NL1026222C1

NL1026222C1 - Venting of a closed hydraulic pressure system.

Info

Publication number: NL1026222C1
Application number: NL1026222A
Authority: NL
Inventors: Jan Henk Cnossen; Frank Gerard Rieck
Original assignee: Flamco Bv
Priority date: 2004-05-18
Filing date: 2004-05-18
Publication date: 2005-11-21
Also published as: EP1600696A1

Description

I. oI. o

Korte aanduiding: Ontluchting van een gesloten hydraulisch drukhoudend systeemBrief indication: Venting of a closed hydraulic pressure system

De uitvinding heeft betrekking op een gesloten hydraulisch drukhoudend systeem, zoals dit bekend is van verwarming- of koelsystemen. Het is bekend dat bij deze systemen een zekere mate van gassen kan worden gebonden aan de vloeistof, afhankelijk van druk en 5 temperatuur. Omdat de fysische omstandigheden voor de vloeistof in een systeem vaak niet constant zijn, kunnen gassen vrij kunnen voorkomen in een dergelijk systeem. Dit effect kan nog worden versterkt wanneer vloeistof is toegevoegd aan een gesloten hydraulisch systeem, waarbij de toegevoegde vloeistof daarvoor onder 10 andere condities werd bewaard of toegevoerd dan in het systeem heersen. Deze verschijnselen zijn bekend en beschreven in de Wet van Henry.The invention relates to a closed hydraulic pressure system, as is known from heating or cooling systems. It is known that with these systems a certain amount of gases can be bound to the liquid, depending on pressure and temperature. Because the physical conditions for the fluid in a system are often not constant, gases can occur freely in such a system. This effect can be further enhanced when fluid has been added to a closed hydraulic system, the added fluid being previously stored or supplied under conditions other than those prevailing in the system. These phenomena are known and described in Henry's Law.

Deze vrije gassen dienen te worden afgevoerd uit het hydraulische systeem, omdat deze goede werking nadelig beïnvloeden 15 kunnen. Bekende technieken welke worden toegepast op de vrije gassen af te voeren, betreffen de vlotterontluchters. Een dergelijke vlotterontluchter wordt doorgaans op een hoogste of verzamelpunt in het hydraulische systeem geplaatst, en bestaat uit een klepje dat wordt bediend door een op de vloeistof drijvende vlotter. Wanneer nu 20 sprake is van gasvorming, zal dit gas zich verzamelen op dit hoogste of verzamelpunt. Met de toename van gas, zal dit gas de vloeistof ter plaatse van de vlotter verdringen. Met het dalen van het vloeistofpijl, daalt de vlotterstand, tot de met de vlotter verbonden klep wordt geopend. Hierdoor worden de vrije gassen afgevoerd, en 25 stijgt het vloeistofpijl, tot de vlotterstand de klep doet sluiten.These free gases must be discharged from the hydraulic system, because they can adversely affect good operation. Known techniques that are applied to discharge the free gases concern the float vents. Such a float breather is usually placed at a highest or collection point in the hydraulic system, and consists of a valve that is operated by a float floating on the liquid. If there is now gas formation, this gas will collect at this highest or collection point. With the increase in gas, this gas will displace the fluid at the float site. With the liquid arrow dropping, the float position drops, until the valve connected to the float is opened. As a result, the free gases are discharged, and the liquid arrow rises, until the float position closes the valve.

Een nadeel van de vlotterontluchter is, dat er relatief veel ruimte nodig is voor de benodigde componenten, en dat er altijd een geringe hoeveelheid gas achter zal blijven in het systeem. Ook is de klepafsluiting vaak kritisch, en gevoelig voor vervuiling, met een 30 falende afsluiting als gevolg.A disadvantage of the float vent is that a relatively large amount of space is required for the required components, and that a small amount of gas will always remain in the system. The valve closure is also often critical and sensitive to contamination, resulting in a failing closure.

