DE4204805A1

DE4204805A1 - Verfahren zum kontinuierlichen betreiben eines separators und zusatzeinrichtung fuer diesen separator

Info

Publication number: DE4204805A1
Application number: DE19924204805
Authority: DE
Inventors: Bernhard Kotschy
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 1992-02-18
Filing date: 1992-02-18
Publication date: 1993-08-19
Also published as: WO1993015843A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Betreiben eines feststoffsammelnden Separators, insbesondere eines Dreipha sen-Zentrifugalseparators, zum Abtrennen von Feststoffen aus Flüs sigkeiten, insbesondere zum Regenerieren von verbrauchten Emulsio nen, vorzugsweise von Kühlschmierstoffen, aber auch von Reinigerlö sungen. Dabei läuft kontinuierlich eine mit Feststoff beladene Flüs sigkeit in die Trennkammer des Separators ein und aus dieser läuft ebenso kontinuierlich eine oder mehrere von Feststoffen gereinigte Flüssigphasen aus. Der Separator ist zum manuellen Austrag der Fest stoffphase, auch als Schlamm bezeichnet, ausgelegt.

Bei den Separatoren kann es sich um Zentrifugalseparatoren, aber auch um andere feststoffsammelnde Flüssig-Fest-Trennsysteme wie sta tische Separatoren handeln. Insbesondere betrifft die Erfindung Se paratoren, die zum Regenerieren von zur Metallbehandlung dienenden Kühlschmierstoffen, aber auch von Reinigern zur Entfernung von Ver schmutzungen auf Oberflächen, z. B. in der metallverarbeitenden In dustrie geeignet sind. Die verbrauchten Emulsionen enthalten neben Fremdöl insbesondere feinverteilten Feststoff. Im Separator wird die verbrauchte Emulsion in Fremdöl, aufbereitete Emulsion und Fest stoffschlamm getrennt. Nach einer bestimmten, von der Feststoffbela dung der Flüssigkeit und dem Separatortyp abhängigen Zeit hat sich in der Separatortrommel eine derart große Menge an Schlamm angesam melt, so daß dieser ausgetragen werden muß. Bei nicht-selbst-ent schlammenden Separatoren, bei denen die Feststoffe manuell aus der Trommel entfernt werden, muß der Entleerungszeitpunkt empirisch im Versuch ermittelt werden. Da bei schwankendem Feststoffanteil in der verbrauchten Emulsion die Funktion des Separators auch bei extremer Feststoffbelastung nicht beeinträchtigt werden darf, kann die Kapa zität der Separatortrommel zur Aufnahme des Schlamms nicht ausge nutzt werden, so daß der Separator aus Sicherheitsgründen schon frühzeitig entschlammt wird. Das Feststoff-Füllvolumen der Separa tortrommel wird daher nur zu einem geringen Teil ausgenutzt. Ein Ausnutzen der vollen Kapazität wäre nur möglich, wenn in Kauf genom men wird, daß ein völlig mit Schlamm beladener Separator weiter be trieben wird. Dann aber würde die Flüssigkeit ohne eine wirksame Reinigung wieder zu der zu kühlenden und zu schmierenden Maschine bzw. in das Reinigungsbad zurückgepumpt.

