DE69712948T2 - Entwässerungselement für ein Schmierölführungssystem - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine zu einem im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Ölumlaufschmiersystem gehörende Dehydrierungsvorrichtung.
• Die erfindungsgemäße Dehydrierungsvorrichtung wurde speziell für das Ölumlaufschmiersystem einer Papiermaschine entwickelt, es kann aber auch in anderen Technologiebereichen und in großen Systemen, die Ölumlaufschmiersysteme verwenden, genutzt werden.
• Insbesondere bei Ölumlaufschmiersystemen von Fabriken, die heißen Dampf verwenden, ist neben der Tatsache, dass Verunreinigungen und Luft in das Öl gelangen, das darin akkumulierende Wasser ein Problem. Das Wasser verringert den Schmiereffekt des Öls beträchtlich und führt daher zu relativ häufigen Ölwechseln. Da die Mengen an Öl in Umlaufschmiersystemen Dutzende von Kubikmetern betragen können, können sich die Kosten eines Ölwechsels auf bis zu einer Million FIM belaufen.
• Ein Versuch des Standes der Technik, das Hydrationsproblem zu lösen, umfasst die Verwendung von großen Ölbehältern, in denen das Wasser, das schwerer als Öl ist, auf den Boden des Behälters absinkt und dann entfernt werden kann. In großen Behältern neigt das Öl jedoch dazu, stationäre Ölschichten in den oberen und unteren Abschnitten des Behälters zu bilden, so dass das eintretende Öl zusammen mit allen darin enthaltenen Verunreinigungen nahezu unverändert zwischen diesen Schichten durch den Behälter und zurück in die Zirkulation fließt.
• Die erfindungsgemäße Dehydrierungsvorrichtung basiert auf der Beobachtung, dass Wasser, wenn es zusammen mit Öl durch das Rückleitungsrohrsystem zirkuliert, in einem solchen Masse mit dem Öl in Lösung geht, dass ein Abtrennen in dem Ölbehälter durch die Schwerkraft größtenteils unmöglich wird. Daher basiert die erfinderische Idee darauf, die Dehydrierungsvorrichtung nahe des Punktes zu platzieren, an dem das Wasser in das Öl eingeleitet wurde, wo das Wasser im Ölstrom noch als einzelne Tropfen vorliegt, die noch nicht im Öl gelöst wurden.
• Eine entsprechende Idee ist jedoch bereits in einer Lösung genutzt worden, die in der internationalen Patentanmeldung WO 94/08174 vorgestellt ist. Diese Lösung funktioniert jedoch nicht zufriedenstellend. In der in dieser Beschreibung vorgeschlagenen Dehydrierungsvorrichtung fließt das Öl in einer relativ unveränderten Form durch den oberen Abschnitt einer Trennkammer, und nur ein Teil der zu entfernenden Verunreinigungen wird in dem Trennelement aufgefangen.
• Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die oben genannten Nachteile auszuschalten. Eine besondere Aufgabe der Erfindung ist es, eine neue Art von Dehydrierungsvorrichtung herzustellen, die es erlaubt, das Wasser aus dem Öl in einem Ölumlaufschmiersystem in einer Art und Weise zu entfernen, die so wirkungsvoll und einfach wie möglich ist.
• Die Dehydrierungseinheit der erfindungsgemäßen Dehydrierungsvorrichtung ist in dem mit dem durch das Ölumlaufschmiersystem zu schmierenden Objekt verbundenen Rückleitungsrohrstrang angeordnet, vorzugsweise unmittelbar nach dem zu schmierenden Objekt. Die Dehydrierungseinheit umfasst eine Trennkammer einer in vertikaler Richtung langgestreckten Form. Der obere Abschnitt der Trennkammer weist einen großen Querschnitt auf und umfasst einen Trennabschnitt, während der untere Abschnitt der Trennkammer einen schmalen Querschnitt besitzt und einen Aufnahmeabschnitt bildet, der das abgeschiedene Wasser sammelt. Die Dehydrierungseinheit umfasst weiterhin eine Austrittsleitung für den Rückleitungsrohrstrang, eine Eintrittsleitung für den Rückleitungsrohrstrang, die auf einer Höhe unterhalb der Unterkante der Austrittsleitung in die Trennkammer einmündet, eine Luftaustauschleitung in dem mit der Austrittsleitung in dem oberen Abschnitt der Trennkammer verbundenen Raum und ein Auslassventil am unteren Ende des Aufnahmeabschnitts, um das darin gesammelte Wasser herauszulassen.
