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Schmierölreinigungs- und Separationsanlage in Maschinenanlagen Die
Erfindung bezieht sich auf eine Ölreinigungs-oder Separationsanlage für Druckschmierungen
von Maschinenanlagen, bei der entweder ein Teil des Schmieröles kontinuierlich durch
einen Zentrifugalseparator zum Abscheiden von Wasser oder anderen Fremdstoffen geleitet
wird und dann als Reinöl durch das Schmiersystem umläuft oder bei der das ganze
Öl in dem Schmiersystem durch den Separater geleitet und dann als Reinöl in Vorratsbehältern
gespeichert wird.
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In neuzeitlichen Maschinenanlagen ist- die höchstmögliche Reinheit
des Schmieröls äußerst wichtig. Infolgedessen soll der Zentrifugalseparator das
Öl nicht nur bei der normalen Betriebstemperatur, d. h. wenn die Maschinenanlage
in Betrieb ist, behandeln können, sondern auch dann, wenn das Öl verhältnismäßig
kalt und viskos ist, z. B. wenn die Maschinenanlage außer Betrieb ist oder wenn
nur ein Teil des Schmieröls durch den Separater geleitet werden kann. Es sind Pumpen
bekannt, die das Öl zum Separater fördern und entweder in den Separater eingebaut
sind oder von diesem unabhängig angetrieben werden. Die Pumpe arbeitet im allgemeinen
so, daß ihre Leistung dem vorgesehenen Durchsatz des Separators entspricht. Wenn
nur eine verminderte Separationsleistung verlangt wird,
wird ein
Teil des geförderten Öles durch eine Nebenschlußleitung von der Druckseite zur Saugseite
der Pumpe geleitet.
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Wenn bisher das aus dem Separator austretende Öl nicht durch die Schwerkraft
dem Maschinensystem unter allen Betriebsverhältnissen zugeführt werden konnte, so
sah man auch eine zusätzliche Fumpe vor, deren Leistung nicht niedriger war als
der vorgesehene Durchsatz des Separators. Da sowohl der Separator als auch die beiden
Pumpen im allgemeinen so bemessen waren, daß sie mit konstanter Geschwindigkeit
arbeiteten, ergab sich als Nachteil der bekannten Anordnung, daß die Leistung beider
Pumpen in dem gleichen Verhältnis vermindert werden mußte, wenn nur ein Teil des
Schmieröls der Separation zugeführt wurde; denn eine Leistungsverminderung nur der
den Separator versorgenden Pumpe hätte einen unerwünschten Druckabfall in der Entnahmekammer
des Separators herbeigeführt und die Wirkung der Separation beeinträchtigt.
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Nach der Erfindung besteht die Anlage aus einem Separator und einer
in der Zuführungsleitung zum Separator liegenden ersten Pumpe, deren Leistung so
bemessen ist, daß sie Öl in einer Menge zu dem Separator pumpen kann, die dem erwünschten
Separatordurchsatz für einen wirksamen einmaligen Durchgang entspricht. Weiter ist
eine zweite Pumpe vorgesehen, deren Leistung wenigstens der der ersten Pumpe gleich
ist, wobei Leitungen vorgesehen sind, die die zweite Pumpe mit der Separatorzuflußleitung.
verbinden und so parallel zur ersten Pumpe schalten lassen. Es sind ferner vorgesehen
eine Leitung, die die zweite Pumpe mit der Entnahmeleitung des Separators verbindet,
eine Leitung, die die zweite Pumpe mit Reinölbehältern in der Schmierölanlage verbindet,
und Ventile zum wahlweisen Verbinden der zweiten Pumpe mit einer dieser Leitungen.
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Mit dieser Anlage kann das Schmieröl mit einer Pumpe dem Separator
zugeführt werden, so daß dieser mit seinem vorgesehenen Durchsatz arbeitet. Man
kann aber auch, wenn beide Pumpen parallel arbeitend geschaltet sind, dem Separator
eine vergrößerte Durchflußmenge zuführen, so daß der Durchsatz z. B. das Doppelte
der Normalleitung des Separators ist.
