-
Einrichtung zum Mischen und Fordern von Flüssigkeitsgemischen, insbesondere
Kühlmittelemulsionen Die Neuerung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Mischen
und Fördern von Flüssigkeitsgemischen, insbesondere Kühlmittelemulsionein, die durch
Zumischen einer drucklosen Nebenflüssigkeit, vorzugsweise von emulgierbarem 01 und
gegebenenfalls auch weiteren flüssigen Zusätzen zu Druckwasser hergestellt werden.
-
Kühlmittelemulsionen werden in der metallverarbeitenden Industrie
an vielen Stellen des Betriebes bei der zerspanenden und auch der spanlosen Verformung
von Metallen und auch für andere Zwecke des technischen Bedarfs laufend verwendet.
Dabei soll die Versorgung aller Bedarfsstellen auch bei größerer örtlicher Streuung
und stärkeren Schwankungen in der Abnahme sichergestellt sein. Bei bekannten Einrichtungen
dieser Art ist an jeder Entnahmestelle jeweils eine eigene Misch-bzw. Emulgiervorrichtung
vorgesehen, die gewöhnlich als Mischpumpe arbeitet. Die eigene Versorgung jeder
Bedar : üstelle erfordert einen erheblichen technischen und finanziellen Aufwand,
außerdem ist die Uberwachung und Wartung vieler Einzelmischanlagen sehr umständlich
und kostspielig.
-
Bei anderen bekannten Mischeinrichtungen wird der Misch-bzw.
-
Emulgiervorgang unter Zuhilfenahme von Rührwerken bewirkt, bei denen
jeweils ein Durchsatz fertig gemischt werden muß, die also intermittierend arbeiten,
so daß in der Zwischenzeit während des Mischens keine fertige Mischflüssigkeit entnommen
werden kann.
-
Diese Arbeitsweise bedingt einen entsprechend großen Vorratsbehälter,
damit der in der Zwischenzeit während des Mischprozesses auftretende Bedarf an Mischflüssigkeit
augenblicklich gedeckt werden kann. Ein großer Vorratsbehälter bedeutet jedoch erheblichen
Materialaufwand und Platzbedarf, außerdem besteht bei längerer Speicherung die Gefahr
von mehr oder weniger starker Entmischung oder Aufrahmung des Speicherinhaltes.
-
Die Neuerung löst nun die Aufgabe, eine größere Anzahl von Entnahmestellen
bei mehr oder weniger schwankendem Bedarf mit Kühlmittelemulsion von frischer und
gleichbleibender Qualität und unter genügendem Druck zufließen von einer zentralen
Stelle aus ohne wesentliche Speicherung kontinuierlich zu versorgen. Zum fortlaufenden
Herstellen teer emulsion bedient sich die Neuerung einer vorzugsweise injektorartig
wirkenden Durchlaufmischvorrichtung, bei der eine drucklose Nebenflüssigkeit, beispielsweise
Öl, durch eine unter Druck zuströmende Hauptmischungskomponente, beispielsweise
Druckwasser, angesaugt und dieser zugemischt wird.
-
Die Wirksamkeit einer solchen Durchlaufmischvorrichtung, insbesondere
auch die Größe der Zumischung, ist wesentlich abhängig von der Aufrechterhaltung
eines bestimmten Druckgefälles zwischen dem Zulaufdruck der hauptmischungskomponente
und dem Auslaufdruck der fertigen Emulsion, wobei das Druckgefälle umso größer ist,
je intensiver die Durchmischung bzw. Durchwirbelung sein soll.
-
Der verhältnismäßig geringe Auslaufdruck der Emulsion ist im allgemeinen
nicht
ausreichend für die Versorgung. eines größeren Bedarfsnetzes. Ein stärkerer Wechsel
in der Entnahme könnte auch zu Schwankungen des Netzdruckes und des Auslaufaruckes
der Mischvorrichtung und damit zu einer unerwünschten Änderung des Mischungsverhältnisses
der Emulsion führen. Es ist daher die Anordnung eines besonaeren Förderaggregates
vorgesehen, das zur Förderung der Emulsion zu den Bedarfsstellen dient und aus einer
Förderpumpe mit Motorantrieb und einem Druckspeicherbehälter besteht.