• So wird eine klare Trennung in dem die Konstruktion der Erfindung durchlaufenden Ölstrom durch seine Aufteilung in einen abwärts gerichteten Eintrittsstrom und einen aufwärts gerichteten Austrittsstrom erzielt. In dem breiten und verwirbelten Trennungsabschnitt können die schwereren Bestandteilen des Stroms, die Wassertropfen, nach unten fließen, und sie können, nachdem sie den schmalen Aufnahmeabschnitt erreicht haben, nicht in den Ölstrom zurückgelangen.
• Außerdem benötigt die Dehydrierungsvorrichtung, da sie einen wirksamen Luftabscheider darstellt, eine Austauschluftquelle auf der Austrittsseite, um das Auftreten von Druckdifferenzen entlang der Vorrichtung zu verhindern. Die Vorrichtung arbeitet auf diese Weise immer gleichmäßig und es können keine Verunreinigungen mit dem Strom durch sie hindurch gelangen.
• Der Aufnahmeabschnitt kann aus einem transparenten Material, wie bspw. Glas oder z. B. klarem Plastikrohr bestehen. Die Vorrichtung ist vorzugsweise mit einem zwischen dem Trennabschnitt und dem Aufnahmeabschnitt angeordneten Sicherheitsventil ausgestattet, um es zu ermöglichen, den Aufnahmeabschnitt, wenn nötig, zu verschließen und ihn vom Rest der Dehydrierungseinheit abzutrennen.
• Das Volumen des Trennabschnitts ist vorzugsweise wesentlich größer als das Volumen des Aufnahmeabschnitts und so läuft der Trennabschnitt vorzugsweise nach unten in einen engeren und schmaleren Aufnahmeabschnitt konisch zu, so dass Öl, das mit einer sanften Verwirbelung frei fließt, nur in dem Trennabschnitt fließt, ohne den Aufnahmeabschnitt zu beeinflussen, in den das abgetrennte Wasser, da es schwerer als Öl ist, abfließen kann.
• Die Eintrittsleitung mündet in Abwärtsrichtung auf einer Höhe unterhalb der Unterkante der Austrittsleitung in den Trennabschnitt ein, so dass die Öffnung der Eintrittsleitung immer vollkommen in das Öl eintaucht, was bedeutet, dass die Dehydrierungseinheit auch als Luftabscheider wirkt. Daher ist der obere Abschnitt des Trennabschnitts mit einer Luftaustauschleitung mit z. B. einem sich darin befindlichen Kugelventil und einem geeigneten Luftfilter darin versehen.
• Falls zu erwarten ist, dass sich viel Wasser ansammelt und vom Aufnahmeabschnitt zurückgewonnen wird, ist es möglich, den Aufnahmeabschnitt mit einem geeigneten größeren Aufnehmer oder einer anderen Erweiterung zu versehen, die vorzugsweise im unteren Abschnitt des Aufnahmeabschnitts angeordnet wird, so dass sich der Aufnahmeabschnitt zunächst in eine deutlich engere Form als den Trennabschnitt verjüngt, und sich erst weiter unten in einen Aufnehmer erweitert. Auf diese Weise stellt die relativ enge Struktur des Aufnahmeabschnitts sicher, dass das abgetrennte Wasser in dem Aufnahmeabschnitt verbleibt, wodurch es daran gehindert wird, in das Öl zurück zu fließen.
• Vorzugsweise ist eine Dehydrierungseinheit, wie sie durch die Erfindung bereit gestellt wird, mit dem Rückleitungsrohr eines jeden Schmierungsobjektes, vorzugsweise so nahe wie möglich an dem Objekt, verbunden, so dass das Wasser nicht vor der Trennung im Öl gelöst werden kann. In einigen Anwendungen mit einem schnellen Ölfluss und einem relativ kurzen Rohrstrangsystem ist es auch möglich, weniger Dehydrierungseinheiten zu verwenden; sogar nur eine einzige im rückleitungsseitigen Hauptrohrstrangsystem vor dem Öltank angeordnete Einheit kann ausreichen. "Schmierungsobjekt" bezieht sich z. B. auf eine einzelne Trocknungsvorrichtung in einer Papiermaschine, andere Einteilungs-Prinzipien können, wenn nötig, jedoch auch angewendet werden.
• Verglichen mit dem Stand der Technik hat die erfindungsgemäße Dehydrierungsvorrichtung den Vorteil, dass eine sehr einfache Konstruktion verwendet werden kann, um Wasser aus Schmieröl wirksam zurück zu gewinnen, das Wasser wird dabei nicht in einen sauberen Öltank eingemischt, sondern kann vor diesem entfernt werden. Des weiteren macht es die Erfindung in einem großen Ölumlaufsystem möglich, das System zu überwachen, um genau zu sehen, in welchem Abschnitt des Verfahrens Wasser in das Öl eingeleitet wird, und auf diese Weise Informationen über andere, das Verfahren oder die verwendeten Geräte betreffende Aspekte zu erhalten.
