WO2021219243A1 - Vorrichtung und verfahren zur reinigung und wiedergewinnung gebrauchter schmierstoffe und/oder kühlschmierstoffe - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur reinigung und wiedergewinnung gebrauchter schmierstoffe und/oder kühlschmierstoffe Download PDF

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WO2021219243A1
WO2021219243A1 PCT/EP2021/000050 EP2021000050W WO2021219243A1 WO 2021219243 A1 WO2021219243 A1 WO 2021219243A1 EP 2021000050 W EP2021000050 W EP 2021000050W WO 2021219243 A1 WO2021219243 A1 WO 2021219243A1
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cooling
liquid
kssr
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Alfred Reimer
Gregor Luthe
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Smart Material Printing B.V.
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23Q11/00—Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
    • B23Q11/10—Arrangements for cooling or lubricating tools or work
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23Q11/10—Arrangements for cooling or lubricating tools or work
    • B23Q11/1069—Filtration systems specially adapted for cutting liquids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M175/00—Working-up used lubricants to recover useful products ; Cleaning
    • C10M175/0058—Working-up used lubricants to recover useful products ; Cleaning by filtration and centrifugation processes; apparatus therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/20—Metal working
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2050/00—Form in which the lubricant is applied to the material being lubricated
    • C10N2050/01—Emulsions, colloids, or micelles

Definitions

  • the present invention relates to a device for cleaning and recovering used lubricants and / or cooling lubricants.
  • the present invention also relates to a method for cleaning and recovering used lubricants and / or cooling lubricants.
  • the present invention relates to the use of disc centrifuges and spin filters for cleaning and recovering used lubricants and / or cooling lubricants.
  • Cooling lubricants, oil-free, aqueous lubricating, cutting and cooling fluids for metalworking or cutting fluids have been known for a long time.
  • water-immiscible cooling lubricants such as cutting oils, in particular oils based on naphthene, paraffin and other mineral oils, are known. Fatty rapeseed oil was traditionally used.
  • Disk centrifuges as they are known, for example, from the international patent application WO 93/19853, are known to be used in chemical process engineering, process engineering relating to the production of food, beverages and pharmaceuticals, and for cleaning and clarifying purposes. Their use in the machining of workpieces is not known.
  • Lubricant and / or cooling lubricants are consumed in large quantities in the machining of workpieces on machine tools and therefore represent a significant cost factor. It was therefore highly desirable to provide a device and a method that allows the cleaning and recovery of used lubricants and / or cooling lubricants of all kinds in a simple, cost-effective, reliable and energy-saving manner and taking into account the complex material composition of the lubricants and / or cooling lubricants, so that the service life of the lubricants and / or cooling lubricants was significantly extended.
  • the device according to the invention, the method according to the invention, the use according to the invention can be used for the reprocessing of lubricants and / or cooling lubricants of all kinds, such as lubricants and / or cooling lubricants based on water, aqueous solutions, aqueous-organic solutions, aqueous-organic Emulsions, non-combustible or only hardly combustible organic liquids and cutting oils and solutions in non-combustible or only hardly combustible organic liquids and cutting oils, were suitable.
  • Yet another essential advantage was that a combination of two components of the device according to the invention was excellently suited to separating liquid droplets and micelles, which did not mix in a molecularly dispersed manner with liquids, and solid particles from liquids.
  • the device according to the invention is used to clean and recover used lubricant and / or cooling lubricant.
  • the lubricants and / or cooling lubricants and in particular the used lubricants and / or cooling lubricants are complex mixtures of substances.
  • the basis for the lubricants and / or cooling lubricants are water, aqueous solutions, aqueous-organic solutions, aqueous-organic emulsions, non-combustible or only hardly combustible organic liquids and cutting oils and solutions in non-combustible or only hardly combustible organic liquids and cutting oils.
  • aqueous solutions aqueous-organic solutions
  • aqueous-organic emulsions non-combustible or only hardly combustible organic liquids and cutting oils
  • non-combustible or only hardly combustible organic liquids and cutting oils are water, aqueous solutions, aqueous-organic solutions, aqueous-organic emulsions, non-combustible or only hardly combustible organic liquids and cutting oils.
  • German patent application N 6545 IVd / 23c the German patent specification No. 977492
  • These base materials can contain varying amounts of impurities.
  • the lubricant and / or cooling lubricant can contain at least one additive or additive selected from the group consisting of anti-aging substances, anti-fog additives, adhesion improvers, preservatives, EP additives (Extreme Pressure Additives), AW additives (Antiwear Additives), Contains defoamers, biocides, bactericides, fungicides, disinfectant cleaners, stabilizers, emulsifiers, anti-corrosion agents and high-pressure additives.
  • the biocides, bactericides and fungicides are particularly preferably polyoxometalates. Examples of suitable polyoxometalates can be found in the international patent application WO 2016/116259, page 14, line 29, to page 24, line 17.
  • Additives such as lubricants and / or cooling lubricant concentrates, water, re-preservatives, anti-fogging additives, hardness regulators, pH value regulators and system cleaners can be added to the lubricants and / or cooling lubricants.
  • the used lubricants and / or cooling lubricants can contain reaction products such as N-nitrosamines, polycyclic aromatic hydrocarbons, decomposition products of additives and decomposition products of microorganisms, foreign substances such as chips and metal debris, foreign oils such as hydraulic oil, leftover food, beverage residues and dirt, as well as bacteria and fungi.
  • reaction products such as N-nitrosamines, polycyclic aromatic hydrocarbons, decomposition products of additives and decomposition products of microorganisms, foreign substances such as chips and metal debris, foreign oils such as hydraulic oil, leftover food, beverage residues and dirt, as well as bacteria and fungi.
  • the device according to the invention is constructed from materials that are mechanically, thermally, chemically and against pressure, corrosion and abrasion stable materials such as metals and metal alloys such as steels, metal mesh, glasses, ceramics, high-performance plastics and / or composite materials.
  • the quantities of lubricants and / or cooling lubricants used can vary very widely and is primarily based on the size of the system according to the invention.
  • the maximum delivery rates for the lubricants and / or cooling lubricants are preferably 1 L / min to 100,000 L / min, preferably 10 L / min to 10,000 L / min, depending on the device according to the invention.
  • the delivery pressures can also vary widely. Depending on the device according to the invention, the maximum delivery pressures are preferably from 01 bar to 500 bar, preferably from 1.0 bar to 450 bar and in particular from 1.5 bar to 400 bar.
  • the conveying heights of the conveying devices used can vary widely.
  • the maximum conveying heights are preferably 10 cm to 500 m, depending on the device according to the invention.
  • the device according to the invention comprises at least one customary and known machine tool such as press brakes, drilling machines, boring mills, lathes or lathes, manufacturing or machining centers, milling machines, automatic lathes or Swiss-type lathes, lead and tension spindle lathes, portal milling machines, cylindrical grinding machines, sawing machines, grinding machines, stone grinding machines, underfloor pulling saws and cylinder boring machines or drilling benches.
  • machine tool such as press brakes, drilling machines, boring mills, lathes or lathes, manufacturing or machining centers, milling machines, automatic lathes or Swiss-type lathes, lead and tension spindle lathes, portal milling machines, cylindrical grinding machines, sawing machines, grinding machines, stone grinding machines, underfloor pulling saws and cylinder boring machines or drilling benches.
  • the at least one machine tool comprises at least one electronically, pneumatically, hydraulically and / or mechanically controlled motor on at least one suspension, guide and control, for example in the form of a robot arm, for at least one abrasive tool, such as drills, chippers, tools for up-cut milling, Climb milling, face milling, circular milling, screw milling, hobbing, profile milling and profile milling, grinder, turning tool for face turning, round turning, screw turning, hob turning, profile turning, form turning, internal and external turning, roughing and finishing, taper turning, hard turning, HSC turning and fine and Precision turning, reamers.
  • abrasive tool such as drills, chippers, tools for up-cut milling, Climb milling, face milling, circular milling, screw milling, hobbing, profile milling and profile milling, grinder, turning tool for face turning, round turning, screw turning, hob turning, profile turning, form turning, internal and external turning, roughing and finishing, taper turning, hard turning, HSC turning and fine
  • Carbide processing tools, saw bands, carbide-tipped saw bands and cutting tools as well as the above-mentioned tools with surface refinement and surface hardening such as coatings made of diamond, boron nitride, silicon nitride, boron carbide, aluminum oxide and oxide, oxide-nitride, oxide-nitride-carbide and silicon carbide ceramics.
  • the surfaces can also be hardened by austenizing, carburizing, case hardening and nitriding, flame hardening, inductive hardening as well as laser and electron beam hardening.
  • the at least one machine tool furthermore comprises at least one device for the lubrication and / or cooling of the at least one workpiece and / or the at least one abrasive tool, the at least one device from the group consisting of spray devices for the lubricants and / or or cooling lubricants (KSS), devices for minimum quantity lubrication and / or minimum quantity cooling, devices for droplet lubrication and / or droplet cooling, devices for mist lubrication and / or mist cooling and devices for film lubrication and / or film cooling.
  • KSS cooling lubricants
  • Devices of this type are customary and known and are available from specialist dealers and can be selected for the respective problem.
  • the device according to the invention comprises at least one delivery device, in particular at least one compressor, at least one pressure pump and / or at least one injector, for delivering the lubricants and / or cooling lubricants through at least one pipeline to at least one of the aforementioned devices.
  • at least one delivery device in particular at least one compressor, at least one pressure pump and / or at least one injector, for delivering the lubricants and / or cooling lubricants through at least one pipeline to at least one of the aforementioned devices.
  • the device according to the invention comprises at least one pipeline for conveying the lubricants and / or cooling lubricant and / or the cleaned and recovered lubricant and / or cooling lubricant from at least one liquid-liquid mixer for the fresh lubricant and / or cooling lubricant and / or the cleaned and recovered lubricant and / or cooling lubricant to the at least one conveying device listed above.
  • the fresh lubricant and / or cooling lubricant is stored in at least one storage container and is conveyed to the at least one liquid-liquid mixer via at least one pipeline with the aid of at least one delivery device, in particular at least one compressor, at least one pressure pump and / or at least one injector.
  • the device according to the invention has at least one collecting device for collecting and sucking off the used lubricant and / or cooling lubricant.
  • the used lubricant and / or cooling lubricant is conveyed to at least one pre-filter via at least one pipeline with the aid of at least one delivery device, in particular with at least one pressure pump, at least one compressor or at least one injector, and at least one further pipeline.
