DE102004018131A1

DE102004018131A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Absaugen von staubhaltigen und aerosolhaltigen, von einer mit Kühlschmierstoffen betreibbaren Werkzeugmaschine kommenden Gasgemischen

Info

Publication number: DE102004018131A1
Application number: DE102004018131A
Authority: DE
Inventors: Siegfried Dipl.-Ing. Handte
Original assignee: Handte Umwelttechnik GmbH
Current assignee: Camfil APC GmbH
Priority date: 2004-04-08
Filing date: 2004-04-08
Publication date: 2005-10-27

Abstract

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Absaugen von staubhaltigen, aerosolhaltigen Gasgemischen, die beim Betrieb einer Werkzeugmaschine (10) mit Kühlschmierstoffen entstehen, besitzt einen Ölabscheider (20) in der von der Maschine (10) wegführenden Absaugleitung (16, 19, 22, 26). Zumindest eine Druckentlastungseinrichtung (18, 24) ist eingangs- und/oder ausgangsseitig des Ölabscheiders (20) vorhanden.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung, mit der die beim Betrieb einer mit Kühlschmierstoffen betriebenen Werkzeugmaschine entstehenden staubhaltigen und aerosolhaltigen Gasgemische abgesaugt werden können. Bei solchen Gasgemischen kann es unter ungünstigen Verhältnissen zu einem Brand, einer Verpuffung oder einer Explosion kommen.
STAND DER TECHNIK
Bei der Zerspanung metallischer Werkstoffe und ähnlichen Bearbeitungsvorgängen können Werkzeugmaschinen eingesetzt werden, die mit Kühlschmiermitteln betrieben werden. Die dabei entstehenden Stäube, Nebel, Dämpfe, Gase, Rauche und gegebenenfalls Späne stellen eine äußerst problematische Verschmutzungs- und Schadstoffbelastung der die Werkzeugmaschine umgebenden Luft dar. Daher ist eine Absaugung und Filtrierung dieser die Werkzeugmaschine umgebenden Luft erforderlich.
Um den Verschmutzungsbereich möglichst gering zu halten, ist es bekannt, Werkzeugmaschinen mit einer Umhausung zu versehen. Von der Umhausung führt eine Abgasleitung zu einem Ölabscheider. In dem Ölabscheider werden Ölbestandteile und sonstige Partikel aus der Luft herausgefiltert und die Ölbestandteile wieder in den Kühlschmiermittelkreislauf der Werkzeugmaschine zurückgeführt. Aus dem Ölabscheider kann die von Öl und Stäuben und dergleichen Schadstoffen gereinigte Luft ins Freie abgeführt werden.
Aus der DE 295 14 378 U1 ist es dabei bekannt, in der Umhausung eine Druckentlastungsklappe vorzusehen. Damit soll im Falle einer im Umfeld der Werkzeugmaschine auftretenden Explosion oder Verpuffung der sich dadurch im Innenraum der Umhausung bildende Überdruck gefahrlos abgebaut werden. Offensichtlich sind die dabei verwendeten Druckentlastungsklappen nicht wirkungsvoll genug, denn es sind trotz solcher Druckentlastungsmaßnahmen Schäden aufgetreten.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Ausgehend von diesem vorbekannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Möglichkeit zur Druckentlastung im Zusammenhang mit dem Betrieb von Werkzeugmaschinen der eingangs genannten Art anzugeben.
Diese Erfindung ist durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 2 gegeben. Sinnvolle Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von sich daran anschließenden weiteren Ansprüchen.
Die Erfindung beinhaltet, dass Druckentlastungseinrichtungen auch eingangsseitig und/oder ausgangsseitig des im Absaugsystem einer mit Kühlschmierstoffen betriebenen Werkzeugmaschine vorhandenen Ölabscheiders vorgesehen werden. Damit wird verhindert, dass die bei einem sehr plötzlichen Druckanstieg innerhalb der Umhausung der Werkzeugmaschine entstehenden Druckwellen sich durch die Absaugleitung hindurch in den Ölabscheider fortpflanzen und im Ölabscheider beträchtliche Schäden verursachen können. Diese Druckwellen werden durch die vor dem Ölabscheider vorhandene Druckentlastungseinrichtung aufgefangen und gefahrlos abgebaut. Für den Fall, dass beim Betrieb der Werkzeugmaschine in dem Ölabscheider eine Explosion oder eine Verpuffung auftritt, kann auch ausgangsseitig des Ölabscheiders eine entsprechende Druckentlastungseinrichtung vorgesehen werden. Die in diesem Falle im Ölabscheider entstehende Druckwelle kann damit nicht den ausgangsseitig des Ölabscheiders vorhandenen Saugventilator beschädigen. Außerdem kann diese Druckwelle sich auch nicht in Gegenrichtung in die Umhausung der Werkzeugmaschine hineinbewegen, da sie von der eingangsseitig des Ölabscheiders vorhandenen Druckentlastungseinrichtung aufgefangen und abgebaut werden kann.
Als Druckentlastungseinrichtung kann ein an sich bekannter Bersttopf mit einer schwenkbaren Druckentlastungsklappe vorgesehen werden. Als Druckentlastungseinrichtungen können auch eine Berstscheibe oder Druckentlastungsventile wie beispielsweise Tellerventile vorgesehen werden.
Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung auch im Zusammenhang mit der Ausbildung einer einen Bersttopf aufweisenden Druckentlastungseinrichtung sind den in den Ansprüchen ferner aufgeführten Merkmalen sowie dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel zu entnehmen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Die Erfindung wird im Folgenden anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeipiels näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung von Absaugeinrichtungen, die bei einer mit Kühlschmierstoffen betriebenen Werkzeugmaschine vorhanden sind.
