DE19651680C2 - Kühlschmiermittel-Reinigungsvorrichtung - Google Patents
Kühlschmiermittel-ReinigungsvorrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Bohrwasser-Reinigungsgerät nach
dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Zweck eines derartigen
Reinigungsgeräts ist es, das Bohrwasser bzw. die Kühlschmier-
Flüssigkeit von metallbearbeitenden Maschinen zu reinigen und
aufzubereiten.
Bei der spanabhebenden Bearbeitung von Metallwerkstücken mit
Hilfe von Dreh-, Bohr-, Fräs-, Hobelmaschinen und
vergleichbaren Geräten muß die Bearbeitungsstelle stets mit
einer Öl-Wasser-Emulsion geschmiert und gekühlt werden.
Vereinfachend wird im folgenden diese Kühlschmier-Emulsion
als Kühlschmiermittel bezeichnet. Es ist hierbei bekannt, das
Kühlschmiermittel nicht nur im Kreislauf für eine einzige
Maschine zu fahren, sondern das Kühlschmiermittel von einem
zentralen Lagerbehälter zu entnehmen und einer Reihe von
Bearbeitungszentren zuzuführen.
Es hat sich nun herausgestellt, daß es relativ schwierig
ist, dieses Kühlschmiermittel aufzubereiten und für einen
praktisch unbegrenzten Einsatzzeitraum zu konditionieren.
Es hat sich nämlich herausgestellt, daß das
Kühlschmiermittel sich mit Fäulnisbakterien oder mit
Pilzkulturen anreichern kann, was mit dem Nachteil verbunden
ist, daß die mit dem Kühlschmiermittel in Kontakt geratenden
Personen Hautschädigungen davon tragen können.
Ferner hat es sich herausgestellt, dass aufgrund der Öl- und
Schlammschicht an der Wasseroberfläche das Wasser zu faulen
beginnt; das wiederum ergibt eine unerwünschte
Geruchsbelästigung in den Fabrikationsräumen.
Die hierzu verwendeten Geräte sind relativ teuer. Es handelt
sich hierbei um Umlauf-Filteranlagen, wobei das im Umlauf
geführte Kühlschmiermittel einer oder mehreren Filterkolonnen
zugeführt wird, wo nacheinander folgend zunächst die
Grobstoffe und dann die Feinstoffe ausgefiltert werden.
Nachteil dieser Anordnung ist, dass sie relativ
kostenaufwendig ist und dass eine Entfernung von Bakterien
oder Pilzkulturen nicht ohne weiteres möglich ist.
Die DE 86 16 702 U1 zeigt einen Abscheider für
Leichtflüssigkeiten mit einem Abscheideraum zwischen einem
Einlauf und einem ggfs. durch einen Schwimmer verschließbaren
Auslauf, wobei im Abscheideraum frei durchströmbare
Lochbleche oder Siebe für ein abscheidewirksames Schüttgut
angeordnet sind. Wenn kein Schüttgut auf die Lochbleche oder
Siebe aufgebracht wird, wirkt der Abscheider wie ein Norm-
Abscheider mittels Schwerkraft-Abscheidung. Wird
abscheidewirksames Schüttgut aufgebracht, dann kann durch die
damit verbundene Erhöhung des Abscheidegrades ein
Hochleistungs-Abscheider hergestellt werden.
Die DE 89 09 733 U1 zeigt einen Leichtflüssigkeitsabscheider
als Schwerkraftabscheider mit Behälter, Deckel, Zulauf und
Ablauf und einem ablaufseitigen Ventil mit Schwimmer, welcher
leichter als Wasser und schwerer als Leichtflüssigkeit ist.
Bei erreichen einer maximalen Menge von abgeschiedener
Leichtflüssigkeit verschließt der Schwimmer mittels des
Ventils den Ablauf. Innerhalb der Kammer können in vertikal
angeordneten Siebblechen koaleszierende Materialien gehalten
werden.