-
Um die Durchlaufmischvorrichtung und das in seiner Arbeitscharakteristik
verschiedene Förderaggreg-at zu koordinieren, ist der Durchlaufmischvorrichtung
gemäß der Neuerung ein druckloser zweischenspeicher nachgeschaltet, der als Saugüehälter
für die Förderpumpe und zur Steuerung für die Durchlaufmischvorrichtung und das
Förderaggregat dient. Während die Durchlaufmischvorrichtung auf eine konstante Durchlaufmenge
eingestellt ist und insbesondere bei injektorartiger Wirkungsweise zur-einhaltung
einer gleichbleibenden Zumischung eines bestimmten Druckgefälles una damit eines
konstanten Gegendruckes bedarf, muß sich die Förderpumpe in ihrer Fördermenge der
mitunter stoßweise wechselnden Entnahme aus dem Druckspeicherbehälter anpassen.
Bei stärkerer Entnahme und damit geringer werdendem Gegendruck im Druckspeicherbehälter
ist die Förderpumpe imstande eine größere Menge Emulsion in den Druckspeicherbehälter
zu fördern und umgekehrt. Bei einer bekannten Anordnung ist die Förderpumpe unmittelbar
an die Durchlaufmischvorrichtung
angeschlossen ; hier ändert sich
bei schwankender Entnahme die Zumischung der ebenflüssigkeit, so daß die Einhaltung
eines konstanten Mischungsverhältnisses der Emulsion nicht mehr gewährleistet ist.
Wenn die Förderpumpe hierbei nämlich mehr fördern soll als die Durchlaufmischvorrichtung
zu liefern in der Lage ist, so entsteht an der Ausgangsseite der Mischvorrichtung
ein Vakuum. Umgekehrt steht hier ein Staudruck, .. er wenn die Förderpumpe bei geringer/Entnahme
gegen erhöhten Druck im Druckspeicherbehälter fördern muß und dabei eine geringere
Menge Emulsion fördert als die konstant arbeitende Mischvorrichtung liefert. In
beiden bällen ändert sich das Druckgefälle der Durchlaufmischvorrichtung und damit
der Grad der Zumischung, d. h. das Mischungsverhältnis. Durch die neuerungsgemäße
Anordnung eines drucklosen Zwischenspeichers, der der Durchlaufmisch-
| vorrichtung nachgeschaltet ist und der Förderpumpe als Saugbehäl- |
| Die |
| z |
| ter dient, ist dieser'Nachteil beseitigt* in der Durchlaufmisch- |
vorrichtung hergestellte Emulsion strömt stets mit konstantem Druckgefälle und damit
unveränderlichem Mischungsverhältnis in den Zwischenspeicher, der für die Förderpumpe
auch bei stark wechselnden Entnahmeverhältnissen noch als Ausgleichs-und Reservebehälter
wirksam ist.
-
Gleichzeitig aber dient der Zwischenspeicher zur selbsttätigen Steuerung
für die Durchlaufmiscnvorrichtung und das Förderaggregat, so daß deren Betrieb durch
die Abhängigkeit von dem gleichen
Bezugselement wirksam aufeinander
abgestimmt werden kann. In zweckmäßiger Fortbildung der Neuerung erfolgt dies dadurch,
daß
| die uurchlaufmischvorrichtung und das 'örderaggregat mit je
einer |
| 'vorzugsweise elektromagnetischen Àussetzersteuerung derart
ver- |
sehen sind, daß die beiden Aussetzersteuerkreise in Abhängigkeit vom Flüssigkeitsstand
des Zwischenspeichers selbsttätig schaltbar sind. Zu diesem Zweck ist in dem Zwischenspeicher
ein für die Steuerung der beiden Aussetzersteuerkreise gemeinsamer Schwimmer angeordnet.
Dabei ist es besonders vorteilhaft, die beiden Aussetzersteuerkreise durch einen
Doppelschalter zu verbinden, der durch die gemeinsame Schwimn : erscnaltstange betätigt
wird. Zum Ein-bzw. Ausschalten der Schaltstufen des Doppelschalters kann die Schwimmerschaltstange
mit einem schaltmagneten versehen sein.
-
Die neuarungsgemäße Einrichtung ist nicht auf die Herstellung und
die Förderung von Kühlmittelemulsionen beschränkt, sondern schließt gleicherweise
die Anwendung auf andere Flüssigkeitsgemische und Emulsionen ein, die in kontinuierlichem
Durchlaufmischverfahren hergestellt und unter wechselnden Entnahmebedingungen gefördert
werden sollen.
-
Anstatt eines gemeinsamen Schwimmerschalters können auch neuerungsgemäß
zum Ausschalten der Aussetzersteuerkreise der Durchlaufmischvorrichtung und des
Förderaggregates jeweils eigene Schwimmerschalter vorgesehen sein.
bin
Ausführungsbeispiel der neuerung ist in der Zeichnung dargestellt. Die Durchlaufmischvorrichtung
besteht im wesentlichen
| aus dem Mischgerät 1 mit den Zuführungsleietungen 2 und 3 für |
die EU mischenden Flüssigkeiten und den magnetbetätigten Absperrventilen 4 und 5.