  • the at least one pre-filter is used to separate coarse particles such as chips and debris. It preferably has at least one saturation indicator.
  • the at least one pre-filter can also be equipped with at least one magnetic filter in order to intercept magnetic and / or magnetizable particles.
  • the at least one machine tool can have at least one collecting channel for collecting and discharging the used lubricant and / or cooling lubricant through at least one vertical and / or sloping downward drainage channel.
  • the at least one drainage channel running vertically and / or obliquely downward can run inside the at least one machine tool and / or outside the at least one machine tool.
  • the at least one vertically and / or obliquely downwardly running drainage channel has at least one drainage opening through which the used lubricant and / or cooling lubricant is discharged and collected in at least one collecting trough.
  • the at least one collecting pan is equipped with at least one suction device, in particular with at least one immersion pump, for suctioning off the used lubricant and / or cooling lubricant contaminated with chips and abrasion and other finer particles.
  • the at least one suction device is at least one coarse filter is connected upstream, through which the coarse chips and debris are collected.
  • the at least one suction device is followed by at least one pipeline with at least one conveying device of the type described above, through which the used lubricant and / or cooling lubricant is conveyed to the at least one prefilter described above.
  • the used, filtered lubricant and / or cooling lubricant is conveyed through at least one pipeline directly into at least one disc centrifuge.
  • the micro- and nanoparticles with an average particle size of 1 nm to ⁇ 1000 ⁇ m, which are not retained by the at least one pre-filter, are separated off. This is usually done with the help of at least one, preferably automated, discharge of the particles into at least one solids collection container.
  • Disk centrifuges with different delivery rates and separation effects are also common and known and are available from specialist dealers. The optimal disc centrifuges for the respective problem are therefore available.
  • the used, filtered lubricant and / or cooling lubricant is conveyed through at least one pipeline directly into at least one spin filter or into at least one spin filter battery of spin filters that are fluidly connected to one another.
  • the spin filters are preferably constructed from the scratch-resistant materials described above that are not affected by the abrasive particles contained in the used lubricants and / or lubricants be damaged, and have a circular cross-section.
  • the spin filters each include at least one inlet for the used lubricants and / or cooling lubricants, which are preferably injected tangentially into the space between the filter outer wall and the filter, so that a rotating lubricant and / or cooling lubricant flow is created.
  • the filter in the form of a filter tube has pores with a uniform pore size which is between 0.5 nm and 50 nm. It is preferably constructed from a conventional, known hard, scratch-resistant ceramic which is optionally supported mechanically by a metal mesh.
  • the filter tube allows the liquid phase to pass through the filter tube wall and holds back the solid microparticles and / or nanoparticles. These solid particles may also form a deposit on the outside of the filter tube.
  • the particle-free lubricant and / or cooling lubricant flows in the interior of the filter tube to an outlet opening which is preferably arranged in the floor or on the floor and is discharged from there through at least one pipe.
  • the supply of the used lubricant and / or cooling lubricant is stopped and the spin filters are backwashed, whereby the solid particles are flushed out of the spin filters, caught in a collecting and collecting device and disposed of.
  • the used lubricant and / or cooling lubricant total flow filtered in the prefilter is fed into at least one acoustic device or acoustic aggregation device, as described, for example, in the international patent application WO 2017/153038 A2, page 26, line 5, to page 41, line 11, in connection with Figures 1 (a) to 6 is introduced.
  • the at least one acoustophoresis device or acoustoaggregation device in particular nanoparticles with an average particle size of 1 nm to ⁇ 1000 nm are concentrated, agglomerated and / or aggregated in the vibration nodes of the standing ultrasonic fields and discharged in at least one lubricant and / or cooling lubricant partial flow through at least one pipe.
  • the at least one lubricant and / or cooling lubricant partial flow makes up preferably 1.0% by volume to 30% by volume of the at least one total flow of used, filtered lubricant and / or cooling lubricant flow.
  • the at least one lubricant and / or cooling lubricant partial flow is passed through the at least one pipeline into at least one disc centrifuge of the type described above, in which the solid and / or liquid particles are separated off and discharged from a discharge into a collecting container or.
  • the used lubricant and / or cooling lubricant partial flow cleaned in the at least one disc centrifuge is returned through at least one pipe into the at least one discharge pipe for the at least one lubricant and / or cooling lubricant main flow. If no liquid particles have to be removed from the used lubricant and / or cooling lubricant stream filtered in the prefilter, at least one spin filter or at least one spin filter battery can be used instead of or in addition to the at least one disk centrifuge.
  • the at least one used lubricant and / or cooling lubricant total stream that has been cleaned in this way can then be passed into at least one further disk centrifuge and / or at least one further spin filter.
  • acoustophoresis devices can also be connected downstream of the plate centrifuges and / or spin filters.
  • the at least one used, centrifuged lubricant and / or cooling lubricant total flow is passed through at least one pipeline into at least one UV reactor, wherein the at least one lubricant and / or cooling lubricant total flow to kill contained therein Microorganisms are irradiated with microbicidal UV radiation from at least one UV radiator.
  • the at least one UV reactor can be at least one flat bed reactor or at least one falling film reactor, in which the at least one UV radiator is arranged in the center of the at least one downpipe.
  • the thus cleaned, recovered lubricant and / or cooling lubricant is passed through at least one pipeline into at least one collecting container.
  • the at least one collecting container comprises at least one agitation means, which is preferably selected from the group consisting of Vibramax shakers, ultrasonic baths, ultrasonic lances and mechanical stirrers, and from the group consisting of inline dissolvers located in at least one secondary circuit of the collecting container , Inline dispersers, single-shaft compulsory mixers, twin-shaft mixers, planetary countercurrent mixers, synchronous compulsory mixers and microfluidizers.
  • Vibramax shakers preferably selected from the group consisting of Vibramax shakers, ultrasonic baths, ultrasonic lances and mechanical stirrers, and from the group consisting of inline dissolvers located in at least one secondary circuit of the collecting container , Inline dispersers, single-shaft compulsory mixers, twin-shaft mixers, planetary countercurrent mixers, synchronous compulsory mixers and microfluidizers.
  • split lubricants and / or cooling lubricants can be homogenized again by the agitation means.
  • the bottom of the at least one collecting container preferably has at least one outlet for the cleaned, recovered lubricant and / or cooling lubricant.
  • the amount of the at least one lubricant and / or cooling lubricant flow drained through at least one pipeline is regulated with the aid of at least one flow valve controlled by an actuator.
  • the at least one drained lubricant and / or cooling lubricant flow is passed through at least one further pipeline with the aid of at least one conveying device of the type described above into the at least one liquid-liquid mixer, in which it is optionally mixed with fresh lubricant and / or cooling lubricant. This closes the circuit of the lubricant and / or cooling lubricant.
  • the at least one further pipeline can also have at least one filter, which preferably has a saturation indicator and serves as a police filter.
  • At least one physical-chemical measuring device for determining the density and / or the chemical composition of the filtered and centrifuged or the filtered, centrifuged and UV-irradiated lubricant and / or cooling lubricant is connected upstream of the at least one collecting container.
  • the at least one measuring device can send the determined measured values via at least one input signal line or wirelessly to at least one electronic data processing system, in which they are converted into control signals after they have been received.
  • the control signals can be sent via at least one output signal line or wirelessly to at least one electronically controlled conveying device for conveying at least one liquid component of the lubricant and / or cooling lubricant from at least one storage container into the at least one collecting container.
  • control signals can be sent via at least one further output signal line or wirelessly to at least one electronically controlled powder metering device for conveying at least one powdery component of the lubricant and / or cooling lubricant from at least one corresponding storage container into the at least one collecting container.
  • the lubricant and / or cooling lubricant that is located in the at least one collecting container can be completed if necessary.
  • the at least one, in particular one, electronic data processing system is advantageously used for the central control of the entire device according to the invention and the method according to the invention.
  • At least one of the acoustophoresis devices or acoustic aggregation devices described above and at least one of the disk centrifuges described above and / or at least one of the spin filters described above can be combined to form at least one device according to the invention for separating liquid and / or solid particles from liquids.
  • the at least one resulting device comprises
  • At least one acoustophoresis device or acoustoaggregation device for concentrating, agglomerating and / or aggregating liquid and / or solid particles in a liquid using standing ultrasonic waves, at least one pipeline for discharging the concentrated, agglomerated and / or aggregated liquid and / or solid particles in at least one Partial flow of liquid in at least one disc centrifuge and / or in at least one spin filter for separating and discharging the liquid and / or solid particles through a discharge into a collecting container or by means of backwashing to a collecting and collecting container as well
  • At least one pipeline for guiding back at least one cleaned liquid return flow into at least one discharge pipe for the at least one cleaned main liquid flow.
  • the partial liquid flow preferably makes up 1.0% by volume to 30% by volume of the total liquid flow.
  • the liquid and solid particles are liquid droplets or micelles that are not soluble in molecularly dispersed form in the liquid, and organic, inorganic and organometallic nanoparticles, microparticles and macroparticles.
  • the liquid is organic and inorganic solvents or preferably homogeneous solvent mixtures.
  • the liquid and / or solid particles can be dirt particles from which the liquid has to be cleaned, or they can be valuable products that are to be isolated from a liquid reaction medium.
  • the devices according to the invention described above comprise peripherals for electronic, hydraulic, pneumatic and mechanical control and for regulating and measuring the physical and chemical parameters when performing the method according to the invention described below.
  • the periphery includes electronic data processing systems, electrical, mechanical, hydraulic and pneumatic actuators as well as pressure, temperature and flow measuring devices and sensors for chemical compounds.
  • the device according to the invention is preferably used to carry out the method according to the invention.
  • the method according to the invention comprises at least the following method steps:
  • Lubricant and / or cooling lubricant through at least one pipeline to at least one disc centrifuge for separating and discharging the particles via a solids discharge into a solids collection container, at least one KSSR partial flow is returned through at least one pipe into the at least one discharge pipe for the at least one KSSR main flow and / or
  • Cooling lubricant is closed.
  • FIGS. Figures 1 to 4 are schematic representations that serve to illustrate the functions and processes. They are therefore not true to scale. Show it
  • FIG. 1 shows the flow diagram of an embodiment of the device V according to the invention with the essential functional components in longitudinal section
  • FIG. 2 shows the flow diagram of a detail from a further embodiment of the device V according to the invention with the machine tool 3 as one of the essential components in a longitudinal section;
  • FIG. 3 shows the plan view of a longitudinal section through the acoustic device 5 with a disk centrifuge 5.2 in the side circle
  • FIG. 4 shows the plan view of a longitudinal section through a spin filter 14 in the side circle.