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Wenn der Separator bei kontinuierlicher Reinigung einer bestimmten
Ölmenge unter normaler Belastung eine Ausscheidung von z. B. 99 % der Verunreinigungen
bei jedem Durchgang des Öles erreicht, aber bei doppelter Belastung keine höhere
prozentuale Abscheidung als etwa 5o % erreichen würde, so. würde die Gesamtwirkung
der- Ausscheidung von Verunreinigungen durch eine höhere Belastung des Separators
bei gegebener Ölmenge nicht verbessert werden. Nun haben aber Versuche gezeigt,
daß die Wirksamkeit des Separators beim Entfernen von Verunreinigungen nicht proportional
mit der Zunahme des Zuflusses vermindert wird, abgesehen von der Maximalmenge, bei
der ein Überfluten des Separators eintreten würde. Es wird also bei einer Steigerung
der Belastung des Separators die Gesamtwirkung der Ausscheidung größer als bei normaler
Belastung.
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In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch
dargestellt, und zwar in Fig. i in vereinfachter Form, während Fig. 2 eine weiter
ausgestaltete Anlage nach der Erfindung zeigt.
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In den Sammelbehälter i fließt das Öl, das durch die Maschinenanlage,
z. B. ein Drucklager für einen Schiffsantrieb, hindurchgelaufen ist, zurück. In
Fig. 2 bezeichnen 2 und 3 die entsprechenden Anschlüsse für den Ein- und Auslaß
des Behälters.
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Die Hauptleitung a, a1, a2, a3 und a4 verbindet den
Separator 4 mit dem Sammelbehälter i. In der Hauptleitung liegen zwei Pumpen 5 und
5a, die z. B. durch einen gemeinsamen Motor 6 oder in anderer Weise angetrieben
werden können. Die Saugseite der Pumpe 5 ist mit der Hauptleitung a durch den Abzweig
b verbunden; ihre Druckseite ist an die Hauptleitung a1 durch den Abzweig b1 angeschlossen.
Die Saug- und Druckleitungen der Pumpe 5a sind ebenfalls mit der Hauptleitung a
und a1 durch die Zweigleitungen b2 und b3 verbunden. Die Zweigleitungen b2 und b3
enthalten Mehrwegeventile 7, und 7b, die gemeinsam durch ein Schaltorgan
8 (Fig. 2) betätigt werden können.
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In Fig. 2 ist ein Ölerhitzer 9 dargestellt, dessen Eimaß 9" mit der
Hauptleitung a1 und dessen Auslaß 9b mit der Hauptleitung a2 verbunden sind. Schaltventile
ioa und iob machen gegebenenfalls eine Umgehung des Ölerhitzers 9 möglich, wobei
diese Ventile zur Betätigung durch ein Schaltorgan io miteinander verbunden sind.
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Die Pumpe 5 ist so bemessen, daß sie das Öl in einer Menge zum Separator
pumpen kann, daß dieser bei seiner normalen Durchgangsleistung arbeitet. Die Leistung
der Pumpe 5" ist wenigstens der der Pumpe 5 gleich, vorteilhaft aber etwas größer.
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Ein Vorratsbehälter i i für Reinöl ist über die Leitungen iia, iib,
12, an das Venti17b angeschlossen. Fig.2 zeigt einen zusätzlichen Reinölbehälter
i2, der durch das Ventil v4 an die Zweigleitung 12" angeschlossen ist.
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Das Öl in dem Behälter i kann im Kreislauf durch die Anlage gefördert
werden, so daß Wasser und feste Bestandteile, die im Öl enthalten sind, in dem Separator
4 ausgeschieden werden. Das Beinöl fließt zu dem Tank i zurück oder wird in die
Ölvorratsbehälter i i oder 12 geleitet.
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In der in Fig. i und :2 dargestellten Stellung sind die Ventile
7, und 7b so eingestellt, daß sie die Saugseite der Pumpe 5" mit der Hauptleitung
a und die Druckseite mit der Hauptleitung a1 verbinden. Wenn der Motor 6 in Betrieb
ist und die in Fig. 2 dargestellten Hähne 5, offen sind, arbeiten beide Pumpen in
Parallelschaltung, saugen das Öl aus dem Tank i und führen es zu dem Separator.