Die DE 81 10 249 U1 zeigt eine Vorrichtung zum Absaugen von
Flüssigkeiten mit Schmutzwasserbehälter, Abscheidebehälter
und Absaugvorichtung. Der Abscheidebehälter ist ein
Schwerkraftabscheider, wobei das oben abgeschiedene Öl über
einen höher gelegenen, schräg verlaufenden Überlauf, und das
schwerere Wasser über einen tiefer gelegenen, ebenfalls
schräg verlaufenden Überlauf ablaufen kann.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein
Kühlschmiermittel-Reinigungsgerät der eingangs genannten Art
so auszubilden, dass es mit einfachen Massnahmen
eine Aufbereitung der Kühlschmiermittel-Emulsion gestattet.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung durch die
technische Lehre des Anspruchs 1 gekennzeichnet.
Wesentliches Merkmal der Erfindung ist, dass die zu
reinigende Kühlschmiermittel-Emulsion in der Bodennähe eines
Behälters in den Behälter eingeleitet wird und in einem
mittleren, zentralen Behälterteil hochsteigt.
In diesem Behälterteil sind eine oder auch
mehrere Filtermatten hintereinanderliegend eingebaut, die von
der von unten nach oben strömenden, zu reinigenden,
Ölemulsion durchflossen werden (wird). Diese Filtermatten führen
zunächst zu einer wesentlichen Beruhigung des in den Behälter
in Bodennähe eingeleiteten Kühlschmiermittels, so dass
jenseits der Filtermatte(n) ein stark beruhigter
Flüssigkeitsstand im Behälter gegeben ist.
Wegen der Beruhigung dieser Öl-Wasser-Emulsion im Behälter
kommt es zu einer Schichtentrennung im Behälter, das heißt,
die leichteren Ölanteile in der Emulsion schwimmen nach oben
und bilden eine relativ stabile Schwimmschicht, während
darunter die Öl-Wasser-Emulsion (erkennbar an der weißen
Färbung) verbleibt und sich darunter schichtet. Das
erfindungsgemäße Gerät macht sich nun die Schichtung der zu
reinigenden Öl-Wasser-Emulsion an der Wasseroberfläche
zunutze. Mit zunehmendem Füllstand (Einlauf der zu
reinigenden Flüssigkeit in den mittleren, zentralen Behälter)
steigt also der Flüssigkeitsspiegel nach oben und gelangt in
den Bereich eines ersten Überlaufs, der mit seiner
Überlaufkante höher liegt als die Überlaufkante eines
zweiten, neben dem zentralen Behälter angeordneten Überlaufs.
Der erstgenannte Überlauf führt die über diesen Überlauf
abstürzende Flüssigkeit in einen Behälter, in dem das Öl
aufgefangen wird.
Wichtig ist ferner, daß der zentrale, mittlere Behälter
einen bodennahen Durchlaß aufweist, der in eine
Zwischenkammer mündet, so daß die in dem mittleren Behälter
aufsteigende Flüssigkeit mit gleichem Flüssigkeits-Niveau
auch in der Zwischenkammer aufsteigt.
Nachdem der Zulauf zu dieser Zwischenkammer in Bodennähe aus
der mittleren Kammer erfolgt, wird über diesen Zulauf im
wesentlichen nur die nicht-trennbare Wasser-Öl-Emulsion
einlaufen, während die obere, die Schwimmschicht bildende,
Ölschicht über den vorher erwähnten, ersten Überlauf in den
Ölbehälter einläuft.
Die Zwischenkammer wird also nur in Bodennähe von dem
mittleren Behälter mit der zu reinigenden Flüssigkeit
versorgt und eine Begrenzung der Zwischenkammer wird durch
eine Überlaufkante gebildet, wobei wichtig ist, daß dieser
zweite Überlauf mit seiner Kante niedriger liegt als der
erste Überlauf, so daß über diesen Überlauf lediglich nur
noch die Öl-Wasser-Emulsion in einen zweiten Behälter, der
zum Auffangen der gereinigten Öl-Wasser-Emulsion geeignet
ist, abläuft.
