DE19913969C1

DE19913969C1 - Air removal from hydraulic fluids by the use of a micro-bubble separator

Info

Publication number: DE19913969C1
Application number: DE19913969A
Authority: DE
Inventors: Kurt Seidel
Original assignee: Polynorm GmbH
Current assignee: Flamco BV
Priority date: 1999-03-18
Filing date: 1999-03-18
Publication date: 2000-10-05
Anticipated expiration: 2019-03-19

Abstract

The fluid enters the degassing vessel (6) through line (2), pressure reduction valve (3), degassing line (4) and micro-bubble separator (5) that release air bubbles into a rubber bag (7) from where it escapes through outlet (8,9). The air-free fluid is withdrawn by pump (11) through line (10) and returned to the system through non-return valve (12). The micro-bubble separator receives partially degassed fluid in antechamber (13) from where it passes into a chamber (16) defined by perforated plates (15). The chamber is filled with rings that agglomerate micro into macro-bubbles.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erhöhung der Entgasungs leistung, die sowohl in hydraulischen Systemen als auch beispielsweise bei Heizungsanlagen Anwendung findet. Bekannt und vielfältig in der Praxis angewendet ist die Abscheidung von Gasen aus Flüssigkeiten durch Druckentspannung. Dabei wird die geringere Löslichkeit von Gasen bei niedrigen Drücken ausgenutzt. Ferner sind unter Verwendung von Pall-Ringen oder Wabengittern die verschiedenartigsten Mikroblasenabscheider bekannt.The invention relates to a method and a device for increasing the degassing performance, both in hydraulic systems and, for example, in heating systems Application. The separation of is well known and widely used in practice Gases from liquids through pressure relief. The lower solubility of Gases used at low pressures. Furthermore, using Pall rings or Honeycomb grids known the most diverse microbubble separators.

So ist beispielsweise in der DE 198 10 005 A1 ein Überdruckentgaser bzw. eine Entgasungs pumpe für Warmwasserheizungsanlagen bekannt, wo über ein Druckmindererventil mit ein stellbarem Federdruck aus einem geschlossenen System Anlagenwasser in einen Gasabschei der gelangt, in dem sich der am Druckminderer eingestellte Hinterdruck einstellt. Das Druck mindererventil kann mit integriertem Schmutzfilter ausgerüstet sein.For example, in DE 198 10 005 A1 there is an overpressure degasser or a degassing Pump known for hot water heating systems, where with a pressure reducing valve adjustable spring pressure from a closed system water system into a gas separator which arrives in which the back pressure set on the pressure reducer is set. The pressure reducing valve can be equipped with an integrated dirt filter.

Im Gasabscheider sind korrosionsbeständige Strömungsbegrenzer mit großer Oberfläche ein gebracht, an deren Oberfläche sich Gasblasen ansammeln können. Der Strömungsbegrenzer kann als Sieb in Rohrform ausgeführt sein. Werden Kugeln als Medium zur Gasansammlung verwendet, müssen die Eintrittsöffnungen des Strömungsbegrenzers kleiner sein als der Ku geldurchmesser, um ein Ansaugen der Kugeln durch die Pumpe zu vermeiden.Corrosion-resistant flow restrictors with a large surface area are in the gas separator brought, on the surface of which gas bubbles can accumulate. The flow restrictor can be designed as a sieve in tube form. Become balls as a medium for gas accumulation used, the inlet openings of the flow restrictor must be smaller than the Ku diameter to prevent the balls from being sucked in by the pump.

Durch die Druckentspannung im Gasabscheider treten im Wasser unter Anlagendruck gelöste Gasblasen aus, die sich im oberen Teil sammeln und über einen Schwimmerentlüfter ausge trieben werden. Nachteilig bei dieser Lösung ist, daß mit Überdrücken im Abscheider gear beitet werden muß, da sonst bedingt durch die Saugwirkung der Pumpe Luft in die Anlage eindringt, die zu Betriebsstörungen führt.Due to the pressure release in the gas separator, dissolved in the water occur under system pressure Gas bubbles from, which collect in the upper part and out via a float vent be driven. The disadvantage of this solution is that with overpressures in the separator gear must be processed, otherwise air will enter the system due to the suction effect of the pump penetrates, which leads to malfunctions.