  • UV flat bed reactor UV falling film reactor with pipeline to the measuring device 8
  • Electromagnetic, magnetic, spectroscopic, acoustic and optical electronic measuring device for measuring the density and the material composition of the used, filtered and centrifuged lubricant and / or cooling lubricant KSSR
  • the components of the device V for cleaning and recovering used lubricant and / or cooling lubricant KSSG, which come into contact with the fresh lubricant and / or cooling lubricant KSS, the used lubricant and / or cooling lubricant KSSG and the cleaned, recovered lubricant and / or cooling lubricant KSSR were mainly made of stainless steel.
  • the maximum delivery rates for the lubricants and / or cooling lubricants KSSR, KSSG and KSSR were 200 L / min.
  • the maximum delivery pressures were 30 bar.
  • the maximum delivery heights of the conveyor devices used were 50 m.
  • Fresh lubricant and / or cooling lubricant KSS was pumped from the storage container 1 through the pipeline 1.1 to a compressor 1.2 and from there via the pipeline 1.3 into the liquid-liquid mixer 2.
  • the fresh lubricant and / or cooling lubricant KSS was mixed with recovered, cleaned lubricant and / or cooling lubricant KSSR.
  • the lubricant and / or cooling lubricant mixture KSS / KSSR was pumped through the pipeline 2.1 with the aid of the high pressure pump 2.2 to the lubricant and / or cooling lubricant spray 2.3.
  • the removing tool 3.4 was a milling machine 3.4 driven by an electric motor M attached to an electronically controlled suspension and guide 3.3.
  • the sprayed used lubricant and / or cooling lubricant KSSG was collected by a bell-shaped suction device 2.5 and sucked off via the pipe 2.6 with the high-pressure pump 2.7 and conveyed through the prefilter 4 with a saturation indicator into the acoustophoresis device or acoustic aggregation device 5.
  • a bell-shaped suction device 2.5 sucked off via the pipe 2.6 with the high-pressure pump 2.7 and conveyed through the prefilter 4 with a saturation indicator into the acoustophoresis device or acoustic aggregation device 5.
  • FIG. 3 the structure and the function of the acoustophoresis device or acoustoaggregation device 5 are explained in more detail.
  • the nanoparticles and microparticles 5.6 (see FIG. 3), which the pre-filter 4 had not been able to intercept, were concentrated, aggregated and / or agglomerated and passed through in a standing ultrasonic field that was formed by standing ultrasonic waves 5.8 the pipeline 5.1 is diverted in a KSSG partial flow 5.6.1 (see FIG. 3 below).
  • the cleaned, recovered lubricant and / or cooling lubricant KSSR by an electromagnetic, magnetic, spectroscopic, acoustic and optical electronic combination measuring device 8 to determine the density and the material composition of the cleaned lubricant and / or cooling lubricant KSSR and from there into the Collection container 9 passed.
  • the cleaned lubricant and / or cooling lubricant KSSR was homogenized with the aid of an ultrasonic lance 9.1 if it had previously split.
  • the combination measuring device 8 conducted the measured values via the input signal line 8.2 to the electronic data processing and control device 10, in which the measured values were processed into control signals. If necessary, the control signals were sent via the output signal line 10.1 to the electronically controlled rotary valve 11.1 in order to dose powdery components of the lubricant and / or cooling lubricant KSSR from the storage container 11 through the pipeline 11.2 into the collecting container 9. In the same way, if necessary, control signals were sent via the output signal lines 10.2; 10.3 to the electronically controlled metering pumps 12.1; 13.1 sent to liquid components of the lubricant and / or cooling lubricant KSSR through the pipelines 12.2; 13.2 to dose into the collecting container 9.
  • the cleaned, recovered, possibly completed lubricant and / or cooling lubricant KSSR was passed through the outlet opening 9.2 and the pipeline 9.3 to the electronically controlled flow valve 9.4 with an actuator.
  • the electronically controlled amount of lubricant and / or cooling lubricant KSSR was sucked in by a high pressure pump 9.6 through a police filter 9.5 with saturation indicator through the pipe 9.3 and pumped into the liquid-liquid mixer, whereby the KSS / KSSG / KSSR circuit was closed with almost no loss.
  • FIG. 2 The embodiment of the inventive device V of Figure 2 corresponded to the inventive device V of Figure 1 only that the spray device for the lubricant and / or cooling lubricant KSS or the lubricant and / or cooling lubricant mixture KSS / KSSR of the machine tool 3 from a spray device 2.3 six spray nozzles 2.3.1 was sprayed obliquely downwards onto the abrasive tool 3.4 held by a chuck 3.4.1 and onto the workpiece 3.2 held by a chuck 3.2.1.
  • the six spray nozzles 2.3.1 were arranged symmetrically on the annular pipeline 2.1.1, which was fed by the pipeline 2.1 and the compressor 2.2 and surrounded the chuck 3.4.1 concentrically.
  • the lubricant and / or cooling lubricant spray 2.4; KSS washed around the abrasive tool 3.4 and the workpiece 3.1 and flowed as used lubricant and / or cooling lubricant KSSG down into a collecting channel 3.5 concentrically surrounding the above arrangement for the used lubricant and / or cooling lubricant KSSG on the top of the machine tool 3.
  • the used lubricant and / or cooling lubricant KSSG flowed downwards through drainage channels 3.6 and emerged from the outlet openings 3.7 into the collecting pan 3.8, in which it was collected.
  • the machine tool 3 was mounted on feet 3.9 above the liquid surface in the drip pan 3.8.
  • the used lubricant and / or cooling lubricant KSSG contained coarse parts, chips and abrasion 3.10.
  • the used lubricant and / or cooling lubricant KSSG was sucked off through a magnetic and coarse filter 3.12 and a suction device (an immersion pump was used) and conveyed into the other components of the device according to the invention with the aid of the high pressure pump 2.7.
  • the liquids containing particles 5.6 were replaced by the Pipeline 2.6 and the pre-filter 4 with saturation display into the rectilinear ultrasonic tube UR of the acoustophoresis device or acoustoaggregation device 5 is pumped.
  • ultrasonic transmitters 5.7.1 were in the wall of the ultrasonic tube UR; 5.7.2, which also functioned as reflectors, in four groups, each consisting of four ultrasonic transmitters 5.7.1 opposite one another in a cross shape; 5.7.2 / 5.7.1; 5.7.2 arranged. This resulted in standing ultrasonic waves 5.8 with wave nodes 5.8.1 and wave bellies 5.8.2.
  • the particles 5.6 in the flowing liquids were concentrated, agglomerated and / or aggregated in the wave nodes 5.8.1 and passed through a pipeline
  • the cleaned liquid return flow 5.3.1 was passed through the pipeline 5.3 into the cleaned main liquid flow 5.9.1 in the discharge tube 5.9 connected fluidically to the ultrasonic tube UR at an angle> 120 °.
  • the resulting cleaned total flow could, if necessary, be passed through the pipelines 6.1 or 6.2 to the further functional components of the device according to the invention according to FIG.
  • the essential advantage of the device according to the invention for separating liquid and / or solid particles from liquids was its extraordinarily broad applicability and its excellent efficiency.
  • the acoustophoresis device or acoustic aggregation device 5 according to FIG. 3 was used.
  • the tubular spin filter 14 was constructed from hardened, scratch-resistant materials. Had a horizontal bottom 14.7 and a bell-shaped upper seal and holder 14.9 with a circumferential flange 14.8 for the filter 14.1. The bell-shaped upper outer wall 14.11 of the spin filter 14 was also attached to the flange 14.8. A flexible pressure piece 14.10 was located between the bell-shaped upper outer wall 14.11 and the upper seal and holder 14.9.
  • the separated secondary liquid stream 14.2 containing nanoparticles and / or microparticles 5.6 was passed from the acoustophoresis or acoustic aggregation device through the pipe 5.1 for tangential injection 14.2.2 into the spin filter 14, so that a rotating liquid stream 14.2.1 with a liquid surface 14.2.3 around the tubular filter 14.1 made of ceramic with pores with a uniform pore size of 1 nm.
  • the microparticles and / or nanoparticles 14.3 were retained by the filter 14.1 and possibly formed a layer of adhering particles 14.3.1 on its surface.
  • the liquid flow 14.4.1 was able to pass through the ceramic and formed a filtered, recovered liquid flow inside the filter tube 14.1, which flowed in the flow direction 14.4.2 to the outlet opening 14.4.3 and into the pipe 5.3 for the return of the secondary liquid flow 14.4.2; 5.3.1 into the main liquid flow 5.9; 5.9.1 has been drained.
  • the combined streams were then conveyed further through the pipeline for the total stream 6.2 to a UV flat bed reactor 7.
  • the spin filter 14 was removed from the filtered particles 14.3; 14.3.1 cleaned by ending the injection 14.2.2 by switching the electronically controlled three-way valve 14.5 with the aid of an actuator, the pipeline 5.3 closed against the pipe 6.2 for the main liquid flow by switching the electronically controlled three-way valve 14.6 with the aid of another actuator, which Particles 14.3; 14.3.1 flushed out of the spin filter 14 by the backwash R and caught in a collecting and collecting device (not shown) and disposed of.
  • the essential advantage of the device according to the invention for separating solid particles from liquids was its extraordinarily broad applicability and its excellent efficiency.

Abstract

Vorrichtung (V) zur Reinigung und Wiedergewinnung von gebrauchtem Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoff (KSSG) gemäß der Figur 1, umfassend mindestens eine Tellerzentrifuge (6) und/oder mindestens einen Spinfilter (14), Verfahren zur Reinigung und Wiedergewinnung von gebrauchtem Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoff (KSSG) mithilfe der Vorrichtung (V) und Vorrichtung (5; 5.2) und/oder (5; 14) zur Abtrennung von flüssigen und/oder festen Partikeln (5.6; 14.3) aus Flüssigkeiten mithilfe stehender Ultraschallwellen und mindestens einer Tellerzentrifuge (5.2) und/oder mindestens eines Spinfilters (14).

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Reinigung und Wiedergewinnung gebrauchter Schmierstoffe und/oder Kühlschmierstoffe
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Reinigung und Wiedergewinnung gebrauchter Schmierstoffe und/oder Kühlschmierstoffe.
Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Reinigung und Wiedergewinnung gebrauchter Schmierstoffen und/oder Kühlschmierstoffen.
Nicht zuletzt betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung von Tellerzentrifugen und Spinfiltern zur Reinigung und Wiedergewinnung gebrauchter Schmierstoffe und/oder Kühlschmierstoffe.
Stand der Technik
Kühlschmiermittel, ölfreie, wässrige Schmier-, Schneid- und Kühlflüssigkeiten für die Metallbearbeitung oder Zerspanungsflüssigkeiten sind seit langem bekannt. Beispielhaft wird auf die deutsche Patentanmeldung N 6545 IVd/23c, die deutschen Patentschrift Nr. 977492, die österreichische Patentschrift OE Nr. 313452, die deutsche Offenlegungsschrift 2351274, das deutsche Gebrauchsmuster DE 93 20 995 U1 oder die deutsche Patentschrift DE 43 34 647 C2 verwiesen. Außerdem sind nicht wassermischbare Kühlschmiermittel wie Schneidöle, insbesondere Öle auf der Basis von Naphthen, Paraffin und anderen Mineralölen bekannt. Traditionell wurde fettes Rüböl verwendet.
Anlagen zur Reinigung von Kühlschmiermitteln oder Schmierstoffen und/oder Kühlschmierstoffen aus der Metallbearbeitung von Metallspänen und Metallpartikeln sind beispielsweise aus der deutschen Patentschrift DE 28 57 079 C2, der deutschen Offenlegungsschrift DE 39 13 845 A1, dem deutschen Gebrauchsmuster DE 29621 322 U1 , der deutschen Offenlegungsschrift DE 197 25295 A1 , der europäischen Patentanmeldung EP 1 695 765 A1 oder dem europäischen Patent EP 1 375 061 B1 bekannt. In der Europäischen Patentanmeldung EP 0 350 761 A2 wird außerdem ein Trommelseparator für Kühlschmiermittel beschrieben. Die Qualität der gereinigten Kühlschmiermittel oder Schmierstoffe und/oder Kühlschmierstoffe reicht jedoch für ihre Wiederverwendung für anspruchsvolle Trenn- und Umformaufgaben mit besonders geringen Toleranzen auf hochpräzisen Werkzeugmaschinen nicht aus.
BESTATIGUNGSKOPIE Ein weiteres Problem ist der Befall von Kühlschmiermitteln mit Mikroorganismen. In der europäischen Patentanmeldung EP 0 919606 A2 wird vorgeschlagen, die Kühlschmiermittel mit Crospovidone-Iod zu behandeln. In der deutschen Offenlegungsschrift DE 100 16328 A1 werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Entkeimung von von Metallspänen befreiten Kühlschmiermitteln in einem UV-Flachbettreaktor beschrieben. Dabei wird dem gereinigten, aber noch nicht entkeimten Schmierstoffe und/oder Kühlschmierstoffe Wasserstoffperoxid zugesetzt, um die Wirkung zu erhöhen. Der in dieser Weise aufgearbeitete Schmierstoff oder Kühlschmierstoff soll wiederverwendbar sein.
Tellerzentrifugen, wie sie beispielsweise aus der internationalen Patentanmeldung WO 93/19853 bekannt sind, werden bekanntermaßen in der chemischen Verfahrenstechnik, der Verfahrenstechnik betreffend die Herstellung von Lebensmitteln, Getränken und Arzneimitteln sowie zu Reinigungs- und Klärzwecken verwendet. Ihre Anwendung im Rahmen der spanenden Bearbeitung von Werkstücken ist nicht bekannt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung
Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoffe werden in großen Mengen bei der spannenden Bearbeitung von Werkstücken auf Werkzeugmaschinen verbraucht und stellen deshalb einen erheblichen Kostenfaktor dar. Es war daher in hohem Maße wünschenswert, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, das die Reinigung und Wiedergewinnung von gebrauchten Schmierstoffen und/oder Kühlschmierstoffen aller Art in einfacher, kostengünstiger, zuverlässiger und energiesparender Weise gestattete und der komplexen stofflichen Zusammensetzung der Schmierstoffe und/oder Kühlschmierstoffe Rechnung trug, sodass die Gebrauchsdauer der Schmierstoffe und/oder Kühlschmierstoffe erheblich verlängert wurde.
Außerdem war es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, das die einfache quantitative Abtrennung von Flüssigkeitströpfchen und Micellen und/oder von festen Partikeln allgemein, inklusive Mikroorganismen, aus Flüssigkeiten gestattete.
Erfindungsgemäße Lösung
Demgemäß wurde die Vorrichtung zur Reinigung und Wiedergewinnung von gebrauchtem Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoff gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 gefunden, die im Folgenden als „erfindungsgemäße Vorrichtung“ bezeichnet wird. Vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung gehen aus den abhängigen
Patentansprüchen 1 bis 15 hervor.
Außerdem wurde das Verfahren zur Reinigung und Wiedergewinnung von gebrauchtem Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoff gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 16 gefunden, da es im Folgenden als „erfindungsgemäßes Verfahren“ bezeichnet wird. Vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens gehen aus den abhängigen
Patentansprüchen 17 bis 19 hervor.
Ferner wurde die Verwendung von Tellerzentrifugen und/oder Spinfilter zur Reinigung und Wiedergewinnung von gebrauchtem Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoff gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 20 gefunden, die als „erfindungsgemäße Verwendung“ bezeichnet wird.
Nicht zuletzt wurde das Verfahren zur Abtrennung von flüssigen und festen Partikeln aus Flüssigkeiten gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 21 gefunden. Vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens gehen aus den abhängigen Patentansprüchen 22 bis 24 hervor.
Vorteile der Erfindung
Im Hinblick auf den Stand der Technik war es überraschend und für den Fachmann nicht vorhersehbar, dass die Aufgabe, die der vorliegenden Erfindung zu Grunde lag, mithilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung, des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Verwendung gelöst werden konnte.
Insbesondere war es überraschend, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung, das erfindungsgemäße Verfahren die erfindungsgemäße Verwendung sich für die Wiederaufarbeitung von Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoffen aller Art, wie Schmierstoffe und/oder Kühlschmierstoffe auf der Basis von Wasser, wässrigen Lösungen, wässrigorganischen Lösungen, wässrig-organischen Emulsionen, nicht oder nur schwer brennbaren organischen Flüssigkeiten und Schneidölen und Lösungen in nicht oder nur schwer brennbaren organischen Flüssigkeiten und Schneidölen, eigneten.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil war, dass die gereinigten, wiedergewonnenen Schmierstoffe und/oder Kühlschmierstoffe - gegebenenfalls nach der Komplettierung ihrer Bestandteile - im Kreis geführt und mit frischen Schmierstoffen und/oder Kühlschmierstoffen vermischt und verwendet werden konnten.
Noch ein weiterer wesentlicher Vorteil war, dass eine Kombination aus zwei Bestandteilen der erfindungsgemäßen Vorrichtung hervorragend dazu geeignet war, Flüssigkeitströpfchen und Micellen, die sich mit Flüssigkeiten nicht molekulardispers mischten, und feste Partikel aus Flüssigkeiten abzutrennen.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient der Reinigung und der Wiedergewinnung von gebrauchtem Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoff.
Die Schmierstoffe und/oder Kühlschmierstoffe und insbesondere die gebrauchten Schmierstoffe und/oder Kühlschmierstoffe sind komplexe stoffliche Gemische.
Als Basis für die Schmierstoffe und/oder Kühlschmierstoffe kommen Wasser, wässrige Lösungen, wässrig-organische Lösungen, wässrig-organische Emulsionen, nicht oder nur schwer brennbare organische Flüssigkeiten und Schneidöle und Lösungen in nicht oder nur schwer brennbaren organischen Flüssigkeiten und Schneidölen in Betracht. Beispielhaft wird auf die deutsche Patentanmeldung N 6545 IVd/23c, die deutschen Patentschrift Nr. 977492, die österreichische Patentschrift OE Nr. 313452, die deutsche Offenlegungsschrift 2351274, das deutsche Gebrauchsmuster DE 93 20 995 U1 oder die deutsche Patentschrift DE 43 34 647 C2 verwiesen. Außerdem sind Öle auf der Basis von Naphthen, Paraffin und anderen Mineralölen bekannt. Traditionell wurde fettes Rüböl verwendet.
Diese Basisstoffe können wechselnde Mengen an Verunreinigungen enthalten.
Bekanntermaßen kann der Schmierstoff und/oder Kühl Schmierstoff mindestens einen Zusatzstoff oder Additiv, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Alterungsschutzstoffen, Antinebelzusätzen, Haftfähigkeitverbesserern, Konservierungsmitteln, EP-Additiven (Extreme- Pressure-Additives), AW-Additiven (Antiwear-Additives), Entschäumern, Bioziden, Bakteriziden, Fungiziden, Desinfektionsreinigern, Stabilisatoren, Emulgatoren, Korrosionsschutzmitteln und Hochdruckzusätzen, enthalten. Besonders bevorzugt handelt es sich bei den Bioziden, Bakteriziden und Fungiziden um Polyoxometallate. Beispiele geeigneter Polyoxometallate gehen aus der internationalen Patentanmeldung WO 2016/116259, Seite 14, Zeile 29, bis Seite 24, Zeile 17, hervor.
Den Schmierstoffen und/oder Kühlschmierstoffen können Nachsetzstoffe wie Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoffkonzentrate, Wasser, Nachkonservierer, Antinebelzusätze, Härteregulierer, pH-Wert-Regulierer und Systemreiniger zugesetzt werden.
Die gebrauchten Schmierstoffe und/oder Kühlschmierstoffe können Reaktionsprodukte wie N- Nitrosamine, polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe, Zersetzungsprodukte von Additiven und Abbauprodukte von Mikroorganismen, Fremdstoffe wie Späne und Metallabrieb, Fremdöle wie zum Beispiel Hydrauliköl, Speisereste, Getränkereste und Kehrschmutz sowie Bakterien und Pilze enthalten.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist aus mechanisch, thermisch, chemisch und gegen Druck, Korrosion und Abrieb stabilen Materialien wie Metalle und Metalllegierungen wie Stähle, Metallgewebe, Gläser, Keramiken, Hochleistungskunststoffe und/oder Verbundmaterialien aufgebaut.
