PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE69408766T2 08.10.1998
EP-Veröffentlichungsnummer 0648523
Titel Vorrichtung und Verfahren zum Entgasen eines Hydraulikkreislaufs
Anmelder Pompes Salmson S.A., Rueil Malmaison, FR
Erfinder Cournee, Michel, F-53810 Change, FR;
Fournier, Alain, F-53000 Laval, FR;
Hetet, Francois, F-53940 St. Berthevin, FR;
Pottier, Xavier, F-53970 Montigne le Brillant, FR
Vertreter Klunker und Kollegen, 80797 München
DE-Aktenzeichen 69408766
Vertragsstaaten BE, DE, ES, FR, GB, IT, NL
Sprache des Dokument Fr
EP-Anmeldetag 26.08.1994
EP-Aktenzeichen 944019033
EP-Offenlegungsdatum 19.04.1995
EP date of grant 04.03.1998
Veröffentlichungstag im Patentblatt 08.10.1998
IPC-Hauptklasse B01D 19/00

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und Verfahren zum Entgasen eines Hydraulikkreislaufs.

In einem Hydraulikkreislauf so wie zum Beispiel ein Zentralheizungskreislauf oder jedweder andere eine Pumpe aufweisende Kreislauf ist es unerläßlich. ein System zum Entgasen des Fluids vorzusehen.

Entgasungssysteme sind schon vorgeschlagen worden. Diese Vorrichtungen bestehen aus mit einem Entlüftungshahn gekoppelten Entgaser. Zum Beispiel kann der Entgaser aus einer mit einem Gitter versehenen Schale bestehen; der Umlauf der zu entgasenden Flüssigkeit durch das Gitter hindurch hält die Luftblasen auf. Diese sammeln sich und werden dann über den Entlüftungshahn entfernt.

Andere sogenannte Wirbelentlüfter nutzen die Tatsache daß in einer turbulenten Flüssigkeit eventuell vorhandene Luftblasen Tendenz haben sich in der Wirbelmitte zu sammeln. Der Übergang der Flüssigkeit in eine senkrechte zylindrische Kammer, welche im wesentlichen waagerechte und zur Zylinderwand tangential verlaufende Ein- und Ausgangsleitungen aufweist erlaubt es, einen Wirbel oder Vortex um die Zylinderachse zu bilden. Die Luftblasen sammeln sich dort Lind die so gebildete Luftsäule kann über einen über der zylindrischen Kammer angebrachten Entlüftungshahns abgeführt werden. Eine solche Vorrichtung vom Typ Wirbelentlüfter ist im Europäischen Patent 27178 beschrieben. In dieser Schrift ist eine zylindrische Kammer mit senkrechter Achse in der Nähe des Pumpeneinlasses angeordnet. Die Flüssigkeit erreicht den Scheitelpunkt der zylindrischen Kammer und fließt unter Bildung einer Wirbelströmung zur Öffnung des Pumpeneinlasses hinab. Ein Entlüftungshahn ist am Scheitelpunkt der zylindrischen Kammer angeordnet über der Zylinderaxis und dementsprechend über dem Wirbel in dem sich die Luftblasen sammeln.

Ein anderer Entlüfter des gleichen Typs wird im französischen Patent nº 2 175 302 offenbart. In dieser Schrift wird vorgeschlagen, eine zylindrische Wirbelentgasungskammer mit darüber angeordnetem Entlüftungshahn in der Nähe einer Pumpe zu verwenden wobei eine untere Öffnung der Kammer in einer Hilfskammer mündet, welche zur Einlaßöffnung der Pumpe führt. Ein Schenkelrohr führt einen Teil der von der Pumpe geförderten Flüssigkeit zu einer Öffnung im oberen Teil der Entlüftungskammer ab.

Man kennt ebenfalls durch die Patentanmeldung FR-A-2 405 083 einen Gas- Flüssig-Scheider, in deni die zu behandelnde Flüssigkeit von einem Eintritt aus in einen ersten Kammerbereich fließt, dann in einen zweiten Kammerbereich, in welchem ein Wirbel gebildet wird, bevor sie die Vorrichtung über eine Pumpe verläßt. Insbesondere die Abbildungen in der Schritt können zur Betrachtung führen daß in dem ersten Kammerbereich eine gewisse partielle Dichtetrennung stattfindet aber auf jeden Fall fließt das gesamte zu behandelnde Fluid durch den Bereich, in dem der Wirbel gebildet wird, bevor es die Vorrichtung verläßt.