Genereller Nachteil bei der Entgasung durch Druckentspannung ist der sehr lange Zeitraum bis zum Erreichen der physikalisch möglichen Werte. Das heißt, gelöst in der Flüssigkeit ver bleiben Gase als Mikroblasen, bei denen der Entgasungseffekt in anlagentechnisch brauch barer Zeit nur teilweise eintritt. Darüber hinaus wird in Heizungsanlagen das Heizwasser in unisolierte Membrangefäße abgelassen, wo es erkaltet, so daß sich die mögliche Entgasungs menge nochmals verringert.The general disadvantage of degassing through pressure relief is the very long period until the physically possible values are reached. That is, dissolved in the liquid There remain gases as microbubbles, in which the degassing effect is required in technical systems real time only partially. In addition, the heating water in heating systems uninsulated membrane vessels are drained where it cools, so that the possible degassing quantity reduced again.

Da aus dem zu entgasenden hydraulischen Systemen aus Gründen der Druckhaltung nur klei ne Mengen Flüssigkeit entnommen werden können, sind die Zyklen für die Entnahme und das daran anschließenden Zuführen neuer Flüssigkeit in das System sehr oft durchzuführen. As only small from the hydraulic systems to be degassed for reasons of pressure maintenance ne cycles of liquid can be withdrawn are the cycles for the withdrawal and the subsequent feeding of new liquid into the system very often.

Erhöhter Energiebedarf für die Pumpen und hohe Wärmeenergieverluste bei Heizungsanlagen sind die Folge.Increased energy requirements for the pumps and high thermal energy losses in heating systems are the consequence.

Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt ein Verfahren und eine Vorrichtung zu ent wickeln, welche die Abscheideleistung von gelösten Gasen in Flüssigkeiten wesentlich er höht, so daß die Anlagen kostengünstig zu betreiben sind.The object of the invention is therefore to develop a method and a device wrap, which significantly increases the separation performance of dissolved gases in liquids increases, so that the systems are inexpensive to operate.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspru ches 1 sowie den Unteransprüchen gelöst.The object is achieved by the characterizing features of claim ches 1 and the subclaims.

So ermöglicht das Verfahren mit der vorgesehenen Vorrichtung nicht nur eine mehrfache Ab scheideleistung von Gasen aus Flüssigkeiten sondern, bedingt durch den sich ergebenden ver größerten und der damit verbundenen zeitlichen Streckung der Zyklen für die Entnahme so wie der anschließenden notwendigen Zuführung neuer Flüssigkeit, verringert sich der Ener giebedarf für den Betrieb der Pumpen erheblich bei gleichzeitiger Einsparung von Wartungs kosten.Thus, the method with the proposed device not only enables multiple Ab separation performance of gases from liquids but, due to the resulting ver largest and the associated time extension of the cycles for the removal as the subsequent necessary addition of new liquid, the energy is reduced need for the operation of the pumps considerably while saving maintenance costs.

Die Erfindung soll nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen mittels Zeichnung näher erläutert werden.The invention is intended to be explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments by means of drawings are explained.

