SE517369C2 - Förfarande för framställning av vätskerenare och renare framställd med förfarandet - Google Patents

Description

' -517 369 Nämnda ändamål uppnås medelst ett förfarande och en vätskerenare enligt uppfinningen, vilkas kännetecken framgår av efterföljande patentkrav 1 respektive 3.

FIGURSAMMANSTÄLLNING Uppfinningen skall i det följande närmare förklaras med ett par utföringsexempel under hänvisning till bifogade ritningar på vilka: fig.1 visar ett renarhus i en första utföringsform som en delvis skuren sidovy, utan renarinsats och tillfälligtvis öppet i en ände, fig. 2 är en vy ovanifrån av renarhuset från den öppna änden och delvis skuret, fig. 3 är en delvis bruten sidovy av en renarinsats i ett första tillstånd placerad utanför renarhuset, fig. 4 visar renarinsatsen betraktad från sin ena ände i sitt tillstånd utanför huset, fig. 5 är en kraftigt förstorad, delvis bruten detaljvy av ett parti av renarinsatsen enligt uppfinningen, fig. 6 är en sprängvy av vätskerenaren enligt fig. 1 och 2 i perspektiv åskådliggörande förfarandet enligt uppfinningen, medan fig. 7 är en motsvarande sprängvy, men kompletterad för att bilda ett komplett vätskerenare enligt uppfinningen fig. 8 är en delvis skuren perspektivvy av vätskerenaren med renarinsatsen i ett slutligt läge, dock med övre gavelstycken avlägsnade för åskådlighets skull, fig.9 är ett delvis skuret längdsnitt genom vätskerenaren i en andra utföringsform, fig. 10 är ett motsvarande snitt genom vätskerenaren i en tredje utföringsform, och 10 15 20 25 30 -517- 369 fig. 11 är ett snitt lagt vinkelrätt mot snittet enligt fig. 10.

FÖREDRAGEN UTFÖRINGSFORM Såsom framgår av fig. 1 och 2 ingår i vätskerenaren enligt uppfinningen ett renarhus 1 som innesluter en renarkammare 2. Närmare bestämt består renarhuset av en runtomslutande mantelvägg 3 av ett styvt, formbeständigt, dvs. deformationsobenäget material, såsom metall, styv plast, styv papp eller dylikt, vilket är vätskebeständigt och vätsketätt. Renarhuset uppvisar i sin nedre ände ett gavelparti 4, medan huset i ett utgångsläge är öppet, dvs. uppvisar en öppning 5 i sin motsatta eller övre ände. Öppningen 5 har lämpligen samma dimension som renarkammarens tvärdimension i den öppna änden eller understiger närmare bestämt ej denna tvärdimension. l vätskerenarens slutliga skick är anordnat gavelstycken för tillslutning av den öppna änden, vilken närmare skall beskrivas nedan. renarkammaren 2 eller åtminstone rotationssymetriskt kring en geometrisk längdaxel 6, i det visade exemplet Företrädesvis är renarhuset 1 cirkulär, dvs. uppvisar ett cirkulärt tvärsnitt såsom visas i fig. 2. För åskådlighets skull är en sektion bortskuren i både fig. 1 och 2. och närmare bestämt dess Enligt renarhuset 1 renarkammare 2 dimensionerad med en tvärdimension, i det visade exemplet uppfinningen är diameter d1, i renarkammarens ena ände, dvs. vid gavelpartiet 4 som är mindre än tvärdimensionen, i det visade exemplet diametern D vid renarkammarens andra ände, dvs. vid öppningen 5. Därigenom avsmalnar renarkammaren 2 något i riktning mot den nedre änden, dvs. att renarkammaren 2 erhåller en konisk form, dvs. att mantelväggens 3 inre vägg 7 är konisk, så att renarhuset eller åtminstone renarkammaren erhåller formen av en stympad, i det visade exemplet, omvänd kon, dvs. följer en generatris som med fördel är linjär. Med andra ord är renarkammaren 7 kontinuerligt avsmalnande från den öppna till den slutna änden. 10 15 20 25 30 -517 369 Diameterskillnaden kan variera från tillämpning till tillämpning och är även beroende av renarkammarens höjd och diametrarnas storlek, men ett vanligt intervall kan handla om några millimeter till några centimeter.

