EP3548158A1 - Abscheidevorrichtung - Google Patents

Abstract

Abscheidevorrichtung zum Abscheiden von Abbauprodukten, wie Varnish, aus Fluiden, wie Öl, bestehend aus zumindest einer Motor-Pumpeneinheit (10) für den Transport des Fluids, einer Wärmetauschereinheit (22) für das Abkühlen des Fluids, einer Filtereinrichtung (26) für das Herausfiltrieren der Abbau produkte aus dem Fluid und einem die vorstehenden Komponenten beinhaltenden Fluidkreis (2, 4) mit einem Ein-(8) und einem Auslass (36, 40) für Fluid.

Description

Abscheidevorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Abscheidevorrichtung zum Abscheiden von Abbauprodukten, wie Varnish, aus Fluiden, wie Öl.

Funktionale Fluide, wie Öl, kommen in hydraulischen Anlagen als Schmier- mittel wie auch als Hydraulikmedien zum Einsatz. Zum Erhalt der einwandfreien Funktion der jeweiligen hydraulischen Anlage ist es erforderlich, dass ein eingesetztes Fluid während der gesamten Zeit, in der es beispielsweise in einem Fluidkreislauf der hydraulischen Anlage zirkuliert, eine sehr hohe Qualität aufweist und von Verunreinigungen frei ist, namentlich von Ab- bauprodukten, die mit der Degeneration des Fluids im Gebrauch einhergehen. Von daher ist bei hydraulischen Anlagen, die keine Reinigung des Fluids vorsehen, bei Erreichen einer höchst zulässigen Verunreinigung jeweils der vollständige Austausch des verbrauchten Fluids gegen ein neues Fluid erforderlich. Dies ist zum einen bei den meisten hydraulischen Anlagen sehr arbeitsintensiv, zum anderen sehr teuer, wenn es sich, wie üblich, um Fluide handelt, die, zur Erzielung spezieller Eigenschaften, mit Additiven ausgestattet sind. Daraus ergibt sich das Bedürfnis, die Lebensdauer eines eingesetzten Fluids durch Reinigungsmaßnahmen zu verlängern. Durch dem Stand der Technik entsprechende Filtereinrichtungen lassen sich die meisten Verunreinigungen, wie partikuläre Verschmutzungen, weitgehend entfernen. Wie sich gezeigt hat, bereitet jedoch die Absonderung des sog. Varnish große Schwierigkeiten. Im Fluid gelöster oder suspendierter Varnish, der eine weiche Verunreinigung in der Art einer Versul- zung oder Verseifung bildet, führt zum Verkleben von Ventilen, zu erhöhtem Verschleiß und zur Verschlechterung der Wärmeübertragung. Wie sich gezeigt hat, ist mit den üblichen Filtereinrichtungen Varnish nicht oder zumindest nicht in annehmbarem Ausmaß abzureinigen. Der Einsatz einer lonentauschereinrichtung, wie er in DE 10 2009 035 401 A1 zum Reinigen von funktionalen Fluiden offenbart ist, ist mit dem schwerwiegenden Nachteil der chemischen Ölveränderung behaftet. Insbesondere bei den auf das Vorhandensein von Additiven angewiesenen Fluiden sind daher Ionenaustauscher wegen der Gefahr der Additiventfernung nicht einsetzbar.

Im Hinblick auf diese Problematik stellt sich die Erfindung die Aufgabe, eine Abscheidevorrichtung zur Verfügung zu stellen, mit der Abbauprodukte aus Fluiden, wie Varnish, auf besonders vorteilhafte Weise entfernbar sind.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch eine Abscheidevorrichtung gelöst, die die Merkmale des Patentanspruchs 1 in seiner Gesamtheit aufweist.

