DE2857079A1

DE2857079A1 - Method and arrangement for cleaning cutting fluid

Info

Publication number: DE2857079A1
Application number: DE782857079A
Authority: DE
Inventors: H Lee
Original assignee: Alfa Laval AB
Current assignee: Alfa Laval AB
Priority date: 1977-10-10
Filing date: 1978-10-09
Publication date: 1980-12-04
Also published as: IT1099690B; WO1979000192A1; GB2036577B; SE7711328L; EP0006925A1; DE2857079C2; GB2036577A; US4325663A; EP0006925B1; ES473994A1; SE411021B; IT7828476A0

Description

Zusammenfassung der Offenbarung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Reinigen von Schneidflüssigkeit aus der Metallbearbeitung. Die Schneidflüssigkeit wird aus dem Sammeltank 1 an einer Werkzeugmaschine mittels Unterdruck abgezogen und einer zentralen Reinigungsanlage über einen Behälter 3 zugeführt, an den eine Saugpumpe angeschlossen ist. Von der Reinigungsanlage wird die Schneidflüssigkeit wieder dem Sammeltank 1 an der Werkzeugmaschine zugeführt. Die Reinigungsanlage kann mit Vorteil einen Trenntank 6, wo die Abscheidung unter Wirkung der Schwerkraft stattfindet, sowie eine Trennschleuder 8 aufweisen,

Verfahren und Anordnung zum Reinigen von Schneidflüssigkeit

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen von Schneidflüssigkeit bei der Metallbearbeitung, wobei die Reinigung in einer zentralen Reinigungsanlage stattfindet, und eine Anordnung zum Durchführen des Verfahrens. Die Reinigungsanlage arbeitet die Schneidflüssigkeit aus einer Anzahl von Sammeltanks auf.

Bei der Metallbearbeitung hat man seit langem Schneidflüssigkeiten als Kühl- und Gleitmittel eingesetzt. Die Schneidflüssigkeit soll dabei das zur spanabhebenden Bearbeitung eingesetzte Werkzeug, die Werkstücke und die abgehobenen Späne kühlen und die Reibung durch Bildung einer Gleitschicht zwischen den aufeinander gleitenden Oberflächen reduzieren. Im allgemeinen enthält die Schneidflüssigkeit vor allem Korrosionsschutzmittel, Emulgatoren und Bakterizide. Jede spanabhebende Metallbearbeitungsmaschine hat in einem Sammeltank einen Vorrat der Schneidflüssigkeit; aus dem Tank wird die Schneidflüssigkeit zu einer Düse gepumpt und von dieser über das Werkstück und das Werkzeug gespritzt. Wenn sie über die Schneidstelle spült, nimmt sie grössere und kleinere Metallspäne mit. Die größeren Späne lassen sich absondern, indem man die Schneidflüssigkeit auf dem Weg zum Sammeltank durch ein Sieb, beispielsweise eine Platte oder ein Gehäuse mit kleinen öffnungen führt. Weiterhin ist die Schneidflüssigkeit zusätzlich zu den Metallspänen oft von öl verschmutzt, das sich in einer Schicht an der Oberfläche der Schneidflüssigkeit ausbreitet. Trotz der Bakterizide können unter dieser ölschicht Bakterien wachsen, was zu übelriechenden Zersetzungsprodukten führt. Das an den Werkzeugmaschinen arbeitende Personal

riskiert dabei Infektionen an den Armen und Händen, weil die Schneidflüssigkeit mit Bakterien, festen Teilchen und öl verschmutzt ist.

Man hat die verschmutzte Schneidflüssigkeit bisher gereinigt, indem man sie durch Rohrleitungen im oder unter dem Fußboden einer Reinigungsanlage in Verbindung mit einem zentralen Sammeltank zuführte. Metallische Verunreinigungen sind dabei abgetrennt worden, indem man die Schneidflüssigkeit durch verschiedene Arten von Filtern schickte, öl wurde von aer Oberfläche des Tankinhalts mit einem Abstreifer entfernt. Es ist jedoch schwierig, das gesamte öl zu entfernen, ohne einen grossen Teil Schneidflüssigkeit mitzureißen - was das Verfahren unwirtschaftlich macht.

