DE19502529A1 - Einrichtung zum Agglomerieren von in einer Rohgas-Absaugleitung ankommenden flüssigen oder flüssigen und festen Partikeln zu Tropfen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung gemäß dem Ober­ begriff des Anspruchs 1.

Durch den Prospekt "Leistungsspektrum" der Fa. CALDYN GmbH, Jahrgang 1987, Seite 04, linke Spalte, Abschnitt 7., ist ein Aerosolabscheider CALWIR bekannt, bei dem die durch Wasser­ dampfkondensation vergrößerten Aerosolpartikel in einem Koa­ leszierer zu einer Tropfengröße von über 6 µm agglomerieren. Der Abscheidegrad ist dabei abhängig von der jeweiligen Roh­ gasbeladung mit Aeorosolpartikeln bzw. von der Filterdurch­ strömgeschwindigkeit. Außerdem ist das Prinzip der Partikel­ vergrößerung durch Wasserdampfkondensation bei im Rohgasstrom befindlichen Ölpartikeln auf mineralischer, tierischer oder pflanzlicher Basis nicht anwendbar, weil solche Partikel nicht mit Wasser vermischt werden dürfen. Derartige Ölpartikel oder eine Mischung hiervon sind zum Beispiel in von Metallbearbei­ tungsmaschinen abgesaugten Kühlschmiermittelnebeln enthalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen von der je­ weiligen Rohgasbeladung unabhängigen und damit optimalen Ab­ scheidegrad zu erzielen sowie Verträglichkeitsprobleme zwi­ schen dem abzuscheidenden Medium und einer gegebenenfalls in den Rohgasstrom eingespeisten Flüssigkeit auszuschließen.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Weiterbildungen und zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen charakterisiert.

Die Erfindung wird im nachstehenden anhand der Zeichnung in An­ wendung bei einer Maschine für die spanende oder spanlose Me­ tallbearbeitung erläutert, die für die Wärmeabfuhr von Werk­ zeug und Werkstück sowie für die Schmierung zwischen Werkzeug und Werkstück ein Kühlschmiermittel benötigen.

Der beim Ausführungsbeispiel von der gestrichelt angedeuteten Bearbeitungsmaschine 10 her in einer Rohgas-Absaugleitung 11 ankommende Schmiermittelnebel wird in einer ersten Stufe im Gegenstrom mit dem Zerstäubungsstrahl einer Zerstäubungsdüse 12 mit demselben oder mit einem gleichartigen Kühlschmiermit­ tel beaufschlagt. Das Kühlschmiermittel wird der Zerstäubungs­ düse 12 über eine eine Förderpumpe 13 enthaltende Zuleitung 14 zugeführt. Das beim Ausführungsbeispiel benutzte gleiche Kühlschmiermittel befindet sich in einem Vorrats- bzw. Sammel­ behälter 15, der mehrkammerig ausgebildet sein und gegebenen­ falls auch das der Bearbeitungsmaschine 10 unmittelbar zuzu­ führende Kühlschmiermittel enthalten kann.

Die im Gas- bzw. Luftstrom feinst verteilten Kühlschmiermit­ teltröpfchen ballen sich infolge der Besprühung mit flüs­ sigkeitsgleichen Feinsttröpfchen zu im Volumen größeren Tröpf­ chen zusammen. Die so vergrößerten Tröpfchen gelangen mit der Gas- bzw. Luftströmung im Fallstrom zu einer zweiten Stufe in Form eines Koaleszierers 16. Diesem ist eine Benetzungs- und Reinigungsdüse 17 zugeordnet, die mit einer mit der abgesaug­ ten Flüssigkeit gleichen oder gleichartigen Flüssigkeit ge­ speist wird, im vorliegenden Fall also mit Kühlschmiermittel. Das Kühlschmiermittel wird der Benetzungs- und Reinigungsdüse 17 mittels einer an den Vorrats- bzw. Sammelbehälter 15 angeschlos­ senen Zuleitung 18 unter Verwendung einer Förderpumpe 19 zu­ geführt. Die Benetzungs- und Reinigungsdüse 17 ermöglicht eine von der Rohgasbeladung mit Kühlschmiermittelnebel abhängige Flutung und Reinigung des Koaleszierers 16 bzw. dessen Mediums. Dadurch wird ein vom jeweiligen Beladungs-bzw. Durchsetzungszustand des Rohgasstroms mit flüssigen und/oder festen Partikeln un­ abhängiger und damit optimaler Abscheidegrad erzielt.

Die Tröpfchen des Kühlschmiermittels agglomerieren im Koales­ zierer 16 zu Tropfen mit definierter, reproduzierbarer Größe. Damit ergibt sich zum einen der Vorteil, daß ein Großteil der Tropfen nach dem Koaleszierer 16 bereits durch die Schwerkraft abgeschieden wird, und zum andern der, daß gegebenenfalls nach­ geschaltete Filterstufen optimal auslegbar sind.

