DE607624C - Verfahren zum Entwaessern und Entgasen von Fluessigkeiten, insbesondere von Isolieroel - Google Patents

Description

Es ist bekannt, daß die Durchschlagsfestigkeit von Isolieröl sowie die Qualität von Öl überhaupt mit abnehmendem Wasser- und Gasgehalt steigt. Es ist fernerhin bekannt, um eine derartige Qualitätsverbesserung zu erreichen, solche Öle einer Vakuumbehandlung zu unterziehen, durch die ihnen der Gas- und Wassergehalt entzogen wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine besonders einfache Entgasung und Entwässerung von Ölen und soll insbesondere Verwendung finden zur Verbesserung der Durchschlagsfestigkeit von Isolierölen, wie Transformatoren oder Schalterölen.

Die Erfindung besteht darin, daß an sich bekannte Pumpeinrichtungen beliebiger Art derart benutzt werden, daß sie gleichzeitig zur Förderung des zu behandelnden warmen oder kalten Öles dienen, während ihr Hubraum als Entgasungsraum für die jeweils angesogene Ölmenge dient.

Die Abb. 1 und 2 zeigen zwei Ausführungsformen der Erfindung, Abb. 1 den Querschnitt durch; eine Kolbenpumpe, die im Sinne der Erfindung benutzt werden soll, Abb. 2 den Querschnitt durch eine Drehschieberpumpe für den gleichen Verwendungszweck.

In Abb. ι bedeutet α den Mantel eines Zylinders, in dem der Kolben b durch die Kolbenstange c in üblicher Weise hin und her gehend bewegt wird. Die Pumpe ist in der Zeichnung doppelt wirkend dargestellt; sie kann aber, ohne Änderung des Erfindungsgedankens, selbstverständlich auch einfach wirkend sein. Am oberen Teil des Zylindermantels befinden sich an den beiden Enden selbststeuernde Auslaßventile d, die sich in üblicher Weise beim Ansaugen der Pumpe schließen und beim Druckhub wieder öffnen. An die Auslaßventile d schließt sich eine Druckrohrleitung e an, durch die das in der Pumpe befindliche Öl-Gas-Gemisch fortgedrückt wird. In der Zeichnung nicht mit dargestellt sind die in gewohnter Weise zur Trennung von Luft und Gas vorzusehenden Luftabscheider, aus denen die Luft entweder automatisch durch Schwimmerbetätigung oder nichtautomatiscfi durch von Hand zu betätigende Ventile abgelassen werden kann, während das Öl in die dafür vorgesehenen Behälter weiterströmt.

Das Wesen der Erfindung kommt in der speziellen Anordnung der Ansaugöffnung zum Ausdruck, die in Abb. 1 in zwei verschiedenen Arten geschieht, die im Sinne der Erfindung beide den gleichen Effekt erzielen.

Auf der linken Seite der Zeichnung ist die Ansaugöffnung f nicht, wie sonst üblich, am Ende des Zylinders angebracht, sondern gegen die Mitte zu versetzt und wird hier durch den Kolben selbst gesteuert. Da der Pumpenhubraum, wenn sich der Kolben in der linken Totlage befindet, vollkommen abgeschlossen ist, so entsteht während des ersten Teils des Kolbenhubes nach rechts im linken Zylinderraum ein Vakuum. Erst wenn der Kolben b die Ansaugöffnung f freigibt,

öffnet sich auch das in der Ansaugöffnung in bekannter Weise angebrachte Saugventil g und läßt das zu behandelnde öl in den im Pumpenkolben entstehenden Vakuumraum einströmen, wobei unter dem Einfluß des höheren Vakuums eine wirkungsvolle und schnelle Entgasung des angesaugten ölvolumens eintritt. Wenn der Kolben in der rechten Totlage angekommen ist, so befindet ίο sich im vollständig .gefüllten linken Hubraum ein Gemisch aus entgastem Öl und aus Gas, das naturgemäß mit dem Dampf des ursprünglich im öl enthaltenen Wassers vollständig gesättigt ist. Bei der Bewegungsumkehr des Hubes schließt sich zunächst das Ventil g, gleichzeitig öffnet sich das Auslaßventil d, und das entstandene Öl-Gas-Gemisch, in dem sich unter der Wirkung des Druckhubes die kleineren Blasen zu. größeren Blasen vereinigen, wird durch die Auslaßeinrichtung e den Gasabscheideeinrichtungen zugeführt. Da die Blasen stets die Tendenz haben, nach oben zu steigen, bildet sich im Hubraum stets oben ein stark mit Gas durchsetztes Volumen, das aus dem Hubraum zuerst herausgedrückt wird, während sich im unteren Teil ein fast gasfreies öl ansammelt. Um eine noch einfachere Anordnung zu erzielen, mit der man auch eine noch stärkere Ölbehandlung erreichen kann, ist es im Sinne der Erfindung unter Umständen zweckmäßig, auf das Saugventil g vollständig zu verzichten; bei Bewegungsumkehr wird dann nicht sofort das gesamte öl in die Ausflußleitung e gedrückt, sondern es fließt zunächst das entgaste öl, das sich unten im Hubraum befindet, in die Saugleitung zurück, während erst, nachdem der Kolben b die Ansaugöffnung f überschritten hat, das restliche Gas-Öl-Gemisch in die Auslaßleitung e gedrückt wird.