Die Überlaufkante ist hierbei mit einer Schräge ausgestattet,
so daß die Öl-Wasser-Emulsion nicht als Rinnsal in den
zweiten Behälter läuft, sondern über diese Schräge in
einzelne Flüssigkeitstropfen aufgeteilt wird, die unter
Aufnahme von Umgebungsluft und Sauerstoff dann in den
Auffangbehälter hineinperlen. Durch die Aufnahme von
Luftsauerstoff werden aerobe Bakterien mit Sauerstoff
versorgt, die ihrerseits dann wiederum die anaeroben
Bakterien und organischen Stoffe vernichten. Wegen der
Zuführung von Luftsauerstoff aufgrund des Hineinperlens der
Öl-Wasser-Emulsion in einen Auffangbehälter werden also
Bakterien bekämpft und das Wachstum von Pilzkulturen gehemmt.
Die so gereinigte Öl-Wasser-Emulsion kann dann ohne weiteres
wieder dem Verarbeitungsprozess zugeführt werden und wird
kontinuierlich aus dem zweiten Behälter entnommen.
Wichtig bei der vorliegenden Erfindung ist also die Trennung
zwischen den leichteren, aufschwimmenden, relativ massiven
ölenthaltenden Schwimmschichten von der darunter liegenden
Öl-Wasser-Emulsion, wobei das Öl dann in dem genannten
zweiten Behälter aufgefangen wird.
Ein wichtiger Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung
liegt hier aber nicht nur allein in der Aufbereitung einer
Öl-Wasser-Emulsion, sondern die vorliegende Erfindung kann
auch dafür verwendet werden, aus einem Öl einen
entsprechenden Wasseranteil zu entfernen, der dort
unerwünscht ist.
Ist beispielsweise in einem Dieselöl in unerwünschter Weise
Wasser enthalten, dann kann ebenfalls mit der geschilderten
Vorrichtung eine Trennung zwischen Dieselöl und Wasser vor
genommen werden.
Eine derartige Vorrichtung kann daher nicht nur zur
Aufbereitung von Kühlschmiermittel-Emulsionen in der spanabhebenden
Metallverarbeitung verwendet werden, sondern ebenso im
Bootsbau und im nautischen Bereich, wo es darum geht,
ölhaltige Abfälle (z. B. Bilgenwasser), Dieselöle
von unerwünschten Wasseranteilen zu befreien.
Alle in den Unterlagen
offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den
Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung werden als
erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in
Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen
Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert.
Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung
weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der
Erfindung hervor.
Es zeigen:
Fig. 1: schematisiert einen Schnitt durch eine Vorrichtung
nach der Erfindung,
Fig. 2: ein gegenüber Fig. 2 abgewandeltes Detail des
Auslaufs des Behälters in die Ölkammer.
Der Behälter 1 nach der Erfindung besteht bevorzugt aus einem
Edelstahlmaterial und wird definiert durch die beiden
parallel zueinander stehenden Seitenwände 8, 31, die Bodenwand
32 und zeichnerisch nicht dargestellte Seitenwände, welche
flüssigkeitsdicht an die vorgenannten Wände anschließen.
Er ist ferner unterteilt in drei Behälterteile 2, 3, 30, wobei
der mittlere Behälterteil 30 definiert wird durch eine rechte
Trennwand 4 und durch eine linke Zwischenwand 10.
Der linke Behälterteil 2, der zum Auffangen der gereinigten
Öl-Wasser-Emulsion vorgesehen ist, besteht aus der linken
Seitenwand 31 und der rechten Trennwand 9.
Der rechte Behälterteil 3 wird definiert durch die rechte
Seitenwand 8 und die Trennwand 4.
Dieser Behälterteil 3 ist zum Auffangen der Öl-Schwimmschicht
vorgesehen, welche sich auf der Öl-Wasser-Emulsion bildet.
