DE102015220896B4 - Method for separating liquid and gaseous fluid contained in a gaseous fluid - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Abscheiden von in einem gasförmigen Fluid enthaltener Flüssigkeit beim Betrieb einer das Fluid ansaugenden Absaugvorrichtung, wobei das Abscheiden mittels einer Abscheidevorrichtung (10) erfolgt, welche von dem angesaugten Fluid durchströmt wird, wobei die Abscheidevorrichtung (10) eine erste Abscheideeinheit (12) und eine zweite, der ersten Abscheideeinheit (12) nachgeschaltete Abscheideeinheit (14) aufweist, wobei die erste und zweite Abscheideeinheit (12, 14) jeweils ein Reservoir (20, 30), einen mit der Absaugvorrichtung verbundenen Auslass (18, 28) und einen das angesaugte Fluid aufnehmenden Einlass (16, 26) aufweisen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:- Detektion ob ein Füllstand einer Flüssigkeit im Reservoir (20) der ersten Abscheideeinheit (12) einen Füllstandschwellwert überschreitet,- Schließen von Einlass (16) und Auslass (18) der ersten Abscheideeinheit (12) bei Überschreiten des Füllstandschwellwertes,- Entleeren des Reservoirs (20) der ersten Abscheideeinheit (12) durch einen Entleerungsausgang (24), wobei nach dem vollständigen Schließen von Einlass (16) und Auslass (18) eine vorgegebene Wartezeitdauer abgewartet wird und erst nach der Wartezeitdauer das Reservoir (20) der ersten Abscheideeinheit (12) entleert wird und- Öffnen von Einlass (16) und Auslass (18) der ersten Abscheideeinheit (12).A method for separating liquid contained in a gaseous fluid during operation of a suction device suctioning the fluid, wherein the separation takes place by means of a separation device (10) through which the sucked fluid flows, wherein the separation device (10) comprises a first separation unit (12) and a second deposition unit (14) connected downstream of the first separation unit (12), the first and second separation units (12, 14) each having a reservoir (20, 30), an outlet (18, 28) connected to the suction device and an outlet suctioned fluid receiving inlet (16, 26), the method comprising the steps of: - detecting whether a liquid level in the reservoir (20) of the first separation unit (12) exceeds a level threshold, - closing inlet (16) and outlet (18) of the first separation unit (12) when the filling level threshold value is exceeded, - emptying of the reservoir (2 0) of the first separation unit (12) through an emptying outlet (24), after the complete closing of the inlet (16) and outlet (18) a predetermined waiting time is awaited and only after the waiting period, the reservoir (20) of the first separation unit (12 ) and opening of inlet (16) and outlet (18) of the first separation unit (12).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abscheiden von in einem gasförmigen Fluid enthaltener Flüssigkeit beim Betrieb einer das Fluid ansaugenden Absaugvorrichtung, wobei das Abscheiden mittels einer Abscheidevorrichtung erfolgt, welche von dem angesaugten Fluid durchströmt wird. Zudem betrifft die Erfindung eine Abscheidevorrichtung.The invention relates to a method for separating liquid contained in a gaseous fluid during operation of a suction device suctioning the fluid, wherein the separation takes place by means of a separation device through which the sucked-in fluid flows. In addition, the invention relates to a separation device.
Das beanspruchte Verfahren und die beanspruchte Abscheidevorrichtung können zum Betreiben einer Absaugvorrichtung bei Unterdruckgreifvorrichtungen oder Unterdruckspannvorrichtungen zum Einsatz kommen, z.B. in einer Bearbeitungsanlage zur Nassbearbeitung von Werkstücken. Eine Nassbearbeitung von Werkstücken kann beispielsweise bei Fräsmaschinen oder Bohrmaschinen vorteilhaft sein, wobei dem Bearbeitungsbereich bzw. dem Werkstück z.B. Kühlmittel zugeführt wird.The claimed method and claimed separation apparatus may be used to operate a suction device on vacuum grippers or vacuum chucks, e.g. in a processing plant for wet machining of workpieces. Wet machining of workpieces may be advantageous, for example, in milling machines or drills, with the machining area or workpiece e.g. Coolant is supplied.
