FI104851B - Sovitelma kiertovoitelujärjestelmän yhteydessä - Google Patents

Description

104851

Sovitelma kiertovoitelujärjestelmän yhteydessä

Keksinnön kohteena sovitelma kiertovoitelujärjestelmän yhteydessä, joka kiertovoitelujärjestelmä käsittää 5 voiteluöljysäiliön, paineputkiston öljyn johtamiseksi voi-telukohteille, paluuputkiston öljyn johtamiseksi voitelu-kohteilta takaisin öljysäiliöön ja välineet öljyn pumppaamiseksi paineputki s toon ja halutun voitelutilanteen ylläpitämiseksi, jolloin voiteluöljysäiliö on muodostettu pyöräh-10 dyssymmetrisestä rakenteesta, jonka paluuyhde on sovitettu pyörähdyssymmetrisen rakenteen keskiakselille ja sovitettu ulottumaan voiteluöljysäiliössä olevan öljypinnan alapuolelle ja joka sovitelma käsittää edelleen jako-osan, jonka läpi paluuyhteen kautta kulkeva virtaus on sovitettu joh-15 dettavaksi epäpuhtauksia erottaville välineille, jotka käsittävät päällekkäin välimatkan päähän toisistaan sovitetuista väliseinistä muodostetun rakenteen.

Kiertovoitelujärjestelmiä käytetään nykyään laajalti erilaisten koneiden voiteluun etenkin silloin, kun voitelu-20 ainetta tarvitaan voitelukohteen jäähdytykseen. Esimerkkinä kiertovoitelun käyttökohteista voidaan mainita paperikoneiden kuivatussylintereiden laakereiden voitelu tai kaasu-. turbiinien voitelu, joissa molemmissa laakereille tulee • I 4 4 ulkopuolista lämpökuormaa.

,·, 25 Kiertovoitelua käytetään myös silloin, kun itse « · · III_ voitelukohde synnyttää huomattavaa häviötehoa. Esimerkkinä « · tällaisista sovellutuksista voidaan mainita vaihteistot.

» « • Kiertovoitelua käytetään edelleen silloin, kun voi- V * teluaine voi likaantua voitelukohteella ja kun halutaan, 30 että voiteluaine voidaan puhdistuksen jälkeen käyttää uu-

IM

. '· destaan.

• · ·

Kiertovoitelujärjestelmä käsittää yleensä sähkömoot-torikäyttöisen pumpun, joka panee öljyn liikkeeseen. Pumpun

« I

... tuotto valitaan yleensä 10 - 20 % yli tarvittavan virtauk- • · ’··.·* 35 sen, jolloin ohivirtauspaineensäädölle jää riittävästi 4 · · *./ ‘ toimintamarginaalia. Öljy sovitetaan kulkemaan vaihdettavi- » • · 2 104851 en suodinten läpi. suotimet on sovitettu usein kahteen ryhmään, jolloin toinen ryhmä voidaan erottaa venttiileillä ja vaihtaa suotimet koneikkoa pysäyttämättä, öljyn lisäläm-mitykseen käytetään usein sähkö- tai höyrykäyttöistä lämmi-5 tintä. Öljyn jäähdyttämiseen käytetään vesi- tai ilmajääh-dytteistä lämmönvaihdinta. Jäähdytystehoa säädetään lähtevän öljyn lämpötilasäätimellä. Lämpötilasäätäjän asetusarvo on tyypillisesti usein noin 55 °C. Paineensäätö toimii usein ohivirtausventtiilillä takaisin öljysäiliöön. Pai-10 neensäätäjän asetusarvot ovat järjestelmästä riippuen tyypillisesti välillä 5-20 bar.

öljy johdetaan voitelukohteille, esimerkiksi paperikoneen eri osille useimmiten ruostumattomasta materiaalista valmistettujen painerunkoputkien avulla. Öljy virtaa em. 15 putkissa laminaarisena virtauksena, jolloin paineenpudotus on vähäinen. Runkoputkilta öljy jaetaan useille virtausmit-taustauluille, joilta öljy jaetaan nousuputkiin useille voitelukohteille. Voitelukohteilta öljy ohjataan paluuput-kien ja gravitaation avulla paluupuolen kokoojaputkiin. 20 Öljy kulkee gravitaation avulla kokoojaputkia pitkin kier-tovoitelukoneikon säiliöön. Paluupuolen putket eivät ole koskaan täynnä öljyä. Putkien kaltevuus on noin 2 - 3 % ; viettäen koneikon säiliöön päin. Ennen säiliötä paluuöljy I M · ohjataan kulkemaan karkeasuotimen läpi. Säiliön palamisen * · , .·, 25 jälkeen pumppu imee öljyn jälleen kiertoon. Säiliö on mi- « » * III^ toitettu yleensä niin, että öljy viipyy tietyn pituisen, • · .'** öljyn viskositeetista riippuvan ajan säiliössä.