Die zu reinigende Kühlschmiermittel-Flüssigkeit wird über den
Einlaß-Stutzen 5 in Pfeilrichtung 6 durch die Bodenwand 32
in den mittleren Behälterteil 30 eingeleitet. Der
Flüssigkeitsstrom steigt in Pfeilrichtung 19 nach oben und
durchströmt hierbei ein oder mehrere Filtermatten 18, die
parallel zur Bodenwand 32 in gegenseitigem Abstand zueinander
angeordnet sind. Hierdurch erfolgt eine starke
Strömungsberuhigung der in den mittleren Behälterteil 30
einströmenden Flüssigkeit, die bis zur Unterseite des Deckels
23 strömt.
Es bildet sich demzufolge eine obere Flüssigkeitsschicht, die
im wesentlichen aus einem konzentrierten Ölanteil besteht,
unter dem die (weißliche, durchscheinende) Öl-Wasser-
Emulsion geschichtet ist.
Wichtig ist, daß beim Hochsteigen der Flüssigkeit im
mittleren Behälterteil 30 lediglich sich eine obere Schwimm
schicht bildet, während gleichzeitig der Anteil der Öl-
Wasser-Emulsion, der schwerer ist als die darauf schwimmende
Ölschicht, in Bodennähe durch einen Durchlaß 11 in eine
Zwischenkammer 29 einströmt und dort ebenfalls hochsteigt.
Mit weiterem Hochstegen des Flüssigkeitsspiegels in dem
Behälterteil 30 gelangt zunächst die leichtere Öl-Wasser-
Emulsion an der Linie 16 bis zum Überlauf 12 und überströmt
diesen Überlauf 12 in Pfeilrichtung 13. Diese Flüssigkeit
stürzt über eine nach unten gerichtete Schräge 17 in den
Behälterteil 2 hinein und beim Auftreffen auf die
Bodenfläche, und die im Behälterteil 2 bereits lagernde
Flüssigkeit, kommt es zu einer Durchmischung und Durchperlung
und demzufolge auch zu einer Anreicherung mit Sauerstoff.
In diesem Behälterteil 2 sammelt sich also die gereinigte Öl-
Wasser-Emulsion, die dabei gleichzeitig mit Sauerstoff ange
reichert wird.
Selbstverständlich ist es möglich, die vorher gezeigte
Filtermatte 18 auch noch im Bereich der Zwischenkammer 29
anzuordnen, um einen weitergehenden Filtereffekt zu erzielen.
Wie bereits erwähnt, bildet sich im mittleren Behälterteil 30
auf der Flüssigkeitsschicht eine Öl-Schwimmschicht, die mit
zunehmendem Flüssigkeitsanstieg nun aus dem Durchlaß 20
herausläuft und in Pfeilrichtung 21 einen Überlauf 22
überströmt, über den die konzentrierte Ölschicht läuft, die
in dem Behälterteil 3 aufgefangen wird. Die so abgetrennte
Ölschicht kann über den Auslaß-Stutzen 7 aus dem
Behälterteil 3 entnommen werden.
Wichtig ist nun, daß der Überlauf 22 mit seiner oberen Linie
15 höher liegt als der Überlauf 12 mit seiner Linie 16. Die
beiden Überläufe 12, 22 bilden also einen gegenseitigen
Abstand 14, der - in einer Weiterbildung der Erfindung -
einstellbar ausgebildet ist. Auf diese Weise kann je nach
Dicke der Öl-Schwimmschicht der Abstand 14 zwischen den
Überläufen so eingestellt werden, daß gerade über den
Überlauf 22 kein Wasser mitgerissen wird.
Eine mögliche Vorrichtung zur Veränderung des Abstands 14
zwischen den Überläufen 12, 22 ist in Fig. 2 dargestellt.
Hier ist erkennbar, daß der Deckel 23 dichtend an die
Trennwand 4 anschließt und daß im oberen Bereich, unterhalb
des Deckels 23, ein Auslauf 24 angeordnet ist, der aus einem
Rohr 25 besteht, welches in Drehrichtung 27 drehbar ist. Das
Rohr 25 ist schräg nach unten abgeknickt und weist in seinem
Knickbereich einen Schlitz 26 auf.