Renarhuset 1 uppvisar vid sitt gavelparti 4 en sluten nedre gavelvägg 8 med en avtappningsöppning 9, som är tillslutbar medelst en avtappningsplugg 10, se fig. 6. Pluggen är lämpligen försedd med en gänga som kan inskruvas i avtappningsöppningen. På gavelväggens insida i renarkammaren 7 är anordnat ett bottenelement 11, som exempelvis kan vara ett löstagbart element som vilar på gavelpartiets 4 insida. Bottenelementet 11 har utseendet av ett hjul med ett periferiellt ringparti 12 och ett flertal radiella ekrar 13. Ringpartiet 12 och ekrarna 13 bildar uppstående flänsar, varvid det ringformiga partiet har en diameter som är vald så, att det bildas ett mellanrum 14 till renarkammarens inre vägg 7. Detta mellanrum 14 uppråtthålles genom att ekrarna 13 med partier utskjuter utanför ringen 12 och bildar radiella distanselement 15 för bottenpartiet. Ekrarna 13 uppvisar en lägre höjd än det ringformiga partiet 12, som dessutom är fasat eller spetsat upptill med en knivliknande runtlöpande överkant 12a för att intränga i renarinsatsen vilken närmare skall beskrivas nedan. Ekrarna 13 är trubbigare än det ringformade partiets överkant för att bilda en stödyta för renarinsatsens nedre yta. Ekrarna 13 bildar axiellt distansreglar för att hålla renarinsatsen på avstånd från renarhusets botten. Bottenpartiet 11 uppvisar ett nav 22 i form av ett rör som uppskjuter genom hela renarhuset. Röret 22 är anordnat koaxiellt med renarhuset dvs. symmetriskt relativt den geometriska längdaxelns 6. Röret uppvisar nedtill en öppning 16 för insläpp av den renade vätskan, vilket närmare skall beskrivas nedan. l vätskerenaren ingår enligt uppfinningen en renarinsats 30, som visas separat i fig. 3, 4 och 5. Renarinsatsen är utförd i ett vätskegenomsläppligt reningsmaterial som är inrättad att genomsläppa vätska axiellt, dvs. parallellt med renarinsatsens längdaxel 18. Enligt uppfinningen uppvisar renarinsatsen 10 15 20 25 30 -517 369 en tvärsnittsdimension som överstiger renarkammarens tvärsnittsdimension i dess ena ände, i det visade exemplet nedre ände. Eftersom renarinsatsen har ett tvärsnitt som är likformigt med renarkammarens tvärsnitt är tvärsnittet cirkulärt, dvs. uppvisar en cirkelbågformig periferi 19, är renarinsatsens diameter d2 större än renarkammarens diameter di i dess nedre ände. Med fördel är renarinsatsen i sitt utgångsskick, dvs. utanför renarhuset, cylindrisk dvs. uppvisar samma tvärdimension eller diameter upptill som nedtill av renarinsatsen. Vidare är renarinsatsen utförd i ett komprimerbart material, med fördel rörfiber, lämpligen cellulosafiber i form av papper som är lindat runt en kärna 20 av ett styvt material, exempelvis papp. Kärnan är lämpligen utförd såsom ett rör med ett invändigt hålrum 21, vars diameter överstiger ytterdiametern hos renarhusets centrumrör 22.

Av fig. 5 framgår ett delvis brutet snitt som antyder förenklat lindningsskikten i renarinsatsen. Cellulosapapperet bildas således av en kontinuerlig bana med huvudsakliga fiberriktningen lagd tvärriktat banans längdriktning. Lindningen sker med hårt sträckt bana så, att pappersskikten läggs tätt utan mellanrum mellan skikten.