WEGE ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Eine Werkzeugmaschine 10 wird in einer Umhausung 12 eingekapselt betrieben. Die Werkzeuge der Werkzeugmaschine werden mit Kühlschmierstoffen gekühlt.
In der Umhausung ist eine Überdruck-Jalousie 14 vorhanden, die im Betrieb der Werkzeugmaschine 10 verschlossen ist und sich nur bei auftretenden plötzlichen Druckanstiegen im Innenraum der Umhausung 12 öffnet. Dadurch sollen im Innenraum der Umhausung 12 auftretende Druckwellen, die bei Explosionen oder Verpuffungen entstehen, abgebaut werden.
Von der Umhausung führt eine Saugleitung 16 zu einer ersten Druckentlastungseinrichtung 18. Von dort führt eine Saugleitung 19 in einen an sich bekannten Ölabscheider 20. Vom Ölabscheider 20 führt eine weitere Saugleitung 22 zu einer zweiten Druckentlastungseinrichtung 24. Von dort führt schließlich eine weitere Saugleitung 26 zu einem Saug-Ventilator 28 und von dort ins Freie.
Die erste und die zweite Druckentlastungseinrichtungen 18, 24 besitzen einen sogenannten Bersttopf 30, der durch eine schwenkbare (Doppelpfeil 32) Druckentlastungsklappe 36 an seiner Oberseite im Regelfalle verschlossen ist. Bei Auftreten eines Überdruckes im Innenraum des Bersttopfes 30 öffnet sich die Druckentlastungsklappe 36 durch eine Schwenkbewegung um eine Schwenkachse 38. Nach Abbau des Druckanstieges im Innenraum des Bersttopfes 30 schließt sich die Druckentlastungsklappe 36 wieder infolge ihres Eigengewichtes.
Die in den Innenraum der Umhausung 12 einmündende Saugleitung 16 führt von unten in den Bersttopf 30 hinein und ragt mit ihrem anderen, offenen Ende 40 senkrecht nach oben. Der Bodenbereich 42 des Bersttopfes 30 ist mit der Saugleitung 19 verbunden, die in den Ölabscheider 20 hineinführt. Dadurch wird die Gasströmung nach Austreten aus der Saugleitung 16 um 180 Grad nach unten umgelenkt (Pfeil 44).
Im gleicher Weise wie die Saugleitung 16 mündet die Saugleitung 22 in den Bersttopf 30 der zweiten Druckentlastungseinrichtung 24. Der Bodenbereich 42 dieses Bersttopfes 30 schließt an die zum Saug-Ventilator 28 führende Leitung 26 an. Mit Hilfe des Saug-Ventilators 28 kann damit durch die Leitungen 26, 22, 19, 16 ein zum Absaugen der in der Umhausung 12 entstehenden staubhaltigen und aerosolhaltigen Gasgemische erforderlicher Unterdruck erzeugt werden.
Sollte im Ölabscheider 20 eine Explosion oder Verpuffung auftreten, kann die dabei entstehende Druckwelle durch die beiden Druckentlastungseinrichtungen 18, 24 gefahrlos abgebaut werden.
Die Druckentlastungsklappen 36 der beiden Druckentlastungseinrichtungen 18, 24 öffnen sich im vorliegenden Fall nach außen durch das Dach 48 einer Werkzeughalle hindurch, in der die Werkzeugmaschine 10 platziert ist, um die bei der Explosion oder Verpuffung entstehenden Gasgemische im vorliegenden Fall ins Freie und damit aus der Werkzeughalle herauszuführen. Bei entsprechend geringer Schadstoffbelastung könnte die Druckentlastung auch in die Werkzeughalle hinein erfolgen.
Die im Ölabscheider 20 aus dem Gasgemisch herausgefilterten Schmierstoffe (Schmieröle) werden durch eine Ölleitung 50 in einen Schmierstoffspeicher 52 zurückgeführt. Aus dem Schmierstoffspeicher 52 wird über eine Ölleitung 54 die Werkzeugmaschine 10 mit Kühlschmierstoffen versorgt.
In die Ölleitung 50 mündet eine Ölleitung 56 ein, die von der zweiten Druckentlastungseinrichtung 24 kommt und das dort abgeschiedene Öl in den Schmierstoffspeicher 52 und damit in den Prozessschmierölkreis wieder zurückführt. Das in der ersten Druckentlastungseinrichtung 18 sich abscheidende Öl kann durch die Saugleitung 19 in die Ölleitung 50 eingeleitet und somit ebenfalls zum Schmierstoffspeicher 52 zurückgeführt werden.
Insbesondere bei sehr langem räumlichen Abstand zwischen dem Ölabscheider 20 und der Umhausung 16, und damit bei sehr langer Saugleitung 16, können in der Saugleitung 16 auch mehrere Druckentlastungseinrichtungen 18 vorgesehen werden. Es können dann Druckwellen, die durch Explosionen oder Verpuffungen hervorgerufen werden, die beispielsweise in der Saugleitung 16 entstanden sind, für die Werkzeugmaschine 10 und ihre Umhausung 12 gefahrlos abgebaut werden.
Sofern mehrere Umhausungen mit jeweils einer Saugleitung 16 an einen einzelnen Ölabscheider 20 angeschlossen sind, empfiehlt sich, neben der Druckentlastungseinrichtung 18 noch weitere solche Druckentlastungseinrichtungen in jeder dieser Saugleitungen 16 anzuordnen. In einer der an den Ölabscheider 20 angeschlossenen mehreren Umhausungen entstandene Druckwellen könnten sich dann nicht rückwärts in andere Umhausungen hinein auswirken.
Die Druckentlastungseinrichtung wie beispielsweise der Bersttopf 30 kann zusätzlich mit einer Flammsperre ausgerüstet sein. So kann beispielsweise die Druckentlastungsklappe 36 in einem Rohrstück unten eingebaut sein. Dieses Rohrstück kann oben durch ein metallisches Schutzgitter abgedeckt sein, das einerseits verhindert, dass Gegenstände von außen auf die Druckentlastungsklappe 36 fallen, und andererseits – wie an sich bekannt – sich gut als Schutz gegen den Durchschlag von Flammen eignet.

