Un dispositivo para impedir la penetración de contaminantes y humedad en,

y para eliminar la humedad de, un depósito de fluido para aceite de un sistema de lubricación e hidráulico, que comprende: un depósito de fluido (22) para contener un fluido (32) en su interior; una abertura de depósito de fluido que comprende un respiradero (30, 33) para permitir un intercambio de gas entre el interior del depósito de fluido (22) y el exterior del depósito de fluido, y un secador de depósito (23) situado en comunicación fluida con el depósito de fluido (22), comprendiendo el secador de depósito (23) una fuente de gas comprimido y un secador de gas (26) para secar el gas comprimido con el fin de aumentar la capacidad del gas comprimido que, en uso, se inyecta en dicho depósito de fluido (22) para absorber la humedad del fluido (32) en el depósito (22), en el que dicho secador de depósito (23) está basado en membrana, siendo el secador de gas (26) un secador de gas de membrana, y se usa para cubrir con un gas seco un espacio delantero (31) que, en uso, se forma encima del aceite en el interior de dicho depósito (22), teniendo dicho respiradero (30) un filtro (36) para eliminar las partículas del aire ambiente aspirado en el depósito de fluido (22) y un desecante (35) para eliminar la humedad del aire ambiente aspirado en el depósito de fluido (22). .

Secador de depósito basado en membrana

CAMPO DE LA INVENCIÓN

Esta invención se refiere a sistemas de lubricación e hidráulicos, y más específicamente a un procedimiento y un dispositivo para impedir la penetración de contaminantes y humedad y para eliminar la humedad de un depósito de fluido de sistemas de lubricación e hidráulicos.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Los fluidos de lubricación e hidráulicos se usan extensamente en todas las plantas de fabricación y en maquinaria industrial. En la mayoría de estas aplicaciones, el fluido está contenido en un depósito y se suministra a los lugares deseados ya sea por la acción de una bomba o por lubricación por salpicadura. Cuando el fluido es bombeado a la posición deseada, se aspira aire atmosférico en el depósito para hacer ascender el volumen del aceite bombeado y evitar así todo posible vacío en el depósito, ya que el depósito típico no está diseñado para servicio en vacío. Adicionalmente, en equipos que no pueden funcionar de manera continua, el aire atmosférico puede ser aspirado en un depósito debido a cambios de volumen al enfriarse. Este intercambio de aire entre el depósito y el entorno ambiente es conocido en la técnica como respiración del depósito.

Para todos los sistemas de lubricación e hidráulicos, la necesidad de mantener el aceite limpio y seco es de enorme importancia ya que la avería del equipo está relacionada directamente con la presencia de contaminantes que incluyen partículas y agua. No sólo se usa comúnmente la filtración líquida para eliminar las partículas del fluido, sino que también se toman medidas para impedir la penetración de contaminantes en el depósito. Un punto de penetración significativo para la contaminación es a través de las aberturas del depósito que permiten que el depósito respire. Cuando un depósito respira con aire ambiente, puede aspirarse también contaminación en forma de partículas y humedad transportadas por el aire. Se han usado diversos procedimientos para reducir al mínimo la penetración de contaminantes en los depósitos.

El enfoque más sencillo usado en la técnica es un tubo doblado hacia abajo 11, según se muestra en el depósito 10 de la fig. 1. El tubo doblado hacia abajo 11 impide básicamente la penetración en volumen de agua líquida cuando el depósito 10 se moja con agua bien por la lluvia en aplicaciones en exterior, o bien al lavarlo en aplicaciones en interior. Una limitación en el uso del tubo doblado hacia abajo 11 es que el tubo doblado hacia abajo 11 no impide la penetración de partículas o humedad atmosférica.

Otro enfoque usado en la técnica es un respiradero de filtro 13 mostrado en la fig. 2, en el que se coloca un medio de filtro 15 dentro de un respiradero 14 para capturar partículas transportadas por el aire. El medio de filtro 15 usado en este tipo de filtro varía extensamente desde espuma de célula abiertas gruesa a medio de filtro fibroso con filtración nominal a 3 micrómetros. Este enfoque está limitado en general por una caída de presión y eficacia del filtro y no hace nada por evitar que la humedad atmosférica entre en el depósito 12. Adicionalmente, con el fin de que todo el aire que entra en el depósito 12 se filtre, el depósito 12 debe estar sellado completamente excepto los respiraderos. En caso contrario, como el elemento de filtro aumenta en caída de presión debido a la acumulación de partículas, la probabilidad de que el aire cargado de partículas entre en el depósito a través de cualquier hueco en las superficies de sellado aumenta significativamente.

