DE10305867A1

DE10305867A1 - Verfahren zur Behandlung einer Flüssigkeit

Info

Publication number: DE10305867A1
Application number: DE2003105867
Authority: DE
Inventors: Bernd Lampert
Original assignee: Bernd Lampert
Current assignee: AFS AQUA FLUID SYSTEMS GMBH, ALTACH, AT
Priority date: 2002-03-04
Filing date: 2003-02-13
Publication date: 2003-09-18
Also published as: AT411440B; ATA3272002A

Abstract

Bei einem Verfahren zum Behandeln einer bei einer Druckgussmaschine (1), die eine Gießform (6, 7), eine Trennmittel-Sprüheinrichtung (8) und mit einer glykolhaltigen Hydraulikflüssigkeit betriebene Hydraulikaggregate aufweist, abfließenden Flüssigkeit (12), welche Trennmittel-Lösung (10) enthält, wird die Flüssigkeit (12) mittels eines unterhalb nur eines Teils der Druckgussmaschine (1), der den Bereich der Gießform (6,7) umfasst, sich erstreckenden Sammelbehälters (11) erfasst. Bei einer Probe der gesammelten Flüssigkeit (12) wird eine Messung durchgeführt, deren Messausgabewert vom Gehalt an Hydraulikflüssigkeit abhängt, wobei in Abhängigkeit vom Messausgabewert die gesammelte Flüssigkeit (12) entweder einer Aufbereitungseinrichtung (19) für die Trennmittel-Lösung (10) oder im Falle eines zu großen Gehalts an Hydraulikflüssigkeit einer Entsorgung zugeführt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln einer bei einer Druckgußmaschine, die eine Gießform, eine Trennmittel-Sprüheinrichtung und mit einer glykolhaltigen Hydraulikflüssigkeit betriebene Hydraulikaggregate aufweist, abfließenden Flüssigkeit, welche Trennmittel-Lösung enthält, wobei die Flüssigkeit in einem unterhalb der Druckgußmaschine angeordneten Sammelbehälter gesammelt wird.
Bei Druckgußmaschinen für Aluminium, Magnesium, Zink oder ihrer Legierungen werden im Formbereich Trennmittel-Lösungen eingesetzt. Diese werden mittels einer Trennmittel-Sprüheinrichtung, auch Sprühroboter genannt, in die geöffneten Formhälften eingesprüht, um nach dem Gießvorgang eine optimale Trennung des Gußteils von der Matrize zu ermöglichen. Das Aufsprühen des Trennmittels erfolgt großflächig und mit Überschuß, wobei auch den Formen benachbarte Teile benetzt werden. Überschüssige Trennmittel-Lösung fließt entlang von Maschinenteilen ab.
Solche Druckgußmaschinen enthalten eine große Anzahl von hydraulischen Aggregaten, die üblicherweise mit einer glykolhaltigen Hydraulikflüssigkeit betrieben werden. Bei diesen hydraulischen Aggregaten kann auch im Normalbetrieb der Maschine eine gewisse Leckage von Hydraulikflüssigkeit nicht ganz verhindert werden. Auch größere Austritte von Hydraulikflüssigkeit aufgrund von Defekten kommen im Dauerbetrieb der Maschine immer wieder vor. Hydraulikaggregate sind sowohl im Schußteil bzw. Gießaggregat als auch im Schließteil der Druckgußmaschine vorhanden. Im Schließteil sind sowohl im Formbereich als auch im Gelenkteil der Maschine Hydraulikaggregate unterschiedlicher Art vorhanden.
Eine weitere, bei Druckgußmaschinen eingesetzte Flüssigkeit ist die Kühlflüssigkeit zur Kühlung der Form. Diese befindet sich in einem geschlossenen Kreislauf, wobei auch hier gewisse Leckagen möglich sind.
Die von der Druckgußmaschine abfließende Flüssigkeit, die neben den genannten Komponenten u. a. auch Schmiermittel und sonstige Verschmutzungen enthalten kann und in der Praxis enthält, wird üblicherweise entsorgt. Hierzu kann ein unterhalb der gesamten Ausdehnung der Maschine sich erstreckender Sammelbehälter vorgesehen sein, dessen Abfluß in einen Entsorgungstank mündet. Der Inhalt des Entsorgungstanks ist als Sondermüll zu behandeln. Anstelle eines separaten unter der Druckgußmaschine angeordneten Sammelbehälters kann die in den Entsorgungstank mündende Abflußöffnung auch direkt im Boden, auf dem die Spritzgußmaschine steht, angeordnet sein.
Bekannt ist es weiters, von der von der Druckgußmaschine abfließenden und gesammelten Flüssigkeit Wasser abzuscheiden und den Rest als Sondermüll zu entsorgen.