Die von der Rohgasbeladung mit Kühlschmiermittelnebel bzw. mit flüssigen und/oder festen Partikeln abhängige Aktivierung der Benetzungs- und Reinigungsdüse 17 erfolgt über einen dem Koaleszierer 16 zugeordneten Meßwertgeber 20 zur Messung des am Koaleszierer jeweils anstehenden Differenzdrucks Δp. An den Meßwertgeber 20 ist eine Anordnung zur differenzdruckabhängigen Regelung der Flüssigkeitszufuhr zur Düse 17 angeschlossen, die einen Sollwertgeber 21, einen Vergleicher 22 und einen Trigger 23 umfaßt, der entweder unmittelbar die Förderpumpe 19 oder ein Regelventil 24 steuert. Anstelle eines Zweipunktreglers kann auch ein stetiger Regler vorgesehen sein, zum Beispiel ein P- oder PD-Regler.

In der Absaugleitung 11 ist eine Umlenkwand 25 angebracht, die eine dem Koaleszierer 16 nachgeordnete Tropfenabscheide­ stufe 26 vom Koaleszierer abgrenzt. Die Umlenkung des Gas­ stroms begünstigt zum einen die Schwerkraftabscheidung der Flüssigkeitstropfen und verhindert zum andern, daß Kühlschmier­ mittel in Kriechform in den Reingasstrom gelangt.

Die noch im Gasstrom befindlichen und von diesem mitgerissenen Tröpfchen (Schertröpfchen) werden in der Tropfenabscheidestufe 26 (Filter) eliminiert.

Die abgeschiedene Kühlschmiermittelflüssigkeit sammelt sich im Abscheider 28 an und wird über einen Siphon 29 mittels ein­ er Pumpe 30 oder durch Schwerkraft in den Vorrats- und Sammel­ behälter zurückgefördert. Um in der abgeschiedenen Kühl­ schmiermittelflüssigkeit eventuell vorhandene ferromagnetische Partikel entfernen zu können, ist im untersten Bereich des Ab­ scheiders 28 bzw. im Ein- oder Ausgangsbereich des Siphons 29 ein Magnetabscheider 31 für Reinigungszwecke auswechselbar angebracht.

Der Koaleszierer 16 dient zugleich auch zur Gasabsorption. Sei­ ne Ausdehnung (Dicke) in Strömungsrichtung des Gases wird dabei fallweise entsprechend der jeweils für erforderlich gehaltenen Gasabsorptionseffizienz, die mit der Dicke der Koaleszierstufe ansteigt, bemessen. Gegebenenfalls kann der Koaleszierer 16 als Baueinheit ausgebildet sein, die im Bedarfsfall das Hinzu­ fügen oder auch das Entfernen einer oder mehrerer Koaleszier­ elemente ermöglicht.

Sofern es sich als zweckmäßig erweist, kann die Zerstäubungs­ düse 12 auch mit einer von der Benetzungs- und Reinigungsflüs­ sigkeit für den Koaleszierer 16 verschiedenen Flüssigkeit ge­ speist werden.

Die durch die Zerstäubungsdüse 12 verkörperte erste Stufe kann entfallen, wenn allein durch die Wirkung des Koaleszierers 16 in Verbindung mit der Umlenkwand 25 und der Tropfenabscheide­ stufe 26 ein den Anforderungen gerecht werdender Reingasstrom erzielt wird.

Die Einrichtung nach der Erfindung eignet sich grundsätzlich für alle flüssigen und an Flüssigkeiten anlagerbaren Aerosole.

Claims (11)

1. Einrichtung zum Agglomerieren von in einer Rohgas-Absaug­ leitung ankommenden flüssigen oder flüssigen und festen Partikeln zu Tropfen, wobei die Partikel in einem Koales­ zierer im Volumen vergrößert und danach in einem Tropfen­ abscheider aufgefangen werden, dadurch gekennzeichnet, daß dem Koaleszierer (16) eine Benetzungs- und Reinigungsdüse (17) zugeordnet ist, die mit einer mit der abgesaugten Flüssigkeit gleichen oder gleichartigen Flüssigkeit ge­ speist wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Koaleszierer (16) eine Zerstäubungsdüse (12) vorgeord­ net ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerstäubungsdüse (12) mit derselben Flüssigkeit beauf­ schlagt wird, wie sie für die Benetzung und Reinigung des Koaleszierers (16) benutzt wird.

4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Benetzungs-und Reinigungsdüse (17) abhängig von der Beladung des Rohgasstroms mit flüssigen oder flüssigen und festen Partikeln aktiviert wird.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivierung der Benetzungs- und Reinigungsdüse (17) über einen dem Koaleszierer (16) zugeordneten Meßwertgeber (20) zur Messung des am Koaleszierer anstehenden Differenzdrucks erfolgt, an den eine die Flüssigkeitszufuhr zur Benetzungs- und Reinigungsdüse differenzdruckabhängig regelnde Anord­ nung angeschlossen ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelanordnung als Zweipunktregler ausgebildet ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelanordnung durch einen stetigen Regler verwirklicht ist.

8. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Partikel dem Koaleszierer (16) im Fallstrom zugeführt werden.

9. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß vom Gasstrom noch mitgerissene Schertröpfchen in einer dem Koaleszierer (16) nachgeord­ neten Tropfenabscheidestufe (26) ausgeschieden werden.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Tropfenabscheidestufe (26) durch eine Umlenkwand (25) gegen den Koaleszierer (16) hin abgegrenzt ist.

11. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Koaleszierer (16) zugleich als Gasabsorber benutzt und seine Erstreckung in Strömungs­ richtung (Dicke) entsprechend der erforderlichen Gasabsorp­ tionseffizienz bemessen wird.