• » • ” Kiertovoiteluöljysäiliöllä on järjestelmässä useita • · · * tehtäviä öljyn kuntouttamiseksi ennen uudelleen kierrätys- 30 tä. Säiliön tarkoituksena on ensinnäkin antaa mahdollisuus « · · öljyssä oleville ilmakuplille nousta pintaan. Ilmakuplat voivat edesauttaa pumppua kavitoimaan sekä olla huononta- ' massa voitelukalvoa voitelukohteella. Tarkoituksena on myös < « ... mahdollistaa isojen likapartikkeleiden, joiden tiheys on I · 35 huomattavasti isompi kuin öljyn tiheys, laskeutuminen säi- • · · '.j ‘ liön pohjalle. Pienessä määrin öljyssä olevat vesipisarat 3 104851 pääsevät säiliössä myös laskeutumaan alas. Veden tiheys on niin lähellä öljyn tiheyttä, että laskeutumisnopeus on pieni. Säiliö kondensoi paluuputkissa tulevaa kosteaa ilmaa säiliön seinämille ja valuttaa veden seinämiä pitkin kerä-5 ten säilön pohjalle. Säiliö myös jäähdyttää öljyä seinämien kautta. Säiliö toimii myös tilana, jonne putkisto tyhjennetään järjestelmän pysähtyessä ja säiliö toimii öljyvarastona putkivuototilanteessa, jolloin voideltava kone voidaan ajaa alas hallitusti. Säiliön tarkoituksena on edelleen 10 varmistaa, että pumpun imussa on aina öljyä, ettei mukaan imetä ilmaa. Säiliössä elävät myös bakteerit kosteuden ja sopivan lämpötilan ansiosta.

Säiliön yhteydessä ovat myös termostaattiohjatut öljyn lämmittimet, joko sähkö- tai höyrylämmittimet. Niiden 15 avulla lämmitetään öljysäiliössä oleva iso öljymäärä 4-8 tunnin sisällä tyypillisesti noin 55 °C:n lämpötilaan, ennen järjestelmän käynnistämistä, koska käytetyt ruuvipumput eivät voi pumpata kylmää korkean viskositeetin omaavaa öljyä täydellä teholla ilman kavitaation vaaraa.

20 Nykyiset kiertovoiteluöljysäiliöt ovat perusratkai sultaan olleet samanlaisia jo kymmenien vuosien ajan. Säiliö on perusratkaisultaan suorakulmio, jonka tilavuus voi , .·, vaihdella tyypillisesti muutamasta sadasta litrasta aina 30 m3 saakka. Säiliöiden kokovaatimus juontuu sen toiminta-! 25 periaatteeseen, jossa öljyn kunnossapitämiseksi sen on annettava seisoa säiliössä n. 30 min, jotta siihen sitoutu- *···’ neet epäpuhtaudet ehtisivät irrottautua ennen kuin öljy • · : " joutuu uudelleen kiertoon. Säiliönhän tulee öljyn varastoi- ·.· · tumisen lisäksi myös jäähdyttää sekä pystyä erottamaan 30 öljystä ilmaa, vettä ja muita epäpuhtauksia kuten edellä on :***: todettu.

Suuresta koostaan johtuen aiemmin käytetyt säiliöt I « · • , ovat usein vaikeasti sijoitettavia käyttökohteensa yhtey- teen. Lisäksi suureen öljymäärään sisältyy suuri investoin- • · ’···* 35 titarve sekä varsinkin nykypäivänä suuren tilavuuden tuoma palokuorma muine ympäristöriskeineen. Käytännön mittaukset « • · 4 104851 ovat lisäksi osoittaneet, että säiliön suuresta koosta huolimatta vain pieni osa säiliön tilavuudesta ottaa osaa tehokkaaseen öljykiertoon. Mitattaessa virtauskenttien toimintaa massattomien partikkeleiden liikeratoja laskemal-5 la, havaitaan sama ilmiö myös numeerisesti. Tyypillisessä väliseinin varustetussa perinteisessä säiliössä toiminta-prosentiksi muodostuu vain 35 - 44 %, mikä kertoo suhteutettuna todellisen läpivirtausajan teoreettiseen verrattuna. Käytännössä esimerkiksi 8 m3 säiliö, jossa ajetaan öl-10 jyvirtausta 350 1/min, omaa teoreettisen läpimenoajan 22 min 52 sek, jolloin öljymäärä olisi kertaalleen vaihtunut. Todellisuudessa säiliöön tulevalla lämpimällä öljyllä on taipumus kuitenkin muodostaa säiliöön sisäisiä öljyn viskositeetin eroista johtuvia sisäisiä virtauskanavia, jotka 15 seinämöivät säiliön sisällön nyt seisovaan öljymassaan sekä tämän läpi muodostuvaan läpivirtauskanavaan. Todellisuudessa nyt teoreettinen läpimenoaika 22 min 52 sek onkin luokkaa 8-10 min, mikä on ehdottomasti liian alhainen. Aiemmin tunnettujen säiliöiden virtauskenttä on kanavoitumisen 20 lisäksi erittäin pyörteinen, mikä hankaloittaa epäpuhtaus-partikkeleiden erottumista. Kanavoituminen on seurausta ko. säiliössä esiintyvistä suurista virtausnopeuksista.

. Keksinnön tarkoituksena on saada aikaan sovitelma, .·.·. jonka avulla aiemmin tunnetun tekniikan epäkohdat pystytään ! 25 eliminoimaan, ts. saamaan aikaan mahdollisimman tasainen « · · virtauskenttä, jonka seurauksena on aiempiin ratkaisuihin * · *·/· verrattuna hyötysuhteeltaan oleellisesti tehokkaampi öljy- • · : '* tilavuuden vaihtuminen sekä epäpuhtauspartikkeleiden tehok-

Ml *.* · kaampi erottuminen. Tähän on päästy keksinnön mukaisen 30 sovitelman avulla, joka on tunnettu siitä, että väliseinät \ on yhdistetty säiliön ilmatilaan johtaviin ilmankeräysyh- :***: teisiin ja säiliön pohjaosaan ulottuviin vedenkeräysyh- teisiin.

« « I I « ... Keksinnön etuna on ennen kaikkea se, että keksinnön '···* 35 avulla saadaan aikaan erittäin tehokas öljytilavuuden vaih- : : : tuminen ja erittäin tehokas epäpuhtauksien erottuminen.

• · s 104851

Keksinnön etuna on edelleen sen yksinkertaisuus, jolloin keksinnön käyttöönotto ja käyttö muodostuvat edulliseksi.

Keksintöä ryhdytään selvittämään seuraavassa tarkemmin oheisessa piirustuksessa kuvatun edullisen sovellutus-5 esimerkin avulla, jolloin.

kuvio 1 esittää periaatteellisena kuvantona paperikoneen yhteydessä olevaa kiertovoitelujärjestelmää ja kuvio 2 esittää periaatteellisena sivukuvantona keksinnön mukaisessa sovitelmassa käytettävää voiteluöljy-10 säiliötä.

Kuviossa 1 on esitetty yleisesti paperikoneen yhteydessä oleva kiertovoitelujärjestelmä. Viitenumeron 1 avulla on esitetty yleisesti öljysäiliö ja viitenumeron 2 avulla yleisesti koneikko-osa, johon kuuluvat pumput suodattimet 15 ja muut vastaavat laitteet. Viitenumeron 3 avulla on esitetty paineputkisto, jonka avulla voiteluaineena toimiva öljy johdetaan voitelukohteille 4, jotka tässä tapauksessa ovat paperikoneen kuivatussylintereitä. Viitenumeron 5 avulla kuvioon 1 on merkitty paluuputkisto, jonka avulla 20 Öljy johdetaan voitelukohteilta takaisin öljysäiliöön 1.

Kuvion 1 mukaisen järjestelmän rakenne ja toiminta on alan ammattimiehelle täysin tavanomaista tekniikkaa, joten ko.

, ,·, seikkoja ei esitetä tässä yhteydessä tarkemmin.

·ι·ι Kuviossa 2 on esitetty periaatteellisena leikkausku- ‘ ! 25 vantona keksinnön mukaisessa sovitelmassa käytetty voitelu- ’”· ainesäiliö 10. Voiteluainesäiliö 10 on muodostettu pyöräh- • · '···* dyssymmetriseksi rakenteeksi. Kuvion 2 esimerkissä kierto- • · : ** voitelujärjestelmän paluuputkiston 5 jatkeena oleva voite- M» V · luöljyn paluuyhde 11 ja paineputkistoon 3 liittyvä imuyhde 30 12 on sovitettu pyörähdyssymmetrisen rakenteen keskiakse- :***: lille K. Paluuyhde 11 ja imuyhde 12 voidaan sijoittaa voi- • · · :***: teluainesäiliöön myös muualle kuin keskiakselille K. Paluu- ' . yhde 11 johdetaan säiliössä 10 olevan öljypinnan alapuolel- | ‘ le, josta paluuvirtaus johdetaan jako-osan 13 läpi, jolloin 35 paluuvirtaus saadaan jaettua mahdollisimman suurelle pinta-alalle. Jako-osa 13 voi olla muodostettu esimerkiksi ver- • · 6 104851 kosta, ritilärakenteesta tai jostain muusta vastaavasta verkkomaisesta rakenteesta lieriömäiseksi, kartiomaiseksi tai muuksi vastaavaksi osaksi.

Öljyn paluuvirtaus johdetaan jako-osan 13 kautta 5 epäpuhtauksia öljystä erottavalle välineille 14. Epäpuhtauksia öljystä erottavat välineet 14 käsittävät edullisesti päällekkäin välimatkan päähän toisistaan sovitetuista väliseinistä 14a muodostetun rakenteen, jonka seurauksena aikaansaadaan mahdollisimman tehokas epäpuhtauksien erottumi-10 nen öljystä. Väliseinät 14a on sovitettu ohjaamaan niille kulkeutuvat ilmakuplat säiliön 10 yläosassa olevaa ilmatilaa 15 kohti ja vesipartikkelit säiliön 10 alaosaa 16 kohti. Päällekkäiset vaakasuuntaiset väliseinät lyhentävät em. epäpuhtauspartikkeleiden kulkemaa matkaa öljyvirtauksen 15 mukana.

Väliseinät 14a on yhdistetty säiliön ilmatilaan 15 johtaviin ilmankeräysyhteisiin 17, joilla virtauksesta erottunut ilma johdetaan ilmatilaan 15, sekä vedenkeräys-yhteisiin 18, joilla virtauksesta erottunut vesi johdetaan 20 säiliön 10 alaosaan 16. Em. yhteet voidaan muodostaa esimerkiksi putkista, kourumaisista rakenteista jne. Virtaus-kentän ollessa tasainen, ei säiliöön jää virtauskentän . suhteen paikallaan pysyviä nurkkauksia, joita ilmenee aiem- min tunnetun tekniikan yhteydessä esiintyvissä tavanomai-25 sissa virtauskentissä. Näin ollen keksinnön mukaisessa sovitelmassa käytetyssä säiliössä koko säiliön tilavuus on • · *···’ tehokkaasti virtauksessa mukana.

• · • · • *’ Edellä esitettyjä sovellutuksia ei ole mitenkään • · · ·.· · tarkoitettu rajoittamaan keksintöä, vaan keksintöä voidaan 30 muunnella patenttivaatimusten puitteissa täysin vapaasti.

Näin ollen on selvää, että keksinnön mukaisen sovitelman • · · tai sen yksityiskohtien ei välttämättä tarvitse olla juuri sellaisia kuin kuvioissa on esitetty, vaan muunlaisetkin _ ratkaisut ovat mahdollisia.

Claims (4)

7 104851

1. Sovitelma kiertovoitelujärjestelmän yhteydessä, joka kiertovoitelujärjestelmä käsittää voiteluöljysäiliön, 5 paineputkiston (3) öljyn johtamiseksi voitelukohteille (4), paluuputkiston (5) öljyn johtamiseksi voitelukohteilta takaisin öljysäiliöön ja välineet öljyn pumppaamiseksi paineputkistoon ja halutun voitelutilanteen ylläpitämiseksi, jolloin voiteluöljysäiliö (10) on muodostettu pyöräh-10 dyssymmetrisestä rakenteesta, jonka paluuyhde (11) on sovitettu pyörähdyssymmetrisen rakenteen keskiakselille ja sovitettu ulottumaan voiteluöljysäiliössä (10) olevan öljy-pinnan alapuolelle ja joka sovitelma käsittää edelleen jako-osan (13), jonka läpi paluuyhteen (11) kautta kulkeva 15 virtaus on sovitettu johdettavaksi epäpuhtauksia erottaville välineille (14), jotka käsittävät päällekkäin välimatkan päähän toisistaan sovitetuista väliseinistä (14a) muodostetun rakenteen, tunnettu siitä, että väliseinät (14a) on yhdistetty säiliön (10) ilmatilaan (15) 20 johtaviin ilmankeräysyhteisiin (17) ja säiliön (10) poh jaosaan (16) ulottuviin vedenkeräysyhteisiin (18).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sovitelma, t u n- . n e t t u siitä, että paineputkistoon (3) liittyvä imuyhde (12) on sovitettu pyörähdyssymmetrisen rakenteen keskiakse- 25 lille (K). • · ·

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sovitelma, t u n- • » ‘;··* n e t t u siitä, että jako-osa (13) on muodostettu lieriö- • · ' ** mäiseksi osaksi. #«· V

· 4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen sovitelma, t u n- 30. e t t u siitä, että jako-osa (13) on muodostettu verkko-maisesta rakenteesta. Ml • · · • t • · Ml « I · « · · 3 104851