Es zeigt:It shows:

Fig. 1 eine Anlageanordnung mit einer im Behälter angeordneten Vorrichtung zur Mikro blasenabscheidung Fig. 1 shows a system arrangement with a device arranged in the container for micro bubble separation

Fig. 2 eine Anlagenanordnung mit einer außerhalb des Behälters angeordneten Vorrichtung zur Mikroblasenabscheidung Fig. 2 shows a system arrangement having a arranged outside of the container device for microbubble deposition

Fig. 3 eine Vorrichtung zum Einbau innerhalb des Behälters Fig. 3 shows a device for installation within the container

Fig. 4 eine Vorrichtung zur Zwischenschaltung außerhalb des Behälters Fig. 4 shows a device for interposing outside the container

Nach Fig. 1 gelangt die im hydraulischen System 1 befindliche Flüssigkeit durch die Leitung 2 über das Ventil 3 und der Entspannungsleitung 4 in den Mikroblasenabscheider 5, die innerhalb des Behälters 6 in der Gummiblase 7 angeordnet ist. Hinter dem Ventil 3 tritt jeweils ein Druckabfall ein, resultierend durch die Gummiblase 7, die unter wesentlich geringerem Druck (in der Regel Atmosphärendruck) steht. Die Flüssigkeit kann nur über den Mikroblasenabscheider 5 in die Gummiblase 7 des Behälters 6 eintreten. Jetzt erfolgt die Restentspannung, und das abgeschiedene Gas tritt über den Luftabscheider 8 und den Be lüftungsverhinderer 9 in die Atmosphäre aus. Die Rückführung der Flüssigkeit in das System 1 erfolgt über die Leitung 10, die Pumpe 11 und über das Rückschlagventil 12. According to Fig. 1 the fluid in the hydraulic system 1 through line 2 via valve 3 and the relief line 4 in the microbubble 5, which is arranged inside the container 6 in the rubber bladder. 7 A pressure drop occurs behind the valve 3 , resulting from the rubber bladder 7 , which is at a much lower pressure (usually atmospheric pressure). The liquid can only enter the rubber bubble 7 of the container 6 via the microbubble separator 5 . Now there is the residual relaxation, and the separated gas exits via the air separator 8 and the ventilation preventer 9 into the atmosphere. The liquid is returned to system 1 via line 10 , pump 11 and check valve 12 .

Die zur Mehrfachentgasung bzw. der Steigerung der Abscheideleistung notwendige Micro blasenabscheider 5 ist dabei so eingebunden, daß sich diese generell zwischen dem Ventil 3, welches die Absperrung zum hydraulischen System sicherstellt und dem Behälter 6 befindet oder sie ist direkt nach Fig. 2 im Einströmbereich bzw. der Entspannungsleitung 4 vor dem Behälter 6 eingebunden. Dabei wird beim Öffnen des Ventils 3 die Flüssigkeit teilentspannt und fließt nach Fig. 3 jeweils in den Mikroblasenabscheider 5, beginnend mit dem Sammel raum 13, um anschließend über die mit Bohrungen 14 versehene Scheibe 15 in den beispiels weise mit Pall-Ringen oder anderer für die Abscheidung des Gases geeigneter Elemente gefüllten Raum 16 zu fließen, wo sich die Mikroblasen zu Makroblasen zusammenschließen. Die Makroblasen verlassen dann den Raum 16 über die Bohrungen 14 der jeweils als Ab schluß dienenden Scheibe 15 sowie den seitlichen gleichfalls im oberen Bereich des zylinder förmigen Gehäuse der Einrichtung 4 eingebrachten Bohrungen 17 in die Gummiblase 7 um von hier aus als Luftblasen nach oben zu steigen. Dort werden sie über den Luftabscheider 8 und den Belüftungsverhinderer 9 abgeschieden. Dabei besteht die Möglichkeit auch mit anderen Systemen zur Mikroblasenabscheidung zu arbeiten.The necessary for multiple degassing or increasing the separation efficiency micro bubble separator 5 is integrated so that it is generally between the valve 3 , which ensures the shut-off to the hydraulic system and the container 6 , or it is directly according to Fig. 2 in the inflow area or the relaxation line 4 integrated in front of the container 6 . Here, when the valve 3 is opened, the liquid is partially released and flows according to FIG. 3 in each case into the microbubble separator 5 , starting with the collecting space 13 , and then via the disk 15 provided with holes 14 in the example with Pall rings or other for the deposition of the gas of suitable elements to flow filled space 16 where the microbubbles merge into macrobubbles. The macro bubbles then leave the space 16 through the bores 14 of the respective serving as a disc 15 and the side also in the upper region of the cylindrical housing of the device 4 bores 17 in the rubber bladder 7 to rise from here as air bubbles . There they are separated by the air separator 8 and the ventilation preventer 9 . It is also possible to work with other systems for microbubble separation.