Diese verschiedenen Vorrichtungen weisen die folgenden Nachteile auf. Sie sind nur mit größere Volumen wirksam und beanspruchen dementsprechend im der Regel viel Raum. So ist das Volumen eines Wirbelentgasers im allgemeinen dem Durchsatz der zu entgasenden Flüssigkeit proportional. Weiterhin führen die bekannten Vorrichtungen zu einem ziemlich beträchtlichen Druckverlust im Hydraulikkreislauf. Für den Fall, daß nur ein Teil des Fluids durch die bekannte Vorrichtung fließt, so wie es etwa im Französischen Patent 2 175 302 vorgeschlagen wird, ist die Entgasung nur nach Durchlauf einer beträchtliche Menge Flüssigkeit durch die Vorrichtung wirksam: der Nutzeffekt der Vorrichtung ist also relativ begrenzt.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es also, eine Vorrichtung zu schaffen, die die Anforderung nach geringem Volumen und großem Nutzeffekt in Einklang bringt.

Die Erfindung ermöglicht es, die Nachteile der oben genannten bekannten Vorrichtungen zu überwinden. Sie liefert eine kompakte und wirksam Entgasungsvorrichtung. Die Erfindung ermöglicht einen wirksame Entgasung niedrigen Druckverlust.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entgasen eines Fluids umfassend Zuführungsmittel für ein zu entgasendes Fluid und Fördermittel für das entgaste Fluid, einen Wirbelscheider, dessen Ausgang mit den Fördermitteln verbunden ist und oberhalb dessen ein Entlüftungshahn angebracht ist. wobei die Vorrichtung zum Entgasen darüberhinaus eine von der Wirbelkammer getrennte Scheidekammer umfaßt. dessen Eingang mit den Zuführungsmitteln für das zu entgasende Fluid verbunden ist und die mindestens einen getrennten Ausgang aufweist, der mit dem Wirbelscheider verbunden ist und einen Ausgang, der mit den Fördermitteln verbunden ist, so daß beim Betrieb der den getrennten Ausgang verlassende Strom mit dem den Scheider verlassenden Strom stromabwärts des Wirbelscheider zusammengeführt werden.

Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die Kammer eine Gleichfälligkeitsscheidekammer.

Gemäß einer anderen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist die Kammer zusätzlich in ihrem oberen Teil einen mit dem Luftungshahn verbundenen Ausgang auf.

Gemäß noch einer anderen Ausgestaltung weist die Vorrichtung Mittel auf, um das Verhältnis des Durchsatzes zwischen der Scheidekammer und dem Wirbelscheider einerseits und dem Durchsatz zwischen der Scheidekammer und den Fördermitteln andererseits zu regeln.

Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zum Entgasen eines Fluid dadurch, daß das zu entgasende Fluid erst in einen leicht mit Gas beladenen Strom und einen stark mit Gas beladenen Strom aufgetrennt wird, und dadurch, daß allein der stark mit Gas beladene Strom durch Wirbelbildung in einer Kammer entgast wird wobei die Ströme erst stromabwärts der Kammer zusammengeführt werden.

Gemäß einer Ausführungsvariante des Verfahrens wird der leicht mit Gas beladene Strom durch Gleichfälligkeitsscheidung der Dichtescheidung vom stark mit Gas beladenen Strom getrennt.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der beiliegenden Abbildungen durch die folgende beispielhafte Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Sicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 2 eine Sicht im senkrechten Schnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung, deren Kopplung an eine Pumpe vorgesehen ist;

Fig. 3 eine Sicht der Vorrichtung von Fig.2, im Schnitt in der Ebene B-B der Fig 2;

Fig.4 eine Sicht der Vorrichtung von Fig.2, im Schnitt in der Ebene C-C der Fig 2;