De uitvinding betreft een poreus element, deel uitmakend van het omhulsel van een gesloten hydraulisch systeem, aangebracht op een plaats in dit systeem, waar vrije gassen effectief kunnen worden 1026222 ' O ft 2 afgevoerd. Een dergelijk element is bij voorkeur uiterst compact, in tegenstelling tot voornoemde vlotterontluchter. Het element kan daarbij uitwisselbaar zijn uitgevoerd.The invention relates to a porous element, forming part of the envelope of a closed hydraulic system, arranged at a location in this system, where free gases can be effectively discharged. Such an element is preferably extremely compact, in contrast to the aforementioned float breather. The element can be of interchangeable design.

De mate waarin het element volgens de uitvinding poreus is, 5 hangt af van de viscositeit en dichtheid van de vloeistof en de vrije gassen in het hydraulische systeem. Het element zal de gassen moeten kunnen doorlaten, maar gesloten blijven voor de vloeistof.The degree to which the element according to the invention is porous depends on the viscosity and density of the liquid and the free gases in the hydraulic system. The element must be able to let the gases through, but remain closed to the liquid.

De micro-openingen in het element dienen zo te worden bepaald, dat deze eigenschap, het doorlaten van vrije gassen, naast het 10 blokkeren van de vloeistof, stand houdt binnen de in dit systeem heersende druk en temperatuur ten opzichte van de atmosfeer of omgeving.The micro-openings in the element must be determined such that this property, the passage of free gases, in addition to blocking the liquid, is maintained within the pressure and temperature prevailing in this system with respect to the atmosphere or environment.

De eigenschappen van dit element volgens de uitvinding komen overeen met bekende technieken, waar gebruik wordt gemaakt van 15 keramische of gesinterde materialen, dan wel van kunststoffen of materialen welke voorkomen in de natuur.The properties of this element according to the invention correspond to known techniques, where use is made of ceramic or sintered materials, or of plastics or materials that occur in nature.

Een bekende toepassing betreft gasscheiding, waarbij gebruik wordt gemaakt van het verschil van moleculaire eigenschappen van de gassen in een mengsel. De filtering vindt plaats door middel van zogenaamde 20 membranen, opgebouwd uit genoemde materialen, waarbij de mate van poreusheid wordt benut, door een gasmengsel met een drukverloop door langs dit membraan te leiden. De gasscheiding vindt plaats doordat het ene gas langs zo'n membraan wordt geleid, terwijl een ander gas door dit membraan aan de andere zijde kan worden opgevangen.A known application relates to gas separation, wherein use is made of the difference of the molecular properties of the gases in a mixture. The filtering takes place by means of so-called membranes, built up from said materials, whereby the degree of porosity is utilized, by passing a gas mixture with a pressure gradient through this membrane. The gas separation takes place because one gas is passed along such a membrane, while another gas can be collected by this membrane on the other side.

25 Voor de toepassing van een dergelijk materiaal voor de uitvinding, als element opgenomen in het omhulsel van het hydraulische systeem, zal de scheiding zijn toegespitst tot het doorlaten van vrije gassen, en het gesloten blijven voor vloeistof.For the use of such a material for the invention, included as an element in the casing of the hydraulic system, the separation will be focused on the passage of free gases, and remaining closed to liquid.

Afhankelijk van het gewenste effect zijn uitvoeringsvormen 30 denkbaar, waarbij alle vrije gassen uit het systeem worden afgevoerd, tot een uitvoeringsvorm waarbij een minimale hoeveelheid vrije gassen in een gesloten hydraulisch systeem gehandhaafd blijft. Dit laatste kan van belang zijn, wanneer een geïntegreerde expansieruimte gewenst is, om volumeveranderingen van de vloeistof, zoals zich dit voor kan 35 doen ten gevolge van temperatuursveranderingen, op te kunnen vangen.Depending on the desired effect, embodiments 30 are conceivable in which all free gases are discharged from the system, to an embodiment in which a minimum amount of free gases is maintained in a closed hydraulic system. The latter may be important if an integrated expansion space is desired in order to be able to absorb volume changes in the liquid, as may occur as a result of temperature changes.

In figuur 1 is een uitvoeringsvorm weergegeven waarbij een element volgens de uitvinding is opgenomen in een gesloten, hydraulisch systeem, op een positie waar vrije gassen zich zullen 1026222 3Figure 1 shows an embodiment in which an element according to the invention is incorporated in a closed, hydraulic system, at a position where free gases will be present. 1026222 3

0 J0 J

ophopen. Deze vrije gassen zullen door het element worden afgevoerd, dat voor de vloeistof gesloten blijft.accumulate. These free gases will be discharged through the element, which remains closed to the liquid.