Nach Fig. 3 ist der Mikroblasenabscheider 5 so modifiziert, daß er beim Einbau direkt in den Behälter 6 bzw. der Gummiblase 7 mit dem zylindrischen Gehäuse plan mit dem Anschluß stück des Zulaufstutzen 18 und dem Ablaufstutzen 19 des Behälters 6 verbunden ist, so daß der Sammelraum 13 direkt mit dem Zulaufstutzen 18 in Verbindung steht. Ist der Mikrobla senabscheider 5 nach Fig. 4 außerhalb des Behälters 6 angebaut, ist das zylinderförmige Gehäuse beidseitig mit Anschlußelementen versehen, die gleichzeitig als Sammelräume 13 dienen. According to Fig. 3, the microbubble separator 5 is modified so that when it is installed directly into the container 6 or the rubber bladder 7 with the cylindrical housing, it is connected to the connecting piece of the inlet connector 18 and the outlet connector 19 of the container 6 , so that the Collection space 13 is directly connected to the inlet connection 18 . If the Mikrobla senabscheider 5 of FIG. 4 mounted outside the container 6, the cylindrical housing is provided on both sides with connection elements, which serve simultaneously as collecting spaces 13.

Reference numerals

11

hydraulisches System
hydraulic system

22nd

Leitung
management

33rd

Ventil
Valve

44th

Entspannungsleitung
Relaxation line

55

Mikroblasenabscheider
Micro bubble separator

66

Behälter
container

77

Gummiblase
Rubber bubble

88th

Luftabscheider
Air separator

99

Belüftungsverhinderer
Ventilation preventer

1010th

Leitung
management

1111

Pumpe
pump

1212th

Rückschlagventil
check valve

1313

Sammelraum
Gathering room

1414

Bohrungen
Holes

1515

Scheiben
Slices

1616

Räum
Clear

1717th

Bohrungen
Holes

1818th

Zulaufstutzen
Inlet nozzle

1919th

Ablaufstutzen
Drain connector

Claims

1. A method for increasing the degassing capacity in hydraulic systems, characterized in that the liquid to be degassed from the hydraulic system ( 1 ) between the shut-off valve ( 3 ) of a cyclically operating system and a container ( 6 ) by means of a pressure relief line ( 4 ) a microbubble separator ( 5 ), which can be arranged outside or inside the container ( 6 ).

2. Device for performing the method according to claim 1, characterized in that an installation directly in a container ( 6 ) or rubber bladder ( 7 ) provided microbubble separator ( 5 ) consists of a cylindrical housing, the lower, with the connector of Inlet connection ( 18 ) are connected to the part that forms the collecting space ( 13 ), while the subsequent space ( 16 ) filled with suitable elements for the separation of microbubbles is surrounded by a permeable disc ( 15 ) for emerging macrobubbles.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that when mounting the micro bubble separator ( 5 ) outside the container ( 6 ) the cylindrical part is provided on both sides with connecting elements for the inlet connector ( 18 ) and the expansion line ( 4 ), with on both sides There is a collecting space ( 13 ) separated by disks ( 15 ).

4. Apparatus according to claim 2 and 3, characterized in that the disc ( 15 ) is provided with bores ( 14 ) or is otherwise permeable.

5. The device according to claim 2, characterized in that the cylindrical housing of the microbubble separator ( 5 ) is provided laterally on the degassing side with additional holes ( 17 ).