DE102023001779B3

DE102023001779B3 - separator

Info

Publication number: DE102023001779B3
Application number: DE102023001779.5A
Authority: DE
Inventors: Martin Bauer
Original assignee: Hydac Filter Systems GmbH
Current assignee: Hydac Filter Systems GmbH
Priority date: 2023-05-03
Filing date: 2023-05-03
Publication date: 2024-11-07
Anticipated expiration: 2043-05-04
Also published as: WO2024227931A1

Abstract

2. Abscheidevorrichtung zum Abscheiden von Abbauprodukten, wie Varnish, aus Fluiden, wie Hydraulikmedien, bestehend aus zumindest
- einer Transporteinrichtung (12) für den Transport des Fluids von einem Eingang (14) zu einem Ausgang (16),
- einer Kühleinrichtung (18) für das Abkühlen des Fluids, das die Kühleinrichtung (18) entlang eines Strömungsweges (20) durchströmt, und
- einer Abscheideeinrichtung (22) für das Abscheiden der Abbauprodukte aus dem Fluid, dadurch gekennzeichnet, dass das von der Kühleinrichtung (18) abgekühlte Fluid mittels einer Rückführung (24) zu der Kühleinrichtung (18) rückgeführt ist und, getrennt von dem Strömungsweg (20) des mittels der Kühleinrichtung (18) abzukühlenden Fluids, die Kühleinrichtung (18) entlang eines weiteren Strömungsweges (28) in Richtung des Ausganges (16) durchquert.

2. Separation device for separating degradation products, such as varnish, from fluids, such as hydraulic media, consisting of at least
- a transport device (12) for transporting the fluid from an inlet (14) to an outlet (16),
- a cooling device (18) for cooling the fluid flowing through the cooling device (18) along a flow path (20), and
- a separation device (22) for separating the degradation products from the fluid, characterized in that the fluid cooled by the cooling device (18) is returned to the cooling device (18) by means of a return line (24) and, separated from the flow path (20) of the fluid to be cooled by means of the cooling device (18), traverses the cooling device (18) along a further flow path (28) in the direction of the outlet (16).

Description

Die Erfindung betrifft eine Abscheidevorrichtung zum Abscheiden von Abbauprodukten, wie Varnish, aus Fluiden, wie Hydraulikmedien, bestehend aus zumindest

- einer Transporteinrichtung für den Transport des Fluids von einem Eingang zu einem Ausgang,
- einer Kühleinrichtung für das Abkühlen des Fluids, das die Kühleinrichtung entlang eines Strömungsweges durchströmt, und
- einer Abscheideeinrichtung für das Abscheiden der Abbauprodukte aus dem Fluid.

The invention relates to a separating device for separating degradation products, such as varnish, from fluids, such as hydraulic media, consisting of at least

- a transport device for transporting the fluid from an inlet to an outlet,
- a cooling device for cooling the fluid flowing through the cooling device along a flow path, and
- a separation device for separating the degradation products from the fluid.

Funktionale Fluide, wie Hydraulikmedien, insbesondere in Form von Öl, kommen in hydraulischen Anlagen jedweder Art zum Einsatz, zu denen auch Motoren der Antriebstechnik zählen sollen. Zum Erhalt der einwandfreien Funktion der jeweiligen hydraulischen Anlage ist es erforderlich, dass ein eingesetztes Fluid während der gesamten Zeit, in der es beispielsweise in einem Fluidkreislauf der hydraulischen Anlage zirkuliert, eine sehr hohe Qualität aufweist und von Verunreinigungen frei ist, namentlich von Abbauprodukten, die mit der Degeneration des Fluids im Gebrauch einhergehen. Von daher ist bei hydraulischen Anlagen, die keine Reinigung des Fluids vorsehen, bei Erreichen einer höchst zulässigen Verunreinigung jeweils der vollständige Austausch des verbrauchten Fluids gegen ein neues Fluid erforderlich. Der dahingehende Austausch ist zum einen bei den meisten hydraulischen Anlagen sehr arbeitsintensiv und zum anderen auch sehr teuer, wenn es sich wie üblich um Fluide handelt, die zur Erzielung spezieller Eigenschaften mit Additiven ausgestattet sind. Daraus ergibt sich das Bedürfnis, die Lebensdauer eines eingesetzten Fluids durch Reinigungsmaßnahmen zu verlängern.Functional fluids such as hydraulic media, particularly in the form of oil, are used in hydraulic systems of all kinds, including motors in drive technology. To ensure that the hydraulic system in question functions properly, it is necessary for the fluid used to be of very high quality and to be free from contamination for the entire time it is circulating in a fluid circuit of the hydraulic system, for example, and in particular from degradation products that accompany the degeneration of the fluid during use. For hydraulic systems that do not provide for cleaning of the fluid, the used fluid must therefore be completely replaced with a new fluid when the maximum permissible level of contamination is reached. This type of replacement is very labor-intensive in most hydraulic systems and also very expensive when, as is usual, the fluids are equipped with additives to achieve special properties. This gives rise to the need to extend the service life of a fluid used by means of cleaning measures.