Hierbei besteht das Problem, dass das von der Absaugvorrichtung eingesaugte gasförmige Fluid mit Verunreinigungen durchsetzt ist. Beispielsweise können die genannten Flüssigkeiten oder auch sonstige Bearbeitungsnebenprodukte in die Greifvorrichtung oder die Spannvorrichtung eingesaugt werden. Diese Gefahr besteht insbesondere dann, wenn das bearbeitete Werkstück an der Greifvorrichtung bzw. Spannvorrichtung nicht vollständig dichtend anliegt und angesaugt wird. Wenn die genannten Verunreinigungen in den Unterdruckerzeuger (z.B. Unterdruckpumpe) eindringen, kann dieser beschädigt werden.Here, there is the problem that the sucked by the suction gaseous fluid is interspersed with impurities. For example, the liquids mentioned or other processing by-products can be sucked into the gripping device or the clamping device. This danger exists in particular if the machined workpiece does not rest completely on the gripping device or clamping device and is sucked in. If these impurities enter the vacuum generator (e.g., vacuum pump), it may be damaged.
Daher werden beim Betrieb von Absaugvorrichtungen Abscheidevorrichtungen eingesetzt, die die im angesaugten Fluid enthaltenen Verunreinigungen oder Flüssigkeiten auffangen. Allerdings müssen solche Abscheidevorrichtungen regelmäßig entleert werden. Um ein Eindringen von Verunreinigungen oder Flüssigkeit in den Unterdruckerzeuger auch während des Entleerens der Abscheidevorrichtung zu vermeiden, muss beispielsweise die Absaugvorrichtung zeitweise ausgeschaltet werden. Ein durchgehender Betrieb der Absaugvorrichtung ist daher nicht möglich.Therefore, in the operation of suction devices separating devices are used, which absorb the impurities or liquids contained in the sucked fluid. However, such separation devices must be emptied regularly. In order to prevent ingress of contaminants or liquid in the vacuum generator even during the emptying of the separator, for example, the suction must be turned off temporarily. A continuous operation of the suction device is therefore not possible.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine Absaugvorrichtung eine kontinuierliche und zuverlässige Abscheidung von Flüssigkeiten und Verunreinigungen in dem angesaugten Fluid zu ermöglichen.The present invention has for its object to provide for a suction device, a continuous and reliable separation of liquids and contaminants in the sucked fluid.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Abscheiden von in einem gasförmigen Fluid enthaltener Flüssigkeit gemäß Anspruch 1 gelöst. Die Abscheidevorrichtung weist hierzu eine erste (saugseitige) Abscheideeinheit und eine zweite, der ersten Abscheideeinheit nachgeschaltete (pumpseitige) Abscheideeinheit auf. Die erste und die zweite Abscheideeinheit weisen jeweils ein Reservoir, einen mit der Absaugvorrichtung verbundenen Auslass und einen das angesaugte Fluid aufnehmenden Einlass auf.This object is achieved by a method for separating liquid contained in a gaseous fluid according to claim 1. For this purpose, the separation device has a first (suction-side) separation unit and a second separation unit (downstream of the first separation unit) (pump-side). Each of the first and second separation units has a reservoir, an outlet connected to the suction device, and an inlet receiving the sucked fluid.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zunächst detektiert, ob ein Füllstand einer Flüssigkeit im Reservoir der ersten Abscheideeinheit einen Füllstandschwellwert überschreitet. Bei Überschreiten des Füllstandschwellwertes werden der Einlass und der Auslass der ersten Abscheideeinheit geschlossen. Dies kann über Ventile erfolgen, so kann der Einlass ein Einlassventil und der Auslass ein Auslassventil aufweisen. Es erfolgt ein Entleeren des Reservoirs der ersten Abscheideeinheit durch einen Entleerungsausgang. Dies kann durch Belüften des Reservoirs gegenüber der Atmosphäre erfolgen. Außerdem werden der Einlass und der Auslass der ersten Abscheideeinheit geöffnet.According to the method of the invention, it is first detected whether a fill level of a liquid in the reservoir of the first separation unit exceeds a fill level threshold value. When the level threshold value is exceeded, the inlet and the outlet of the first separation unit are closed. This can be done via valves, so the inlet may have an inlet valve and the outlet may have an outlet valve. There is an emptying of the reservoir of the first separation unit by a discharge outlet. This can be done by venting the reservoir to the atmosphere. In addition, the inlet and the outlet of the first separation unit are opened.
