FI71234B

FI71234B - ANORDNING FOER RENSING AV VAETSKAN I ETT VAETSKESYSTEMET

Info

Publication number: FI71234B
Application number: FI824412A
Authority: FI
Inventors: Hannu Lipsanen; Jouko Niemelae
Original assignee: Mecteca Oy; Ermek Oy
Priority date: 1982-12-22
Filing date: 1982-12-22
Publication date: 1986-09-09
Also published as: FI824412A0; FI824412L; FI71234C

Description

1 712341 71234

Laite nestejärjestelmän sisältämän nesteen puhdistamiseksi -Anordning för rensning av vätskan i vätskesystemetApparatus for purifying the liquid contained in a liquid system -Anordning för rensning av vätskan i vätskesystemet

Keksinnön kohteena on laite nestejärjestelmän sisältämän nesteen puhdistamiseksi tiheyseroja hyväksikäyttäen. Järjestelmään kuuluvaan säiliöön johdetaan nestettä, esimerkiksi hydrauliikka järjestelmän öljyä. Säiliö on jaettu kahteen osaan siten, et-5 tä toisessa säiliönosassa suoritetaan nestettä raskaampien epäpuhtauksien poisto säiliönosan alaosasta ja toisessa säiliönosassa suoritetaan ainakin nestettä kevyempien epäpuhtauksien poisto säiliönosan yläosasta. Säiliönosien ainakin toinen korkeussuunnassa sijaitseva päätyosa pienenee korkeussuuntaa vas-10 taan kohtisuoralta poikkileikkauspinta-alaltaan korkeussuunnas sa säiliönosan päätyyn päin.The invention relates to a device for purifying the liquid contained in a liquid system by taking advantage of density differences. A fluid, such as oil from the hydraulic system, is introduced into a tank in the system. The container is divided into two parts so that in one part of the tank the impurities heavier than liquid are removed from the lower part of the container part and in the other part of the container at least the impurities lighter than liquid are removed from the upper part of the container part. At least one end portion of the container parts located in the height direction decreases from the height direction perpendicular to the height direction in the height direction sa towards the end of the container part.

DE-patenttijulkaisusta 518923 tunnetaan laite eripainoisten nesteiden erottamiseksi toisistaan tiheyseroja käyttäen. Julkaisussa esitetty säiliö on jaettu kahteen osaan siten, että 15 virtaussuunnassa ensimmäiseen, alempaan säiliönosaan johdetusta nesteestä erotetaan kevyempi osa ja loppuosa siirtyy toiseen, ylempään säiliönosaan väliputken kautta. Toisessa säiliönosassa suoritetaan nesteen erotus siten, että raskaammat aineosat poistetaan toisen säiliönosan alaosassa olevaa putkea käyttäen 20 ja kevyemmät aineosat toisen säiliönosan yläosassa olevaa putkea käyttäen. Saksalaisessa julkaisussa on kyseessä sekä pysty-että vaakapoikkileikkauksessa katsottuna suorakulmion muotoinen laite. Laitteen ala- ja yläseinä ovat vaakasuoria. Niinpä ensimmäisen säiliönosan tasaiseen alaosaan kertyy ajanoloon ras-25 kainta ainesta. Myöskään toisen säiliön yläpinta ei toimi tehokkaasti puhdistustapahtumassa, koska se on tasainen, vaakasuora pinta. Saksalaisen julkaisun mukaisella ratkaisulla ei saavuteta hyvää epäpuhtauksien erottelukykyä ja pitempiaikaisessa käytössä siinä esiintyy toiminnallisia häiriöitä.DE-A-518923 discloses an apparatus for separating liquids of different weights using differences in density. The container shown in the publication is divided into two parts so that a lighter part is separated from the liquid introduced in the flow direction into the first, lower container part and the rest moves to the second, upper container part via an intermediate pipe. In the second tank part, the liquid is separated so that the heavier components are removed using a pipe at the bottom of the second tank part and the lighter components using a pipe at the top of the second tank part. The German publication is a rectangular device in both vertical and horizontal sections. The bottom and top walls of the device are horizontal. Thus, in the flat lower part of the first tank part, the heaviest material accumulates over time. Also, the top surface of the second tank does not work effectively in the cleaning operation because it is a flat, horizontal surface. The solution according to the German publication does not achieve good pollutant resolution and long-term use causes functional malfunctions.