Die Einrichtung gemäß der Erfindung kann auch, ohne ihren Charakter zu verändern, derart ausgeführt werden, daß außer dem Auslaßventil d noch ein weiteres Auslaßventil h vorgesehen ist, dessen Eintrittsöffnung in ähnlicher Weise durch den Kolben b gesteuert wird, wie das Einlaßventil g. Die Wirkungsweise gestaltet sich bei Anbringung dieses Ventiles so, daß aus der Ansaugleitung bei f das zu behandelnde Öl angesaugt wird, sobald im Pumpraum das erforderliche Vakuum durch den Kolben b erzeugt wird. Bei der Rückwärtsbewegung öffnet sich zunächst das auf niederen Druck eingestellte Ventil h, und aus der an dieses Ventil angeschlossenen Leitung fließt das entgaste Öl in einen dafür vorgesehenen Vorratsbehälter. Sobald der Kolben die Auslaßöffnung des Ventils h verschlossen hat, steigt der Druck weiter an, das Ventil d wird geöffnet und aus diesem Ventil ein stark mit Luft vermischter ölrest ausgeschieden, den man der zu behandelnden Ölmenge nach Abscheidung der Luft wieder zusetzt.

Um eine gute Trennung der Luftblasen vom ölgehalt im Pumpzylinder zu erreichen, kann man erfindungsgemäß den Kolben in der Totlage einige Zeit stehenlassen, um den Blasen Zeit zu geben, sich im oberen Teil des Zylindermantels anzusammeln, so daß durch die unten angebrachte Auslaßöffnung nur entgastes Öl ohne Gasbeimischung entfernt wird.

Selbstverständlich ist es ohne Änderung des Erfindungsgedankens auch möglich, statt der Steuerung durch den Kolben selbst eine besondere Schieber- oder Ventilsteuerung vorzusehen, wie das im rechten Hubraum angedeutet ist. Die hier getrennt gezeichnete Ansaugleitung i ist ganz am Ende des Zylindermantels angeschlossen, und zwar über einen von der Welle aus gesteuerten Schieber, der sich erst dann- öffnet, wenn der Kolben aus der rechten Totlage bereits herausgegangen ist und infolgedessen im Pumphohlraum ein Vakuum vorhanden ist. Um ein rechtzeitiges Schließen des Schiebers bei rückwärtigem-Hub sicherzustellen, kann man erfindungsgemäß den Schieber an eine Welle anderer Drehzahl anschließen als die Hauptpumpwelle. An Stelle des Schiebers kann selbstverständlich auch ein entsprechend gesteuertes Ventil beliebiger Bauart treten.

Das Wesen der Erfindung bleibt auch dann gewahrt, wenn die Ansaugöffnung während des ganzen Hubes oder während des ganzen Saughubes geöffnet ist, dafür aber beispielsweise so eng ausgebildet ist, daß durch sie weniger Flüssigkeit nachströmen kann, als Hubraum zur Verfügung steht. Bei Verwendung einer Schieber-" oder Ventilsteuerung kann man den jeweils freigegebenen Ansaugquerschnitt den Bewegungsverhältnissen des Kolbens derart anpassen, daß bei größter Fördermenge ein maximaler Entgasungseffekt erzielt wird.

Abb. 2 stellt dasselbe Prinzip dar für eine Drehschieberpumpe.

Im Pumpgehäuse α ist exzentrisch der Tragkörper k für die beiden Drehschieber / gelagert, die durch die Feder m so an die Wandungen des Gehäuses α gepreßt werden, daß gegeneinander abgedichtete Pumpräume entstehen. Die Ansaugöffnung η ist nicht, wie sonst üblich, an die Stelle gelegt, an der der exzentrische Drehkörper k an dem Zylindermantel α anliegt, sondern dagegen um . einen größeren Betrag versetzt, so daß hinter dem Schieber I¹ sich zunächst ein Vakuum bildet, und erst nachdem der Schieber die öffnung η überschritten hat, das öl in das so

erzeugte Vakuum eintritt und dabei, wie vorstehend beschrieben, entgast wird. Beim Weiterdrehen des Körpers k wird dann aus der Austrittsöffnung ο das Gemisch aus entgastem öl und Gas wieder entfernt. Die Benutzung von zwei getrennten Leitungen für das entgaste öl und den stark mit Luftblasen durchsetzten Rest, wie in Abb. ι beschrieben ist, kann in gleicher Weise auch hier angewandt werden.

