DE2743055A1

DE2743055A1 - Einrichtung zur reinigung von schmier- und/oder kuehlemulsionen

Info

Publication number: DE2743055A1
Application number: DE19772743055
Authority: DE
Inventors: Werner Schimion
Original assignee: Schloemann Siemag AG
Current assignee: SMS Siemag AG
Priority date: 1977-09-24
Filing date: 1977-09-24
Publication date: 1979-03-29

Description

Einrichtung zur Reinigung von Schmier- und/oder Kühl-
emulsionen Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Aufbereitung und Reinigung von Schmier- und/oder Kühlflüssigkeit von metall-, insbesondere stahlbearbeitenden Maschinen mit mindestens einem Behälter, in dem Fremdstoffe durch Flotation und/oder Sedimentation abgeschieden werden, dem Magnetfilterelemente zugeordnet sind. Derartige Einrichtungen werden in den Kreislauf von Schmier- und Kühlemulsionen, insbesondere von Walzwerken, eingeschaltet, um durch Aufbereitung und Reinigung der Emulsionen diese lange verwendungsfähig zu halten, wobei der Reinigungsbehälter gleichzeitig in der Lage ist, durch Verdunstung o.dgl. bedingte Schwankungen der Menge der Emulsion auszugleichen.
Aus der DT-OS 2 434 809 ist eine Einrichtung bekannt, bei der eine Kammer eines Behälters zur Reinigung von Flotation und Sedimentation genutzt wird, während in einer anderen Kammer des gleichen Behälters die Magnetfilterelemente untergebracht sind. Eine derartige Anordnung hat einen relativ großen Raumbedarf, und der Absetzbehälter und die Magnetfilter werden vom gleichen Emulsionsstrom durchsetzt, so daß beide Reinigungsprozesse fest an den Emulsionsdurchsatz gebunden sind.
Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, eine Einrichtung der bezeichneten Gattung zu schaffen, bei der durch Aufteilung und Verkleinerung der einzelnen Bauelemente die Möglichkeit besteht, auch bei räumlich begrenzten Verhältnissen eine ausreichende Reinigung und Aufbereitung der Emulsion zu sichern.
Gelöst wird diese Aufgabe, indem bei einer gemäß der Einrichtung ausgebildeten Gattung der Behälter an seiner der Mündung der Entnahmeleitung gegenüberliegenden Seite mit einer Vorkammer ausgestattet ist, in die das den Rücklauf der Verbraucher zuführende Rohrsystem mündet, und indem die Vorkammer mit dem Ansaugstutzen von Pumpen ausgestattet ist, die separat angeordnete Magnetfilter speisen, deren Rücklaufleitung in die Vorkammer mündet. Durch diese Maßnahme ist es nicht nur möglich, die Magnetfilter als getrennte Bauteile an anderer Stelle unterzubringen, die Erfindung erlaubt auch, beispielsweise in Walzpausen die Filterung durch die Magnetfilter fortzusetzen, so daß ein hoher Reinheitsgrad der zyklisch die Magnetfilter passierenden Emulsion erreicht wird. Als wesentlich hat sich gezeigt, die Förderleistung der dem Magnetfilter vorgeordneten Pumpen den durch das Rohrsystem während des Betriebes zugeführten Flüssigkeitsstrom vorzugsweise geringfügig übersteigen zu lassen. Damit wird in der Vorkammer ein auf das Magnetfilter gerichteter Strom bewirkt, der dem betritt ungefilterter Emulsion in den Absetzraum entgegenwirkt. Diese Tendenz wird weiter verstärkt, und gleichzeitig läßt sich eine laminare, gleichmäßige Strömung erzielen, wenn die Vorkammer gegen den Absetzraum des Behälters durch eine Zwischenwand abgegrenzt ist, die zweckmäßig durch den Wandungen des Behälters parallele Lamellen gebildet ist.
Bewährt hat es sich, der Rücklaufleitung des Magnetfilters Ventile zuzuordnen, von denen mindestens eines mit der Vorkammer verbunden ist. Mit Vorteil wird mindestens ein weiteres, eingangsseitig dem ersten parallel angeordnetes Ventil vorgesehen, das eine Leitung speist, die zum der Vorkammer gegenüberliegenden Bereiche des Absetzraumes führt. Als nachahmenswert wurde erkannt, die Ventile als Drosselventile auszubilden. Die Strömungsbedingungen in der Vorkammer werden weiter verbessert, wenn diese durch eine vorzugsweise in ihrem unteren Bereiche Öffnungen aufweisende Trennwand unterteilt ist und das den Rücklauf der Verbraucher führende Leitungssystem und der Ansaugstutzen der Pumpe in deren Vorderraum münden, während die Rücklaufleitung des Magnetfilters in deren Hinterraum führt, dem der Absetzraum des Behälters nachgeordnet ist.
Zweckmäßig werden den Pumpen parallel jeweils Reservepumpen angeordnet, und die Filterung erfolgt über mehrere, wahlweise einzeln anschaltbare und abtrennbare Magnetfilter, so daß, während ein oder mehrere Magnetfilter aktiv sind, zyklisch jeweils eines reinigbar ist.
Im einzelnen sind die Merkmale der Erfindung anhand der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit einer dieses schematisch darstellenden Zeichnung erläutert.
In der Figur ist ein Behälter für die Schmier- bzw. Kühlemulsion einer fünfgerüstigen Tandemstraße dargestellt, in dem durch eine Lamellenwand ein Absetzraum 3 abgegrenzt ist. Der Absetzraum ist mit einer Abskimmeinrichtung ausgestattet, die durch Flotation aufgetriebene und auf der Oberfläche schwimmende Stoffe über eine Rampe 5 in einer hinter dieser angeordnete Schlammabflußrinne führt. Im hinteren Teil des Absetzraumes 3 ist, durch eine Querwand 6 gegen das Austragen von Verunreinigungen geschützt, eine Entnahmeleitung 7 angeschlossen, der Pumpen zur Speisung der Gerüste nachgeordnet sind.
Vor der Lamellenwand 2 ist im Behälter 1 eine Vorkammer 8 abgegrenzt, die durch eine unten offene Trennwand 9 in einen Vorderraum 1o und einen Hinterraum 11 aufgeteilt ist. In den Vorderraum 11 münden das Leitungssystem 12 der von den Verbrauchern rücklaufenden Emulsion sowie Ansaugstutzen 13 für Pumpen 14, die im unteren Bereiche des Vorderraumes 1o Emulsion ansaugen und zu einer Gruppe von im Ausführungsbeispiel vier Magnetfiltern führen. Die Magnetfilter sind mit Ventilen ausgestattet, welche es gestatten, wahlweise eines oder mehrere bzw. alle der Magnetfilter wirksam zu halten, aber auch wahlweise eines oder mehrere der Magnetfilter zu Reinigungs- oder Inspektionszwecken abzutrennen sowie gegebenenfalls zu leeren.
Die Reinigung erfolgt über einer Schlammrinne, und die darin angesammelten Verunreinigungen werden vermittels von Schlammpumpen 17 ausgetragen.
Der Rücklaufleitung 16 ist ein Drosselventil 18 vorgeordnet.
Parallel wird ein Drosselventil 19 vom Rücklauf der Magnetfilter 15 gespeist, das zu einem im hinteren Ende des Absetzraumes 3 mündenden Zulauf 20 führt.
Die Pumpe 14 sowie die parallel vorgesehene Reservepumpe weisen eine Förderleistung auf, die etwa 10% über dem Zuflußstrom der von dem Verbraucher durch das Leitungssystem 12 rücklaufenden Emulsion liegt. Damit wird erreicht, daß nicht nur die oben in den Förderraum 10 aus dem Leitungssystem 12 zulaufende Emulsion vollständig aufgenommen wird; da der von der Pumpe 14 abgezogene Emulsionsstrom jenen Zulauf überschreitet, läuft unter der Trennwand 9 auch noch Emulsion in Pfeilrichtung aus dem Hinterraum 11 zum Ansaugstutzen 13 der Pumpe 14. Dieser Strom verhindert das Übertreten des ungefilterten Rücklaufes in den Hinterraum 11 und von diesem in den Absetzraum 3.
Die über die Pumpe 14 entnommene Emulsion wird der Gruppe von Magnetfiltern 15 zugeführt und in den jeweils parallel geschaltet wirksamen Magnetfiltern gereinigt. Die gefilterte Emulsion wird im Normalbetrieb über das voll geöffnete Drosselventil 18 und die Rücklaufleitung 16 in den Hinterraum 11 der Vorkammer 8 überführt. Wie bereits beschrieben, wird ein geringer Anteil der gefilterten Emulsion in Pfeilrichtung unter der Trennwand 9 hindurch der ungefilterten Emulsion beigegeben. Der wesentliche Teil der gefilterten Emulsion jedoch wird über die mit ihren Lamellen als Gleichrichter wirkende Querwand 6 mit über deren Querschnitt im wesentlichen gleicher Strömungsgeschwindigkeit wirbelfrei in den Absetzraum 3 überführt. Im Absetzraum 3 haben das spezifische Gewicht der Emulsion unterschreitende Verunreinigungen die Möglichkeit, nach oben aufzuschwimmen, so daß sie durch die Abskimmeinrichtung 4 erfaßt und über die Rampe 5 in die Schlammrinne überführt werden. Das spezifische Gewicht der Emulsion überschreitende Verunreinigungen fallen nach unten aus und setzen sich auf dem Boden des Absetzraumes 3 ab. Die Querwand 6 verhindert das Übertreten ausgefallener Schmutzteile in die durch die Pumpe 5 betriebene Entnahmeleitung.
Die Wirkung des Absetzraumes 3 hängt im wesentlichen von der Verweilzeit der Emulsion im Absetzraum ab, die bei vorgegebenem Emulsionsstrom wiederum von der Größe des Absetzraumes bestimmt wird. Sind aus Platzgründen die Maße des Behälters 1 und damit auch des Absetzraumes 3 begrenzt, so läßt sich eine ausreichende Verweilzeit und damit ein guter Abscheidegrad erreichen, indem das Drosselventil 18 nur teilweise geöffnet wird und auch das Drosselventil 19 so geöffnet wird, daß ein Teil der gefilterten Emulsion über den Zulauf 20 direkt hinter die Querwand 6 zu gelangen vermag. Damit wird ein direkter Teilstrom der gefilterten Emulsion zur Pumpe 5 bzw. zu diesen parallel angeordneten Pumpen bewirkt, und der Absetzraum 3 wird nur mit dem verbleibenden Reststrom beaufschlagt. Durch entsprechende Stellungen der Drosselventile 18 und 19 läßt sich hierbei jede beliebige Aufteilung der gefilterten Emulsion erreichen. Entsprechend der Verringerung der Beaufschlagung des Absetzraumes 3 steigen aber sowohl die Verweilzeit der Emulsion im Absetzraum 3 und damit die erzielte Abscheideleistung an.
Durch die hierbei im Nebenschluß und sich nur auf einen Teilstrom der Emulsion erstreckende Reinigung durch Flotation und Sedimentation wird erzielt, daß diese sich auch auf wesentlich kleinere Teilchen bzw. Teilchen mit geringerer Differenz der spezifischen Gewichte und größerem Verhältnis der Oberfläche zur Masse der abzuscheidenden Teilchen erstreckt. Damit werden aus dem Teilstrom der Emulsion Fremdstoffe großer Feinheit abscheidbar, die bei geringerer Verweilzeit durch die Abscheidung nicht erfaßt würden.
Als wesentlicher Vorteil zeigt sich, daß auch in Betriebspausen des gespeisten Walzwerkes oder auch auf Wunsch nach jeweiligem Betriebsende die Reinigungsvorgänge weitergetrieben werden können. Eine Abscheidung allein durch Magnetfilterung wird erreicht, wenn bei geöffnetem Drosselventil 18 und geschlossenem Drosselventil 19 die Pumpe 14 und die Magnetfilter weiter betrieben werden. Hierbei wird die Emulsion dem Vorderraum 10 entnommen und gefiltert in den Hinterraum 11 gegeben, von dem sie wieder in den Vorderraum strömt, so daß eine zyklische Filterung vorgenommen wird. Auch hier bewährt es sich, das Drosselventil 18 mindestens zum Teil zu schließen und das Drosselventil 19 mindestens zum Teil zu öffnen. Der Kreislauf der zyklisch gereinigten Emulsion erstreckt sich damit auch auf den Absetzraum 3, so daß eine zusätzliche Reinigung durch Sedimentation und Flotation erfolgt. Auch hier läßt sich die Verweilzeit im Absetzraum 3 durch die Einstellung der Drosselventile 18 und 19 bestimmen. Während in einem der Extremfälle durch Schließen des Drosselventiles 19 und Öffnen des Drosselventiles 18 eine extrem lange Verweilzeit erreicht wird, kann in der umgekehrten Extremstellung der Absetzraum 3 voll im Förderstrom der Pumpe 14 wirksam gemacht werden. Optimale Werte jedoch werden bei Zwischenstellungen der Drosselventile erzielt, bei denen der Absetzraum 3 im Nebenschluß nur von einem Teilstrom der Emulsion beaufschlagt wird und die Abscheidung mit langer Verweilzeit erfolgt.
Die Darstellung zeigt, daß eine intensive Reinigung und Aufbereitung von Emulsionen auch dann vorgenommen werden kann, wenn aus Platzgründen der Behälter 1 nicht mit den an sich erforderlichen bzw. gewünschten Maßen erstellbar ist. Die Abscheideleistung läßt sich nach den Lehren der Erfindung durch vom Rücklauf unabhängiges Betreiben der Magnetfilter erhöhen und über die Betriebszeit der mit der Emulsion zu speisenden Verbraucher hinaus fortsetzen und die Verweilzeit der Emulsion im Absetzraum läßt sich zumindest für einen Teilstrom der Emulsion beliebig einstellen. Die intensive Reinigung gestattet es, sowohl den Reinigungszyklus des auch dem Ausgleich verdunsteter Emulsion dienenden Behälters zu steigern und auch die Standzeit der Emulsion läßt sich erheblich verlängern, so daß auch bei begrenzten Platzverhältnissen die durch Schmier- und Kühlflüssigkeiten bedingten Nebenkosten, insbesondere von Walzwerken, sich drastisch senken lassen.
Der Betrieb der angeschlossenen Magnetfelder gestaltet sich relativ problemlos. Im Normalbetrieb sind im Ausführungsbeispiel alle vier Magnetfilter parallel wirksam. Ist eines dieser Filter so weit zugesetzt, daß es zu reinigen ist, so wird es mittels der vorgeordneten Ventile abgesperrt, und durch die zugeordnete Entleerungspumpe werden Filter- und Reinigungsraum über den seitlich vorgesehenen Durchströmraum entleert. Der Schmutz vermag nun abzutropfen und vermag durch Abstreifer, durch Abspritzen o.dgl. oder durch beliebige Kombinationen dieser Maßnahmen gereinigt zu werden.
Der anfallende Schmutz wird durch das Gefälle des Bodens in eine Schlammrinne überführt, in dieser gesammelt und durch Schlammpumpen 17 ausgetragen. Anschließend können die Absperrventile wieder geöffnet werden. Der Reinigungsvorgang wird übersichtlich gestaltet, indem die Reinigungsräume am unteren Ende mit den Füllstand bzw. die vollzogene Entleerung anzeigende Niveaukontakten 22 ausgestattet sind.
L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche 1. Einrichtung zur Aufbereitung und Reinigung der Schmier-und/oder Kühlflüssigkeit von metall-. insbesondere stahlbearbeitenden Maschinen mit mindestens einem Behälter, in dem Fremdstoffe durch Flotation und/oder Sedimentation abgeschieden werden, und dem Magnetfilter Elemente zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (1) an seinem der Mündung der Entnahmeleitung (7) gegenüberliegenden Seite mit einer Vorkammer (8) ausgestattet ist, in die das den Rücklauf der Verbraucher zuführende Rohrsystem (12) mündet, und daß die Vorkammer mit den Ansaugstutzen (13) von Pumpen (14) ausgestattet ist, die separat angeordnete Magnetfilter (15) speisen, deren Rücklaufleitung (16) in die Vorkammer (8) mündet.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderleistung der dem Magnetfilter (15) vorgeordneten Pumpe (14) den durch das Rohrsystem (12) während des Betriebes zugeführten Flüssigkeitsstrom vorzugsweise geringfügig übersteigt.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorkammer (8) gegen den Absetzraum (3) des Behälters (1) durch eine Zwischenwand (2) abgegrenzt ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenwand (2) durch Wandungen des Behälters parallele Lamellen gebildet ist.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rücklaufleitung von Magnetfiltern (15) mit einem Ventil (18) ausgestattet ist und in die Vorkammer (8) mündet.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein weiteres, dem ersten Ventil (18) parallel angeordnetes Ventil (19) vorgesehen ist, das einen Zulauf (20) speist, der in den der Vorkammer (8) gegenüberliegenden Bereich des Absetzraumes (3) mündet.
7. Einrichtung nach Ansprüchen 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile als Drosselventile (18,19) ausgebildet sind.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorkammer (8) durch eine vorzugsweise in ihrem unteren Bereiche oeffnungen aufweisende Trennwand (9) unterteilt ist und das den Rücklauf der Verbraucher führende Leitungssystem (12) und der Ansaugstutzen (13) der Pumpe (14) in deren Vorderraum (10) münden, während die Rücklaufleitung (16) der Magnetfilter (15) in deren Hinterraum mündet, dem der Absetzraum (3) des Behälters (1) nachgeordnet ist.
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß mehrere Magnetfilter (15) vorgesehen sind, die wahlweise und einzeln anschaltbar und abtrennbar ausgebildet sind.