DE2854883A1

DE2854883A1 - Vorrichtung zur beseitigung von schaum

Info

Publication number: DE2854883A1
Application number: DE19782854883
Authority: DE
Inventors: Angelo Spinazzi
Original assignee: ROLLWASCH ITALIANA SpA
Current assignee: ROLLWASCH ITALIANA SpA
Priority date: 1977-12-19
Filing date: 1978-12-19
Publication date: 1979-06-21
Also published as: IT1126280B; FR2411623A1; ES240218U; GB2010119A; FR2411623B3; ES240218Y; US4338218A

Description

[NACH^REtCHT |

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Beseitigung von Schaum, der sich auf der Oberfläche einer aus einer vibrierenden Endbearbeitungsmaschine abgelassenen Flüssigkeit ausbildet, wobei die Flüssigkeit einen Bestandteil des Festteilchen enthaltenden BearbeitungsmediunB bildet.

Die vibrierenden Endbearbeitungsmaschinen, auf die sich die vorliegende Erfindung bezieht, sind von der beispielsweise im US-Patent Re. 27 084 und dem Deutschen Patent 1 288 9^7 beschriebenen Art.

Es ist allgemein üblich, in Maschinen dieser Art zusätzlich zu Metallstücken als Endbearbeitungsmedium ein Gemisch aus festen, aus Keramik oder Kunststoff, z.B. Polyestern, Schleifmaterial, z.B. Quarz, enthaltenden Körnern zu verwenden. Die Körner werden zweckmäßigerweise in Wasser eingetaucht verwendet, das sowohl zur Kühlung als auch als Waschsubstanz dient und dazu zusätzlich die Ausbildung von Pulverwolken verhindert. Nach der Beendigung der Arbeitsvorgänge und der Abtrennung der Werkstücke und der festen Körner der Endbearbeitung vom Wasser wird das feine abgeriebene, Teilchen bildende Späne enthaltende Wasser als Abwasser abgelassen. Dieses die Späne enthaltende Wasser hat die Tendenz, sehr widerstandsfähigen Schaum auf der Oberfläche der Flüssigkeit zu bilden. Um Umweltverschmutzung zu verhindern, mußte der Schaum beseitigt werden, ehe das Wasser in die Kanalisation abgelassen wurde. Bisher wurde diese Beseitigung des Schaums mit großen teueren Anlagen durchgeführt, mit denen sich keine wirtschaftlich zufriedenstellenden Ergebnisse erzielen ließen.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, das Problem der Schaumbeseitigung zu lösen und eine preisgünstige, wirkungsvolle Vorrichtung für die kontinuierliche, schnelle Beseitigung des Schaums zu schaffen, der sich auf einer von einer vibrierenden Endbearbeitungsmaschine abgelassenen Flüssigkeit in der oben beschriebenen Weise ausbildet; die Vorrichtung soll dabei verhältnismäßig wenig Raum beanspruchen und als Betriebseinheit aufgebaut werden können, die sich leicht an vorhandene Betriebs-

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bedingungen in quantitativer Weise anpassen läßt.

Gelöst wird obige Aufgabe durch eine Vorrichtung zur Beseitigung von Schaum, der sich auf der Oberfläche einer abgelassenen Flüssigkeit bildet, die z.B. aus einer vibrierenden Endbearbeitungsmaschine stammt, in der die Flüssigkeit einen Bestandteil des feste Teilchen enthaltenden Bearbeitungsmediums bildet, wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß sie einen Tank mit einem Boden, Seitenwänden und einer mit dem Ausfluß aus der Endbearbeitungsmaschine in Verbindung stehende Einlaßöffnung umfaßt, daß an einer von der Einlaßöffnung abgelegenen Stelle im Tank eine in eine Abflußleitung mündende Ausflußöffnung vorgesehen ist, daß mindestens ein Abteil im Tank zwischen der Einlaßöffnung und der Ausflußöffnung vorgesehen ist, daß der Tank Überflußvorrichtungen aufweist, die einen maximalen Flüssigkeitspegel im Abteil definieren, daß mindestens eine Düse oberhalb des maximalen Flüssigkeitspegels angebracht ist, daß Rohrleitungen, zur Zuführting von unter Druck stehendem Wasser an die Düse vorgesehen sind, daß die Düse Einrichtungen zur Zerstäubung der verspritzten Flüssigkeit und zur Lenkung des Sprühnebels auf den Flüssigkeitspegel aufweist, und daß Einrichtungen vorgesehen sind, mit denen der Vertikalabstand der Düse vom Flüssigkeitspegel eingeregelt wird.

Es wurde festgestellt, daß die Einrichtungen zur Einregelung des Vertikalabstands der Düse vom Flüssigkeitspegel von großer Wichtigkeit sind, da sich aus Experimenten ergeben hat, daß dieser Vertikalabstand kritisch ist, wie im folgenden noch beschrieben.

Der kaskadenartige Durchfluß der Flüssigkeit durch die Vorrichtung und das Versprühen haben überraschend vorteilhafte Ergebnisse bei der Beseitigung von Schaum ergeben.

Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf eine in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsform beschrieben, wobei die einzige Figur einen Seitenaufriß der Vorrichtung darstellt.

Die dargestellte Ausführungsform umfaßt einen Tank 1 mit Seitenwänden 2 und einem Boden 3· °er Einlaß k des Tanks 1 ist hydraulisch mit der Ausflußöffnung 5 der vibrierenden Endbearbeitungsmaschine 6 durch ein vorzugsweise biegsames Rohr 7 und

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Anschlußteile 8 und 9 verbunden. Vertikale Trennwände 10, 11 und 12 unterteilen den Tank 1 in vier Abteile 13, 1^, 15 und l6- Auf den Tank ist ein vorzugsweise aus durchsichtigem Kunststoff hergestellter Deckel 17 aufgesetzt. In jeder Trennwand ist eine Überflußöffnung l8 bzw. 19 bzw. 20 angebracht. Die aufeinanderfolgenden Überflußöffnungen sind jeweils tiefer als die vorhergehende Überflußöffnung in der Richtung vom Einlaß zum Auslaß des Tanks 1 angeordnet. Die Überflußöffnungen l8, 19 und 20 bestimmen den maximalen Pegel der Flüssigkeit in jedem der Abteile 13» 1^, 15» wohingegen der maximale Flüssigkeitspegel in Abteil l6 durch die Ausflußöffnung 21 festgelegt ist. Diese ist über Rohrleitung 22 und Anschlußteil 23 an die Kanalisation angeschlossen. Etwas über dem von Überflußöffnungen l8, 19 und 20 und der Ausflußöffnung 21 der Abteile bestimmten Pegel befindet sich jeweils eine Düse 24 bzw. 25 bzw. 26 bzw. 27· Die Düsen sind an einen ßohrverteiler 28 angeschlossen, der seinerseits an eine nicht dargestellte, unter Druck stehende Wasserquelle angeschlossen ist. Bei der Wasserquelle kann es sich um einen Hahn der städtischen Wasserversorgung handeln, deren Druck als ausreichend anzusehen ist. Die Verbindung zwischen den Düsen und dem Rohrverteiler wird durch zwei ineinandergeschobene Rohre 29 und 30 an jeder Düse hergestellt, sodaß der Vertikalabstand jeder Düse von dem durch die Überflußöffnungen bestimmten Flüssigkeitspegel eingeregelt werden kann. Die Rohre 29 gehen durch die in Deckel 17 angebrachten Öffnungen 36. In der dargestellten Ausführungsform erhält man die ineinandergeschobene Anordnung der Rohre 29 und 30 dadurch, daß Rohr 30 einen mit einem Gewinde versehenen (nicht dargestellten) Endabschnitt aufweist, der mit einem Ende eines Verbindungsstutzens 33 mit Innengewinde zusammengeschraubt wird. Das andere Ende des Verbindungsstutzens 33 mit Innengewinde greift in den Gewindeabschnitt 3I des Rohrs 29 ein, dessen glattes Ende 32 in Rohr 30 eingeschoben ist. Der glatte Endabschnitt 32 hat einen Außendurchmesser, der dem Innendurchmesser des Rohrs 30 entspricht und ragt über Gewindeabschnitt 31 hinaus, sodaß ein Einschieben in Rohr 30 möglich ist. Nicht dargestellte Dichtungsscheiben oder Dichtungsringe sind zwischen den ineinandergeschobenen Abschnitten der Rohre 29 und 30 vorge-

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sehen. Durch Verdrehen des Verbindungsstutzens 33 wird Rohr 29 in Achsrichtung gegen Rohr 30 verschoben, sodaß der Vertikalabstand der Düse eingeregelt werden kann. Dies ergibt sich aus der gegenläufigen Verschraubung am Verbindungsstutzen. Da eine Einstellung von einigen wenigen Zentimetern vorgenommen werden muß, ist diese Einstellanordnung zufriedenstellend. Im Rahmen der Erfindung können auch andere Einrichtungen zur Einstellung verwendet werden. Der Wasserdurchfluß durch jedes Rohr 3O wird durch ein zugehöriges Ventil Jk eingeregelt. Im Verteiler 28 ist ein Hauptventil 35 im an die Wasserversorgung angeschlossenen Ende angeordnet. Nicht dargestellte Auslaßöffnungen sind am Boden jedes Abteils angebracht, durch die periodisch die festen, sich in den Abteilen ansammelnden Rückstände abgelassen werden.

Bei den Düsen 2k - 27 handelt es sich um Düsen, die jeweils geeignet sind, die aus ihnen austretende Flüssigkeit zu zerstäuben. Ein Beispiel einer brauchbaren Düse ist in DT-AS 2 633 beschrieben.

Die Vorrichtung funktioniert in der folgenden Weise.

Die aus der Endbearbeitungsmaschine 6 kommende wässrige Lösung füllt die Abteile 13 - l6> während gleichzeitig von den Düsen 2k - 27 zerstäubtes Wasser auf die Flüssigkeitsflache in jedem Abteil auftrifft. Die gewählte Anordnung der Überflußöffnungen 18-21 hat zur Folge, daß die Flüssigkeitspegel in den aufeinanderfolgenden Abteilen jeweils niedriger als im vorhergehenden Abteil sind. Es findet damit ein kaskadenartiger Durchfluß von einem Abteil zum nächsten statt. Es wurde festgestellt, daß der Schaum fast völlig beseitigt wird, wenn der Vertikalabstand der Düsenöffnung vom Flüssigkeitspegel in einen bestimmten optimalen Bereich fällt. Am Ausfluß des Tanks 1 besteht in der Flüssigkeit dann keinerlei Tendenz zur erneuten Schaumbildung an der Oberfläche.

Es wurde ferner festgestellt, daß in einem verhältnismäßig weiten Bereich von Wasserdrucken und Temperaturen der optimale Vertikalabstand zwischen der Düsenöffnung und der Flüssigkeitsoberfläche etwa k - 8 cm beträgt. Gute Ergebnisse wurden erhalten, wenn der öffnungswinkel (Divergenzwinkel) des zerstäubten Strahls so gewählt wird, daß der Strahl auf ein Kreisgebiet mit einem

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Durchmesser von etwa 30 - ^O ^cm auf der Flüssigkeitsoberfläche auftrifft. Da der Optimalwert des Vertikalabstands der Düsenöffnung von anderen Faktoren, z.B. der Wasserhärte oder der Zusammensetzung des Bads abhängen kann, wird der genaue Vertikalabstand der Düse während des Betriebs der Vorrichtung eingestellt. Es wurde mit Überraschung beobachtet, daß bei dieser genauen Einstellung des Vertikalabstands die Beseitigung des Schaums plötzlich zunimmt, sobald der optimale Vertikalabstand erreicht wird.

Die Einstellung wird durchgeführt, indem der Verbindungsstutzen 33 in der einen oder anderen Richtung verdreht wird, bis die plötzliche überraschende Schaumbeseitigung auftritt. Eine wissenschaftliche Erklärung dieses überraschenden Effekts steht bis jetzt noch aus, doch ist die angegebene Einregelungsmoglichkeit beim Betrieb eine der wichtigen Lehren der vorliegenden Erfindung. Es wurde auch beobachtet, daß der größte Teil des Schauras im ersten Abteil 13 beseitigt wird, während die Schaumbeseitigung in den folgenden Abteilen hauptsächlich auf die Beseitigung einer möglichen Schaumbildung auf der Oberfläche der so behandelten Flüssigkeit nach dem Austritt aus der Vorrichtung abzielt. Es ist anzunehmen, daß die kaskadenartige Einführung der zu behandelnden Flüssigkeit in das jeweilige Abteil und die gleichzeitige Besprühung die Schaumbeseitigung verstärken und eine spätere Neubildung von Schaum verhindern, da die von der kaskadenartigen Strömung hervorgerufene Durchwirbelung der Flüssigkeit zwar die Tendenz zur neuen Schaumbildung fördert, daß dieser Tendenz jedoch das Besprühen mit dem Sprühnebel entgegensteht. Auch wurde festgestellt, daß der Deckel 17 die Sprühwirkung in der gewünschten Richtung auf die Flüssigkeitsoberfläche hin begrenzt und damit zur Schaumbeseitigung beiträgt. Gleichzeitig findet ein Druckausgleich des in den Abteilen auftretenden Überdrucks durch die zwischen Rohr 29 und dem Umriß der im Deckel angebrachten Öffnung 36 bestehenden Spalte statt. Deckel 17 ist durchsichtig ausgeführt, damit die Beseitigung des Schaums insbesondere bei der genauen Feineinstellung des Vertikalabstands der Düsen vom Flüssigkeitspegel beobachtet werden kann. Da die zu behandelnde Flüssigkeit abgeriebene Metallteilchen enthält, die rasch oxydieren können, ist anzunehmen, daß der oben beschriebene über-

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raschende Effekt auch von der beschleunigten Oxydation des Metalls im Sprühnebel und der von den hierbei gebildeten Metalloxyden erzeugten synergetischen Schaumbeseitigung beeinflußt wird.

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AQ

Leerseite

Claims

PAT E N TA N WA LT E

KLAUS D. KIRSCHNER WOLFGANG GROSSE

DIPL.-PHYSIKER

ROLLWASCH ITALIANA S.p.A. Mailand (Italien)

D I P L.-1 N G E N I E U R

HERZOG-WILHELM-STR. 17 D-8 MÜNCHEN 2

IHR ZEICHEN:
YOUR REFERENCE:

UNSER ZEICHEN: J.J 3362

OUR REFERENCE:

DATUM: 1 9. Dezember 1 97 8

Vorrichtung zur Beseitigung von Schaum

Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Beseitigung von Schaum, der sich auf der Oberfläche einer abgelassenen Flüssigkeit bildet, die z.B. aus einer vibrierenden Endbearbeitungsmaschine stammt, in der die Flüssigkeit einen Bestandteil des Festteilchen enthaltenden Bearbeitungsmediums bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung einen Tank (l) mit einem Boden (3) und Seitenwänden (2) und eine mit dem Ausfluß (5) der iSndbearbeitungsmaschine (6) in Verbindung stehende Einlaßöffnung (4) umfaßt, daß an einer von der Einlaßöffnung (4) abgelegenen Stelle im Tank eine in eine Ausflußleitung (22) mündende Ausflußöffnung (21) vorgesehen ist, daß der Tank (l) mindestens ein Abteil (l3, l4, 151 l6) zwischen der Einlaßöffnung (4) und der Ausflußöffnung (2) enthält, daß der Tank Überlaufeinrichtungen (l8, 19₉ 20) aufweist, die einen maximalen Flüssigkeitspegel im Abteil definieren, daß mindestens eine Düse (24, 25» 26, 27) oberhalb des maximalen Flüssigkeits-

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ORIGINAL INSPECTED

pegels angebracht ist, daß Rohrleitungen (28, 29, 30) zur Zuführung von unter Druck stehendem Wasser an die Düse vorgesehen sind, daß die Düse Einrichtungen zur Zerstäubung der verspritzten Flüssigkeit und zur Lenkung des Sprühnebels auf den Flüssigkeitspegel hin aufweist, und daß Einrichtungen (31» 32, 33) vorgesehen sind, mit denen der Vertikalabstand der Düse vom Flüssigkeitspegel eingeregelt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Trennwand (lO, 11, 12) im Tank (l) zwischen dem Einlaß (4) und der Ausflußöffnung (21) angebracht ist, sodaß mindestens ein erstes und ein zweites Abteil (l3₅ l'*» 15, l6) entsteht, wobei die Trennwnad eine Überflußöffnung (l8, 19, 20) für die im ersten Abteil (13) enthaltene Flüssigkeit enthält und dadurch einen ersten maximalen Flüssigkeitspegel festlegt, daß das zweite Abteil (lA) eine zweite Überflußöffnung (19) aufweist, die einen zweiten maximalen Flüssigkeitspegel definiert, "daß der erste Flüssigkeitspegel höher als der zweite ist, sodaß eine Flüssigkeitskaskade vom ersten Abteil zum zweiten Abteil entsteht, daß zusätzliche Düseneinrichtungen über dem zweiten Flüssigkeitspegel angebracht sind und einen Sprühnebel darüber versprühen, und daß Einrichtungen zur Einstellung der Höhe der zusätzlichen Düseneinrichtungen vorgesehen sind.

3· Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Trennwände (10, 11, 12) in Abständen zwischen dem Einlaß (k) und der Ausflußöffnung (21) angebracht sind und eine Folge von Abteilen (13, 1*1, 15, l6) bilden, daß die Überflußöffnungen der Abteile aufeinanderfolgend in abnehmender Höhe angebracht sind, sodaß eine kaskadenartige Durchströmung von Flüssigkeit stattfindet, daß über jedem Abteil Düsen zur Erzeugung eines Sprühnebels angebracht sind, daß Einrichtungen zur Einregelung des Vertikalabstands der Düseneinrichtungen vom Flüssigkeits-

pegel in jedem Abteil vorgesehen sind, daß die Einlaßöffnung oberhalb des maximalen Flüssigkeitspegels des Abteils, mit dem die Einlaßöffnung in Verbindung steht, angeordnet ist, und daß die Auslaßöffnung so angeordnet ist, daß sie mit der Überflußöffnung des letzten Abteils übereinstimmt.

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^li. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 und 3j dadurch gekennzeichnet, daß der Vertikal ab st and der Düseneinrichtungen vorn Flüssigkeitspegel des zugehörigen Abteils im Bereich zwischen k cm und ö cm liegt.

5· Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebiet, avif dem der Wassersprühiiebel auf dem Flüssigkeitspegel auftrifft, einem Kreis mit einem Durchmesser von etwa 30 - kO cm entspricht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Abteilen ein durchsichtiger Deckel (17) angebracht ist, in dem Öffnungen (36) für den Durchtritt der Düseneinrichtungen vorgesehen sind.

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