Ist das Mischgerät 1 mit einem Hührwerk oder einem anderen rotierenden Teil versehen,
so können diese in bekannter Weise durch den Flüssigkeitsdruck einer der zuströmenden
Mischungskomponenten angetriebenen werden, während die weitere drucklose Mischungskomponente
durch Injektorwirkung angesaugt und der Druckflüssigkeit zugemischt werden kann.
Wenn ein Fremdantrieb vorgesehen sein soll, so kann das Mischgerät 1 zusätzlich
mit einem Antriebsmotor 6 versehen werden. Die fertige Mischflüssigkeit oder Emulsion
verläßt das Mischgerät 1 durch die Ausgangsleitung 7 und strömt in den Zwischenspeicher
8. Dieser ist infolge offener Verbindung mit der Außenluft als druckloses Aufnahmegefäß
ausgebildet und mit einem Schwimmer 9 versehen, der über die Schwimmerschaltstange
10 mit einem Doppelschalter 11 in Verbindung steht.
-
Das Förderaggregat besteht aus der Förderpumpe 12 mit dem Antriebsmotor
13 und dem Druckspeicherbehälter 14. Die Förderpumpe 12 saugt die Mischflüssigkeit
bzw. Kühlmittelemulsion durch eine Saugleitung 15 aus dem Zwischenspeicher 8 an
und fördert sie über die Druckleitung 16 in den Druckspeicherbehälter 14, von wo
sie über die Entnahmeleitung 17 zu den Entnahmestelle gelangen
kann.
Die Rücklaufleitung 18 mit dem Sicherheitsventil 19 stellt aus Sicherheitsgründen
eine Verbindung zwischen der Druckleitung 16 und dem Zwischenspeicher 8 her. Der
Druckspeicherbehälter 14 ist mit einem Druckschalter 20 versehen, der in Abhängigkeit
vom Druck des Luftpolsters im Druckspeicherbehälter 14 den Aussetzersteuerkreis
für das Förderaggregat öffnet oder geschlossen hält.
-
Der elektrische Stromkreis für den Betrieb des Durchlaufmischgerätes
wird durch einen Aussetzersteuerkreis gebildet, der von der Netzzuleitung über die
paraBelgeschalteten Magnetspulen 4'und' ?' der Absperrventile 4 und 5 zu dem Schaltschütz
21 des Doppelschalters 11 führt und sich hier in die Zuleitungen zu dem Einschalter
a und dem darüberliegenden Ausschalter a1 gabelt. Die Betätigung des Einschalters
a wie auch des Ausschalters a1 erfolgt selbsttätig durch die Schwimmerschal t-estange
10, und zwar in vorzugsweiser Ausführung mittels eines auf dieser angeordneten Schaltmagneten
22.
-
Der Aussetzersteuerkreis für das Förderaggregat führt von der Netzschaltung
zum ntriebsmotor 13 und von dort über den Druckschalter 20 gleichfalls zum Doppelschalter
11, und zwar zunächst zum Schaltschütz 2, um sich von hier aus in die Zuleitungen
zu dem Einschalter b und dem darunterliegenden Ausschalter b1 aufzuteilen. Die Betätigung
der Schalter b und b1 erfolgt gleichfalls vorzugsweise mittels des Schaltmagneten
22 der Schwimmerschaltstange
10.
-
In der Netzzuführung ist noch der hauptschalter 24 vorgesehen, bei
dessen Einschaltung die gesamte Anlage in Betrieb gesetzt und durch Zusammenwirken
der beiden Aussetzersteuerkreise für die Durchlaufmischvorrichtung und das Förderaggregat
auch bei verschiedenen und wechselnden Zulauf-, Misch-, Förder-und Entnahmeverhältnissen
selbsttätig in Betrieb gehalten wird.
-
In dem in der Zeichnung dargestellten Zustand befindet sich die gesamte
Anlage in vollem Betrieb. Der Hauptschalter 24 der Netzstromzuführung ist eingelegt.
Der Zwischenspeicher 8 ist bis zur Höhenmarke al mit Flüssigkeitsgemisch gefüllt,
so daß die Schwimmerschaltstange 10 durch den Schwimmer 9 soweit gehoben ist, daß
der Schaltmagnet 22 den Einschalter a betätigt hat. Der Aussetzersteuerkreis für
die Durchlaufmischvorrichtung ist daher geschlossen, so daß die Absperrventile 4
und5 mittels der Magnetspulen 4' und 5'geöffnet sind und die zu mischenden Flüssigkeiten
durch die Rohrleitungen 2 und 3 zum Mischgerät 1 gelangen. Bei Fremdantrieb der
Rührvorrichtung des Mischgerätes ist gleichzeitig. der Antriebsmotor 6 in Betrieb.