Die Erfindung sieht demgemäß eine Abscheidevorrichtung vor, die zumin- dest aus einer Motor-Pumpeneinheit für den Transport des Fluids, einer

Wärmetauschereinheit für das Abkühlen des Fluids, einer Filtereinrichtung für das Herausfiltrieren der Abbauprodukte aus dem Fluid und aus einem die vorstehenden Komponenten beinhaltenden Fluidkreis mit einem Ein- und einem Auslass für das Fluid besteht. Das mittels der Wärmetauscher- einheit durchgeführte Abkühlen des Fluids führt zur Agglomeration des

Varnish zu größeren Molekülen. Dieses Ausfällen eröffnet die Möglichkeit, die gebildeten großen Moleküle mittels einer dem Stand der Technik entsprechenden Filtereinrichtung herauszufiltrieren. Mit der erfindungsgemäß vorgesehenen Motor-Pumpeneinheit für den Transport des Fluids in einem mit einem Ein- und einem Auslass versehenen Fluidkreis kann die Abschei- devorrichtung einem betreffenden Hydrauliksystem zugeordnet sein, beispielsweise in Form eines Nebenstromkreises.

Mit Vorteil kann die Wärmetauschereinheit im Fluidkreis zwischen der Mo- tor-Pumpeneinheit und der Filtereinrichtung angeordnet sein, wobei die Wärmetauschereinheit aus einem Plattenwärmetauscher oder elektrischen Öl-Luftkühler oder aus einem Plattenwärmetauscher mit Kühlkompressor gebildet sein kann. Für den Plattenwärmetauscher kann als Kühlmedium Wasser vorgesehen sein, das außerhalb des Wärmetauschers bereitgestellt ist.

Für die Erzielung besonders hoher Kühlleistungen kann der Wärmetauscher als Kühlmedium eine Wasser-Glykol-Mischung einsetzen, die durch einen im Wärmetauscher integrierten Kühlkompressor dem Wärmetauscher zur Verfügung gestellt ist.

Nachstehend ist die Erfindung anhand der Zeichnung im Einzelnen erläutert, deren einzige Figur die vereinfachte hydraulische Schaltung eines Aus- führungsbeispiels der Abscheidevorrichtung zeigt.

Die Figur zeigt den Fluidkreis eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Abscheidevorrichtung, die als eigenständige Reinigungsanlage ausgelegt ist, die über flexible Leitungen 2 und 4 am Fluidtank 6 einer hy- draulischen Anlage, die nicht gezeigt ist, anschließbar ist. Die Reinigung des Fluids erfolgt so in einem Nebenstrom zum Fluidkreislauf der zugeordneten hydraulischen Anlage, wie einem stark beanspruchten und heißlaufenden Schmier- und Hydrauliksystem, beispielsweise bei Gas- und Dampfturbinen. Die erfindungsgemäße Abscheidevorrichtung kann der betreffen- den Anlage bleibend zugeordnet sein oder kann als eigenständige Reinigungsanlage ausgebildet sein, die über die flexiblen Leitungen 2 und 4 an einer hydraulischen Anlage, bei der eine Pflege des Fluids erforderlich ist, anschließbar ist. Der Fluidkreis der Abscheidevorrichtung weist an der Leitung 2, über die sie mit dem Tank 6 der zugeordneten hydraulischen Anlage verbindbar ist, einen Fluideinlass 8 auf, an den sich eine Motor-Pumpen- einheit 10 anschließt. Diese weist, wie bei derartigen Aggregaten üblich, eine elektromotorisch antreibbare Hydropumpe 12 sowie ein zwischen Saugseite 14 und Druckseite 16 eingesetztes Druckbegrenzungsventil 18 auf. Die Druckseite 16 ist mit dem Eingang 20 eines Wärmeübertragers 22 verbunden, an dessen Ausgang 24 sich eine Filtereinrichtung 26 anschließt. Diese weist, wie bei dem Stand der Technik entsprechenden Filtereinrichtungen üblich, in einem Filtergehäuse ein auswechselbares Filterelement 28 auf, das, beispielsweise in der Art einer Filterkerze zylindrisch ausgebildet, für die Tiefenfiltration eines in dem Nebenstrom-Fluidkreis fließenden Volumenstroms von beispielsweise 1 bis 20 l/min, vorzugsweise von 2 l/min, ausgelegt sein und ein Filtermedium auf Cellulosebasis aufweisen kann. Wie ebenfalls üblich kann am Gehäuse des Filterelements 28 eine Entlüftung 30 und eine Entleerung 32 vorgesehen sein. Eine zwischen Unfiltrat- eingang 34 und Filtratausgang 36 eingefügte Verschmutzungsanzeige 38 ermöglicht die Funktionskontrolle des Filterelements 28, beispielsweise in Verbindung mit einem das Filterelement umgehenden Bypass. Vom Ausgang 36 ist das Filtrat über eine Rücklaufleitung 40 und die flexible Leitung 4 zum Tank 6 zurückgeführt.