Die Erfindung schafft ein Verfahren und eine Anordnung zum Reinigen von Schneidflüssigkeit. Dieses Verfahren und die Anordnung lassen sich einfach in vorhandene Fertigungsanlagen ohne teure Änderungen oder Umbauten einfügen. Für das an den Werkzeugmaschinen arbeitende Personal ergeben sich damit wesentliche Vorteile; sie sind keinen übelriechenden Gasen und keiner Hautreizung durch Metallspäne und öl in der Schneidflusmehr ausgesetzt.

Das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung ist hauptsächlich dadurch gekennzeichnet, daß verschmutzte Schneidflüssigkeit mit Saugzug aus dem Sammeltank am Aufstellungsort der Werkzeugmaschine einem Behälter zugeführt wird, der an eine Saugpumpe angeschlossen ist. Von diesem Behälter wird das verschmutzte öl einer Reinigungsanlage und danach dem Sammeltank zugeführt, indem auf diese Weise die Schneidflüssigkeit aus dem Sammeltank heraus und zur Reinigungsanlage gesaugt wird, ist es möglich, massive Transportgeräte in oder unter dem Fußboden zu vermeiden,

die von den in der Schneidflüssigkeit mitgeführten Metallteilchen beschädigt werden können. Ein Reinigungssystem nach der vorliegenden Erfindung ist außerdem sehr flexibel einsetzbar. Es läßt sich leicht den Aufstellungsorten von Werkzeugmaschinen in den Werkstätten anpassen und weitere Werkzeugmaschinen lassen sich leicht an die Anlage anschlißen. Die Reinigung der Schneidflüssigkeit kann kontinuierlich erfolgen, während die Werkzeugmaschine arbeitet. Es ist auch möglich, die Schneidflüssigkeit in die Reinigungsanlage in längeren oder kürzeren Intervallen einzusaugen.

Nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung wird der Hauptteil der Schneidflüssigkeit in Umlauf versetzt, um das Werkzeug und Werkstück zu kühlen und zu schmieren, während ein kleinerer Teil des Inhalts des Sammeltanks abgesaugt und der Reinigungsanlage zugeführt wird. Tritt also in der Reinigungsanlage ein Funktionsfehler auf, ist immer genug Schneidflüssigkeit vorhanden, um die Metallbearbeitung fortsetzen zu können.

Um die Schneidflüssigkeit wieder dem Bearbeitungsort zuzuführen, wird die gereinigte Schneidflüssigkeit druckbeaufschlagt, nachdem sie die Reinigungsanlage durchlaufen hat.

Die verschmutzte Schneidflüssigkeit wird nach der vorliegenden Erfindung gereinigt, indem man sie durch einen Trenntank schickt. In diesem Trenntank findet eine Abscheidung unter dem Einfluß der Schwerkraft statt, da leichte Verunreinigungen wie öl sich im oberen Teil des Trenntanks sammeln, während Metallspäne und schwere Verunreinigungen zum Boden absinken. Aus dem Trenntank wird eine erste Fraktion aus Schneidflüssigkeit mit leichten Verunreinigungen abgezogen und einem Separator, beispielsweise einer Trennschleuder zugeführt. Die gereinigte Schneidflüssigkeit aus dem Separator wird mit einer zweiten Fraktion, die im

wesentlichen aus Schneidflüssigkeit besteht, in einen zweiten Tank gegeben, in dem die gesammelte Schneidflüssigkeit unter Druck gesetzt und dem Sammeltank am Bearbeitungsort rückgeführt wird. Infolge dieser Kombination von Reingungsschritten erhält man eine wirkungsvolle Reinigung der verschmutzten Schneidflüssigkeit mit verhältnismäßig einfachen Mitteln sowie eine wesentliche Verringerung des Anteils an Bakterien, Feststoffteilchen und öl in der Schneidflüssigkeit.