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Wenn die Temperatur des Öles ir_i Tank i für eine wirksame Separation
zu niedrig ist, wird das Öl durch den Ölerhitzer 9 (Fig. 2) geleitet, bevor es in
den Separator 4 eintritt.
Da die Leistung jeder Pumpe dem vorgesehenen
Durchsatz des Separato.rs entspricht, fördern beide Pumpen das Öl ineiner solchen
:Menge, daß der Separator mit dem Doppelten seines normalen Durchsatzes belastet
ist. Wie oben ausgeführt, ist aber bei einem solchen Durchgang die Wirkung der Separation
besser als bei der niedrigeren normalen Durchsatzmenge.
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Jedes der Ventile 7a und 7b ist mit Anschlüssen versehen, die zu der
Nebenschlußleitung i9 (Fig.2) offen sind, wenn die Pumpen parallel geschaltet sind.
Durch diese Nebenschlußleitung ist die Leistung der Pumpen regelbar, wenn die gemeinsame
Leistung der beiden parallel arbeitenden Pumpen geringer sein soll als das Doppelte
der normalen Leistung jeder Pumpe. Diese Regelung wird durch Betätigung des Handventils
iga erreicht, das die durch die Nebenschlußleitung umlaufende Ölmenge regelt.
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Will man das vom Separator kommende Öl auf ein höheres Niveau bringen
als das des Separators, z. B. zu dem Reinölbehälter i i, so wird das Ventil 7a so
eingestellt, daß die Zweigleitung b2 durch die Leitung b4 mit der Hauptleitung a3
verbunden ist. Durch das Ventil 7b wird die Zweigleitung b3 mit der Zweigleitung
12" verbunden, so daß die Pumpe 5" von der Hauptleitung ca, cal abgeschaltet ist.
Wenn nun beide Pumpen arbeiten und das Ventil v1 in der Hauptleitung a4 geschlossen
ist, fördert nur die Pumpe 5 das Öl von dem Tank i zu dem Separator, während
das vom Separator kommende Reinöl durch die Hauptleitung a3 und die Zweigleitung
b4 zu der Saugseite der Pumpe 5" strömt und durch die Zweigleitungen 12a, I Ib,
I i,1 zu dem Reinölbehälter i i geführt wird, wobei die Ventile v2, v3, v4 und v10
geschlossen sind. Der Nachteil der früheren Anordnungen, bei denen der Reinölbehälter
unter dem Niveau des Separators angeordnet werden mußte, damit das Öl durch seine
Schwerkraft abfließen kann, ist so vermieden.
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Die Anlage kann auch das Öl aus einem Schmutzöltank, z. B. 13 (vgl.
Fig. 2), reinigen. In diesem Fall wird das Ventil v7 in der Hauptleitung a so eingestellt,
daß es den Behälter i abschließt und die Zweigleitung 13, mit der Saugseite derPumpe
5 verbindet. Die Ventile 7a und 7b werden so eingestellt, daß sie die Zweigleitung
b2 mit der Zweigleitung b4 und die Zweigleitung b3 mit der Zweigleitung alt verbinden.
Die Ventile v1, v2, v3, v5 und v10 werden geschlossen. Dementsprechend wird das
Öl von dem Behälter 13 durch die Pumpe 5 zum Separator gepumpt; die Pumpe 5" fördert
das aus dem Separator kommende Öl zu dem zusätzlichen Reinölbehälter I2, der in
einem höheren Niveau als der Separator liegen kann.