Fig. 1 zeigt eine schematische Sicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die Vorrichtung der Fig. 1 umfasst eine Gleichfällungsscheidekammer 1 einen Wirbelscheider 2 und einen Entlüftungshahn 3. Das zu entgasende Fluid erreicht die erfindungsgemäße Vorrichtung über eine Zuführungsleitung 4 die zur Gleichfälligkeitsscheidekammer 1 führt. Am oberen Teil der Kammer 1 mündet das Ende einer Leitung 5, deren anderes Ende mit dem Entlüftungshahn 3 verbunden ist. Im mittleren Teil der Kammer 1 mündet eine Leitung 6, deren anderes Ende mit dem Fingang 7 eines Wirbelscheiders 2 verbunden ist. Schließlich mündet am unteren Teil der Kammer 1 eine Leitung 8.

Der Wirbelscheider 2 ist nach dem bekannten Prinzip aufgebaut. Er weist einen mit der vom mittleren Teil der Kammer 1 herführende Leitung 6 verbundenen Lingang 7 auf. Eine Leitung 9 mündet am Scheitel des Wirbelscheiders 2, oberhalb des Wirbelbildungsortes und verbindet den Wirbelscheider 2 mit dem Entlüftungshahn 3. Schließlich weist der Wirbelscheider 2 einen mit der Leitung 11 verbundenen Ausgang 10 auf. Der Wirbelscheider 2 der Fig. 1 weist einen Eingang 7 in seinem oberen Bereich auf, und einen Ausgang 10 in seinem unteren Bereich Eine umgekehrte Anordnung wäre gleichfalls möglich.

Der Entlüftungshahn 3 ist auf bekannte Weise in der Lage, die Lutt, die er enthält aus dem Kreislauf zu entfernen. Der Entlüftungshahn 3 kann beispielsweise aus einem Schwimmermechanismus bestehen.

Das durch die erfindungsgemäße Vorrichtung entgaste Fluid wird über eine Förderleitung 12, die durch die Vereinigung der Ausgangsleitung 11 des Scheiders 2 und der Leitung 8 vom unteren Bereich der Kammer 1 gebildet wird.

Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist wie folgt. Das zu entgasende Fluid erreicht die Scheidekammer 1. Diese Kammer weist einen weit größeren Durchmesser als die Eingangsleitung 4 auf; außerdem ist ihre Form derart, daß sie die Ansammlung kleiner Luftblasen ermöglicht. Diese Form kann jedweder Art sein. Zum Beispiel kann eine im wesentlichen rechteckige Form verwendet werden, wobei die größte Länge des Rechtecks senkrecht angeordnet ist. Dringt das von der Zuführungsleitung 4 kommende Fluid in die Kammer 1 ein, fällt seine Geschwindigkeit plötzlich ab; die im Fluid enthaltenen Gasbiasen sammeln sich an und bewegen sich aufgrund ihrer Dichte zum oberen Teil der Kammer 1 hin.

Drei Ströme bilden sich also in der Kammer 1. Ein Gasfluß oder ein stark mit Gas beladener Fluidstrom bildet sich im oberen Teil der Kammer 1 und wird über die Leitung 5 zum Entlüftungshahn 3 hin entfernt. Ein Strom stark entgasten Fluids bildet sich im unteren Teil der Kammer 1 und wird zur Förderung der Entgasungsvorrichtung hin entfernt. Ein Strom teilweise entgasteil Fluids bildet sich im mittleren Teil der Kammer 1 und wird über die Leitung 6 zum Wirbelscheider hin entfernt. Das Entgasen im Wirbelscheider 2 ist umso wirksamer, je mehr die Luftblasen angefangen haben, sich beim Durchfließen der Kammer 1 zu sammeln. Dadurch durchfließt der stark entgaste Strom den Wirbelscheider nicht und dessen Volumen kann gegenüber herkömmlichen Wirbelscheidern verkleinert werden. Der Nutzeffekt der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird durch das Durchfließen des teilweise entgasten Stromes durch den Wirbelscheider sichergestellt. Dies garantiert ein weitgehendes Entgasen des aus der erfindungsgemäßen Vorrichtung austretenden Fluids.