Durch dem Stand der Technik entsprechende Filtereinrichtungen lassen sich die meisten Verunreinigungen, wie partikuläre Verschmutzungen, weitgehend entfernen. Wie sich gezeigt hat, bereitet jedoch die Absonderung des sog. Varnish große Schwierigkeiten. Im Fluid gelöster oder suspendierter Varnish, der eine weiche Verunreinigung in der Art einer Versulzung oder Verseifung bildet, führt zum Verkleben von Ventilen, zu erhöhtem Verschleiß und zur Verschlechterung der Wärmeübertragung. In extremen Fällen kann Varnish auch zum Verschlammen und damit zum Unbrauchbarwerden von gesamthydraulischen Anlagen führen. Wie sich in der Praxis gezeigt hat, ist mit den üblichen Filtereinrichtungen Varnish nicht oder zumindest nicht in annehmbarem Ausmaß abzureinigen. Der Einsatz einer lonentauschereinrichtung, wie er beispielhaft in DE 10 2009 035 401 A1 zum Reinigen von funktionalen Fluiden offenbart ist, ist mit dem Nachteil der damit einhergehenden chemischen Ölveränderung behaftet. Insbesondere bei den auf das Vorhandensein von Additiven angewiesenen Fluiden sind daher Ionenaustauscher, zu deren Behandlung, wegen der Gefahr der Additiventfernung nicht einsetzbar.State-of-the-art filter systems can largely remove most contaminants, such as particulate contamination. However, it has been shown that the separation of the so-called varnish is very difficult. Varnish dissolved or suspended in the fluid, which forms a soft contamination in the form of gelling or saponification, leads to valves sticking, increased wear and deterioration of heat transfer. In extreme cases, varnish can also lead to sludge and thus to the entire hydraulic system becoming unusable. As has been shown in practice, varnish cannot be cleaned with the usual filter systems, or at least not to an acceptable extent. The use of an ion exchanger system, as is the case in DE 10 2009 035 401 A1 for cleaning functional fluids is associated with the disadvantage of the chemical change in the oil. In particular, ion exchangers cannot be used to treat fluids that rely on the presence of additives because of the risk of additive removal.

Durch EP 2 802 396 B1 ist ein Verfahren nebst zugehöriger Vorrichtung zum Reinigen von degradiertem Öl bekannt, das öllösliche Abbauprodukte (Varnish) umfasst, wobei das Verfahren die Schritte umfasst:

- Aufnehmen eines Einlassflusses von degradiertem Öl,
- Ausfällen von öllöslichen Abbauprodukten aus dem degradierten Öl durch Abkühlen des degradierten Öls zu einem Ausfällungsregime und durch Halten des degradierten Öls im Ausfallregime für eine Verweilzeit in einer geschlossenen Kreislaufführung,

- Leiten des abgekühlten, degradierten Öls als Filtrationsfluss durch einen Filter, so dass die ausgefällten Abbauprodukte im Filter zurückgehalten werden,
- Abführen eines Auslassflusses von gereinigtem Öl, wobei das degradierte Öl vor der Filtration abgekühlt wird, wobei das Abkühlen umfasst
- Abkühlen des Öls stromabwärts des Filters auf eine Temperatur unterhalb des degradierten Öls im Einlassfluss,
- Aufteilen des Filtrationsflusses an einem Verzweigungspunkt stromabwärts des Filters in den durch den Auslass abgeführten Auslassfluss und einen Rezirkulationsfluss,
- Zuführen des Rezirkulationsflusses zurück zu einem Rekombinationspunkt stromaufwärts des Filters, und Rekombinieren des Rezirkulationsflusses mit dem Einlassfluss.

Through EP 2 802 396 B1 a method and associated device for cleaning degraded oil is known, which comprises oil-soluble degradation products (varnish), the method comprising the steps:

- Receiving an inlet flow of degraded oil,
- Precipitating oil-soluble degradation products from the degraded oil by cooling the degraded oil to a precipitation regime and by keeping the degraded oil in the precipitation regime for a residence time in a closed circuit,

- Passing the cooled, degraded oil as a filtration flow through a filter so that the precipitated degradation products are retained in the filter,
- discharging an outlet flow of purified oil, wherein the degraded oil is cooled prior to filtration, wherein the cooling comprises
- Cooling the oil downstream of the filter to a temperature below the degraded oil in the inlet flow,
- dividing the filtration flow at a branching point downstream of the filter into the outlet flow discharged through the outlet and a recirculation flow,
- Feeding the recirculation flow back to a recombination point upstream of the filter, and recombining the recirculation flow with the inlet flow.

Bei dieser bekannten Lösung wird ein Teil des Fluidstroms zwischen einem Eingang und einem Ausgang der Abscheidevorrichtung im Rahmen bevorzugter Ausführungen in einem geschlossenen Kreislauf geführt, beinhaltend mindestens eine Filtereinrichtung sowie eine Kühleinrichtung, was mit einer aufwändigen Prozessführung einhergeht und die Durchsatzmenge an zu behandelndem Fluid reduziert.In this known solution, a part of the fluid flow between an inlet and an outlet of the separation device is guided in a closed circuit in preferred embodiments, including at least one filter device and a cooling device, which is accompanied by a complex process control and reduces the throughput of fluid to be treated.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde eine Abscheidevorrichtung zur Verfügung zu stellen, mit der Abbauprodukte, wie Varnish, aus Fluiden auf besonders vorteilhafte Weise entfernbar sind.Based on this prior art, the invention is based on the object of providing a separation device with which degradation products, such as varnish, can be removed from fluids in a particularly advantageous manner.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch eine Abscheidevorrichtung gelöst, die die Merkmale des Patentanspruches 1 in seiner Gesamtheit aufweist.According to the invention, this object is achieved by a separation device which has the features of patent claim 1 in its entirety.