In figuren 2 a en b is expansievat weergegeven, waarbij het scheidingsmembraan tussen het gaskussen in dit expansievat en de 5 vloeistof verticaal is aangebracht. Vloeistofzijdig is dit expansievat aan de onderzijde verbonden met het hydraulisch systeem. Van dit type expansievaten is bekend, dat de achtergebleven lucht in het vloeistofzijdige gedeelte er van moeilijk is af te voeren. Een vlotterontluchter is lastig te positioneren, vooral bij de kleinere 10 expansievaten.Figures 2 a and b show expansion vessel, the separation membrane between the gas cushion in this expansion vessel and the liquid being arranged vertically. On the liquid side, this expansion vessel is connected at the bottom to the hydraulic system. It is known of this type of expansion vessels that the residual air in the liquid-side portion thereof is difficult to remove. A float breather is difficult to position, especially in the smaller expansion vessels.

Een element volgens de uitvinding, hier boven in de vloeistofzijdige helft gemonteerd, kan de aanwezige vrije gassen in figuur 2a effectief afvoeren, zoals is te zien in figuur 2b.An element according to the invention, mounted here above in the liquid side half, can effectively discharge the free gases present in Figure 2a, as can be seen in Figure 2b.

In de figuren 3a t/m c is een membraanloos expansievat 15 weergegeven, met hierin opgenomen een element volgens de uitvinding.Figures 3a to c show a membraneless expansion vessel 15 with an element according to the invention included therein.

Bij specifieke opstelling van een expansievat in een hydraulisch systeem, kan de aanwezige hoeveelheid gas te groot worden. Dit zal tot gevolg hebben dat het vloeistofniveau te laag wordt. Om deze gashoeveelheid te reduceren, zal de overmaat aan 20 gassen kunnen worden afgevoerd via het op een hiervoor vast te stellen positie in de wand aangebracht element volgens de uitvinding. Zodra de overmaat aan gassen is afgevoerd via het element, stijgt de vloeistofspiegel,. waardoor het element geheel wordt bedekt met vloeistof. Omdat het element slechts gassen kan doorlaten, en voor 25 vloeistof blijft gesloten, is het expansievat, en daarmee het hydraulisch systeem weer geheel gesloten.With the specific arrangement of an expansion vessel in a hydraulic system, the amount of gas present can become too large. This will result in the liquid level becoming too low. To reduce this amount of gas, the excess of gases can be discharged via the element according to the invention arranged in a position to be determined for this in the wall. As soon as the excess of gases has been discharged via the element, the liquid level rises. completely covering the element with liquid. Because the element can only allow gases to pass through, and remains closed to liquid, the expansion vessel, and therefore the hydraulic system, is completely closed again.

Overigens is te zien in figuur 3a, hoe de vloeistof zich bevindt in een normaal werkingsgebied van het expansievat. In figuur 3b is de hoeveelheid gas op een te laag niveau gekomen. De vlotter 30 beweegt met de vloeistof omhoog, waardoor een gekoppelde klep de verbinding met een afzonderlijk gasreservoir, waarin zich gas bevindt onder een hogere druk, dan in het hydraulische systeem. Het expansievat wordt vanuit dit reservoir gevuld met gas, tot een nieuw evenwicht is gevonden. De vloeistofspiegel daalt, en de vlotter doet 35 de gekoppelde klep - en daarmee de gastoevoer - sluiten.Incidentally, Figure 3a shows how the liquid is located in a normal operating range of the expansion vessel. In figure 3b the amount of gas has reached a too low level. The float 30 moves with the liquid up, whereby a coupled valve connects to a separate gas reservoir, in which gas is present under a higher pressure, than in the hydraulic system. The expansion vessel is filled with gas from this reservoir until a new balance is found. The liquid level drops, and the float closes the coupled valve - and thus the gas supply.

1026222 ‘1026222 "

Claims

Closed hydraulic system with a system wall, wherein in a region of the system where free gases present in the system can be discharged, a porous element is arranged in the system wall that can pass the free gases but is closed to the fluid present in the system. 1026222