DE19730246A1 - Vorrichtung zum Trennen suspendierter körniger Stoffe von einer Flüssigkeit - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trennen suspendierter körni­ ger Stoffe von einer Flüssigkeit.

In der metallverarbeitenden Industrie fällt eine Vielzahl von Bearbei­ tungsflüssigkeiten an, die vorzugsweise wiederholt verwendet werden und deshalb vor einem erneuten Einsatz gereinigt werden müssen. So enthalten verschmutzte Kühlschmierstoffe körnige Stoffe wie Späne, Schleifschlämme usw., die üblicherweise mittels Filteranlagen entfernt werden. Zum Ab­ trennen der suspendierten körnigen Stoffe aus der Flüssigkeit werden vorzugsweise Vorrichtungen mit umlaufenden Filterbändern verwendet, die teilweise in ein Bad aus dieser Flüssigkeit eintauchen und dabei die Verunreinigungen erfassen und austragen. Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus EP 0 155 466 A2 bekannt.

Diese Filtervorrichtungen arbeiten heutzutage überwiegend vlieslos, um den Anfall an Altmaterialien zu verringern. Dies hat jedoch dazu ge­ führt, daß feinere Verunreinigungen nicht ausreichend herausgefiltert werden. Bei den wiederholt eingesetzten Kühlschmierstoffen führt dies zu einer Verschlammung, die u. a. ein schnelleres Verschleißen der Pumpen der Metallbearbeitungsanlagen zur Folge hat.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zum Trennen suspen­ dierter körniger Stoffe von einer Flüssigkeit zu schaffen, die den Aus­ trag körniger Stoffe als auch feinster körniger Stoffe in einfacher Wei­ se erlaubt.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Hierdurch wird eine Vorrichtung zum Trennen suspendierter körniger Stof­ fe von einer Flüssigkeit geschaffen, die mittels einer mechanischen Ab­ sonderung das Austragen von Feststoffteilen, insbesondere auch solcher kleiner 50 µm, erlaubt. Die Vorrichtung bildet einen Sedimentationsbe­ hälter mit einem mäanderförmigen Weg, der den Flüssigkeitsfluß verlang­ samt und damit die Flüssigkeit beruhigt. Auch feinste Feststoffteilchen sinken unter der Schwerkraftwirkung nach unten und sammeln sich auf ei­ nem Boden des Aufgabebehälters an, von wo sie mittels einer Austrag­ einrichtung entfernt werden können. Die sedimentationsgereinigte Flüs­ sigkeit läuft dagegen per Schwerkraft über einen Auslaufstutzen aus dem Aufgabebehälter heraus.

Die mit suspendierten körnigen Stoffen angereicherte Flüssigkeit, insbe­ sondere ein mit Spänen angereichertes Kühlmittel, läuft demnach drucklos in die Vorrichtung ein, wo sie von den Leitblechen geführt wird, und zwar in Zick-Zack-Richtung abwechselnd von unten nach oben und umge­ kehrt. Da die Feststoffpartikel träger sind als die Flüssigkeit, lagern sich diese unten auf dem Boden ab.

Besonders vorteilhaft ist, daß das Austragen der sedimentierten Fest­ stoffteilchen aus dem Aufnahmebehälter während des Betriebs, d. h. einem maximalen Füllstand, mit einem einfachen Handgriff erfolgen kann. Ledig­ lich der Bodenschieber ist herauszunehmen. Der Bodenschieber kann als Kratzerschwert oder als Auffangwanne ausgebildet sein. Kratzerleisten eines Kratzerschwertes können bei einem Herausziehen die angesammelten Feststoffteilchen entlang des Bodens nach außen befördern. Danach kann der Bodenschieber wieder in den Aufnahmebehälter zurückgleiten während die Sedimentation fortfährt. Das Einlaufen der zur reinigenden Flüssig­ keit in den Aufnahmebehälter kann deshalb kontinuierlich oder diskon­ tinuierlich erfolgen und ist unabhängig von der Betätigung des Boden­ schiebers. Also keine Fertigungsunterbrechung beim Entleeren und kein Ablassen vor der Feststoffentleerung. Die Vorrichtung ist deshalb sehr handhabungssauber und wirtschaftlich.

