DE3601724A1 - Hygienisierung von wassermischbaren kuehlschmierstoffemulsionen durch bestrahlung mit harter gammastrahlung - Google Patents

Description

• Hygienisierung von wassermischbaren Kühlschmierstoff-
• emulsionen durch Bestrahlung mit harter Gammastrahlung Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Bestrahlung von wassermischbaren Schmierstoffemulsionen, insbesondere von Kühlschmierstoffemulsionen für spanabhebende Werkzeugmaschinen, mit einem harte Gammastrahlen emittierenden, durch einen Bleimantel abgeschirmten Strahler, der in einem zum Kühlkreislauf gehörenden Leitungsstück eingebaut ist.
• Derartige Kühlschmierstoffemulsionen werden in großen Mengen im industriellen Prozess benötigt. Sie werden daher in einem Kreislauf zu den Werkzeugmaschinen geführt und anschließend in einen Vorratsbehälter mit anschließender Aufbereitung zurückgeführt und bereitgehalten.
• Diese Kühlschmierstoffemulsionen sind gute Bakteriennährböden. Uberinäßiges Bakterienwachstum und Pilzwachstum mindern die technische Qualität der Emulsionen und verkürzen die Standzeiten und bedeuten gleichzeitig ein gesundheitliches Risiko für die dort beschäftigten Mitarbeiter.
• Den Kühlschmierstoffen werden daher häufig Biozide zugesetzt, die die biologische Verträglichkeit der Emulsionen herabsetzen und zu Krankheitserscheinungen, vorwiegend der Haut der dort beschäftigten Mitarbeiter, führen können.
• Ferner ist bekannt (Arbeitsmedizin, Sozialmedizin, Präventivmedizin 4/1983, Seite 79 - 82), durch Bestrahlung der Kühlschmierstoffe mit harter Gammastrahlung die Bakterienpopulation unter max. 106/ cm3 der Emulsion zu halten. Hierzu wird in eine zum Kühlkreislauf gehörende Vorlaufleitung ein Co 60-Strahler eingeschraubt, mittels Bleisteinen abgeschirmt und der im Untergeschoß separat liegende ganze Raum gemäß Strahlenschutzverordnung verschlossen. Die bekannten Einrichtungen haben sich in praxi gut bewährt. Allerdings müssen aus strahlenschutztechnischen Gründen erhebliche Aufwendungen bei der Installation und Wartung der Einrichtung geleistet werden.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch die richtige Dimensionierung der Einrichtung und Gestaltung den Aufwand möglichst gering zu halten, ohne bestehende Vorschriften für den Strahlenschutz zu vernachlässigen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des ersten Anspruchs gelöst. Aus der sogenanntenbiodynamischen Dosisleistung, deren Wert aus Versuchen ermittelt wurde, kann für jede Einrichtungsgröße und Kapazität eine geeignete Strahlerleistung festgelegt werden, durch die einerseits die Forderung nach Beschränkung der Bakterienpopulation und Pilzfreiheit erfüllt wird und andererseits die Strahlerleistung so gering ist, daß mit einfachen Mitteln eine ausreichende Abschirmung und einfache Wartung möglich ist.
• Die Versuche haben gezeigt, daß ein Wert von etwa 1,3 rd/Tag pro Teilchen als Anfangswert für die biodynamische Dosisleistung unter Berücksichtigung der Strahlerlebensdauer optimal ist.
• Damit auch eine Strahlenabschirmung in Durchflußrichtung vorhanden ist, wird zweckmäßig das Leitungsstück im Bereich des Strahlers U-förmig ausgebildet und der Strahler etwa in der Mitte der U-förmigen Windung eingesetzt. Das Strahlenelement, z.B. Co 60, wird dabei zweckmäßig von einer hermetisch geschlossenen Strahlerkapsel aus Edelstahl umgeben, die ihrerseits in eine Kammer aus Edelstahl des Leitungsstücks gelegt wird, die nach außen offen, gegenüber der Schmierstoffemulsion im Leitungsstück aber absolut dicht ist. Das strahlende Element ist somit zweifach geschützt. Sollte durch Korrosion oder sonstwie die Kammer undicht werden, wird durch die Kapsel ein Kontakt zwischen dem Kühlmedium und dem strahlenden Element vermieden werden. Durch eine Feuchtigkeitsanzeige in der Kammer kann der Schaden rechtzeitig bemerkt und nach Entfernung der Strahlerkapsel behoben werden. Die Öffnung der Kammer im Bereich des Bleimantels wird nach dem Einsetzen der Strahlerkapsel durch einen Bleipfropf dicht verschlossen.
• Um eine Einrichtung mit Strahlern verschiedener Strahler leistung betreiben zu können, wird vorgeschlagen, den Bleimantel in allen Richtungen vom Rohrmittelpunkt aus mit einer Mindeststärke von 40 cm zu versehen, wobei jedoch bei geringerer Strahlenaktivität auch geringere Stärken ausreichend sein können.
• Für die Aktivität des Strahlers ist unter anderem der größte Abstand zwischen dem Strahlermittelpunkt und der Leitungsinnenfläche maßgebend, und zwar im Leitungsquerschnitt durch die Strahlermitte. Bei polarisiert strahlenden Strahlern wird dieser zweckmäßig am Rande der Leitung angeordnet, sodaß der maximale Abstand etwa dem Durchmesser der Leitung entspricht. Bei einem allseitig strahlendem Strahler, kann der maximale Abstand auf den Radius der Leitung vermindert werden, wenn der Strahler nach einem weiteren Vorschlag etwa in der Mitte der Leitung angeordnet wird. Besondere Umstände können es verlangen, daß mehrere Strahler mit entsprechend reduzierter Strahlerleistung sternförmig am Umfang der Leitung angeordnet sind. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt.
• Figur 1 (Fig. 1) zeigt einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Einrichtung. Es handelt sich um ein U-förmiges Rohr ( a ) mit Durchmesser von 125 mm, jedoch beliebig vergrößer-oder verkleinerbar, das in einer Blechwanne ( f ) mit Blei ( e ) umgossen wird und zwar so, daß von der Rohrmitte eine Bleidicke von 400 mm, bei Bedarf jedoch änderbar erreicht wird. In der Mitte des oberen horizontalen Rohres wird eine Öffnung ( j ) von Minimum 25 mm geschnitten und hier eine Edelstahlbuchse ( b ) von 25 mm x 30 mm ins Rohrinnere wasserdicht angebracht. In diese Buchse wird der Strahler (c ) gelegt.
• Oberhalb der Buchse ( b ) wird eine kegelförmige Aussparung im Bleimantel belassen ( i ), sodaß man die Buchse beschicken kann.
• Die Öffnung wird durch einen passenden Bleipfropf ( b ) dicht verschlossen.
• An der unteren Rohrwand wird ein Ventil ( h ) angebracht, durch das die Emulsion abgelassen werden kann.
• Durch den Bleimantel wird ein Kanal bis zur Buchse gebohrt, durch der eine Feuchtigkeitsanzeige ( g ) passend eingesetzt werden kann.
• Figur 2 (Fig. 2) zeigt einen Querschnitt der erfindungsmäßen Anlage, wobei die Bezeichnung gleich Fig. 1 ist.
• Figur 3 (Fig. 3) zeigt eine alternative Lösung, wie der Strahler ( c ) durch Verlängerung der Buchse ( b ) auf z.B. 62,5 mm in Rohrmitte angebracht werden kann.
• Figur 4 (Fig. 4) zeigt bei gleicher Bezeichnung, wie mehrere Strahler sternförmig um das Rohr angebracht werden können.
• Die Anlage wird in das Kreislaufsystem einer zentralen Kühlschmierstoffanlage eingeflanscht, das Rohr mit Emulsion gefüllt und der Strahler eingebracht. Von diesem Zeitpunkt ist die Anlage bis Ablauf der Halbwertzeit wartungsfrei an jedem beliebigem Urt aufstellbar, wenn oberhalb des Bleipfropf t d ) ein Verschluß ( k ) angebracht wird.
• Bezugszeichen a U-förmiges Rohr b Edelstahlhülse c Strahler d Bleipfropf e Bleiabschirmung f Blechwanne g Feuchtigkeitsanzeiger h Ablaßventil i kegelförmige Bleiaussparung j Rohröffnung Verschluß 1 25 mm m 30 mm n 125mm 0 325 mm P 400 mm - Leerseite -