Erfindungsgemäß stellt bei der Abscheidevorrichtung die erste Abscheideeinheit die hauptsächlich wirksame Flüssigkeitsabscheidung bereit. Hierzu ist der Einlass der ersten Abscheideeinheit derart angeordnet, dass angesaugtes Fluid den Einlass der ersten Abscheideeinheit vor dem Einlass der zweiten Abscheideeinheit erreicht. Konstruktiv sind die erste Abscheideeinheit und die zweite Abscheideeinheit parallel geschaltet, in Bezug auf die Fluidströmung gelangt jedoch das angesaugte Fluid zuerst an den Einlass der ersten Abscheideeinheit.According to the invention, in the separation device, the first separation unit provides the mainly effective liquid separation. For this purpose, the inlet of the first separation unit is arranged such that aspirated fluid reaches the inlet of the first separation unit before the inlet of the second separation unit. Constructively, the first separation unit and the second separation unit are connected in parallel, but with respect to the fluid flow, the sucked fluid first reaches the inlet of the first separation unit.
Die im angesaugten Fluid enthaltene Flüssigkeit kann Bearbeitungsnebenprodukte, beispielsweise Späne oder Schmutzpartikel, enthalten (Emulsion).The liquid contained in the aspirated fluid can contain processing by-products, for example chips or dirt particles (emulsion).
Im Rahmen einer bevorzugten Ausgestaltung kann das Entleeren des Reservoirs der ersten Abscheideeinheit durch Beaufschlagen des Reservoirs mit Überdruck, beispielsweise mit Druckluft, erfolgen. Hiermit kann der Entleerungsvorgang beschleunigt werden.In a preferred embodiment, the emptying of the reservoir of the first separation unit by applying the reservoir with overpressure, for example, with compressed air done. This can speed up the emptying process.
Zur weiteren Ausgestaltung kann das Reservoir der ersten Abscheideeinheit, insbesdondere durch Belüften oder Beaufschlagen mit Überdruck, entleert werden, nachdem der Einlass und der Auslass der ersten Abscheideeinheit vollständig geschlossen sind. Insofern wird das Reservoir nicht entleert, insbesondere nicht belüftet oder mit Überdruck beaufschlagt, wenn noch Verbindung zum Einlass oder Auslass besteht. Dadurch wird vermieden, dass Fluid und/oder Flüssigkeit aus der Abscheidevorrichtung herausgedrückt wird.For further embodiment, the reservoir of the first separation unit, in particular by venting or pressurizing with overpressure, be emptied after the inlet and the outlet of the first separation unit are completely closed. In this respect, the reservoir is not emptied, in particular not ventilated or with overpressure charged if there is still connection to the inlet or outlet. This avoids that fluid and / or liquid is forced out of the separator.
Zur weiteren Erhöhung der Betriebssicherheit wird nach dem vollständigen Schließen von Einlass und Auslass weiter erfindungsgemäß eine vorgegebene Wartezeitdauer abgewartet und erst nach der Wartezeitdauer das Reservoir der ersten Abscheideeinheit belüftet, vorzugsweise mit Überdruck beaufschlagt. Während der Wartezeitdauer erfolgt eine Abscheidung mittels der zweiten Abscheideeinheit. Durch die Wartezeitdauer kann gewährleistet werden, dass sich abgeschiedene Flüssigkeit vollständig am Boden des Reservoirs sammelt.In order to further increase the operational reliability, after the inlet and outlet have been completely closed, a predetermined waiting time is further waited for according to the invention and the reservoir of the first separating unit is ventilated only after the waiting period, preferably subjected to overpressure. During the waiting period, a deposition takes place by means of the second separation unit. The waiting time can ensure that separated liquid collects completely at the bottom of the reservoir.
Zur weiteren Ausgestaltung kann das Entleeren, insbesondere die Beaufschlagung des Reservoirs mit Überdruck, über eine vorgegebene Ausblaszeitdauer erfolgen. Die Ausblaszeitdauer kann an die Strömungseigenschaften des Entleerungsausgangs bzw. eines diesem zugeordneten Entleerungsventils angepasst werden. Durch Vorgabe einer ausreichend langen Ausblaszeitdauer kann eine vollständige Entleerung des Reservoirs sichergestellt werden.For further embodiment, the emptying, in particular the admission of the reservoir with overpressure, can take place over a predefined blow-off time duration. The Ausblaszeitdauer can be adapted to the flow characteristics of the discharge outlet or a discharge valve associated therewith. By providing a sufficiently long Ausblaszeitdauer complete emptying of the reservoir can be ensured.