Die Kratzerleisten des Kratzerschwertes können dabei schräg angestellt sein, so daß die Feststoffteilchen beim Herausziehen des Bodenschiebers direkt in einen Abfallbehälter fallen können. Begünstigt werden kann dieser Vorgang dadurch, daß als Austrageinrichtung ein Schwert mit Krat­ zerleisten gemäß den Ansprüchen 2 und 3 vorgesehen sein kann, so daß die Fließgeschwindigkeit vor den Kratzerleisten abnimmt und somit besonders beruhigte Zonen entstehen. Die Auffangwanne kann hierzu Stegwände ent­ halten.

Der Einsatz einer Wanne als Bodenschieber erfordert zwar einen Ablaß der Flüssigkeit für das Herausnehmen und Entleeren derselben. Dafür sind für eine solche Vorrichtung die Betriebs- und Anschaffungskosten gering.

Für eine vereinfachte Montage kann die Mehrzahl Leitbleche zu einem Einsatz zusammengefügt sein, der in dem Aufnahmebehälter verankerbar und dazu vorzugsweise an einer Behälterabdeckung befestigbar ist.

Für eine zusätzliche Filterung kann der Aufnahmebehälter ausgangsseitig mit Magnetstäben bestückt sein.

Für eine mobile Ausführung der Vorrichtung kann diese auf einem Rollen­ gestell angeordnet sein.

Ferner kann die Vorrichtung eine Zwischenstufe in dem Kreislauf des wie­ derholten Einsatzes von Bearbeitungsflüssigkeiten in der metallverarbei­ tenden Industrie bilden, in dem die zu reinigende Flüssigkeit zunächst einen Vlieslosbandfilter und anschließend die Vorrichtung durchläuft, bevor sie einer Wiederverwendung zugeführt wird.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschrei­ bung und den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch einen Querschnitt eines ersten Ausfüh­ rungsbeispiels der Vorrichtung zum Trennen suspendierter körniger Stoffe von einer Flüssigkeit,

Fig. 2 zeigt schematisch eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 1,

Fig. 3 zeigt zeigt schematisch eine Seitenansicht eines Kratzerschwertes gemäß Fig. 1,

Fig. 4 zeigt schematisch einen Querschnitt des Kratzerschwertes gemäß Fig. 3.

Fig. 5 zeigt schematisch einen Querschnitt eines zweiten Aus­ führungsbeispiels der Vorrichtung zum Trennen suspen­ dierter körniger Stoffe von einer Flüssigkeit,

Fig. 6 zeigt schematisch eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 5.

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zum Trennen körniger Stoffe von einer Flüssigkeit durch mechanische Absonderung von Feststoffteilen und dient vorzugsweise zum Austragen von Spänen aus Kühlmitteln einschließlich solcher mit Teilchengrößen < 50 µm.

Die Vorrichtung umfaßt einen Aufgabebehälter 1 mit einem herausnehmbaren Einsatz 2, an dem eine Mehrzahl Leitbleche 3 befestigt sind, die zusam­ men mit seitlichen Begrenzungsflächen des Aufgabebehälters 1 einen mäan­ derförmigen Strömungsstrich für einen Flüssigkeitsdurchlauf mit auf- und abwärts verlaufenden Flußschlingen definieren. Der Strömungsstrich ist durch eine Pfeilfolge dargestellt. Die Leitbleche 3 unterteilen demnach einen Innenraum des Aufgabebehälters 1, indem sie diesen in eine Folge von Flußschlingen zerlegen. Der Einsatz mit den Leitblechen 3 ist in dem Aufgabebehälter 1 verankert und dazu vorzugsweise an einem Deckel des­ selben befestigt. Der Aufgabebehälter 1 bildet somit einen Behälter nach Art eines Sedimentationsbehälters.

