SE531100C2 - Tankenhet med inbyggd apparat för avgasning - Google Patents

Description

531 'IÜÛ 9.

Kontakten med luften gör att oljan vid mättnad löser in ca 3% syre. Inlöst syre och fuktighet förutom en hög temperatur är den direkta orsaken till att oljan degraderas och måste förnyas relativt regelbundet. Detta gäller speciellt för så kallade miljöanpassade oljor, av estertyp, naturliga resp. syntetiska.

Sarmnanfattningsvis har den direkta kontakten mellan oljan och luften många negativa följder som sker helt naturligt och alltså även om hydraulsystem omfattas av rigoröst underhåll och renlighet.

Avgasning av olja i hydraulsystem med traditionellt utformade tankenheter har prövats för att minska de negativa konsekvenserna av oljans direktkontakt med luften i tanken. Avgasaren har då monterats fristående och anslutits till hydraulsystemet via förbindelseledningar.

Positiva effekter har funnits men även en del negativa som: Avgasning har uteblivit pga att uteluft har sugits in i förbindelse eller anslutning med undertryck. Installationen av fristående apparat för avgasning kräver ett ingenjörsarbete med dimensionering av ledningar för att klara olika viskositet hos oljan och leder sällan till ett optimalt resultat. Den fristående apparaten kräver särskilt utrymme för åtkomlighet för anslutning av ledningar och blir ofta oskyddad för yttre påverkan. Dynamiska förhållanden vid infästning mot konsol eller balk av den fristående apparaten inverkar på apparatens driftsäkerhet.

Uppfinningens syfte: Syfizet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en tankenhet för hydrauliska system där ovan nänmda olägenheter reduceras eller elimineras. Dvs. den nya tankenheten skall förena små inbyggnadsmâtt och låg vikt med utmärkta förutsättningar för att nå hög driftsäkerhet och lång livslängd.

Sammanfattning av uppfinningen: Uppfinningens syfie tillgodoses med hjälp av följande åtgärder; - att avgasa och avvattna oljan så att oljans innehåll av inlösta gaser och fukt reduceras. - att försvåra eller förhindra för omgivande lufi och fuktighet att återigen tas upp av oljan som genom avgasningen har blivit gas-och vattenhungrig. _ - att erforderliga komponenter för att tillgodose nämnda åtgärder inryms och byggs samman 1 en och sannna behållare så att antalet externa tätande förbindelser minimeras och så att en filllständig färdig tankenhet erhålles i en oöm och driftklar enhet.

Kort beskrivning av ritningarna: ' _ Uppfinningen kommer att beskrivas med hjälp av utföringsexempel med hänvisning till bifogade ritningar enl. följande: Fig.l En schematisk bild av tankenhet med traditionell utformning.

Fig.2 En schematisk bild av tankenhet enl. uppfinningen.

Fig.3 Schematisk bild av hydraulisk driven oljeapparat.

Fig.4A o 4B Schematisk bild av prefererad utföringsforrn av uppfinningen. 531 'IDG Detaljerad beskrivning: Fig. 2 visar schematiskt en tankenhet som uppfyller uppfinningens syften. Denna består av en behållare 6 vilken innehåller två volymer 7 resp. 8 med en gemensam skiljevägg 9.

Volymerna står i förbindelse genom en nedre öppning 10 eller kanal ll som utgår från öppningen 10 i sagda skiljevägg. Yttre anslutningar 12 återfinns i behållarens slutna och helt oljefyllda volym 8 i vilken även en apparat 13 för avgasning av oljan är monterad.

Behållarens öppna volym 7 innehåller olja och har en nivågivare 14 av traditionell typ. Här finns även ett lock 15 samt ett andningsfilter 16. Volymen 7 fungerar alltså som ett öppet kärl där den yttre luften har direktkontakt med oljan.

Apparaten 13 är företrädesvis hydrauliskt driven. Drivoljan tillförs via en anslutning 17 och bortförs via en anslutning 18. Den har vidare en utgång för avgående gaser och fuktighet l9.

Apparaten innehåller ett rum för mottagning av olja som underkastas avgasning genom att den utsätts för ett vakuurn.

Avgasningsapparat med denna speeiñkation är tidigare känd genom WO 94/28316 A1.

Nämnda apparats funktion illustrerats i fig. 3. I en första fas sugsolja ut ur det slutna rummet 30 via en öppning 33 med påföljd att oljenivån 31 sjunker och vakuumtrycket ökar så att gaser avgår från oljan till rummets icke oljefyllda del 32. I en andra fas tillförs olja via en öppning 34 så att oljenivån stiger och ökar trycket i rummet. Gaser lämnar rummet via passage av två backventiler 35 och 36. Denna avgång sker med hjälp av en särskild vakuumpurnp av kolvtyp 37 som drivs av det inkommande oljeflödet. Utgång 38 i Fig 3 överensstämmer alltså med utgång 19 i fig. 2.

