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Emulgiervorrichtung, insbesondere zur Herstellung von Kühlmittel-Emulsionen
Die Erfindung betrifft eine Emulgiervorrichtung, insbesondere zur Herstellung von
Kühlmittel-Emulsionen aus mit Wasser emulgierbaren Olen oder Fetten, mit einem in
einem Gehäuse angeordneten, mit drehbar gelagerten Schlagkreuzen versehenen Rührwerk.
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Bekanntlich verwendet man Kühlmittel-Emulsionen zur Abführung der
bei zerspanender oder spanloser Verformung von Metallen entstehenden Wärme sowie
zur Schmierung der abgetrennten Späne und der Preßstempel bei spanloser Bearbeitung,
ferner auch für die Betätigung hydraulischer Antriebe, Preßwasserpumpen usw. Solche
Kühlmittel-Emulsionen aus mit Wasser emulgierbaren Ölen oder Fetten werden in den
Betrieben der Metall verarbeitenden Industrie laufend hergestellt, und zwar meistens
durch einfache von Hand betätigte Rührwerke. Andere Rührwerke sind mit einem Fremdantrieb
versehen, z. B. mit Elektromotoren über Getriebe. Man hat für solchen Fremdantrieb
auch schon eine Wasserturbine verwendet, deren Welle mit der Welle einer Rührvorrichtung
durch einen Keilriementrieb verbunden ist und deren Betriebswasser ohne weitere
Ausnutzung abgeleitet wird.
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Um auf wirtschaftliche Weise die jeweils benötigten Kühlmittel-Emulsionen
zum sofortigen Verbrauch haltbar herstellen zu können und auf eine Lagerung der
Emulsion, die immer die Gefahr ihrer Wiederzersetzung in sich schließt, zu verzichten,
soll gemäß der Erfindung auf der Antriebswelle der Schlagkreuze der eigentlichen
Emulgiervorrichtung ein Turbinenrad befestigt werden, das mindestens durch eine
der flüssigen Mischungs-
komponenten, vorzugsweise das für die Emulsionsherstellung
benötigte, aus der Wasserleitung kommende Wasser, als Betriebsmittel für das Mischwerkzeug
beaufschlagt wird. In einer vorzugsweisen Ausführung der Erfindung erfolgt die Zusammenführung
der einzelnen Mischungskomponenten, also 01 und Wasser, schon vor dem Eintritt in
die Turbinenkammer. Dieses Vorgemisch wird beim Durchgang durch die Turbinenkammer
durch die Schaufeln des Turbinenrades bereits kräftig gemischt, ehe es in die eigentliche,
von der Turbinenkammer durch einen mit Durchtrittsöffnungen versehenen Zwischenboden
getrennte und mit rotierenden Schlagkreuzen versehene Mischkammer geführt wird.
Beide Mischungskomponenten werden somit derart fein vermischt, daß eine-ganz innige
Emulsion entsteht, die sich nicht mehr voneinander trennt. Es ist natürlich auch
möglich, daß die übrigen Mischungskomponenten der antreibenden Mischungskomponente
erst unmittelbar beim Eintritt in die Turbinenkammer oder in dieser selbst zugeführt
werden.
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Mit der vorliegenden Erfindung ist es im Gegensatz zu den bekannten
Rührvorrichtungen möglich, jede gewünschte Emulsionsmenge, auch kleinsten Umfanges,
in kürzester Zeit herzustellen. Ferner kann das Mischungsverhältnis zwischen Öl
und Wasser je nach Bedarf beliebig eingestellt und auch schnell ohne besonderen
Aufwand verändert werden. Während beispielsweise für eine Werkzeugmaschine, die
einen großen Molanteil in der Emulsion erfordert, eine io0/oige Emulsion hergestellt
wird, kann durch Änderung der Olzufuhr zum Wasser sofort hiernach eine Schleifmaschine
mit einer r°/oigen Emulsion versorgt werden.
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Eine Bevorratung größerer Mengen ist somit nicht mehr nötig, und
der Betrieb hat stets eine gute, neu angesetzte Emulsion zur Verfügung. Die Bereithaltung
besonderer Lagertanks und Vorratsbehälter erübrigt sich daher.
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Es ist mit der erfindungsgemäßen Emulgiervorrichtung auch möglich,
sogenannte Bohrfette zu verarbeiten, indem man aus den Bohrfetten zunächst eine
Voremulsion, nämlich eine Vermischung von Bohffett und Wasser zu etwa gleichen Teilen,
herstellt und diese Voremulsion der Mischvofrichtung in der dargestellten Art zuführt.
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Zur Veränderung des Mischungsverhältnisses kann die Einrichtung derart
getroffen werden, daß die Zuführung der einzelnen Mischungskomponenten durch je
eine Reguliervorrichtung regelbar ist; die Zusammenführung kann aber auch in einem
gemeinsamen Regelorgan erfolgen, wobei die Zufuhr der einen Mischungskomponente
mit der Zufuhr der anderen derart gekoppelt ist, daß lediglich durch die Bedienung
eines einzigen Regelorgans das gewünschte Mischungsverhältnis eingestellt werden
kann.
