FI95622C - Menetelmä ja sovitelma kiertovoitelujärjestelmän yhteydessä - Google Patents

Description

95622

Menetelmä ja sovitelma kiertovoitelujärjestelmän yhteydessä

Keksinnön kohteena on menetelmä kiertovoitelujär-5 jestelmän yhteydessä, joka kiertovoitelujärjestelmä käsittää voiteluöljysäiliön, paineputkiston öljyn johtamiseksi voitelukohteille, paluuputkiston öljyn johtamiseksi voite-lukohteilta takaisin öljysäiliöön ja välineet öljyn pumppaamiseksi paineputkistoon sekä säätövälineet halutun voi-10 telutilanteen ylläpitämiseksi, jossa menetelmässä voitelu-kohteilta voiteluainesäiliöön palaava virtaus jaetaan ainakin kahteen päällekkäiseen virtausosaan niin, että ilma-kuplia sisältävä öljyvirtauksen osa muodostaa ylemmän vir-tausosan ja vettä ja raskaita partikkeleita sisältävä osa 15 alemman virtausosan. Keksinnön kohteena on lisäksi sovitelma kiertovoitelujärjestelmän yhteydessä.

Kiertovoitelujärjestelmiä käytetään nykyään laajalti erilaisten koneiden voiteluun etenkin silloin, kun voiteluainetta tarvitaan voitelukohteen jäähdytykseen. Esi-20 merkkinä kiertovoitelun käyttökohteista voidaan mainita paperikoneiden kuivatussylintereiden laakereiden voitelu tai kaasuturpiinien voitelu, joissa molemmissa laakereille tulee ulkopuolista lämpökuormaa.

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

Kiertovoitelua käytetään edelleen silloin, kun voiteluaine voi likaantua voitelukohteella ja kun halutaan, että voiteluaine voidaan puhdistuksen jälkeen käyttää uu-30 destaan.

Kiertovoitelujärjestelmä käsittää yleensä sähkö-' moottorikäyttöisen pumpun, joka panee öljyn liikkeeseen.

Pumpun tuotto valitaan yleensä 10 - 20 % yli tarvittavan virtauksen, jolloin ohivirtauspaineensäädölle jää riittä-35 västi toimintamarginaalia. Öljy sovitetaan kulkemaan vaihdettavien suotimien läpi. Suotimet on sovitettu usein kah- 2 95622 teen ryhmään, jolloin toinen ryhmä voidaan erottaa venttiileillä ja vaihtaa suotimet koneikkoa pysäyttämättä, öljyn lisälämmitykseen käytetään usein sähkö- tai höyry-käyttöistä lämmitintä. Öljyn jäähdyttämiseen käytetään 5 vesi- tai ilmajäähdytteistä lämmönvaihdinta. Jäähdytyste-hoa säädetään lähtevän öljyn lämpötilasäätimellä. Lämpöti-lasäätäjän asetusarvo on tyypillisesti usein noin 55 °C. Paineensäätö toimii usein ohivirtausventtiilillä takaisin öljysäiliöön. Paineensäätäjän asetusarvot ovat järjestel-10 mästä riippuen tyypillisesti välillä 5-20 bar.

Öljy johdetaan voitelukohteille, esimerkiksi paperikoneen eri osille useimmiten ruostumattomasta materiaalista valmistettujen painerunkoputkien avulla. Öljy virtaa em. putkissa laminaarisena virtauksena, jolloin paineenpu-15 dotus on vähäinen. Runkoputkilta öljy jaetaan useille vir-tausmittaritauluille, joilta öljy jaetaan nousuputkiin useille voitelukohteille. Voitelukohteilta öljy ohjataan paluuputkien ja gravitaation avulla paluupuolen kokooja-putkiin. Öljy kulkee gravitaation avulla kokoojaputkia 20 pitkin kiertovoitelukoneikon säiliöön. Paluupuolen putket eivät ole koskaan täynnä öljyä. Putkien kaltevuus on noin 2 - 3 % viettäen koneikon säiliöön päin. Ennen säiliötä paluuöljy ohjataan kulkemaan karkeasuotimen läpi. Säiliöön palaamisen jälkeen pumppu imee öljyn jälleen kiertoon. 25 Säiliö on mitoitettu yleensä niin, että öljy viipyy säiliössä 10 - 50 minuuttia riippuen öljyn viskositeetista.