Daher werden im Stand der Technik die Separatoren schon vor dem Er reichen des maximal zulässigen Füllvolumens entschlammt. Dazu ist es notwendig, den Separator, bei einem Zentrifugalseparator die Trom mel, zu öffnen, so daß der Betrieb des Separators für längere Zeit unterbrochen ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das eine Erfassung der abgeschiedenen Feststoffmenge im Separator ermöglicht, und dabei dessen Betrieb nur kurzzeitig unterbrochen werden muß. Außerdem soll die Kapazität des für die Schlammaufnahme vorgesehen Volumens besser ausgenutzt und damit die Reinigungszyklen verlängert werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man von Zeit zu Zeit das Volumen der in der Trennkammer befindlichen Flüssigkeit mißt, dieses mit einem vorher für den jeweiligen Separatortyp ermit telten Mindestvolumen vergleicht und bei Unterschreiten dieses Min destvolumens eine Reinigung des Separators durch Entnahme des in der Trennkammer angesammelten Feststoffs (Schlamms) durchführt. Durch die Messung des in der Trennkammer bzw. der Separatortrommel bei einem Zentrifugalseparator, befindlichen Flüssigkeitsvolumens wird gleichzeitig bei dem bekannten Gesamtvolumen der Trennkammer das abgeschiedene Schlammvolumen erfaßt. Das Mindestvolumen für die Flüssigphase in der Trennkammer ergibt sich daher aus dem maximal zulässigen Füllvolumen für den Feststoff und dem Gesamtfüllvolumen der Trennkammer. Da bei der Ermittlung des Feststoffvolumens dieses nicht direkt, sondern über das Volumen der Flüssigphase ermittelt wird, ist es nicht notwendig, die Separatortrommel zu öffnen. Es reicht aus, die Flüssigkeit aus der Trennkammer auslaufen zu lassen und deren Volumen zu bestimmen. Diese Maßnahme erfordert nur kurze Zeit, und der Separatorbetrieb wird nur kurzzeitig unterbrochen. Die Öffnung des Separators ist nur erforderlich, wenn die Messung das Erreichen des maximal zulässigen Füllvolumens für den Schlaf an zeigt. Das Verfahren zur Ermittlung des Schlammvolumens ist außerdem auf jeden feststoffsammelnden Flüssig-Fest-Separator, nicht nur auf Zentrifugal-Separatoren anwendbar. Die zur Messung notwendigen Ein richtungen können robust und einfach ausgebildet sein und sind leicht zu bedienen. Bei schon vorhandenen Separatoren ist ohne Ein schränkung des Separatortyps eine Nachrüstung möglich.

In einer besonders einfachen und wirtschaftlichen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens läßt man nach Unterbrechung des Zu- und Auslaufs der Flüssigkeiten in bzw. aus der Trennkammer die darin enthaltene Flüssigkeit in ein Gefäß strömen, mißt dort das Flüssig keitsniveau und vergleicht dieses mit einem vorher für den jeweili gen Separatortyp ermittelten Mindestniveau. Bei Unterschreiten des Mindestniveaus führt man eine Reinigung des Separators durch Ent nahme des Feststoffs aus der Trennkammer durch. Aber auch andere Methoden zur Messung des oben genannten Flüssigkeitsvolumens sind möglich. So kann z. B. die aus der Trennkammer ablaufende Flüssig keitsmenge mit einem Durchflußmesser und einer Auswerteeinrichtung bestimmt werden, die das Volumen aus der Durchflußrate und der Durchflußzeit ermittelt.

Das Verfahren läßt sich besonders vorteilhaft durchführen, wenn die aus der Trennkammer des Separators auslaufenden gereinigten Flüssig phasen über Überlaufwehre abgezogen werden. Dann ist es nicht not wendig, den Auslauf der gereinigten Flüssigkeiten zu unterbrechen. In dieser Ausgestaltung unterbricht man zur Messung des in der Trennkammer enthaltenen Flüssigkeitsvolumens nur den kontinuierli chen Zulauf der Flüssigkeiten in die Trennkammer und läßt dann die darin befindliche Flüssigkeit über eine an der tiefsten Stelle der Trennkammer angeordneten Auslaß in das Meßgefäß strömen.

Bei der Anwendung des Verfahrens auf Zentrifugalseparatoren setzt man in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung vor dem Ablaufenlas sen der Flüssigkeit in das Meßgefäß den Rotor still und bremst ihn dabei, insbesondere mechanisch, ab. Auch andere Bremsvorrichtungen sind möglich, z. B. mit Wirbelstrombremsen.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich leicht automatisieren. Da her wird ferner vorgeschlagen, daß man die Unterbrechung des Flüs sigkeits-Zu- und/oder Ablaufs, das Ablaufenlassen in das Meßgefäß sowie den Vergleich des Flüssigkeitsniveaus mit dem Mindestniveau selbsttätig in vorgegebenen Zeitintervallen durchführt. Die Inter valle richten sich nach der Feststoffbeladung der zu reinigenden Flüssigkeit und dem maximal zulässigen Füllvolumen für den Fest stoff. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Zeitintervalle etwa halb so lang wie die Intervalle zwischen zwei notwendigen Reinigungsvor gängen eingestellt werden.

Ferner wird vorgeschlagen, daß das Mindestniveau im Meßbehälter so gewählt ist, daß mit Sicherheit vor dem Erreichen des maximal zuläs sigen Feststoffgehalts des Separators eine Messung und gegebenen falls eine Reinigung durchgeführt wird. Die Wahl des Mindestniveaus richtet sich nach dem Feststoffanteil der zu reinigenden Flüssigkeit und der Aufnahmekapazität des Separators für den Schlamm.

