Устройство для очистки масла гидросистем Российский патент 2003 года по МПК F15B21/04 B01D33/00 C10G31/00 

Изобретение относится к гидравлической технике, к частности к устройствам для очистки масла гидросистем гидропривода. Предлагаемое устройство может быть использовано для обслуживания гидравлических систем мобильных машин, гидрооборудования, применяемого в различных областях техники, а также для очистки индустриальных, турбинных и электроизоляционных масел.

Для очистки масел от механических примесей и воды значительное распространение получили методы воздействия силовых полей с применением силовых перегородок и с использованием теплофизических и массообменных явлений. Использование центробежных сил, ускоряющих процесс очистки гидравлических масел, положено в основу центрифуг, сепараторов и гидроциклонов различных конструкций. Известны, например, установка ПСМ 1 - 300 и ее модификации для очистки электроизоляционных масел от воды и механических примесей (см. П.И. Шашкин и И.В. Брай “Регенерация отработанных нефтяных масел”, М.: Химия, 1970 г.). Известны центробежные очистители масел, содержащие корпус и ротор с соплами (см. авт.св. СССР № 659168, 1979 г., авт. св. СССР № 301162, 1969, авт. св. СССР № 258272, 1967 г.). Широко применяются центробежные очистители производства ФРГ, Швеции, Японии, России (стенды СОГ) и других стран.

Специально для очистки масел от свободной, эмульгированной и растворенной воды применяются устройства для вакуумирования масел при нагреве (см. И.В. Брай “Регенерация трансформаторных масел”. - М.: Транспорт, 1972 г.).

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является устройство для очистки масла гидросистем, содержащее вакуумную камеру, шестиполостной поршневой насос, две крайние полости которого связаны через обратные клапаны с вакуумной камерой, полости, смежные с крайними, соединены через реверсивный распределитель с приводным насосом, а средние полости шестиполостного насоса соединены с трубопроводом отвода масла из вакуумной камеры, причем внутренние торцевые поверхности крайних полостей шестиполостного насоса выполнены коническими и имеют упругие прокладки, и нагреватель, установленный на трубопроводе подвода масла, диски, установленные горизонтально в вакуумной камере с зазором между собой, кран, установленный на трубопроводе подвода масла между входом в вакуумную камеру и нагревателем, конденсирующее устройство, установленное на трубопроводе отвода паров воды, и фильтр, установленный на трубопроводе отвода масла (см. патент RU 2000489 С, кл. F 15 В 21/04, D 19/00).

Недостатком устройства для очистки масла гидросистем является низкая эффективность очистки масла от воды, обусловленная недостаточной производительностью и сложностью конструктивного исполнения привода, а также всасыванием масляной пены в трубопровод отвода воздуха и паров воды.

Технический результат - повышение эффективности очистки масла от воды и механических примесей.

Технический результат достигается тем, что устройство для очистки масла гидросистем, содержащее вакуумную камеру, трубопроводы подвода и отвода, нагреватель, выполненный в виде теплообменника, кран, установленный на трубопроводе подвода масла, горизонтальные диски, установленные в вакуумной камере с зазором между собой, конденсирующее устройство, установленное на трубопроводе отвода паров воды, и насос, дополнительно снабжено проволочным пеногасителем, размещенным в верхней части вакуумной камеры, цилиндрическим барабаном, размещенным в ее нижней части, внутри которого расположены конические кольца, составленные с зазором между собой. Внутренние диаметры этих колец образуют параболоид вращения, причем горизонтальные диски выполнены с центральным отверстием, а насос выполнен в виде жидкостно-кольцевого насоса, размещенного в верхней части вакуумной камеры, и центробежного, размещенного в ее нижней части на одном валу с цилиндрическим барабаном.

Заявляемое устройство для очистки масла гидросистем отличается от прототипа, описанного в патенте RU 2000489 С, кл. F 15 В 21/04, D 19/00, тем, что оно снабжено проволочным пеногасителем, размещенным в верхней части вакуумной камеры, цилиндрическим барабаном, размещенным в ее нижней части, внутри которого расположены конические кольца, составленные с зазором между собой, а внутренние диаметры этих колец образуют параболоид вращения, причем горизонтальные диски выполнены с центральным отверстием, а насос выполнен в виде жидкостно-кольцевого насоса, размещенного в верхней части вакуумной камеры, и центробежного, размещенного в ее нижней части на одном валу с цилиндрическим барабаном.

