KR20230158541A - Process fluid handling devices and methods - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기계가공 유체와 같은 공정유체를 취급하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 장치는 기계가공 유체를 위한 유입구(2), 펌프 유닛(5), 필터링 유닛(7), UVC 광선을 전달하는 하나 이상의 광선 소스(16)를 구비한 미생물 제거 유닛(9), 및 기계가공 유체를 위한 유출구(3)를 포함하고, 또한 장치의 기능을 위한 제어 및 조절 시스템을 포함한다. 바람직하게는, 필터링 유닛(7)은 서로 직렬로 연결된 하나 이상의 필터링 수단(7a) 및 측정 유닛(8)을 포함한다.The present invention relates to devices and methods for handling process fluids, such as machining fluids. The device comprises an inlet (2) for the machining fluid, a pump unit (5), a filtering unit (7), a microbial removal unit (9) with one or more light sources (16) delivering UVC light, and a machining fluid. It includes an outlet (3) for and also includes a control and regulation system for the functioning of the device. Preferably, the filtering unit 7 comprises one or more filtering means 7a and a measuring unit 8 connected in series with each other.
Description
본 발명의 대상은, 공정유체(process fluid)를 취급하기 위한, 청구항 1의 서두에 규정된 바와 같은 장치 및 청구항 10의 서두에 규정된 바와 같은 방법이다.The object of the invention is an apparatus as defined in the beginning of
본 발명에 따른 장치 및 방법, 이하에서 보다 간결하게 본 발명에 따른 해결책은, 엔지니어링 및 금속 산업에서 칩 제거에 의한 기계가공 동안에 기계 공구에 사용되는 기계가공 유체를 세정하는데 적용 가능하고, 또한 예를 들어 CNC 기계와 관련하여 설치될 수 있는, 그러한 기계가공 유체의 특성의 측정 및 유지보수에 적용 가능한 해결책이다. 본 발명에 따른 용액은 또한 공정유체가 사용되는 다른 산업 분야에 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 해결책은 연속 공정으로서, 또는 하나의 기계로부터 다른 기계로 이송되는 유닛으로서 완전히 자동으로 작동할 수 있다.The device and method according to the invention, and hereinafter more concisely the solution according to the invention, are applicable for cleaning machining fluids used in machine tools during machining by chip removal in the engineering and metallurgical industries, for example It is an applicable solution for the measurement and maintenance of the properties of such machining fluids, which may be installed in connection with CNC machines, for example. The solutions according to the invention can also be used in other industrial applications where process fluids are used. The solution according to the invention can operate fully automatically, either as a continuous process or as a unit transferred from one machine to another.
본 발명에 따른 용액은 본질적으로 모든 공정유체를 세정하기 위해 그리고 이들의 농도를 조정하기 위해 사용될 수 있다. 용액은 기계가공 유체를 취급하는데 매우 적합하고, 유리하게는 예를 들어 세정을 위하여 농도를 조정하기 위해, 금속을 가공하는데 사용될 기계가공 유체를 취급하는데 적합하다.The solution according to the invention can be used to clean essentially all process fluids and to adjust their concentration. The solution is very suitable for handling machining fluids and is advantageously suitable for handling machining fluids to be used in machining metals, for example to adjust the concentration for cleaning.
간략화를 위해, 본 출원의 명세서에서, 본 발명에 따른 솔루션은 금속들에 대한 기계가공 유체를 취급하는 것과 관련해서만 더 상세히 제시되지만, 지칭되는 공정유체는 단지 일부 다른 목적을 위한 유체일 수도 있다.For simplicity, in the specification of the present application, the solution according to the invention is presented in more detail only in relation to handling machining fluids for metals, but the process fluid referred to may also be just a fluid for some other purposes. .
통상적으로 절삭 유체 또는 절삭 냉각제로 지칭되는, 금속의 칩 제거에 의한 기계가공에서의 기계가공 유체는, 특히, 사용되는 공작물 및 기계 공구를 냉각시키고, 프로세스 표면을 윤활하고, 공작물 및 기계 공구를 부식으로부터 보호하고, 칩 관리를 개선하고, 기계가공 인터페이스로부터 금속 입자를 제거하기 위해 사용된다.Machining fluids in machining by chip removal of metal, commonly referred to as cutting fluids or cutting coolants, inter alia cool the workpieces and machine tools used, lubricate the process surfaces and prevent corrosion of the workpieces and machine tools. It is used to protect against damage, improve chip management, and remove metal particles from machining interfaces.
가공 유체는 4개의 기본 유형, 즉: 절삭 오일, 에멀젼-기반 기계가공 유체, 반합성 기계가공 유체, 및 합성 기계가공 유체로 나뉠 수 있다. 산업에서 가장 널리 사용되는 것은 에멀젼-기반 기계가공 유체이다. 본 발명에 따른 용액은 모든 기계가공 유체를 세정하기에, 또한 또 다른 유체를 세정하기에 적합하지만, 본 명세서에서 주된 초점은 단지 에멀젼-기반 기계가공 유체에 있다.Machining fluids can be divided into four basic types: cutting oils, emulsion-based machining fluids, semi-synthetic machining fluids, and synthetic machining fluids. The most widely used in industry are emulsion-based machining fluids. The solutions according to the invention are suitable for cleaning all machining fluids and also for cleaning other fluids, but the main focus here is only on emulsion-based machining fluids.
에멀젼-기반 기계가공 유체는 종종 오일과 물의 혼합물이며, 여기에는 다양한 첨가제가 예컨대 기계가공 유체의 수명, 열용량, 윤활 능력을 개선하거나 기계가공 장치 또는 기계가공 공작물을 표적화하는 부식의 양을 방지하기 위해 첨가될 수 있다. 에멀젼-기반 기계가공 유체는 대부분의 경우에 예컨대 1/10 내지 1/20의 혼합 비율로 물과 혼합되는 농축물로서 전달된다. 이 경우, 혼합된 기계가공 유체 중의 농축부의 농도, 즉 보다 간결하게 농도는 10% 내지 5%이다.Emulsion-based machining fluids are often mixtures of oil and water, in which various additives are added to, for example, improve the life, heat capacity, lubrication capacity of the machining fluid or prevent the amount of corrosion targeting the machining device or machined workpiece. may be added. Emulsion-based machining fluids are in most cases delivered as concentrates mixed with water in a mixing ratio of, for example, 1/10 to 1/20. In this case, the concentration, or more simply the concentration, of the enrichment in the mixed machining fluid is between 10% and 5%.
에멀젼-기반 기계가공 유체의 한 가지 단점은 다양한 미생물군이 그 안에서 쉽게 형성되고, 미생물군이 기계가공 유체의 수명을 빠르게 손상시켜 최종적으로 기계가공 유체가 서비스에 완전히 부적합하게 한다는 것이다. 이에 더하여, 미생물군은 악취 장애(odor nuisances)와, 또한 예를 들어 피부 알레르기 및 호흡기 장애와 같은, 공작 기계 사용자에 대한 직업적 건강 유해성 및 질병을 유발한다. 기계가공 유체의 오염은 비교적 자주 이들을 교체할 필요가 있게 한다. 각각의 기계가공 유체의 교체는 특히 다음의 비용과 손실을 초래한다: 새로운 기계가공 유체의 조달, 생산 중단, 교체에 소요되는 작업 시간, 위험한 폐기물로서의 오염된 기계가공 유체의 폐기, 폐기에 사용되는 비재생가능 연료의 환경적 영향.One drawback of emulsion-based machining fluids is that a variety of microorganisms easily form within them, which can quickly destroy the life of the machining fluid, ultimately making it completely unsuitable for service. In addition, microflora causes odor nuisances and also occupational health hazards and diseases for machine tool users, such as skin allergies and respiratory disorders, for example. Contamination of machining fluids makes it necessary to replace them relatively frequently. Each machining fluid replacement incurs the following costs and losses, among other things: procurement of new machining fluid, production interruption, work time required for replacement, disposal of contaminated machining fluid as hazardous waste, and cost of disposal. Environmental impacts of non-renewable fuels.
물을 함유하는 기계가공 유체의 미생물군은 기계가공 유체의 유기 화합물을 영양 및 성장 배지로 사용한다. 다양한 소독제, 살충제 및 산업 보호제 및 보존제인 살생물제를 기계가공 유체 혼합물에 첨가함으로써 기계가공 유체에서 미생물군의 형성을 방지 및 제어하기 위한 시도가 이루어질 수 있다. 그러나, 살생물제는 특히 알레르기 반응, 호흡 장애 및 기계 공구의 사용자에게 다른 질병을 유발하는 독성 화학물질이다. 이에 더하여, 다량의 살생물제가 하수로 들어가는 경우, 대부분의 살생물제는 생물학적인 폐수 처리 플랜트의 작동을 방해하고, 그렇지 않으면 생분해성 기계가공 유체의 생물학적인 폐기물 처리를 방해한다.Microorganisms in water-containing machining fluids use the organic compounds in the machining fluid as a nutrient and growth medium. Attempts can be made to prevent and control the formation of microbial flora in machining fluids by adding various disinfectants, pesticides and biocides, which are industrial protectants and preservatives, to the machining fluid mixture. However, biocides are toxic chemicals that cause allergic reactions, respiratory problems and other illnesses, especially in users of machine tools. Additionally, when large amounts of biocides enter sewage, most biocides interfere with the operation of biological wastewater treatment plants and otherwise interfere with the biological waste treatment of biodegradable machining fluids.
본 기술 분야에 공지된 바에 따르면, 대부분의 경우에 기계가공 유체의 농도는 수동-작동식 광 굴절계로 측정되며, 이것으로 기계가공 유체에 용해된 물질의 농도가 측정된다. 그러나, 기계가공 유체가 굴절계의 프리즘을 쉽게 더러워지게 하기 때문에 수동-작동식 굴절계의 사용은 신뢰할 수 없으며, 이 경우에 장치에 의해 주어진 결과는 신뢰할 수 없거나 심지어 부정확하다. 또한, 수동 측정은 부정확하고, 힘들고, 시간 소모적이다.As is known in the art, in most cases the concentration of the machining fluid is measured with a manually-operated optical refractometer, with which the concentration of substances dissolved in the machining fluid is determined. However, the use of manually-operated refractometers is unreliable because machining fluids easily stain the prism of the refractometer, in which case the results given by the device are unreliable or even inaccurate. Additionally, manual measurements are inaccurate, laborious, and time-consuming.
기계가공 동안, 기계가공 유체에 속하지 않지만 기계가공되는 공작물 및 기계 공구로부터 기원하는 유해한 오일, 이하에서 보다 간결하게 누설 오일이 기계가공 유체로 혼합되며, 이 누설 오일은 일반적으로 기계가공 유체의 화학적 특성을 변화시키는 환경적으로 유해한 미네랄-기반 오일이며, 이 경우 기계가공 유체는 더 이상 원하는 방식으로 기능하지 않는다. 누설 오일은 또한 연소되어 공작 기계의 블레이드에 부착되어 절단 블레이드의 파손을 초래한다. 누설 오일은 또한 표면에 작은 입자와 기타 먼지를 수집하므로 유해한 미생물의 좋은 번식지를 제공한다. 누설 오일은, 예컨대 다양한 오일 스키머로 제거되지만, 이는 복잡성 및 비용 둘 모두를 증가시키는 별개의 장치를 필요로 한다. 또한, 오일 스키머는 단지 표면 상의 오일을 제거하는 작용을 하고, 기계 공구의 블레이드에 더욱 해로운, 기계가공 유체에 혼합된 오일을 제거하지 않는다.During machining, hazardous oils, which do not belong to the machining fluid but originate from the workpiece and machine tool being machined, hereinafter more briefly referred to as leakage oil, are mixed into the machining fluid, and these leakage oils are generally characterized by the chemical properties of the machining fluid. It is an environmentally harmful mineral-based oil that changes the temperature, in which case the machining fluid no longer functions in the desired manner. Leaking oil can also burn and adhere to the blade of the machine tool, resulting in breakage of the cutting blade. Leaking oil also collects small particles and other dust on surfaces, providing a good breeding ground for harmful microorganisms. Leaking oil is removed, for example, with various oil skimmers, but this requires separate equipment which increases both complexity and cost. Additionally, oil skimmers only act to remove oil on the surface and do not remove oil mixed in the machining fluid, which is more harmful to the blades of the machine tool.
금속을 가공할 때에는 각종 고체 입자, 예컨대 금속 입자 및 쉐이빙이 항상 기계가공 유체에 들어간다. 이들 고체 입자 중 일부는 기계가공 시스템에서 기계가공 유체와 함께 순환하는 동안 기계가공 유체 저장소의 바닥에 정착한다. 이러한 고체 입자는 공작물의 표면 품질을 손상시키고, 특히 블레이드 비트, 펌프, 레일 및 베어링의 기계 및 절단 유체 시스템의 마모 또는 심지어 파손을 유발할 수 있다.When machining metal, various solid particles, such as metal particles and shavings, always enter the machining fluid. Some of these solid particles settle to the bottom of the machining fluid reservoir while circulating with the machining fluid in the machining system. These solid particles can damage the surface quality of the workpiece and cause wear or even breakage of mechanical and cutting fluid systems, especially blade bits, pumps, rails and bearings.
본 기술 분야에 공지된 것에 따르면, 연속적인 세정에 기초한 전체 순환 시스템이 일반적으로 기계가공 유체를 세정하기 위해 사용되며, 시스템은 마이크로필터와 같은 별도의 세정 장치를 포함하며, 이에 의해 기계가공 장치로부터 나온 기계가공 유체로부터 예컨대 고체 입자 및 누설 오일을 필터링하도록 노력하게 된다. 전체 순환을 기반으로 하는 솔루션은 많은 크고 복잡하고 고가인 장치로 구성되며, 이는 종종 전체 프로세스가 아니라 개별 작업만을 처리하고 고가의 바닥 공간을 차지한다. 또한, 장치들은 많은 상이한 유지보수 절차들을 요구한다.According to what is known in the art, a total circulation system based on continuous cleaning is generally used to clean the machining fluid, the system comprising a separate cleaning device such as a microfilter, thereby removing the machining fluid from the machining device. Efforts are made to filter out, for example, solid particles and leaking oil from the exiting machining fluid. Solutions based on full circulation consist of many large, complex and expensive devices, which often only handle individual tasks rather than the entire process and occupy expensive floor space. Additionally, devices require many different maintenance procedures.
또한, 본 기술 분야에 알려진 것은 배치 클리닝(batch cleaning)에 기초한 방법이며, 여기서 기계가공 유체는 기계가공 유체가 클리닝되고 나중에 순환으로 복귀되는 별도의 배치 클리닝 공정으로 이송된다. 배치 클리닝의 문제점은 클리닝될 기계가공 유체가 별개의 클리닝을 위해 기계가공 유체 시스템 밖으로 완전히 전달되어야 한다는 것이며, 이 경우에 완전히 새로운 기계가공 유체가 기계가공 유체 시스템에 추가될 필요가 있다. 이러한 경우에, 기계 공구는 유체 변경 동안 사용되지 않는다. 또한, 기계가공 유체를 변경하는 것은 항상 추가적인 비용을 초래한다. 또 다른 문제점은 일괄 청소가 일회성 청소라는 것인데, 이 경우 유체는 세정 직후 다시 먼지를 모으기 시작하므로 시운전 이외의 어떤 단계에서도 지속적으로 청소되지 않는다.Also known in the art are methods based on batch cleaning, where the machining fluid is transferred to a separate batch cleaning process where the machining fluid is cleaned and later returned to circulation. The problem with batch cleaning is that the machining fluid to be cleaned must be completely transferred out of the machining fluid system for a separate cleaning, in which case an entirely new machining fluid needs to be added to the machining fluid system. In these cases, machine tools are not used during fluid changes. Additionally, changing machining fluids always incurs additional costs. Another problem is that batch cleaning is a one-time cleaning, in which case the fluid starts collecting dust again immediately after cleaning and is therefore not cleaned continuously at any stage other than commissioning.
본 기술 분야에 공지된 것에 따르면, 가공 시스템에 연결된 침전 탱크(settling tank)가 또한 널리 사용되며, 여기서 기계가공 유체 중의 고체 입자가 저장소의 바닥에 침전되고, 오일과 같은 기계가공 유체보다 가벼운 입자가, 예를 들어 오일 스키머에 의해 이들이 스키밍되는 곳으로부터 기계가공 유체의 표면으로 상승한다. 그러나, 이들 유형의 용액은 기계가공 유체에 용해된 누설 오일, 또는 기계가공 유체에 남아 가공 공구 부품 및 고가의 절삭 블레이드의 마모를 야기하는 최소 고체 입자를 제거하지 않는다. 또한 저장소에 안착된 기계가공 유체는 미생물 번식지로도 우수해 기계가공 유체의 사용 수명이 단축된다. 또 다른 단점은 침전 탱크가 종종 많은 공간을 필요로 하고 이들의 다양한 격실과 함께 세척을 방해하고 제조 비용을 증가시키는 복잡한 저장소 용액을 포함한다는 것이다.According to what is known in the art, settling tanks connected to the processing system are also widely used, in which solid particles in the machining fluid settle to the bottom of the reservoir, and particles lighter than the machining fluid, such as oil, are also widely used. , rise to the surface of the machining fluid from where they are skimmed, for example by an oil skimmer. However, these types of solutions do not remove leakage oil dissolved in the machining fluid or the smallest solid particles that remain in the machining fluid and cause wear of machining tool parts and expensive cutting blades. In addition, the machining fluid settled in the reservoir is also an excellent breeding ground for microorganisms, which shortens the service life of the machining fluid. Another disadvantage is that settling tanks often require a lot of space and, along with their various compartments, contain complex reservoir solutions that impede cleaning and increase manufacturing costs.
원심력을 기초로 한 원심분리기 및 하이드로사이클론과 같은 분리 장치도 사용되고 있다. 그러나 원심분리기를 사용할 때는 작은 입자가 기계가공 유체에 항상 남아 있다. 또한, 에멀젼의 열화는 에멀젼-기반 기계가공 유체의 경우에 관찰되었다. 하이드로사이클론은 매우 작은 입자를 분리하는데만 적합하므로, 예를 들어 금속 가공에서 주로 생산되는 쉐이빙에는 적합하지 않다. 원심력에 기초한 분리 장치의 또 다른 문제점은 이들이 모든 기계가공에 적합하지 않다는 것이다. 이들 장치는 예를 들어 주철을 분쇄할 때 생성되는 극도로 미세한 금속 분진을 제거하는데 상당한 도전을 받는다.Separation devices such as centrifuges and hydrocyclones based on centrifugal force are also used. However, when using a centrifuge, small particles always remain in the machining fluid. Additionally, emulsion degradation was observed in the case of emulsion-based machining fluids. Hydrocyclones are only suitable for separating very small particles and are therefore not suitable for shaving, which is mainly produced in metalworking, for example. Another problem with centrifugal force based separation devices is that they are not suitable for all machining applications. These devices pose a significant challenge in removing the extremely fine metal dust produced, for example, when grinding cast iron.
기계가공 유체에서 미생물을 효과적으로 파괴하는 UVC 광은 기계가공 유체에서 미생물을 파괴하는 데에도 사용되어 왔다. 주요 문제점은 UV 램프들이 보호 구조물들 없이 세정 유체 내에, 또는 유체 바로 위에 있었기 때문에 UV 램프들이 매우 빠르게 더러워진다는 것이다. 종종 쉽게 부서지는, 부서지기 쉬운 용융 실리카 슬리브(brittle fused silica sleeve)가 램프의 보호부로서 사용된다. 먼지 부착은 또한 미생물을 제거하는 광선의 효율을 상당히 약화시킨다. 한 가지 추가의 문제점은 본 기술 분야에 공지된 용액에서 UV 필터링에 사용되는 유체의 표면적이 일반적으로 매우 작고, 이 경우 UV 광선은 모든 미생물을 파괴하기에 충분하지 않고 세정이 느리다는 것이다.UVC light, which effectively destroys microorganisms in machining fluids, has also been used to destroy microorganisms in machining fluids. The main problem is that the UV lamps become dirty very quickly because they are in or directly on the cleaning fluid without protective structures. A brittle fused silica sleeve, which often breaks easily, is used as a shield for the lamp. Dust adhesion also significantly reduces the effectiveness of the light beam in eliminating microorganisms. One further problem is that in solutions known in the art the surface area of the fluid used for UV filtering is generally very small, in which case the UV light is not sufficient to destroy all microorganisms and cleaning is slow.
본 발명의 목적은 전술한 단점을 제거하고, 기계가공 유체와 같은 공정유체를 취급하기 위한 저렴하고 간단하며 신뢰성있고 비용 효율적인 장치 및 방법을 제공하는 것이다. 본 발명에 따른 장치는 청구항 1의 특징부에 개시된 것을 특징으로 한다. 상응하여, 본 발명에 따른 방법은 청구항 10의 특징부에 기재된 것을 특징으로 한다. 본 발명의 다른 실시예들은 다른 청구항들에 개시된 것에 의해 특징지어진다.The object of the present invention is to eliminate the above-mentioned disadvantages and to provide an inexpensive, simple, reliable and cost-effective device and method for handling process fluids such as machining fluids. The device according to the invention is characterized by what is disclosed in the characterizing part of
그 목적을 구현하기 위해, 기계가공 유체와 같은 공정유체를 취급하기 위한 본 발명에 따른 장치는 유체 유입구, 필터링 유닛, UVC 광선(UVC radiation)과 같이 미생물을 파괴하는 광선을 전달하는 하나 이상의 광선 소스를 구비하는 미생물 제거 유닛, 및 유체 유출구를 포함하며, 뿐만 아니라 장치의 기능을 위한 제어 및 조절 시스템을 포함한다. 상기 장치는 바람직하게는 상기 장치를 통해 안내되는 공정유체의 특성을 측정 및 조절하기 위한 장치의 제어 및 조절 시스템에 연결된 측정 유닛을 포함한다.To achieve that object, the device according to the invention for handling process fluids, such as machining fluids, comprises a fluid inlet, a filtering unit and one or more light sources delivering microorganism-destroying light, such as UVC radiation. A microbial removal unit having a microbial removal unit, and a fluid outlet, as well as a control and regulation system for the functioning of the device. The device preferably includes a measuring unit connected to the device's control and regulation system for measuring and adjusting the properties of the process fluid guided through the device.
본 발명에 따른 방법은 본 발명에 따른 장치에서 구현될 수 있다. 이 경우에, 고체 입자 및 누설 오일은 필터링 유닛을 통해 유체를 안내함으로써 장치 내로 취해진, 기계가공 유체와 같은 세정될 공정유체로부터 제거된다. 이후, 유체의 유지 및 모니터링, 유체의 사용 수명의 예측 가능성, 뿐만 아니라 공정유체의 상태 및 농도에 관한 필수적 값을 공정유체로부터 측정한다. 측정 기능 후에, 미생물을 파괴하는 광선에 노출된 공정유체의 표면 영역은 미생물의 제거를 위해 확장되고, 미생물을 파괴하는 UVC 광선과 같은 광선은 공정유체 내의 미생물을 파괴하기 위해 유체의 확장된 표면 영역을 향하게 된다. 마지막으로, 세정된 공정유체는 장치로부터 제거된다.The method according to the invention can be implemented in a device according to the invention. In this case, solid particles and leaking oil are removed from the process fluid to be cleaned, such as a machining fluid, taken into the device by directing the fluid through a filtering unit. Then, essential values regarding the maintenance and monitoring of the fluid, the predictability of the fluid's service life, as well as the condition and concentration of the process fluid are measured from the process fluid. After the measurement function, the surface area of the process fluid exposed to the microorganism-destroying light is expanded for the removal of microorganisms, and the ray, such as microbial-destroying UVC light, is exposed to the expanded surface area of the fluid to destroy the microorganisms in the process fluid. It is headed towards. Finally, the cleaned process fluid is removed from the device.
본 발명에 따른 해결책의 일 장점은, 고형입자 및 누출오일과 같은 불순물을 모두 세정함으로써, 미생물을 제거함으로써, 그리고 기계가공 유체의 농도와 유지보수를 위한 최적의 설정을 자동으로 조정함으로써, 기계가공 유체의 수명을 길어지게 한다는 것이다. 이러한 경우에, 수동이고, 신뢰할 수 없는 종래 기술에 따른 측정은 불필요하게 된다. 이러한 경우에, 또한 기계가공 유체를 교체할 필요성이 감소되고 독성 살생물제 첨가제에 대한 필요성이 제거된다. 나아가, 기계가공 유체 및 살생물제에 의한 산업보건적 위해 및 환경적 위해도 감소한다. 기계가공 유체 자체는 유해 폐기물로 분류되기 때문에 필요한 변화의 감소와 친환경 유체의 더 많은 사용 기회를 통해 환경 문제가 줄어든다.One advantage of the solution according to the invention is that it cleans the machining fluid by cleaning all impurities such as solid particles and spilled oil, eliminating microorganisms, and automatically adjusting the concentration of the machining fluid and the optimal settings for maintenance. This means that it prolongs the life of the fluid. In this case, manual and unreliable measurements according to the prior art become unnecessary. In this case, the need to replace machining fluids is also reduced and the need for toxic biocide additives is eliminated. Furthermore, occupational health hazards and environmental hazards caused by machining fluids and biocides are reduced. Because machining fluids themselves are classified as hazardous waste, environmental concerns are reduced through fewer changes required and more opportunities for use of environmentally friendly fluids.
자동화로 인해, 한 가지 이점은, 기계가공 유체의 측정 간격이 충분히 빈번해지고, 또한, 기계가공 유체의 실시간 유지보수, 신뢰성 있는 측정, 및 측정 결과의 정확한 문서화를 가능하게 한다는 것이다. 이 경우 시스템에서 순환하는 기계가공 유체는 프로세스 사용을 위해 항상 허용가능하게 청결하다. 자동화는 또한 기계가공 유체의 유지보수에 필요한 작업량을 감소시킨다.Due to automation, one advantage is that the measurement intervals of the machining fluid become sufficiently frequent and also enable real-time maintenance of the machining fluid, reliable measurement, and accurate documentation of the measurement results. In this case the machining fluid circulating in the system is always acceptably clean for process use. Automation also reduces the amount of work required for maintenance of machining fluids.
하나의 중요한 이점은, 정밀하고 다양한 측정 센서로 수행된 자동 측정으로 인해, 물리적 및 화학적 특성, 미생물의 농도 및 양이 연속적으로 그리고 본질적으로 실시간으로 검사되고 조정될 수 있다는 것이다. 이 경우에, 예컨대, 정밀한 농도 측정은, 예를 들어, 기계가공 유체의 발포(foaming)와 그에 의해 야기되는 문제를 회피하는 동시에, 예를 들어, 기계가공 유체 저장소가 과충전되지 않도록 시스템의 순환에 추가될 기계가공 유체의 양을 제어하는 것이 가능하다. 기계가공 유체의 기계가공 특성이 저하되지 않도록 기계가공 유체의 온도가 최적의 레벨에 있는지 여부를 정밀한 온도 측정에 의해 검증할 수 있다. 이는 열팽창의 영향이 중요한 역할을 하는 정밀 기계가공에서 특히 중요하다.One important advantage is that, thanks to automatic measurements performed with precise and versatile measurement sensors, physical and chemical properties, concentrations and quantities of microorganisms can be examined and adjusted continuously and essentially in real time. In this case, for example, precise concentration measurement is necessary to avoid, for example, foaming of the machining fluid and the problems caused by it, while at the same time ensuring the circulation of the system, for example, to avoid overfilling the machining fluid reservoir. It is possible to control the amount of machining fluid to be added. It can be verified by precise temperature measurement whether the temperature of the machining fluid is at an optimal level so that the machining properties of the machining fluid are not deteriorated. This is particularly important in precision machining, where the effects of thermal expansion play an important role.
본 발명에 따른 해결책의 또 다른 장점은, 본 발명에 따른 장치가 현장에서(locally) 또는 원격 접속에 의해 제어될 수 있다는 것과, 그리고 상기 장치가 사용자에게 기계가공 유체의 특성, 화학적 조성, 양 및 유동 속도에 관한 또한 기계가공 유체 내의 미생물의 양에 관한 정보를 실시간으로 전달한다는 것이다.Another advantage of the solution according to the invention is that the device according to the invention can be controlled locally or by remote access, and that the device provides information to the user about the properties, chemical composition, amount and information of the machining fluid. It delivers real-time information about flow speed and the amount of microorganisms in the machining fluid.
또 다른 이점은 UVC 광선을 전송하는 광선 소스가 기계가공 유체와 접촉하지 않는다는 것이며, 이 경우 이들은 더러워지지 않고, 따라서 결과적으로 이들의 방사 파워가 최대로 유지된다. 또한, UVC 광선은 기계가공 유체의 넓은 표면 영역을 견딜 수 있으며, 이 경우 미생물의 제거는 가능한 효과적이고 빠르다. 또한, UVC 광선의 복사력(radiant power) 및 기계가공 유체의 낮은 속도가 세정 프로세스 동안 실시간으로 조절될 수 있고, 이 경우 세정에 사용될 에너지의 양은 항상 최적의 레벨로 유지될 수 있다는 이점이 있다.Another advantage is that the light sources transmitting UVC rays do not come into contact with the machining fluid, in which case they do not become dirty and, as a result, their radiant power remains maximum. Additionally, UVC rays can withstand large surface areas of the machining fluid, in which case removal of microorganisms is as effective and rapid as possible. Additionally, the advantage is that the radiant power of the UVC light and the low velocity of the machining fluid can be adjusted in real time during the cleaning process, in which case the amount of energy to be used for cleaning can always be maintained at an optimal level.
본 발명에 따른 장치의 또 다른 장점은, 모듈들로부터 조립될 수 있는 장치의 단순한 구조가, 새로운 위치들로의 장치의 용이한 이동성, 및 새로운 크기 클래스들로의 확장성을 가능하게 하고, 장치가 사용자의 요구들에 맞춤화 가능하다는 것이다. 또 다른 장점은 서비스를 위해 모듈을 배달하고 우편 포장으로 고객에게 다시 배달할 수 있으며, 이 경우 물류 비용이 저렴하다는 것이다.Another advantage of the device according to the invention is that the simple structure of the device, which can be assembled from modules, enables easy mobility of the device to new locations and scalability into new size classes, is customizable to the user's needs. Another advantage is that modules can be delivered for service and delivered back to the customer in postal packaging, which results in lower logistics costs.
이하에서, 본 발명은 첨부된 단순화된 도면 및 도식적인 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태의 일 예의 도움으로 더 상세히 설명될 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Hereinafter, the invention will be explained in more detail with the help of examples of embodiments of the invention with reference to the accompanying simplified and schematic drawings.
도 1은 본 발명에 따른 기계가공 유체의 하나의 취급 장치의 개략적이고 단순화된 도면을 나타내고,
도 2는 본 발명에 따른 기계가공 유체의 하나의 취급 장치 및 그 주요 구성요소의 개략적이고 단순화된 측면도를 나타내고,
도 3은 장치의 커버가 개방된 상태에서 위로부터 수직으로 본, 도 2에 따른 장치의 상부 부분의 단순화된 도면을 나타내고,
도 4는 커버가 장치 위에서 분리된 상태에서 위로부터 수직으로 본, 도 2에 따른 장치의 상부 부분의 개략적이고 단순화된 측면도를 나타내고,
도 5는 커버가 장치 위에서 분리된 상태에서, 도 2에 따른 장치의 일 실시형태에 따른 상부 부분의 개략적인, 단순화된 및 단면화된 측면도를 나타내고,
도 6은 기계가공 유체를 위한 본 발명에 따른 취급 장치의 데이터 전송 장치의 개략적이고 단순화된 도면을 나타낸다.1 shows a schematic and simplified diagram of one handling device for machining fluids according to the invention,
Figure 2 shows a schematic and simplified side view of one handling device for machining fluids according to the invention and its main components;
Figure 3 shows a simplified view of the upper part of the device according to Figure 2, viewed vertically from above, with the cover of the device open;
Figure 4 shows a schematic, simplified side view of the upper part of the device according to Figure 2, viewed vertically from above, with the cover removed on the device;
Figure 5 shows a schematic, simplified and cross-sectional side view of the upper part according to one embodiment of the device according to Figure 2, with the cover removed on the device;
Figure 6 shows a schematic and simplified diagram of a data transmission device of a handling device according to the invention for machining fluids.
도 1 내지 3은 기계가공 유체를 위한 본 발명에 따른 하나의 취급 장치(1), 더 간결하게 유지보수 장치(1), 또는 훨씬 더 간결하게 장치(1)를 나타낸다. 장치는 도 1에서 도식적으로 도시되고, 도 2는 측면에서 볼 때이다. 도 3은 장치의 커버(9a)가 개방된 상태에서 위로부터 직접 볼 때의 유지보수 장치(1)의 상부 부분을 나타내고, 도 4는 커버(9a)가 유지보수 장치(1) 자체로부터 분리되고 직접 위쪽으로 올려진 상태로 단순화되고 절단된 직접 측면도이다.1 to 3 show a
유지보수 장치(1)는, 그 자체가 베드플레이트(bedplate) 상에 놓이는 지지 프레임부(frame part)를 포함하며, 이 프레임부의 서포트 상에는 유지보수 장치(1)의 구성요소들이 체결된다. 프레임부에 의해 지지되는 유지보수 장치(1)는, 특히, 세정될 기계가공 유체를 위한 유입구(2), 세정된 기계가공 유체를 위한 유출구(3), 이들 사이에서의 기계가공 유체를 위한 유동 채널(2a), 유입구(2)에 연결된 흡입 펌프(6a)와 고압 펌프(6b)를 갖춘 펌프 유닛(5), 필터링 수단(7a)을 갖춘 하나 이상의 필터링 유닛(7), 그리고 기계가공 유체 내의 미생물을 위한 측정 유닛(8) 및 제거 유닛(9)을 포함한다. 바람직하게는 필터링 수단(7a)은 상기 목적을 위해 의도된 필터 삽입물이다.The
유지보수 장치(1)는 또한, 기계가공 유체의 농도를 증가시키도록 의도된, 가능한 펌프 및 도징 밸브(dosing valve)와 같은 액추에이터들을 갖춘, 깨끗한 기계가공 유체를 위한 중간 유입구(4)를 포함한다. 바람직하게, 추가될 기계가공 유체는 중간 유입구(4)와 관련하여 에멀젼 내로 기계가공 유체 농축물과 혼합된다. 혼합되는 물은 또한 유지보수 장치(1)에 가져와 기계가공 유체 농축물과 혼합하기 전에 정제될 수 있다. 정제는 예를 들어 역삼투 필터링, 별도의 탄소 필터 또는 일부 다른 상응하는 방식으로 수행될 수 있다. 정제는 바람직하게는 물 정화 유닛으로 수행되어 필요에 따라 장치와 모듈형으로 연결된다.The
또한, 유지보수 장치(1)는 종래의 주변기기들을 갖는 데이터 처리 유닛(10), 보다 간결하게는 컴퓨터(10), 및 그것에 접속되는, 바람직하게는 무선인, 송수신기(11)를 포함한다. 컴퓨터(10)에는 또한 유지보수 장치(1)의 제어 및 조정 시스템이 있다.The
적어도 유지보수 장치(1)의 유입구 단부의 펌프(6a 및 6b)들, 액추에이터들을 갖는 측정 유닛(8), 액추에이터들을 갖는 미생물 제거 유닛(9), 및 액추에이터들을 갖는 중간 유입구(4)는 컴퓨터(10) 및/또는 유지보수 장치(1)의 제어 및 조절 시스템에 연결된다.At least the
흡입 펌프(6a)는 취급을 위해 유입구(2)를 통해 유지보수 장치(1) 내로 세정될 기계가공 유체를 흡입하도록 배열된다. 바람직하게는, 흡입 펌프(6a)의 유출구는 고압 펌프(6b)의 유입구에 연결되고, 고압 펌프(6b)는, 기계가공 유체가 유지보수 장치의 필터링 유닛(7)의 모든 필터링 수단(7a)을 통해 유동할 수 있고, 그 후에 측정 유닛(8)으로 유동하고, 그 후에 미생물 제거 유닛(9)으로 유동할 수 있고, 그 후에 예를 들어 중력에 의해 또는 대안적으로 펌핑되어, 유출구(3)를 통해 기계 공구 또는 기계가공 유체 저장소로 다시 유동할 수 있도록, 세정될 기계가공 유체의 압력을 매우 높게 상승시키도록 배열된다. 바람직하게는, 고압 펌프(6b)는 압력이 예를 들어 0.5 내지 10 bar로 조정될 수 있는, 조정 가능한 압력을 갖는 펌프이다.The
고압 펌프(6b)의 유출구에 연결된 필터링 유닛(7)은 세정될 기계가공 유체의 유동 방향으로 고압 펌프(6b)를 뒤따르고, 이 펌프(6b)는 필터링 유닛(7)의 모든 필터링 수단(7a)을 통해 기계가공 유체를 압력에 의해서 가압한다. 바람직하게는 서로 시리즈로(in series) 연결된 하나 이상의 필터링 수단(7a)이 존재한다. 바람직하게는 시리즈 중의 첫 번째 필터링 수단의 필터는 가장 굵고(coarsest) 기계가공 유체 유동으로부터 가장 큰 입자를 필터링한다. 시리즈의 두 번째 필터링 수단의 필터는 두 번째로 굵고, 마지막으로 시리즈의 마지막 필터링 수단의 필터는 모든 것 중 가장 세밀한 것이다. 필터링 유닛(7)은 시리즈로 연속적으로 연결된 예컨대 6개의 필터링 수단(7a)을 포함할 수 있다. 필터링 수단(7a)은 또한 병렬로, 예컨대 직렬로 연결된 3개의 필터링 수단의 2개의 병렬 세트들로 연결될 수 있다. 필터링 유닛(7)의 필터링 수단(7a)은, 유지보수 장치(1)의 모듈화(modularity)로 인해, 기계가공 유체의 특성 및/또는 세정 요건에 따라 쉽고 빠르게 교체가능하다. 필터링 수단(7a)은 바람직하게는 신속-연결 커플링(quick-connect coupling) 또는 대응 커플링으로 장치(1)에 체결되며, 이 경우 이들의 교체는 빠르고 쉽다. 모듈화로 인해, 장치(1)는 원하는 기계가공 유체에 대해 또는 상이한 작동 부위에서 기계가공 유체에 대한 오염 요건에 따라 빠르고 용이하게 구성될 수 있다. 하나 이상의 필터링 유닛(7)이 유지보수 장치(1)에 설치될 수 있다. 하나 이상의 필터 유닛(7)의 경우, 필터 유닛들은 병렬로 또는 직렬로 설치될 수 있고, 따라서 유지보수 장치(1)의 증가된 취급 속도 또는 개선된 필터링 용량을 제공한다. 병렬로 설치된 필터 유닛(7)들은 서로 유사하지만, 직렬로 설치된 개별 필터링 수단(7a)들은, 물론, 기계가공 유체가 필터 유닛들을 통해 이동함에 따라 더 조밀해진다.A filtering unit (7) connected to the outlet of the high-pressure pump (6b) follows the high-pressure pump (6b) in the direction of flow of the machining fluid to be cleaned, and this pump (6b) controls all the filtering means (7a) of the filtering unit (7). ) to pressurize the machining fluid. Preferably there is one or more filtering means 7a connected in series with each other. Preferably the filter of the first filtering means in the series is the coarsest and filters the largest particles from the machining fluid flow. The filter of the second filtering means in the series is the second coarsest, and finally, the filter of the last filtering means of the series is the finest of all. The
필요시, 작동 사이트 요건(operating site requirements)에 따라, 필터링 수단(7a)은 또한 미생물 제거 유닛(9) 없이 장치(1)에 사용될 수 있다. 언급할 가치가 있는 그러한 예는, 예를 들어 기계가공 유체로서의 마이크로에멀젼 유체의 사용이며, 이 경우에 미생물 제거 유닛(9)은 마이크로에멀젼 유체로부터 매크로에멀젼 유체를 점진적으로 만듦으로써 기계가공 유체에서 바람직하지 않은 반응을 야기한다. 그 경우, 원하는 필터링 레벨이 달성될 때까지, 보다 조밀한 필터링 수단으로 필터링의 정밀도가 증가되도록 하는 방식으로 필터링 수단(7a)의 시리즈에 미세 필터링을 추가함으로써 기계가공 유체를 세정하는 것이 유리하다. 이 경우에 필터링을 위해, 먼저 모듈형의 굵은 필터링 수단이 제거 유닛(9)을 대체하도록 배치되고, 이 필터링 수단은 유체로부터 가장 큰 입자를 제거한다. 그 후, 필터링은 필터링 수단(7a)으로 그리고 최종적으로 미세한 여과 모듈에서 수행되고, 이는 커친 필터와 함께 제거 유닛(9)을 대체한다. 미세 필터링 모듈에서, 필터링 수단(7a)의 시리즈 후의 필터링은, 예컨대 1㎛ 실버-코팅형 필터로 발생하며, 이 경우 박테리아는 필터 자체에서 성장하지 않고 필터의 사용 수명이 길어진다. 마지막으로, 필터링은 예를 들어 0.2 또는 0.45㎛ 필터로 수행되며, 이 경우 미생물은 필터에 남아 있지만 마이크로에멀젼 유체 자체는 여전히 필터를 통과한다.If necessary, depending on operating site requirements, the filtering means (7a) can also be used in the device (1) without the microbial removal unit (9). One such example worth mentioning is, for example, the use of microemulsion fluids as machining fluids, in which case the
필터링 유닛(7)의 필터링 수단(7a), 미세 필터링 모듈 및 제거 유닛은 기계가공 유체의 품질 및 조성에 기초하여 선택되고, 필요시 기계가공 유체를 측정하여 얻어진 값에 기초하여 조정된다. 따라서, 미세 필터링 모듈 및 필터링 수단(7a)을 이용한 마이크로에멀젼 유체 조밀 필터링을 위해, 그리고 매크로에멀젼 유체 뿐만 아니라 다른 기계가공 유체를 위해, 필터링 수단(7a) 및 제거 유닛(9)에 의해 발생하는 필터링의 조합을 선택가능하다. 모듈화로 인해서, 선택한 기계가공 유체에 따라 유지보수 장치(1)의 구성을 변경하기 쉽다.The filtering means 7a, the fine filtering module and the removal unit of the
필터링 유닛(7)의 모듈형 필터링 수단(7a)의 교체와, 기계가공 유체의 농도의 자동 조정과, 미생물 제거 유닛(9)의 파워의 조정으로, 측정 결과(농도 측정, 오염 측정)에 기초하여, 기계가공 유체의 품질(세정 효율 및 유체 농도)이 조정된다. 따라서, 본 방법에서, 유체(농도) 및 장치(세정 효율) 양쪽 모두는 측정 결과에 기초하여 조정된다.Replacement of the modular filtering means 7a of the
필터링 유닛(7)에서 조절가능한 고압은, 바람직하게는 예컨대 10 bar까지의 값이다. 서로의 하류에서, 즉 필터링 단계에서, 필터링 유닛(7)의 각각의 필터링 수단(7a)에서, 상류보다 더 미세한 결정립의 고형물이 기계가공 유체로부터 필터링된다. 바람직하게는 필터링 수단(7a)의 필터 재료는 친유성 또는 소수성 재료이며, 이는 그 자체로 오일을 흡수하고 물을 거부한다. 이 경우 필터 재료는 물에 유화된 실제 기계가공 유체의 통과를 허용하지만, 다른 오일 및 고체 입자는 필터 내에 남아 있다. 필터 재료는 예를 들어 멜트 블로운 폴리프로필렌일 수 있다.The adjustable high pressure in the
바람직하게는, 필요시, 새로운 기계가공 유체가 중간 유입구(4)를 통해, 세정될 기계가공 유체의 유동 방향으로 필터링 유닛(7) 이후 및 측정 유닛(8) 이전에, 기계가공 유체의 유동 채널(2a)에 추가된다. 이 추가는 도징 밸브(4a)에 의해 구현되며, 도징 밸브(4a)는 예컨대 컴퓨터(10)에 연결된 솔레노이드 밸브일 수 있다. 인피드(infeed)는 기계가공 유체로부터 측정된 농도 값에 기초하여 유지보수 장치(1)의 제어 및 조정 시스템의 제어 하에서 자동으로 발생하도록 배열된다. 이 경우에, 컴퓨터 제어식 도징 밸브(4a)는 그 농도에 적합하도록 조정된 새로운 기계가공 유체를 측정 유닛(8)을 통해 시스템 내로 허용한다. 새로운 기계가공 유체의 농도는 통상적으로 충분한 하나의 레벨로 수동으로 조정될 수 있지만, 필요할 때 농도는 또한 컴퓨터(10)의 도움으로 조정될 수 있다. 추가와 함께, 동일한 값이, 또 다른 경우에 기계가공 유체에 대한 것과 같이, 측정 유닛(8)에서 기계가공 유체로부터 측정되지만, 특히 기계가공 유체의 농도 및 양이 측정된다. 측정의 이점은 또한 측정 유닛(8)의 센서의 교정의 유효성이 보장될 수 있다는 것이다.Preferably, if necessary, fresh machining fluid flows through the intermediate inlet (4) into the flow channel of the machining fluid after the filtering unit (7) and before the measuring unit (8) in the direction of flow of the machining fluid to be cleaned. Added to (2a). This addition is implemented by the
중간 유입구(4)를 통해 발생하는 기계가공 유체의 추가는 기계가공 유체가 허용된 작동 한계 내에서 항상 가능한 한 멀리 시스템 내에서 순환하게 유지한다. 또한, 기계가공 유체 저장소는 기계가공 유체의 표면의 레벨을 측정하기 위해 유지보수 장치(1)의 제어 및 조정 시스템에 연결된 하나 이상의 표면 센서를 구비하는 것이 유리하다. 이러한 해결책은 그 가장자리 위로 기계가공 유체 저장소가 범람하는 것을 방지한다.The addition of machining fluid occurring through the intermediate inlet (4) keeps the machining fluid circulating within the system as far as possible at all times within the permitted operating limits. Additionally, the machining fluid reservoir is advantageously provided with one or more surface sensors connected to the control and regulation system of the
유동 채널(2a) 내에서는, 세정될 기계가공 유체의 유동 방향으로 기계가공 유체의 추가 지점 이후에 측정 유닛(8)이 있다. 측정 유닛(8)은 세정될 기계가공 유체의 특성을 측정하기 위한 그리고 측정 결과를 유지보수 장치(1)의 제어 및 조정 시스템에 전달하기 위한, 하나 이상의 측정 수단(8a)을 포함한다. 그러한 측정 수단은 특히 용존 산소량에 대한 측정 센서, 산화-환원 포텐셜(oxidation-reduction potential) 측정 센서, 기계가공 유체의 pH 값에 대한 측정 센서, 전기 전도도 측정 센서, 유체의 TDS 값에 대한 측정 센서, 뿐만 아니라 온도 및 유속에 대한 측정 센서이다.Within the
용존 산소량에 대한 측정 센서에 의해, 기계가공 유체에 용해된 자유 산소의 양, 즉 산소에 대한 기계가공 유체의 포화도가 측정된다. 미생물이 산소를 소비하기 때문에, 이 측정으로 기계가공 유체 내의 미생물의 양을 모니터링할 수 있다. 기계가공 유체 내에 미생물이 많이 있을수록 용존 산소의 양이 적다. 본 발명에 따르면, 용존 산소의 포화 백분율이 측정 및 계산되고, 실시간으로 모니터링된다. 포화 백분율은 포화 용액 중의 산소의 양에 대한 용존 산소의 양을 의미한다. 이 경우 시간의 함수로 계산된 포화 백분율은 호기성 미생물의 증가된 양을 나타낸다. 산소의 양은 바람직하게는 측정 유닛(8)에서 센서로서 기능하는 클락 전극(Clark electrode)으로 측정되고, 이 전극은 유지보수 장치(1)에서 또는 장치와 관련하여 A/D 컨버터에 대한 전압 신호를 생성하며, 이 A/D 컨버터에 의해 생성된 디지털 신호는 장치의 자체 컴퓨터(10)에서 및/또는 외부 서버로 처리하기 위해 이어서 전달된다.By means of a measuring sensor for the amount of dissolved oxygen, the amount of free oxygen dissolved in the machining fluid, i.e. the saturation of the machining fluid with respect to oxygen, is measured. Because microorganisms consume oxygen, this measurement allows monitoring the amount of microorganisms in the machining fluid. The more microorganisms there are in the machining fluid, the less dissolved oxygen there is. According to the invention, the saturation percentage of dissolved oxygen is measured, calculated and monitored in real time. Percent saturation means the amount of dissolved oxygen relative to the amount of oxygen in the saturated solution. In this case, the percent saturation calculated as a function of time indicates an increased amount of aerobic microorganisms. The amount of oxygen is preferably measured with a Clark electrode that functions as a sensor in the measuring
산화-환원 포텐셜(oxidation-reduction potential)은 용액의 산화 및 환원 능력을 기술한다. 포텐셜이 높을수록, 물질이 환원하려는 경향, 즉 산화제로서 작용하는 경향이 더 크다. 산화-환원 반응에서, 환원측은 전자들을 잃고 산화측은 전자들을 얻는다. 비록 반응이 전자의 이동을 수반하지만, 즉 산소가 반드시 전혀 필요하지 않더라도, 산소가 종종 수반된다. 호기성 미생물은 분명히 더 높은 포텐셜 값으로 활성인 반면 혐기성 미생물은 낮거나 심지어 음수의 포텐셜 값을 갖는다. 미생물의 수준을 결정하는 것 외에도, 변화, 보다 구체적으로 산화에 저항하는 유체의 능력은 산화-환원 포텐셜에 의해 측정되는데, 이는 실제로 산소에 의해 야기된 유체 성분의 파괴를 의미한다. 이와 같이, 본 발명에 따른 용액에서, 기계가공 유체의 화학적 안정성은 산화-환원 포텐셜에 대한 측정 센서로 유리하게 측정될 수 있다.Oxidation-reduction potential describes the oxidizing and reducing ability of a solution. The higher the potential, the greater the tendency of the substance to reduce, i.e. to act as an oxidizing agent. In an oxidation-reduction reaction, the reducing side loses electrons and the oxidizing side gains electrons. Although the reaction involves the transfer of electrons, oxygen is often involved, although oxygen is not necessarily required at all. Aerobic microorganisms are obviously active with higher potential values, while anaerobic microorganisms have low or even negative potential values. In addition to determining the level of microorganisms, the ability of a fluid to resist change, more specifically oxidation, is measured by the redox potential, which actually refers to the destruction of fluid components caused by oxygen. In this way, in the solution according to the invention, the chemical stability of the machining fluid can advantageously be measured with a measuring sensor for the redox potential.
이에 대응하여, 기계가공 유체의 pH 값은 pH 값의 측정 센서로 측정된다. 이를 조정하면 유화제의 기능, 박테리아 양의 성장, 및 기계가공 유체와 접촉하는 물질의 부식에 영향을 미친다. 너무 낮은 pH 값은 유화제의 효능을 약화시키고, 이에 따라 높은 pH 값은 미생물 성장 및 부식을 방지한다.Correspondingly, the pH value of the machining fluid is measured with a pH value measuring sensor. Adjusting this affects the function of the emulsifier, the growth of bacterial burden, and the corrosion of materials in contact with the machining fluid. pH values that are too low reduce the effectiveness of the emulsifier, while high pH values therefore prevent microbial growth and corrosion.
얼마나 많은 이온이 기계가공 유체에 용해되었는지는 전기 전도도에 대한 측정 센서로 결정된다. 이러한 데이터에 의해, 에멀젼의 형성과 관련하여 기계가공 유체가 얼마나 안정적인지 결정될 수 있다. 이에 대응하여, TDS 값에 대한 측정 센서를 사용하여, 얼마나 많은 고체 입자가, 보다 구체적으로 염 이온, 미네랄 이온 및 금속 이온(총 용해된 고체)이 기계가공 유체에 용해되었는지 결정된다.How many ions are dissolved in the machining fluid is determined by a measuring sensor for electrical conductivity. With these data, it can be determined how stable the machining fluid is with respect to the formation of emulsions. Correspondingly, using a measuring sensor for the TDS value, it is determined how many solid particles, more specifically salt ions, mineral ions and metal ions (total dissolved solids) are dissolved in the machining fluid.
유지보수 장치(1)는 또한 기계가공 유체의 농도에 대한 측정 수단(8b)을 포함하며, 이 수단은 바람직하게는 측정 유닛(8) 내에 또는 그와 관련하여 배치되고, 유지보수 장치(1)의 제어 및 조정 시스템뿐만 아니라 유동 채널(2a)에 연결된다. 도징 밸브(4a)와 함께, 측정 수단(8b)은 또한 기계가공 유체의 농도의 조절 수단으로서 기능하며, 이는 측정 수단(8b)의 측정에 기초하여 기계가공 유체 저장소의 유체 표면 및 기계가공 유체의 농도를 조정된 수준으로 유지한다. 바람직하게는 중간 유입구(4)를 통해 추가되는 기계가공 유체의 특성은 첨가될 때 또는 그 직후의 상(phase)으로 측정된다.The maintenance device (1) also comprises measuring means (8b) for the concentration of the machining fluid, which means are preferably arranged within or in connection with the measuring unit (8), and the maintenance device (1) is connected to the
농도의 측정은 유체 내의 광의 굴절과 관련하여 그의 농도에 기초한다. 농도의 측정 수단(8b)은 이미지를 기록하기 위해 사용될 장치, 바람직하게는 디지털 카메라를 포함하며, 머신 비젼은 측정된 굴절률에 기초하여 기계가공 유체 내의 용존 물질의 농도가 도출되는 광의 변화로부터 카메라의 렌즈를 통해 이동한 광을 판독하도록 배열된다. 기계가공 유체로부터 측정된 기계가공 유체의 유지보수에 필수적인 측정 결과는 컴퓨터(10)에서 처리되고, 유지보수 장치(1)의 필수적인 기능의 조정은 자동으로 발생하도록 배열된다. 카메라 및/또는 비디오 카메라는 이미지를 기록하기 위해 사용될 수 있다.The measurement of concentration is based on the concentration of light in relation to the refraction of light within the fluid. The means for measuring
측정 유닛(8) 이후에, 유입구 커넥터(2b)를 통해 기계가공 유체의 유동 채널(2a)은 미생물 제거 유닛(9)에 연결된다. 제거 유닛(9)은 바람직하게는 벽 및 커버(9a)를 구비하고 본질적으로 큰 표면 영역의 베이스(9b) 또는 유동 플랫폼을 구비하는 박스형 공간이며, 여기서 공간은 미생물을 파괴하는 광선, 예를 들어 자외선 광선을 전달하는 하나 이상의 광선 소스(radiation sources)(16)이다. 바람직하게는, 광선 소스는 미생물-파괴 UVC 광선을 전달하는 UV 램프, 예를 들어 고출력, 저압 수은 램프이지만, 이들은 UV LED 또는 다른 유형의 광선 소스일 수 있다. 광선 소스(16)는 제거 유닛(9)을 통해 유동하는 기계가공 유체와 접촉하지 않도록 위치된다. 광선 소스(16)는, 예컨대 제거 유닛(9)의 상부 부분에, 기계가공 유체의 유입구 커넥터(2b)가 광선 소스(16)와 제거 유닛(9)의 베이스(9b) 상의 기계가공 유체의 상부 표면 사이에 있는 방식으로, 그리고 기계가공 유체의 상부 표면이 광선 소스(16) 아래로 충분히 멀리에 있는 방식으로 배치될 수 있다. 광선 소스(16)와 기계가공 유체의 상부 표면 사이에는 또한 광선 소스(16)를 기계가공 유체로부터 그리고 이의 비산으로부터 보호하는 구조체가 있을 수 있다. 제거 유닛(9) 및 그 액추에이터들의 구조는 도 4 및 6과 관련하여 나중에 더 상세히 제시된다.After the
기계가공 유체 내의 미생물의 제거 후에, 기계가공 유체는 예컨대 중력에 의해 제거 유닛(9)으로부터 유출구 커넥터(3a)를 통해 기계가공 유체 유출구(3)로 그리고 이어서 기계가공 유체 저장소 내로 이송되고, 여기서 기계가공 유체는 기계 공구에 의한 사용을 위해 또는 유지보수 장치(1)로 재순환된다. 필요시, 기계가공 유체는 보조 펌프에 의해 기계가공 유체 저장소로 전달되며, 이는 도 1에서 기계가공 유체의 유출구(3) 전에 기계가공 유체의 유동 채널에 일점쇄선으로 나타낸다.After removal of microorganisms in the machining fluid, the machining fluid is transported, for example by gravity, from the
도 2는 본 발명에 따른 기계가공 유체를 위한 하나의 취급 장치(1) 및 그 주요 구성요소의 단순화된 측면도를 나타내며, 이들 대부분은 도 1의 설명과 관련하여 이미 설명되었다. 유지보수 장치(1)는 완전히 독립적인 유닛으로서, 한 장소에서 다른 장소로 쉽게 이동할 수 있고, 또한 이동성을 용이하게 하기 위해 바퀴들을 구비할 수 있다. 유지보수 장치(1)는 또한 장치를 전기 네트워크 내의 작동 위치에 연결하기 위한 전류 커넥터(12) 또는 전류 컨덕터, 및 장치를 작동으로 스위칭하고 장치를 스위칭 오프하기 위한 전류 스위치(13)를 포함한다.Figure 2 shows a simplified side view of one
도 3은 장치의 커버(9a)가 개방된 상태에서 위로부터 수직으로 본, 도 2에 따른 유지보수 장치(1)의 상부 부분의 단순화된 도면을 나타낸다. 앞서 언급된 것에 더하여, 여기서 유지보수 장치(1)는 바람직하게는 장치의 작동과 관련된 구성요소 및 액추에이터가 배치되는 장치 격실(14)을 포함한다.FIG. 3 shows a simplified view of the upper part of the
도 4는, 명료함을 위해, 제거 유닛(9)의 커버(9a)를 장치와 함께 제거 유닛(9) 위에 분리시켜 나타낸, 도 2에 따른 유지보수 장치(1)의 상부 부분의 개략적이고 단순화된 측면도를 나타낸다.Figure 4 shows a schematic and simplified illustration of the upper part of the
바람직하게는, 광선 소스(16) 아래에, 유동하는 기계가공 유체의 상부 표면과 광선 소스(16) 사이에, 광선 소스(16)를 위한 보호 구조물로서 자유 에지로부터 위쪽으로 상승하는 보호 슈트(protective chute)(17)가 있다. 본 실시형태에서, 이 경우에 보호 슈트(17)의 상부 표면에는 본질적으로 상향 반사 표면 또는 리플렉터(reflector)(18)가 있고, 이에 대응하여 제거 유닛(9)의 커버(9a)의 내부 표면에는 본질적으로 하향 반사 표면 또는 리플렉터(18a)가 있다. 리플렉터(18)는 광선 소스(16)들로부터 리플렉터(18a)로 전달되는 UV 광선을 반사하도록 구성되며, 이는 차례로 제거 유닛(9)의 베이스(9b) 상의 또는 별도의 유동 플랫폼 상의 기계가공 유체의 표면(15) 상으로 그 자체를 향하는 UV 광선을 반사하도록 구성되며, 상기 표면은 도 5에서 점선으로 도시되어 있다.Preferably, below the
바람직하게는, 본질적으로 상향인 반사 리플렉터(18)는 본질적으로 하향인 반사 리플렉터(18a)를 통해 UVC 광선을 제거 유닛(9)의 바닥 부분 내의 기계가공 유체의 표면(15) 상으로, 예를 들어 베이스(9b) 또는 대응하는 유동 표면 상으로, 바람직하게는 기계가공 유체의 표면(15)의 전체 표면 영역의 전체 표면 상으로, 또는 적어도 기계가공 유체의 표면(15)의 전체 표면 영역의 거의 전체 표면 상으로 반사하도록 배열된다.Preferably, the essentially upward
광선 소스(16) 및 보호 슈트(17)는, 제거 유닛(9)의 바닥 부분, 예를 들어 베이스(9b) 상의 기계가공 유체의 표면에 UV 광선을 지향시키기 위해, 베이스(9b) 위의 제거 유닛(9)의 중심 영역에 본질적으로 큰 표면 영역의 자유 공간이 남아 있는 방식으로 제거 유닛(9)의 양측 에지 상에 있다. 바람직하게는, UV 광선은 본질적으로 전체 베이스(9b)의 크기의 표면 영역에 지향되도록 배열된다. 바람직하게는, 리플렉터(18 및 18a)들은 UVC 광선을 반사하는 재료로 이루어지거나 또는 이들은 UVC 광선을 반사하는 재료, 예를 들어 통상적으로 테플론으로 또한 지칭되는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)으로 코팅된다.The
원하는 개수의 모듈형 제거 유닛(9)은 유지보수 장치의 상부 부분에서 하나가 다른 것의 상부에 있는 유지보수 장치(1)에 연결될 수 있다. 이때 필요한 제거 효율은 서로 다른 세정액의 질과 그에 필요한 세정 요구에 따라 빠르고 쉽게 변경될 수 있다. 어떤 이유에서, 제거 유닛(9)을 사용할 필요가 없거나, 그 사용이 세정 유체의 품질을 약화시키는 경우, 장치(1)는 제거 유닛(9) 없이 조립될 수 있고, 단지 필터링 유닛(7) 및 미세 필터링 모듈만이 세정에 사용될 수 있다.A desired number of
도 5는 장치의 커버(9a)를 제거 유닛(9) 위에 분리시켜 나타낸, 도 2에 따른 장치의 일 실시형태에 따른 상부 부분의 개략적인, 단순화된 및 단면화된 측면도를 나타낸다. 본 실시형태에서, 제거 유닛(9)의 이러한 구조는 도 4에 도시된 구조와 유사하지만, 이제 보호 슈트(17) 및 본질적으로 상방을 향하는 리플렉터(18)는 바람직하게는 UVC 광선에 투과성인 슈트-형상의 보호 수단(19)으로 대체되며, 이 경우에 상방을 향하는 리플렉터는 필요하지 않다. 명료함을 위해, 보호 수단(19)의 지지 구조들은 도 5에 제시되지 않는다.FIG. 5 shows a schematic, simplified and cross-sectional side view of the upper part according to one embodiment of the device according to FIG. 2 , with the
하방 지향 리플렉터(18a)는 도 4에 제시된 구조와 유사할 수 있다. 광선 소스(16)의 UVC 광선은 이제 보호 수단(19)을 직접 통과함과 함께 리플렉터(18a)를 통한 반사로서, 제거 유닛(9)의 바닥 부분 내의 기계가공 유체의 표면(15) 상으로, 예를 들어 베이스(9b) 또는 대응하는 유동 표면 상으로, 바람직하게는 기계가공 유체의 표면(15)의 전체 표면 영역의 전체 표면 상으로, 또는 적어도 기계가공 유체의 표면(15)의 전체 표면 영역의 거의 전체 표면 상으로 향한다. 따라서, UVC 광선에 노출되는 기계가공 유체의 표면 영역은 본질적으로 제거 유닛(9)의 전체 베이스(9b)의 전체 표면 영역일 수 있다.The downward facing
바람직한 일 실시형태에 따른 해결책에서, 제거 유닛(9)에는 또한 광선 소스(16)와 기계가공 유체의 표면(15) 사이에 UVC 광선에 투과성인 얇은 보호 필름(19a)이 있다. 이러한 해결책은 방사 소스(16)가 기계가공 유체와 또는 그 비산물과 접촉하는 것을 효과적으로 방지한다.In a solution according to one preferred embodiment, the
보호 수단(19)은 또한 UVC 광선을 부분적으로 반사하는 UVC 광선에 대해 부분적으로 투과성인 박막일 수 있다. 이러한 경우에, 필름의 두께는 예를 들어 0.02 내지 03mm, 적합하게는 0.05 내지 0.2mm, 바람직하게는 대략 0.1mm 일 수 있다. 바람직하게는, 보호 수단(19)은 UVC 광선에 대해 투과성인 PTFE 필름이다.The protective means 19 may also be a thin film that is partially transparent to UVC rays and partially reflects UVC rays. In this case, the thickness of the film may for example be 0.02 to 03 mm, suitably 0.05 to 0.2 mm, preferably approximately 0.1 mm. Preferably, the protective means 19 is a PTFE film that is transparent to UVC rays.
보호 수단(19)은 또한 UVC 광선이 통과하도록 허용하지만 이를 임의의 감지 가능 정도로 반사시키지 않는 박막일 수 있다. 이러한 경우에, 필름의 두께는 예컨대 0.02 내지 0.2mm, 적합하게는 0.04 내지 0.8mm, 바람직하게는 대략 0.05mm 일 수 있다. 이 경우, 보호 수단(19)은 예컨대, UVC 광선의 90%까지 통과시킬 수 있는, UVC 광선에 투과성인 플루오르화 에틸렌 프로필렌 필름, 즉 FEP 필름일 수 있다. 또한, 보호 필름(19a)에 의해 커버되는, 광선에 노출된 전체 표면 영역은 이러한 유형의 FEP 필름일 수 있다. 제거 유닛(9) 내의 기계가공 유체의 전체 표면 영역은 이러한 방식으로 이러한 유형의 보호 필름으로 커버될 수 있으며, 이 경우 기계가공 유체와 광선 소스(16) 사이에 공기 접촉이 없기 때문에 광선 소스(16)의 보호가 개선된다.The protective means 19 may also be a thin film that allows UVC rays to pass through but does not reflect them to any appreciable extent. In this case, the thickness of the film may for example be 0.02 to 0.2 mm, suitably 0.04 to 0.8 mm, preferably approximately 0.05 mm. In this case, the protective means 19 can be, for example, a fluorinated ethylene propylene film, ie a FEP film, which is transparent to UVC rays, allowing up to 90% of UVC rays to pass through. Additionally, the entire surface area exposed to light, covered by the
도 6은 본 발명에 따른 기계가공 유체를 위한 유지보수 장치(1)의 데이터 전송 배열의 개략적이고 단순화된 도면을 나타낸다. 유지보수 장치(1)의 송수신기(11)는 유지보수 장치(1)의 측정 유닛(8)의 액추에이터들 및 측정 수단(8a)에 의해 측정되고 컴퓨터(10)에 의해 처리된 측정 데이터를 더 정밀한 분석을 위해 외부 서버(21)로 무선(20) 및 실시간으로 자동으로 송신하도록 배열된다. 분석된 측정 데이터 및 이와 관련된 또 다른 데이터는 서버(21)로부터 전방으로 무선(22)으로 그리고 자동으로, 예를 들어, 공작 기계의 사용자(23)의 스마트 장치(24)로 전송되도록 배열되고, 이로부터 사용자(23)는 실시간으로 기계가공 유체에 대한 유지보수 장치(1)의 작동 프로세스(25)를 검사할 수 있다. 바람직하게는, 외부 서버(21)는 예를 들어 유지보수 장치(1)의 제조자의 서버이다. 제어 및 조정 시스템 및 액추에이터들을 갖는 유지보수 장치(1)는 또한 송수신기(11)를 통해 업데이트될 수 있다. 유지보수 장치(1)는 또한 외부 서버(21)의 도움으로 또는 도움 없이 독립적으로 기능할 수 있다.Figure 6 shows a schematic and simplified diagram of the data transmission arrangement of the
본 발명에 따른 방법에서, 세정될 기계가공 유체는 유지보수 장치(1)의 유입구(2) 내로, 예를 들어 기계가공 유체 저장소로부터 직접 안내된다. 바람직하게는, 기계가공 유체는 흡입 펌프(6a)에 의해 유입구(2)로부터 고압 펌프(6b)로 안내되고, 여기서 기계가공 유체의 압력은 세정 사이클 및 필터링 유닛(7)을 통과하기에 적합하도록 상승된다. 필터링 유닛(7)에서, 기계가공 유체는, 그 필터링 사이즈의 관점에서 첫 번째로는 가장 굵고, 이어서 두 번째로 가장 굵고, 기타 등등, 그리고 최종적으로는 가장 미세한 필터링 수단을 통해 기계가공 유체가 이동하는 방식으로, 연속적으로 시리즈로 연결된 하나 이상의 필터링 수단(7a)을 통해 고압 펌프(6b)에 의해 발생된 압력에 의해 안내된다. 시리즈의 각각의 필터링 수단(7a)에서, 동일한 시리즈의 선행하는 수단보다 더 미세한 고형물이 기계가공 유체로부터 필터링된다.In the method according to the invention, the machining fluid to be cleaned is guided directly into the
필터링 유닛(7) 이후, 기계가공 유체는 유동 채널(2a)을 따라 측정 유닛(8)으로 안내된다. 그러나, 측정 유닛(8) 전에, 새로운, 사전-혼합된(ready-mixed) 기계가공 유체가 농도를 증가시키기 위해 중간 유입구(4)를 통해 기계가공 유체에 첨가된다. 측정 유닛(8)에서, 기계가공 유체의 상태(condition)의 관점에서 기계가공 유체의 가장 중요한 특성, 예를 들어 기계가공 유체의 자유 용존 산소량, 산화-환원 포텐셜 및 pH 값, 전기 전도도, 총 용존 고형물(TDS), 그리고 온도 및 유속은, 바람직하게는 실시간으로, 측정 수단(8a)의 센서에 의해 측정된다. 또한, 기계가공 유체의 농도는, 바람직하게는 실시간으로, 디지털 카메라 및/또는 디지털 비디오 카메라 및 그와 관련된 기계 비전 애플리케이션과 같은 이미지를 기록하기 위해 사용되는 장치로 측정되며, 이 애플리케이션은 기계가공 유체의 굴절률을 측정하고 디지털 굴절계의 방식으로 기능하도록 배열된다.After the filtering unit (7), the machining fluid is guided along the flow channel (2a) to the measuring unit (8). However, before the measuring
측정 유닛(8) 이후, 기계가공 유체는 유동 채널(2a)을 따라 유입구 커넥터(2b)를 통해 미생물 제거 유닛(9)으로 안내된다. 제거 유닛(9)에서, 기계가공 유체는 유닛의 베이스(9b) 상으로, 또는 큰 표면 영역을 갖는 몇몇 다른 적합한 유동 플랫폼 상으로, 가능한 한 얇은 층으로 확산되고, 그에 따라 UV 광선에 노출된 기계가공 유체의 표면의 표면 영역이 가능한 한 크게 증가된다. 기계가공 유체 내의 미생물은, UV 광선 소스(16)의 UVC 광선을 제거 유닛의 베이스(9b) 상의 또는 일부 다른 적합한 유동 플랫폼 상의 기계가공 유체의 표면 상으로 지향시킴으로써, 파괴된다. 바람직하게는, UVC 광선은 전체 베이스(9a) 또는 거의 전체 베이스의 표면 영역으로 지향된다. 광선 소스(16)로부터의 UVC 광선은 직접적으로 및/또는 리플렉터(18, 18a)를 통해 기계가공 유체의 표면으로 지향된다. 장치(1)에서 다수의 모듈형 제거 유닛(9)이 서로의 상부에 있을 수 있거나, 대안적으로 장치는 제거 유닛 없이 제조될 수 있다. 모듈화 때문에, 변화하는 요구 사항에 장치를 적응시키는 것이 쉽고 빠르다.After the measuring unit (8), the machining fluid is guided along the flow channel (2a) via the inlet connector (2b) to the microbial removal unit (9). In the
제거 유닛(9) 후에, 기계가공 유체는 유지보수 장치(1) 밖으로 유출구(3)를 통해 그리고 다시 기계가공 유체 저장소로 또는 직접 기계 공구로 안내된다. 바람직하게는, 기계가공 유체는 본질적으로 연속적으로, 기계가공 유체 저장소(1)로부터 유지보수 장치(1)로 그리고 다시 기계가공 유체 저장소로, 그 자신의 전용 작동 사이클에서 순환된다. 다른 전용 작동 사이클은 기계가공 유체 저장소로부터 기계 공구 또는 기계 공구들로 그리고 다시 기계가공 유체 저장소로 이루어질 수 있다.After the removal unit (9), the machining fluid is guided out of the maintenance device (1) via the outlet (3) and back to the machining fluid reservoir or directly to the machine tool. Preferably, the machining fluid is circulated essentially continuously, from the
서버(21)로 전송된 데이터로부터, 특히 다음이 결정된다:From the data transmitted to the
기계가공 유체 중의 미생물의 양, 유체의 화학적 특성, 유체에 용해되는 이온의 양, 그리고 농도 및 온도. 이들은 기계가공 유체의 사용 수명 및 윤활, 열전달 및 부식 억제, 발포 및 치수 정확도 역량과 같은 기계가공 공정에서의 그 특성 모두에 영향을 미친다.The amount of microorganisms in the machining fluid, the chemical properties of the fluid, the amount of ions dissolved in the fluid, and the concentration and temperature. These affect both the service life of the machining fluid and its properties in machining processes such as lubrication, heat transfer and corrosion inhibition, foaming and dimensional accuracy capabilities.
측정 데이터에 기초하여, 그리고 그것을 기반으로 처리된 데이터에 기초하여, 기계가공 유체의 특성 및 유지보수 장치(1)의 상태가 모니터링 및 조정된다. 이 경우에, 특히 필터링 수단(7a)의 상태가 모니터링되고, 필요하다면 측정 수단(8a)이 교정되며, 또한 UVC 광선 소스(16)의 활성 상태 및 파워가 모니터링되고, 필요에 따라 조정된다. 모니터링 및 조정은 본질적으로 실시간으로 그리고 바람직하게는 자동으로 및/또는 수동으로 서버(21)로부터의 원격 접속을 통해 또는 사용자(23)의 스마트 장치(24)로부터 수동으로 수행된다. 바람직하게는 데이터는 기계가공 유체의 사용자에게 그래픽적으로 제시되며, 이 경우 모니터링 및 의사결정이 효과적이다. 측정 데이터는 또한 기계가공 유체의 잔여 수명을 예측하는 데 사용된다.On the basis of the measured data and on the basis of the data processed thereon, the properties of the machining fluid and the state of the
본 발명의 다른 실시형태들은 이상에서 설명된 예에 한정되지 않고, 아래에 제시된 청구항의 범위 내에서 변경될 수 있다는 것은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 필수적인 것은, 본 발명에 따른 해결책에서, 기계가공 유체는 다단계(polyphase) 연속 공정으로서 세정되고, 유지보수 관점으로부터의 필수적인 값들은 본 발명에 따른 유지보수 장치를 이용하여 기계가공 유체로부터 측정된다는 것이다. 따라서, 예를 들어, 주요 구성요소의 재료, 형상, 치수, 양 및 크기뿐만 아니라 서로에 대한 이들의 관계는 또한 위에서 제시된 것과 상이할 수 있다.It is obvious to those skilled in the art that other embodiments of the present invention are not limited to the examples described above, and that changes can be made within the scope of the claims presented below. Essentially, in the solution according to the invention, the machining fluid is cleaned as a polyphase continuous process and essential values from a maintenance point of view are measured from the machining fluid using a maintenance device according to the invention. Therefore, for example, the materials, shapes, dimensions, quantities and sizes of the main components as well as their relationships to each other may also differ from those presented above.
기계가공 유체 이외의 다른 공정유체도 본 발명에 따른 방법 및 유지 장치로 취급될 수 있으며, 본 발명에 따른 해결책은 다양한 장치를 위해 다목적 방식으로 설치될 수 있으며, 본 발명에 따른 해결책은 또한 예를 들어 화학 산업, 식품 산업, 그리고 일반적인 유체 및 물 세정과 같은 다양한 부문에 적합하다는 것이 또한 통상의 기술자에게 명백하다. 또한, 본 발명에 따른 해결책은 단지 산업 환경으로만 제한되지 않는다.Process fluids other than machining fluids can also be handled with the method and holding device according to the invention, the solution according to the invention can be installed in a versatile way for a variety of devices, the solution according to the invention can also be used for example It is also clear to the person skilled in the art that it is suitable for various sectors such as the chemical industry, the food industry, and general fluid and water cleaning. Furthermore, the solution according to the invention is not limited only to industrial environments.
또한, 유지보수 장치의 프레임부가 모두 동일하게 될 수 있는 방식으로 하나 위에 다른 하나를 적층하여 유지보수 장치의 다수의 필터링 유닛들 및/또는 측정 및 세정 유닛들을 시리즈로 연결함으로써 유지보수 장치의 세정 효율이 다배 인자(multifold factor)만큼 증가될 수 있고, 시리즈로 연결된 필터링 유닛들 및/또는 측정 및 미생물 제거 유닛들이 장치-특정적으로(device-specifically) 조정될 수 있다는 것은 통상의 기술자에게 자명하다.Additionally, the cleaning efficiency of the maintenance device can be improved by connecting multiple filtering units and/or measuring and cleaning units of the maintenance device in series by stacking one on top of the other in such a way that the frame parts of the maintenance device can all be identical. It is obvious to the person skilled in the art that this multifold factor can be increased and the series-connected filtering units and/or measuring and microbial removal units can be adjusted device-specifically.
또한, 유체를 가온 및/또는 냉각하기 위한 열 펌프들뿐만 아니라 보다 큰 필터링 유닛들 등과 같은 또 다른 구성요소들이, 본 발명에 따른 기계가공 유체를 위한 세정 시스템에 연결될 수 있다는 것은 통상의 기술자에게 자명하다.Furthermore, it will be apparent to the person skilled in the art that further components, such as heat pumps for warming and/or cooling the fluid, as well as larger filtering units, etc. can be connected to the cleaning system for machining fluid according to the invention. do.
Claims (18)
상기 유지보수 장치(1)는 다음의 측정 수단: 공정유체에 용해된 산소의 양을 측정하기 위한 수단; 공정유체의 산화-환원 포텐셜을 측정하기 위한 수단; 공정유체의 TSD 값을 측정하기 위한 수단; 공정유체의 온도를 측정하기 위한 수단; 공정유체의 유속을 측정하기 위한 수단; 공정유체의 굴절률을 측정하기 위한 수단; 및 공정유체를 향하는 UV 광선의 양을 측정하기 위한 수단; 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 유지보수 장치.Maintenance device (1) for a process fluid, comprising: a fluid inlet (2), at least one filtering unit (7), a fluid outlet (3), A maintenance device comprising a control and regulation system, a measuring unit (8) connected to the control and regulation system and means (8b) for measuring process fluid concentration for measuring the properties of the process fluid guided through the maintenance device. In
The maintenance device 1 includes the following measuring means: means for measuring the amount of oxygen dissolved in the process fluid; means for measuring the redox potential of the process fluid; A means for measuring the TSD value of the process fluid; means for measuring the temperature of the process fluid; means for measuring the flow rate of the process fluid; A means for measuring the refractive index of the process fluid; and means for measuring the amount of UV light directed to the process fluid. A maintenance device comprising one or more of the following:
상기 필터링 유닛(7)은, 굵기(coarseness)를 달리하는 친유성 및 소수성 모듈형 필터링 수단(7a)을 포함하며, 굵기의 관점에서 공정유체의 유동 방향으로 첫 번째 필터링 수단이 가장 굵고(coarsest) 마지막 필터링 수단이 가장 미세한 방식으로, 상기 필터링 수단(7a)의 굵기에 따라 시리즈로 연속하여 배열되는 것을 특징으로 하는 유지보수 장치.In claim 1,
The filtering unit 7 includes oleophilic and hydrophobic modular filtering means 7a of different coarseness, with the first filtering means being the coarsest in terms of coarseness in the direction of flow of the process fluid. Maintenance device, characterized in that the last filtering means is arranged in the finest manner in series according to the thickness of the filtering means (7a).
상기 유지보수 장치(1)는 미생물을 파괴하는 광선을 전달하는 하나 이상의 광선 소스(16)를 구비하는 하나 이상의 모듈형 미생물 제거 유닛(9)을 포함하며, 상기 제거 유닛은 공정유체의 유동 방향으로 필터링 유닛(7) 이후에 배치된, 베이스(9b) 또는 대응하는 유동 베드(flow bed)를 구비한 공간이고, 상기 공간에서 공정유체는 상기 공간의 베이스(9b) 상에서 본질적으로 얇은 층이 되도록 배열되고, 상기 공간 내의 하나 이상의 광선 소스(16)는 상기 공간 내에 있는 공정유체의 표면으로부터 거리를 두고 배치되는 것을 특징으로 하는 유지보수 장치.In claim 1 or 2,
The maintenance device (1) comprises one or more modular microorganism removal units (9) with one or more light sources (16) delivering microorganism-destroying light beams, the removal units being directed in the direction of flow of the process fluid. A space arranged after the filtering unit (7), having a base (9b) or a corresponding flow bed, arranged so that the process fluid is essentially a thin layer on the base (9b) of the space. and one or more light sources (16) in the space are arranged at a distance from the surface of the process fluid in the space.
상기 제거 유닛(9)은 상기 유지보수 장치의 제어 및 조정 시스템과 연결되고, UVC 광선을 반사하는 하나 이상의 리플렉터(18, 18a)를 구비하는 것을 특징으로 하는 유지보수 장치.In claim 3,
The removal unit (9) is connected to a control and regulation system of the maintenance device and has at least one reflector (18, 18a) for reflecting UVC rays.
상기 제거 유닛(9)은 UVC 광선에 투과성인 하나 이상의 필름(19, 19a)을 구비하며, 이 필름은 광선 소스(16)와 공정유체의 접촉 또는 공정유체의 비산을 방지하기 위해 광선 소스(16)와 공정유체의 표면 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 유지보수 장치.In claim 3 or 4,
The removal unit (9) is provided with one or more films (19, 19a) permeable to UVC light, which films (19, 19a) are transparent to the light source (16) to prevent contact of the light source (16) with the process fluid or scattering of the process fluid. ) and a maintenance device characterized in that it is disposed between the surface of the process fluid.
공정유체의 농도의 측정 수단(8b)은 공정유체의 유동 채널(2a)에 연결되고, 또한 상기 유지보수 장치의 제어 및 조정 시스템에 연결되는 것을 특징으로 하는 유지보수 장치.The method of any one of claims 1 to 5,
Maintenance device, characterized in that the measuring means (8b) for the concentration of the process fluid is connected to the flow channel (2a) of the process fluid and is also connected to the control and regulation system of the maintenance device.
상기 농도의 측정 수단(8b)은, 디지털 카메라 및/또는 디지털 비디오 카메라와 같은 이미지를 기록하기 위한 장치, 및 공정유체의 굴절률을 측정하기 위한 머신 비전 애플리케이션(machine vision application)을 구비하는 것을 특징으로 하는 유지보수 장치.In claim 6,
The concentration measuring means (8b) is characterized by comprising a device for recording images, such as a digital camera and/or a digital video camera, and a machine vision application for measuring the refractive index of the process fluid. maintenance device.
공정유체의 농도를 조정하기 위하여 상기 유지보수 장치는, 상기 유체의 유동 방향으로 농도 측정 수단(8b) 및/또는 측정 유닛(8) 전에 상기 유동 채널(2a)에 연결되는 중간 유입구(4)를 포함하며, 이와 관련하여 상기 중간 유입구는 도징 밸브(dosing valve)(4a)인 것을 특징으로 하는 유지보수 장치.The method of claim 6 or 7,
In order to adjust the concentration of the process fluid, the maintenance device provides an intermediate inlet (4) connected to the flow channel (2a) before the concentration measuring means (8b) and/or the measuring unit (8) in the direction of flow of the fluid. Maintenance device, characterized in that the intermediate inlet is a dosing valve (4a).
상기 유지보수 장치는 컴퓨터(10)와 상기 컴퓨터에 접속된 무선 송수신기(11)를 포함하며, 상기 송수신기는 상기 유지보수 장치에 의해 수집된 측정 데이터를 분석하기 위하여, 상기 유지보수 장치의 작동을 조정하기 위하여, 그리고 분석된 측정 데이터를 공정유체의 사용자에게 제시하기 위하여, 외부 서버(21)와 무선 접속되는 것을 특징으로 하는 유지보수 장치.The method of any one of claims 1 to 8,
The maintenance device includes a computer (10) and a wireless transceiver (11) connected to the computer, the transceiver adjusting the operation of the maintenance device to analyze measurement data collected by the maintenance device. A maintenance device characterized in that it is wirelessly connected to an external server (21) in order to do so and to present the analyzed measurement data to the user of the process fluid.
공정유체 내의 미생물의 양; 공정유체의 산화-환원 포텐셜; 공정유체 내의 총 용존 고형물(TDS); 공정유체의 유속; 공정유체의 굴절률; 및 공정유체로 지향되는 UV 광선의 양; 중 하나 이상이 공정유체로부터 측정되는 것을 특징으로 하는 방법.A method for handling a process fluid in a maintenance device (1), the maintenance device comprising a fluid inlet (2), a filtering unit (7), a fluid outlet (3), and control and regulation for the functioning of the maintenance device. system, and a measuring unit (8) connected to the control and regulation system for measuring the characteristics of the process fluid guided through the maintenance device, wherein the concentration of the process fluid is measured and adjusted, and A method in which solid particles and leaking oil are removed from a process fluid to be cleaned taken from said maintenance device (1) by guiding the process fluid through a filtering unit (7),
The amount of microorganisms in the process fluid; Oxidation-reduction potential of the process fluid; Total dissolved solids (TDS) in process fluids; flow rate of process fluid; refractive index of the process fluid; and the amount of UV light directed to the process fluid; A method characterized in that at least one of the following is measured from a process fluid.
상기 측정들에 더하여, 공정유체의 pH 값; 공정유체의 전기 전도도; 및 공정유체의 온도; 중 하나 이상이 공정유체로부터 측정되는 것을 특징으로 하는 방법.In claim 10,
In addition to the above measurements, the pH value of the process fluid; electrical conductivity of the process fluid; and temperature of the process fluid; A method characterized in that at least one of the following is measured from a process fluid.
공정유체의 농도는, 디지털 카메라 또는 디지털 비디오 카메라와 같이 이미지를 기록하기 위해 사용되는 장치, 및 이 장치와 연결된 머신 비전 애플리케이션(machine vision application)으로 측정되고, 상기 애플리케이션은 공정유체의 굴절률을 측정하고 디지털 굴절계의 방식으로 기능하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 방법.In claim 11,
The concentration of the process fluid is measured by a device used to record images, such as a digital camera or digital video camera, and a machine vision application connected to the device, which measures the refractive index of the process fluid and A method characterized in that it is arranged to function in the manner of a digital refractometer.
공정유체의 농도가 측정 및 조정되고, 공정유체는 연속 기능으로서 그리고 자동 공정으로서 다단계(multiple phases)로 상기 유지보수 장치(1)로 세정되며, 공정유체는 유체 저장소로부터 상기 유지보수 장치(1)로 그리고 다시 상기 유체 저장소로 본질적으로 연속적으로 순환되는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 11 or 12,
The concentration of the process fluid is measured and adjusted, the process fluid is cleaned into the maintenance device (1) as a continuous function and in multiple phases as an automatic process, and the process fluid is purged from the fluid reservoir into the maintenance device (1). characterized in that the fluid is circulated essentially continuously to and back to said fluid reservoir.
공정유체로부터 측정된 측정 데이터는 상기 유지보수 장치(1)의 송수신기(11)로 외부 서버(21)로 전송되고, 여기서 측정 데이터가 분석되고, 이를 통해 공정유체의 측정된 값을 미리 정해진 한계 내에 유지하기 위해 상기 유지보수 장치(1)의 제어 및 조정 시스템에 작동 및 조정 명령이 부여되는 것을 특징으로 하는 방법.The method of any one of claims 10 to 13,
The measurement data measured from the process fluid is transmitted to the external server 21 through the transceiver 11 of the maintenance device 1, where the measurement data is analyzed, thereby maintaining the measured value of the process fluid within predetermined limits. Characterized in that operation and adjustment commands are given to the control and adjustment system of the maintenance device (1) for maintenance.
미생물의 제거를 위하여 공정유체는 상기 유지보수 장치(1)와 연결된 제거 유닛(9)을 통해, 그 표면 영역에서 확장되는, 얇은 층으로 안내되고, 상기 제거 유닛(9)에서는 공정유체 내의 미생물을 파괴하는 광선이 공정유체의 확장된 표면 영역을 향하는 것을 특징으로 하는 방법.The method of any one of claims 10 to 14,
To remove microorganisms, the process fluid is guided to a thin layer extending from its surface area through a removal unit (9) connected to the maintenance device (1), where the microorganisms in the process fluid are removed. A method characterized in that the destructive light beam is directed to an extended surface area of the process fluid.
미생물을 파괴하는 광선은 상기 유지보수 장치(1)와 연결된 하나 이상의 UV 광선 소스(16)에 의해 전달되고, 각각의 UV 광선 소스(16)의 UVC 광선의 방사량은 연속적으로 측정되고 측정된 값에 기초하여 필요에 따라 조정되는 것을 특징으로 하는 방법.In claim 15,
Rays for destroying microorganisms are delivered by one or more UV light sources 16 connected to the maintenance device 1, and the radiation amount of UVC rays from each UV light source 16 is continuously measured and corresponds to the measured value. A method characterized in that it is adjusted as needed based on the method.
상기 UV 광선 소스(16)의 UVC 광선은 하나 이상의 리플렉터(18, 18a)에 의해 상기 유지보수 장치(1)와 연결된 상기 제거 유닛(9)의 베이스(9b) 상의 공정유체의 확장된 표면 영역으로 반사되는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 15 or 16,
UVC rays from the UV light source 16 are directed to an extended surface area of the process fluid on the base 9b of the removal unit 9, which is connected to the maintenance device 1 by one or more reflectors 18, 18a. A method characterized by reflection.
상기 UV 광선 소스(16)는 UVC 광선에 투과성인 하나 이상의 필름(19, 19a)에 의해 공정유체로부터 그리고 공정유체의 비산으로부터 보호되는 것을 특징으로 하는 방법.The method of any one of claims 15, 16 and 17,
characterized in that the UV light source (16) is protected from the process fluid and from splashes of the process fluid by one or more films (19, 19a) that are transparent to UVC light.
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