Wird das Rohr 25 nun mit seinem nach unten ragenden
Knickbereich (wie in Fig. 2 gezeigt) eingestellt, dann ist
der Überlauf 22, der durch die Höhe des Schlitzes 26
definiert ist, relativ niedrig eingestellt. Wird das Rohr 25
hingegen gedreht, so daß der abgeschrägte Teil schräg nach
oben ragt, dann liegt der Schlitz 26 mit seiner
Auslauföffnung höher und die Öl-Schwimmschicht wird zu einem
späteren Zeitpunkt in Pfeilrichtung 28 auslaufen.
Damit kann also der Abstand 14 zwischen dem Überlauf 12 und
dem Auslauf (Schlitz 26) stufenlos eingestellt werden.
Für den Fall, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung zur
Abscheidung von Wasser aus Dieselöl verwendet wird, wird sie
in analoger Weise verwendet.
1
Behälter
2
Behälterteil Emulsion
3
Behälterteil (Öl)
4
Trennwand
5
Einlaß-Stutzen
6
Pfeilrichtung
7
Auslaßstutzen
8
Seitenwand
9
Trennwand
10
Zwischenwand
11
Durchlaß
12
Überlauf
13
Pfeilrichtung
14
Abstand
15
obere Linie
16
untere Linie
17
Schräge
18
Filtermatte
19
Pfeilrichtung
20
Durchlaß
21
Pfeilrichtung
22
Überlauf
23
Deckel
24
Auslauf
25
Rohr
26
Schlitz
27
Drehrichtung
28
Pfeilrichtung
29
Zwischenkammer
30
Behälterteil (Schmutz)
31
Seitenwand
32
Bodenwand
Claims (4)
1. Vorrichtung zur Aufbereitung von Kühlschmierflüssigkeiten,
die im Durchlaufverfahren gereinigt und aufbereitet werden,
dadurch gekennzeichnet, daß in einem Behälter (1) ein
mittlerer Behälterteil (30) abgetrennt ist, neben dem zwei
weitere Behälterteile (2, 3) vorgesehen sind, und dass in dem
mittleren Behälterteil (30) die aufzubereitende Kühlschmier
mittelflüssigkeit über einen bodennahen Einlass-Stutzen (5)
einströmt, dass ferner mindestens eine Trennwand (4) des
mittleren Behälterteils (30) einen Überlauf (22) aufweist,
über welchen die auf der Flüssigkeit sich ausbildende
Ölschicht in einen zweiten Behälterteil (3) strömt, und dass
ferner die andere Trennwand des mittleren Behälterteils (30)
durch eine Zwischenwand (10) gebildet ist, die einen
bodennahen Durchlass (11) definiert, welche zusammen mit
einer weiteren Trennwand (9) eine Zwischenkammer (29) bildet,
die einen weiteren Überlauf (12) aufweist, dessen obere Kante
niedriger liegt als die Kante des ersten Überlaufs (22) und
dass sich an die Zwischenkammer (29) ein Behälterteil (2) zum
Auffangen der Öl-Wasser-Emulsion anschliesst und dass im
mittleren Behälterteil (30) ein oder mehrere Filtermatten
(18) angeordnet sind, die von der Flüssigkeit durchströmt
werden.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
der mittlere Behälterteil (30) einen Deckel (23) aufweist,
der ringsum geschlossen ist und der lediglich in der Nähe des
Überlaufs (22) einen Durchlass (20) definiert.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch
gekennzeichnet, dass der Höhenabstand (14) zwischen den
Überläufen (12, 22) höheneinstellbar ausgebildet ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, dass der Überlauf (22) aus dem mittleren
Behälterteil (30) als drehbares Rohr (25) angeordnet ist,
welches schräg zur Horizontalen gerichtet ist und im Bereich
der Schräge mindestens eine Auslauföffnung (Schlitz 26)
definiert, welche Auslauföffnung die Flüssigkeit in den
Behälterteil (3) leitet.
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