Vakuumverpackt: Die zukunftweisende und patentierte Tank lösung für Hydrauliksysteme OXiStop OXS

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1 Vakuumverpackt: Die zukunftweisende und patentierte Tank lösung für Hydrauliksysteme LID

2 Aus der Praxis Vorher: Konventionelle Lösung Nachher: OXiStop Eine Presse mit einem Pumpendurchsatz von 50 l/ min verfügt über einen Tank, der ca..500 Liter Öl enthält, obwohl das Differenzvolumen der Zylinder nicht mehr als,5 Liter beträgt. Mithilfe des OXiStop Tanks konnte ein System mit nur 85 Litern Ölvolumen realisiert werden. Wirtschaftlichkeitsbetrachtung Anschaffungskosten Betriebskosten Einsparpotential Z Zeit Z Zeit Basis: Mineralöl (frisch): /l, Ölentsorgungskosten,50 /l Konventionelle Lösung OXiStop INVESTITIONSKOSTEN Tank Ölfüllung Bypass Filtration inkl. Verrohrung Ölwanne Anfangskosten gesamt (Kosten für Tank und Lackierung) (Kosten für Tank, Lackierung, Niveau- und Temperaturüberwachung, Bypass-Filtration inkl. Motor-Pumpen-Gruppe und Entgasungseinheit) BETRIEBSKOSTEN Austauschintervall Ölentsorgung Ölfüllung Membrane MiniOx Filterelemente Kosten gesamt / Jahr in Jahren Kosten / Jahr in Jahren Kosten / Jahr So wichtig ist die Überwachung der Fluidreinheit % aller Ausfälle in Hydraulik- und Schmiersystemen sind auf eine erhöhte Verschmutzung der verwendeten Fluide und Bauteile zurückzuführen. In der Praxis wird jedoch dieser direkte Bezug durch eine ungenügende Analyse und Überwachung des Zustandes der Betriebsmedien und Bauteile oftmals nicht erkannt. Der Einsatz von Fluidsensoren zur Fluidüberwachung bedeutet für den Anlagenbetreiber: Planbare Verfügbarkeit von Anlagen & Komponenten Vermeidung plötzlicher Ausfallzeiten Reduzierung von Betriebskosten Verhinderung katastrophaler Folgeschäden an Anlagen und damit verbundenen Lieferengpässen Vorbeugende und zustandsorientierte Instandhaltung HYDAC bietet eine umfangreiche Palette einfach zu handhabender Fluidsensoren, Mess-, Anzeige- und Analysesysteme. ContaminationSensor CS 000 & AquaSensor AS 000 / AS 000 Fluidsensoren zur Erfassung von Feststoffverschmutzung, Wassersättigung und Temperatur im Öl FluidMonitoring Module FMM FluidControl Unit FCU 000 Anschlussfertige Module zur Erfassung von Feststoffverschmutzung, Wassersättigung und Temperatur im Öl Tragbares Servicegerät zur Messung von Feststoffverschmutzung, Wassersättigung und Temperatur in Hydrauliksystemen