Die Mengen der verwendeten Schmierstoffe und/oder Kühlschmierstoffe kann sehr breit variieren und richtet sich in erster Linie nach der Größe der erfindungsgemäßen Anlage. Vorzugsweise liegen die maximalen Fördermengen für die Schmierstoffe und/oder Kühlschmierstoffe je nach erfindungsgemäßer Vorrichtung bei 1 L/min bis 100.000 L/min, bevorzugt bei 10 L/min bis 10.000 L/min.
Ebenso können die Förderdrücke breit variieren. Vorzugsweise liegen die maximalen Förderdrücke je nach erfindungsgemäßer Vorrichtung bei 01 bar bis 500 bar, bevorzugt bei 1,0 bar bis 450 bar und insbesondere 1 ,5 bar bis 400 bar.
Des Weiteren können die Förderhöhen der verwendeten Fördervorrichtungen breit variieren. Vorzugsweise liegen die maximalen Förderhöhen je nach erfindungsgemäßer Vorrichtung bei 10 cm bis 500 m.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst mindestens eine übliche und bekannte Werkzeugmaschine wie Abkantpressen, Bohrmaschinen, Bohrwerke, Drehmaschinen oder Drehbänke, Fertigungs- oder Bearbeitungszentren, Fräsmaschinen, Langdrehautomaten oder Langdrehmaschinen, Leit- und Zugspindeldrehmaschinen, Portalfräsmaschinen, Rundschleifmaschinen, Sagemaschinen, Schleifmaschinen, Steinschleifmaschinen, Unterflurzugsägen und Zylinderbohrmaschinen oder Bohrbänke.
Die mindestens eine Werkzeugmaschine umfasst mindestens einen elektronisch, pneumatischen, hydraulisch und/oder mechanisch gesteuerten Motor an mindestens einer Aufhängung, Führung und Steuerung, zum Beispiel in der Art eines Roboterarms, für mindestens ein abtragendes Werkzeug, wie Bohrer, Zerspaner, Werkzeuge für Gegenlauffräsen, Gleichlauffräsen, Planfräsen, Rundfräsen, Schraubfräsen, Wälzfräsen, Profilfräsen und Formfräsen, Schleifer, Drehmeißel zum Plandrehen, Runddrehen, Schraubendrehen, Wälzdrehen, Profildrehen, Formdrehen, Innen- und Außendrehen, Schruppen und Schlichten, Kegeldrehen, Hartdrehen, HSC-Drehen und Fein- und Präzisionsdrehen, Reibahlen. Hartmetallbearbeitungswerkzeuge, Sägebänder, hartmetallbestückte Sägebänder und Trennwerkzeuge sowie die vorstehend genannten Werkzeuge mit Oberflächenveredelung und Obeflächenhärtung wie Beschichtungen aus Diamant, Bornitrid, Siliziumnitrid, Borcarbid, Aluminiumoxid und Oxid-, Oxid-Nitrid-, Oxid-Nitrid-Carbid- und Siliziumcarbid-Keramiken. Die Oberflächen können auch durch Austenisieren, Aufkohlen, Einsatz- und Nitrierhärten, Flammhärten, induktives Härten sowie Laser- und Elektronenstrahlhärten gehärtet sein.
Die mindestens eine Werkzeugmaschine umfasst des Weiteren mindestens eine mindestens einer Vorrichtung für die Schmierung und/oder die Kühlung des mindestens einen Werkstücks und/oder des mindestens einen abtragenden Werkzeugs, wobei die mindestens eine Vorrichtung aus der Gruppe, bestehend aus Sprühgeräten für die Schmierstoffe und/oder Kühlschmierstoffe (KSS), Geräten für die Minimalmengenschmierung und/oder die Minimalmengenkühlung, Geräten für die Tröpfchenschmierung und/oder die Tröpfchenkühlung, Geräten für die Nebelschmierung und/oder Nebelkühlung und Geräten für die Filmschmierung und/oder die Filmkühlung, ausgewählt ist. Geräte dieser Art sind üblich und bekannt und im Fachhandel erhältlich und können für die jeweilige Problemstellung ausgewählt werden.
Des Weiteren umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung mindestens eine Fördervorrichtung, insbesondere mindestens einen Kompressor, mindestens eine Druckpumpe und/oder mindestens einen Injektor, zur Förderung der Schmierstoffe und/oder Kühlschmierstoffe durch mindestens eine Rohrleitung zu mindestens einem der vorstehen genannten Geräte.
Des Weiteren umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung mindestens eine Rohrleitung zur Förderung der Schmierstoffe und/oder Kühlschmierstoffs und/oder des gereinigten und wiedergewonnenen Schmierstoffs und/oder Kühlschmierstoffs von mindestens einem Flüssig- Flüssig-Mischer für den frischen Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoff und/oder den gereinigten und wiedergewonnenen Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoff zu der vorstehend aufgeführten mindestens einen Fördervorrichtung.
Der frische Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoff ist in mindestens einem Vorratsbehälter gelagert und wird über mindestens eine Rohrleitung mithilfe mindestens einer Fördervorrichtung, insbesondere mindestens eines Kompressors, mindestens einer Druckpumpe und/oder mindestens eines Injektors, zu dem mindestens einen Flüssig-Flüssig-Mischer gefördert.
Im Weiteren weist die erfindungsgemäße Vorrichtung mindestens eine Auffangvorrichtung zum Auffangen und Absaugen des gebrauchten Schmierstoffs und/oder Kühlschmierstoffs auf. Der gebrauchte Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoff wird über mindestens eine Rohrleitung mithilfe mindestens einer Fördervorrichtung, insbesondere mit mindestens einer Druckpumpe, mindestens einem Kompressor oder mindestens einem Injektor, und mindestens einer weiteren Rohrleitung zu mindestens einem Vorfilter gefördert.
Der mindestens eine Vorfilter dient dem Abtrennen von groben Partikeln wie Spänen und Abrieb. Vorzugsweise weist er mindestens eine Sättigungsanzeige auf. Der mindestens eine Vorfilter kann außerdem mit mindestens einem Magnetfilter ausgerüstet sein, um magnetische und/oder magnetisierbare Partikel abzufangen.
Alternativ zu der vorstehend beschriebenen mindestens einen Auffangvorrichtung kann die mindestens eine Werkzeugmaschine mindestens eine Auffangrinne zum Auffangen und Ableiten des gebrauchten Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoffs durch mindestens einen vertikal und/oder schräg nach unten verlaufenden Ablaufkanal aufweisen. Der mindestens eine einen vertikal und/oder schräg nach unten verlaufende Ablaufkanal kann innerhalb der mindestens einen Werkzeugmaschine und/oder außerhalb der mindestens einen Werkzeugmaschine verlaufen. An seinem unteren Ende weist der mindestens eine vertikal und/oder schräg nach unten verlaufende Ablaufkanal mindestens einer Ablauföffnung auf, durch die der gebrauchte Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoff ausgetragen und in mindestens einer Auffangwanne aufgefangen wird. Die mindestens eine Auffangwanne ist mit mindestens einer Absaugvorrichtung, insbesondere mit mindestens einer Eintauchpumpe, zum Absaugen des mit Spänen und Abrieb und anderen feineren Partikeln verschmutzten, gebrauchten Schmierstoffs und/oder Kühlschmierstoffs ausgerüstet. Der mindestens einen Absaugvorrichtung ist mindestens ein Grobfilter vorgeschaltet, durch das die groben Späne und Abriebteilchen aufgefangen werden.
Der mindestens einen Absaugvorrichtung schließt sich mindestens eine Rohrleitung mit mindestens einer Fördervorrichtung der vorstehend beschriebenen Art an, durch die der gebrauchte Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoff zu dem mindestens einen vorstehend beschriebenen Vorfilter gefördert wird.
In einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird der gebrauchte, filtrierte Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoff durch mindestens eine Rohrleitung direkt in mindestens eine Tellerzentrifuge gefördert.
Tellerzentrifugen und ihre Funktionsweise sind üblich und bekannt. Erfindungsgemäß von Vorteil ist es die Oberflächen der Tellerzentrifugen, die mit dem gebrauchten, filtrierten Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoff in Berührung kommen, vor dem Gebrauch zu Härten. Die Härtung kann durch Austenisieren, Aufkohlen, Einsatz- und Nitrierhärten, Flammhärten, induktives Härten sowie Laser- und Elektronenstrahlhärten erfolgen. Die Oberflächen können aber auch mit Bornitrid, Siliziumnitrid, Borcarbid, Aluminiumoxid und Oxid-, Oxid-Nitrid-, Oxid-Nitrid-Carbid- und Siliziumcarbid-Keramiken beschichtet werden.
Mithilfe der mindestens einen Tellerzentrifuge werden insbesondere die Mikro- und Nanopartikel einer mittleren Teilchengröße von 1 nm bis <1000 pm, die nicht von dem mindestens einen Vorfilter zurückgehalten werden, abgetrennt. Üblicherweise erfolgt dies mithilfe mindestens einer vorzugsweise automatisierten Ausleitung der Partikel in mindestens einen Feststoffauffangbehälter.
Tellerzentrifugen mit unterschiedlichen Fördermengen und Trennwirkungen sind ebenfalls üblich und bekannt und im Fachhandel erhältlich. Die für die jeweiligen Problemstellungen optimalen Tellerzentrifugen stehen daher zur Verfügung.
In einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird der gebrauchte, filtrierte Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoff durch mindestens eine Rohrleitung direkt in mindestens einen Spinfilter oder in mindestens eine Spinfilterbatterie aus fluidmässig miteinander verbundenen Spinfiltern gefördert. Die Spinfilter sind vorzugsweise aus den vorstehend beschriebenen erhalten, kratzfesten Materialien aufgebaut, die nicht durch die in den gebrauchten Schmierstoffen und/oder Schmierstoffen enthaltenen abrasiven Partikeln beschädigt werden, und habe einen kreisrunden Querschnitt. Die Spinfilter umfassen jeweils mindestens einen Einlass für die gebrauchten Schmierstoffe und/oder Kühlschmierstoffe, die vorzugsweise tangential in den Raum zwischen der Filteraußenwand und dem Filter eingedüst werden, sodass ein rotierender Schmierstoff- und/oder Kühlschmierstoff- Strom entsteht. Der Filter in der Form eines Filterrohrs besitzt Poren einer einheitlichen Porenweite, die zwischen 0,5 nm und 50 nm liegt. Vorzugsweise ist er aus einer üblichen bekannten harten, kratzfesten Keramik aufgebaut, die gegebenenfalls durch ein Netz aus metallmechanisch gestützt wird. Das Filterrohr lässt die flüssige Phase durch die Filterrohrwand hindurchtreten und hält die festen Mikro- und/oder Nanopartikel zurück. U.U. bildet sich auch ein Belag dieser festen Partikel auf der Außenseite des Filterrohrs. Der partikelfreie Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoff strömt im Inneren des Filterrohrs zu einer vorzugsweise im Boden oder am Boden angeordneten Auslassöffnung wird von da aus durch mindestens ein Rohr ausgeleitet. Zur Abtrennung der festen Partikel wird die Zuleitung des gebrauchten Schmierstoffs und/oder Kühlschmierstoffs gestoppt, und die Spinfilter werden rückgespült, wodurch die festen Partikel aus den Spinfiltern gespült, in einer Auffang- und Sammelvorrichtung aufgefangen und entsorgt werden.
In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird der gebrauchte, im Vorfilter gefilterte Schmierstoff- und/oder Kühlschmierstoff-Gesamtstrom in mindestens eine Akustophoresevorrichtung oder Akustoaggregationsvorrichtung, wie sie beispielsweise in der internationalen Patentanmeldung WO 2017/153038 A2, Seite 26, Zeile 5, bis Seite 41, Zeile 11, in Verbindung mit den Figuren 1 (a) bis 6 beschrieben wird, eingeleitet. In der mindestens einen Akustophoresevorrichtung oder Akustoaggregationsvorrichtung werden insbesondere Nanopartikel einer mittleren Teilchengröße von 1 nm bis <1000 nm in den Schwingungsknoten der stehenden Ultraschallfelder konzentriert, agglomeriert und/oder aggregiert und in mindestens einem Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoff-Teilstrom durch mindestens eine Rohrleitung ausgeleitet. Der mindestens eine Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoff-Teilstrom macht vorzugsweise 1 ,0 Vol.-% bis 30 Vol.-% des mindestens einen Gesamtstroms an gebrauchtem, filtriertem Schmierstoff -und/oder Kühlschmierstoffstrom aus. Der mindestens eine Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoff-Teilstrom wird durch die mindestens eine Rohrleitung in mindestens eine Tellerzentrifuge der vorstehend beschriebenen Art geleitet, worin die festen und/oder flüssigen Partikel abgetrennt, und aus einem Austrag in einen Auffangbehälter oder ausgetragen werden. Der in der mindestens einen Tellerzentrifuge gereinigte, gebrauchte Schmierstoffund/oder Kühlschmierstoff-Teilstrom wird durch mindestens eine Rohrleitung in das mindestens eine Ausleitungsrohr für den mindestens einen Schmierstoff- und/oder Kühlschmierstoff- Hauptstrom zurückgeleitet. Wenn aus dem gebrauchten, im Vorfilter gefilterten Schmierstoff- und/oder Kühlschmierstoff- Strom keine flüssigen Partikel entfernt werden müssen, kann anstelle oder zusätzlich zu der mindestens einen Tellerzentrifuge mindestens ein Spinfilter oder mindestens eine Spinfilterbatterie verwendet werden.
Der mindestens eine solchermaßen gereinigte, gebrauchte Schmierstoff- und/oder Kühlschmierstoff-Gesamtstrom kann im weiteren Verlauf in mindestens eine weitere Tellerzentrifuge und/oder mindestens einen weiteren Spinfiltern geleitet werden.
Den Tellerzentrifugen und/oder Spinfiltern kann aber auch bei weiteren Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung noch Akustophoresevorrichtungen nachgeschaltet werden.
In einerweiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der mindestens eine gebrauchte, zentrifugierte Schmierstoff- und/oder Kühlschmierstoff-Gesamtstrom durch mindestens eine Rohrleitung in mindestens einen UV-Reaktor geleitet, worin der mindestens eine Schmierstoff- und/oder Kühlschmierstoff-Gesamtstrom zum Abtöten von darin enthaltenen Mikroorganismen mit mikrobiozider UV-Strahlung mindestens eines UV-Strahlers bestrahlt wird. Bei dem mindestens einen UV-Reaktor kann es sich um mindestens einen Flachbettreaktor oder um mindestens einen Fallfilmreaktor handeln, worin der mindestens eine UV-Strahler im Zentrum des mindestens einen Fallrohrs angeordnet ist.
Der solchermaßen gereinigte, wiedergewonnene Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoff wird durch mindestens eine Rohrleitung in mindestens einen Sammelbehälter geleitet.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des mindestens einen Sammelbehälters umfasst dieser mindestens ein Agitationsmittel, das vorzugsweise aus der Gruppe, bestehend aus Vibramax- Schüttlern, Ultraschallbädern, Ultraschalllanzen und mechanischen Rührern, und aus der Gruppe, bestehend aus in mindestens einem Nebenkreis des Sammelbehälters befindlichen Inline-Dissolvern, Inline-Dispergierern, Einwellenzwangsmischern, Doppelwellemischern, Planeten-Gegenstrommischern, Gleichlaufzwangsmischern und Microfluidizern, ausgewählt ist.
Durch die Agitationsmittel können gegebenenfalls gespaltene Schmierstoffe und/oder Kühlschmierstoffe wieder homogenisiert werden.
Der mindestens eine Sammelbehälter weist vorzugsweise in seinem Boden mindestens einen Auslauf für den gereinigten, wiedergewonnenen Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoff auf. Die Menge des durch mindestens eine Rohrleitung abgelassene mindestens eine Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoff-Strom wird mithilfe mindestens eines von einem Aktuator gesteuerten Durchflussventils reguliert.
Der mindestens eine abgelassene Schmierstoff- und/oder Kühlschmierstoff-Strom wird durch mindestens eine weitere Rohrleitung mithilfe mindestens einer Fördervorrichtung der vorstehend beschriebenen Art in den mindestens einen Flüssig-Flüssig-Mischer geleitet, worin er gegebenenfalls mit frischem Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoff vermischt wird. Dadurch wird der Kreislauf des Schmierstoffs und/oder Kühlschmierstoffs geschlossen.
In einer weiteren Ausführungsform kann die mindestens eine weitere Rohrleitung noch mindestens einen Filter, der vorzugsweise eine Sättigungsanzeige aufweist und als Polizeifilter dient, aufweisen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dem mindestens einen Sammelbehälter mindestens ein physikalisch chemisches Messgerät zur Bestimmung der Dichte und/oder der chemischen Zusammensetzung des gefilterten und zentrifugierten oder des gefilterten, zentrifugierten und mit UV-Strahlung bestrahlten Schmierstoffs und/oder Kühlschmierstoffs vorgeschaltet.
Das mindestens eine Messgerät kann die ermittelten Messwerte über mindestens eine Input- Signalleitung oder drahtlos zu mindestens einer elektronischen Datenverarbeitungsanlage senden, worin sie nach ihrem Empfang in Steuersignale umgewandelt werden.
Die Steuersignale können über mindestens eine Output-Signalleitung oder drahtlos an mindestens eine elektronisch gesteuerte Fördervorrichtung für die Förderung mindestens eines flüssigen Bestandteils des Schmierstoffs und/oder Kühlschmierstoffs aus mindestens einem Vorratsbehälter in den mindestens einen Sammelbehälter gesendet werden.
Außerdem können die Steuersignale über mindestens eine weitere Output-Signalleitung oder drahtlos an mindestens ein elektronisch gesteuertes Pulverdosiergerät für die Förderung mindestens eines pulverförmigen Bestandteils des Schmierstoffs und/oder Kühlschmierstoffs aus mindestens einem entsprechenden Vorratsbehälter in den mindestens einen Sammelbehälter gesendet werden. In dieser Weise kann der Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoff, der sich in dem mindestens einen Sammelbehälter befindet, im Bedarfsfall komplettiert werden.
Die mindestens eine, insbesondere eine, elektronische Datenverarbeitungsanlage wird vorteilhafterweise zur zentralen Steuerung der gesamten erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet.
Mindestens eine der vorstehend beschriebenen Akustophoresevorrichtungen oder Akustoaggregationsvorrichtungen und mindestens eine der vorstehend beschriebenen Tellerzentrifugen und/oder mindestens einer der vorstehend beschriebenen Spinfiltern können zu mindestens einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Abtrennung von flüssigen und/oder festen Partikeln aus Flüssigkeiten kombiniert werden. Die mindestens eine resultierende Vorrichtung umfasst
- mindestens eine Akustophoresevorrichtung oder Akustoaggregationsvorrichtung zum Konzentrieren, Agglomerieren und/oder Aggregieren von flüssigen und/oder festen Partikeln in einer Flüssigkeit mithilfe stehender Ultraschallwellen, mindestens eine Rohrleitung zum Ausleiten der konzentrierten, agglomerierten und/oder aggregierten flüssigen und/oder festen Partikel in mindestens einem Flüssigkeitsteilstrom in mindestens eine Tellerzentrifuge und/oder in mindestens einen Spinfiltern zum Abtrennen und Austragen der flüssigen und/oder festen Partikel durch einen Austrag in einen Auffangbehälter oder mittels Rückspülung zu einem Auffäng- und Sammelbehälter sowie
- mindestens eine Rohrleitung zum Zurückleiten mindestens eines gereinigten Flüssigkeitsrückstroms in mindestens ein Ausleitungsrohr für den mindestens einen gereinigten Flüssigkeitshauptstrom.
Vorzugsweise macht der Flüssigkeitsteilstrom 1 ,0 Vol.-% bis 30 Vol.-% des gesamten Flüssigkeitsstroms aus.
Bei den bei den flüssigen und festen Partikeln handelt es sich um Flüssigkeitströpfchen oder Micellen, die in der Flüssigkeit nicht molekulardispers löslich sind, und um organische, anorganische und metallorganische Nanopartikel, Mikropartikel und Makropartikel. Bei der Flüssigkeit handelt es sich um organische und anorganische Lösemittel oder vorzugsweise homogene Lösemittelgemische.
Die flüssigen und/oder festen Partikel können Schmutzteilchen sein, von denen die Flüssigkeit gereinigt werden muss, oder sie können Wertprodukte sein, die aus einem flüssigen Reaktionsmediums isoliert werden sollen.
Darüber hinaus umfassen die vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtungen Peripherien zur elektronischen, hydraulischen, pneumatischen und mechanischen Steuerung und zur Regelung und Messung der physikalischen und chemischen Parameter bei der Durchführung des nachstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Peripherie umfasst elektronische Datenverarbeitungsanlagen, elektrische, mechanische, hydraulische und pneumatische Aktuatoren sowie Druck-, Temperatur- und Durchflussmessgeräte und Sensoren für chemische Verbindungen.
Vorzugsweise dient die erfindungsgemäße Vorrichtung der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst zumindest die folgenden Verfahrensschritte:
(A) Abtragendes T rennen und/oder Umformen mindestens eines Werkstücks auf mindestens einer Werkzeugmaschine mit mindestens einem von mindestens einem Motor angetriebenen abtragenden Werkzeug, das in abtragendem Kontakt mit dem mindestens einen Werkstück steht, wobei der mindestens eine Motors mindestens eine Aufhängung und Steuerung aufweist, unter fortgesetztem Schmieren und/oder Kühlen des mindestens einen Werkstücks und/oder des mindestens einen Werkzeugs mit mindestens einem Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoff, der oder die mithilfe mindestens einer Vorrichtung, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Sprühgeräten, Geräten für die Minimalmengenschmierung und/oder die Minimalmengenkühlung, Geräten für die Tröpfchenschmierung und/oder die Tröpfchenkühlung, Geräten für die Nebelschmierung und/oder Nebelkühlung und Geräten für die Filmschmierung und/oder die Filmkühlung, appliziert wird oder werden,
(B) Förderung des Schmierstoffs und/oder Kühlschmierstoffs durch mindestens eine Rohrleitung zu der mindestens einen Vorrichtung mit mindestens einer Fördervorrichtung, (C) Förderung des Schmierstoffs und/oder Kühlschmierstoffs und/oder des gereinigten und wiedergewonnenen Schmierstoffs und/oder Kühlschmierstoffs durch mindestens eine Rohrleitung von mindestens einem Flüssig-Flüssig-Mischer für und/oder zu der mindestens einen Fördervorrichtung,
(D) Auffangen und Abtransportieren des gebrauchten, mit Partikeln verschmutzten Schmierstoffs und/oder Kühlschmierstoffs
(d1) mit mindestens einer Absaugvorrichtung durch mindestens eine Rohrleitung zu mindestens einem Vorfilter mithilfe mindestens einer Fördervorrichtung und/oder
(d2) mit mindestens einer Auffangrinne, mindestens einem Ablaufkanal mit mindestens einer Auslassöffnung, mindestens einer Auffangwanne und mindestens einer Absaugvorrichtung mit Grobfilter durch mindestens eine Rohrleitung zu mindestens einem Vorfilter mithilfe mindestens einer Eintauchpumpe,
(E) T ransport des gefilterten, gebrauchten Schmierstoffs und/oder Kühlschmierstoffs von dem mindestens einen Vorfilter
(e1) durch mindestens eine Rohrleitung zu mindestens einer Tellerzentrifuge und/oder zu mindestens einem Spinfilter und Abtrennung der in dem mindestens einen Vorfilter nicht abtrennbaren Partikel und deren Ausleitung aus der mindestens einen Tellerzentrifuge durch mindestens eine Ausleitung zu einem Feststoffauffangbehälter und/oder deren Ausspülung aus dem mindestens einen Spinfilter durch Rückspülung und/oder
(e2) durch mindestens eine Akustophoresevorrichtung, Konzentrieren und Ausleiten der Partikel in mindestens einem Teilstrom des gefilterten, gebrauchten
Schmierstoffs und/oder Kühlschmierstoffs durch mindestens eine Rohrleitung zu mindestens einer Tellerzentrifuge zum Abtrennen und Austragen der Partikel über einen Feststoffaustrag in einen Feststoffauffangbehälter, Zurückleiten mindestens eines KSSR-Teilstroms durch mindestens eine Rohrleitung in das mindestens eine Ausleitungsrohr für den mindestens einen KSSR-Hauptstrom und/oder
(e3) durch mindestens eine Akustophoresevorrichtung, Konzentrieren und Ausleiten der Partikel in mindestens einem Teilstrom des gefilterten, gebrauchten Schmierstoffs und/oder Kühlschmierstoffs durch mindestens eine Rohrleitung zu mindestens einem Spinfilter, Zurückleiten mindestens eines Teilstroms durch mindestens eine Rohrleitung in das mindestens eine Ausleitungsrohr für den mindestens einen Hauptstrom und Ausspülen der angesammelten Partikel aus dem mindestens einen Spinfilter durch Rückspülung,
(F) Transport des gereinigten und wiedergewonnenen Schmierstoffs und/oder Kühlschmierstoffs durch mindestens eine Rohrleitung zu mindestens einem Sammelbehälter mit mindestens einem Auslauf für den gereinigten und wiedergewonnenen Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoff und mit mindestens einem mithilfe eines Aktuators gesteuerten Durchflussventils,
(G) Transport gereinigten und wiedergewonnenen Schmierstoffs und/oder Kühlschmierstoffs mithilfe mindestens einer Fördervorrichtung durch mindestens eine Rohrleitung zu dem mindestens einen Flüssig-Flüssig-Mischer sowie
(H) Förderung von (KSS) aus dem mindestens einem Vorratsbehälter (1) für den Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoff (KSS) durch mindestens eine Rohrleitung mit mindestens einer Fördervorrichtung zu dem mindestens einen Flüssig-Flüssig-Mischer, wodurch der Kreislauf
„Frischer, gebrauchter, gereinigter und wiedergewonnener Schmierstoff und/oder
Kühlschmierstoff“ geschlossen wird.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren werden anhand der Figuren 1 bis 4 erläutert. Die Figuren 1 bis 4 sind schematische Darstellungen, die der Veranschaulichung der Funktionen und Abläufe dient. Sie sind daher nicht maßstabsgetreu. Es zeigen
Figur 1 das Fließschema einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung V mit den wesentlichen funktionellen Bestandteilen im Längsschnitt, Figur 2 das Fließschema eines Ausschnitts aus einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung V mit der Werkzeugmaschine 3 als einer der wesentlichen Bestandteile im Längsschnitt;
Figur 3 die Draufsicht auf einen Längsschnitt durch die Akustophoresevorrichtung 5 mit einer Tellerzentrifuge 5.2 im Seitenkreis und
Figur 4 die Draufsicht auf einen Längsschnitt durch einen Spinfilter 14 im Seitenkreis.
In den Figuren 1 bis 3 haben die Bezugszeichen die folgende Bedeutung:
KSS Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoff
KSSG Gebrauchter Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoff
KSSR Gereinigter und wiedergewonnener Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoff KSSG M Motor
R Rückspülung des Spinfilters 14
UR Ultraschallrohr
UV UV-Strahler
V Vorrichtung zur Reinigung und Wiedergewinnung von gebrauchtem Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoff KSSG
1 Vorratsbehälter für den Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoff KSS
1.1 Rohrleitung zum Kompressor 1.2
1.2 Kompressor
1.3 Rohrleitung zum Flüssig-Flüssig-Mischer 2
2 Flüssig-Flüssig-Mischer
2.1 Rohrleitung vom Flüssig-Flüssig-Mischer 2 zum Kompressor 2.2
2.1.1 Ringförmige Rohrleitung
2.2 Kompressor
2.3 Vorrichtung für die Schmierung und/oder die Kühlung des Werkstücks 3.1 und/oder des abtragenden Werkzeugs 3.4
2.3.1 Sprühdüse
2.4 Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoff-Versprühung
2.5 Absaugvorrichtung für den gebrauchten gesprühten Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoff KSSG 2.6 Rohrleitung von der Absaugvorrichtung 2.5 zu der Hochdruck-Förderpumpe 2.7 mit der Rohrleitung zu dem Filter mit Sättigungsanzeige 4;
Rohrleitung von der Flüssigkeitsabsaugung 3.11 zu der Hochdruck-Förderpumpe 2.7
2.7 Hochdruck-Förderpumpe 2.7 mit der Rohrleitung zu dem Filter 4 mit Sättigungsanzeige
3 Werkzeugmaschine
3.1 Werkstück
3.2 Spannfutter
3.3 Aufhängung und Führung des Motors M
3.4 Abtragendes Werkzeug
3.4.1 Spannfutter für das abtragende Werkzeug 3.4
3.5 Auffangrinne für den gebrauchten Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoff KSSG
3.6 Ablaufkanal für den gebrauchten Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoff KSSG
3.7 Auslassöffnung
3.8 Auffangwanne für den gebrauchten Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoff KSSG
3.9 Standfuß
3.10 Grobteile, Späne, Abrieb
3.11 Absaugvorrichtung für den gebrauchten Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoff KSSG; Eintauchpumpe
3.12 Grobfilter, Magnetfilter
4 Vorfilter mit Sättigungsanzeige und Rohrleitung zur Akustophoresevorrichtung 5
5 Akustophoresevorrichtung
5.1 Rohrleitung zum Ausleiten des vom KSSR-Hauptstrom 5.9.1 abgetrennten Nano- und Mikropartikel 5.6 enthaltenden KSSG-Stroms 5.6.1 und Einleiten des Stroms 5.6.1 in die Tellerzentrifuge 5.2 oder den Spinfilter 14
5.2 Tellerzentrifuge
5.3 Rohrleitung für die Rückleitung des KSSR-Nebenstroms 5.3.1 von der Tellerzentrifuge 5.2 und/oder den Spinfilter 14 in den KSSR-Hauptstrom 5.9.1
5.3.1 KSSR-Nebenstrom
5.4 Feststoffaustrag, Austrag für feste und/oder flüssige Partikel allgemein
5.5 Feststoffauffangbehälter, Auffangbehälter für feste und/oder flüssige Partikel allgemein
5.6 Abgetrennte Mikro- und Nanopartikel; abgetrennte feste und/oder flüssige Partikel allgemein
5.6.1 Nano- und Mikropartikel 5.6 enthaltender KSSG-Strom
5.7.1 Ultraschallsender
5.7.2 Ultraschallsender oder Reflektor
5.8 Stehende Ultraschallwelle 5.8.1 Wellenknoten
5.8.2 Wellenbauch
5.9 Ausleitungsrohr für den KSSR-Hauptstrom 5.9.1
6 Tellerzentrifuge
6.1 Rohrleitung für die Zuleitung des KSSR-Hauptstroms aus der Akustophoresevorrichtung 5
6.2 Rohrleitung für die Ausleitung des KSSR-Hauptstroms aus der Tellerzentrifuge 6; 5.2 oder aus dem Spinfilter 14
6.3 Feststoffaustrag
6.4 Feststoffauffangbehälter
6.5 Abgetrennter Feststoff
7 UV-Flachbettreaktor, UV-Fallfilmreaktor mit Rohrleitung zu den Messgerät 8