Säiliöllä on järjestelmässä useita tehtäviä öljyn kuntouttamiseksi ennen uudelleen kierrätystä. Säiliön tarkoituksena on ensinnäkin antaa mahdollisuus öljyssä ole-30 ville ilmakuplille nousta pintaan. Ilmakuplat voivat edesauttaa pumppua kavitoimaan sekä olla huonontamassa voite-lukalvoa voitelukohteella. Tarkoituksena on myös mahdollistaa isojen likapartikkeleiden, joiden tiheys on huomattavasti isompi kuin öljyn tiheys, laskeutuminen säiliön 35 pohjalle. Pienessä määrin öljyssä olevat vesipisarat pääsevät säiliössä myös laskeutumaan alas. Veden tiheys on 95622 3 niin lähellä öljyn tiheyttä, että laskeutumisnopeus on pieni. Säiliö kondensoi paluuputkissa tulevaa kosteaa ilmaa säiliön seinämille ja valuttaa veden seinämiä pitkin keräten veden säiliön pohjalle. Säiliö myös jäähdyttää 5 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 varmistaa, että pumpun imussa on aina 10 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 avulla lämmitetään öljysäiliössä oleva iso öljymäärä 4 15 - 8 tunnin sisällä tyypillisesti noin 55 °C:en lämpötilaan ennen järjestelmän käynnistämistä, koska käytetyt ruuvi-pumput eivät voi pumpata kylmää korkean viskositeetin omaavaa öljyä täydellä teholla ilman kavitaation vaaraa.

Edellä esitetyt järjestelmät toimivat periaatteessa 20 hyvin, mutta niissä esiintyy käytännössä kuitenkin useita epäkohtia, joiden seurauksena järjestelmien toiminta ei ole paras mahdollinen. Eräänä epäkohtana on kosteuden, ilman ja raskaiden epäpuhtauksien kulkeutuminen paluuput-kiston kautta säiliöön, sillä öljyn mukana kulkeutuu ilmaa 25 ilmakuplien muodossa ja vettä syntyy mm. kondensoitumisen • tuloksena. Epäpuhtauksia joutuu öljyn mukaan mm. voitelu- kohteelta. Em. seikat tulevat erityisen selvästi esille paperikoneissa, sillä kuivausosan huuvan alla on runsaasti sekä likaa että kosteutta. On lisäksi huomattava, että 30 lämpötila on huuvan alla korkea kuivatussylintereiden höy-rylämmityksen takia. Ilman kosteus on korkea paperirainas-' ta haihtuvan kosteuden ansiosta. Em. syystä öljyyn tiivis tyy usein huomattavia määriä vettä, joka aiheuttaa puolestaan ongelmia säiliössä, sillä kosteus, ilmakuplat ja epä-35 puhtaudet on poistettava öljystä ennen sen syöttämistä uudelleen säiliöstä voitelukohteille.

4 95622

Keksinnön tarkoituksena on saada aikaan menetelmä ja sovitelma, joiden avulla aiemmin tunnetun tekniikan epäkohdat voidaan eliminoida. Tähän on päästy keksinnön mukaisen menetelmän avulla, joka on tunnettu siitä, että 5 voiteluainesäiliöön palaava ylempi virtausosa ohjataan lähelle säiliössä olevan öljyn pintaa ja että voiteluaine-säiliöön palaava alempi virtausosa ohjataan lähelle säiliön pohjaa. Keksinnön mukainen sovitelma on puolestaan tunnettu siitä, että levyosa on sovitettu ohjaamaan voite-10 luainesäiliöön palaavan ylemmän virtausosan lähelle säiliössä olevan öljyn pintaa ja voiteluainesäiliöön palaavan alemman virtausosan yhdessä olennaisesti samansuuntaisen ohjauslevyn avulla lähelle säiliön pohjaa.

Keksinnön etuna on ennen kaikkea se, että kosteus, 15 ilma ja epäpuhtaudet saadaan poistettua voitelukohteilta palaavasta öljystä varsin tehokkaasti. Etuna on edelleen keksinnön yksinkertaisuus, jolloin keksinnön toimintavarmuus on hyvä ja käyttöönotto muodostuu edulliseksi. Keksinnön avulla pystytään myös parantamaan kiertovoitelujär-20 jestelmän toimintaa, koska öljyn laatutaso saadaan pysymään aiempaa parempana. Em. seikka johtuu keksinnön avulla aikaansaatavasta erittäin hyvästä öljyn puhdistumisesta.