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Die Emulgiervorrichtung gemäß der Erfindung ist natürlich nicht nur
auf die Herstellung von Kühlmittel-Emulsionen beschränkt, sondern sie eignet sich
gleichtvorteilhaft auch} für das Emulgieren von anderen Gemischen, wobei nur die
eine Voraussetzung erfüllt sein muß, daß mindestens eine der Gemischkomponenten
als Antriebsmittel für die Turbine geeignet ist.
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In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
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Fig. I ist ein Längsschnitt durch die Emulgiervorrichtung nach Schnitt
II-II; Fig. 2 ist ein Querschnitt durch die Turbinenkammer nach Schnitt I-I; Fig.
3 ist ein Längsschnitt durch das Anschluß stück; Fig. 4 zeigt ein Beispiel für den
Einbau einer Emulgiervorrichtung.
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In dem unteren Teil des zylindrischen Gehäuses 1 befindet sich die
Mischungskammer, in der die Schlagkreuze 2 auf einer senkrecht stehenden Welle 3
mittels der Keile 4 befestigt sind. Die Welle 3 ist in dem oberen Gehäusedeckel
6 und dem unteren Gehäusedeckel 5 gelagert. Die einzelnen Schlagkreuze 2 sind voneinander
durch die gelochten Zwischenlagen 7 getrennt. Über der Mischkammer befindet sich
über einem mit Durchtrittsöffnungen 8 versehenen Zwischenboden g die TurbinenkammerIo,
in der das Turbinenrad 11 auf der Welle 3 verkeilt ist. Die Turbinenkammer 10 ist
mit einer Eintrittsöffnung 12 versehen, die nach innen düsenförmig verjüngt ist
und deren Achse etwa tangential auf den Außenumfang der Schaufeln des Turbinenrades
II gerichtet ist.
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Das der Emulgiervorrichtung zugeführte Wasser beaufschlagt nach Eintritt
in die Turbinenkammer 10 das Turbinenrad II und tritt sodann durch die Durchtrittsöffnungen
8 in die Mischkammer über, wo mittels der durch das Turbinenrad gedrehten Schlagkreuze2
die völlige Emulgierung des dem Wasser zugeführten Öls mit dem Wasser bewerkstelligt
wird.
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Die Emulsion tritt dabei beim Durchlauf durch die Mischkammer durch
die einzelnen gelochten Zwischenlagen 7 hindurch und wird schließlich nach Vollendung
der Emulgierung durch Öffnungen im unteren Gehäusedeckel 5 abgeführt Für die Erzielung
einer besonders wirksamen Emulgierung ist es zweckmäßig, das Öl dem Wasser bereits
vor Eintritt in die Turbinenkammer beizugeben, da dann beim Durchgang durch die
Antriebsturbine schon eine weitgehende Mischung der einzelnen Mischungskomponenten
stattfindet. Wie das Vormischen von Wasser und Öl vor dem Eintritt in die Autriebsturbine
im einzelnen geschieht, ist für die Erfindung an sich unwichtig. Es gibt für derartige
Zumischvofrichtungen in der Technik die vielseitigsten Vorbilder. Es kann das Öl
dem Wasser beispielsweise durch ein vor dem Eintritt in die Turbinenkammer angeordnetes
Anschluß stück I3 zugeführt werden, wobei die Anderung der Ölmenge in einfachster
Weise dadurch erfolgt, daß die Olzulaufbohrung 14 mittels einer Regelschraube mehr
oder weniger geöffnet wird.
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Die Regelschraube wird mit einem Anzeiger ausgestattet, der je nach
Einstellung der Regelschraube den zugeführten Prozentsatz des Öls anzeigt.
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Für die Betätigung der erfindungsgemäßenEmulgiervorrichtung ist es
erforderlich, daß wenigstens eine der beteiligten Mischungskomponenten, also beispielsweise
das Wasser, unter einem gewissen Druck steht, der für den Antrieb des Turbinenrades
ausreicht. Im allgemeinen ist dies bei Entnahme des Wassers aus den üblichen Druckwasserleitungen
auch der Fall. Sollte jedoch in besonderen Fällen ein solcher ausreichender Druck
nicht zur Verfügung stehen, ist dem leicht durch die zusätzliche Zuführung eines
besonderen Druckmediums, z. B. Preßluft oder Stickstoff, zu der antreibenden Mi
schungskomponente abzuhelfen.
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In der Fig. 4 ist ein Einbauspiel einer Emulgiervorrichtung dargestellt.
Die Emulgiervorrichtung I5 ist auf einem Behälter I6 angeordnet, der zur Aufnahme
und Speicherung der fertigen Emulsion dient. Durch die Zuleitung I7 wird das Betriebswasser
zugeführt, das mittels des Hahnes I8 reguliert werden kann. Über die Zuleitung 19
erfolgt die Zufuhr des Ols, das durch den Hahn 20 in seiner Zufluß menge verändert
werden kann. Ein Rückschlagventil 21 dient zur Sicherung der Zuleitung 19. Das zufließende
Öl wird dem Wasser in dem Anschlußstück I3 zugeführt, und dieses Vorgemisch tritt
anschließend in die Turbinenkammer IO der Emulgiervorrichtung ein.