DE2001277A1 - Verfahren und Einrichtung zur Aufbereitung fluessiger durch Mikroorganismen verunreinigter Substanzen - Google Patents

Description

Verfahren und Einrichtung zur Aufbereitung flüssiger, durch Mikroorganismen verunreinigter Substanzen

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Aufbereitung flüssiger, durch Mikroorganismen verunreinigter Substanzen, insbesondere von Oelen und deren Emulsionen im Hinblick auf deren Wiederverwendung zu Schmierzwecken.

Zahlreiche Flüssigkeiten, welche beispielsweise zu Schmier-, Kühl- und sonstigen Zwecken Verwendung finden, reichern sich bekanntlich nach einer gewissen

18.12.69/HE/z

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Zeit mit Mikroorganismen an und werden damit nicht nur für den beabsichtigten technischen Zweck unbrauchbar, sondern stellen auch eine Gefahrenquelle für das Bedienungspersonal dar. Bei den zu Schmierzwecken in der metallverarbeitenden Industrie verwendeten Oelen bzw. deren Emulsionen konnte beispielsweise festgestellt werden, dass diese Schmierflüssigkeiten nach einer gewissen Zeit in Gärung geraten, sich durch einen penetranten Gestank bemerkbar machen und beim Bedienungspersonal zu Krankheitserscheinungen, wie Ekzemen, Augenleiden usw. führen.

Die schädlichen Auswirkungen dieser Anreicherung der Schmierflüssigkeiten mit Mikroorganismen sind seit langem bekannt und werden seit Jahren mit verschiedenen Mitteln bekämpft. Eine drastische, jedoch relativ kostspielige Methode besteht darin, das Schmiersystem von Zeit zu Zeit völlig zu entleeren, mit einer Reinigungsflüssigkeit durchzuspülen und anschliessend mit frischer Schmierflüssigkeit wieder zu füllen. In Angbetracht der ständig steigenden Schmierölpreise versuchte man in letzter Zeit, der unerwünschten Vermehrung der Mikroorganismen durch Zugabe chemischer Substanzen Einhalt zu gebieten. Die entsprechenden Substanzen wurden zwar gefunden und lassen sich auch mit Erfolg anwenden, jedoch ist deren Preis inanbetracht der riesi-

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gen, in Grossbetrieben erforderlichen Schmierölmengen auf dei Dauer nicht tragbar.

Das den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildende Verfahren löst dieses Problem auf eine völlig neuartige Weise, und zwar "dadurch, dass die Flüssigkeit in einen Behälter eingebracht und dann Ozon unter Umrühren der Behälterfüllung durch die Flüssigkeit hindurchgeleitet wird. Vorzugsweise wird die Flüssigkeit dabei in zwei hintereinandergeschalteten Stufen ozonisiert, wobei in der ersten Stufe das Ozon einen Ueberdruck aufweist, in der nachgeschalteten Stufe dagegen praktisch auf atmosphärischen Druck entspannt wird.

Die zur Durchführung dieses Verfahrens dienende Einrichtung ist erfindungsgemäss gekennzeichnet durch einen Behälter, welcher mit mindestens einem Zulauf und einem Ablauf für die aufzubereitende Flüssigkeit versehen ist, mindestens eine in die Behälterfüllung hineinragende Rührvorrichtung sowie mindestens ein in Nähe des Behälterbodens angeordnete, mit Ozon gespeiste Vorrichtung zur feinblasigen Verteilung des Ozons in der Behälterfüllung.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform dieser Einrichtung sind in dem genannten Behälter zwei Vorrichtungen zur Verteilung des Ozons übereinander angeordnet und jede dieser Vorrichtungen weist mehrere über

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praktisch den gesamten Behältergrundriss verteilte Ozonverteiler auf, welche horizontal angeordnet sind und praktisch in einer Ebene in dem von einem endlosen, rotierenden Metallgewebe umschlossenen Raum liegen, das Ganze derart, dass die aufzubereitende Flüssigkeit die übereinanderliegenden Trums des endlosen Metallgewebes durchströmt und dabei mit dem aus den Ozonverteilern feinblasig austretenden Ozon in Berührung tritt.

Zweckmässigerweise ist innerhalb des Behälters mindestens ein Druckozonisierungsgerät angeordnet, das als erste Ozonisierungsstufe den genannten Vorrichtungen vorgeschaltet ist. Dabei weist das Druckozonisierungsgerät vorzugsweise einen unten offenen, zylindrischen Mantel auf, in welchen ein mit seitlichen Ausströmöffnungen versehenes Flüssigkeits-Zuströmrohr hineinragt, wobei die Stirnseite dieses Zuströmrohres verschlossen ist und innerhalb des Zuströmrohres eine Anzahl senkrecht übereinander angeordneter Ozonverteiler angebracht sind, welche durch eine konzentrisch zum Flüssigkeitszuströmrohr angeordnete Ozonleitung gespeist sind.