Keksintöä ryhdytään selvittämään seuraavassa tarkemmin oheisessa piirustuksessa esitettyjen edullisten 25 sovellutusesimerkkien avulla, jolloin kuvio 1 esittää periaatteellisena kuvantona paperikoneen yhteydessä olevaa kiertovoitelujärjestelmää, kuvio 2 esittää periaatteellisena kuvantona keksinnön mukaisen sovitelman ensimmäistä sovellutusmuotoa, 30 kuviot 3 ja 4 esittävät periaatteellisina, eri suunnissa nähtyinä kuvantoina keksinnön mukaisen sovitelman toista sovellutusmuotoa, kuvio 5 esittää periaatteellisena kuvantona öljysäiliötä, johon on sijoitettu kuvioiden 3 ja 4 mukaisista 35 yksiköistä muodostettu kokonaisuus, kuvio 6 esittää periaatteellisena kuvantona keksin- 5 95622 non mukaisen sovitellaan erästä edullista öljysäiliösovitel-maa ja kuvio 7 esittää periaatteellisena kuvantona keksinnön mukaisen sovitelman toista edullista öljysäiliösovitel-5 maa.

Kuviossa 1 on esitetty yleisesti paperikoneen yhteydessä oleva kiertovoitelujärjestelmä. Viitenumeron 1 avulla on esitetty öljysäiliö ja viitenumeron 2 avulla yleisesti koneikko-osa, johon kuuluvat pumput, suodattimet ja muut 10 vastaavat laitteet. Viitenumeron 3 avulla on esitetty pai-neputkisto, jonka avulla voiteluaineena toimiva öljy johdetaan voitelukohteille 4, jotka tässä tapauksessa ovat paperikoneen kuivatussylintereitä. Viitenumeron 5 avulla kuvioon 1 on merkitty paluuputkisto, jonka avulla öljy johde-15 taan 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.

Keksintö liittyy nimenomaan kiertovoitelujärjestel-20 män öljyn paluupuoleen. Kuviossa 2 on esitetty periaatteellisesti keksinnön mukaisen sovitelman ensimmäinen sovellu-tusmuoto. Kuviossa 2 on käytetty vastaavissa kohdissa samoja numeroita kuin kuviossa 1. Keksinnön olennaisen idean mukaisesti voitelukohteilta 4 voiteluainesäiliöön 1 palaava 25 virtaus jaetaan ainakin kahteen päällekkäiseen virtausosaan »« A, B niin, että ilmakuplia sisältävä öljyvirtauksen osa muodostaa ylemmän virtausosan A ja vettä ja raskaita partikkeleita sisältävä osa alemman virtausosan B. Virtauksen jakaminen saadaan aikaan ainakin yhden levyosan 6 avulla. 30 Virtaus jaetaan kahteen osaan niin, että ylempi virtausosa A kulkee levyosaa 6 pitkin säiliöön 1. Alempi virtausosa B kulkee säiliöön 1 puolestaan putken 5 pohjaosaa ja sen jatkeena olevaa ohjauslevyä 7 pitkin. Virtausta pyritään lisäksi tasaamaan reikälevyn 8 avulla, koska levyosan 6 ja 35 ohjauslevyn päällä olevien virtauksien nopeudet voivat olla 6 95622 eri suuret. Virtausosa B ohjataan levyosan 6 ja ohjauslevyn 7 avulla lähelle säiliön 1 pohjaa. Virtausosa A jää puolestaan lähelle säiliössä olevan öljyn pintaa, jolloin ilma-kuplat pääsevät nopeasti pintaan.

5 Levyosan 6 ja ohjauslevyn kohtauskulma öljypinnan kanssa on valittu niin, että ilmakuplien synty on vähäistä öljyvirtauksen kohdatessa öljypinnan. Kohtauskulma voi olla alueella 0-60 astetta. Aiemmin käytetyssä tekniikassa on ollut tavanomaista, että öljy putoaa putkesta vapaasti öl-10 jypinnalle, jolloin vaahtoaminen on erittäin suurta. Isot likahiukkaset kerätään esimerkiksi ritilän 9 avulla. Ritilä 9 on alan ammattimiehelle tavanomaista tekniikkaa.

Kuviossa 3 - 5 on esitetty keksinnön mukaisen sovi-telman toinen edullinen sovellutusmuoto. Tässä sovellutus-15 muodossa levyosia 6 on useita ja ne on sijoitettu päällekkäin välimatkan päähän toisistaan niin, että ne jakavat öl-jyvirtauksen useaan päällekkäiseen virtausosaan. Ajatus on toteutettu kennomaisen yksikön 10 avulla. Yksikkö 10 on esitetty kuviossa 5. Yksikkö 10 on koottu osista 10a, joka 20 on esitetty kuvioissa 3 ja 4. Kennomainen yksikkö 10 voidaan sijoittaa öljysäiliöön 1 kuvion 5 mukaisella tavalla.