Die US 5,456,829 A beschreibt eine Wiederaufbereitungseinrichtung für wasserbasierte Lösungen, die verschiedene Verschmutzungen aufweisen. Als Anwendungsgebiete für solche wasserbasierte Lösungen ist unter anderem das Gießformen genannt. Bei der Wiederaufbereitung sollen insbesondere emulgierte Öle, Schwermetalle und andere Verschmutzungen entfernt werden.

Die US 5,227,972 A beschreibt ein Verfahren zur Wiedergewinnung von Hydraulikflüssigkeiten auf der Basis von Phosphat-Ester von industriellen Abfallflüssigkeiten. Solche Hydraulikflüssigkeiten werden nach Angabe dieser Schrift in Gießform-Maschinen eingesetzt. Die zu behandelnden Abwässer enthalten hierbei unter anderem auch Trennmittel-Lösung.

Aus der EP 0 521 369 A1 ist weiters ein Verfahren zur Wiederverwertung von benutzter glykolhaltiger Motoren-Kühlflüssigkeit bekannt und die JP 59-1130594 A beschreibt ein Verfahren zur Behandlung einer Wasser-Glykol-haltigen Flüssigkeit.

Aufgabe der Erfindung ist es, den Betrieb einer herkömmlichen Druckgußmaschine umwelt- und ressourcenschonender zu gestalten.

Erfindungsgemäß gelingt dies durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Gemäß der Erfindung findet somit eine selektive Sammlung von nur einem Teil der Druckgußmaschine, der den Bereich der Gußform umfaßt, abfließender Flüssigkeit mittels eines unterhalb dieses Teiles der Maschine angeordneten Sammelbehälters statt. Bei diesem selektiv gesammelten Teil der abfließenden Flüssigkeit wird eine Messung durchgeführt, die einen vom Gehalt an Hydraulikflüssigkeit abhängenden Meßwert ausgibt und die gesammelte Flüssigkeit wird nur bei einem Unterschreiten eines vorgegebenen Grenzwertes der Messung, der einem Höchstgehalt an Hydraulikflüssigkeit entspricht, einer Wiederaufbereitungseinrichtung zugeführt. Diese der Wiederaufbereitungseinrichtung zugeführte Flüssigkeit ist in der Folge gut wiederaufbereitbar und sodann wiederverwendbar. Falls bei der selektiv gesammelten, von der Maschine abfließenden Flüssigkeit dagegen ein zu hoher Gehalt an Hydraulikflüssigkeit festgestellt wurde, welcher die Aufbereitung beeinträchtigt oder verhindert, wird diese Charge an gesammelter Flüssigkeit einer Entsorgung zugeführt. Ein solcher, zu hoher Gehalt an Hydraulikflüssigkeit kann beispielsweise infolge eines Defekts eines Hydraulikaggregats im Formbereich, der zu einem vermehrten Austritt von Hydraulikflüssigkeit führt, auftreten. Gerade im Formbereich sind solche Defekte von, beispielsweise für die Bedienung von Formschiebern, eingesetzten Hydraulikaggregaten, auch aufgrund von den hohen in diesem Bereich auftretenden Belastungen, insbesondere Temperaturbelastungen, leicht möglich. Solche Defekte können durch das erfindungsgemäße Verfahren ebenfalls besser sowie automatisch detektiert werden. Im Regulärbetrieb ist der in diesem Bereich vorhandene Austritt von Hydraulikflüssigkeit dagegen im Vergleich zum Austritt im Bereich des die Antriebsaggregate für die bewegliche Formhälfte enthaltenden Gelenksteils des Schließteils und im Bereich des Schußteils bzw. Gießaggregats vergleichsweise gering.