• Im folgenden wird die Erfindung detailliert unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, in der
• Fig. 1 ein Diagramm zeigt, das ein Ölumlaufschmiersystem darstellt, und
• Fig. 2 eine in einem Ölumlaufschmiersystem angeordnete Dehydrierungsvorrichtung zeigt, wie sie durch die Erfindung bereit gestellt wird.
• Fig. 1 zeigt das Prinzip des Ölumlaufschmiersystems einer Papiermaschine, die einen Öltank 1, eine mit dem druckseitigen Hauptrohrleitungssystem 3 verbundene Schmierölpumpe 2, und ein System von vom Hauptrohrleitungssystem zu den Schmierobjekten 5 abzweigenden Verteilungsrohren 4 umfasst. Von den Schmierobjekten 5 sind Rückleitungsrohre 6 mit dem rückleitungsseitigen Hauptrohrstrangsystem 7 verbunden, durch die das Öl in den Öltank 1 zurück fließt. In jedem der Rückleitungsrohre 6 ist eine Dehydrierungseinheit 8 an einem Punkt nahe des Schmierobjekts 5 platziert.
• Wie in Fig. 2 gezeigt, besteht die Dehydrierungseinheit 8 aus einem in vertikaler Richtung langgestreckten Behälter mit kreisförmigem Querschnitt, einer Trennkammer 9, die einen oberen Abschnitt mit einem größeren Querschnitt aufweist, der als ein Trennabschnitt 10 wirkt, und die nach unten in einen Aufnahmeabschnitt 11 im unteren Abschnitt des Behälters konisch zuläuft.
• Die Eintrittsleitung 13 für das Rückleitungsrohr 6 mündet unterhalb des Niveaus der Öloberfläche 12 und der Unterkante der Austrittsleitung 14 in die Trennabschnitt 10. Auf diese Weise entsteht ein nach unten gerichteter vertikaler Ölstrom in der Eintrittsleitung, während darum herum ein nach oben gerichteter vertikaler Ölstrom in Richtung auf die Austrittsleitung entsteht. Diese voneinander getrennten vertikalen Ströme bilden einen Stromdämpfungsbereich, der auch einen Luftabscheider in diesem Strom bildet, unter dem der zylindrische und konische Trennabschnitt einen verwirbelten Fluss aufweist, in dem die tatsächliche Wasserabtrennung stattfindet.
• Zwischen dem Trennabschnitt 10 und dem Aufnahmeabschnitt 11 liegt ein Sicherheitsventil 16 und im unteren Abschnitt des Aufnahmeabschnitts 11 ein Aufnehmer 17, aus dem das darin gesammelte Wasser über ein Auslassventil 15 entfernt werden kann.
• Im oberen Abschnitt der Trennkammer 9 sind eine Luftaustauschleitung mit einem Luftfilter 20 und ein Ventil 19 vorgesehen, durch das, wenn erforderlich, Austauschluft in den Abschnitt des Ölumlaufschmiersystems strömen kann, der zwischen der Dehydrierungseinheit 8 und dem Öltank 1 liegt.
• Die in Fig. 2 gezeigte Dehydrierungsvorrichtung arbeitet wie folgt. Wenn sich Öl durch Schwerkraft nach unten durch das Rückleitungsrohr 6 über die Eintrittsleitung 13 in den Trennabschnitt 10 bewegt, wird der Ölstrom geglättet und die Wassertropfen fließen aufgrund des Unterschieds zwischen dem spezifischen Gewicht von Öl und dem der darin enthaltenen Wassertropfen nach unten in den Aufnahmeabschnitt 11, während das reine Öl nach oben über die Austrittsleitung 14 und aus der Dehydrierungseinheit heraus fließt. Da der röhrenförmige Aufnahmeabschnitt 11 einen relativ kleinen Querschnitt besitzt, kann der Ölstrom im Trennabschnitt 10 das Wasser im Aufnahmeabschnitt 11 nicht beeinflussen, es wird jedoch im wesentlichen das gesamte in Form von Tropfen im Öl enthaltene Wasser gesammelt und verbleibt im Aufnahmeabschnitt. In geeigneten Zeitintervallen, d. h., abhängig von der Größe des Aufnahmeabschnitts 11 und des möglicherweise darin verwendeten Aufnehmers 17 sowie des Wassergehalts des zu reinigenden Öls, kann das Wasser manuell durch Öffnen des Ventils 15 entfernt werden. Es ist auch möglich, die Vorrichtung in bekannter Weise mit verschiedenen Sensorsystemen zur automatischen Entfernung von Wasser aus dem Aufnahmeabschnitt, wenn nötig oder in regelmäßigen Intervallen auszustatten.