Die Erfindung betrifft ferner eine Zusatzeinrichtung für einen kon tinuierlichen arbeitenden feststoffsammelnden Separator, insbesonde re einen Dreiphasen-Zentrifugalseparator, zum Abtrennen von Fest stoffen aus Flüssigkeiten, insbesondere zum Regenerieren von ver brauchten Emulsionen, vorzugsweise von Kühlschmierstoffen, aber von Reinigerlösungen, wobei der Separator zum manuellen Austrag des Feststoffphase ausgelegt ist.

Zum Betreiben des erfindungsgemäßen Verfahrens umfaßt diese Zusatz einrichtung ein Meßgefäß, das mit der Trennkammer des Separators über eine Leitung verbunden ist und eine Niveaumeßeinrichtung auf weist, die ein Signal beim Unterschreiten eines vorgegebenen Min destniveaus abgibt. Das Signal zeigt den Zeitpunkt einer notwendigen Entschlammung des Separators an.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Zusatzeinrichtung ist die Leitung zum Meßgefäß an der tiefsten Stelle der Trennkammer ange schlossen.

Vorteilhaft ist ferner, wenn zur Anpassung an unterschiedlicher Se paratortypen das vorgegebene Mindestniveau variabel einstellbar ist.

Zur Verkürzung der Meßzeit beim Einsatz der Zusatzeinrichtung an einem Zentrifugalseparator wird außerdem eine, insbesondere mecha nische, Bremsvorrichtung für den Rotor vorgeschlagen.

Zum automatischen Betrieb der Zusatzeinrichtung sind ansteuerbare Ventile in den Leitungen für den Flüssigkeits-Zu- und/oder Ablauf, eine Steuereinrichtung mit, insbesondere variabler, Zeitschaltung zur Ansteuerung der Ventile, zu Betätigung der Niveaumeßeinrichtung und, bei Einsatz für Zentrifugalseparatoren, zum Stillsetzen des Rotors vorgesehen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der einzigen Figur näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zusatzeinrichtung für einen Zentrifugalseparator 1. Die zu reinigen de Emulsion strömt über eine Leitung 2 mit einem elektromagnetisch betätigbaren Ventil 3 in die Separatortrommel 4, die Trennkammer, ein. Bei dem hier schematisch dargestellten Dreiphasen-Zentrifugal separator 1 wird die zu reinigende Emulsion in eine leichte Phase, z. B. Maschinenöl bei Kühlschmierstoffen, eine gereinigte Phase und Feststoff 5 aufgetrennt, der sich an der äußeren Trommelinnenwand als Kuchen absetzt. Die leichte Phase wird über eine Leitung 6, die gereinigte Emulsion über eine Leitung 7 abgezogen.

In der in Fig. 1 ebenfalls dargestellten Zusatzeinrichtung ist die Separatortrommel 4 an ihrer tiefsten Stelle über eine Leitung 8, z. B. die Gestellablaufleitung, mit einem Meßgefäß 9 verbunden, die eine Niveaumeßeinrichtung 10 aufweist. Ferner ist eine elektromagne tisch betätigbare mechanische Bremse 11 für den Rotor vorgesehen.

Das Füllvolumen des Meßgefäßes V_B ist gleich dem Füllvolumen der Separatortrommel V₁ welches sich aus dem Volumen V₂ der flüssigen Phase und dem Volumen V₃ der Feststoffphase additiv zusammensetzt. Die Volumendifferenz delta V zwischen dem Füllvolumen V_B im Meßgefäß und dem Volumen V₂ der flüssigen Phase in der Separatortrommel ist damit gleich dem Volumen V₃ des in der Separatortrommel angesammel ten Schlamms. Auf diesem Zusammenhang beruht das erfindungsgemäße Meßprinzip.

Vorzugsweise ist die Rücklaufleitung 7 für die gereinigte Phase an die das Meßgefäß 9 enthaltende Zusatzeinrichtung gekoppelt, so daß der Inhalt des Meßgefäßes 9 nach erfolgter Messung zusammen mit der gereinigten Phase über eine Pumpe 12 zur Anwendung zurückgeführt werden kann.