3 Das optimierte Tanksystem Die innovative vakuumverpackte Tanklösung Die vakuumverpackte Tanklösung für Hydrauliksysteme von HYDAC heißt. Das OXS ist mit einem geeigneten Tank, Filtern, Kühlern sowie einer kontinuierlich arbeitenden Entgasung- und Entwässerungseinheit ausgestattet. Damit kann der Tankinhalt von stationären Hydrauliksystemen drastisch verringert werden. Das Öl im OXiStop wird mit Hilfe einer Membrane, die sich wie eine schützende Haut auf die Öloberfläche legt, luftdicht abgeschlossen. Gleichzeitig sorgt der integrierte MiniOX für eine kontinuierliche Entgasung und Entwässerung des Öls. Dadurch bleibt das Öl gashungrig und löst ins System eindringende Luft schnellstmöglich auf. Pro 00 Liter Öl können ca. 8-9 Liter Luft gelöst werden. Ein kompakter Nebenstromfilter entfernt unerwünschte Feststoffverschmutzung aus dem System. Dadurch kann die Tankgröße basierend auf dem tatsächlich erforderlichen Pendelvolumen ausgelegt werden. Der Pumpenvolumenstrom ist nicht mehr ausschlaggebend für die Auslegung. Somit ist eine Reduzierung des Tankinhalts von stationären Hydrauliksystemen um Faktor 0 möglich. Die Fluidpflege wird ergänzt durch Fluidsensoren zur Überwachung der Feststoffverschmutzung, des Luft- sowie des Wassergehalts des Öls. Die Kombination aus Fluidüberwachung und -pflege führt zu längeren Ölstandzeiten und optimalem Komponenten- und Anlagenschutz. Für den Anlagenbetreiber bedeutet dies weniger Maschinenausfälle sowie geringere Life Cycle Cost (LCC) der Anlage. PATENTIERT Atm. 4 Luft Atm. OXiStop Atm. Hydraulikanlage Geschwindigkeit = Entwässerungs- und Entgasungseinheit MiniOX (MOX), = Tank-Membrane = Öl, 4 = Luftfilter, 5 = Füllstandsüberwachung, 6 = Nebenstrom-Filteraggregat Die Kavitation ist neben der Verschmutzung des Hydrauliköls eine der Hauptursachen für kurze Komponenten- bzw. Ölstandzeiten. Unter Kavitation versteht man in diesem Zusammenhang das schlagartige bzw. explosionsartige Zerfallen von Luft im Öl, die durch Überschreitung von Löslichkeitsgrenzen frei wird. Zusätzlich können durch Kompression und Temperaturanstieg der Gasblasen Luft und Öl explosionsartig reagieren (Dieseleffekt, Bild 4). Auswirkungen von Kavitation und Dieseleffekt auf die Hydraulikanlage sind: - starke Geräuschentwicklung, - Erosion von Oberflächen, - starke Vibrationen, - starke Dunkelfärbung des Öls bzw. Bildung von Ablagerungen auf ölbenetzten Oberflächen (Varnish). Hydrauliköl ist ein Stoffgemisch aus Grundöl, Additiven, Luft und Gasen. Das Lösevermögen für Luft im Öl hängt hauptsächlich vom Druck des Öls ab []. Während bei absolutem Vakuum keine Luft im Öl gelöst werden kann, kann das Öl bei Atmosphärendruck etwa 0 % Luft aufnehmen (Bild ). Dies entspricht den Bedingungen im Tank. Solange keine freie bzw. sichtbare Luft im Öl ist, hat Entgasen der Flüssigkeit keine messbare Volumenveränderung zur Folge. Bild zeigt eine Strömungsquerschnittsverengung. Durch den Anstieg der Strömungsgeschwindigkeit kommt es zu lokalem Druckabfall. Unterschreitet der Druck dabei die Löslichkeitsgrenze für Luft in Öl, entstehen Gasbläschen, die beim erneuten Verdichten implodieren. Folgen von diesem Vorgang sind: - Oberflächenerosion z. B. in Ventilquerschnitt und - thermisch oxidativer Stress auf die Flüssigkeit. [] G. Schuster: Verringerung der Kavitationsneigung bei hydraulischen Ventilschiebern, O+P 9/004, S.575 bis 579 gelöste Luftmenge [Vol.%] Bild : Löslichkeit von Luft in Mineralöl Druck Druck Dampfdruck der Flüssigkeit Ca. 0 % bei 5 C und bar (Atmosphärendruck) -> in 00 Liter Öl ca. 0 Liter Luft. Bei Druckabsenkung auf 0,8 bar nur noch 8 % löslich -> es werden Liter Luft freigesetzt! Druck [bar] Bild : Freiwerden von Luft durch Druckabfall Implosionen Mikrobläschen durch Hohlsog Geschwindigkeit