Los respiraderos con desecante son también otro tipo de tecnología usada para abordar la cuestión de la penetración de contaminantes, según se describe en las patentes de EE.UU. 4.504.289, 4.548.624 y 6.217.639 y se ilustra en la fig. 3. El respiradero con desecante 17 de la fig. 3 se muestra de manera que comprende un material desecante 20 para absorber la humedad y un medio de filtro 19 para eliminar las partículas. Sin embargo, los respiraderos con desecante están limitados ya que tienen sólo una capacidad finita para eliminación de la humedad y así cuando el desecante se consume, no eliminan ninguna humedad adicional. Los usuarios se ven instados así a vigilar estrechamente las condiciones del desecante y a cambiar los respiraderos frecuentemente.

El requisito de vigilar y sustituir los respiraderos con desecante se añade al coste global para impedir la penetración de contaminantes en el depósito 16. Adicionalmente, los respiraderos con desecante, como el respiradero con desecante 17, eliminan la humedad sólo cuando la humedad está en estrecha proximidad con el material desecante. Así para que un desecante elimine la humedad del fluido 21 que está contenido en el depósito 16, la humedad debe difundirse desde la superficie del fluido al material desecante 17. Dado que estas distancias son a menudo del orden de 30 cm a 3 metros, el procedimiento es muy lento y esencialmente pasivo.

Todas las tecnologías actuales usadas para impedir la penetración de contaminantes adolecen de inconvenientes que provocan una condición subóptima del espacio delantero del depósito. El objeto de la presente invención es proporcionar un medio para impedir la penetración de partículas y humedad en los depósitos y proporcionar un medio para la eliminación activa de agua y humedad del fluido contenido en el depósito.

BREVE RESUMEN DE LA INVENCIÓN

Un procedimiento y un dispositivo para impedir la penetración de contaminantes y humedad y para eliminar la humedad de un fluido soportado en un depósito de fluido según la invención tienen las etapas y características expuestas en las reivindicaciones 1 y 14. El dispositivo incluye una abertura de depósito de fluido para permitir un intercambio de aire entre el interior del depósito de fluido y el aire circundante ambiente y un secador de depósito basado en membrana situado en comunicación fluida con el depósito de fluido en una forma de realización. El secador de depósito basado en membrana comprende una fuente de gas comprimido, un filtro y un dispositivo de coalescencia para eliminar los contaminantes de partículas y aerosol del gas comprimido, un secador de membrana para secar el gas comprimido con el fin de aumentar la capacidad del gas comprimido de absorber la humedad del fluido en el depósito y un medio para controlar el flujo de gas que sale del secador de depósito basado en membrana.

DESCRIPCIÓN DE LA TÉCNICA ANTERIOR

La patente de EE.UU. nº 4.504.289 enseña una tapa de respiradero para su uso en un tanque de petróleo en bruto líquido;

la patente de EE.UU. nº 4.548.624 enseña también una tapa de respiradero para su uso en un tanque de petróleo en bruto líquido;

la patente de EE.UU. nº 6.217.639 enseña un respiradero con control de contaminación para su uso en conjunción con entrada y salida de aire a y desde la maquinaria; y la patente de EE.UU. nº 6.585.808 enseña un módulo de membrana para su uso en la eliminación de agua de corrientes de gas comprimido y un procedimiento para fabricar el aparato; usando el módulo de membrana aire de barrido con el fin de eliminar humedad de agua de la membrana;

la patente de EE.UU. nº 1.739.092 enseña un recipiente con aceite con aislamiento en el que se sumerge un dispositivo de traslación eléctrica, haciéndose burbujear el aceite por medio de gas seco para purificarlo por aglomeración/coagulación y precipitación de impurezas con el fin de preservar sus capacidades dieléctricas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La fig. 1 muestra una vista en sección transversal de un depósito de fluido que tiene un tubo doblado hacia abajo para impedir la penetración en masa de agua líquida en su interior;

la fig. 2 muestra una vista en sección transversal de un depósito de fluido que tiene un respiradero de filtro para capturar las partículas transportadas por el aire con el fin de impedir que las partículas transportadas por el aire entren en el depósito de fluido;

la fig. 3 muestra una vista en sección transversal de un depósito de fluido que tiene un respiradero con desecante para absorber la humedad y un medio de filtro para eliminar las partículas;

la fig. 4 muestra una vista en sección transversal de una forma de realización, de la presente invención que comprende un depósito de fluido que tiene un secador de depósito basado en membrana;

la fig. 5 muestra una vista en sección transversal de un... [Seguir leyendo]