Apparaten 13 i fig.2 innehåller därtill en extra ingång 20 vilken har till uppgift att avlägsna eventuellt förekommande luft från den slutna volymen 8. Demia ingång står via en backventil och en strypning i förbindelse med nämnda rum. Fig. 3 visar med symboler. Nämnda rum 30 står i förbindelse med en strypning 39 samt en backventil 40. Backventilens uppgift är att endast tillåta flöde att passera in till rummet 30 från ingång 20. När apparaten har sugit bort all fri luft via ingången 20 fortsätter olja att sugas in. Det insugna oljeflödet blir emellertid mycket litet i jämförelse med luftflödet på grund av den valda strypningens 39 storlek.

Uppnått vakuurntryck i apparaten 13 blir alltså mycket lägre om den under drift suger in luft.

Detta förhållande kan användas för att skapa en varningssigxial via en tryckvakt som känner av trycket i apparaten. ' Genom avgasningen blir oljan undermättad på inlösta lufigaser. Fuktighet kommer samtidigt alltid att avlägsnas från oljan. Detta gäller i första hand oljan i volym 8 vilken kan sägas vara den aktiva oljan eftersom det primärt är denna olja som sugs ut till och returneras från det egentliga hydraulsystemet via anslutningarna 12 samt via apparatens anslutningar 17 och 18.

Utbytet av olja mellan de båda volymerna 7 och 8 är litet när hydraulsystemet inte innehåller komponenter som kräver olika stora oljevolymer. Oljan i den slutna volymen 8 blir därför mycket mer avgasad än den i volymen 7och kan sägas utgöra reservolja. Den passiva reservoljan kommer att hålla en lägre temperatur vilket bidrar till en långsam nedbrytning av oljan.

Utformningen enl. F ig. 2 är gynnsam vid kontinuerligt arbetande hydraulsystem med temperatur och med liten volymvariation hos oljan. Tankenhetens reservolja har visserligen direktkontakt med luften men denna inverkan blir liten och kan accepteras. Om däremot 531 700 ”i hydraulsystemet finns i ett arbetsfordon innehållande exv. hydraulcylindrar kommer den beskrivna utformningen att vara mindre lämplig. Man måste då räkna med att stora frekventa nivåvariationer i tankenheten och med hög fuktighet i omgivande lufi. Detta innebär att mycket inlösta luftgaser och fiiktighet överförs från förrådsoljan i volym 7 till den aktiva oljan i resten av systemet. Oljan berikas även med kondens vid sjunkande temperatur vilket är svårt att undvika. Förhållandena förbättras om volym 7 skiljs från direktkontakt med luften genom endera ett flytande täcke eller ärmu bättre genom en så kallad membransäck. Av fig. 4 framgår schematiskt ett sådant utförande.

Fig. 4A visar tankenhetens olika delar, behållaren 6, membransäcken 21 och apparaten 13.

Behållaren 6 har två anslutningsplan 22 och 23 för montering av membransäcken 21 resp. apparaten 13. En inre vägg avdelar behållaren i två volymer på samma sätt som i tidigare utförande fig.2. En volym 7 skapar utrymme för säcken 21 och den andra volymen 8 för apparaten 13. Volymerna kommunicerar med minst en nedre och en övre förbindelse 10 resp.24. Anslutningar 12 förbinder tankenheten med det övriga delar av hydraulsystemet. En övre pluggad anslutning 25 har till uppgifi att kunna släppa ut instängd luft vid uppstart.

Tankenheten kan även innehålla ett transparant nivårör 26 som i sin nedre del står i förbindelse med behållaren och i sin övre del ansluter till andningsfiltret 16 vilket är infäst mot lockat 15. Nämnda nivårör utgör även ett överfyllnadsskydd och därtill begränsas det möjliga undertrycket i tankenheten i händelse att denna oavsiktligt töms på olja. Utöver visade delar kan tankenheten förses med ett påmonterat partikelfilter vilken filtrerar oljan samt oljevärmare. Ingen av dessa icke visade delar påverkar emellertid tankenhetens funktion och har därför utelämnats i denna beskrivning.

Membransäcken 21 är företrädesvis tillverkad av en tunnare plastfolie med stor töjbarhet och har en övre fläns 27 i en grövre tjocklek som är anpassad för anslutningsplanet 22. Säekens dimensioner är ungefär lika nämnda innermåtten på volymen 7 så att dess botten når ned till behållarens botten åtminstone vid ett litet inre övertryck i säcken samt att den samtidigt likaledes får kontakt med volymens 7 sidoväggar genom töjning utan att materialet i säcken därigenom överskrider sträckgränsen. ' Säckens fläns 27 skall anslutas lufttått mot behållaren. Detta âstadkommes genom att flänsen kläms fast mellan locket 15 och anslutningsplan 22 med bultförband. En mjuktätriing exv. i form av en o-ring kan eventuellt fmnas i anslutningsplan 22 för att säkerställa att förbindelsen mot behållaren blir tät.