Navet 22 eller centrumröret i renarhuset är fast anbragt i bottenstycket 11 och sträcker sig med sin övre ände ett stycke ovanför renarhusets mantelvägg 3, se fig. 6. I renarhuset ingår förutom ett bottenstycke 11 ett toppstycke 24 som bildar ett presstycke och fördelningsstycke för den vätska som skall renas, exempelvis olja. Presstycket 24 uppvisar ett centrumhål 25, som medger att presstycket 24 kan påträdas centrumröret. Vidare uppvisar presstycket ett antal fördelningskanaler 26, som inkluderar radiella, genomgående kanaler för att möjliggöra fördelning av vätskan som är avsedd att under tryck inmatas mot presstyckets 24 ovansida. För detta ändamål, som visas i fig. 7 är ett tillslutande övre gavelstycke 27 anordnat som innehåller såväl inloppskanal 28 för vätskan som utloppskanal 29 för den renade vätskan. lnloppskanalen kommunicerar med presstyckets ovansida utanför centrumröret 22 medan utloppskanalen kommunicerar med 10 15 20 25 30 -517 369 centrumrörets inre hàlrum som i sin tur kommunicerar med området nedanför renarinsatsen.

Enligt uppfinningen åstadkommes den kompletta vätskerenaren genom att renarinsatsen 30, som bäst framgår av fig. 6 införes ovanifrån genom renarhusets 1 övre öppning 5. Renarinsatsens diameter dz understiger således renarkammarens diameter D upptill, varför renarinsatsen utan motstånd kan föras ned ett stycke i renarhuset. Renarinsatsen är härvid påträdd på centrumröret 22 med sin ihåliga kärna 20. Någonstans mellan renarkammarens nedre och övre ände når renarinsatsen med sin mantelvägg 30 kontakt med renarkammarens inåtvända vägg 7, nämligen på den höjd där renarkammarens diameter motsvarar renarinsatsens diameter d2, t.ex. på två tredjedelar av renarhusets höjd, eventuellt på halva höjden.

Därvid uppstår ett motstånd varvid renarinsatsen pressas ned i renarhuset antingen manuellt eller med hjälp av någon pressanordning som kan applicera en presskraft i axiell led, dvs i den geometriska axelns 6 riktning mot renarhusets bottenstycke 11. Genom renarinsatsens komprimerbarhet komprimeras denna successivt i radiell led över åtminstone en del av renarinsatsens höjd på grund av att renarhusets mantelvägg 3 är formbeständig. Filterinsatsen är så dimensionerad att den kan pressas ned mot bottenstycket 11 så att renarinsatsens nedre, i huvudsak plana ändyta 31 anpressas mot överkanten 12a av det ringformiga partiet 12, som genom sin knivform kan tränga in ett stycke i renarinsatsen så att insatsens ändyta 31 kommer till anliggning mot ekrarnas 13 stödyta. I ett sista skede åstadkommes presskraften genom att presstycket 24 påträdes på centrumröret 22. Detta uppvisar upptill ett gängat parti, som uppskjuter ovanför presstycket, varvid en mutter 32 kan påskruvas och åstadkommer genom åtskruvning med verktyg den slutliga nedpressningen och håller renarinsatsen i slutligt läge, som visas i fig. 8. Renarinsatsen lämnar härvid ett mellanrum till renarhusets övre kant 33 för att ge utrymme åt presstycket 24, som dock ej visas i fig. 8. Monteringen av vätskerenaren slutföres genom att det övre gavelstycket 27 anbringas så att det tätande ansluter mot 10 15 20 25 30 -517- 369 renarhusets övre kantparti 33. Gavelstycket 27 uppvisar med fördel monteringsflänsar 34 för montering av vätskerenaren vid t.ex. en fast vägg i anslutning till den aktuella installationen. ln- och utloppsledningar anslutes slutligen till inlopp 28 respektive utlopp 29, som härvid kan vara anslutna till samma ände av huset.