Die Leitbleche 3 sind dazu mit Abstand parallel zueinander angeordnet und durchziehen den Innenraum des Aufgabebehälters 1, wobei abwechselnd ein Strömungsdurchlaß kopfseitig oder bodenseitig vorgesehen ist. Die zu­ geführte Flüssigkeit wird dann in Zick-Zack-Richtung abwechselnd von oben nach unten und umgekehrt geleitet. Die Wände des Aufgabebehälters 1 bilden die seitlichen Begrenzungswände, wobei der Aufgabebehälter 1 vor­ zugsweise halbwannenförmig ausgebildet ist.

Dem Boden 6 des Aufgabebehälters 1 in seiner Funktion als eine seitli­ che Begrenzungswand ist ein herausziehbarer Bodenschieber 4 mit Kratzer­ leisten 5 zugeordnet, um eine bodenseitig abgesetzte Suspensionsfracht aus dem Aufgabebehälter 1 austragen zu können. Dazu läuft der Boden­ schieber 4 unmittelbar über dem Boden 6 und folgt dessen Form. Der Bo­ denschieber 4 ist hier als ein Kratzerschwert ausgebildet mit einem kopfseitigen Griff, um den Bodenschieber 4 in Richtung des Pfeils S aus dem Aufgabebehälter 1 herausziehen und in diesen wieder hineinschieben zu können. Der Bodenschieber 4 in Form eines Kratzerschwertes umfaßt ei­ ne Mehrzahl einzelner, an einem Rahmen 11 beabstandet zueinander befe­ stigter Kratzerleisten 5, die als Abstreifer für den Boden 6 quer zur Ziehrichtung S des Bodenschiebers 4 den Boden 6 überstreichen und an diesem anliegen. Die Kratzerleisten 5 besitzen demnach eine Länge L (Fig. 3) die ein übergreifen des Bodens 6 für ein vollflächiges Abräumen der abgesetzten körnigen Stoffe auf dem Boden 6 erlauben.

Die Positionierung der Kratzerleisten 5 an dem Kratzerschwert des Boden­ schiebers 4, wie insbesondere in Fig. 4 und 5 dargestellt, erfolgt der­ art, daß bei eingesetztem Kratzerschwert (Fig. 1) die Kratzerleisten 5 jeweils ein Leitblech 3 bis zum Boden 6 hin verlängern und damit einzel­ ne Räume zwischen den Leitblechen 3 und dem Boden 6 abdichten für eine kammerartige Unterteilung des Innenraumes des Aufgabebehälters 1 mit verbundenen Kammern.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind insgesamt drei Kratzer­ leisten 5 und eine frei stehende Endkratzerleiste 16 vorgesehen. Entspre­ chend den Abständen zwischen bodenseitig zu verlängernden Leitblechen 3, vorzugsweise jedes zweite, werden die Abstände a, b, c (Fig. 4) zwischen den Kratzerleisten 5 und einer seitlichen Rückwand 12 gewählt. Die Krat­ zerleisten 5 sind ferner vorzugsweise winkelig angestellt mit einem Zugwinkel α entgegen der Zugrichtung zum Boden. Die Zugwinkel α sind für jede Kratzerleiste 5 individuell wählbar, so daß die Kratzerleisten 5 mit anderen Abständen d, e, f zueinander an dem Boden 6 anliegen kön­ nen als die Ineingriffstellungen mit den Leitblechen 3. Die Endkratzer­ leiste 16 ist vorzugsweise benachbart der Rückwand 12 angeordnet mit einer im wesentlichen senkrechten Aufstellung.

Der Boden 6 des Aufgabebehälter 1 erstreckt sich vorzugsweise zumindest einseitig mit einer Neigung zur Horizontalen bis zu einer Oberkante des Aufgabebehälters 1.

