Eine Stickstoff-Füllanlage muß daher als eine zusätzliche zur Preßluftfüllanlage betriebene Installation ange sehen werden. Deshalb werden meist nur Flugzeugreifen mit Stickstoff befüllt. Bei PKW oder LKW wird auf die Befüllung mit Inertgas meist verzichtet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich tung zu schaffen, mit der eine Inertgasbefüllung auf Stickstoffbasis auf technisch einfache und somit kos tengünstige Weise erfolgen kann.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es nunmehr möglich, die Vorteile der Inertgasbefüllung mittels Stickstoff auch für PKW und LKW nutzbar zu machen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Zeichnung zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung in schematischer Form. In ihr befindet sich ein Kom pressor 1, der an seinem Lufteintritt vorzugsweise mit einem Staubfilter ausgestattet ist und der mit einem Trockner 2 und einem Ölabscheider 3 durch ein Leitungs system 4 in Verbindung steht, das alle Komponenten der erfindungsgemäßen Vorrichtung miteinander verbindet. In Anschluß an den Ölabscheider 3 befindet sich eine Reinigungsstufe 5, die Mittel zur Entfernung von Oxidantien und Säurebildnern bzw. Säuren aufweist. In Anschluß an die Reinigungsstufe 5 befindet sich ein Aggregat zur Trennung von N₂ und O₂ 6, welches einen Gasaustritt 7 für das mit Sauerstoff angereicherte Restgas besitzt und welches mit einem Puffertank 8 in Verbindung steht. Hinter dem Ölabscheider 3 befindet sich ein weiterer Pufferbehälter 9, der durch eine Leitung 10 mit dem Leitungssystem 4 in Verbindung steht und als zusätzliche Pressluftquelle herangezogen werden kann.

Bei Betrieb wird nun Umgebungsluft in den Kompressor 1 angesaugt und dabei durch den Staubfilter von Partikeln befreit. Nach der Kompression wird die Preßluft über den Trockner 2 und den Ölabscheider 3 geleitet, von Feuchtigkeit und Öl oder Fett befreit und der Reini gungsstufe 5 zugeführt. In der Reinigungsstufe 5 sind beispielsweise zur Entfernung von Oxidantien Patronen mit Aktivkohle und zur Befestigung von Säuren und Säurebildnern Patronen mit basischen Inhaltsstoffen an gebracht. Nach der Reinigungsstufe 5 durchläuft die auf diese Weise aufbereitete Luft das Aggregat zur Trennung von N₂ und O₂ 6, welches vorzugsweise aus einer Mem brantrennanlage besteht, welche die selektiven Permea tionseigenschaften von Stickstoff und Sauerstoff nutzt. Sie liefert an ihrer Austrittsstelle Stickstoff einer Reinheit von ca. 98% bis 99%, der dem Pufferbe hälter 8 zugeführt wird. Der hierbei erreichte Druck beträgt bis zu 15 bar. Das durch die Trennung entstan dene, mit Sauerstoff angereicherte Restgas verläßt die Membrantrennanlage durch einen Gasaustritt 7. An Stelle der Membrantrennanlage kann selbstverständlich auch eine Druck-Wechsel-Absorptionsanlage treten. Sie wird aber in der Regel niedrigere Betriebsdrucke des angereicherten Stickstoffgases liefern, so daß eine Membrantrennanlage bevorzugt wird. Das hochangerei cherte Stickstoffgas kann entweder in einem Puffertank 8 zwischengespeichert oder direkt einem Verbraucher zugeführt werden. Der Pufferbehälter 8 kann auch ab nehmbar ausgebildet werden, um eine direkte Inertgas-Ver sorgung an einer entfernteren Stelle zu ermöglichen. Nach dem Ölabscheider 3 kann die komprimierte Luft vor der Einspeisung in die Reinigungsstufe 5 einem weiteren Puffertank 9, oder einem Verbraucher zugeführt werden. Mit dieser Pressluft können Vorrichtungen betrieben werden, welche für Anwendungen vorgesehen sind, die keines Inertgases bedürfen. Hierfür kommen beispiels weise Schrauben- oder pneumatische Hebewerkzeuge in Frage. Es ist jedoch auch möglich die Preßluft nach der Reinigungsstufe 5 abzuzweigen. Vorzugsweise wird man die Komponenten der erfindungsgemäßen Vorrichtung in kompakter Weise auf einem Träger, beispielsweise einer Palette oder in einem Gehäuse anordnen. Die Vorrichtung kann jedoch auch problemlos und besonders wirksam in bereits bestehende Preßluftbefüllungssys teme eingegliedert werden. Es ist somit möglich, auf teure Druckgasbehälter zur Bevorratung von beispiels weise flüssigem Stickstoff oder anderen Inertgasen zu verzichten, da man bei der Vorortproduktion ohne eine Speicherung auskommt, wodurch die Wirtschaftlichkeit erhöht wird. Selbstverständlich kann mit der erfin dungsgemäßen Vorrichtung auch in anderen Bereichen eine Versorgung mit sicherheitstechnisch vorteilhaftem Inertgas gewährleistet werden. So kann die Vorrichtung beispielsweise auch bei der pneumatischen Förderung brennbarer Stäube eingesetzt werden.

Claims

1. Vorrichtung zur Erzeugung von weitgehend inertem Druckgas aus Luft, insbesondere für die Befüllung von Reifen, folgende Bestandteile umfassend:

a) Kompressor (1)
b) Trockner (2)
c) Ölabscheider (3)
d) Aggregat zur Trennung von N₂ und O₂ (6).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, in der das Aggregat zur Trennung von N₂ und O₂ (6) eine Membrantrennanlage ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, in der dem Aggregat zu Trennung von N₂ und O₂ eine Reinigungsstufe (5) zur Abscheidung von Oxidantien vorgeschaltet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, in der dem Aggregat zur Trennung von N₂ und O₂ eine Reinigungsstufe (5) zur Abscheidung von Säuren und/oder Säurebildnern vorgeschaltet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, in der dem Aggregat zur Trennung von N₂ und O₂ (6) ein Pufferbehälter (8) nachgeschaltet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, in der der Pufferbehälter (8) aus der Gesamtvorrich tung entnehmbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, in der die Komponenten in Form einer kompakten Einheit angeordnet sind.