Zur Messung des Gehalts an Hydraulikflüssigkeit ist in einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung eine fotometrische Messung vorgesehen, bei der die optische Transmission einer Probe der gesammelten Flüssigkeit bei einer Wellenlänge im Bereich zwischen 200 und 20 000 Nanometer gemessen wird. Es werden hier die optischen Eigenschaften einer Markiersubstanz, die insbesondere der Hydraulikflüssigkeit zugegeben wurde, ausgenützt. Der Zusatz von optischen Markiersubstanzen zu Hydraulikflüssigkeiten ist üblich, um einen Austritt von Hydraulikflüssigkeit für eine Bedienperson der Druckgußmaschine optisch leichter erkennbar zu machen.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung erläutert. In dieser zeigen:
Fig. 1 eine stark schematisierte Darstellung einer Druckgußmaschine mit einer Sammel- und Wiederaufbereitungseinrichtung und
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Meßeinrichtung für den Hydraulikflüssigkeitsgehalt.
Die in Fig. 1 sehr stark schematisiert dargestellte Druckgußmaschine 1, insbesondere zur Herstellung von Druckgußteilen aus Aluminium, Magnesium oder Zink oder Legierungen hiervon, weist einen Schußteil 2, auch Einpreßteil oder Gießaggregat genannt, sowie einen Schließteil 3 auf. Der Schließteil 3 gliedert sich in einen die Antriebsaggregate für die bewegliche Formhälfte aufweisenden Gelenkteil 4 und einen Bereich 5, der die Gießform enthält, welche von der beweglichen Formhälfte 6 und der feststehenden Formhälfte 7 gebildet wird.
Mittels einer Trennmittel-Sprüheinrichtung 8, auch Sprühroboter genannt, ist mittels Sprühdüsen 9 eine Trennmittel-Lösung 10 in die geöffneten Formhälften 6, 7 einsprühbar, welche zur Erleichterung der Entnahme des gegossenen Formteils aus der Form dient. Beim Besprühen der Form werden vom Sprühstrahl auch benachbarte Teile der Maschine benetzt.
Eine bei solchen Druckgußmaschinen eingesetzte Trennmittel-Lösung enthält herkömmlicherweise hauptsächlich ein modifiziertes Silikonöl, Wasser und Wachs sowie Zusatzstoffe, beispielsweise Rostschutzmittel, Bakterizide und Tenside.
Die Druckgußmaschine 1 besitzt eine Anzahl von Hydraulikaggregaten, die in Fig. 1 nicht im einzelnen dargestellt sind. Hydraulikaggregate werden u. a. im Gelenkteil 4, beispielsweise zur Betätigung der beweglichen Formhälfte, im Schußteil 2, beispielsweise zur Betätigung des Stößels für das Einpressen des flüssigen Metalls, und im Bereich 5 der Gußform, beispielsweise zur Betätigung von Formschiebern, eingesetzt. Die Hydraulikaggregate werden mit einer Hydraulikflüssigkeit betrieben, die üblicherweise glykolhaltig ist. Der Glykolanteil kann im Bereich zwischen 10 und 90% liegen, üblich sind Glykolanteile im Bereich zwischen 40 und 70 Gewichtsprozent. Der restliche Teil der Hydraulikflüssigkeit wird hauptsächlich von Wasser gebildet. Die Hydraulikflüssigkeit enthält weiters eine Markierungssubstanz.
Unterhalb eines Teils der Druckgußmaschine 1, der den Bereich 5 der Gießform und vorzugsweise auch diesem benachbarte Teile des Gelenkteils 4 und des Schußteils 2 umfaßt, welche im Sprühbereich der Trennmittel-Sprüheinrichtung 8 liegen, erstreckt sich ein Sammelbehälter 11. Dieser dient zum Sammeln der an diesem Teil der Druckgußmaschine 1 abfließenden Flüssigkeit. Neben Trennmittel-Lösung 10 kann diese abfließende Flüssigkeit auch Hydraulikflüssigkeit zur Kühlung der Form im Kühlkreislauf enthaltene Kühlflüssigkeit, Schmiermittel, beispielsweise Kolbenschmiermittel auf Basis von Graphit, das u. a. für den Stößel zum Einpressen des flüssigen Metalls eingesetzt wird, und sonstige Verschmutzungen enthalten. Von anderen Bereichen der Druckgußmaschine 1 abfließende Flüssigkeit wird ebenfalls gesammelt, beispielsweise mittels eines in Fig. 1 nicht dargestellten im Boden enthaltenen Abflusses, der in einen Entsorgungstank mündet, und entsprechend entsorgt.
Wenn die im Sammelbehälter 11 aufgefangene Flüssigkeit 12 einen bestimmten Pegel erreicht hat, wird diese Flüssigkeit in einen Zwischenbehälter 13 überführt, dies beispielsweise durch Absaugen mittels eines im Zwischenbehälter 13 aufgebauten Vakuums.
Von der in den Zwischenbehälter 13 überführten Flüssigkeit 12 wird automatisch eine Probe entnommen und einer Meßeinrichtung 14 zugeführt. In dieser wird eine Messung durchgeführt, die einen vom Hydraulikflüssigkeitsgehalt der Flüssigkeit 12 abhängenden Meßwert ausgibt.