Claims (9)

1. Dehydrierungsvorrichtung für ein Ölumlaufschmiersystem, das einen Öltank (1), eine Schmierölpumpe (2), druckseitige Rohre (3), Verteilungsrohre (4) zu den zu schmierenden Objekten (5), Rückleitungsrohre (6) von den zu schmierenden Objekten (5) und ein Hauptrohrstrangsystem (7) umfaßt,

wobei der Rückleitungsrohrstrang (6, 7) von dem zu schmierenden Objekt (5) mit einer Dehydrierungseinheit versehen ist, die umfaßt:

eine Trennkammer (9) mit in vertikaler Richtung langgestreckter Form, deren oberer Abschnitt einen Trennabschnitt (10) umfaßt und deren unterer Abschnitt einen schmaleren Querschnitt als der obere Abschnitt besitzt und einen Aufnahmeabschnitt (11) bildet,

eine Austrittsleitung (14) für den Rückleitungsrohrstrang, die vom oberen Abschnitt der Trennkammer ausgeht,

eine Eintrittsleitung (13) für den Rückleitungsrohrstrang (6, 7) und ein Auslaßventil (15) am unteren Ende des Aufnahmeabschnitts,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Eintrittsleitung (13) in die Trennkammer auf einer Höhe unterhalb der Unterkante der Austrittsleitung (14) in Abwärtsrichtung einmündet und

der Raum, der der Austrittsleitung im oberen Abschnitt der Trennkammer zugeordnet ist, mit einer Luftaustauschleitung (18) versehen ist.

2. Dehydrierungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwischen dem Trennabschnitt (10) und dem Aufnahmeabschnitt (11) ein Sicherheitsventil (16) aufweist.

3. Dehydrierungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmeabschnitt (11) aus einem lichtdurchlässigen Material hergestellt ist.

4. Dehydrierungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen des Trennabschnitts (10) wesentlich größer als das Volumen des Aufnahmeabschnitts (11) ist.

5. Dehydrierungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Trennabschnitt (10) nach unten in den Aufnahmeabschnitt (11) konisch zuläuft.

6. Dehydrierungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende des Aufnahmeabschnitts (11) mit einem Aufnehmer (17) versehen ist.

7. Dehydrierungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftaustauschleitung (18) mit einem Ventil (19) und einem Luftfilter (20) versehen ist.

8. Dehydrierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückleitungsrohr von jedem zu schmierenden Objekt (5) mit einer Dehydrierungseinheit (8) versehen ist.

9. Dehydrierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dehydrierungseinheit (8) mit dem Rückleitungsrohr (6) an einem Punkt direkt hinter dem zu schmierenden Objekt verbunden ist.