Im Konkreten kann das Erreichen des Füllstandschwellwertes mittels eines Schalters, insbesondere mittels eines Kontaktschalters, detektiert werden. Hierzu kann in dem Reservoir ein Schwimmkörper mit einem Kontaktelement vorgesehen sein, welcher auf abgeschiedener Flüssigkeit schwimmt.Specifically, reaching the level threshold by means of a switch, in particular by means of a contact switch, can be detected. For this purpose, a float can be provided with a contact element in the reservoir, which floats on deposited liquid.
Um den Entleerungsausgang mit einfachen konstruktiven Mitteln zuverlässig öffnen und schließen zu können, kann zum Entleeren des, insbesondere mit Überdruck beaufschlagten, Reservoirs am Entleerungsausgang ein Entleerungsventil, insbesondere ein Rückschlagventil, öffnen. Dieses kann den Entleerungsausgang gezielt freigeben, insbesondere bei Überdruck (Druckluft) im Reservoir.In order to be able to reliably open and close the discharge outlet with simple structural means, an emptying valve, in particular a check valve, can be opened at the emptying outlet for emptying the reservoir, in particular subjected to overpressure. This can release the discharge outlet specifically, especially at overpressure (compressed air) in the reservoir.
In vorteilhafter Weise kann bei geschlossenem Einlass und geschlossenem Auslass der ersten Abscheideeinheit eine Flüssigkeitsabscheidung mittels der zweiten Abscheideeinheit erfolgen. Hiermit ist eine durchgehend betriebene Absaugvorrichtung, beispielsweise eine Unterdruckpumpe, kontinuierlich vor Verunreinigungen oder Flüssigkeit geschützt.In an advantageous manner, with the inlet closed and the outlet of the first separation unit closed, liquid separation can take place by means of the second separation unit. This is a continuously operated suction device, such as a vacuum pump, continuously protected from contamination or liquid.
Zur Bereitstellung gleichbleibender Strömungsverhältnisse kann nach einem Öffnen des Einlasses und des Auslasses der ersten Abscheideeinheit der Einlass und Auslass der zweiten Abscheideeinheit geschlossen werden. Hiermit herrschen gleichbleibende Verhältnisse, insbesondere auch an einer Unterdruckgreifvorrichtung oder Unterdruckspannvorrichtung.In order to provide constant flow conditions, the inlet and outlet of the second separation unit can be closed after opening the inlet and the outlet of the first separation unit. Hereby prevail consistent conditions, especially on a vacuum gripping device or vacuum clamping device.
Zur weiteren Ausgestaltung kann nach dem Schließen des Einlasses und Auslasses der zweiten Abscheideeinheit das Reservoir der zweiten Abscheideeinheit insbesondere durch Belüften oder Beaufschlagen mit Überdruck, beispielsweise Druckluft, und Abführen von Flüssigkeit durch einen weiteren Entleerungsausgang entleert werden. Der Entleerungsvorgang der zweiten Abscheideeinheit kann entsprechend wie zur ersten Abscheideeinheit beschrieben ausgestaltet werden. Insbesondere können auch hier eine Wartezeitdauer und eine Ausblaszeitdauer entsprechend vorgegeben werden.For further embodiment, after closing the inlet and outlet of the second separation unit, the reservoir of the second separation unit can be emptied, in particular by venting or pressurizing with overpressure, for example compressed air, and discharging liquid through a further emptying outlet. The emptying process of the second separation unit can be configured accordingly as described for the first separation unit. In particular, a waiting time duration and a blow-off time duration can also be predefined accordingly.
Im Konkreten kann eine Entleerung des Reservoirs der ersten Abscheideeinheit wiederholt jeweils nach Überschreiten des Füllstandschwellwertes erfolgen, wobei nach einer vorgegebenen Anzahl von Entleerungen der ersten Abscheideeinheit eine Entleerung der zweiten Abscheideeinheit erfolgt. Beispielsweise kann eine Entleerung der zweiten Abscheideeinheit nach jeder Entleerung der ersten Abscheideeinheit erfolgen. Das heißt, die beiden Abscheideeinheiten werden abwechselnd entleert. Da die erste Abscheideeinheit von dem angesaugten Fluid zuerst angeströmt wird, wird ein Großteil der Flüssigkeit in der ersten Abscheideeinheit abgeschieden. Daher kann eine Entleerung der zweiten Abscheideeinheit auch nach einer vorgegebenen, größeren Anzahl von Entleerungen der ersten Abscheideeinheit erfolgen.Specifically, an emptying of the reservoir of the first separation unit can be carried out repeatedly in each case after exceeding the level threshold, wherein after a predetermined number of emptying of the first separation unit emptying of the second separation unit takes place. For example, an emptying of the second separation unit can take place after each emptying of the first separation unit. That is, the two separation units are alternately emptied. Since the first separation unit is first flowed by the sucked fluid, a large part of the liquid is deposited in the first separation unit. Therefore, an emptying of the second separation unit can also take place after a predetermined, larger number of evacuations of the first separation unit.