Die Größe der verschiedenen Ströme können der Funktion der Anwendung der Vorrichtung und dem erwünschten Entgasungsgrad angepaßt werden. Hierzu können an den verschiedenen Leitungen Mittel zur Durchsatzregelung, wie etwa Regelventile, vorgesehen sein. Das Volumen des Wirbelscheiders hängt vom Gesamtdurchsatz an Fluid sowie von der Größe der jeweiligen Ströme ab.

Das Entfernen der stark mit Gas beladenden Ströme vom oberen Teil der Kammer 1 zum Entlüftungshahn 3 wird vom durch die verschiedenen Geschwindigkeiten in der Kammer 1 und dem Wirbelscheider 2 hervorgerufenen Druckunterschied zwischen der Kammer 1 und dem Wirbelscheider 2 unterstützt, das stark mit Gas beladene Fluid fließt also naturgemäß von der Kammer 1 zum Entlüftungshahn 3. [)ieser Druckunterschied ist dem Nutzeffekt des Wirbelscheiders 2 in nichts abträglich.

Die Fig.2 zeigt eine Sicht im senkrechten Schnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung, deren Kopplung an eine Pumpe vorgesehen ist. Die Vorrichtung der Fig.2 umfasst eine Zuführungsleitung 4 und Fördermittel 12. Es ist vorgesehen, diese Fördermittel 12 auf dem Spiralgehäuse der Pumpe anzubringen. Die Zuführungsleitung 4 mündet in dem unteren Teil einer Gleichfälligkeitscheidekammer 1. Die Vorrichtung von Fig.2 umfasst weiterhin einen Wirbelseheider 2 und einen oberhalb des Wirbelscheiders angebrachten Entlüftungshahn 3. Die Kammer 1 weist in ihrem mittleren Teil eine Öffnung 13 auf, die ein Ende einer Leitung 6 bildet. Diese Leitung ist besser auf Fig. 3 sichtbar, und ihr anderes Ende 14 mündet im oberen Teil des Wirbelscheiders 2. Eine Öffnung 9 am Scheitelpunkt des Wirbelscheiders 2 mündet im Entlüftungshahn 3. Auf der Fig.2 ist die Ausgangsleitung 11 des Wirbelscheiders 2, die in die Fördermittel 12 mündet, gestrichelt dargestellt. Diese Leitung ist in Wirklichkeit vor der Ebene der Fig.2 angeordnet.

Die Fig.3 zeigt eine Sicht der Vorrichtung der Fig.2, im Schnitt in der Ebene B-13 der Fig.2 man erkennt auf der Fig.3 mit denselben Kennziffern, die Scheidekammer 1, den Wirbelscheider 2, die den mittleren Teil der Kammer 1 und den oberen Teil des Wirbelscheiders verbindende Leitung 6, die Ausgangsleitung 11 des Wirbelscheiders 2 und die Fördermittel 12. Man erkennt außerdem auf der Fig.3 den Übergang 8 zwischen dem unteren Teil des Scheidekammer 1 und den Fördermitteln 12. Wie anhand der Fig. 1 erklärt, vereinigen sich der Ausgangsstrom des Wirbelscheiders 2 aus der Leitung 11 und der stark entgaste Strom aus dem unteren Teil des Scheidekammer 1 über die Öffnung 8 in den Fördermitteln 12. Die Kennziffer 10 gibt den Ausgang des Wirbelscheiders 2 an. Die Ebene AA der Fig.3 ist die Schnittebene der Fig.2. Man sieht ebenfalls auf der Fig.3 den Ausgang 14 des Spiralgehäuses der Pumpe, auf dem die Vorrichtung zum Entgasen angebracht ist.

Die Fig.4 zeigt eine Sicht der Vorrichtung der Fig.2 in der Schnittebene C-C der Fig.2. Man findet auf der Fig.4 die Elemente der Fig.2 und 3 wieder. die nicht noch einmal erklärt werden brauchen. Auf der Fig.4 erscheint eine Öffnung 5 für die Verbindung zwischen dem oberen Teil der Scheidekammer 1 und dem Entlüftungshahn 3. Durch diese Öffnung fließt ein stark nut Gas beladener Fluidstrom von der Kammer 1 zum Entlüftungshahn 3.