Es kann sich bei der Meßeinrichtung 14 insbesondere um eine fotometrische Meßeinrichtung handeln, deren Meßprinzip stark schematisiert in Fig. 2 dargestellt ist. Auf die in einem transparenten Röhrchen enthaltene Flüssigkeit (stehend oder fließend) fällt das von einer Lichtquelle 16 abgestrahlte Licht. Mittels einer Fotodiode wird eine frequenzselektive Messung des transmittierten Lichts durchgeführt, und zwar in einem Wellenlängenbereich, der von einer in der Hydraulikflüssigkeit enthaltenen Markierungssubstand absorbiert wird. Das Meßsignal hängt somit vom Anteil an Markiersubstanz und damit an Hydraulikflüssigkeit ab. Vor der Messung kann eine Vorbehandlung der entnommenen Probe durchgeführt werden, um die Aussagekraft des Meßergebnisses weiter zu erhöhen, beispielsweise eine mechanische Vorbehandlung wie Filtern oder Rühren, oder auch eine andere Vorbehandlung, beispielsweise eine chemische.
Falls der Meßausgabewert dieser Messung auf einen zu hohen Gehalt an Hydraulikflüssigkeit hinweist, wird diese Charge der gesammelten Flüssigkeit 12 in einen Entsorgungstank 18 geleitet, andernfalls wird die im Zwischenbehälter enthaltene Flüssigkeit einer Aufbereitungseinrichtung 19 zugeführt.
An den Zwischenbehälter 13 können über Leitungen 20 Sammelbehälter 11 von weiteren Druckgußmaschinen 1 angeschlossen sein. Dem Zwischenbehälter 13 können dadurch wechselweise Chargen von bei mehreren Druckgußmaschinen 1 mittels Sammelbehältern 11 gesammelter Flüssigkeit 12 zugeführt werden, wobei die Flüssigkeitscharge jeweils nach Durchführung einer Probeentnahme und Messung entweder entsorgt oder der Aufbereitungseinrichtung 19 zugeführt wird.
Prinzipiell wäre es auch denkbar und möglich, insbesondere, wenn nur eine oder zwei Druckgußmaschinen 1 vorhanden sind, die Probeentnahme direkt am Sammelbehälter 11 durchzuführen und die Meßeinrichtung 14 an diesen anzuschließen, wobei der Zwischenbehälter 13 entfallen könnte.
Die wieder zu verwertende Flüssigkeit wird einer Aufbereitungseinrichtung 19 zugeführt, in der mehrere Aufbereitungsstufen, insbesondere mechanischer und chemischer Art, vorgesehen sein können. Beim schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Flüssigkeit vom Zwischenbehälter zunächst einem Puffertank 21 zugeführt, der mehrere Absetzkammern aufweist, in denen sich in der Lösung enthaltene gröbere Feststoffpartikel als Schlamm am Behälterboden absetzen. In der weiteren Folge wird die Flüssigkeit in einen Bearbeitungstank 22 gefördert. Hier kann der Flüssigkeit ein Flockungsmittel zugegeben werden, durch welches sich Schlammflocken bilden, wobei ein Rührwerk 23 eine rasche und innige Durchmischung der Flüssigkeit mit dem Flockungsmittel, beispielsweise aktivierter Bentonit (Tonerde) bewirkt. Die Tankfüllung des Bearbeitungstanks 22 wird in der Folge durch eine ein- oder mehrstufige Filtereinrichtung 23 geleitet, welche beispielsweise ein Sackfilter oder Bandfilter und gegebenenfalls zusätzlich ein Feinfilter enthalten kann. Die Flüssigkeit gelangt weiters in den Trennmitteltank 24. In diesem kann die gereinigte Flüssigkeit zur Kompensation von Verlusten ergänzt werden. Hierbei können einzelne Komponenten des Trennmittels separat zugegeben werden, um die ursprünglichen Mengenverhältnisse, die durch den Aufbereitungsprozeß möglicherweise verändert wurden, wiederherzustellen. Die Zugabe von einzelnen Komponenten der Trennmittel-Lösung ist in der Zeichnung durch die Tanks 25, 26 symbolisiert, wobei zur Vermischung ein Rührwerk 27 vorgesehen ist.
Die aufbereitete und ergänzte Trennmittel-Lösung kann in der Folge wiederum der Trennmittel-Sprüheinrichtung 8 zugeführt werden.
Für die einzelnen Stufen des geschilderten Prozesses können jeweils automatisierte Vorrichtungen vorgesehen sein. Die Fördereinrichtungen für die Trennmittel-Lösung ebenso wie erforderliche Ventile und Steuereinrichtungen sind in Fig. 1 der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt. Solche Fördereinrichtungen, Ventile und Steuereinrichtungen können in üblicher Weise ausgebildet sein.
Zur Durchführung der Messung in der Meßeinrichtung 14 könnte grundsätzlich auch eine auf einem anderen als dem fotometrischen Prinzip beruhende Messung durchgeführt werden, um ein vom Gehalt an Hydraulikflüssigkeit abhängendes Meßsignal zu erhalten. Die Aufbereitungseinrichtung könnte auch andere oder zusätzliche Bearbeitungsstufen als die beschriebenen aufweisen. Beispielsweise ist eine UV-Bestrahlungsstation zur Verringerung einer Keimbelastung günstig. Anstelle der farblichen Markierung der Hydraulikflüssigkeit könnten auch andere detektierbare Markierungsstoffe eingesetzt werden. Legende zu den Hinweisziffern 1 Druckgußmaschine
2 Schußteil
3 Schließteil
4 Gelenkteil
5 Bereich
6 bewegliche Formhälfte
7 feststehende Formhälfte
8 Trennmittel-Sprüheinrichtung
9 Sprühdüse
10 Trennmittel-Lösung
11 Sammelbehälter
12 Flüssigkeit
13 Zwischenbehälter
14 Meßeinrichtung
15 Röhrchen
16 Lichtquelle
17 Fotodiode
18 Entsorgungstank
19 Aufbereitungseinrichtung
20 Leitung
21 Puffertank
22 Bearbeitungstank
23 Filtereinrichtung
24 Trennmitteltank
25 Tank
26 Tank
27 Rührwerk