Zweckmässigerweise erstreckt sich das Flüssigkeitszuströmrohr bis an die Unterkante des zylindrischen Mantels, wobei der zum Austritt der ozonisierten Flüssigkeit verbleibende ringförmige Querschnitt zwecks

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Verstellung des in dem Druckozonisierungsgerät herrschenden Innendruckes variierbar ist.

Als Ozonverteiler werden vorteilhafterweise Keramikröhren verwendet, welche das stirnseitig axial zugeführte Ozon feinblasig nach aussen abgeben.

Auf der beiliegenden Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht.

Fig. 1 ist ein vereinfachter Vertikalschnitt einer Einrichtung zur Aufbereitung eines durch Mikroorganismen verunreinigten Schmieröles,

Fig. 2 ist eine Draufsicht auf die in Fig. 1 gezeigte Einrichtung und

Fig. 3 zeigt ein Ausführungsdetäil.

Ein in seiner Gesamtheit mit 1 bezeichneter Behälter ist durch eine vertikale Trennwand la in zwei Kammern 2 und 3 unterteilt. Die Kammer 2 dient der Aufbereitung eines mit Mikroorganismen verunreinigten Schmieröles, wobei das aufbereitete OeI durch einen Ueberlaufkanal 4 in die Kammer 3 gelangt und von dort durch eine Umwälzpumpe 5 dem Schmiersystem zugeführt wird.

In die Kammer 2 ragt von oben eine leitung 6 durch welche das verunreinigte, aufzubereitende OeI zugeführt wird. Der untere Abschnitt der Leitung 6 ist,

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wie insbesondere die Fig. 1 und 3 zeigen, von einem Druckozonisiergerät 7 umgeben, das einen Mantel 7a aufweist.

Der Oberteil des zylindrischen Mantels 7a ist bis dicht an den Umfang der Oelleitung 6 herangeführt, so dass der zwischen dem Mantel 7 a und der Leitung 6 bestehende Ringraum 8 nach oben dicht abgeschlossen ist. Die Stirnseite 9 der Oe!zuführungsleitung 6 ist verschlossen. Dage^gen weist der vom Mantel 7 a umgebene untere Abschnitt der Leitung 6 eine Anzahl Schlitze auf, durch welche das aufzubereitende OeI von der Leitung 6 in den Ringraum 8 übertreten kann. In die OeI-zuführungsleitung 6 ragt von oben eine Ozonleitung 11, welche sich konzentrisch zur Leitung 6 bis in unmittelbare Nähe der Stirnseite 9 erstreckt. Innerhalb des von dem Mantel 7 a umschlossenen Abschnittes weist die Ozonleitung 11 drei hintereinandergeschaltete Ozonverteiler 12 auf. Diese Ozonverteiler 12 sind hohlzylindrische Keramikkörper, welche aufgrund ihrer Feinporigkeit eine feinblasige Verteilung des Ozons gewährleisten. Das durch die Leitung 11 zugeführte Ozon, welches einen geringen Ueberdruck von beispielsweise 3 m WS aufweist, durchdringt somit die Ozonverteiler 12, vermischt sich innerhalb der Leitung 6 mit dem aufzubereitenden Schmieröl und tritt mit diesem durch die Schlitze 10 in den Ringraum 8. Von hier gelangt das mit dem Ozon gemischte OeI nach unten und

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tritt in Richtung der Pfeile 13 aus dem Ringraum 8 aus, wobei auf dem gesamten Wege zwischen den Ozonverteilern 12 und dem Austritt aus dem Ringraum eine ständige, sprudelnde Vermischung des Oeles mit dem Ozon stattfindet.

Die untere Stirnfläche 14 des Ringraumes 8 wird vorzugsweise mit einem verstellbaren,nicht dargestellten Schieber versehen, durch welchen der Austrittsquerschnitt des Ringraumes 8 nach Belieben verändert werden kann. Auf diese Weise lässt sich der innerhalb des Mantels 7 herrschende Druck nach Belieben einstellen.

In.die Kammer 2 führt ferner eine Ozonleitung 15t welche zwei im unteren Teil der Kammer übereinander angeordnete Vorrichtungen 16 und 17, welche der feinblasigen Verteilung des Ozons dienen, speist. Wie insbesondere die Draufsicht gemäss Fig. 2 zeigt, weist die Leitung 15 auf der Höhe der Vorrichtung 17 einen hoerizontalen Abschnitt 15 a auf, an welchen mehrere Verteilerrohre 18 angeschlossen sind. Die Verteilerrohre 18 erstrecken sich über die ganze Länge der Kammer 2 und jedes Verteilerrohr trägt eine Anzahl Ozonverteiler 19. Diese Ozonverteiler sind in Form hohlzylindrischer Keramikkörper ausgebildet, so dass sie - ähnlich wie die Ozonverteiler 12 geaäss Fig. 3 - eine feinbla-

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sige Verteilung des Ozons in dem umgebenden Schmieröl gewährleisten.

In den Wandungen der Kammer 2 sind für jede Vorrichtung 16 bzw. 17 jeweils vier Kettenräder 20 bzw. 21 verankert. Die in Fig. 2 in Draufsicht dargestellt Vorrichtung 17 weist zwei Ketten 22 auf, welche über die Kettenräder 21 geführt sind und durch einen k nicht dargestellten Antriebsmotor in ständigem Umlauf gehalten werden. Mit den Ketten 22 ist ein endloses, feinmaschiges Drahtgewebe 23a/23b verbunden, das somit in ständiger UmIaufbewegung gehalten wird.

Die untere, durch einen horizontalen Leitungsabschnitt 15 b (Fig. 1) mit Ozon versorgte Vorrichtung 16 weist den grundsätzlich geleichen Aufbau auf wie die Vorrichtung 17 und braucht daher nicht gesondert beschrieben zu werden.

Die Kammer 2 ist mit einer Abdeckung 24 ver-" sehen, in welcher zwei Rührwerke 25 und 26 aufgehängt sind. Während sich die Antriebsmotoren 27 und 28 diener Rührwerke oberhalb der Abdeckung 24 befinden, ragen die Wellen 29 und 30 mit den an diesen befestigten Rührplatten 31 und 32 in die Behälterfüllung hinein. Zwecks Erzielung einer guten Durchwirbelung des OeIs sind die Platten 31 und 32, deren Form selbstverständlich nach Belieben variiert werden kann, mit Durchgangsöffnungen

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33 und 34 versehen. Je nach Grosse des Behälters kann eine beliebige Anzahl solcher Eührwerke vorgesehen sein.

Die beschriebene Einrichtung arbeitet folgendermassen; Das verunreinigte, aus dem Schmiersystem kommende OeI gelangt zunächst durch die Leitung 6 ins Innere der Kammer 2. Beim Durchströmen des in Fig. 3 dargestellten Druckozonisiergerätes kommt das OeI intensiv, jedoch nur kurzzeitig, mit dem unter leichtem Ueberdruck stehenden Ozon in Verbindung. Dies wirkt wie ein Schock auf die im OeI enthaltenden Mikroorganismen, welche bereits in dieser ersten Stufe zum Grossteil oxydativ zerstört werden.

Das in Richtung der Pfeile 13 aus dem Druckozonisiergerät austretende OeI durchströmt nun die beiden Verteilervorrichtungen 16 und 17 von unten nach oben. Dabei findet eine weitere Ozonisierung statt, so dass das anschliessend in die Kammer 3 überlaufende

Reinöl mit Sicherheit keine lebenden Mikroorganismen mehr enthält. Während das OeI die umlaufenden Metallgewebe 23a bzw. 23b durchstr^ömt, wird ein Grossteil der im OeI enthaltenen Verunreinigungen abgefangen.

Dank der Hintereinanderschaltung einer Druckozonisierung und einer anschliessenden Behandlung mit entspanntem Ozon ist gewährleistet, dass einerseits

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sämtliche im OeI enthaltenen Mikroorganismen oxydativ zerstört werden, während andererseits die Schmierfähigkeit des Oeles keine Einbusse erleidet. Bei Verwendung der beschriebenen Einrichtung ergibt sich eine bedeutende Einsparung an Schmieröl und das Personal bleibt vor der schädlichen Berührung mit den im OeI enthaltenen Mikroorganismen geschützt. Das im Betrieb verwendete Schmieröl muss ferner weit weniger häufig ausgewechselt werden, wodurch sich eine grosse Ersparnis an Arbeitszeit ergibt.

Die jährliche Einsparung an Schmieröl liess sich an einer Versuchsanlage wie folgt feststellen:

Emulsionsfüllung für

eine Maschine im Jahr

ohne Ozonisierung 25 168 Liter

Emulsionsfüllung für

eine Maschine im Jahr

mit Ozonisierung 24 128 Liter

Gewinn durch die

Ozonisierung 1 040 Liter

Die Einsparungen an Arbeitszeit ergeben sich aus folgendem Beispiel:

Stillstand der

Maschinen im Jahr

ohne Oelozonisierung 55 Stunden Stillstand der

Maschinen im Jahr

mit Oelozonisierung 8 Stunden

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Leerung und
Maschinenreinigung
im Jahr ohne
Oelozonisierung
(Arbeit für 2 Personen) 110 Stunden

Leerung und

Maschinenreinigung

im Jahr mit

Oelozonisierung 16 Stunden

Da in den heutigen Grossbetrieben hunderte Ölgeschmierte Maschinen arbeiten, sind die erzielbaren Einsparungen an Schmieröl und Arbeitszeit beträchtlich.

Der Ueberdruck in dem Druckozonisierungsgerät gemäss Fig. 3 wird erfahrungsgemäss Torzugsweise auf einen Wert τοη ca. 3 m WS eingestellt. Dies ist aber selbstverständlich nur als Optimalwert zu betrachten und die Einrichtung kann ohne weiteres mit beträchtlieh abweichenden Drücken betrieben werden.

Das Drahtgewebe 23 a bzw. 23b der beiden Ozon-TerteilYorrichtungen 16 und 17 ist Torzugsweise ein feinmaschiges Gewebe aus rostfreiem Stahl (Mikrosieb).

Die an sich bekannten Rührwerke 23 und können im Rahmen der beschriebenen Einrichtung konstruktiT erheblich abgeändert werden. Die bekannten Balkenrührer, Ankerrührer, Fingerrtihrer, Kreuzbalkenrührer, Kreiselrührer, Propellerrührer usw. lassen sich ohne weiteres Terwenden.

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Claims (9)

Patent ansprüche

1) Verfahren zur Aufbereitung flüssiger, durch Mikroorganismen verunreinigter Substanzen, insbesondere OeIe und deren Emulsionen im Hinblick auf deren Wiederverwendung zu Schmierzwecken, dadurch gekennzeichnet, dass die aufzubereitende Substanz in einen Behälter eingebracht und dann Ozon unter Umrühren der Substanz durch dieselbe hindurchgeleitet wi^rd.

2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die aufzubereitende Substanz in zwei hintereinandergeschalteten Stufen ozonisiert wird, wobei in der ersten Stufe das Ozon einen Ueberdruck aufweist, in der nachgeschalteten Stufe dagegen praktisch auf atmosphärischen Druck entspannt wird.

3.) Einrichtung zur Durchführung des Verfah-" rens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Behälter (1), welcher mit mindestens einem Zulauf (6) und einem Ablauf (4) für die aufzubereitende Substanz versehen ist, mindestens eine in die Behälterfüllung hineinragende Rührvorrichtung (25, 26) sowie mindestens eine in Nähe des Behälterbodens angeordnete, mit Ozon gespeiste Vorrichtung (16, 17) zur feinblasigen Verteilung des Ozons in der Behälterfüllung.

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4) Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem genannten Behälter mindestens eine Vorrichtung (25_f 26) zur feinblasigen Verteilung des Ozons angeordnet . ist und jede dieser Vorrichtungen mehrere über praktisch den gesamten Behalte rgrundr iss verteilte Ozonverteiler (19) aufweist, welche horizontal angeordnet sind und praktisch in einer Ebene in dem von einem endlosen, rotierenden Metallgewebe (23a, 23b) umschlossenen Raum liegen, derart, dass die aufzubereitende Substanz die beiden Metallgewebe durchströmt und dabei mit dem aus den Ozonverteilern feinblasig austretenden Ozon in Berührung kommt.

5) Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Behälters (1) mindestens ein Druckozonisiergerät (7) angeordnet ist, das als erste Ozonisierungsstufe den genannten Vorichtungen (16, 17) vorgeschaltet ist.

6) Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckozonisiergerät (7) einen unte-n offenen zylindrischen Mantel (7a) aufweist, in welchen ein mit seitlichen Ausströmöffnungen (10) versehenes Flüssigkeits-Zuströmrohr (6) hineinragt, wobei die Stirnseite (9) dieses Zuströmrohres verschlossen ist und innerhalb des Zuströmrohres eine Anzahl senk-

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recht über nander angeordneter Ozonverteiler (12) angebracht sind, welche durch eine konzentrisch zum Flüssigkeitszuströmrohr angeordnete Ozonleitung (11) gespeist sind.

7) Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Flüssigkeitszuströmrohr (6) bis an die Unterkante des zylindrischen Mantels (7a) erstreckt und der zum Austritt der ozonisierten Substanz verbleibende ringförmige Querschnitt (14) zwecks Verstellung des in dem Druckozonisiergerät (7) herrschenden Innendruckes variierbar ist.

8) Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Ozonverteiler (12, 19) in Form von Keramikröhren ausgebildet sind, welche das stirnseitig axial zugeführte Ozon feinblasig nach aussen abgeben.

9) Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rührvorrichtung (25, 26) als Plattenrühren ausgebildet ist, dessen beidseits von der Antriebswelle abstehende Rührplatte (31, 32) mit einer Anzahl Durchgangslöchern (33, 34) versehen ist.

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