Таким образом, заявляемое устройство для очистки масла гидросистем соответствует критерию “новизна”.

Сравнение заявляемого технического решения (устройство для очистки масла гидросистем) не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной и смежной областях позволило выявить технические решения, содержащие признаки, сходные с признаками, отличающими заявляемое техническое решение от прототипа. Во-первых, использование конических тарелок для обеспечения работы тарельчатых сепараторов, в которых осуществляется тонкослойное сепарирование загрязненного масла с целью очистки его от механических примесей и свободной воды. В барабане такого сепаратора поток очищаемого масла разделен коническими тарелками на тонкие слои и увлекается ими во вращательное движение. Масло непрерывно поступает во вращающийся барабан и отводится через кольцевое отверстие в верхней части. Под действием центробежных сил частицы загрязнений отбрасываются на нижнюю поверхность нижележащей тарелки, после чего начинают скользить по ней к внутренней поверхности барабана. К недостатку тарельчатых сепараторов можно отнести однократное прохождение потока очищаемого масла через пространство между коническими тарелками, что снижает эффективность использования подобных устройств. В заявляемом техническом решении поток масла, проходящий между коническими тарелками, многократно возвращается к внутренней поверхности цилиндрического барабана, что повышает эффективность осаждения механических примесей на его поверхности. Совмещение в данном устройстве для очистки масла гидросистем жидкостно-кольцевого насоса, размещенного в верхней части вакуумной камеры для очистки воздуха и паров воды, и центробежного, размещенного в нижней части вакуумной камеры, для откачки очищенного масла, обусловлено особенностями работы этих устройств, которые, в данном случае, используются для обеспечения эффективной работы всего устройства в целом. Прежде всего, такими особенностями являются:

1. Одинаковая частота вращения этих насосов, необходимая для их работы. Этой частоты достаточно для достижения качественного центрифугирования загрязненного масла цилиндрическим барабаном с тарельчатыми кольцами, а также завихрения и разрушения масляной пены проволочным пеногасителем, что позволяет размещать оба насоса, барабан и пеногаситель на одном валу и использовать один привод.

2. При одинаковой частоте вращения отношение объема воздуха и паров воды, откачиваемых жидкостно-кольцевым насосом, к объему масла, откачиваемому центробежным насосом, может регулироваться за счет изменения количества масла, подаваемого в вакуумную камеру на очистку.

3. Охлаждающее устройство может быть использовано дополнительно для охлаждения рабочей жидкости жидкостно-кольцевого насоса.

4. Кинетическая энергия масла, стекающего с цилиндрического барабана, используется для улучшения условий откачки этого масла центробежным насосом.

Таким образом, сочетание указанных особенностей позволяет достичь экономичной и согласованной работы устройства в целом.

На основании изложенного можно сделать вывод, что предлагаемая совокупность отличительных признаков отвечает критерию “существенные отличия”, т.к. она приобрела новое свойство, заключающееся в эффективном отводе паров воды и воздуха, выделившихся из масла при его вакуумировании, гашении образующейся при этом пены, а также повышении эффективности очистки масла от механических примесей, осаждаемых под действием центробежных сил.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображена схема устройства.

Заявляемое устройство содержит вакуумную камеру 1 с двумя сообщающимися полостями, расположенными вертикально, в верхней части которой расположены на одном валу жидкостно-кольцевой насос 2 и проволочный пеногаситель 15, а также находятся горизонтальные пластины с центральными отверстиями 3. В нижней части вакуумной камеры 1 на одном валу расположены цилиндрический барабан 10, закрепленный крыльчатками 6, и центробежный насос 5. Кроме того, устройство имеет трубопровод отвода масла 7, трубопровод отвода воздуха и паров воды 8 с обратными клапанами 9 и трубопровод подвода масла 12 с последовательно установленными на нем дросселем 13 и нагревателем 14. Вакуумная камера 1 снабжена вакуумметром 11. В цилиндрическом барабане 10 расположены кольца 4, составленные с зазором между собой, причем внутренние диаметры колец 4 образуют параболоид вращения. В верхней части вакуумной камеры 1 на валу расположен проволочный пеногаситель 15.