Vätskan, som skall renas, utgöres av olja, t.ex. vegetabiliska oljor, dock i första hand mineraloljor, såsom bergolja, eller syntetiska oljor. Oljan kan vara ett bränsle till en förbränningsmotor, såsom dieselolja, eller smörjolja till en förbränningsmotor, smörjning av lager etc. Under tryck inmatas vätskan genom inloppet 28 och sprides genom fördelningsstycket 24 så att vätskan fördelas över renarinsatsens övre ändyta 35. Vätskan strömmar under tryck, t.ex. över 1 bar, huvudsakligen axiellt genom renarinsatsen och kan ej passera mellan insatsen och renarhusets mantelvägg eftersom det tillses att renarinsatsen huvudsakligen utfyller renarkammaren och ansluter mot kammarens mantelvägg 7. Detta tillförsäkras med fördel även upptill i renarkammaren genom att renarinsatsen utsättes för en axlell presskraft, varvid upptill i renarkammaren en viss radiell expansion även sker av reningsmaterialet utåt mot mantelväggen. Dock har ett mellanrum mot kammarens vägg upptill ej någon betydelse. Det knivformiga partiets 12 knivformiga överkant, som tränger in i reningsinsatsens undersida, tillförsäkrar att all olja passerar genom insatsen och renas. Vätskan renas under sin passage genom renarinsatsen genom absorption av oönskade beståndsdelar. Såväl olösta partiklar som vissa lösta beståndsdelar av vätskan absorberas i reningsmaterialet. Lämpligen väljes ett reningsmaterial med cellulosafiber av typ rörfiber som sträcker sig huvudsakligen axiellt.

Genom den radiella kompressionen av renarinsatsen, som gradvis ökar i riktning mot den nedre änden, som i renarinsatsen bildar utloppsände sker en i riktning nedåt, gradvis ökande förtätning av reningsmaterialet, närmare bestämt av rörfibrerna. Detta skapar en ökad reningsgrad så att till och med oxidationsprodukter i en olja kvarstannar i reningsmaterialet, liksom vatten.

Genom kapillärverkan i rörfibrerna kvarhålles vattnet i renarsatsen, medan 10 15 20 25 30 5171 369 oljan strömmar genom. Däremot genomsläppes additiver i oljan så att oljans goda egenskaper bibehålles medan föroreningar och åldringsprodukter uppfångas i renaren. Genom den steglösa förtätningen av reningsmaterialet i vätskans strömningsriktning sker en maximal spridning och en steglös ökning av reningsverkan. Detta ger en maximal reningsfunktion. Försök har visat att partiklar ned till en storlek av 0,114 uppsamlas i renaren enligt uppfinningen.

Därmed kan renaren avskilja och uppsamla samtliga partiklar som skapar friktion i t.ex. oljor och därmed ökar oxidationshastigheten, dvs. åldringen av oljor. l fig. 9 visas ett alternativt utföringsexempel, där motsvarande element betecknas med tillägg av 100. Bottenelementet 111 är i detta exempel delat så, att det periferiella ringpartiet 112 är skilt från det övriga bottenelementet.

Här är det ringformiga partiet 112 fast anbragt vid (integrerat med) renarhusets 101 nedre gavelparti 104. Istället är med fördel det övriga bottenelementet en från renarhusets separat enhet 136, som vilar på gavelpartiet 104. Den separata enheten 136 är i detta exempel kompletterad med ett andra ringformigt parti 137, som tillsammans med ekrarna 113 bildar distansreglar för att uppbära renarsatsen 130.

Av fig. 9 framgår även att det fasta ringpartiets 112 knivformiga överkant 112a skär in i renarinsatsen 130 genom dess undersida 131 samtidigt som renarinsatsen uppbäres av distansreglarna 137. Därigenom avtätas renarinsatsens "utloppsände" dvs. dess undersida 131, periferiellt mot eventuellt vid renarhusets vägg passerande, orenad vätska, samtidigt som ett utrymme 138 bildas för utpassage och strömning av renad vätska radiellt inåt mot utloppsröret 122 för axiell utpassage. Från utrymmet 138 kan vätskan nå rörets 122 inre via en eller flera öppningar 116. Att renarinsatsen 130 nertill anligger tätt mot renarkammarens 102 vägg åtminstone nedtill framgår även av fig. 9 och kan tillåtas att upptill i renarkammaren eventuellt bilda ett mellanrum utan att reningsfunktionen påverkas negativt. 10 15 20 25 30 517 369 uno oo Av fig. 9 framgår vidare att bottenpluggen 110 i detta exempel två skruvpartier ett kortare skruvparti 139 som normalt är iskruvat bottenhålet 109 och är kortare eller lika med dess djup. Det andra skruvpartiet 140 som ej behöver ha längre gängor än det första partiet, har en totallängd som överstiger hålets djup. Vidare har bottenelementets 111 separata enhet 136 en kant eller anslagsyta 141 som inskjuter radiellt i hålet 109.