Membransäcken kan även ha andra utföranden. Görs säcken med en sluten form kan den infastas direkt mot locket 15 med en mindre förband som förbinder säckens inre med andningsfiltret. Locket 15 skall också med denna utfomming anslutas tätt mot behållarens fläns.

Apparaten 13 för avgasning och avvattning av oljan är lika den tidigare beskrivna i fig. 2.

Tankenhetens funktion beskrivs nu med hänvisning till Fig. 4B.

Efter att membransäcken 21, locket 15, apparaten 13 monterats vid behållaren och då det övriga hydraulsystemet anslutits till behållaren via anslutningarna 12 och 17 kan hydraulsystemet startas upp. Vid en första uppstartning, dvs. när såväl tankenheten som det övriga hydraulsystemet är tomt på olja, pumpas olja in i systemet via en särskild pump enbart avsedd för påfyllning. Den pluggade anslutningen 25 hålls då öppen så att den instängda luften kan passera ut ur tanken. Olja fortsätter att pumpas in, tills oljenivån i behållaren har 531 'lÛD 6 nått ett maximalt värde vilket innebär att säckens botten tryckts uppåt så att dess lufiinnehåll är mycket litet. Nu stoppas påfyllningen och pluggen återmonteras vid anslutningen 25.

Hydraulsystemets egna pumpar kan nu startas vilket innebär att olja cirkulerar i kretslopp via anslutningarna 12 och via apparatens ingång 17. Inledningsvis kommer luft att medñlja den till tanken returnerade oljan. Denna luft avskiljs från oljan, och stiger till behållarens övre delar så att den står i direktkontakt med ingången 21 i apparaten. Delar av luften passerar via öppningen 24 i övre delen av skiljeväggen 9.

Apparaten börjar nu arbeta med påföljd att den skapar vakuurn. Detta vakuum avgasar den olja som tillförs apparatens vakuumrum men suger också in befintlig lufl kring ingången 21 och via den backventil och den strypning så som beskrivits i Fig.3. Efter en kortare tid har härigenom den fria luften i tankenhetens övre delar avlägsnats med påföljd att säcken 21 har vidgats så att den intar ett läge liknande den i fig.4B.

Invändigt säcken finns bara luft av atmosfáriskt tryck och utanför säcken endast olja. Bara i membransäckens botten råder dock tryckbalans. Oljans statiska tryck i nivå med botten av membransäcken är därför alltid lika det atmosfäriska trycket vilket gör att oljenivån kan avläsas på nivåröret 26. Ovan oljenivån råder det ett undertryck vilket medför att membransäcken utsätts för ett litet inre övertryck som får den att vidga sig och få stöd av behållarens väggar. Nivåröret har även funktionen att begränsa trycket i behållaren. Om nivån blir lägre än anslutningen 28 sugs luft in i tankenheten och om trycket blir för högt kommer olja att passera ut via andningsfiltret 16.

Claims (1)

1. 0 15 20 25 30 35 531 'IDO Patentkrav Tankenhet ingående i ett oljeburet system, vilken tankenhet innefattar två volymer (7, 8) för mottagning av olja, k_ä_nrï tecknad därav: - att nämnda två volymer (7, 8) innefattar en första volym (8), vilken är sluten för direktkontakt med omgivande luft och i vilken oljan således hålls separerad från direktkontakt med omgivande luft, - att nämnda två volymer (7, 8) innefattar en andra volym (7), vilken är avsedd att hålla olja med varierande nivå och i vilken oljan-utsätts för atmosfärstryck, - att nämnda två volymer (7, 8) står i förbindelse med var- andra genom en kanal (11) elleren öppning (10) placerad under oljenivån, och - att en apparat (13) för avgasning av oljan är anordnad i den första volymen (8), vilken apparat (13) innefattar en an- slutning (17) för mottagning av olja, en anslutning (18) för bortförande av olja från apparaten (13) till den första voly- men (8) och en utgång (19) för avgående gaser och fuktig- het. Tankenhet enligt krav 1, kännetecknad därav, att nämnda apparat (13) för avgasning av oljan är hydrauliskt driven av den olja som avgasas. Tankenhet enligt krav 1, kännetecknad därav, att nämnda andra volym (7) innehåller ett membran eller säck (21) som avdelar den andra volymens nedre för olja avsedda del från den andra volymens övre med omgivande luft direkt för- bundna del. Tankenhet enligt krav 3, kännetecknad därav, att nämnda volymer (7, 8) står i förbindelse med varandra både genom nämnda nedre öppning (10) och, en övre förbindelse (24) - placerad ovan oljenivån.