Die Funktionsweise der auf den Fig. 2 bis 4 dargestellten Vorrichtung zum Entgasen kann von der Beschreibung anhand der Fig. 1 abgeleitet werden, die hier nicht noch einmal wiederholt werden soll. Die auf den Fig.2 bis 4 dargestellt Vorrichtung ist für eine Montage stromabwärts euler Pumpe vorgesehen, und ist aufgrund ihrer Wirksamkeit und Kompaktheit besonders für die Montage auf eine Umwälzpumpe für Heizungskreisläufe angepaßt.

Natürlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die erwähnten und beschriebenen Ausgestaltungen begrenzt vielmehr sind dem Fachmann eine Vielzahl Varianten zugänglich ohne sich von der Erfindung zu entfernen Insbesondere könnte die Scheidekammer nach einem anderen als dem Dichtescheidungsprinzip fonktionieren. Sie könnte zum Beispiel aus einem Wirbelseheider bestehen, der in seinem oberen (bzw. unteren) Teil eine Zuleitung für Fluide und in seinem unteren (bzw. oberen) Teil einen Ausgang für die stark entgasten Fluide und in seinem mittleren Teil einen Ausgang für teilweise entgaste Fluide aufweist. Außerdem ist ein Entlüftungshahn über dem Wirbelscheider angebracht: der Entlüftungshahn kann wie bei der Vorrichtung der Fig.2 bis unmittelbar über dem Wirbelscheider angebracht werden er kann ebenfalls. WIQ I -I der Fig. 1 über eine Leitung mit dem Wirbelscheider verbunden sein. Der Ausdriich "oberhalb angebracht" soll nicht auf eine der beiden Ausführungen begrenzt sein.


Anspruch[de]

1. Vorrichtung zum Entgasen eines Fluids, umfassend Aufnahmemittel (4) für das zu entgasende Fluid und Fördermittel (12) für ein entgastes Fluid, einen Wirbeischeider (2), dessen Ausgang mit den Fördermitteln (1 2) verbunden ist. und oberhalb dessen ein Bntlüftungshahn (3) angebracht ist, wobei die Vorrichtung zum Entgasen dadurch gekennzeichnet ist, daß sie darüber hinaus eine vom Wirbelscheider (2) getrennte Scheidekammer (1) umfaßt, deren Eingang mit den Aufnahmemitteln (4) für das zu entgasende Fluid verbunden ist und die mindestens einen getrennten Ausgang (6) aufweist, der nut dem Eingang (7) des Wirbelscheiders (2) verbunden ist, und einen Ausgang (8) der mit den Fördermitteln (12) verbunden ist, so daß hei Betrieb der den getrennten Ausgang (8) verlassende Strom stromabwärts des Wirbelscheiders (2) mit dem den Sebeider verlassenden Strom zusammenkommt.

2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Kammer (1) ei ne Gleichlälligkeitsscheidekammer ist.

3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch. daß diese Kammer (1) zusätzlich in ihrem oberen Teil einen mit dem Entlüftungshahn (3) verbundenen Ausgang aufweist.

4. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß sie Mittel aufweist, um das Verhältnis des Durchsatzes zwischen der Scheidekanimer (1) und dem Wirbelscheider (2) einerseits zu dem Durchsatz zwischen der Scheidekammer (1) und den Fördermitteln (12) andererseits zu regeln.

5. Verfahren zum Entgasen eines Fluids durch Wirbelbildung in dem Fluid. 30 gekennzeichnet dadurch, daß das zu entgasende Fluid erst in einen leicht mit Gas beladenen Strom und einen stark mit Gas beladenen Strom getrennt wird. und dadurch, daß allein der stark mit Gas beladene Strom durch Wirbelbildung in einer Kammer (2) entgast wird, wobei die Ströme erst stromabwärts der Kammer (2) zusammenkommen.

6. Verfahren gemäß Anspruch 5, gekennzeichnet dadurch, daß der leicht mit Gas beladene Strom durch Gleichfalligkeitsscheidung vom stark mit Gas beladenen Strom getrennt wird.







IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com