1. Un dispositivo para impedir la penetración de contaminantes y humedad en, y para eliminar la humedad de, un depósito de fluido para aceite de un sistema de lubricación e hidráulico, que comprende: un depósito de fluido (22) para contener un fluido (32) en su interior; una abertura de depósito de fluido que comprende un respiradero (30, 33) para permitir un intercambio de gas entre el interior del depósito de fluido (22) y el exterior del depósito de fluido, y un secador de depósito (23) situado en comunicación fluida con el depósito de fluido (22) , comprendiendo el secador de depósito (23) una fuente de gas comprimido y un secador de gas (26) para secar el gas comprimido con el fin de aumentar la capacidad del gas comprimido que, en uso, se inyecta en dicho depósito de fluido (22) para absorber la humedad del fluido (32) en el depósito (22) , en el que dicho secador de depósito (23) está basado en membrana, siendo el secador de gas (26) un secador de gas de membrana, y se usa para cubrir con un gas seco un espacio delantero (31) que, en uso, se forma encima del aceite en el interior de dicho depósito (22) , teniendo dicho respiradero (30) un filtro (36) para eliminar las partículas del aire ambiente aspirado en el depósito de fluido (22) y un desecante (35) para eliminar la humedad del aire ambiente aspirado en el depósito de fluido (22) .

2. El dispositivo según las reivindicación 1 que incluye un filtro (24) para eliminar los contaminantes de partículas y aerosol del gas comprimido.

3. El dispositivo según las reivindicaciones 1 o 2 que incluye un dispositivo de coalescencia (25) para eliminar los contaminantes de partículas y aerosol del gas comprimido.

4. El dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que incluye un medio (27) para controlar el flujo de gas que sale del secador de depósito (23) basado en membrana.

5. El dispositivo según las reivindicación 1 que incluye una válvula de descarga (28) para protección contra una presurización excesiva del depósito de fluido (22) .

6. El dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que incluye un dispositivo dosificador para controlar una cantidad deseada de gas seco que fluye en el depósito de fluido (22) .

7. El dispositivo según las reivindicación 1, en el que dicho respiradero con desecante (33) se apoya en la abertura de depósito de fluido.

8. El dispositivo según la reivindicación 1, que incluye un circuito de control que comprende un dispositivo de control

(37) para mantener un nivel de humedad objeto deseado en el fluido (32) contenido en el depósito (22) y un sensor

(38) situado dentro del depósito de fluido (22) que mide el contenido de humedad del fluido o de un espacio delantero (31) encima del fluido y que comunica lo mencionado anteriormente con el dispositivo de control (37) .

9. El dispositivo según la reivindicación 1, que incluye un circuito de control que comprende un dispositivo de control (37) para mantener un nivel de humedad objeto deseado en un espacio delantero (31) del depósito de fluido (22) y un sensor (38) situado dentro del depósito de fluido (22) que mide el contenido de humedad del gas y que comunica lo mencionado anteriormente con el dispositivo de control (37) .

10. El dispositivo según la reivindicación 1, que incluye un dispositivo de detección del nivel de fluido (40) para controlar la cantidad de gas seco inyectado en el depósito de fluido (22) con el fin de asegurar un acondicionamiento continuo de un espacio delantero del depósito de fluido (31) sin la inyección de cantidades excesivas de gas seco en el depósito de fluido (22) .

11. El dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la abertura de depósito de fluido (30, 33, 39) está situada en posición distal con respecto al punto de inyección de gas seco del secador de depósito

(23) basado en membrana.

12. El dispositivo según la reivindicación 1, en el que secador de depósito (23) basado en membrana comprende además un filtro (24) y un dispositivo de coalescencia (25) para eliminar los contaminantes de partículas y aerosol del gas comprimido, y un dispositivo dosificador para controlar un volumen deseado de gas seco que fluye en el depósito de fluido (22) .

13. El dispositivo según las reivindicación 12, que incluye una válvula de descarga (28) para protección frente a presurización excesiva del depósito de fluido (22) .

14. Un procedimiento para impedir la penetración de contaminantes y humedad en, y para eliminar la humedad de, un depósito de fluido que contiene aceite de un sistema de lubricación e hidráulico, que comprende las etapas consistentes en dirigir un volumen de gas comprimido desde una fuente de gas comprimido a través de un filtro (24) y un dispositivo de coalescencia (25) para eliminar los contaminantes de partículas y aerosol del gas comprimido;

mover el gas comprimido a través de un secador de membrana (23) para secar y aumentar la capacidad del gas comprimido con el fin de absorber la humedad; inyectar una cantidad dosificada del gas seco en un depósito de fluido (22) ; permitir que el gas seco fluya a través de un espacio delantero (31) encima del aceite en el interior del depósito de fluido (22) con el fin de eliminar la humedad del espacio delantero del depósito y del fluido en el depósito de fluido; y mantener una presión ligeramente positiva con respecto a una presión ambiente del entorno que rodea al depósito de fluido (22) para impedir que los contaminantes y la humedad ambiente penetren en el espacio delantero del depósito (31) y desde el depósito de fluido a través de un respiradero de depósito (30, 33, 39) , teniendo dicho respiradero (30) un filtro (36) para eliminar las partículas del aire ambiente aspirado en el depósito de fluido (22) y un desecante (35) para eliminar la humedad del aire ambiente aspirado en el depósito de fluido (22) .