Öljy sovitetaan virtaamaan yksikön läpi niin, että kussakin yksikön osassa 10a oleva levyosa 6 jakaa virtauksen kahteen osaan kuviossa 3 esitetyllä tavalla, jolloin virtauksesta 25 erkanee ilma, vesi ja raskaat likapartikkelit.

Koska ilma öljyä kevyempänä nousee ylöspäin ja vesi sekä raskaat likapartikkelit öljyä painavampana vajoavat alaspäin saadaan ilmakuplat kerättyä levyosan 6 alapintaan, josta ne keveytensä ja levyosan 6 vinon asennon avulla 30 johdetaan ylöspäin poistoputkeen 11. Vesi ja likapartikkelit saadaan vastaavasti kerättyä levyosan 6 yläpintaan, jota pitkin ne kulkeutuvat painonsa vaikutuksesta putkeen 12 poistoa varten.

Osat 10a ladotaan päällekkäin niin, että öljylle 35 muodostuu virtausreitti kahden osan 10a väliin, ts. osissa 95622 7 10a olevat levyosat 6 jakavat virtauksen päällekkäisiin osiin kuten edellä on esitetty. Levyosien 6 ylä- ja alapuolelle on sijoitettu ritilärakenne 13, 14, joka on sovitettu ohjaamaan ritilärakenteen yksittäisten seinämien 13a, 14a 5 väliin kulkeutuneita ilmakuplia ja likapartikkeleita olennaisesti pystysuorassa suunnassa. Osien 10a välit on valittu pieneksi niin, että tarvittava vertikaalinen liikematka ilmalle, vedelle ja lialle on lyhyt ja erkaneminen tapahtuu lyhyellä öljyn läpivirtausmatkalla. Käytännössä tilanne on 10 se, että ritilärakenteiden seinämät 13a, 14a sieppaavat niiden väliin joutuneet ilmakuplat ja likapartikkelit. Seinämien 13a, 14a välissä likapartikkelit ja ilmakuplat kulkevat vertikaalisesti kuten edellä on todettu, jolloin likapartikkelit kulkeutuvat alaspäin alapuolella olevan osan 15 10a levyosan 6 yläpinnalle ja ilmakuplat puolestaan yläpuo lella olevan levyosan 6 alapinnalle jne. Virtaus tasataan levyn 15 avulla. Ko. levy on alalla tavanomaista tekniikkaa. Säiliön tilat 16, 17 ovat veden kertymistä varten.

Kiertovoitelujärjestelmän pumppu imee öljyä tilasta 18.

20 Viitenumeron 19 avulla on merkitty lämpöeriste, jonka avulla säiliössä olevan öljyn lämpötila saadaan pysymään kauttaaltaan yli 45 °C. On huomattava, että mikäli öljyn lämpötila laskee esimerkiksi 30 °C:een ja säiliössä on kosteutta, tulee bakteereille ihanteellinen kasvuympäristö ja säi-. 25 liöön alkaa syntyä limaa. Pitämällä lämpötila esimerkiksi 7 alueella 45 - 60 °C estetään bakteerien elinmahdollisuus.

Kuviossa 6 on esitetty eräs esimerkki keksinnön mukaisen sovitelman voiteluöljysäiliöksi 1. Säiliö 1 voidaan muodostaa esimerkiksi kahdesta säiliömodulista la, 30 jolloin aikaansaadaan esimerkiksi tilankäytön kannalta edullinen ratkaisu.

«

Kuviossa 7 on esitetty periaatteellisesti keksinnön mukaisen sovitelman toinen edullinen säiliövaihtoehto. Tämän sovellutuksen etuna on se, että säiliö saadaan hyvin 35 pienikokoiseksi. Voitelukohteilta palaava öljy tulee säili- 8 95622 öön 1 putken 5 kautta. Kelluva pintavirtauksen tasaaja 20 seuraa öljyn pintaa pinnan korkeuden vaihdellessa. Kelluke-osat pitävät tasaajan 20 pinnalla ja säleet antavat niiden väliin joutuneiden ilmakuplien nousta ylöspäin. Laite on 5 ankkuroitu säiliön sisäseinään esimerkiksi vaijerin avulla.

Levyosat 6 on muodostettu ritilälevystä ja varsinaisesta levystä. Ritilälevyt erottavat varsinaiset levyt öljyn virtauksesta. Ritilälevyn ja varsinaisen levyn välissä ilman ja veden virtaus on vastakkaissuuntainen öljyn pää-10 virtaukselle. Reitit 21 antavat ilmakuplille mahdollisuuden nousta ylös ja reitit 22 antavat vastaavasti kosteudelle mahdollisuuden laskeutua säiliön 1 pohjalle.