Der Aufgabebehälter 1 ist, wie bereits ausgeführt, deshalb vorzugsweise halbwannenförmig ausgebildet. Der Boden 6 besitzt dann eine Krümmung und erstreckt sich bogenförmig zur Behälteroberseite. Der Bodenschieber 4 folgt der Krümmung des Bodens 6. Zur Ausrichtung des Bodenschiebers 4 entlang des Bodens 6 können Führungseinrichtungen vorgesehen sein.

Benachbart einer Einschuböffnung des Aufgabebehälters 1 für den Einsatz des Bodenschiebers 4 ist ein Abfallbehälter 7 an dem Aufgabebehälter 1 derart befestigt ist, daß die mittels des Bodenschiebers 4 austragbare Suspensionsfracht beim Verlassen des Aufgabebehälters 1 in den Abfallbe­ hälter 1 fällt.

Die Flüssigkeitszufuhr, angedeutet durch Pfeil F (Fig. 1), erfolgt über einen eingangseitigen Einlaufstutzen 8, der kopfseitig des Aufgabebehäl­ ters 1 vorgesehen ist. Der Einlaufstutzen 8 kann beispielsweise in einem Deckel oder an dem Einsatz mit den Leitblechen 3 ausgebildet sein. Über den Einlaufstutzen 8 läuft eine Flüssigkeit, insbesondere Kühlmittel, drucklos in den Aufgabebehälter 1 ein. Der Einlaufstutzen 8 ist über die auf- und abwärts verlaufenden Flußschlingen mit einem ausgangseitigen Auslaufstutzen 9 am Ausgabebehälter 1 verbunden. Für einen drucklosen Flüssigkeitsdurchlauf ist vorgesehen, daß der Auslaufstutzen 9 tiefer liegt als der Einlaufstutzen 8. Der Auslaufstutzen 9 ist deshalb in ei­ ner seitlichen Rückwand 12 angeordnet. Die Anordnungshöhe der Auslauf­ stutzens 9 bestimmt einen minimalen Füllstand Bmin. Ein maximaler Füll­ stand Amax ist über die Aufgabebehälterhöhe wählbar.

Folgt der Boden 6 einer Kreisbogenbahn, wie in Fig. 1 dargestellt, dann ist der eingangsseitige Einlaufstutzen 8 an der Seite des Aufgabebehäl­ ters 1 angeordnet, an der der bogenförmige Boden an die Oberseite des Aufgabebehälters 1 tritt, während der Auslaufstutzen 9 dann an der ge­ genüberliegenden Seite 12 des Aufgabebehälters 1 angeordnet ist, d. h. dort wo die Flüssigkeitssäule am höchsten ist.

Für das Austragen der bodenseitig abgesetzten Suspensionsfracht braucht lediglich der Bodenschieber 4 aus dem Aufgabebehälter 1 gezogen zu wer­ den. Dabei befördern die Kratzerleisten 5 die abgesetzten körnigen Stof­ fe, insbesondere Späne, entlang des Bodens nach draußen. Durch die schräg angestellten Kratzerleisten 5 fallen die Späne direkt in den Ab­ fallbehälter 7. Die Späne sind in Fig. 1 mit dem Bezugszeichen 15 ange­ zeigt. Danach gleitet der Bodenschieber 4 zurück in den Aufgabebehälter 1, ohne daß dadurch die mechanische Absonderung wesentlich gestört wird. Die Sedimentation fährt folglich fort. In Fig. 2 sind zwei Stellungen des Bodenschiebers 4 angedeutet. Gestrichelt ist die eingeschobene Stel­ lung des Bodenschiebers 4 gezeigt. Die andere Stellung zeigt den Boden­ schieber 4 teilweise herausgezogen.