Dadurch, dass erfindungsgemäß das von der Kühleinrichtung abgekühlte Fluid mittels einer Rückführung zu der Kühleinrichtung rückgeführt ist und, getrennt von dem Strömungsweg des mittels der Kühleinrichtung abzukühlenden Fluids, die Kühleinrichtung entlang eines weiteren Strömungsweges in Richtung des Ausganges durchquert, gelangt auf direktem Weg vom Eingang zum Ausgang der Abscheidevorrichtung das abgekühlte Fluid durch die Kühleinrichtung und dass derart mittels der Kühleinrichtung abgekühlte Fluid wird im Rahmen der Rückführung dazu verwendet, dass die Kühleinrichtung anfangs durchströmende Fluid abzukühlen. Demgemäß sind innerhalb der Kühleinrichtung zwei voneinander verschiedene Strömungswege vorhanden, von denen der eine Strömungsweg das abzukühlende Fluid führt und der andere Strömungsweg führt das mittels der Kühleinrichtung bereits abgekühlte Fluid, um das für die Abkühlung mittels der Kühleinrichtung vorgesehene Fluid abzukühlen. Dergestalt ist eine ausgesprochen effektive Kühlung des Fluids möglich, bei direkter Fluidführung vom Eingang zum Ausgang der Abscheidevorrichtung, ohne dass das Fluid im Rahmen einer geschlossenen Kreislaufführung mehrfach einer Kühlung zugeführt werden müsste, wie im Stand der Technik aufgezeigt.Because, according to the invention, the fluid cooled by the cooling device is returned to the cooling device by means of a return line and, separate from the flow path of the fluid to be cooled by means of the cooling device, passes through the cooling device along a further flow path in the direction of the outlet, the cooled fluid passes through the cooling device on a direct path from the inlet to the outlet of the separating device and the fluid cooled in this way by means of the cooling device is used as part of the return line to cool the fluid initially flowing through the cooling device. Accordingly, there are two different flow paths within the cooling device, one of which carries the fluid to be cooled and the other carries the fluid already cooled by means of the cooling device in order to cool the fluid intended for cooling by means of the cooling device. In this way, extremely effective cooling of the fluid is possible with direct fluid flow from the inlet to the outlet of the separating device, without the fluid having to be cooled several times as part of a closed circuit, as shown in the prior art.

Die angesprochene Fluidverunreinigung durch Varnish ist regelmäßig das Abbauprodukt von Additiven, das bei sinkenden Temperaturen aus dem Fluid, wie Hydrauliköl, ausfällt und dabei zu größeren Molekülen agglomeriert, die nunmehr durch eine Abscheideeinrichtung im Rahmen einer Partikelfiltration aus dem Fluid entfernt werden können. Die dahingehende Abscheideeinrichtung liegt dabei im Fluidstrom hinter der Kühleinrichtung, wobei die Rückführung zur Kühleinrichtung in Fluiddurchströmungsrichtung gesehen hinter der Abscheideeinrichtung liegt, sodass dergestalt abgereinigtes, gekühltes Fluid vor Einleitung in die Kühleinrichtung zur Verfügung steht. Aufgrund der kurz gehaltenen Strömungswege innerhalb der Abscheidevorrichtung ist ein ausgesprochen energieeffizienter und mithin sparsamer Betrieb möglich.The fluid contamination caused by varnish is usually the degradation product of additives that precipitates out of the fluid, such as hydraulic oil, when temperatures drop and agglomerates into larger molecules that can then be removed from the fluid by a separator as part of particle filtration. The separator is located in the fluid flow behind the cooling device, with the return to the cooling device located behind the separator in the direction of fluid flow, so that cleaned, cooled fluid is available before being introduced into the cooling device. The short flow paths within the separator enable extremely energy-efficient and therefore economical operation.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abscheidevorrichtung ist vorgesehen, dass in eine Fluidverbindung zwischen derIn a preferred embodiment of the separating device according to the invention, it is provided that a fluid connection between the

Kühleinrichtung und der Abscheideeinrichtung mindestens eine weitere Kühleinrichtung geschaltet ist. Bevorzugt ist in die dahingehende Fluidverbindung, neben den beiden Kühleinrichtungen, noch eine dritte Kühleinrichtung geschaltet.At least one further cooling device is connected between the cooling device and the separating device. Preferably, a third cooling device is connected to the fluid connection in question, in addition to the two cooling devices.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abscheidevorrichtung ist vorgesehen, dass die Rückführung des abgekühlten Fluids zur Kühleinrichtung nach Durchqueren der Abscheideeinrichtung stattfindet, sodass dergestalt nur abgereinigtes, gekühltes Fluid zur Kühleinrichtung zurückgelangt. Dergestalt ist ein langandauernder, funktionssicherer Betrieb mit der Kühleinrichtung gewährleistet.In a further preferred embodiment of the separating device according to the invention, it is provided that the cooled fluid is returned to the cooling device after passing through the separating device, so that only cleaned, cooled fluid returns to the cooling device. In this way, long-lasting, reliable operation with the cooling device is ensured.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abscheidevorrichtung ist vorgesehen, dass die Rückführung auf eine Eingangsseite der Kühleinrichtung einmündet, die eine Ausgangsseite aufweist, die an den Ausgang der Vorrichtung angeschlossen ist und dass der weitere Strömungsweg zumindest zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite der Kühleinrichtung verläuft. Dergestalt ist aufgrund der beiden voneinander getrennten Strömungswege innerhalb der Kühleinrichtung ein guter Wärmeübergang zwischen dem bereits abgekühlten Fluid und dem noch abzukühlenden Fluid erreicht. Dergestalt ist in energetisch vorteilhafter Weise ein Betrieb mit der Abscheidevorrichtung möglich, ohne das Aufbringen von Zusatzenergie für den eigentlichen Kühlvorgang in diesem Bereich.In a further preferred embodiment of the separating device according to the invention, it is provided that the return flows into an inlet side of the cooling device, which has an outlet side that is connected to the outlet of the device, and that the further flow path runs at least between the inlet side and the outlet side of the cooling device. In this way, due to the two separate flow paths within the cooling device, a good heat transfer is achieved between the already cooled fluid and the fluid that still needs to be cooled. In this way, operation with the separating device is possible in an energetically advantageous manner without the application of additional energy for the actual cooling process in this area.

Eine besonders effiziente Kühlung ergibt sich, wenn die jeweilige Kühleinrichtung sich von einer jeweils weiteren Kühleinrichtung vom Kühlprinzip her zumindest teilweise unterscheidet. Als modularer Grundbaustein kann aber die jeweilige Kühleinrichtung einen Wärmetauscher aufweisen. Particularly efficient cooling is achieved when the cooling principle of each cooling device differs at least partially from that of another cooling device. However, the respective cooling device can have a heat exchanger as a basic modular component.

Besonders bevorzugt ist die eine erste Kühleinrichtung aus einem Plattenwärmetauscher zu bilden, der vorzugsweise in der Art eines Kreuzstromwärmetauschers konzipiert ist und die Möglichkeit eröffnet, thermische Energie (Wärme) zwischen Fluiden zu übertragen, sprich die Wärme des mittels der Kühleinrichtung abzukühlenden Fluids wird auf das bereits abgekühlte Fluid übertragen, das gleichfalls den Plattenwärmetauscher als Kühleirichtung durchströmt, sei es beispielhaft in Form eines Gegenstromes oder eines Kreuzstromes. Plattenwärmetauscher haben grundsätzlich den Vorteil, dass sie eine Medientemperatur je nach Temperatur des Kühlfluids auf einem sehr niedrigen und stabilen Niveau halten können.It is particularly preferred for the first cooling device to be formed from a plate heat exchanger, which is preferably designed as a cross-flow heat exchanger and offers the possibility of transferring thermal energy (heat) between fluids, i.e. the heat of the fluid to be cooled by the cooling device is transferred to the already cooled fluid, which also flows through the plate heat exchanger as a cooling device, for example in the form of a counterflow or a crossflow. Plate heat exchangers generally have the advantage that they can keep a medium temperature at a very low and stable level depending on the temperature of the cooling fluid.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abscheidevorrichtung ist vorgesehen, dass die weitere Kühleinrichtung einen Kompressorkühler aufweist. Ein solcher Kompressorkühler besteht regelmäßig aus Kälteerzeuger, Pumpe, Tank für ein Kältemittel und Regelung, und ist in der Lage die Betriebsmedientemperatur eines Fluids auf einen vorher eingestellten Sollwert eigenständig zu regeln, wobei dahingehende Kompressorkühler als Beistell-oder Einbaugerät erhältlich sind und wenig Einbauraum benötigen.In a further preferred embodiment of the separating device according to the invention, it is provided that the further cooling device has a compressor cooler. Such a compressor cooler usually consists of a refrigeration generator, pump, tank for a coolant and control, and is able to independently regulate the operating medium temperature of a fluid to a previously set target value, with such com Compressor coolers are available as stand-alone or built-in units and require little installation space.

Bei der optional zum Einsatz kommenden dritten Kühleinrichtung wird ein Fluid-Luft-Kühlsystem eingesetzt, das regelmäßig mit einem antreibbaren Lüfter versehen, der einen Kühlstrom aus Luft erzeugt, die zwischen den Lamellen eines Wärmetauschers hindurchgeführt ist, der regelmäßig quer zu den Lamellen respektive Luftführungen verlaufend fluidführende Kanäle mit dem zu kühlenden Fluid, hier in Form von Hydrauliköl, aufweist.The optionally used third cooling device uses a fluid-air cooling system, which is usually equipped with a drivable fan that generates a cooling flow from air that is passed between the fins of a heat exchanger, which regularly has fluid-carrying channels running transversely to the fins or air ducts with the fluid to be cooled, here in the form of hydraulic oil.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abscheidevorrichtung ist die Transporteinrichtung für den Fluidstrom aus einer Motor-Pumpeneinheit gebildet, die in energieeffizienter Weise den Fluidtransport zwischen Ein-und Ausgang der Abscheidevorrichtung sicherstellt.In a further preferred embodiment of the separating device according to the invention, the transport device for the fluid flow is formed from a motor-pump unit, which ensures the fluid transport between the inlet and outlet of the separating device in an energy-efficient manner.

Die vorzugsweise zum Einsatz kommende Abscheideeinrichtung weist mindestens einen Filter auf, der vorzugsweise zumindest teilweise aus Zellulosematerial besteht. Ein dahingehender Filteraufbau ist beispielhaft in DE 10 2021 002 647 A1 aufgezeigt.The separating device preferably used has at least one filter, which preferably consists at least partially of cellulose material. A filter structure of this kind is shown for example in DE 10 2021 002 647 A1 shown.

Nachstehend ist die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, deren einzige Figur die vereinfachte hydraulische Schaltung eines Ausführungsbeispiels der Abscheidevorrichtung als Ganzes zeigt.The invention is explained in more detail below with reference to the drawing, the only figure of which shows the simplified hydraulic circuit of an embodiment of the separating device as a whole.

Die Figur zeigt die wesentlichen Komponenten der erfindungsgemäßen Abscheidevorrichtung, die als Baueinheit strichliniert in einem Block 10 zusammengefasst an einen fluidischen Versorgungskreislauf, wie einen Hydraulikkreislauf (nicht dargestellt), anschließbar ist. Die Abscheidevorrichtung als Ganzes dient dem Abscheiden von Abbauprodukten, wie Varnish aus Fluiden, wie Hydraulikmedien, einschließlich Hydrauliköl. Die Abscheidevorrichtung weist eine Transporteinrichtung 12 für den Transport des zu behandelnden Fluids von einem Eingang 14 zu einem Ausgang 16 auf. Sowohl über den Eingang 14 als auch über den Ausgang 16 lässt sich die Abscheidevorrichtung (Block 10) an den nicht dargestellten fluidischen Versorgungskreislauf entsprechend anschließen.The figure shows the essential components of the separating device according to the invention, which can be connected to a fluidic supply circuit, such as a hydraulic circuit (not shown), as a structural unit shown in dashed lines in a block 10. The separating device as a whole serves to separate degradation products, such as varnish, from fluids, such as hydraulic media, including hydraulic oil. The separating device has a transport device 12 for transporting the fluid to be treated from an inlet 14 to an outlet 16. The separating device (block 10) can be connected to the fluidic supply circuit (not shown) via both the inlet 14 and the outlet 16.

Des Weiteren weißt die Abscheidevorrichtung eine Kühleinrichtung 18 für das Abkühlen des Fluids auf, das die Kühleinrichtung 18 entlang eines Strömungsweges 20 im Innern durchströmt. Ferner ist in Fluidströmungsrichtung gesehen hinter der Kühleinrichtung 18 eine Abscheideeinrichtung 22 vorhanden, für das Abscheiden von Abbauprodukten aus dem Fluid. Das von der Kühleinrichtung 18 abgekühlte Fluid wird mittels einer Rückführung 24 zu der Kühleinrichtung 18 rückgeführt. Getrennt von dem Strömungsweg 20, des mittels der Kühleinrichtung 18 abzukühlenden Fluids, gelangt dann über die Rückführung 24 das dann insoweit abgekühlte Fluid auf eine Eingangsseite 26 der Kühleinrichtung 18, die dann entlang eines weiteren Strömungsweges 28 durchströmt wird und der dahingehende dritte Strömungsweg 28 ist symbolhaft mit einem Doppelpfeil wiedergegeben. Das über die Rückführung 24 in Form einer Fluidleitung rückgeführte, gekühlte Fluid durchströmt dann die Kühleinrichtung 18 ausgehend von der Eingangsseite 26 zu einer Ausgangsseite 30 und gelangt von dort aus über eine fluidführende Abgabeleitung 32 zum Ausgang 16 der Abscheidevorrichtung.Furthermore, the separation device has a cooling device 18 for cooling the fluid that flows through the cooling device 18 along a flow path 20 in the interior. Furthermore, behind the cooling device 18, as seen in the direction of fluid flow, there is a separating device 22 for separating degradation products from the fluid. The fluid cooled by the cooling device 18 is returned to the cooling device 18 by means of a return line 24. Separated from the flow path 20 of the fluid to be cooled by the cooling device 18, the fluid that has then been cooled then reaches an inlet side 26 of the cooling device 18 via the return line 24, which is then flowed through along a further flow path 28 and the third flow path 28 in this regard is symbolically represented by a double arrow. The cooled fluid returned via the return line 24 in the form of a fluid line then flows through the cooling device 18 starting from the inlet side 26 to an outlet side 30 and from there reaches the outlet 16 of the separating device via a fluid-carrying discharge line 32.

Die dahingehende Kühleinrichtung 18 besteht aus einem Wärmetauscher, beispielsweise in Form eines Plattenwärmetauschers, wie ihn die Schutzrechtsinhaberin in verschiedensten Ausführungsformen in ihrem Prospekt D 5.815.1.1/08.16 anbietet. Ein dahingehender Plattenwärmetauscher besteht regelmäßig aus einem Paket geprägter Wärmeübertragungsplatten, die entweder miteinander verlötet werden oder mit Dichtungen in einem Gestell verspannt sind. In den Spalten zwischen den Platten fließt abwechselnd warmes, zu kühlendes und kaltes, zu erwärmendes Medium in Form des Fluids. Die Prägung der Platten erzeugt dabei eine turbulente Strömung, die für eine effiziente Wärmeübertragung zwischen den Fluidströmen erforderlich ist.The cooling device 18 in question consists of a heat exchanger, for example in the form of a plate heat exchanger, as offered by the patent holder in various designs in its brochure D 5.815.1.1/08.16. A plate heat exchanger in this case usually consists of a package of embossed heat transfer plates that are either soldered together or clamped in a frame with seals. In the gaps between the plates, warm medium to be cooled and cold medium to be heated flow alternately in the form of the fluid. The embossing of the plates creates a turbulent flow, which is necessary for efficient heat transfer between the fluid flows.

Wie sich aus der Figur ergibt, gelangt also warmes Fluid unter Einsatz der Transporteinrichtung 12 vom Eingang 14 auf die Zuflussseite 34 der Kühleinrichtung 18 und das abgekühlte Fluid gelangt nach Durchströmen der Kühleinrichtung 18 auf dessen Ablaufseite 36. Aufgrund der Kühlung durch die Kühleinrichtung 18 fällt Varnish, als sogenanntes Abbauprodukt von Additiven, bei sinkenden Temperaturen des Fluids in diesem aus und agglomeriert zu größeren Molekülen, die dann von der Abscheideeinrichtung 22 abfiltriert werden können. Das derart abgereinigte und gekühlte Fluid gelangt dann über die Rückführung 24 entlang des weiteren Strömungsweges 28 durch die Kühleinrichtung 18 in Form des Plattenwärmetauschers und kühlt dabei das Fluid auf dem ersten Strömungsweg 20 durch die Kühleinrichtung 18 entsprechend ab. Das derart erwärmte Fluid gelangt dann über die Ausgangsseite 30 und die Abgabeleitung 32 an den Ausgang 16. Dass dabei das Fluid am Ausgang wiederum einen gewissen Wärmeeintrag über die Kühleinrichtung 18 erfahren hat, ist von Vorteil, da es dann leichter in dem sich anschließenden Hydraulikkreislauf fließt. Bekanntermaßen ist kaltes Öl zäh und verfügt über eine hohe Viskosität, was es für den Einsatz in hydraulischen Anwendungen wenig geeignet erscheinen lässt. Besser ist hier ein Hydraulikmedium in üblicher Fließqualität, das aufgrund der Erwärmung mittels der Kühleinrichtung 18 am Ausgang 16 zur Verfügung steht.As can be seen from the figure, warm fluid reaches the inlet 14 to the inflow side 34 of the cooling device 18 using the transport device 12, and the cooled fluid reaches the outlet side 36 after flowing through the cooling device 18. Due to the cooling by the cooling device 18, varnish, as a so-called degradation product of additives, precipitates in the fluid when the temperature drops and agglomerates into larger molecules, which can then be filtered out by the separating device 22. The fluid cleaned and cooled in this way then passes via the return 24 along the further flow path 28 through the cooling device 18 in the form of the plate heat exchanger, thereby cooling the fluid on the first flow path 20 through the cooling device 18 accordingly. The fluid heated in this way then reaches the outlet 16 via the outlet side 30 and the discharge line 32. The fact that the fluid at the outlet has again experienced a certain amount of heat input via the cooling device 18 is an advantage, as it then flows more easily in the subsequent hydraulic circuit. Cold oil is known to be viscous and has a high viscosity, which makes it unsuitable for use in hydraulic applications. A hydraulic medium with a normal flow quality is better here, which due to the heating by means of the cooling device 18 at the outlet 16.

Anstelle eines Plattenwärmetauschers für die Kühleinrichtung 18 können auch andere Wärmetauscher zum Einsatz kommen; die vorliegende Lösung ist jedoch insofern vorteilhaft als sie keine zusätzliche Energie für den Betrieb der Kühleinrichtung 18 benötigt, sondern diese vielmehr mit ihrem eigenen Fluidstrom gekühlt/erwärmt betrieben werden kann.Instead of a plate heat exchanger for the cooling device 18, other heat exchangers can also be used; however, the present solution is advantageous in that it does not require any additional energy to operate the cooling device 18, but rather it can be cooled/heated using its own fluid flow.

Hinter der ersten Kühleinrichtung 18 ist in die Fluidführung von 14 nach 16 eine weitere Kühleinrichtung 38 geschaltet, diesmal bevorzugt in Form eines Kompressorkühlers. Der dahingehende Kompressorkühler bildet ein Flüssigkeits-Kühlsystem als Beistell- oder Einbaugerät aus und verfügt über einstellbare Kühlleistungen von 1 bis 160 kw. Dahingehende Kühler können unter der Bezeichnung RFCS Kompressorkühler bei der Schutzrechtsinhaberin bezogen werden, die diese Geräte in ihrem Prospekt unter der Nummer D 5.703.1/08.16 auf Seite 3 bewirbt.Behind the first cooling device 18, a further cooling device 38 is connected in the fluid line from 14 to 16, this time preferably in the form of a compressor cooler. The compressor cooler in question forms a liquid cooling system as an additional or built-in device and has adjustable cooling capacities from 1 to 160 kW. Such coolers can be purchased under the name RFCS compressor cooler from the owner of the intellectual property rights, who advertises these devices in their brochure under the number D 5.703.1/08.16 on page 3.

Wie sich weiter aus der Figur ergibt, ist zwischen erster Kühleinrichtung 18 und zweiter Kühleinrichtung 38 eine dritte Kühleinrichtung 40 geschaltet, die optional ist, was mit einen strichlinierten Rahmen 42 angedeutet ist. Bei der dritten Kühleinrichtung 40 handelt es sich bevorzugt um ein Flüssigkeits-Luft-Kühlsystem unter Einsatz eines Lüfters, der einen Kühllüftstrom erzeugt. Dahingehende Kühlsysteme sind bekannt und können bei der Schutzrechtsinhaberin unter der Bestellangabe FLKS Flüssigkeits-Luft-Kühlsysteme bezogen werden, die unter anderem in ihrem Prospekt D 5.703.1/08.16 auf Seite 2 vorgestellt sind. Dergestalt lässt sich in Stufen eine Abkühlung des Fluids ausgehend vom Eingang 14 vornehmen. Beträgt beispielhaft die Öltemperatur am Eingang 14 etwa 60°C kann mittels der ersten Kühleinrichtung 18 die Fluidtemperatur auf beispielhaft 40°C gesenkt werden und mit der zweiten Kühleinrichtung 38 im Bedarfsfall eine weitere Absenkung auf beispielhafte 5°C erfolgen. Energiesparender kann es jedoch sein eine dritte Kühleinrichtung 40 vorzusehen, sodass das auf der Ablaufseite 36 abgekühlte Fluid beispielhaft eine Temperatur von 40°C haben kann, die mittels der dritten Kühleinrichtung 40 ausgangsseitig aufAs can also be seen from the figure, a third cooling device 40 is connected between the first cooling device 18 and the second cooling device 38. This is optional, as indicated by a dashed frame 42. The third cooling device 40 is preferably a liquid-air cooling system using a fan that generates a cooling air flow. Cooling systems of this kind are known and can be obtained from the patent holder under the order reference FLKS liquid-air cooling systems, which are presented, among other things, in their brochure D 5.703.1/08.16 on page 2. In this way, the fluid can be cooled in stages starting from the inlet 14. If, for example, the oil temperature at the inlet 14 is around 60°C, the fluid temperature can be reduced to, for example, 40°C using the first cooling device 18 and, if necessary, a further reduction to, for example, 5°C can be achieved using the second cooling device 38. However, it may be more energy-efficient to provide a third cooling device 40, so that the fluid cooled on the outlet side 36 can have a temperature of 40°C, for example, which can be cooled to

20°C abgekühlt wird und die zweite Kühleinrichtung 38 führt dann zu einer Abnahme der Temperatur auf die genannten 5°C. Vorstehende Temperaturangaben sind nur beispielhaft und sollen nur in etwa aufzeigen, was für Kühlleistungen mit den einzelnen, in Reihe hintereinander geschalteten Kühleinrichtungen 18, 38 und 40 möglich sind.20°C and the second cooling device 38 then leads to a reduction in temperature to the aforementioned 5°C. The above temperature specifications are only examples and are only intended to show approximately what cooling performance is possible with the individual cooling devices 18, 38 and 40 connected in series.

Die Transporteinrichtung 12 soll aus einer üblichen Motor-Pumpenkombination bestehen, wobei die Pumpe als Konstantpumpe ausgeführt sein kann. Um einen reibungslosen hydraulischen Pumpenbetrieb zu ermöglichen, kann in Zuströmrichtung vor der Pumpe ein Schmutzsieb 44 vorgeschaltet sein, auch in Form eines geeigneten Partikelfilters. Des Weiteren ist die Pumpe der Transporteinrichtung 12 im Bypass über ein federbelastetes Rückschlagventil 46 abgesichert, sodass beim Versagen der Hydropumpe im Rückstrom das Ventil 46 öffnen kann, um die gegenüber Druckschwankungen empfindliche Pumpe nicht zu schädigen. Die Abscheideeinrichtung 22 am Ende des Fluidpfades von Eingang 14 zu Rückführung 24 weist bevorzugt mindestens einen Filter aus Zellulosematerial auf. Ein solches Filterelement (nicht dargestellt) ist regelmäßig aus einzelnen Filterscheiben aus Zellulosematerial aufgebaut, die alle dieselben Filtereigenschaften aufweisen, insbesondere dieselbe Filterfeinheit. Die genannten Filterscheiben aus Zellulose werden in Anlehnung an DIN EN ISO 5269-2 nach dem sogenannten Rapid-Köthen-Verfahren hergestellt, das als standardisiertes Verfahren gilt und insoweit eine hohe Prozesssicherheit bei der Herstellung des jeweiligen Filterelementes gewährleistet. Nähere Einzelheiten zu dahingehenden Filterelementen lassen sich der DE 10 2021 002 647 A1 entnehmen.The transport device 12 should consist of a conventional motor-pump combination, whereby the pump can be designed as a constant pump. To enable smooth hydraulic pump operation, a dirt strainer 44 can be installed upstream of the pump in the inflow direction, also in the form of a suitable particle filter. Furthermore, the pump of the transport device 12 is protected in the bypass via a spring-loaded check valve 46, so that if the hydraulic pump fails in the return flow, the valve 46 can open in order not to damage the pump, which is sensitive to pressure fluctuations. The separating device 22 at the end of the fluid path from inlet 14 to return 24 preferably has at least one filter made of cellulose material. Such a filter element (not shown) is usually made up of individual filter disks made of cellulose material, all of which have the same filter properties, in particular the same filter fineness. The cellulose filter discs mentioned are manufactured in accordance with DIN EN ISO 5269-2 using the so-called Rapid-Köthen process, which is considered a standardized process and ensures a high level of process reliability in the manufacture of the respective filter element. Further details on these filter elements can be found in the DE 10 2021 002 647 A1 remove.