Med utförandet enligt fig. 9 kan vid byte av renarinsats 130 följande åtgärder vidtas. Först avlägsnas, liksom i det första exemplet renarhuset 1 från det övre gavelstycket 27, varefter muttern bortskruvas och presstycket 24 avlägsnas. Bottenpluggen skruvas därefter ur, vändes och åter iskruvas, nu med det längre partiet 140 i hålet 109. När pluggen iskruvas så att partiets ände 142 nått kontakt med anslagsytan 141 pressas bottenelementets 111 lösa enhet 136 axiellt uppåt och pressar ut renarinsatsen 130 ett stycke ur renarhuset. Härvid kan hela filtret hållas upp och nedvänt, varvid renarinsatsen lätt kan tagas ur.

Fig. 10 och 11 visar ett alternativt utförande, där centrumröret 222 sträcker sig nedåt genom bottenelementets 211 centrumhål. Härvid är bottenpluggen 210 iskruvad i gängor i centrumröret. Relativt centrumröret är axiellt förskjutbart ett lyftelement 250, i det visade exemplet en pinne, som sträcker sig tvärriktat genom centrumröret. Närmare bestämt sträcker sig pinnen genom två mitt för varandra belägna långsträckta slitsar 251, som sträcker sig axiellt i centrumröret 222. Pinnen 250 är längre än centrumrörets ytterdiameter och inskjuter därför under underkanten 252 av renarinsatsens 230 rörformiga kärna 220, som bilar en hylsa runt centrumröret. Med fördel har pinnen i sina ändar större diameter än slitsarnas bredd, förutom i slitsarnas ena ände. Därigenom är pinnen låst och kan ej falla ut vid normala rörelser. Bottenpluggen 210 kan vara av samma vändbara typ som i fig. 9 och visas i fig. 10 med sitt kortare skruvparti 239 iskruvat i bottenhålet 209.

Därvid befinner sig lyftelementet 250 i ett nedre, inaktivt läge, varvid renaren är i ett verksamt tillstånd, dvs användningsläge. Med det längre partiet 240 10 15 20 25 -517 369 1o infört i centrumröret kan pluggens ändyta 242 pressa upp pinnen 250 som därmed lyfter renarinsatsen 230 från bottenelementet 211 och ur det knivformiga ringpartiet 212, se fig. 11. Genom renarkammarens 207 och renarinsatsens 230 konicitet frigöres insatsen från sitt nedpressade tillstånd och kan efter den första Iyftrörelsen lätt lyftas ur renarhuset 201. Liksom i övriga utföranden har först den motsatta änden av renarhuset, dvs det övre gavelstycket, öppnats. Slitsarna 251 kan med fördel även fungera som vätskepassager för vätskans inströmning till centrumrörets inre och sedan ut genom utloppet.

Ovan har uppfinningen beskrivits som ett förfarande och en anordning för rening av vätskor även om man utnyttjar en teknik som påminner om och i och för sig kan anses falla inom kategorin filtrering eller avskiljning av ämnen och/eller vatten ur en icke vattenbaserad vätska, såsom olja. Eftersom konventionell filtrering av speciellt oljor resulterar i en relativt låg reningsgrad har begreppet filtrering undvikits för att framhäva den höggradiga reningen enligt uppfinningen. Man kan även använda begreppet kollektor dvs. uppsamlare av föroreningar eller tala om ett kontinuerligt underhåll av vätskan, dvs. åtgärder för att bibehålla en vätskas avsedda egenskaper för maximal livslängd, i stället för byte av vätskan med upprepade bytesintervall.

Genom uppfinningen kan på detta sätt uppnås oljeunderhåll genom en så höggradig rening att en vätska i princip kan återanvändas och cirkuleras i ett system utan tidsbegränsning. Detta innebär att antalet oljebyten i en bilmotor praktiskt taget reduceras med 90-95 %, vilket således innebär enorma vinster vad beträffar miljö och ekonomi. Renaren kan i princip monteras i varje godtycklig riktning, t.ex. liggande, dvs. med horisontell längdaxel, lutande upp och ned.

Claims (10)

10 15 20 25 1517 369 va: .u 11 PATENTKRAV

1. Förfarande för framställning av vätskerenare, bestående av ett renarhus (1) med en renarkammare (2) som uppvisar en inre och en yttre (3, 5) ände och en renarinsats (30), som anbringas i renarkammaren, kä n n e t e ck n at d ä r av, att renarhuset ges en konisk form så att renarkammaren (2) erhåller en mindre tvärdimension (d1) i sin inre ände (3) än i sin yttre ände, som är öppningsbar, att renarinsatsen framställes i ett vätskegenomsläppligt, komprimerbart reningsmaterial med ert tvärdimension (dg) som i ett utgångstillstånd utanför renarhuset överstiger renarkammarens mindre tvärdimension, att renarhusets andra ände hålles öppen, att renarinsatsen införes i den andra änden med den större tvärdimensionen (D) och pressas in i renarkammaren mot änden med den mindre dimensionen, varigenom renarinsatsen komprimeras kontinuerligt till att vid den inre änden erhålla denna mindre tvärdimensionen, varigenom renarinsatsens reningsmaterial förtätas gradvis, betraktat axiellt, åtminstone i ett parti vid den inre änden av renarhuset.

2. Förfarande enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n at d ä r a v, att renarinsatsen förtätas och erhåller samma diameter som renarkammaren (2) över åtminstone halva axiella avståndet från den inre änden.

3. Vätskerenare, bestående av ett renarhus (1) och en renarinsats, varvid renarhuset har en sluten, inre ände (3) och en öppningsbar, yttre ände (5) samt en mellan ändarna belägen renarkammare (2) k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att renarkammaren (2) har en mantelvägg, som bildar formen av en stympad kon, som vidgar sig mot den yttre änden (5), och att renarinsatsen (30) är i sitt utgångsskick utanför renarkammaren (2) i huvudsak cylindrisk och består av ett komprimerbart reningsmaterial. 10 15 20 25 30 1517 369 12

4. Vätskerenare enligt patentkrav 3, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att reningsmaterialet är uppbyggt av rörfibrer med en huvudsaklig fiberriktning som sträcker sig axiellt.

5. Vätskerenare enligt patentkrav 4, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att reningsmaterialet är cellulosafiber.

6. Vätskerenare enligt patentkrav 5, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att renarinsatsen består av en hårt lindad rulle av en pappersbana med huvudsaklig fiberriktning tvärriktat banans längdriktning.

7. Vätskerenare enligt patentkrav 3, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att vid den inre änden är beläget ett bottenelement (11, 111) som dels uppvisar ett periferiellt slutet kantparti (12, 112) med en periferiell knivliknande kant (12a, 112a) som är inrättad att tränga in i renarinsatsens (30/130) ena ändyta (31, 131) vid dess periferi och dels distansorgan (13/113, 137) som uppbär renarinsatsen på avstånd från dess inre ände sä att ett utrymme (138) upprätthålles för mottagande av vätska.

8. Vätskerenare enligt patentkrav 7, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att renarinsatsen uppvisar ett genomgående axiellt centrumhàl (21) och att renarhuset uppvisar ett centrumrör, som är anbragt vid botten elementet och är vid den yttre änden försett med pressorgan, inrättade att anpressa renarinsatsen axiellt i renarkammaren.

9. Vätskerenare enligt patentkrav 8, k ä n n e t e c k n a d d ä r av, att nämnda pressorgan utgöres av en pressplatta (24) och en mutter (32) inrättad att påskruvas ett gängat parti av röret, som har en längd överstigande renarinsatsens axiella längd. w w 13

10. Vätskerenare enligt patentkrav 9, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att renaren innefattar ett lyftorgan (250) inrättat att samverka med en skruv (210) och undersidan (252) av renarinsatsen (230) för att, med den yttre änden öppen och pressplattan (24) avlägsnad lyfta renarinsatsen för byte av denna.