4 Ähnliche Phänomene konnten bei hochdynamischen Prozessen beobachtet werden. Beschleunigen von Ölsäulen und schnelle Druckentlastungen führen zu Unterdruckzonen, bei denen Löslichkeitsgrenzen für Luft und Gas in Öl überschritten werden und freies Gas entsteht. Somit trägt eine entgaste Flüssigkeit auch zur Beschleunigung von Prozessen bei und reduziert das Risiko für Komponentenverschleiß. Aufstiegszeit (min/m) d m Aufstiegszeit T = 8 g d² ν v = kinemat. Viskosität g = Erdbeschleunigung d = Blasendurchmesser d = 0,5 mm d = 0,5 mm Viskosität (cst) Bild : Aufstiegszeit von Luftblasen in Mineralöl (nach Hayward) Bild 4: Temperaturanstieg in Gasblasen bei Verdichtung (Dieseleffekt) Das Komplettpaket: PATENTIERT Das Komplettpaket beinhaltet Tank Membrankorb mit definiertem Pendelvolumen und integrierter Tank-Membrane Entgasungs- und Entwässerungseinheit MiniOX (MOX) Überwachung von Entgasungsfunktion und Füllstand Befüll- sowie Entleerungsanschluss Nebenstrom-Filteraggregat Optional kann der OXiStop mit Rücklauffilter, Ölkühler und Verschmutzungssensoren AquaSensor AS und ContaminationSensor CS ausgestattet werden. Das Produktprogramm von HYDAC umfasst drei Standard-Größen: Pendelvolumen 0, 45 und 70 Liter Die Einbauvariante: LID Die Einbauvariante OXiStop LID ist zur Integration in einen kundenspezifischen Tank konzipiert und beinhaltet Membrankorb mit definiertem Pendelvolumen und integrierter Tank-Membrane Entgasungs- und Entwässerungseinheit (MiniOX) mit erforderlicher Antriebseinheit Füllstandsüberwachung Befüll- sowie Entleerungsanschluss Optional kann der OXiStop mit einer Überwachung der Entgasungsfunktion, einem Rücklauffilter,einem Ölkühler und Verschmutzungssensoren AquaSensor AS und ContaminationSensor CS ausgestattet werden. Das Produktprogramm von HYDAC umfasst sieben Standard-Größen: Pendelvolumen 0, 45, 70, 50, 50, 5, 500 Liter 4

5 Schematische Funktionsweise OXiStop Position Komponente Entgasungs- und Entwässerungseinheit MiniOX Membrankorb mit integrierter Membrane Filteraggregat OLF5 4 Steuerblock 5 Luftaustrag 6 Tank (je nach Ausführung) Entgasungs- und Entwässerungseinheit MiniOX Funktionsweise MiniOX: Die rein hydraulisch durch das Filteraggregat angetriebene Entgasungs- und Entwässerungseinheit verwendet einen hydraulischen Kolben (Öloberfläche) zur Vakuumerzeugung und entfernt damit Gase und Feuchtigkeit. Während des Befüllens wird Öl über das Füllventil in die Entgasungseinheit gefördert. Der aufsteigende Ölspiegel verdrängt die Luft und drückt sie aus der Entgasungseinheit heraus. Während des Entleerens wird das Öl in der Entgasungseinheit über eine Ejektorpumpe abgesaugt. Vakuum wird durch das Absenken der Öloberfläche erzeugt. Durch den Unterdruck werden Gase und Feuchtigkeit aus dem Öl entfernt, oberhalb der Öloberfläche gesammelt und beim anschließenden Befüllvorgang wieder ausgestoßen. Durch die permanente Entgasung werden 00 % freie Luft, bis zu 80 % der gelösten Luft und Gase entfernt und der Gesamtgasgehalt im Öl auf - % reduziert. Die Vorteile des OXiStop Reduzierung des Ölvolumens typischerweise um das Zehnfache Erhöhung der Ölstandzeit durch bis zu 80 % geringeren Luftgehalt und ein Verhindern von Wasser und Schmutzeintrag über den Tank Das Hydrauliksystem kann näher an den Verbrauchern installiert werden, was erhebliche Einsparungen bei der Rohrverlegung zur Folge hat Besserer Füllungsgrad der Pumpen (höherer Wirkungsgrad, weniger Wärmeverluste) und Möglichkeit eines Betriebs der Pumpen mit höherer Drehzahl ohne Kavitationsgefahr Höhere Prozessgeschwindigkeiten z. B. bei Zylindern mit Vorfüllventilen Geräuschreduzierung dank verringerter Kavitation Verringerung der Gefahr des Dieseleffekts im Öl Niedrigere Wassergehalte Wesentlich geringere Ölmengen mit positivem Nutzen für die Umwelt Längere Lebensdauer z. B. von Pumpen Vermindertes Auftreten von Oxidationsprodukten und damit reinere Systeme Da das System keinen unmittelbaren Kontakt mit der Umgebung hat, sind extrem reine Systeme auch in sehr staubiger/schmutziger/feuchter Umgebung möglich 5

6 HYDAC Stammhaus HYDAC Gesellschaften HYDAC Vertriebs- und Servicepartner Speichertechnik Accessories Compact-Hydraulik Filter Systems Verfahrenstechnik Filtertechnik Globale Präsenz. Lokale Kompetenz. Telefon: Fax: Internet: Kühlsysteme Elektronik HYDAC FILTERSYSTEMS Industriegebiet GMBH 6680 Sulzbach/Saar Deutschland