Elektrostatisches Ölreinigungsgerät

Abstract

 Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrostatisches Reinigungsgerät für nicht leitende Flüssigkeiten, insbesondere zur Entfernung von festen Schmutzpartikeln aus Ölen, bestehend aus einem Reinigungsbehälter (1), einer Vielzahl von Elektroden (6,12), die abwechselnd Hochspannung oder Erdpotential führen, sowie sich nahe an den Elektroden befindenen Abscheideplatten (16), die in übereinander liegenden, schrägen Ebenen um ca. 3-10 o geneigt zum elektrostatischen Feld und quer zur senkrechten Strömungsrichtung der Flüssigkeit angeordnet sind, wobei die von den Abscheideplatten (16) gebildeten Ebenen aus jeweils mindestens zwei mit Abstand zueinander angeordneten Plattenelementen bestehen.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein neuartiges elektrostatisches Reinigungsgerät für nicht leitende Flüssigkeiten, insbesondere zur Entfernung von festen Schmutzpartikeln aus Ölen.

[0002] Elektrostatische Geräte sind sehr gut zum Entfernen kleinster Schmutzpartikeln, auch unter einem um, aus nicht leitenden Flüssigkeiten, z.B. Öl geeignet.

[0003] Bekannt ist ein elektrostatisches Reinigungsgerät aus der DE 26 28 001. Hierbei setzen sich die Schmutzpartikel an Staubabscheideplatten aus Papier zwischen den Elektroden ab.

[0004] Ferner ist eine Vorrichtung bekannt, bei der sich die Schmutzpartikel in taschenförmigen Vertiefungen der Elektroden sammeln (DE 31 23 462).

[0005] Bei einer anderen Vorrichtungen setzen sich die Schmutzpartikel an einem Bett aus Glaskugeln ab. Die Glaskugeln sind in einen Ringraum zwischen zwei Spulen, die das elektrische Feld erzeugen, angeordnet (DE 27 42 625).

[0006] Die Entfernung des Schmutzes aus den Geräten hat sich zum Teil als problematisch erwiesen. Bei den aus der DE 26 44 787 und der DE 31 23 462 bekannten Vorrichtungen muß der Schmutz zusammen mit einer größeren Menge der zu reinigenden Flüssigkeit entsorgt werden. Zusätzlich bieten diese Vorrichtungen nur eine geringe Oberfläche zur Schmutzabscheidung. Die in der DE 27 42 625 genannte Vorrichtung benötigt große Mengen Spülflüssigkeit zur Reinigung.

[0007] Aus der DE-PS 37 39 869 (= EP 0317740) ist ein elektrostatisches Reinigungsgerät für nicht leitende Flüssigkeiten bekannt, das aus einem Reinigungsbehälter, einer Vielzahl von Elektroden, die abwechselnd Hochspannung oder Erdpotential führen, sowie sich zwischen den Elektroden befindlichen Abscheideplatten besteht.

[0008] Die Abscheideplatten sind in übereinander liegenden, schrägen Ebenen geneigt um ca. 3-10 o zum elektrostatischen Feld sowie quer zur Strömungsrichtung der Flüssigkeit angeordnet. Die Abscheideplatten sind außerdem mit Durchbrüchen für die durchströmende Flüssigkeit versehen.

[0009] Nachteilig bei dem genannten Gerät ist die relativ niedrige Reinigungsgeschwindigkeit. Insbesondere sind Reinigungszeit und die erzielbare Durchsatzmenge für die Flüssigkeit nicht befriedigend. Hinzu kommt, daß zur Erzielung einer vertretbaren Durchflußmenge die Abscheideplatten mit Löchern versehen sein müssen, was einen zusätzlichen Herstellungsaufwand bedeutet.

[0010] Die vorliegende Erfindung hat sich nunmehr die Aufgabe gestellt, ein elektrostatisches Reinigungsgerät für nicht leitende Flüssigkeiten mit einem erheblich größeren Flüssigkeitsdurchsatz, einer signifikant verkürzten Reinigungszeit und einer stark erhöhten Reinigungsgeschwindigkeit, insbesondere zur Entfernung von festen Schmutzpartikeln aus Ölen zur Verfügung zu stellen, bestehend aus einem Reinigungsbehälter, einer Vielzahl von Elektroden, die abwechselnd Hochspannung oder Erdpotential führen, sowie sich nahe an den Elektroden befindenen Abscheideplatten, die entweder in übereinander liegenden Ebenen quer zur senkrechten Strömungsrichtung der Flüssigkeit oder in nebeneinander liegenden Ebenen parallel zur senkrechten Strömungsrichtung der Flüssigkeit angeordnet sind.

[0011] Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die von den Abscheideplatten gebildeten Ebenen aus jeweils mindestens zwei mit Abstand zueinander angeordneten Plattenelementen bestehen. Die Zahl der Plattenelemente in einer Ebene liegt vorzugsweise bei 2 oder 3.
Alternativ können die in einer Ebene liegenden Abscheideplatten auch versetzt zueinander angeordnet sein. Die übereinander liegenden Ebenen können um ca. 3 bis 10 Grad zum elektrostatischen Feld geneigt sein. Ebenso können die in Strömungsrichtung angelegten Platten eine Neigung zur Richtung der strömenden Flüssigkeit aufweisen. Der Abstand zwischen den Platten liegt bei 15 % des Elektrodenabstandes. Abgesehen von produktionsbedingten Schwankungen sollte dieser Wert jedoch nicht überschritten werden. Die Kanten der Plattenelemente die den Elektroden zugewandt sind, berühren vorzugsweise die Elektroden.

[0012] Durch den Zwischenraum zwischen den nebeneinander oder versetzt zueinander liegenden Abscheideplatten kann die Flüssigkeit hindurchströmen. Im Vergleich zu dem oben zuletzt genannten Stand der Technik ist es demzufolge nicht mehr notwendig, gesonderte Durchbrüche in den Abscheideplatten anzulegen. Der Fertigungsaufwand ist aus diesem Grunde in der vorliegenden Erfindung wesentlich geringer. Gewünschtenfalls kann trotzdem zur weiteren Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit vorgesehen sein, zusätzliche Durchbrüche in den Platten anzulegen.
Die erfindungsgemäße Anlage ist vorzugsweise für die Entfernung von kleineren Partikeln konzipiert worden. Für Partikelgrößen von mehr als 15 um ist das Reinigungsgerät weniger geeignet. Dies ist jedoch nicht von Bedeutung, da für den Einsatz der erfindungsgemäßen Geräte die Entfernung von kleineren Partikeln entscheidend ist.

[0013] Durch die Unterteilung der Abscheideplattenebenen in mindestens zwei Platten, die im Abstand zueinander angeordnet sind, ergibt sich eine überraschend verbesserte Reinigungswirkung, ein erheblich größerer Durchsatz an Flüssigkeit sowie eine nicht für möglich gehaltene Verkürzung der Reinigungszeit. An der Oberfläche der Abscheideplatten kann eine zuvor für nicht möglich gehaltene Schmutzpartikelmenge abgeschieden werden. Dadurch ergibt sich eine überraschend lange Standzeit der Abscheideplatten sowie ein äußerst geringer Wartungsaufwand. Dabei bleibt der Raumbedarf im Vergleich zu den bisher bekannten Systemen gleich.

[0014] Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben:

Figur 1

zeigt den Reinigungsbehälter in der Seitenansicht.

Figur 2

stellt zwei Elektrodenplatten mit dazwischen angeordneten Abscheideplatten dar.

[0015] Als Reinigungsbehälter ist der rechteckige Tank 1 vorgesehen. Die zu reinigende Flüssigkeit fließt durch den Einlaufstutzen 3 in den Behälter. Oberhalb des Einlaufstutzen 3 sind die Elektrodenplatten 6 und 12 sowie die Abscheideplatten 16 angeordnet. Die Anodenplatten 12 sind in gleichen Abständen auf eine gemeinsame Trägerplatte 14 aufgesetzt. Diese Trägerplatte 14 wird durch die Halteleiste 13, die mit dem Behälterrand verschraubt ist, gehalten. Am oberen Ende wird die Trägerplatte 14 durch eine Dichtleiste 15, die mit dem Tank 1 verschraubt ist, gehalten.

[0016] Die Katodenplatten 6 sind in den gleichen Abständen auf eine gemeinsame Trägerplatte 7 aufgesetzt. Die Trägerplatte 7 wird in die Isolierplatte 8 und die Halteleiste 18 eingehängt. Die Isolierplatte 8 ist im oberen Teil mit der Tankwand verschraubt. Im mittleren Teil ist die Isolierplatte mit einer Mutter 10 an der Isolierhülse mit dem Tank 1 verschraubt. An die Isolierhülse ist eine Kontaktstopfen 9 geschraubt, der über ein federndes Druckstück die Katodenträgerplatte 7 mit einer nicht dargestellten Hochspannungsquelle verbindet. Zwischen den Elektrodenplatten 6, 12 und den äußeren Katodenplatten 6 sowie der Tankwand bildet sich ein elektrostatisches Feld.

[0017] Zwischen den Elektrodenplatten 6, 12 sind die Abscheideplatten 16 angeordnet. Im erfindungsgemäßen Beispiel gemäß Figur 2 liegt eine Vielzahl von Abscheideplatten übereinander. Die Platten sind so angelegt, daß sie schräge Ebenen von ca. 3-10 o geneigt zum elektrostatischen Feld bilden und quer zur Strömungsrichtung liegen.

[0018] Erfindungswesentlich ist, daß in einer Ebene mindestens zwei Abscheideplatten 16 angeordnet sind. Gewünschtenfalls können die Platten auch leicht versetzt zueinander angeordnet sein. In diesem Falle liegen somit die Platten nicht exakt in einer Ebene, sondern sind stufenförmig zueinander versetzt.

[0019] Erfindungsgemäß sind die Plattenebenen in mindestens zwei Plattenelemente unterteilt. Es ist jedoch auch möglich, noch mehr Plattenelemente nebeneinander in einer Ebene oder versetzt zueinander anzubringen.

[0020] Zwischen den Plattenelementen einer Ebene ist ein Zwischenraum vorhanden, durch den die Flüssigkeit hindurchfließen kann. Es ist somit in den Beispielen gemäß den Figuren 1 und 2 möglich gewesen, auf Durchbrüche in den Platten selbst zu verzichten. Trotzdem kann mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine größere Schmutzmenge bei geringerem Wartungsaufwand als bei dem bisherigen Stand der Technik abgeschieden werden.

[0021] Um ein wesentlich gleichen Abstand zwischen den Abscheideplatten 16 und den Winkel der Abscheideplatten zu dem elektrostatischen Feld zu gewährleisten, sind die Abscheideplatten in einer besonders bevorzugten Ausführung in entsprechenden Profilen 17 zusammengefaßt. Zwei oder mehrere dieser Kassetten liegen nebeneinander zwischen den Elektrodenplatten 6 und 12. Ebenso können zwei oder mehrere dieser so entstandenen Kassetten zu entsprechenden Profilen 19 als Abscheideelemente zusammengefaßt werden. Die Profile gewähren einen festen Sitz der Kassetten und wahren den Abstand zwischen den Kassetten. Es ist vorteilhaft die einzelnen Abscheideplatten in der Art eines Faltenbalges aus einem Stück bestehen zu lassen. Die Abscheideplatten und die entsprechenden Profile können aus den verschiedensten isolierenden Materialien, z.B. Pappe. Papier, Glasfaser, Matten, Schaumstoff usw. bestehen. Am unteren Ende liegen die aus Abscheideplatten und Halterung bestehenden Kassetten, die zu Reinigungselementen zusammengefaßt sind, auf der Isolierplatte 8 und der Halteleiste 13 auf. Der Tank 1 wird durch den mit dem Tank 1 verschraubten Deckel verschlossen. Im Deckel 2 ist der Ablauf angeordnet. Die zu reinigende isolierende Flüssigkeit wird durch eine nicht dargestellte Pumpe durch den Einlauf 3 in den Tank 1 gefördert. Größere Schmutzpartikel setzen sich am Boden ab, während kleinere Partikel mit der zu reinigenden, isolierenden Flüssigkeit in die Zwischenräume zwischen den Kassetten fließt. Unter Einwirkung des elektrostatischen Feldes lagern sich die Schmutzpartikel an den Kanten und auf der Oberfläche der Abscheideplatten 16 ab und die zu reinigende, isolierende Flüssigkeit fließt zum Abfluß 4.

[0022] Durch die derart ausgestaltete Anlage ist es nunmehr möglich, die oben beschriebenen Vorteile zu erreichen. Vorteilhaft ist es auch, daß die herkömmlichen Anlagen, insbesondere die gemäß der DE-PS 37 39 869, unverändert einsetzbar sind. Bei Einsatz herkömmlicher Anlagen erhöht sich die Reinigungsgeschwindigkeit erheblich, wobei zugleich eine größere Schmutzmenge bei gleicher Standzeit der Abscheideplatten und bei geringerem Wartungsaufwand im Vergleich zum Stand der Technik abgeschieden wird. Der überraschende, mit der der vorliegenden erfindungsgemäßen Anordnung verbundene Effekt wird durch die folgenden Versuchsbeispiele noch näher erläutert:

Beispiel

[0023] Ölmenge 5000 Liter. Reinigungszeit 10 Tage
Anordnung der Abscheideplatten gem. Anspruch 1 und 2
Neigung der Abscheideplatten ca. 5 °

Partikelgröße um	Partikelzahl/100 ml vorher	Partikelzahl/100 ml nachher
5-15	714.000	250.000
15-25	30.000	20.000
25-50	0	0
50-100	0	0
über 100	0	0
Reinheitsklasse gemäß ISO 4406	20/15	18/15

Vergleichsbeispiel

[0024] Ölmenge 3000 Liter, Reinigungszeit 21 Tage
Anordnung der Abscheideplatten gemäß DE 37 39 869 C1

Partikelgröße um	Partikelzahl/100 ml vorher	Partikelzahl/100 ml nachher
5-15	264.010	145.390
15-25	13.540	4.160
25-50	2.350	690
50-100	290	50
über 100	0	10
Reinheitsklasse gemäß ISO 4406	19/15	18/13

[0025] Die Beispiele zeigen, daß im Vergleich zur DE 37 39 869 in der Hälfte der Reinigungszeit ein wesentlich erhöhter Reinigungseffekt erzielt wird. Wird in dem Vergleichsbeispiel bei einer Partikelgröße von 5-15 µm innerhalb von 21 Tagen die Partikelzahl um die Hälfte herabgemindert, läßt sich mit der erfindungsgemäße Anordnung bei einer Reinigungszeit von 10 Tagen die Partikelzahl auf 1/3 der Ausgangsmenge herabsetzen. Dieses Ergebnis konnte erzielt werden, obwohl in dem Beispiel gemäß der vorliegenden Erfindung eine wesentlich größere Ölmenge der Reinigung zugeführt wurde. In dem Vergleichsbeispiel wurden nämlich 3000 Liter und in dem Beispiel gemäß der Erfindung 5000 Liter gereinigt.

[0026] Die Beispiele zeigen zugleich, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung bei Partikelgrößen von weniger als 15 um die beste Wirkung und signifikante Vorzüge gegenüber dem Vergleichsbeispiel aufweist. Im Bereich von 15 bis 25 µm läßt sich auch noch eine Abscheidewirkung verzeichnen. Hier weist die erfindungsgemäße Vorrichtung keine Vorteile gegenüber dem Stand der Technik auf. Diese Tatsache fällt allerdings nicht ins Gewicht, da für die hier in Rede stehenden Anlagen die Entfernung von Partikeln mit Größen von weniger als 15 µm entscheidend ist.

Ansprüche

1. Elektrostatisches Reinigungsgerät für nicht leitende Flüssigkeiten, insbesondere zur Entfernung von festen Schmutzpartikeln aus Ölen, bestehend aus einem Reinigungsbehälter (1), einer Vielzahl von Elektroden (6,12), die abwechselnd Hochspannung oder Erdpotential führen, sowie sich nahe an den Elektroden befindenen Abscheideplatten (16), die entweder in übereinander liegenden Ebenen quer zur senkrechten Strömungsrichtung der Flüssigkeit oder in nebeneinander liegenden Ebenen parallel zur senkrechten Strömungsrichtung der Flüssigkeit angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet, daß die von den Abscheideplatten (16) gebildeten Ebenen aus jeweils mindestens zwei mit Abstand zueinander angeordneten Plattenelementen bestehen.

2. Reinigungsgerät nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die mit Abstand zueinander angeordneten Abscheideplatten (16) versetzt zueinander angeordnet sind.

3. Reinigungsgerät nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Abscheideplatten (16) mit Durchbrüchen für die durchströmende Flüssigkeit versehen sind.

4. Reinigungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die von den Abscheideplatten (16) gebildeten Ebenen aus 2 Plattenelementen bestehen.

5. Reinigungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die von den Abscheideplatten (16) gebildeten Ebenen aus 3 Plattenelementen bestehen.

6. Reinigungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den in einer Ebene liegenden Plattenelementen maximal 15 % des Elektrodenabstandes beträgt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten der Abscheideplatten (16) die Elektroden berühren.

Zeichnung