Wie bereits erwähnt, kann der Wärmeübertrager 22 aus einem Plattenwär- metauscher oder einem elektrischen Öl-Luftkühler gebildet sein. Im letzteren Fall kann die Wärmeübertragungseinheit durch eine Art Lamellenkühler gebildet sein, dessen Lamellen von einem mittels eines elektromotorisch angetriebenen Gebläses erzeugten Luftstrom durchströmt sind. Bei einem Plattenwärmetauscher kann als Kühlmedium Wasser vorgesehen sein, das außerhalb des Wärmetauschers bereitgestellt ist und eine niedrige Wassertemperatur von vorzugsweise weniger als 10°C besitzt. Für eine besonders intensive Kühlung kann der Plattenwärmetauscher mit einer Wasser-Glykol- Mischung betrieben werden, die eine geringe, beispielsweise unter dem Nullpunkt liegende Temperatur besitzt und durch einen Kühlkompressor zur Verfügung gestellt ist. Dieser kann in die Wärmetauschereinheit inte- griert sein oder extern betrieben und über Kühlleitungen mit dem Plattenwärmetauscher verbunden sein. Für den Reinigungsvorgang ist die Übertragungsleistung des Wärmeübertragers 22 derart gesteuert, dass das über den Einlass 8 einströmende Fluid, beispielsweise mit einer Betriebs-Öltempe- ratur von 40°C oder höher, auf eine Temperatur von weniger als 10°C ab- gekühlt wird, bevor es über den Unfiltrateingang 34 in die Filtereinrichtung 26 gelangt. Diese Abkühlung des Fluids führt zu einer Agglomeration des enthaltenen Varnish, so dass es zur Bildung größerer Moleküle kommt, die aus dem Fluid ausfallen oder ausflocken und durch das Filterelement 28 abreinigbar sind. Durch die mittels der Verschmutzungsanzeige 38 durch- geführte Überwachung der mit der Abreinigung einhergehenden Befrachtung des Filtermediums des Filterelements 28 bleibt die einwandfreie Funktionsfähigkeit der Abscheidevorrichtung erhalten.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

Abscheidevorrichtung zum Abscheiden von Abbauprodukten, wie Varnish, aus Fluiden, wie Öl, bestehend aus zumindest

einer Motor-Pumpeneinheit (10) für den Transport des Fluids, einer Wärmetauschereinheit (22) für das Abkühlen des Fluids, einer Filtereinrichtung (26) für das Herausfiltrieren der Abbauprodukte aus dem Fluid und

einem die vorstehenden Komponenten beinhaltenden Fluidkreis (2,

4) mit einem Ein-(8) und einem Auslass (36, 40) für Fluid.

Abscheidevorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauschereinheit (22) im Fluidkreis zwischen der Motor-Pumpeneinheit (10) und der Filtereinrichtung (26) angeordnet ist.

Abscheidevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauschereinheit (22) aus einem

Plattenwärmetauscher, oder

elektrischen Öl-Luftkühler, oder

Plattenwärmetauscher mit Kühlkompressor

gebildet ist.

Abscheidevorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Plattenwärmetauscher (22) als Kühlmedium Wasser einsetzt, das außerhalb des Wärmetauschers (22) bereitgestellt ist.

5. Abscheidevorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Plattenwärmetauscher (22) als Kühlmedium eine Wasser-Glykol-Mischung einsetzt, die durch einen im Wärmetauscher (22) integrierten Kühlkompressor demselben Verfügung gestellt ist.