Es ist für den Erfindungsgedanken nicht wesentlich, daß in den beiden dargestellten Beispielen zuerst das Vakuum im Pumpraum erzeugt wird und dann erst das öl in das so erzeugte Vakuum einströmt. Es kann auch umgekehrt zunächst eine gewisse ölmenge von der Pumpe angesogen und dann die Ansaugöffnung verschlossen werden, ehe der Pumpenhub beendet ist. Durch die Weiterbewegung des Kolbens wird dann das im Hubraum befindliche öl in gleicher Weise der Wirkung eines Vakuums ausgesetzt, d. h. entgast und entwässert, wie es oben für das umgekehrte Verfahren beschrieben wurde.

Wesentlich ist, daß in beiden Fällen der Hubraum der Pumpe, durch die das Öl. gefördert wird, gleichzeitig derjenige Raum ist, in dem das öl einem vom Pumpenkolben selbst erzeugten Vakuum unterworfen wird.

Besonders günstig gestaltet sich die Anwendung des Verfahrens dort, wo eine ölbehandlung im Kreislauf gewünscht wird, da dann die gleiche Pumpe als Umlaufpumpe und als Vakuumpumpe dienen kann und getrennte Vakuum- und Umlaufpumpen nicht mehr erforderlich sind.

In solchem Falle ist besonders zweckmäßig die Verwendung von zwei getrennten Auslaßöffnungen, wie sie unter Abb. 1 beschrieben wurden, wobei dann nur das vollständig entgaste, zuerst ausgestoßene öl dem Hauptbehälter, in dem sich das zu behandelnde öl befindet, wieder zugeführt wird, während die stark mit Luftblasen durchsetzten restlichen

♦5 Teile zuerst einem Luftabscheider und dann unmittelbar der Ansaugöffnung der Pumpe oder einem dafür vorgesehenen Zwischenbehälter wieder zugeführt werden.

Um eine vollständige Entgasung sehr feuchten Öles zu erzielen, kann es unter Umständen zweckmäßig sein, dem öl nach der ersten Entgasung, durch die eine gewisse Wassermenge bereits mitgenommen wird, wiederum größere Luft- oder Gasmengen zuzusetzen und das Öl einer nochmaligen Entgasung zu unterziehen, um mit Sicherheit die gesamten Wasserbestandteile entfernen zu können.

Erfindungsgemäß wird für diesen Zweck dann ein Gas verwendet, das sich in besonders hohem Maße im öl löst, um bei dem Entgasen große Gasvolumina zur Mitnahme von Wasserdampf zur Verfügung zu haben. Man kann dafür beispielsweise Kohlensäure oder Acetylen verwenden. Das Verfahren wird dann so lange fortgesetzt, bis außer dem Wassergehalt auch die Reste des noch im Öl vorhandenen Gases durch fortgesetzte Anwendung des Verfahrens beseitigt sind.

Es wird nochmals betont, daß die Art der Pumpe, der Ventile oder der Steuerung für das Wesen der Erfindung belanglos sind, und daß die Erfindung für jede beliebige Pumpenart angewendet werden kann, unter sinngemäßer Anwendung der in der obenerwähnten Beschreibung an einigen Anwendungsbeispielen erläuterten Prinzipien.

Selbstverständlich kann die Erfindung in gleicher Weise auch dort angewendet werden, wo es sich nicht um die Entfernung von Gasen aus ölen, sondern um die Gas- oder Luftbefreiung anderer Flüssigkeiten, beispielsweise Benzin, Wasser, Milch o. dgl., handelt.

Alle Flüssigkeiten können sowohl im kalten Zustand als auch warm oder vorgewärmt behandelt werden. Auch ist es im Sinne der Erfindung möglich, den Saugöffnungen der Behandlungspumpe die Flüssigkeit unter Druck zuzuführen, z. B. durch besondere Pumpen oder durch den zweiten Hubraum einer doppelt wirkenden Pumpe. Selbstver- go ständlich ist auch die Hintereinanderschaltung mehrerer Behandlungsräume in getrennten Pumpen oder auch die Hintereinanderschaltung der Hubräume einer doppelt wirkenden Pumpe möglich.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zum Entgasen und Entwäs¹-sern von Flüssigkeiten, insbesondere von Isolieröl, dadurch gekennzeichnet, daß ioo Flüssigkeiten, gegebenenfalls im Kreislauf und nach Sättigung mit anderen Gasen, durch eine Pumpe gefördert werden, in deren Hubraum durch entsprechende Anordnung des Einlasses oder durch seine entsprechende Bemessung bzw. Drosselung vor Eintritt der Flüssigkeiten ein Vakuum gebildet wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen