EP0448944A1 - Verfahren und Einrichtung zum intervallweisen Versprühen einer Schmiermittel-Suspension - Google Patents

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EP0448944A1
EP0448944A1 EP91101905A EP91101905A EP0448944A1 EP 0448944 A1 EP0448944 A1 EP 0448944A1 EP 91101905 A EP91101905 A EP 91101905A EP 91101905 A EP91101905 A EP 91101905A EP 0448944 A1 EP0448944 A1 EP 0448944A1
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EP
European Patent Office
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pressure
pump
line
pause
spray
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EP91101905A
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English (en)
French (fr)
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EP0448944B1 (de
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Willi Heusser
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lonza AG
Original Assignee
Lonza AG
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Publication date
Application filed by Lonza AG filed Critical Lonza AG
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B12/00—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area
    • B05B12/02—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area for controlling time, or sequence, of delivery
    • B05B12/06—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area for controlling time, or sequence, of delivery for effecting pulsating flow
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B15/00—Details of spraying plant or spraying apparatus not otherwise provided for; Accessories
    • B05B15/40—Filters located upstream of the spraying outlets

Definitions

  • the invention relates to a method for intermittent spraying of a liquid, in particular a lubricant suspension to be sprayed under high pressure, according to the preamble of claim 1 and a device for carrying out the method according to the preamble of claim 4.
  • a lubricant suspension in particular an essentially graphite, and polymers and auxiliaries, such as stabilizers, are suspended in high-temperature lubricant suspensions containing water (cf. CH-A 596 294 and 609 728).
  • high-temperature lubricant suspensions containing water cf. CH-A 596 294 and 609 728.
  • the spray nozzle under very high pressure of e.g. 50 - 120 bar (in special cases even higher up to 250 bar) and with flow velocities of 20 to 120 m / sec.
  • a spray nozzle As the spray nozzle, as stated in EP-B 0 192 037, a spray nozzle is used which automatically opens in the manner of a pressure relief valve when the inlet pressure of the liquid exceeds a threshold pressure and closes automatically when the pressure falls below the threshold pressure, such as e.g. B. in EP-A 0 039 839 (Fig. 2).
  • shut-off device For intermittent spraying of the liquid, a shut-off device arranged in front of the spray nozzle has been alternately opened and closed. At high pressures and flow velocities, the abrasion is critical, which also and especially occurs with the lubricants in question because of the high speed of the suspended particles (in particular the graphite particles). As explained in detail in EP-B 0 192 037, the shut-off devices have therefore been improved in such a way that, on the one hand, they function over a long period of time despite the high abrasion and, on the other hand, leaks are detected in good time so that the entire system does not suffer a sudden failure of the shut-off device must be shut down.
  • the object of the invention is to increase the operational reliability of the methods and devices of the type mentioned.
  • the pause pressure is therefore a safety tolerance below the threshold pressure ("closing pressure") of the automatically closing spray nozzle, so that it remains constantly operational and opens immediately when the pump pressure is increased.
  • a branch line leading away from the pump outlet line is preferably opened at the end of the spray interval, through which the liquid is either either returned to the pump inlet line or emptied into a discharge line leading to a sewer or filter cake reservoir.
  • the pump is expediently driven pneumatically and supplied with two pneumatic lines, the first of which supplies the air pressure measured to generate the pause pressure and the second supplies the air pressure measured to generate the spray pressure, both pneumatic lines preferably being fed in parallel from the same compressed air source, and the one in the first pneumatic line Pressure for generating the pause pressure limiting first pressure regulator is arranged, and the second pneumatic line has a shut-off device with which the compressed air supply is shut off from the compressed air source during the pauses.
  • a second pressure regulator is expediently provided in the second pneumatic line so that the spray pressure can be varied. (Without a second pressure regulator, the compressed air source determines the spray pressure).
  • the (only) figure shows a block diagram of a device for intermittent spraying of a lubricant suspension.
  • the lubricant suspension is drawn in by a pump 2 through a suction line 1.
  • the pump 2 is in constant, direct fluid communication with a spray nozzle 4 through the pump pressure line 3 without the interposition of a shut-off device.
  • the spray nozzle 4 is designed in the manner of the nozzle shown in Figure 2 of EP-A 0 039 839 (Fig. 2) in such a way that it opens automatically like a pressure relief valve when the inlet pressure of the liquid exceeds a threshold value pressure and against the force of a spring the spring closes automatically when the pressure falls below the threshold value.
  • the pump 2 is a pneumatically driven (air-powered) 20: 1 piston pump (eg "King Pump” from Graco Inc.), the output pressure ("working pressure", pump pressure or delivery pressure of the liquid) is almost 20 times is the pressure of the compressed air with which the pump 2 is acted upon.
  • 1 piston pump eg "King Pump” from Graco Inc.
  • working pressure pump pressure or delivery pressure of the liquid
  • the pump outlet pressure is raised and lowered again from a pause pressure just not sufficient to open the spray nozzle 4 to a spray pressure.
  • the pump 2 is connected to two pneumatic lines 5, 6, the first of which supplies the air pressure measured to generate the pause pressure and the second supplies the air pressure measured to generate the spray pressure.
  • Both pneumatic lines 5, 6 are connected on the input side together (in parallel) via a water separator 7 to the compressed air network 8 of the plant, which, for example, supplies compressed air at a pressure of 5 bar.
  • both pneumatic lines 5, 6 are connected to a feed line 9 of the pump 2, to which a safety valve 10 limiting the pressure to 5 bar is connected.
  • a first pressure regulator (pressure control or pressure reducing valve) 11 is arranged in the first pneumatic line 5 and reduces the primary pressure (5 bar) prevailing in the plant network to a secondary pressure of 1.5 bar.
  • an electrical control device 12 serving as a shut-off device on the input side Controlled solenoid valve 13 and then a second pressure regulator (pressure control or pressure reducing valve) 14 is arranged, which reduces the primary pressure prevailing in the plant network 8 to a secondary pressure of 2.5 bar.
  • the pump outlet pressure (working pressure) is 30 bar (break pressure), at a secondary pressure of 2.5 bar the pump outlet pressure is 50 bar (spray pressure).
  • the spray nozzle 4 opens at an inlet pressure which is greater than the pause pressure of 30 bar by a tolerance.
  • the pump outlet line 3 (pressure line of the pump 2) is guided to the spray nozzle 4 via a pressure shock absorber (pulsation damper, air tank) 15 and a filtering device 16.
  • the filter device 16 serves to separate coarse particles from the suspension. It has a vestibule 18 located in the flow direction in front of the filter body (filter basket, sieve) 17 and a scraper driven by a motor 19 which, in the manner of the scraper customary in pressure filters (see, for example, DE-PS 28 23 092), filters the filter wipes off the filter body so that it does not become blocked.
  • the section of the pump outlet line 3 coming from the pump 2 (via the pressure shock absorber 15) and opening into the antechamber 18 in front of the filter body 17 is designated 3a, the line section leading the filtrate from the filter body 17 to the spray nozzle 4 is designated 3b.
  • a branch line 20 leads away from the antechamber 18, which branches into a first branch 21 leading back to the pump inlet line 1 and a second branch 22, which opens via an outflow funnel 23 into a sewer channel 24, into which the outflow of the water separator 7 also opens.
  • a solenoid valve 25, 26 controlled by the electrical control device 12, one of which is opened at the end of the spray interval in order to quickly lower the spray pressure to the pause pressure.
  • the inlet and the outlet of the antechamber 18 of the filtering device 16, to which the pump outlet line section 3a and the branch line 20 are connected, are on opposite sides of the antechamber 18 Arranged such that when the solenoid valve 25 or 26 is opened, the antechamber 18 is flooded and the filter cake located in front of the filter body 17 and the filter cake parts (coarse particles) stripped by the scraper are at least partially washed away into the branch line 20.
  • the control device 12 has switches (not shown) and control inputs with which the device can be controlled either manually or automatically by control commands from the pipe-making system.
  • the electrical control device is a device customary in the prior art and is therefore not described in detail. Their mode of operation also results from the following description of the method carried out with the device shown, it being assumed that the tube production system delivers a start pulse and a stop pulse for the beginning and the end of the spray interval:
  • valves 13, 25, 26 are closed.
  • the pump 2 is acted upon by the secondary pressure of the pressure regulator 11 (fed by the compressed air network 8), so that the pump outlet pressure is 30 bar (pause pressure) and the spray nozzle 4 acted upon by this pressure remains closed.
  • control device 12 If the control device 12 receives a start pulse, it issues an opening command to the valve 13, so that the secondary pressure of the pressure regulator 14 is applied to the pump 2, its outlet pressure rises to the spray pressure (50 bar) and the spray nozzle 4 immediately when the pressure rises opens, whereupon the lubricant is sprayed.
  • control device 12 If the control device 12 receives a stop pulse, it issues a closing command to the valve 13 and an opening command to the valve 25.
  • the pump outlet pressure consequently drops immediately to the pause pressure, whereupon the spray nozzle 4 closes automatically.
  • the control device After the expiry of the time required for the spray pressure to drop from the pause pressure (the control device 12 has a corresponding time element acted upon by the stop pulse), the control device outputs 12 a closing command to the valve 25.
  • the standby state now prevails again.
  • the valve 25 is opened, as described above, so that no suspension is lost and the few coarse particles washed away are again conveyed into the antechamber 18 by the pump.
  • the valve 26 is only opened rarely, namely only when a high coarse particle concentration (a coarse particle sump) has formed in the antechamber. (This rare opening of the valve 26 can take place automatically after a certain number of openings of the valve 25 or can be triggered by pressing a button).
  • valve 26 When the coarse particle content of the suspension is high, the valve 26 is opened correspondingly more often so that the coarse particles are led away into the sewer, although it is of course not desirable to open the valve 26 too often, since not only the undesired coarse particles but also (valuable) lubricant are also removed becomes.
  • the branch line 20 with the valves 25, 26 enables immediate pressure relief of the pump pressure line 3 and thus an immediate interruption of the spraying of the liquid, which not only avoids unnecessary lubricant discharge but also reduces the risk of accidents: an unwanted spraying of the lubricant after the relevant one has been completed Operation is dangerous because the worker may U. in the (because of the high spray pressure) dangerous spray area. In addition, rinsing and thus cleaning of the filtering device 16 is achieved at the same time.
  • the valve 26 can also be a manually operated shut-off device so that the filter cake or the coarse particle concentrate can be carefully drained by hand, the outflow funnel 23 also opening into a collecting container (a reservoir) instead of the waste water channel 24 so that the filter cake is recycled can be.
  • the valve 25 (also the valve 26) can also be a valve operated by compressed air, the control input of which is connected to the compressed air network 8 via a multi-way valve controlled by the control device 12, with which very short switching times can be achieved.
  • a flow meter connected to the control device 12 can be provided in the pump pressure line 3, which measures the flow of the suspension, the control device having a monitoring circuit which indicates during the spraying (during the opening time of the valve 13) a deviation of the measured flow from a desired flow and / or in the event of a tolerance exceeding Deviates a warning signal.
  • a proximity switch connected to the control device 12 can be provided on the pump 2, which reports the pump strokes to the device 12, the monitoring circuit of which checks whether the pump strokes reported per unit of time fall below a limit value and, if so, that the pump is not working properly 2 gives warning signal.
  • Manometers for checking the line pressure can be provided in the lines 3, 5, 6.
  • a pressure gauge is advantageously arranged in the line 3, which is connected to the control device 12 and this reports a pressure drop below the pause pressure (if the valve 25 or 26 remains open too long), the control device 12 immediately opening the valve when the pressure falls below the pause pressure 25 or 26 closes, provided the user does not prevent this automatic closing of the valve 25 or 26 by actuating a special valve opening button (not shown) for the valve 25 or 26. (The valve opening button is pressed for a thorough cleaning of the filter device).
  • a check valve (or a check valve) can be arranged downstream of the pressure regulator 11 so that the compressed air from the pressure regulator 14 (when the valve 13 is open) cannot act on the pressure regulator 11.
  • the pressure regulators 11, 14 can also regulate to higher secondary pressures, the first, for example, to 2.0 bar, the second to 3 bar, so that the pause pressure is 40 bar and the spray pressure is 60 bar, the spray nozzle 4 of course only at correspondingly higher inlet pressure (to open a tolerance less than 40 bar).
  • the threshold pressure of the spray nozzle 4 a possible pressure drop in the line 3 must also be taken into account, which in the exemplary embodiment described above was found to be negligible, but would have to be taken into account in the case of a long line with a narrow cross section.
  • the motor 19 expediently remains in operation; it can also be switched off by the control device during longer breaks and can only be put into operation again with the next start command.
  • the filtering device 16 can also be designed without a scraper (and motor 19).
  • the filtering device 16 can of course be omitted.
  • branch 22 is also omitted (in the case of valuable liquids) and only branch line 20 remains, which in this case leads from pump pressure line 3 directly via valve 25 into suction line 1.
  • the branch 21 can also be omitted and the branch line 20 can lead from the pump pressure line 3 directly via the valve 26 into the sewer channel 24.

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Abstract

Eine Schmiermittel-Suspension wird mittels einer Sprühdüse (4) intervallweise unter hohem Druck versprüht. Die Sprühdüse (4) arbeitet nach Art eines Ueberdruckventils, indem sie bei einem einen Schwellwertdruck überschreitenden Eingangsdruck der Suspension selbsttätig öffnet und bei Unterschreiten des Schwellwertdrucks selbsttätig schliesst. Die Suspension wird ohne Zwischenschaltung einer Absperreinrichtung direkt von einer pneumatisch angetriebenen Pumpe (2) zur Sprühdüse (4) gefördert. Der Pumpenausgangsdruck wird in den Pausen zwischen den Sprühintervallen auf einem Pausendruck gehalten, zum Versprühen der Flüssigkeit auf den Sprühdruck erhöht und am Ende des Sprühintervalls wieder auf den Pausendruck abgesenkt. Der Pausendruck ist dabei so bemessen, dass er gerade noch nicht zum Oeffnen der Sprühdüse (4) ausreicht. Durch die erfindungsgemässe Pumpendrucksteuerung erübrigt sich das bisher zwischen Pumpe und Sprühdüse erforderliche, der Abrasion unterliegende Absperrorgan, die Betriebssicherheit wird wesentlich erhöht und das Versprühen setzt ohne Verzug sofort bei der Erhöhung der Pumpendrucks ein. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum intervallweisen Versprühen einer Flüssigkeit, insbesondere einer unter hohem Druck zu versprühenden Schmiermittel-Suspension, gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 4.
  • Verfahren und Einrichtungen dieser Art werden namentlich für das Schmieren von Dornstangen bei der Rohrherstellung eingesetzt. Dabei wird, wie z.B. in der EP-B 0 192 037 beschrieben, eine Schmiermittel-Suspension, insbesondere eine im wesentlichen Graphit sowie Polymere und Hilfsstoffe, wie Stabilisatoren, suspendiert in Wasser enthaltende Hochtemperaturschmiermittelsuspensionen (vgl. CH-A 596 294 und 609 728) verwendet, welche der Sprühdüse unter sehr hohem Druck von z.B. 50 - 120 bar (in Spezialfällen noch höher bis zu 250 bar) und mit Strömungsgeschwindigkeiten von 20 bis 120 m/sec zugeführt wird. Als Sprühdüse wird, wie in der EP-B 0 192 037 angegeben, eine nach Art eines Ueberdruckventils bei einem einen Schwellwertdruck überschreitenden Eingangsdruck der Flüssigkeit selbsttätig öffnende und bei Unterschreiten des Schwellwertdrucks selbsttätig schliessende Sprühdüse verwendet, wie z. B. in der EP-A 0 039 839 (Abb. 2) beschrieben.
  • Zum intervallweisen Versprühen der Flüssigkeit hat man eine vor der Sprühdüse angeordnete Absperrvorrichtung abwechselnd geöffnet und geschlossen. Kritisch ist bei den hohen Drücken und Strömungsgeschwindigkeiten die Abrasion, die auch und gerade bei den in Frage kommenden Schmiermitteln wegen der hohen Geschwindigkeit der suspendierten Partikel (insbesondere der Graphitpartikel) auftritt. Wie in der EP-B 0 192 037 ausführlich erläutert, hat man deshalb die Absperrvorrichtungen dahingehend verbessert, dass sie einerseits trotz der hohen Abrasion über längere Zeit funktionsfähig sind und andererseits Undichtigkeiten rechtzeitig erkannt werden, damit die ganze Anlage nicht bei einem plötzlichen Ausfall der Absperrvorrichtung stillgelegt werden muss.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, die Betriebssicherheit der Verfahren und Einrichtungen der eingangs genannten Art zu erhöhen.
  • Die in den Patentansprüchen 1 und 4 angegebene, erfindungsgemässe Lösung dieser Aufgabe geht einen grundsätzlich vom Bekannten abweichenden Weg. Statt einer weiteren Verbesserung der Absperrvorrichtung wird erfindungsgemäss auf diese gänzlich verzichtet und die Flüssigkeit direkt von einer Pumpe zur Sprühdüse gefördert, diese also in ständiger, direkter Flüssigkeitsverbindung mit der Pumpe gehalten, und deren Ausgangsdruck in den Pausen zwischen den Sprühintervallen auf einem Pausendruck gehalten, zum Versprühen der Flüssigkeit auf den Sprühdruck erhöht und am Ende des Sprühintervalls wieder auf den Pausendruck abgesenkt, wobei der Pausendruck so bemessen wird, dass er gerade noch nicht zum Oeffnen der Sprühdüse ausreicht.
  • Der Pausendruck liegt also um eine Sicherheitstoleranz unter dem Schwellwertdruck ("Schliessdruck") der selbsttätig schliessenden Sprühdüse, so dass diese ständig betriebsbereit bleibt und bei der Erhöhung des Pumpenausdrucks augenblicklich öffnet.
  • Zum raschen Absenken des Sprühdrucks auf den Pausendruck wird vorzugsweise am Ende des Sprühintervalls eine von der Pumpenausgangsleitung wegführende Zweigleitung geöffnet, durch die die Flüssigkeit wahlweise entweder in die Pumpeneingangsleitung zurückgeführt oder in eine zu einem Abwasserkanal oder einem Filterkuchen-Reservoir führende Ablassleitung entleert wird.
  • Die Pumpe wird zweckmässig pneumatisch angetrieben und mit zwei Pneumatikleitungen gespeist, deren erste den zur Erzeugung des Pausendrucks bemessenen Luftdruck und deren zweite den zur Erzeugung des Sprühdrucks bemessenen Luftdruck liefert, wobei vorzugsweise beide Pneumatikleitungen parallel von derselben Druckluftquelle gespeist sind, in der ersten Pneumatikleitung ein den Druck zur Erzeugung des Pausendrucks begrenzender erster Druckregler angeordnet ist, und die zweite Pneumatikleitung ein Absperrorgan hat, mit dem in den Pausen die Druckluftzufuhr von der Druckluftquelle abgesperrt wird. Zweckmässig ist in der zweiten Pneumatikleitung ein zweiter Druckregler vorgesehen, damit der Sprühdruck variiert werden kann. (Ohne zweiten Druckregler bestimmt die Druckluftquelle den Sprühdruck).
  • Weitere bevorzugte Ausführungsarten des Verfahrens und der Einrichtung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung.
  • Die (einzige) Figur zeigt ein Blockschema einer Einrichtung zum intervallweisen Versprühen einer Schmiermittel-Suspension.
  • Die Schmiermittel-Suspension wird durch eine Saugleitung 1 von einer Pumpe 2 angesaugt. Die Pumpe 2 steht durch die Pumpendruckleitung 3 ohne Zwischenschaltung einer Absperreinrichtung in ständiger, direkter Flüssigkeitsverbindung mit einer Sprühdüse 4.
  • Die Sprühdüse 4 ist nach Art der in Abbildung 2 der EP-A 0 039 839 dargestellten Düse (Abb. 2) so ausgebildet, dass sie wie ein Ueberdruckventil bei einem einen Schwellwertdruck überschreitenden Eingangsdruck der Flüssigkeit selbsttätig vom Flüssigkeitsdruck gegen die Kraft einer Feder geöffnet und bei Unterschreiten des Schwellwertdrucks von der Feder selbsttätig geschlossen wird.