Da der Schaltmagnet 22 schon den Einschalter b passiert hat, ist dieser bereits
geschlossen und damit auch der Aussetzersteuerkreis für das Förderaggregat.
-
In der gezeigten Betriebsstellung hat die Emulsion im Druckspeicherbehälter
14
noch nicht eine solche Höhe erreicht, daß der Druckschalter 20 durch den Druck des
über der Emulsion befindlichen Luftpolsters geöffnet worden ist. Der Aussetzersteuerkreis
für das Förderaggregat ist somit geschlossen, der Antriebsmotor 13 ist in Betrieb
und die Förderpumpe 12 saugt Flüssigkeitsgemisch aus dem Zwischenspeicher 8 durch
die Sauglaeitung 15 an und fördert sie durch die Druckleitung 16 in den Druckspeicherbehälter
14. Erfolgt zeitweilig keine oder eine geringere Entnahme von Mischflüssigkeit bzw.
Kühlmittelemulsion an den Bedarfsstellen, so vergrößert sich bei ansteigendem Flüssigkeitsspiegel
im Druckspeicherbehälter 14 der Druck des über der Flüssigkeit befindlichen Luftpolsters,
bis schließlich der Druckschalter 20 geöffnet und damit dieser Aussetzersteuerkreis
unterbrochen wira. Das Hörderaggregat wird stillgesetzt, ob-Wohl der Einschalter
b noch geschlossen ist. Das Mischgerät 1 arbeit jedoch noch weiter, da der Einschalter
a sich nach wie vor in Schließ stellung befindet. Da die Pumpe 12 jetzt kein Flüssigkeitsgemisch
mehr ansaugt, steigt der Flüssigkeitsspiegel im Zwischenspeicher 8 an, bis der Schwimmer
9 die oberste Höhenmarke a1'erreicht und der Ausschalter a1 des Doppelschalters
11 durch den Schaltmagnet 22 der Sohwimmersohaltstange 10 betätigt wird. Der Aussetzersteuerkreis
der Durchlaufmischvorrichtung wird dadurch unterbrochen, so daß die Absperrventile
4 und 5 sich mittels der Magnetspulen 4'und 5'schließe und gegebenenfalls der Antriebsmotor
6 ebenfalls stillgesetzt wird.
-
Wird bei wiederaufgenommener oder stärkerer-Entnahme von Kühlmittelemulsion
aus dem Druckspeicherbehälter 14 der Druckschalter 20 und damit der Aussetzersteuerkreis
des Förderaggregates wieder geschlossen, so beginnt die Förderpumpe 12 wieder zu
arbeiten und Flüssigkeitsgemisch aus dem Zwischenspeicher 8 anzusaugen. Wenn der
Flüssigkeitsspiegel im Zwischenspeicher 8 die Höhenmarke al erreicht. dann wird
durch den Schaltmagnet 22 der Einschalter a betätigt und das Mischgerät 1 in Gang
gesetzt. Wenn die Entnahme an den Bedarßstellen größer ist als die kontinuierliche
Lieferleistung des Mischgerätes 1, so dient der Zwischenspeicher 8 als Reservebehälter,
ohne daß dadurch der Gegendruck des Mischgerätes und damit sein Druckgefälle irgendwie
beeinträchttt wird. Die Zumischung der Nebenflüssigkeit und damit das Mischungsverhältnis
der im Mischgerät erzeugten mulsion bleibt somit konstant und unabhängig von allen
Schwankungen der Entnahme.
-
Falls einmal eine Störung im Mischgerät oder eine Unterbrechung der
Druckwasserzufuhr zum Mischgerät eintritt, oder kein Flüssigkeitsgemisch mehr dem
Zwischenspeicher 8 zuströmt, so sinkt hier der Flüssigkeitsspiegel, solange die
Förderpumpe in Betrieb ist.
-
Erreicht der Flüssigkeitsspiegel die Höhenmarke b1', so wird durch
den Schaltmagnet 22 der Ausschaltkontakt b des Doppelschalters 11 betätigt und der
Antriebsmotor 13 stillgesetzt, um ein Trockenlaufen der Förderpumpe 12 oder ein
Warmlaufen des Antriebsmotors zu vermeiden.