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Man kann auch mit der Anlage Schmieröl reinigen und wieder dem Kreislauf
zuführen, das bei anderen Teilen der Maschinenanlage, z. B. den Turbogeneratoren
T (vgl. Fig. 2), benutzt wurde, die auf einem höheren Niveau angeordnet sind als
der Separator. In diesem Falle fließt das von den Turbogeneratoren kommende Öl zu
den Zweigleitungen 13a und 13b. Die Ventile 7a und 7b sind mit den Zweigleitungen
b4 und 12" verbunden, wobei die Ventile v1, v3, v4, v5 und v10 geschlossen
sind und das Ventil v2 offen ist. Die Pumpe $ fördert dann das Öl von der Zweigleitung
13b zu dem Separator; die Pumpe 5" fördert das gereinigte Öl aus dem Separator durch
die Zweigleitungen i2, und i3d zu dem Schmiersystem der Turbogeneratoren zurück.
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Um eine entsprechende Viskositätsverminderung des Öles in dem Behälter
i herbeizuführen und so eine Überlastung der Hauptpumpen der Druckschmierung zu
vermindern, bevor die Maschine in Gang gesetzt wird, kann das 01 im Behälter
i durch den Erhitzer i, den Separator und zurück zu dem Tank i geleitet werden,
und zwar mit einer Durchflußmenge, die man durch Öffnen des Ventils iga regeln kann.
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Man kann das Öl auch durch den Erhitzer leiten und den Separator umgehen,
wenn man das in einer Zweigleitung b5 vorgesehene Ventil v6 'öffnet. Bei der in
Fig. 2 gezeichneten Stellung der Ventile 7a und 7b fördern dann beide Pumpen das.
Öl aus dem Tank i durch den Erhitzer und die Zweigleitung b5 unter Umgehung des
Separators im Kreislauf, bis es die gewünschte Temperatur und _ Viskosität erreicht
hat.
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Wenn man Öl aus dem Vorratsbehälter ii unmittelbar in den Sammelbehälter
i einführen will, kann dies durch entsprechende Einstellung der Ventile v8, v9 und
v10 erreicht werden, die einen Ölstrom durch die Zweigleitungen i I, i Id und das
Ventil v3 in den Tank i ermöglichen.
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Ferner kann das Öl in dem Tank i i durch den Separator geführt werden,
indem man die Ventile ve und v9 so einstellt, daß das Öl in die Hauptleitung a fließt,
wobei das aufbereitete Reinöl zu dem Tank i i oder in den Tank i geleitet werden
kann.
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Wie dargestellt, ist der Separator durch einen Motor 14 angetrieben;
durch eine Leitung i5 kann das aus dem Öl abgeschiedene Wasser geleitet werden.
16 und 17 bezeichnen Prüfhähne und Tropfschalen, aus denen Ölproben zur Prüfung
entnommen werden können.
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Vorteilhaft ist die Anordnung eines durch ein Solenoid betätigten
Ventils 18 in der Hauptleitung d2, das geöffnet ist, wenn der Separator in Betrieb
ist und automatisch schließt, wenn er außer Betrieb ist. Das Solenoid ist in den
elektrischen Stromkreis des Motors 14 so eingeschaltet, daß es nur erregt wird,
wenn der Motor läuft.
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Schutzfilter f1; f2, f3 sind in der Haupt-. und den Zweigleitungen
vorgesehen. Jede Pumpe hat, wie dargestellt, ein Sicherheitsrückflußventil g1 und
g2.
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Die Anordnung nach der Erfindung hat den erheblichen Vorteil, -daß
der Separator mit seinem normalen oder mit merklich höherem Durchsatz arbeiten und
so allen besonderen Bedingungen angepaßt werden kann. Ferner kann die nveitePumpe
auf die Austrittsseite des Separators geschaltet werden und so das Reinöl zu Teilen'
des Schmiersystems oder zu Vorratsbehältern in einem höheren Niveau pumpen: Infolgedessen
braucht der Separator
nicht auf einem höheren Niveau gegenüber
den anderen Teilen des Systems angeordnet zu werden, sondern kann an jeder beliebigen
Stelle, z. B. in der Nähe des Ölsumpfes, aufgestellt werden. Ein weiterer Vorteil
ist auch, daß die Pumpe auf einem niedrigen Niveau in der Anlage angeordnet werden
kann, so daß sie jederzeit ordnungsgemäß ansaugt, auch wenn kaltes viskoses Öl von
einem niedrigen Vorratsbehälter oder Sammeltank angesaugt werden soll.