Bei einem bogenförmig gestalteten Boden 6 neigen die abgesetzten Späne dazu, den Boden 6 hinunterzurutschen, so daß die Anordnung der Kratzer­ leisten 5 in einem mehr ausgangseitigen Bereich des Bodens 6 ausreicht.

In dem Aufgabebehälter 1 kann ein zusätzlicher Magnetabschneider 10 an­ geordnet sein, der vorzugsweise ausgangsseitig dem Auslaufstutzen 9 vor­ geordnet ist. Der Magnetabscheider 10 besteht vorzugsweise aus einem oder mehreren Magnetstäben, die abgestriffen werden können, wenn bei­ spielsweise der Einsatz mit den Leitblechen 3 entnommen wird.

Für Reinigungszwecke kann der Aufgabebehälter 1 einen bodenseitigen Ab­ laß 13 aufweisen.

Der Aufgabebehälter 1 kann auf einem Rollengestell mit Rollen 14 ange­ ordnet sein.

Die vorstehend beschriebene Vorrichtung kann einem Vlieslosfilter nach­ geordnet sein, dessen Spülgut in den Einlaufstutzen 8 der Vorrichtung einleitbar ist.

Die Zufuhr der zu reinigenden Flüssigkeit über den Einlaufstutzen 8 kann kontinuierlich oder in Verbindung mit vorgeschalteten Vlieslosfiltern insbesondere diskontinuierlich erfolgen.

Das in Fig. 5 und 6 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel unterschei­ det sich von dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel lediglich dadurch, daß der Bodenschieber 4 als Wanne zum Auffangen und Sammeln der körnigen Stoffe, insbesondere der Späne, ausgebildet ist. In Verbindung mit der Wanne ist der Behälterboden 6 vorzugsweise eben ge­ staltet. Die Wanne ist oberhalb des Behälterbodens 6 entfernbar einsetz­ bar und bildet damit ein Bodenfach, das als eine Art Teilchenfänger den eigentlichen Behälterboden 6 überdeckt. Die sich absetzenden körnigen Stoffe fallen dann auf einen Wanneninnenboden 18. Durch ein Herausnehmen der Wanne nach einem Flüssigkeitsablaß können die abgesetzten Stoffe ausgetragen werden. In einem Wanneninneren sind vorzugsweise einzelne vertikale Stegwände 17 angeordnet, die jeweils ein Leitblech 3 bis zu dem Wanneninnenboden 18 verlängern für eine kammerartige Unterteilung eines Innenraumes des Aufgabebehälters 1 unter Einschluß des Wanneninne­ ren. Der Wanneninnenboden 18 begrenzt bei diesem Ausführungsbeispiel der Vorrichtung den Durchfluß bodenseitig anstelle des eigentlichen Behäl­ terbodens 6. Die Stegwände 17 sind so angeordnet, daß sie bei eingesetz­ ter Wanne jeweils jedes zweite Leitblech 3 bis zum Wanneninnenboden 18 verlängern, wodurch für einen Zick-Zack-Strömungsstrich einzelne Räume zwischen den Leitblechen 3 und dem Wanneninnenboden 18 abgedichtet wer­ den. Die durch die Stegwände 17 nicht verlängerten Leitbleche 3 enden mit Abstand oberhalb des Wanneninnenbodens 18, so daß der Strömungsstrich an der vom Wanneninnenboden 18 gebildeten Begrenzungsfläche eine Schlei­ fe ausführt. Im übrigen gelten die Ausführungen zum ersten Ausführungs­ beispiel entsprechend.