Bezugszeichenliste

1 Zentrifugalseparator
2 Leitung
3 Ventil
4 Separatortrommel
5 Feststoff
6 Leitung
7 Leitung
8 Leitung
9 Meßgefäß
10 Niveaumeßeinrichtung
11 Bremse
12 Pumpe

Claims

1. Verfahren zum kontinuierlichen Betreiben eines feststoffsammeln den Separators, insbesondere eines Dreiphasen-Zentrifugalsepara tors, zum Abtrennen von Feststoffen aus Flüssigkeiten, insbeson dere zum Regenerieren von verbrauchten Emulsionen, vorzugsweise von Kühlschmierstoffen, aber auch von Reinigerlösungen, wobei kontinuierlich eine mit Feststoff beladene Flüssigkeit in die Trennkammer des Separators einläuft und aus dieser ebenso konti nuierlich eine oder mehrere von Feststoffen gereinigte Flüssig phasen auslaufen und der Separator zum manuellen Austrag der Feststoffphase (Schlamm) ausgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß man von Zeit zu Zeit das Volumen der in der Trennkammer be findlichen Flüssigkeit mißt, dieses mit einem vorher für den jeweiligen Separatortyp ermittelten Mindestvolumen vergleicht und bei Unterschreiten dieses Mindestvolumens eine Reinigung des Separators durch Entnahme des in der Trennkammer angesammelten Feststoffs (Schlamms) durchführt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man nach Unterbrechung des Zu- und Auslaufs der Flüssigkei ten in bzw. aus der Trennkammer die darin enthaltene Flüssigkeit in ein Gefäß strömen läßt, dort das Flüssigkeitsniveau mißt und dieses mit einem vorher für den jeweiligen Separatortyp ermit telten Mindestniveau vergleicht, sowie bei Unterschreiten des Mindestniveaus eine Reinigung des Separators durch Entnahme des Feststoffs aus der Trennkammer durchführt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die aus der Trennkammer des Separators auslaufenden gereinigten Flüssigphasen über Überlauf wehre abgezogen werden, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Messung des in der Trennkammer enthaltenen Flüssig keitsvolumens nur den kontinuierlichen Zulauf der Flüssigkeiten in die Trennkammer unterbricht und dann die darin befindliche Flüssigkeit über einen an der tiefsten Stelle der Trennkammer angeordneten Auslaß in das Meßgefäß strömen läßt.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, zum Betrieb von Zentrifugalse paratoren, dadurch gekennzeichnet, daß man vor dem Ablaufenlassen der Flüssigkeit in das Meßgefäß den Rotor stillsetzt und ihn dabei, insbesondere mechanisch, abbremst.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Unterbrechung des Flüssigkeits-Zu- und/oder Ablaufs, das Ablaufenlassen in das Meßgefäß sowie den Vergleich des Flüs sigkeitsniveaus mit dem Mindestniveau selbsttätig in vorgegebenen Zeitintervallen durchführt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitintervalle etwa halb so lang wie die Intervalle zwi schen zwei notwendigen Reinigungsvorgängen eingestellt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Mindestniveau im Meßbehälter so gewählt ist, daß mit Sicherheit vor dem Erreichen des maximal zulässigen Feststoffge halts des Separators eine Messung und gegebenenfalls eine Reini gung durchgeführt wird.

8. Zusatzeinrichtung für einen kontinuierlich arbeitenden, fest stoffsammelnden Separator, insbesondere einen Dreiphasen-Zentri fugalseparator, zum Abtrennen von Feststoffen aus Flüssigkeiten, insbesondere zum Regenerieren von verbrauchten Emulsionen, vor zugsweise von Kühlschmierstoffen, aber auch von Reinigerlösun gen, wobei der Separator zum manuellen Austrag der Feststoffpha se ausgelegt ist, gekennzeichnet durch ein Meßgefäß (9), das mit der Trennkammer (4) des Separators (1) über eine Leitung (8) verbunden ist und eine Niveaumeßeinrich tung (10) aufweist, die ein Signal beim Unterschreiten eines vorgegebenen Mindestniveaus abgibt.

9. Zusatzeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (8) zum Meßgefäß (9) an die tiefste Stelle der Trennkammer angeschlossen ist.

10. Zusatzeinrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das vorgegebene Mindestniveau zur Anpassung an unterschied liche Separatortypen variabel einstellbar ist.

11. Zusatzeinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10 für einen Zentrifugalseparator, gekennzeichnet durch eine, insbesondere mechanische, Bremsvorrichtung (11) für den Rotor.

12. Zusatzeinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, gekennzeichnet durch ansteuerbare Ventile (3) in den Leitungen (2, 6, 7, 8) für den Flüssigkeits-Zu- und/oder Ablauf, eine Steuereinrichtung mit, insbesondere variabler, Zeitschaltung zur Ansteuerung der Venti le, zur Betätigung der Niveaumeßeinrichtung (10) und, bei Ein satz für Zentrifugalseparatoren, zum Stillsetzen des Rotors.