Claims

1. Verfahren zum Behandeln einer bei einer Druckgußmaschine (1), die eine Gießform (6, 7), eine Trennmittel-Sprüheinrichtung (8) und mit einer glykolhaltigen Hydraulikflüssigkeit betriebene Hydraulikaggregate aufweist, abfließenden Flüssigkeit (12), welche Trennmittel-Lösung (10) enthält, wobei die Flüssigkeit in einem unterhalb der Druckgußmaschine (1) angeordneten Sammelbehälter gesammelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines unterhalb nur eines Teils der Druckgußmaschine (1), der den Bereich der Gießform (6, 7) umfaßt, sich erstreckenden Sammelbehälters (11) die nur von diesem Teil der Druckgußmaschine (1) abfließende Flüssigkeit (12) gesammelt wird und daß bei einer Probe der gesammelten Flüssigkeit (12) eine Messung durchgeführt wird, deren Meßausgabewert vom Gehalt an Hydraulikflüssigkeit abhängt, wobei in Abhängigkeit vom Meßausgabewert die gesammelte Flüssigkeit (12) entweder einer Aufbereitungseinrichtung (19) für die Trennmittel-Lösung (10) oder im Falle eines zu großen Gehalts an Hydraulikflüssigkeit einer Entsorgung zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von der im Sammelbehälter (11) sich befindenden gesammelten Flüssigkeit eine Probe entnommen wird und bei dieser entnommenen Probe die Messung durchgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach Überschreiten eines vorgegebenen Füllstandes des Sammelbehälters (11) die im Sammelbehälter (11) sich befindende Flüssigkeit in einen Zwischenbehälter (13) überführt wird und von der im Zwischenbehälter (13) enthaltenen Flüssigkeit (12) eine Probe entnommen wird und einer Meßeinrichtung (14) zugeführt wird, in der die Messung durchgeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an den Zwischenbehälter (13) die Sammelbehälter (11) von mehreren Druckgußmaschinen (1) über Leitungen (20) angeschlossen sind.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die aufzubereitende Flüssigkeit (12) einem Puffertank (21) der Aufbereitungseinrichtung (19) zugeführt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Puffertank (21) mehrere Absetzkammern aufweist.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit nach dem Absetzen im Puffertank in weiterer Folge einem Bearbeitungstank (22) zugeführt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit in der Aufbereitungseinrichtung durch eine Filtereinrichtung (23) geführt wird, vorzugsweise im Anschluß an einen durch Zusatz eines Flockungsmittels durchgeführten Flockungsprozeß im Bearbeitungstank (22).

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Aufbereitungseinrichtung (19) gereinigten Flüssigkeit zur Kompensation von Verlusten einzelne Komponenten der Trennmittel-Lösung in jeweils erforderlichen Mengen zugesetzt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erhalt eines vom Gehalt an Hydraulikflüssigkeit abhängenden Meßausgabewertes eine fotometrische Messung durchgeführt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Transmission der Flüssigkeit bei einer Wellenlänge im Bereich zwischen 200 und 20000 nm gemessen wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydraulikflüssigkeit eine Markierungssubstanz zugesetzt wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Probeentnahme und die Messung der gesammelten Flüssigkeit (12) automatisch erfolgt.