Die vorliegende Erfindung schafft auch eine Anordnung zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens zum Reinigen von Schneidflüssigkeit. Diese Anordnung weist im wesentlichen eine Rohrleitung auf, die unter Saugzug gesetzt werden kann, an einem Ende unter der Oberfläche eines Sammeltanks für Schneidflüssigkeit mündet und am anderen Ende an einen Behälter angeschlossen ist, der seinerseits an die Saugpumpe angeschlossen ist. Die Anordnung weist auch eine Reinigungsanlage für verschmutzte Schneidflüssigkeit, die aus dem Sammeltank ausgesaugt worden ist, sowie eine zweite Rohrleitung auf, über die die Schneidflüssigkeit dem Sammeltank wieder zugeführt wird.

Die vorgeschlagene Anordnung ist vorzugsweise mit einem zweiten Tank für gereinigte Schneidflüssigkeit versehen, der zwischen die Reinigungsanlage und die zweite Rohrleitung geschaltet ist und eine Einrichtung aufweist, um die Schneidflüssigkeit unter Druck zu setzen.

Die Reinigungsanlage nach der vorliegenden Erfindung weist zweckmäßigerweise einen Trenntank mit einem tangentialen Einlaß für die verschmutzte Schneidflüssigkeit sowie einen ersten Auslaß für eine erste Franktion aus Schneidflüssigkeit und leichten Verunreinigungen und einem zweiten Auslaß für eine zweite Fraktion auf, die hauptsächlich aus Schneidflüssigkeit besteht.

Die erste Fraktion wird in einen Separator, beispielsweise eine Trennschleuder, gegeben und aus diesem wird eine gereinigte Schneidflüssigkeit enthaltende schwere Phase und eine leichte Verunreinigungen enthaltende leichte Phase abgenommen. Der Auslaß für die schwere Phase aus dem Separator und der zweite Auslaß des Trenntanks sind an den oben erwähnten zweiten Tank angeschlossen.

Der Trenntank ist mit Vorteil so konstruiert, daß sich in seiner Mitte ein Einsatz mit Wänden befindet, die im Einsatz zwei Kammern bilden, die von der Strömungsmittelkammer im Trenntank abgegrenzt sind. Die erste dieser Strömungsmittelkammer hat einen Einlaß in Form eines Überlaufrandes aus der Strömungsmittelkammer im Trenntank und einen Auslaß, der durch die Strömungskammer im Trenntank verläuft. Die zweite Strömungsmittelkammer hat einen Einlaß, der an die Strömungsmittelkammer im Trenntank so angeschlossen ist, daß man den gleichen Flüssigkeitsstand sowohl im Trenntank als auch in der zweiten Strömungsmittelkammer erhält, sowie einen Auslaß, der aus dem Trenntank heraus verläuft. Eine Spiegelregelung ist vorgesehen, die den Spiegel in der zweiten Strömungsmittelkammer erfaßt und saubere Flüssigkeit zuführt, wenn der Spiegel sinkt.

Das vorgeschlagene Verfahren zum Reinigen von Sohneidflüssigkeit und eine Anordnung zum Durchführen dieses Verfahrens sollen unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen erläutert werden. Fig. 1 zeigt ein Flußbild einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung während die Fig. 2 schematisiert eine Ausführungsform eines Trenntanks zeigt, wie er für die beschriebene Ausführungsform eingesetzt wird. Aus dem Flußbild sind bekannte Teile wie Ventile usw. fortgelassen worden.

Die Fig. 1 zeigt eine Anzahl von Sammeltanks für Schneidflüssigkeit an Werkzeugmaschinen. Aus den Sammeltanks 1 wird über eine