Claims (16)

1. Vorrichtung zum Trennen suspendierter körniger Stoffe von einer Flüs­ sigkeit mit einem Aufgabebehälter (1), einer Mehrzahl in dem Aufgabebe­ hälter angeordneter Leitbleche (3), die zusammen mit seitlichen Begren­ zungsflächen des Aufgabebehälters (1) einen derartigen mäanderförmigen Strömungsstrich für einen Durchfluß der Flüssigkeit unter natürlichem Druck bilden, daß ein eingangsseitiger Einlaufstutzen (8) des Aufgabebe­ hälters (1) über auf- und abwärts verlaufende Flußschlingen mit einem ausgangsseitigen Auslaufstutzen (9) des Aufgabebehälters (1) verbunden ist, und mit einem einem Boden (6) des Aufgabebehälters (1) zugeordne­ ten, herausnehmbaren Bodenschieber (4) zum Austragen einer bodenseitig abgesetzten Suspensionsfracht aus dem Aufgabebehälter (1).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden­ schieber (4) von einem Kratzerschwert mit einer Mehrzahl einzelner, an einem Rahmen beabstandet zueinander befestigter Kratzerleisten (5) ge­ bildet wird, und die Kratzerleisten (5) als Abstreifer für den Boden (6) quer zur Schubrichtung (S) den Boden (6) übergreifen und an diesem an­ liegen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kratzer­ leisten (5) jeweils ein Leitblech (3) bis zum Boden (6) verlängern und damit einzelne Räume zwischen den Leitblechen (3) und dem Boden (6) ab­ dichten für eine kammerartige Unterteilung eines Innenraumes des Aufga­ bebehälters (1).

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kratzerleisten (5) winkelig angestellt sind mit einem Winkel entgegen der Zugrichtung (S).

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (6) des Aufgabebehälters (1) sich bogenförmig zu einer Kopfseite des Aufgabebehälter (1) erstreckt und der Bodenschieber (4) der Krümmung des Bodens (6) folgend ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (6) des Aufgabebehälters (1) sich zumindest einseitig mit einer Neigung zur Horizontalen bis zu einer Oberkante des Aufgabebehäl­ ters (1) erstreckt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden­ schieber (4) von einer Wanne gebildet wird, die als bodenseitige Sammel- und Auffangvorrichtung den Behälterboden (6) überzieht.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Wanne einzelne vertikale, in einem Wanneninneren angeordnete Stegwände (17) aufweist, die einzelne Leitbleche (3) bis zu einem Wanneninnenboden (18) verlängern für eine kammerartige Unterteilung eines Innenraumes des Auf­ gabebehälters (1).

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitbleche (3) einen herausnehmbaren Einsatz bilden, der für ei­ ne Verankerung in dem Aufgabebehälter (1) an einem Deckel desselben be­ festigbar ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeich­ net, daß die Leitbleche (3) parallel zueinander verlaufen mit kopf- oder bodenseitigen Unterbrechungen zur Ausbildung der Schleifen der einzelnen Flußschlingen.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeich­ net, daß dem ausgangsseitigen Auslaufstutzen (9) ein in dem Aufgabebe­ hälter (1) angeordneter Magnetabscheider (10) vorgeordnet ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeich­ net, daß der Auslaufstutzen (9) in einer seitlichen Rückwand (12) des Aufgabebehälters (1) angeordnet ist, dessen Anordnungshöhe einen minima­ len Füllstand (Amin) des Aufgabebehälters (1) bestimmt.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeich­ net, daß benachbart einer Einschuböffnung des Aufgabebehälters (1) für den Bodenschieber (4) ein Abfallbehälter (7) an dem Aufgabebehälter (1) derart befestigt ist, daß die mittels des Bodenschiebers (4) austragbare Suspensionsfracht beim Verlassen des Aufgabebehälters (1) in den Abfall­ behälter (7) fällt.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeich­ net, daß der Aufgabebehälter (1) einen bodenseitigen Ablaß (13) auf­ weist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeich­ net, daß der Aufgabebehälter (1) auf einem Rollengestell angeordnet ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeich­ net, daß der Einlaufstutzen (8) des Aufgabebehälters (1) angeschlossen ist an einen für eine gefilterte Flüssigkeit vorgesehenen Auslaufstutzen eines vorgeordneten Vlieslosbandfilters.