30 Yleisesti nestejärjestelmään kuuluvan säiliön on tilavuudeltaan vastattava ainakin järjestelmän sisältävän nestemäärän tilavuutta, koska järjestelmä on silloin tällöin, esim. hätätilanteissa, seisokeissa ym. tyhjennettävä säiliöön. Tämä tilanne 2 71234 asettaa kuitenkin tiettyjä vaatimuksia ajatellen erityisesti säiliössä järjestelmän käytön aikana tapahtuvaa nesteen puhdistusta. Tällöin nestettä raskaampien aineiden erottaminen, nesteessä olevien epäpuhtauksien suodattaminen sekä keveimmän epä-5 puhtausaineksen erottaminen suurehkossa yksiosaisessa säiliössä, joita nykyisin on käytössä, tuottaa suuria vaikeuksia, kuten laitteiden toiminnasta on havaittu.30 In general, the volume of a tank belonging to a liquid system must correspond at least to the volume of the liquid contained in the system, since the system must be emptied into the tank from time to time, e.g. in emergencies, downtimes, etc. However, this situation 2 71234 imposes certain requirements, in particular with regard to the cleaning of the liquid in the tank during operation of the system. In this case, the separation of substances heavier than liquid, the filtration of impurities in the liquid, and the separation of the lightest impurity in the larger one-piece tank currently in use present great difficulties, as has been observed in the operation of the equipment.

Tämän keksinnön tarkoituksena on esittää laite, jolla saavutaan erittäin hyvä epäpuhtauksien erottelukyky. Laite mahdollistaa 10 erityisesti epäpuhtauksien yksinkertaisen, jatkuvan poiston nesteestä järjestelmän käytön aikana. Erityisesti hydrauliikka-järjestelmien yhteydessä voidaan lisäksi kondenssiveden muodostuminen puhdistussäiliöön minimoida. Laitteen periaate mahdollistaa pumppujen tai muiden käyttölaitteiden sijoittamisen 15 erilleen säiliöstä, jolloin esim. pumppujen aiheuttama tärinä voidaan eliminoida.It is an object of the present invention to provide an apparatus which achieves very good impurity resolution. In particular, the device enables the simple, continuous removal of contaminants from the liquid during operation of the system. In addition, especially in the case of hydraulic systems, the formation of condensed water in the cleaning tank can be minimized. The principle of the device makes it possible to place the pumps or other operating devices 15 separately from the tank, whereby, for example, vibrations caused by the pumps can be eliminated.

Keksinnön mukaiselle laittelle on pääasiassa tunnusomaista se, että nestevirtauksen tulosuunnassa ensimmäisen säiliönosan alapinta on muodostettu ainakin yhdeksi kaltevaksi pinnaksi, jonka 20 alimman kohdan läheisyyteen on sovitettu nestettä raskaampien epäpuhtauksien poistoyhde ja että nestevirtauksen tulosuunnassa toisen säiliönosan yläpinta on muodostettu ainakin yhdeksi kaltevaksi pinnaksi, jonka ylimmän kohdan läheisyyteen on sovitettu nestettä kevyempien epäpuhtauksien poistoyhde.The device according to the invention is mainly characterized in that in the downstream direction of the liquid flow the lower surface of the first tank part is formed as at least one inclined surface in the vicinity of the lowest is a fitted outlet for lighter contaminants than liquid.

25 Keksinnön mukaisen laitteen pääasiallisena etuna tekniikan tasoon verrattuna on se, että raskaimmat epäpuhtaudet erotetaan ensimmäisessä vaiheessa, jolloin toiseen vaiheeseen siirtyvä neste sisältää ainoastaan nestettä kevyempiä epäpuhtauksia. Toiseen vaiheeseen siirtyvä neste ei siis sisällä toisen säi-30 liönosan alaosaan kertyviä epäpuhtauksia. Tällaiset epäpuhtaudet vajotessaan saisivat aikaan epähomogeenisuutta toisen säiliönosan nestesisällössä ja siten puhdistustulos olisi epävarma. Lisäksi virtausjärjestys mahdollistaa painovoiman hyväksikäytön eri vaiheiden välillä.The main advantage of the device according to the invention compared to the prior art is that the heaviest impurities are separated in a first stage, whereby the liquid passing to the second stage contains only impurities lighter than the liquid. Thus, the liquid passing to the second stage does not contain impurities accumulating in the lower part of the second tank. Such contaminants, if submerged, would cause inhomogeneity in the liquid content of the second part of the tank and thus the cleaning result would be uncertain. In addition, the flow order allows gravity to be utilized between different stages.

3 712343,71234

Muut keksinnön mukaiselle laitteelle tunnusomaiset piirteet käyvät ilmi oheisista alivaatimuksista.Other features of the device according to the invention will become apparent from the appended subclaims.

Keksintöä on lähemmin havainnollistettu oheisissa piirustuksissa esitettyjen suoritusmuotojen avulla.The invention is further illustrated by the embodiments shown in the accompanying drawings.

5 Kuvissa 1-5 on esitetty leikkauskuvantona kaaviollisesti keksinnön mukaisia suoritusmuotoja ja kuva 6 esittää perspektiivikuvantona yläviistosta katsottuna kuvan 2 mukaista suoritusmuotoa.Figures 1-5 schematically show a sectional view of embodiments according to the invention, and Figure 6 shows a perspective view from above in an embodiment of the embodiment according to Figure 2.

Kuvassa 1 on esitetty kaaviollisesti eräs sovitelman perusperi-10 aatetta havainnollistava säiliörakenne. Säiliö 1 käsittää kaksi säiliönosaa, ensimmäisen säiliönosan 2 ja toisen säiliönosan 3. Nestejärjestelmästä palautuva neste tulee säiliönosan 2 yhteen 4 kautta. Säiliönosan 2 pohja 5 on muodostettu kaltevaksi ja pohjan alimmassa kohdassa on poistoyhde 6 järjestelmän sisältä-15 mää nestettä raskaampien epäpuhtauksien poistamiseksi. Säiliöt 2 ja 3 on yhdistetty toisiinsa esim. yhdysputkella 7, joka on varustettu pumpulla 8 sekä mahdollisesti suodattimena 9 kiintoaineen poistamiseksi järjestelmän nesteestä. Toisessa säi-liönosassa 3 on yläpinta 10 muodostettu kaltevaksi ja pinnan 20 ylimpään kohtaan tai sen välittömään läheisyyteen on muodostettu poistoyhde 11 nestejärjestelmän sisältämää nestettä kevyempien epäpuhtauksien poistamiseksi. Puhdistunut neste poistuu säiliöstä järjestelmään säiliönosan 3 yhteen 12 kautta. Säi-liönosat 2 ja 3 voidaan sijoittaa myös eri korkeusasemaan si-25 ten, että se osa (2 tai 3), johon virtaus tulee, on korkeammalla, jolloin virtaus osien 2, 3 välillä voi tapahtua painovoiman avulla.Figure 1 schematically shows a tank structure illustrating the basic principle of the arrangement. The tank 1 comprises two tank parts, a first tank part 2 and a second tank part 3. The liquid returning from the liquid system comes together through the tank part 2 4. The bottom 5 of the tank part 2 is formed inclined and at the lowest point of the bottom there is an outlet connection 6 inside the system for removing contaminants heavier than liquid. The tanks 2 and 3 are connected to each other, e.g. by a connecting pipe 7, which is provided with a pump 8 and possibly as a filter 9 for removing solids from the liquid of the system. In the second container part 3, the upper surface 10 is formed inclined and an outlet connection 11 is formed at the uppermost point of the surface 20 or in its immediate vicinity to remove lighter impurities than the liquid contained in the liquid system. The purified liquid exits the tank into the system through the tank part 3 together 12. The container parts 2 and 3 can also be placed at different heights, so that the part (2 or 3) into which the flow enters is higher, whereby the flow between the parts 2, 3 can take place by gravity.

Ensimmäisessä vaiheessa nestettä raskaammat epäpuhtaudet erottuvat säiliönosan 2 kaltevan alapinnan avulla, kun taas toises-30 sa vaiheessa kevyemmät epäpuhtaudet erottuvat säiliönosan 3 kaltevan yläpinnan 10 avulla.In the first stage, the impurities heavier than the liquid are separated by the inclined lower surface of the tank part 2, while in the second stage, the lighter impurities are separated by the inclined upper surface 10 of the tank part 3.

4 712344,71234

Kuvassa 2 on esitetty keksinnön mukaisen laitteen sellainen suoritusmuoto, jossa säiliönosat 2 ja 3 on sovitettu päällekkäin siten, että säiliöön 1 on sijoitettu kalteva taso tai pinta 13, jolloin tason 13 yläpintaa käytetään hyväksi järjestel-5 mään kertyvän raskaamman aineksen poistoon poistoyhteen 6 kautta, joka on sijoitettu tason 13 alimpaan kohtaan tai sen välittömään läheisyyteen. Nesteensiirto säiliönosasta 2 alempaan säiliönosaan 3 tapahtuu sopivimmin luonnollisena virtauksena yhdysputkea 7 pitkin, joka on varustettu suodattimena 9. Jär-10 jestelmään kertyvän kevyemmän aineen poistoon käytetään puolestaan tason 13 alapintaa, jolloin kevyemmän aineksen poistoyhde 11 sijaitsee tason 13 ylimmällä kohdalla.Figure 2 shows an embodiment of the device according to the invention in which the container parts 2 and 3 are arranged one on top of the other so that an inclined plane or surface 13 is placed in the container 1, the upper surface of the plane 13 being used to remove heavier material accumulating in the system. is located at the lowest point of level 13 or in its immediate vicinity. The transfer of liquid from the tank part 2 to the lower tank part 3 preferably takes place as a natural flow through a connecting pipe 7 provided as a filter 9. The lower surface of the level 13 is used to remove the lighter substance accumulating in the system.

Kuvassa 3 on esitetty keksinnön mukaisen laitteen sellainen suoritusmuoto, jossa kalteva taso 14 on muodoltaan kartio, jol-15 loin raskaamman aineksen poisto tapahtuu kartion vaipan ulkopinnan puolelta, vaipan alaosasta yhteen 6 kautta, kun taas järjestelmään kertyvät nestettä kevyemmät epäpuhtaudet poistetaan kartion sisäpinnan puolelta, sopivimmin kartion huipun kohdalta yhdettä 11 käyttäen.Figure 3 shows an embodiment of the device according to the invention in which the inclined plane 14 has the shape of a cone, where the heavier material is removed from the outer side of the cone jacket, from the lower part of the jacket through 6, while lighter impurities accumulating in the system are removed at the apex of the cone using compound 11.

20 Kuvassa 4 esitetty suoritusmuoto on sellainen, jossa väliseinä koostuu kaltevasta osasta 15 ja vaakasuorasta osasta 16, jolloin poistoyhde 11 on sijoitettu vaakasuoran pinnan 16 kohdalle.The embodiment shown in Fig. 4 is one in which the partition wall consists of a sloping part 15 and a horizontal part 16, the outlet connection 11 being arranged at the horizontal surface 16.

Kuvassa 5 on esitetty eräs muunnos kuvan 3 mukaisesta suoritus-25 muodosta, jolloin kartiomainen väliseinä 17 on sijoitettu siten, että kartiomuodon ja vaipan sisäseinän välinen liitos muodostaa kaltevan uran 29, jonka alimpaan kohtaan on sijoitettu poistoyhde 6 ja ylimpään kohtaan poistoyhde 11.Fig. 5 shows a modification of the embodiment 25 according to Fig. 3, wherein the conical partition wall 17 is arranged so that the connection between the conical shape and the inner wall of the jacket forms an inclined groove 29 with an outlet connection 6 at its lowest point and an outlet connection 11 at its highest point.

Yhteiden, 4, 6, 11, 12 sekä yhdysputken 7 keskinäisessä kor- 30 keusasemasijoittelussa huomioidaan luonnollisesti se, ettei toiminnassa tapahdu epäpuhtauksien läpivirtausta, t.s. esimerkiksi tuloyhteen 4 alin kohta on alempana kuin yhdysputken 7 imuaukko, jne.The mutual elevation positioning of the connections, 4, 6, 11, 12 and the connecting pipe 7 naturally takes into account the fact that no flow of impurities takes place in the operation, i. for example, the lowest point of the inlet connection 4 is lower than the suction opening of the connecting pipe 7, etc.

5 712345,71234

Kuvassa 6 on lähemmin havainnollistettu perspektiivikuvantona erityisesti kuvan 2 mukaista laiteratkaisua. Poikkileikkaukseltaan sopivimmin pyöreä säiliö 1 on sovitettu palkkirungon 18 varaan siten, että säiliön alapuolelle jää tila järjestelmän 5 pumppuja ja niiden käyttölaitteita 19 varten. Säiliö on koottu kahden laippaliitoksen 20 ja 21 avulla, jolloin asennus sekä säiliön sisäpuoliset pesut ja huoltotoimenpiteet on helppo suorittaa. Säiliön 1 täyttö tapahtuu täyttöaukon 22 kautta, joka on sijoitettu säiliön yläosaan. Täyttökohtaan on kuvan mukai-10 sesti sovitettu huohotin. Ylemmän säiliönosan 2 ulkopinnalle on sovitettu lisäksi pinnakorkeuden ilmaisin 23.Figure 6 is a more detailed perspective view of the device solution according to Figure 2 in particular. The tank 1, which is preferably circular in cross-section, is arranged on the beam body 18 so that there is space below the tank for the pumps 19 of the system 5 and their actuators 19. The tank is assembled by means of two flange connections 20 and 21, which makes installation and washing and maintenance operations inside the tank easy. The tank 1 is filled through a filling opening 22 located in the upper part of the tank. A breather is fitted to the filling point as shown in the figure. A surface height indicator 23 is further arranged on the outer surface of the upper tank part 2.

Ylempään säiliönosaan tulee järjestelmästä palautuva öljy tai muu puhdistettava neste putkea 24 pitkin. Ylemmässä säiliön-osassa 2 virtaus rauhoittuu ja tällöin raskaammat epäpuhtaudet 15 laskeutuvat ylemmän säiliönosan alimpaan kohtaan väliseinän 13 yläpintaa pitkin, josta ne poistetaan säiliön vaipaan muodostetun poistoyhteen 6 kautta. Raskaammista epäpuhtauksista puhdistunut neste johdetaan yhdysputkea 7 pitkin säiliön alempaan osaan 3. Kuvassa 6 esitetyssä suoritusmuodossa yhdysputki on 20 ainakin kaksihaarainen, jolloin kummatkin haarat on varustettu suodattimena 9. Putken 7 yläpää on luonnollisesti sellaisessa korkeusasemassa, että poistoyhteen 11 kautta poistuvat raskaammat epäpuhtaudet eivät pääse sekoittumaan enää tässä vaiheessa nesteeseen. Yläsäiliössä oleva pinnankorkeuden ilmaisin 23 toi-25 mii samalla myös suodattimien 9 mahdollisen tukkeutumisen ilmaisimena. Alemmassa säiliönosassa 3 on kaltevan väliseinän 13 ylimpään kohtaan sovitettu nestettä kevyempien epäpuhtauksien poistoputki 11. Alempaan säiliönosaan mahdollisesti siirtyneet raskaammat epäpuhtaudet poistetaan säiliön pohjalla olevan yh-30 teen 25 kautta (kuva 1-5). Alasäiliöstä puhdistunut neste siirretään kiertoon säiliörakenteesta erillään olevien pumppujen 19 avulla imusuodattimen 26 läpi.The upper tank part receives oil or other liquid to be cleaned from the system along the pipe 24. In the upper tank part 2 the flow calms down and then the heavier impurities 15 settle to the lowest point of the upper tank part along the upper surface of the partition wall 13, from where they are removed through an outlet connection 6 formed in the tank jacket. The liquid cleaned of heavier impurities is led along the connecting pipe 7 to the lower part of the tank 3. In the embodiment shown in Fig. 6 at this point into the liquid. At the same time, the level indicator 23 in the upper tank also acts as a detector for possible clogging of the filters 9. A lower outlet pipe 11 is arranged in the lower part of the inclined partition wall 13 in the lower part of the tank part. The liquid cleaned from the lower tank is circulated through the suction filter 26 by means of pumps 19 separate from the tank structure.

Pääsuodattimista 9 yksi toimii varasuodattimena. Se voidaan ottaa käyttöön jonkun toiminnassa olevista tukkeutuessa, jonka 35 jälkeen likaantunut suodatin kytketään pois järjestelmästä ja 6 71234 vaihdetaan toiminnan häiriintymättä. Mikäli tukkeutunutta suodatinta ei ajoissa vaihdeta, säiliö käsittää varojärjestelmän, jolloin ylemmän säiliönosan 2 nestepinnan noustessa säiliönosan yläosaan sovitetun varosuodattimen 27 tasoon neste siirtyy 5 ylempää ja alempaa säiliönosaa yhdistävän putken 28 kautta ala-säiliöön toiminnan häiriintymättä. Kuvan 6 mukaisesti voidaan putki 28 sijoittaa kevyemmän aineksen poistoputken 11 yhteyteen siten, että putken 11 pää on putken 28 sisällä.One of the 9 main filters acts as a back-up filter. It can be activated in the event of a blockage by one of those in operation, after which the contaminated filter is disconnected from the system and 6 71234 is replaced without interruption. If the clogged filter is not replaced in time, the tank comprises a warning system, whereby when the liquid surface of the upper tank part 2 rises to the level of the safety filter 27 arranged in the upper part of the tank, the liquid passes through the pipe 28 connecting the upper and lower tank parts. According to Figure 6, the pipe 28 can be placed in connection with the lighter material discharge pipe 11 so that the end of the pipe 11 is inside the pipe 28.

Kuvan 6 mukaisen laitteen yksityiskohtaisempina etuina voidaan 10 mainita seuraavat. Säiliö tarvitsee vähän lattiatilaa, käyttöjä valvontalaitteet voidaan sijoittaa edullisesti, samoin kuin pääsuodattimet 9, jotka pystytään vaihtamaan käytön aikana, pumput ja muut käyttölaitteet voidaan sijoittaa erilleen säiliöstä ja toisistaan, jolloin pumppujen aiheuttamat tärinät 15 voidaan eliminoida, epäpuhtaudet voidaan poistaa säiliötä tyhjentämättä.As more detailed advantages of the device according to Figure 6, the following can be mentioned. The tank requires little floor space, drives monitoring devices can be placed advantageously, as well as main filters 9 that can be replaced during use, pumps and other drives can be placed separately from the tank and from each other, eliminating pump vibrations 15, removing contaminants without emptying the tank.

lili

Claims

7 71234

An apparatus for purifying a liquid contained in a fluid system by taking advantage of density differences, wherein a liquid, for example oil from a hydraulic system, is introduced into a tank (1) belonging to the system, the tank being divided into two parts (2, 3) so that the second tank part (2, 3) removing heavier contaminants from the lower part of the tank part and in the second tank part (3, 2) removing at least lighter contaminants from the upper part of the tank part, the at least one end portion 10 of the tank parts (2, 3) decreasing perpendicularly 2, 3), characterized in that the lower surface of the first tank part (2) in the direction of fluid flow is formed as at least one inclined surface (5), in the vicinity of the lowest point of which a heavier impurity removal connection (6) is arranged. ) the upper surface is formed as at least one inclined surface (10), in the vicinity of the upper part of which an outlet connection (11) of impurities lighter than liquid is arranged.

Device according to Claim 1, characterized in that the container parts (2, 3) are arranged at a different height position so that the first container part (2) is upper.

Device according to Claim 1 or 2, characterized in that the container parts (2, 3) are arranged one on top of the other so as to have a common partition wall (13; 14; 15, 16; 17) acting as a separating surface. used for the removal of heavier substances through an outlet connection (6) arranged at the lowest point of the surface and the lower surface of which is used for the removal of lighter substances through an outlet connection (11) arranged at the highest point of the surface, the tank parts (2, 3) being connected to each other by at least one connecting pipe (7). 8 71234

Device according to Claim 3, characterized in that the partition wall is at least partially inclined in the plane (13, 15) and / or in the form of a conical jacket (14, 17).

Device according to Claim 3, characterized in that the connecting pipe (7) is arranged on the outside of the container (1).

Device according to Claim 3 or 5, characterized in that a filter element (9) is arranged in the connecting pipe (7). Device according to Claim 3, 5 or 6, characterized in that the connecting pipe (7) is formed in two or more branches and in that each branch has a filter element (9).

Device according to claim 3, characterized in that the end of the outlet connection (11) is arranged inside a tubular member (28) extending to the upper part of the first container part (2).

Device according to Claim 7, characterized in that a filter element 20 (27) is provided at the top of the tubular element (2). 9,71234 Patentkrav;