Заявляемое устройство для очистки масла гидросистем работает следующим образом.

При вращении вала, на котором размещены жидкостно-кольцевой насос 2, цилиндрический барабан с кольцами 4 на крыльчатке 6, проволочный пеногаситель 15 и центробежный насос 5 в вакуумной камере 1, за счет работы жидкостно-кольцевого насоса 2 происходит понижение давления, после чего открывается дроссель 13 и загрязненное масло, нагреваемое нагревателем 14, под действием атмосферного давления по трубопроводу 12 поступает в верхнюю часть вакуумной камеры 1. При этом поток загрязненного масла попадает на горизонтальные пластины с центральными отверстиями 3 и, постепенно стекая с верхних пластин на нижние, образует поток небольшой толщины с большой площадью свободной поверхности, что создает благоприятные условия для испарения воды и выделения воздуха. Образующаяся при вакуумировании масляная пена разрушается проволочным пеногасителем 15, а воздух и пары воды откачиваются жидкостно-кольцевым насосом. Затем очищенное от воды масло стекает на кольца 4 цилиндрического барабана 10. Поток масла огибает диски поочередно с внешней и внутренней стороны, при этом механические примеси под воздействием центробежных сил оседают на внутренней поверхности цилиндрического барабана 10. Очищенное масло, стекающее с нижней части цилиндрического барабана 10, попадает на лопасти центробежного насоса 5, который отводит его из вакуумной камеры.

Обратные клапаны 9 способствуют удержанию вакуума в вакуумной камере 1, а вакуумметр 11 контролирует ее герметичность. Частота вращения жидкостно-кольцевого насоса 2 определяет необходимую величину подачи загрязненного масла в вакуумную камеру 1 в зависимости от загрязненности масла водой и летучими веществами.

Таким образом, использование заявляемого технического устройства позволяет повысить эффективность очистки масел от воды и механических примесей за счет использования проволочного пеногасителя, цилиндрического барабана с коническими дисками и компоновки привода устройства, которая обеспечивает согласованную работу всех его движущихся элементов.

Устройство предназначено для очистки масла гидросистем гидропривода. Устройство содержит вакуумную камеру, трубопроводы подвода и отвода, нагреватель и дроссель, установленные на трубопроводе подвода масла, диски, установленные горизонтально в вакуумной камере с зазором между собой, и насос, причем устройство дополнительно снабжено пеногасителем, размещенным в верхней части вакуумной камеры, цилиндрическим барабаном, внутри которого расположены конические кольца, составленные с зазором между собой, а внутренние диаметры этих колец образуют параболоид вращения, причем горизонтальные диски расположены в верхней части вакуумной камеры и выполнены с центральным отверстием, а насос выполнен в виде жидкостно-кольцевого насоса, размещенного в верхней части вакуумной камеры, и центробежного, размещенного в ее нижней части на одном валу с цилиндрическим барабаном. Технический результат - повышение эффективности очистки масла от воды и механических примесей. 1 ил.

Устройство для очистки масла гидросистем, содержащее вакуумную камеру, трубопроводы подвода и отвода, нагреватель, выполненный в виде теплообменника, кран, установленный на трубопроводе подвода масла, горизонтальные диски, установленные с зазором между собой, конденсирующее устройство, установленное на трубопроводе отвода паров воды, и насос, дополнительно снабжено проволочным пеногасителем, размещенным в верхней части вакуумной камеры, цилиндрическим барабаном, размещенным в ее нижней части, внутри которого расположены конические кольца, составленные с зазором между собой, а внутренние диаметры этих колец образуют параболоид вращения, причем горизонтальные диски выполнены с центральным отверстием, а насос выполнен в виде жидкостно-кольцевого насоса, размещенного в верхней части вакуумной камеры, и центробежного, размещенного в ее нижней части на одном валу с цилиндрическим барабаном.