Wie sich weiter aus der Figur ergibt, und in üblicher Weise, ist in einem Bypass zu der Abscheideeinrichtung 22 ein sogenannter Druckbegrenzungsschalter 48 geschaltet, mit dem sich eine Druckänderung vor und hinter der filtrierenden Abscheideeinrichtung 22 feststellen lässt. Dergestalt lässt sich in üblicher Weise der Verschmutzungsgrad für die Abscheideeinrichtung 22 feststellen und bei zunehmender Verschmutzung respektive einem Verblocken des Filters ist das Abschalten der Abscheideeinrichtung als Ganzes ermöglicht. Anschließend lässt sich ein verbrauchtes Element gegen ein Neuelement tauschen. Ferner ist in einer Ablaufleitung zum Hauptstrom von Eingang 14 zu Ausgang 16 vor der Abscheideeinrichtung 22 ein Ablaufventil 50 geschaltet. In Blickrichtung auf die Figur gesehen, oberhalb des dahingehenden Abzweigs mit dem Ablaufventil 50, ist eine mittels Manometer 51 drucküberwachte Belüftungsleitung 52 geschaltet. Auch der dahingehende Aufbau ist insoweit üblich, so dass an dieser Stelle hierauf nicht näher eingegangen werden wird.As can be seen from the figure, and in the usual way, a so-called pressure limiting switch 48 is connected in a bypass to the separating device 22, with which a pressure change can be determined before and after the filtering separating device 22. In this way, the degree of contamination for the separating device 22 can be determined in the usual way and if the contamination increases or the filter becomes blocked, the separating device can be switched off as a whole. A used element can then be exchanged for a new element. Furthermore, a drain valve 50 is connected in a drain line to the main flow from inlet 14 to outlet 16 upstream of the separating device 22. Looking at the figure, above the branch with the drain valve 50, a ventilation line 52 is connected which is pressure-monitored by means of a pressure gauge 51. The structure in this respect is also usual, so it will not be discussed in more detail here.

Mit der erfindungsgemäßen Abscheidevorrichtung ist eine effiziente Kälterückgewinnung erreicht, mit hohen Abscheideraten von Varnish aus einem Fluidstrom, wobei die im Fluidstrom durch Kälteeinfluss zu größeren Molekülen agglomerierten Varnish-Bestandteile sich effizient mittels den Zellulosefiltern der Abscheideeinrichtung 22 aus dem Fluidstrom von Eingang 14 zu Ausgang 16 abscheiden lassen.With the separation device according to the invention, efficient cold recovery is achieved, with high separation rates of varnish from a fluid stream, wherein the varnish components agglomerated into larger molecules in the fluid stream due to the influence of cold can be efficiently separated from the fluid stream from inlet 14 to outlet 16 by means of the cellulose filters of the separation device 22.

Claims

Separation device for separating degradation products, such as varnish, from fluids, such as hydraulic media, comprising at least - one transport device (12) for transporting the fluid from an inlet (14) to an outlet (16), - a cooling device (18) for cooling the fluid which flows through the cooling device (18) along a flow path (20), and - a separation device (22) for separating the degradation products from the fluid, characterized in that the fluid cooled by the cooling device (18) is returned to the cooling device (18) by means of a return line (24) and, separately from the flow path (20) of the fluid to be cooled by means of the cooling device (18), traverses the cooling device (18) along a further flow path (28) in the direction of the outlet (16).

Separation device according to claim 1 , characterized in that at least one further cooling device (38) is connected in a fluid connection between the cooling device (18) and the separation device (22).

Separation device according to claim 1 or 2 , characterized in that a third cooling device (40) is connected in the fluid connection with the two cooling devices (18,38).

Separation device according to one of the preceding claims, characterized in that the return (24) of the cooled fluid to the cooling device (18) takes place after passing through the separation device (22).

Separation device according to one of the preceding claims, characterized in that the return line (24) opens onto an inlet side (26) of the cooling device (18), which has an outlet side (30) which is connected to the outlet (16) of the device and that the further flow path (28) runs at least between the inlet side (26) and the outlet side (30) of the cooling device (18) within the same.

Separation device according to one of the preceding claims, characterized in that the respective cooling device (18, 38, 40) differs from a respective further cooling device (40, 18, 38) in terms of the cooling principle.

Separation device according to one of the preceding claims, characterized in that the respective cooling device (18, 38, 40) has a heat exchanger.

Separation device according to one of the preceding claims, characterized in that the one cooling device (18) has a plate heat exchanger.

Separation device according to one of the preceding claims, characterized in that the further cooling device (38) has a compressor cooler.

Separation device according to one of the preceding claims, characterized in that the third cooling device (40) has a fluid-air cooling system.

Separation device according to one of the preceding claims, characterized in that the transport device (12) has a motor-pump unit.

Separation device according to one of the preceding claims, characterized in that the separation device (22) has at least one filter, which preferably consists at least partially of cellulose material.