Claims (1)

1. Patentansprüche 1. Einrichtung zur Hygienisierung durch Bestrahlung von wassermischbaren Schmierstoffemulsionen, insbesondere von Kühlschmierstoffemulsionen für spanabhebende Werkzeugmaschinen, mit einem harte Gammastrahlen emittirenden, durch einen Bleimantel abgeschirmten Strahler, der in ein zum Kühlkreislauf gehörendes Leitungsstück eingebaut und dadurch gekennzeichnet ist, daß eine biodynamische Dosisleistung B der Einrichtung einen Anfangswert #Auslegewert) von 1 - 10 rd/Tag und Teilchen haben kann.

   Durch B = K ~ A ~ D 2 rd ~ m2 K = Gammakonstant in Ci h A = Strahleraktivität in Ci D = Bestrahlungsdauer in min/Tag r = Radius des Rohres am Strahlereinbauort in m Läßt sich die notwendige Strahleraktivität a in Ci ermitteln, um B für jedes Teilchen der fließenden Emulsion zu erreichen.

   2. Einrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß B als BK (biodynamische Dosisleistungskonstante) einen Anfangswert von 1,3 ? rd/Tag/Teilchen hat, um das 3 Bakterienwachstum < 10 Keime/cm Emulsion zu halten und Pilzfreiheit zu gewährleisten.

   3. Einrichtung nach Anspruch 1. und 2. dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines Co 60-Strahlers aus durch die Strahlerleistung A in Ci Co60 für jede zentrale Umwälzanlage gefunden werden kann, wenn bekannt sind 1. Tatsächliches Volumen der Anlage in m3 2. Umwälzleistung der Pumpen in m3/h 3. Rohrinnendurchmesser am Strahlereinbauort in dm 4. Umwälzzeit in h/Tag während Betriebszeit 5. Umwälzzeit in h/Tag während Stillstandszeit 8. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitungsstück eine U-förmige Windung darstellt und der Strahler etwa in der Mitte der Windung eingesetzt ist.

   Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitungsstück im Bereich des Strahlers eine nach außen offene, gegenüber der Schmierstoffemulsion dichteKammer aus Edelstahl aufweist, in die eine hermetisch geschlossene Strahlerkapsel aus Edelstahl gelegt ist, wobei die Öffnung der Kammer im Bereich des Bleimantels durch einen Bleipfropf verschließbar ist.

   Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer eine Feuchtigkeitsanzeige aufweist.

   Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bleimantel vom Strahler aus in allen Richtungen eine Idealstärke von 40 cm aufweist,aber nach unten korrigierbar ist, je nach Strahleraktivität.

   X. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen allseitig strahlenden, etwa in Leitungsmitte angeordneten Strahler.

   %. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein einseitig strahlender Strahler am Rande der Leitung angeordnet ist, wobei die Hauptstrahlungsrichtung durch die Leitungsmitte geht.

   10. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet ist durch eine sternförmige Anbringung des Strahlers am Rande der Leitung, wobei die Hauptstrahlungsrichtung der einzelnen Strahler durch die Leitungsmitte geht.