  • Die Pumpe 2 ist eine pneumatisch angetriebene (air-powered) 20:1 Kolbenpumpe (z. B. "King Pump" der Firma Graco Inc.), deren Ausgangsdruck ("working pressure", Pumpendruck bzw. Förderdruck der Flüssigkeit) nahezu das 20fache des Drucks der Druckluft ist, mit der die Pumpe 2 beaufschlagt wird.
  • Der Pumpenausgangsdruck wird zum intervallweisen Versprühen der Schmiermittel-Suspension mittels einer im folgenden beschriebenen Drucksteuervorrichtung jeweils von einem gerade noch nicht zum Oeffnen der Sprühdüse 4 ausreichenden Pausendruck auf einen Sprühdruck erhöht und wieder abgesenkt.
  • Die Pumpe 2 ist dazu mit zwei Pneumatikleitungen 5, 6 verbunden, deren erste den zur Erzeugung des Pausendrucks bemessenen Luftdruck und deren zweite den zur Erzeugung des Sprühdrucks bemessenen Luftdruck liefert. Beide Pneumatikleitungen 5, 6 sind eingangsseitig gemeinsam (parallel) über einen Wasserabscheider 7 an das Druckluftnetz 8 des Werks angeschlossen, das beispielsweise Druckluft mit einem Druck von 5 bar liefert. Ausgangsseitig sind beide Pneumatikleitungen 5, 6 an eine Speiseleitung 9 der Pumpe 2 angeschlossen, an die ein den Druck auf 5 bar begrenzendes Sicherheitsventil 10 angeschlossen ist.
  • In der ersten Pneumatikleitung 5 ist ein erster Druckregler (Druckregel-bzw. Druckminderventil) 11 angeordnet, der den im Werknetz herrschenden Primärdruck (5 bar) auf einen Sekundärdruck von 1,5 bar reduziert. In der zweiten Pneumatikleitung 6 ist eingangsseitig ein als Absperrorgan dienendes, von einer elektrischen Steuervorrichtung 12 gesteuertes Magnetventil 13 und anschliessend ein zweiter Druckregler (Druckregel- bzw. Druckminderventil) 14 angeordnet, der den im Werknetz 8 herrschenden Primärdruck auf einen Sekundärdruck von 2,5 bar reduziert.
  • Beim Sekundärdruck von 1,5 bar ist der Pumpenausgangsdruck (Arbeitsdruck) 30 bar (Pausendruck), beim Sekundärdruck von 2,5 bar ist der Pumpenausgangsdruck 50 bar (Sprühdruck). Die Sprühdüse 4 öffnet bei einem Eingangsdruck, der um eine Toleranz grösser als der Pausendruck von 30 bar ist.
  • Die Pumpenausgangsleitung 3 (Druckleitung der Pumpe 2) ist über einen Druckstossdämpfer (Pulsationsdämpfer, Windkessel) 15 und eine Filtriervorrichtung 16 zur Sprühdüse 4 geführt. Die Filtriervorrichtung 16 dient zur Abtrennung von Grobpartikeln aus der Suspension. Sie hat einen in Strömungsrichtung vor dem Filterkörper (Filterkorb, Sieb) 17 liegenden Vorraum 18 und einen von einem Motor 19 angetriebenen Abstreifer, der nach Art der bei Druck-Filtern üblichen Abstreifer (vgl. z.B. DE-PS 28 23 092) den Filterkuchen jeweils vom Filterkörper abstreift, damit dieser nicht verstopft wird. Der von der Pumpe 2 (über den Druckstossdämpfer 15) herkommende, in den Vorraum 18 vor dem Filterkörper 17 einmündende Abschnitt der Pumpenausgangsleitung 3 ist mit 3a, der das Filtrat vom Filterkörper 17 zur Sprühdüse 4 führende Leitungsabschnitt ist mit 3b bezeichnet.
  • Vom Vorraum 18 führt eine Zweigleitung 20 weg, die sich in einen ersten zur Pumpeneingangsleitung 1 zurückführenden Zweig 21 und einen zweiten Zweig 22 verzweigt, der über einen Abflusstrichter 23 in einen Abwasserkanal 24 mündet, in den auch der Abfluss des Wasserabscheiders 7 mündet. In jedem der beiden Zweige 21, 22 ist je ein von der elektrischen Steuervorrichtung 12 gesteuertes Magnetventil 25, 26 angeordnet, von denen am Ende des Sprühintervalls zum raschen Absenken des Sprühdrucks auf den Pausendruck jeweils eines geöffnet wird. Der Einlass und der Auslass des Vorraums 18 der Filtriervorrichtung 16, an den der Pumpenausgangsleitungsabschnitt 3a und die Zweigleitung 20 angeschlossen sind, sind an gegenüberliegenden Seiten des Vorraums 18 angeordnet, derart, dass beim Oeffnen des Magnetventils 25 oder 26 der Vorraum 18 durchflutet und der vor dem Filterkörper 17 befindliche Filterkuchen und die vom Abstreifer abgestreiften Filterkuchenteile (Grobpartikel) wenigstens teilweise in die Zweigleitung 20 weggeschwemmt werden.
  • Die Steuervorrichtung 12 hat (nicht dargestellte) Schalter und Steuereingänge, mit denen die Einrichtung wahlweise manuell oder automatisch durch Steuerbefehle der Rohrherstellungsanlage gesteuert werden kann. Die elektrische Steuervorrichtung ist eine beim Stand der Technik übliche Vorrichtung und wird deshalb nicht näher beschrieben. Ihre Funktionsweise ergibt sich im übrigen aus der nachfolgenden Beschreibung des mit der dargestellten Einrichtung durchgeführten Verfahrens, wobei davon ausgegangen wird, dass die Rohrherstellungsanlage jeweils einen Startpuls und einen Stoppuls für den Beginn und das Ende des Sprühinterrvalls liefert:
  • Im Bereitschaftszustand der Einrichtung sind die Ventile 13, 25, 26 geschlossen. Die Pumpe 2 ist mit dem Sekundärdruck des (vom Druckluftnetz 8) gespeisten) Druckreglers 11 beaufschlagt, so dass der Pumpenausgangsdruck 30 bar (Pausendruck) beträgt und die mit diesem Druck beaufschlagte Sprühdüse 4 geschlossen bleibt.
  • Empfängt die Steuervorrichtung 12 einen Startpuls, so gibt sie einen Oeffnungsbefehl an das Ventil 13, so dass die Pumpe 2 mit dem Sekundärdruck des Druckreglers 14 beaufschlagt wird, ihr Ausgangsdruck auf den Sprühdruck (50 bar) ansteigt und die Sprühdüse 4 sofort beim Ansteigen des Drucks öffnet, woraufhin das Schmiermittel versprüht wird.
  • Empfängt die Steuervorrichtung 12 einen Stoppuls, so gibt sie einen Schliessbefehl an das Ventil 13 und einen Oeffnungsbefehl an das Ventil 25. Der Pumpenausgangsdruck fällt demzufolge sofort auf den Pausendruck ab, woraufhin die Sprühdüse 4 selbsttätig schliesst. Nach Ablauf der für das Abfallen des Sprüh- auf den Pausendrucks erforderlichen Zeitdauer (die Steuervorrichtung 12 hat ein entsprechendes, jeweils vom Stoppuls beaufschlagtes Zeitglied), gibt die Steuervorrichtung 12 einen Schliessbefehl an das Ventil 25. Es herrscht nun wieder der Bereitschaftszustand.
  • Bei geringem Grobpartikelgehalt der Suspension wird, wie oben beschrieben, jeweils das Ventil 25 geöffnet, so dass keine Suspension verlorengeht und die wenigen weggeschwemmten Grobpartikel erneut durch die Pumpe in den Vorraum 18 gefördert werden. Das Ventil 26 wird in diesem Fall nur selten geöffnet, nämlich erst dann, wenn sich eine hohe Grobpartikelkonzentration (ein Grobpartikelsumpf) im Vorraum gebildet hat. (Dieses seltene Oeffnung des Ventils 26 kann automatisch jeweils nach einer bestimmten Anzahl Oeffnungen des Ventils 25 erfolgen oder durch Betätigung einer Taste ausgelöst werden).
  • Bei hohem Grobpartikelgehalt der Suspension wird das Ventil 26 entsprechend häufiger geöffnet, damit die Grobpartikel in den Abwasserkanal weggeführt werden, wobei ein zu häufiges Oeffnen des Ventils 26 natürlich nicht angestrebt wird, da jeweils nicht nur die unerwünschten Grobpartikel sondern auch (wertvolles) Schmiermittel mit abgeführt wird.
  • Das beschriebene Verfahren und die Einrichtung haben namentlich folgende Vorteile:
  • Da die Pumpendruckleitung 3 in den Sprühpausen durch die Pumpe 2 auf dem nur um eine Sicherheitstoleranz unter dem Schwellwertdruck ("Schliessdruck") der selbsttätig schliessenden Sprühdüse 4 liegenden Pausendruck gehalten wird, ist ein sofortiges Versprühen beim Erhöhen des Pumpendrucks sichergesellt: Der Druck muss dazu nicht zuerst auf den Schwellwertdruck aufgebaut werden.
  • Für das Schalten des Versprühvorgangs genügt das einfache, kleine Magnetventil 13, das nur die Druckluft abzusperren hat und deshalb keiner Abrasion unterliegt. Demgegenüber war beim Stand der Technik bisher ein teures Mehrwegeventil für das Absperren der Flüssigkeit erforderlich, das infolge des hohen Flüssigkeitsdrucks und der hohen Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit einer hohen Abrasion ausgesetzt war, deshalb häufig erneuert werden musste und die Betriebssicherheit beeinträchtigte.
  • Durch die Zweigleitung 20 mit den Ventilen 25, 26 wird eine sofortige Druckentlastung der Pumpendruckleitung 3 und damit ein sofortiges Unterbrechen des Versprühens der Flüssigkeit ermöglicht, wodurch nicht nur unnötiger Schmiermittelaustrag vermieden sondern auch die Unfallgefahr herabgesetzt wird: Ein ungewolltes Versprühen des Schmiermittels nach Abschluss des betreffenden Arbeitsgangs ist gefährlich, da der Arbeiter sich dann u. U. in den (wegen des hohen Sprühdrucks) gefährlichen Düsensprühbereich begibt. Zudem wird damit gleichzeitig ein Durchspülen und damit Reinigen der Filtriervorrichtung 16 erreicht.