Die eingangs genannte Aufgabe wird auch durch eine Abscheidevorrichtung zum Abscheiden von in einem gasförmigen Fluid enthaltener Flüssigkeit, insbesondere beim Betrieb einer das Fluid ansaugenden Absaugvorrichtung (zum Beispiel Unterdruckpumpe) gelöst. Die Absaugvorrichtung weist eine erste (saugseitige) Abscheideeinheit und eine zweite, der ersten Abscheideeinheit nachgeschalteten (pumpseitigen) Abscheideeinheit auf. Die erste Abscheideeinheit und die zweite Abscheideeinheit weisen jeweils einen Einlass, einen Auslass, ein Reservoir, einen Abblaszugang und einen Entleerungsausgang auf. Der Einlass der ersten Abscheideeinheit ist mit dem Einlass der zweiten Abscheideeinheit strömungsverbunden. Der Auslass der ersten Abscheideeinheit ist mit dem Auslass der zweiten Abscheideeinheit strömungsverbunden.The object mentioned at the outset is also achieved by a separating device for separating liquid contained in a gaseous fluid, in particular during operation of a suction device sucking the fluid (for example a vacuum pump). The suction device has a first (suction-side) separation unit and a second separation unit (downstream of the first separation unit) (pump-side). The first separation unit and the second separation unit each have an inlet, an outlet, a reservoir, a blow-off access and a discharge outlet. The inlet of the first separation unit is flow-connected to the inlet of the second separation unit. The outlet of the first separation unit is fluidly connected to the outlet of the second separation unit.
Zur weiteren Ausgestaltung kann der Einlass der ersten Abscheideeinheit derart angeordnet sein, dass angesaugtes Fluid den Einlass der ersten Abscheideeinheit vor dem Einlass der zweiten Abscheideeinheit erreicht. Die erste Abscheideeinheit und die zweite Abscheideeinheit sind parallel zueinander geschaltet, aber in Bezug auf die Fluidströmung stellt die erste Abscheideeinheit die hauptsächlich wirksame Flüssigkeitsabscheidung bereit.For a further embodiment, the inlet of the first separation unit may be arranged such that aspirated fluid reaches the inlet of the first separation unit upstream of the inlet of the second separation unit. The first separation unit and the second separation unit are connected in parallel, but with respect to the fluid flow, the first separation unit provides the mainly effective liquid separation.
Zur weiteren Ausgestaltung der Abscheidevorrichtung können die im Zusammenhang mit dem Verfahren beschriebenen Maßnahmen dienen. For further embodiment of the separation device, the measures described in connection with the method can be used.
Das beschriebene Verfahren und die beschriebene Abscheidevorrichtung können auch dazu dienen, Druckluft, beispielsweise eine Druckluftversorgung, von Verunreingungen, beispielsweise Flüssigkeit und Schmutzpartikel, zu reinigen. The described method and the described separation device can also be used to clean compressed air, for example a compressed air supply, from contaminants, for example liquid and dirt particles.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
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1 in einer perspektivischen Ansicht einen Ausführungsform einer Abscheidevorrichtung; und -
2 die Abscheidevorrichtung aus1 in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht.
-
1 in a perspective view of an embodiment of a separation device; and -
2 the separator from1 in a partially sectioned side view.
Die
Die Abscheidevorrichtung
The
Die erste Abscheideeinheit
Dem Einlass
Am Entleerungsausgang
Der Abblaszugang
Der Einlass
Der Auslass
Zum Detektieren des Erreichens eines Füllstandschwellwertes im Reservoir
Die Abscheidevorrichtung
Die Abscheidevorrichtung
Zunächst wird detektiert, ob ein Füllstand einer Flüssigkeit im Reservoir
Wird der Füllstandschwellwert überschritten, werden der Einlass
Das Reservoir
Dabei wird nach vollständigem Schließen von Einlass
Nach Beenden des Abblasvorgangs schließt sich das Rückschlagventil
Nach einem Öffnen von Einlass
Nach dem Schließen von Einlass
Eine Entleerung der ersten Abscheideeinheit
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