Rohrleitung 2 verschmutzte Schneidflüssigkeit einem Behälter 3 zugeführt. Die Rohrleitung 2 kann mit Vorteil in einer gewissen Höhe über den Werkzeugmaschinen geführt sein, wie etwa die Rohrletungen in einer Melkanlage. Der Behälter 3 ist an eine Saugpumpe 4 angeschlossen, die den Behälter 3 und die Rohrleitung 2 unter Unterdruck setzt. An jedem Anschluß endet die Rohrleitung 2 unmittelbar unter der Oberfläche im Sammeltank. Die ölverschmutzte Schneidflüssigkeit wird zur Reinigungsanlage gesaugt, während die schwereren Metallteilchen auf dem Boden des Sammeltanks zurückbleiben. Vom Behälter 3 wird die verschmutzte Schneidflüssigkeit mit der Leitung 5 dem Trenntank 6 zugeführt. Der Einlaß für die Schneidflüssigkeit ist so angeordnet, daß sie eine tangentiale Bewegung im Trenntank erhält. Dabei sammeln sich
leichte Verunreinigungen nahe der Oberfläche in der Mitte des
Trenntanks, von wo eine Fraktion abgenommen und mit der Leitung 7 einem Separator 8 zugeführt wird. Die im Trenntank 6 abgeschiedene Mischung aus Schneidflüssigkeit, Schlamm und Metallteilchen wird mit der Leitung 7a zur Leitung 7 zugeführt.

In der dargestellten Ausführungsform ist der Separator eine
Trennschleuder. Man kann jedoch leichte Verunreinigungen aus
der Schneidflüssigkeit auch mit einem Abstreifer entfernen, während man schwere Verunreinigungen ausfiltert.

Durch den Leichtphasenauslaß 9 der Trennschleuder werden öl und andere leichte Verunreinigungen und durch den Schlammauslaß 9a die festen Verunreinigungen abgezogen. Die so erhaltene schwere Phase, die gereinigte Schneidflüssigkeit enthält, wird mit der Leitung 10 für gereinigte Schneidflüssigkeit einem zweiten Tank 11 zugeführt. Eine zweite Fraktion aus dem Trenntank, die hauptsächlich aus gereinigter Schneidflüssigkeit besteht, wird ebenfalls dem Tank 11 über eine Rohrleitung 12 zugeführt. Die
Schneidflüssigkeit wird unter Druck gesetzt durch Einrichtungen, die hier nicht gezeigt sind, und so in der Leitung 13 wieder zu

den Sammeltanks 1 an den Werkzeugmaschinen zurückgeleitet. Die Sammeltanks sind mit Vorteil mit Spiegelanzeigern versehen (in der Zeichnung nicht gezeigt), damit die Tanks nicht überlaufen können. Am Einlaß der Rohrleitung 2 sind Drosseln vorgesehen, um die in das Unterdrucksystem eingesaugte Luftmenge zu steuern (in der Zeichnung nicht gezeigt).

Die Fig. 2 zeigt einen Trenntank 6 mit einem an die Rohrleitung 5 angeschlossenen Tangentialeinlaß 14. Im Trenntank 6 ist ein Einsatz mit zwei koaxialen zylindrischen Wänden 15, 16 und einem Boden 17 vorgesehen. Im Einsatz trennen diese Wände zwei Strömungsjnittelkammern 18, 19, die von der Strömungsmittelkammer im Trenntank getrennt sind. In dieser Ausführungsform besteht der Einsatz aus zwei koaxialen Zylindern; er kann aber auch auf andere Weise konstruiert sein, sofern die Ein- und Auslässe des Einsatzes die gleichen Strömungsbedingungen gewährleisten, wie sie unten beschrieben sind. Die Oberkante 20 der zylindrischen Wand 15 ist so angeordnet, daß sie unmittelbar unter dem Flüssigkeitsspiegel im Trenntank liegt. Der Einlaß zur Kammer 18 besteht daher aus einem überlaufrand an der Kante 20. Der Auslaß 21 der Kammer 18 verläuft durch die Trennkammer und ist an die Rohrleitung 7 angeschlossen. In der Wandung 16 befindet sich eine zweite Strömungsmittelkammer 19. In dieser zweiten Kammer 19 befindet sich ein Rohr 22, dessen Unterteil am Boden des Einsatzes befestigt ist und dessen oberes Ende auf der gleichen Höhe wie die Kante 20 liegt; über dieses Rohr ist die Kammer 19 mit der Strömungsmittelkammer in Trenntank verbunden. Im Boden 17 des Einsatzes ist ein Auslaß 23 aus der Kammer 19 angeordnet, der mit der Rohrleitung 12 verbunden ist. Eine (in der Zeichnung nicht gezeigte) Spiegelfühleinrichtung, beispielsweise ein Schwimmer, ist ebenfalls in der Kammer 19 vorgesehen; sie betätigt ein Ventil 24 in einem Speiserohr 25 für saubere Schneidflüssigkeit. Im Boden des Trenntanks befindet sich eine

Auslaßleitung 26 für den im Trenntank abgeschiedenen Schlamm; diese Rohrleitung ist an die Rohrleitung 7a angeschlossen.

Der Trenntank nach der vorliegenden Erfindung arbeitet auf folgende Weise. Wird die verschmutzte Schneidflüssigkeit tangential in den Trenntank eingeleitet, sammeln die leichten Verunreinigungen sich in der Mitte des Tanks und fließen über den überlaufrand in die Kammer 18. Schwere Verunreinigungen sinken zum Tankboden und sammeln sich dort an. Da der Einlaß der Kammer 19 im Trenntank in einer gewissen Tiefe liegt, ist die sich in der Kammer 19 sammelnde Schneidflüssigkeit verhältnismäßig sauber.

Nach der vorliegenden Erfindung erfolgt das Reinigen der Schneidflüssigkeit in nicht weniger als vier Schritten. Der erste Schritt ist, schwere Metallverunreinigungen im Sammeltank abzuscheiden, während eine überstehende Fraktion im Sammeltank in die Reinigungsanlage eingesaugt wird. Der Schritt 2 ist der Durchlauf durch den Behälter 3, in dem ein Teil der schweren Teilchen sich am Behälterboden sammelt und von dort in Abständen abgezogen wird. Im Schritt 3 erfolgt das Reinigen im Trenntank, wie es oben beschrieben ist. Der Schritt 4 ist die Reinigung in der Trennschleuder, aus der - abgesehen von den zwei flüssigen Phasen - eine Schlammphase aus kleinen Metallteilchen kontinuierlich oder intermittierend abgezogen wird, die in den vorgehenden Abtrennschritten nicht abgeschieden worden sind.

Die vorliegende Erfindung ergibt eine Reduzierung des Bakterienanteils. Dieser Effekt hat sich auch experimentell bewiesen; Messungen haben gezeigt, daß die Bakterienmenge beim Reinigen nach der vorliegenden Erfindung von 10 Bakterien/ml auf 10 Bakterien/ml abfiel - ein zufriedenstellendes Ergebnis. Vermutlich hängt die Verringerung der Bakterienanzahl damit zusammen, daß

sich um die Metallteilchen eine dünne ölschicht legt, in der Bakterien wachsen. Sondert man die kleinen Metallteilchen ab, wird auch eine gewisse Menge Bakterien mit ihnen ausgeräumt.

Claims

IBiERLlNtS S MÜNCHEN

Dr. RUSCHKE & PARTNER

¹-⁶·- PATENTANWÄLTE JBJ

Teiefen:030/ § 3S ^f β? BERLIN - MÖNCHEN ^Tel*^f0n:

Telefl|rwnm-Adr«*s·:

Quadratur Berlin T.l._e«mm-Adre...:

T E L E X : 1 83 788 J·"*··"' "*■*·"

München, den 7. Juni 1979 TELEX: 522787

ALFA - LAVAL AB, Postfack, S-147 00 Tumba (Schweden) Hyoson Martin LEE, Broängsvägen 31, S-147 00 Tumba (Schweden)

Patentansprüche

1.)Verfahren zum Reinigen von Schneidflüssigkeit aus der Metallbearbeitung, bei dem die Reinigung in einer zentralen Reinigungsanlage stattfindet, dadurch gekennzeichnet, daß man die verschmutzte Schneidflüssigkeit aus einem Sammeltank an der Bearbeitungsstelle durch Unterdruck abzieht, dann die Schneidflüssigkeit mit Unterdruck zu einem Behälter transportiert, der an eine Saugpumpe angeschlossen ist, dann die Schneidflüssigkeit vom Behälter zur Reinigungsanlage transportiert und von dieser zum Sammeltank an der Bearbeitungsstelle zurückführt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Hauptteil der Schneidflüssigkeit zum Kühlen und Schmieren des Werkzeugs und des Werkstücks im Umlauf hält, während ein kleinerer Teil des Inhalts im Sammeltank abgesaugt und zur Reinigungsanlage gebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Schneidflüsssigkeit unter Druck set2t, wenn man sie aus der Reinigungsanlage zurückführt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dab man die verschmutzte Schneidflüssigkeit in der Reinigungsanlage durch einen Trenntank führt, in dem eine Abscheidung unter der Schwerkraft stattfindet, daß man eine Schneidflüssigkeit und hauptsächlich leichte Verunreinigungen enthaltende Franktion aus dem Trenntank abzieht und einem Separator wie beispielsweise einer Trennschleuder zuführt und daß man die gereinigte Schneidflüssigkeit vom Separator abzieht, gemeinsam mit einem aus dem Trenntank, der hauptsächlich Schneidflüssigkeit enthält, abgezogenen Fraktion zu einem zweiten Tank führt, in dem die gesammelte Schneidflüssigkeit unter Druck gesetzt wird, und zum Sammeltank zurückführt.

5. Anordnung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine erste Rohrleitung (2), die unter Unterdruck gesetzt werden kann und mit einem Ende unter der Oberfläche in einem Sammeltank (1) für Schneidflüssigkeit mündet und mit ihrem anderen Ende an einen Behälter (3) angeschlossen ist, der mit einer Saugpumpe (4) verbunden ist, durch eine Reinigungsanlage für aus dem Sammeltank abgesaugte verschmutzte Schneidflüssigkeit und durch eine zweite Rohrleitung (13), mit der die Schneidflüssigkeit wieder in den Sammeltank zurückgeführt wird.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Tank (11) für gereinigte Schneidflüssigkeit zwischen die Reinigungsanlage und die zweite Rohrleitung (13) geschaltet ist und Mittel aufweist, um die Schneidflüssigkeit unter Druck zu Setzen.

?. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungsanlage einen Trenntank (6) mit einem Tangentialeinlaß für verschmutzte Schneidflüssigkeit, einem ersten Auslatt für eine erste Fraktion aus Schneidflüssigkeit und leichten Ver-

unr,einigungen und einen zweiten Auslaß für eine zweite Fraktion hauptsächlich aus Schneidflüssigkeit und einen Separator (8) beispielsweise in Form einer Trennschleuder aufweist, dem die erste Fraktion zugeführt wird und von dem eine schwere Phase aus gereinigter Schneidflüssigkeit und eine leichte Phase aus leichten Verunreinigungen abgenommen werden, wobei der Auslaß für die schwere Phase und der zweite Auslaß des Trenntanks an den zweiten Tank (11) angeschlossen sind.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mitte des Trenntanks ein Einsatz mit Wänden (15, 16) angeordnet ist, die im Einsatz zwei Strömungsmittelkammern (18, 19) bilden, die von der Strömungsmittelkammer im Trenntank getrennt sind, wobei die erste getrennte Kammer (18) als Einlaß einen Uberlaufrand aus der Strömungskammer im Trenntank und einen Auslaß (21) aufweist, der durch den Trenntank verläuft, während die zweite getrennte Kammer (19) einen Einlaß (21), der an die Strömungsmittelkaramer im Trenntank so angeschlossen ist, daß man den gleichen Spiegel im Trenntank wie in der Kammer (19) erhält, und einen Auslaß (23) aufweist, der durch den Trenntank verläuft, wobei eine Spiegelregelung vorgesehen ist, um den Spiegel der Schneidflüssigkeit in der zweiten Strömungsmittelkamnier (19) zu erfassen und frische Schneidflüssigkeit zuzuführen, wenn der Spiegel sinkt.