Edellä esitettyjä sovellutusesimerkkejä ei ole mitenkään tarkoitettu rajoittamaan keksintöä, vaan keksintöä 15 voidaan muunnella patenttivaatimusten puitteissa täysin vapaasti. Näin ollen on selvää, että keksinnön mukaisen sovi-telman tai sen yksityiskohtien ei välttämättä tarvitse olla juuri sellaisia kuin kuvioissa on esitetty, vaan muunlai-siakin ratkaisuja voidaan käyttää. Esimerkiksi öljysäiliö 20 voidaan tehdä minkä muotoiseksi tahansa, muodostaa erilaisista moduleista jne.

li

Claims (8)

9 95622

1. Menetelmä kiertovoitelujärjestelmän yhteydessä, joka kiertovoitelujärjestelmä käsittää voiteluöljysäiliön 5 (1), paineputkiston (3) öljyn johtamiseksi voitelukohteille (4), paluuputkiston (5) öljyn johtamiseksi voitelukohteilta takaisin öljysäiliöön (1) ja välineet öljyn pumppaamiseksi paineputkistoon sekä säätövälineet halutun voitelutilanteen ylläpitämiseksi, jossa menetelmässä voitelukohteilta (4) 10 voiteluainesäiliöön (1) palaava virtaus jaetaan ainakin kahteen päällekkäiseen virtausosaan (A,B) niin, että ilma-kuplia sisältävä öljyvirtauksen osa muodostaa ylemmän vir-tausosan (A) ja vettä ja raskaita partikkeleita sisältävä osa alemman virtausosan (B), tunnettu siitä, että 15 voiteluainesäiliöön (1) palaava ylempi virtausosa (A) ohjataan lähelle säiliössä (1) olevan öljyn pintaa ja että voiteluainesäiliöön (1) palaava alempi virtausosa (B) ohjataan lähelle säiliön (1) pohjaa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, t u n -20 n e t t u siitä, että virtausosat (A,B) ohjataan säiliön (1) öljypinnalle kulmassa, joka on alueella 0-60 astetta.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että voitelukohteilta (4) palaava öljy jaetaan useaan päällekkäiseen virtausosaan.

4. Sovitelma kiertovoitelujärjestelmän yhteydessä, joka kiertovoitelujärjestelmä käsittää voiteluöljysäiliön (1), paineputkiston (3) öljyn johtamiseksi voitelukohteille (4), paluuputkiston (5) öljyn johtamiseksi voitelukohteilta takaisin öljysäiliöön (1), välineet öljyn pumppaamiseksi 30 paineputki stoon sekä säätövälineet halutun voitelutilanteen ylläpitämiseksi ja ainakin yhden levyosan (6), joka on so-‘ vitettu jakamaan voitelukohteilta (4) palaavan öljyvirtauk sen kahteen päällekkäiseen virtausosaan (A,B) niin, että ilmakuplia sisältävä öljyvirtauksen osa muodostaa ylemmän 35 virtausosan (A) ja vettä ja raskaita partikkeleita sisältä- 95622 vä osa alemman virtausosan (B), tunnettu siitä, että levyosa (6) on sovitettu ohjaamaan voiteluainesäiliöön (1) palaavan ylemmän virtausosan (A) lähelle säiliössä (1) olevan öljyn pintaa ja voiteluainesäiliöön (1) palaavan 5 alemman virtausosan (B) yhdessä olennaisesti samansuuntaisen ohjauslevyn (7) avulla lähelle säiliön (1) pohjaa.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että levyosa (6) ja ohjauslevy (7) on sovitettu ohjaamaan virtausosat (A,B) säiliön (1) öljypin- 10 nalle kulmassa, joka on alueella 0-60 astetta.

6. Patenttivaatimuksen 4 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että levyosia (6) on useita ja että ne on sijoitettu päällekkäin välimatkan päähän toisistaan niin, että ne jakavat öljyvirtauksen useaan päällekkäiseen vir- 15 tausosaan.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että levyosien (6) ylä- ja alapuolelle on sijoitettu ritilärakenne (13,14), joka on sovitettu ohjaamaan ritilärakenteen yksittäisten seinämien (13a,14a) vä- 20 liin kulkeutuneita ilmakuplia ja likapartikkeleita olennaisesti pystysuorassa suunnassa.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että levyosa (6) on sovitettu kaltevaan asentoon ja sovitettu johtamaan alapinnallaan ilmakuplat 25 tiettyyn kohtaan (11) poistoa varten ja yläpinnallaan ras kaat likapartikkelit ja veden tiettyyn paikkaan (12) johdettavaksi säiliön (1) pohjalle poistoa varten. w 95622