Claims

Verfahren zum Absaugen von staubhaltigen, aerosolhaltigen Gasgemischen, die beim Betrieb einer Werkzeugmaschine (10) mit Kühlschmierstoffen entstehen, wobei in der von der Maschine (10) wegführenden Absaugleitung (16, 19, 22, 26) ein Ölabscheider (20) vorhanden ist, – dadurch gekennzeichnet, dass – zumindest eine Druckentlastungseinrichtung (18, 24) eingangs- und/oder ausgangsseitig des Ölabscheiders (20) vorgesehen wird.
Vorrichtung zum Absaugen von staubhaltigen, aerosolhaltigen Gasgemischen, die beim Betrieb einer Werkzeugmaschine (10) mit Kühlschmierstoffen entstehen, – mit einem Ölabscheider (20) in der von der Maschine (10) wegführenden Absaugleitung (16, 19, 22, 26), – dadurch gekennzeichnet, dass – zumindest eine Druckentlastungseinrichtung (18, 24) eingangs- und/oder ausgangsseitig des Ölabscheiders (20) vorhanden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, – dadurch gekennzeichnet, dass – die Werkzeugmaschine (10) innerhalb einer Umhausung (12) vorhanden ist, – zumindest eine Druckentlastungseinrichtung (18) zwischen der Umhausung (12) und dem Ölabscheider (20) vorhanden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, – dadurch gekennzeichnet, dass – eine Druckentlastungseinrichtung (24) leitungsmäßig zwischen dem Ölabscheider (20) und einem an die Absaugleitung (22, 26) angeschlossenen Saugventilator (28) vorhanden ist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, – dadurch gekennzeichnet, dass – die Druckentlastungseinrichtung (18, 24) einen Bersttopf (30) mit einer schwenkbaren Druckentlastungsklappe (36) aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, – dadurch gekennzeichnet, dass – die Druckentlastungseinrichtung (18, 24) eine Berstscheibe besitzt.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, – dadurch gekennzeichnet, dass – die Druckentlastungseinrichtung (18, 24) ein Druckentlastungsventil besitzt.
Vorrichtung nach Anspruch 7, – dadurch gekennzeichnet, dass – das Druckentlastungsventil ein Tellerventil ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, – dadurch gekennzeichnet, dass – die Saugleitung (16, 19, 22, 26) so durch den Bersttopf (30) hindurchgeführt ist, dass die Saugleitung in dem Bersttopf (30) eine Öffnung besitzt und im Bereich dieser Öffnung strömungsmäßig eine 90 Grad bis 180 Grad Strömungsumlenkung (44) bewirkbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, – dadurch gekennzeichnet, dass – eine Ölrückführungsleitung (50, 56) zwischen der Druckentlastungseinrichtung (18, 24), wie insbesondere dem Bersttopf, und einem die Kühlschmiermittel für die Werkzeugmaschine (10) zur Verfügung stellenden Schmierstoffspeicher (52) vorhanden ist.