  • Im folgenden werden noch einige Varianten der beschriebenen Einrichtung und des Verfahrens erläutert:
  • Das Ventil 26 kann auch ein handbetätigtes Absperrorgan sein, damit der Filterkuchen bzw. das Grobpartikelkonzentrat sorgfältig von Hand abgelassen werden kann, wobei der Abflusstrichter 23 statt in den Abwasserkanal 24 auch in einen Sammelbehälter (ein Reservoir) münden kann, damit der Filterkuchen einer Wiederverwertung zugeführt werden kann.
  • Das Ventil 25 (ebenso das Ventil 26) kann auch ein druckluftbetriebenes Ventil sein, dessen Steuereingang über ein von der Steuervorrichtung 12 gesteuertes Mehrwegeventil mit dem Druckluftnetz 8 verbunden ist, womit sich sehr kurze Schaltzeiten erreichen lassen.
  • In der Pumpendruckleitung 3 kann ein mit der Steuervorrichtung 12 verbundener Durchflussmesser vorgesehen sein, der den Durchfluss der Suspension misst, wobei die Steuervorrichtung eine Ueberwachungsschaltung aufweist, die während des Versprühens (während der Oeffnungszeit des Ventils 13) ein Abweichen des gemessenen Durchflusses von einem Solldurchfluss anzeigt und/oder im Falle eines eine Toleranz überschreitenden Abweichens ein Warnsignal abgibt. Zum gleichen Zweck kann an der Pumpe 2 ein mit der Steuervorrichtung 12 verbundener Näherungsschalter vorgesehen sein, der die Pumpenhübe an die Vorrichtung 12 meldet, deren Ueberwachungsschaltung prüft, ob die pro Zeiteinheit gemeldeten Pumpenhübe einen Grenzwert unterschreiten und wenn ja ein das nicht ordnungsgemässe Arbeiten der Pumpe 2 anzeigendes Warnsignal abgibt.
  • In den Leitungen 3, 5, 6 können Manometer zur Ueberprüfung des Leitungsdrucks vorgesehen sein.
  • Vorteilhaft ist namentlich ein Manometer in der Leitung 3 angeordnet, das mit der Steuervorrichtung 12 verbunden ist und dieser einen Druckabfall unter den Pausendruck meldet (wenn das Ventil 25 oder 26 zu lange offen bleibt), wobei die Steuervorrichtung 12 beim Unterschreiten des Pausendrucks sofort das Ventil 25 oder 26 schliesst, sofern der Benutzer dieses automatische Schliessen des Ventils 25 bzw. 26 nicht durch Betätigung einer (nicht dargestellten) speziellen Ventilöffnungstaste für das Ventil 25 bzw. 26 unterbindet. (Die Ventilöffnungstaste wird für eine gründliche Reinigung der Filtriervorrichtung gedrückt).
  • In Strömungsrichtung hinter dem Druckregler 11 kann ein Rückschlagventil (bzw. eine Rückschlagklappe) angeordnet sein, damit die Druckluft vom Druckregler 14 (bei geöffnetem Ventil 13) nicht auf den Druckregler 11 wirken kann.
  • Die bei den Druckregler 11 , 14 können auch auf höhere Sekundärdrücke, der erste zum Beispiel auf 2,0 bar, der zweite auf 3 bar regeln, so dass der Pausendruck 40 bar und der Sprühdruck 60 bar beträgt, wobei die Sprühdüse 4 natürlich erst beim entsprechend höheren Eingangsdruck (um eine Toleranz kleiner als 40 bar) zu öffnen hat. Für die Bemessung des Schwellwertdrucks der Sprühdüse 4 ist im übrigen ein allfälliger Druckabfall in der Leitung 3 zu berücksichtigen, der sich im oben beschriebenen Ausführungsbeispiel zwar als vernachlässigbar herausgestellt hat, bei einer langen Leitung mit engem Querschnitt aber zu beachten wäre.
  • Der Motor 19 bleibt zweckmässig dauernd in Betrieb; er kann durch die Steuervorrichtung bei längeren Pausen aber auch abgeschaltet und erst beim nächsten Startbefehl wieder in Betrieb gesetzt werden.
  • Die Filtriervorrichtung 16 kann je nach verwendeter Flüssigkeit (bzw. Suspension) auch ohne Abstreifer (und Motor 19) ausgeführt sein. In diesem Fall ist es besonders vorteilhaft, den Einlass und den Auslass des Vorraums 18 der Filtriervorrichtung 16, an den der Pumpenausgangsleitungsabschnitta und die Zweigleitung 20 angeschlossen sind, an gegenüberliegenden Seiten des Vorraums 18 unmittelbar angrenzend an den Filterköper 17 anzuordnen, derart, dass beim Oeffnen des Ventils 25 oder 26 die den Vorraum 18 durchflutende Flüssigkeit unmittelbar am Filterkörper 17 entlangstreicht und den darauf befindlichen Filterkuchen wegwäscht. (Diese Anordnung ist natürlich auch bei der oben beschriebenen Filtriervorrichtung 16 mit Abstreifer vorteilhaft).
  • Bei Flüssigkeiten, die keiner Filtrierung bedürfen, kann selbstverständlich die Filtriervorrichtung 16 entfallen. Dabei entfällt (bei wertvollen Flüssigkeiten) natürlich auch der Zweig 22 und es bleibt nur noch die Zweigleitung 20, die in diesem Fall von der Pumpendruckleitung 3 direkt über das Ventil 25 in die Saugleitung 1 führt. Soll nur eine "billige" Flüssigkeit", z. B. Wasser, versprüht werden, so kann auch der Zweig 21 entfallen und die Zweigleitung 20 von der Pumpendruckleitung 3 direkt über das Ventil 26 in den Abwasserkanal 24 führen.

Claims (10)

  1. Verfahren zum intervallweisen Versprühen einer Flüssigkeit, insbesondere einer unter hohem Druck zu versprühenden Schmiermittel-Suspension, mittels einer nach Art eines Ueberdruckventils bei einem einen Schwellwertdruck überschreitenden Eingangsdruck der Flüssigkeit selbsttätig öffnenden und bei Unterschreiten des Schwellwertdrucks selbsttätig schliessenden Sprühdüse (4), dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit ohne Zwischenschaltung einer Absperreinrichtung direkt von einer Pumpe (2) zur Sprühdüse (4) gefördert und der Pumpenausgangsdruck in den Pausen zwischen den Sprühintervallen auf einem Pausendruck gehalten, zum Versprühen der Flüssigkeit auf den Sprühdruck erhöht und am Ende des Sprühintervalls wieder auf den Pausendruck abgesenkt wird, wobei der Pausendruck so bemessen ist, dass er gerade noch nicht zum Oeffnen der Sprühdüse (4) ausreicht.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (2) pneumatisch angetrieben wird, wobei wahlweise der zur Erzeugung des Pausen- und der zur Erzeugung des Sprühdrucks erforderliche Luftdruck an die Pumpe (2) angelegt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass am Ende des Sprühintervalls zum raschen Absenken des Sprühdrucks auf den Pausendruck eine von der Pumpenausgangsleitung (3) zur Pumpeneingangsleitung (1) und/ oder zu einer Ablassleitung (22) führende, ansonsten geschlossene Zweigleitung (20) geöffnet wird.
  4. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer nach Art eines Ueberdruckventils bei einem einen Schwellwertdruck überschreitenden Eingangsdruck der Flüssigkeit selbsttätig öffnenden und bei Unterschreiten des Schwellwertdrucks selbsttätig schliessenden Sprühdüse (4), gekennzeichnet durch eine ohne Zwischenschaltung einer Absperreinrichtung in ständiger, direkter Flüssigkeitsverbindung mit der Sprühdüse (4) stehende 86Pumpe (2) und eine Drucksteuervorrichtung (11-14), mittels welcher der Pumpenausgangsdruck von einem gerade noch nicht zum Oeffnen der Sprühdüse (4) ausreichenden Pausendruck auf einen Sprühdruck erhöhbar und wieder absenkbar ist.
  5. Einrichtung nach Anspruch 4 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (2) pneumatisch angetrieben und mit zwei Pneumatikleitungen (5, 6) verbunden ist, deren erste den zur Erzeugung des Pausendrucks bemessenen Pneumatikdruck und deren zweite den zur Erzeugung des Sprühdrucks bemessenen Pneumatikdruck liefert.
  6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass beide Pneumatikleitungen (5, 6) parallel von derselben Druckluftquelle (8) gespeist sind, in der ersten Pneumatikleitung (5) ein den Druck zur Erzeugung des Pausendrucks begrenzender erster Druckregler (11) angeordnet ist, und die zweite Pneumatikleitung (6) ein Absperrorgan (13) zum Absperren der Druckluftzufuhr von der Druckluftquelle (8) hat.
  7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Pneumatikleitung (6) ein den Druck auf den zur Erzeugung des Sprühdrucks gewünschten Druck begrenzender zweiter Druckregler (14) angeordnet ist.
  8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine von der Pumpenausgangsleitung (3) zur Pumpeneingangsleitung (1) und/oder zu einer Ablassleitung (22) führende Zweigleitung (20), in der ein durch die Drucksteuervorrichtung (11-14) gesteuertes Absperrorgan (25, 26) angeordnet ist, das am Ende des Sprühintervalls zum raschen Absenken des Sprühdrucks auf den Pausendruck geöffnet wird.
  9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpenausgangsleitung (3) über eine Filtriervorrichtung (16) zur Sprühdüse (4) geführt ist, die Filtriervorrichtung (16) einen in Strömungsrichtung vor dem Filterkörper (17) liegenden Vorraum (18) hat, und die Zweigleitung (20) von diesem Vorraum (18) ausgeht, derart, dass beim Oeffnen des Absperrorgans (25, 26) der Zweigleitung (20) der Vorraum (18) durchflutet und die darin befindlichen Filterkuchenteile bzw. Grobpartikel wenigstens teilweise in die Zweigleitung (20) weggeschwemmt werden.
  10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zweigleitung (20) zwei je mit einem Absperrorgan (25, 26) ausgerüstete Zweigabschnitte (21, 22) aufweist, deren einer zur Pumpeneingangsleitung (1) und deren anderer zu einer Ablassleitung (22) führt.
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