8 Elektromagnetisches, magnetisches, spektroskopisches, akustisches und optisches elektronisches Messgerät zur Messung der Dichte und der stofflichen Zusammensetzung des gebrauchten, filtrierten und zentrifugierten Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoffs KSSR
8.1 Rohrleitung von dem Messgerät 8 zu dem Sammelbehälter 9
8.2 Input-Signalleitung
9 Sammelbehälter für den wiedergewonnenen Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoff
KSSR
9.1 Mischaggregat
9.2 Auslassöffnung
9.3 Rohrleitung zum elektronisch gesteuerten Durchflussventil 9.4
9.4 Elektronisch gesteuertes Durchflussventil 9.4 mit der Rohrleitung zu dem Filter 9.5
9.5 Filter mit Sättigungsanzeige und mit der Rohrleitung zu der Förderpumpe 9.6
9.6 Förderpumpe mit der Rohrleitung zu dem Flüssig-Flüssig-Mischer 2
10 Elektronisches Datenverarbeitungs- und Steuergerät
10.1 Output-Signalleitung zu der elektronisch gesteuerten Zellenradschleuse 11.1
10.2 Output-Signalleitung zu der elektronisch gesteuerten Dosierpumpe 12.1
10.3 Output-Signalleitung zu der elektronisch gesteuerten Dosierpumpe 13.1
11 Vorratsbehälter für pulverförmige Bestandteile des Schmierstoffs und/oder
Kühlschmierstoffs KSS mit Rohrleitung zur Zellenradschleuse 11.1
11.1 Elektronisch gesteuerte Zellenradschleuse
11.2 Rohrleitung zu dem Sammelbehälter 9
12 Vorratsbehälter für flüssige Bestandteile des Schmierstoffs und/oder Kühlschmierstoffs KSS mit Rohrleitung zur Dosierpumpe 12.1 12.1 Elektronisch gesteuerte Dosierpumpe
12.2 Rohrleitung zu dem Sammelbehälter 9
13 Vorratsbehälter für flüssige Bestandteile des Schmierstoffs und/oder Kühlschmierstoffs
KSS mit Rohrleitung zur Dosierpumpe 13.1
13.1 Elektronisch gesteuerte Dosierpumpe
13.2 Rohrleitung zu dem Sammelbehälter 9
14 Spinfilter
14.1 Filter
14.2 Mikro- und/oder Nanopartikel 14.3 enthaltender KSSG-Strom 5.6.1
14.2.1 Rotierender KSSG-Strom 5.6.1; 14.2
14.2.2 Tangentiale Eindüsung des KSSG-Stroms 5.6.1; 14.2
14.2.3 Flüssigkeitsoberfläche
14.3 Mikro- und/oder Nanopartikel
14.3.1 Am Filter 14.1 antihaftende Mikro- und/oder Nanopartikel
14.4 Gefilterter, zurückgewonnener KSSR-Strom
14.4.1 Durch den Filter 14.1 durchtretender KSSR-Strom
14.4.2 Strömungsrichtung des gefilterten, zurückgewonnenen KSSR-Stroms
14.4.3 Auslassöffnung
14.5 Elektronisch gesteuerter Dreiwegehahn zwischen der Akustophoresevorrichtung 5 und der tangentialen Eindüsung 14.2.2
14.6 Elektronisch gesteuerter Dreiwegehahn nach der Auslassöffnung 14.4.3 in der Rohrleitung 5.3
14.7 Boden des Spinfilters 14
14.8 Umlaufender Flansch
14.9 Glockenförmige obere Abdichtung und Halterung des Filters 14.1
14.10 Flexibles Anpressstück
14.11 Glockenförmige obere Außenwand des Spinfilters 14
Ausführliche Beschreibung der Figuren Figur 1
Die Bestandteile der Vorrichtung V zur Reinigung und Wiedergewinnung von gebrauchtem Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoff KSSG, die dem frischen Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoff KSS, den gebrauchten Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoff KSSG und dem gereinigten wiedergewonnenen Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoff KSSR in Berührung kamen, waren übenwiegend aus Edelstahl aufgebaut. Der UV-Flachbettreaktor 7 wies dagegen eine UV-durchlässige Front auf. Die maximalen Fördermengen für die Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoffe KSSR, KSSG und KSSR lagen bei 200 L/min. Die maximalen Förderdrücke betrugen 30 bar. Die maximalen Förderhöhen der verwendeten Fördervorrichtungen lagen bei 50 m.
Frischer Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoff KSS wurde aus der dem Vorratsbehälter 1 durch die Rohrleitung 1.1 zu einem Kompressor 1.2 und von dort über die Rohrleitung 1.3 in den Flüssig-Flüssig-Mischer 2 gepumpt. In dem Flüssig-Flüssig-Mischer 2 wurde der frische Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoff KSS mit wiedergewonnenem, gereinigtem Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoff KSSR vermischt. Die Schmierstoff- und/oder Kühlschmierstoffmischung KSS/KSSR wurde durch die Rohrleitung 2.1 mithilfe der Hochdruckpumpe 2.2 zu der Schmierstoff- und/oder Kühlschmierstoff-Versprühung 2.3 gepumpt. Diese wies mehrere Düsen auf, aus denen die Schmierstoff- und/oder Kühlschmierstoffmischung KSS/KSSR mit hoher Geschwindigkeit austrat und auf das mit einem Spannfutter 3.2 auf der Werkzeugmaschine 3 befestigte Werkstück 3.1 aus Buntmetall und auf das abtragende Werkzeug 3.4 auftraf. Das abtragende Werkzeug 3.4 war eine von einem von einem an einer elektronisch gesteuerten Aufhängung und Führung 3.3 befestigten Elektromotor M angetriebene Fräse 3.4.
Der versprühte gebrauchte Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoff KSSG wurde von einer glockenförmigen Absaugvorrichtung 2.5 aufgefangen und über die Rohrleitung 2.6 mit der Hochdruckpumpe 2.7 abgesaugt und durch den Vorfilter 4 mit Sättigungsanzeige in die Akustophoresevorrichtung oder Akustoaggregationsvorrichtung 5 gefördert. In der Beschreibung der Figur 3 werden der Aufbau und die Funktion der Akustophoresevorrichtung oder Akustoaggregationsvorrichtung 5 näher erläutert.
In der Akustophoresevorrichtung oder Akustoaggregationsvorrichtung 5 wurden die Nanopartikel und Mikropartikel 5.6 (vgl. Figur 3), die der Vorfilter 4 nicht hatte abgefangen können, in einem stehenden Ultraschallfeld, das von stehenden Ultraschallwellen 5.8 gebildet wurde, konzentriert, aggregiert und/oder agglomeriert und durch die Rohrleitung 5.1 in einem KSSG-Teilstrom 5.6.1 ausgeleitet (vgl. im Weiteren Figur 3). Der Hauptstrom der gefilterten und durch die Akustophoresevorrichtung oder Akustoaggregationsvorrichtung 5 gereinigte, gebrauchte Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoff KSSG wurde durch die Rohrleitung 6.1 in die Tellerzentrifuge 6 geleitet, worin restliche Feststoffpartikel 6.5 abgetrennt und durch den Feststoffaustrag 6.3 in den Feststoffauffangbehälter ausgetragen wurden. Der solchermaßen weiter gereinigte, gebrauchte Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoff KSSG wurde durch die Rohrleitung 6.2 zu dem UV-Flachbettreaktor 7 gepumpt und darin mit mikrobiozider UV-Strahlung von UV-Strahlern UV bestrahlt, um Mikroorganismen abzutöten. Danach wurde der gereinigte, wiedergewonnene Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoff KSSR durch ein elektromagnetisches, magnetisches, spektroskopisches, akustisches und optisches elektronisches Kombi-Messgerät 8 zur Bestimmung der Dichte und der stofflichen Zusammensetzung des gereinigten Schmierstoffs und/oder Kühlschmierstoffs KSSR und von da aus in den Sammelbehälter 9 geleitet. Im Sammelbehälter 9 wurde der gereinigte Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoff KSSR mithilfe einer Ultraschalllanze 9.1 homogenisiert, wenn er sich zuvor gespalten hatte.
Das Kombi-Messgerät 8 leitete die Messwerte über die Input-Signalleitung 8.2 zu dem elektronischen Datenverarbeitungs- und Steuergerät 10, worin die Messwerte zu Steuersignalen verarbeitet wurden. Die Steuersignale wurden im Bedarfsfall über die Output-Signalleitung 10.1 an die elektronisch gesteuerte Zellenradschleuse 11.1 gesendet, um pulverförmige Bestandteile des Schmierstoffs und/oder Kühlschmierstoffs KSSR aus dem Vorratsbehälter 11 durch die Rohrleitung 11.2 in den Sammelbehälter 9 zu dosieren. In gleicher Weise wurden im Bedarfsfall Steuersignale über die Output-Signalleitungen 10.2; 10.3 an die elektronisch gesteuerten Dosierpumpen 12.1; 13.1 gesendet, um flüssige Bestandteile des Schmierstoffs und/oder Kühlschmierstoffs KSSR durch die Rohrleitungen 12.2; 13.2 in den Sammelbehälter 9 zu dosieren.
Der gereinigte, wiedergewonnene, gegebenenfalls komplettierte Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoff KSSR wurde durch die Auslassöffnung 9.2 und die Rohrleitung 9.3 zu dem elektronisch gesteuerten Durchflussventil 9.4 mit Aktuator geleitet. Die elektronisch geregelte Menge an Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoff KSSR wurde von einer Hochdruckpumpe 9.6 durch einen Polizeifilter 9.5 mit Sättigungsanzeige durch die Rohrleitung 9.3 angesaugt und in den Flüssig-Flüssig-Mischer gepumpt, wodurch der Kreislauf KSS/KSSG/KSSR nahezu verlustfrei geschlossen wurde.
Mithilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß der Figur 1 und des damit durchgeführten erfindungsgemäßen Verfahrens konnten der Verbrauch an frischem Kühlschmiermittel KSS signifikant gesenkt werden, was wirtschaftlich und ökologisch von großem Vorteil war.
Figur 2 Die Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung V der Figur 2 entsprach der erfindungsgemäßen Vorrichtung V der Figur 1 nur, dass die Sprühvorrichtung für den Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoff KSS oder das Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoff- Gemisch KSS/KSSR der Werkzeugmaschine 3 aus einer Sprühvorrichtung 2.3 aus sechs Sprühdüsen 2.3.1 schräg nach unten auf das von einem Spannfutter 3.4.1 gehaltene abtragende Werkzeug 3.4 und das von einem Spannfutter 3.2.1 gehaltene Werkstück 3.2 gesprüht wurde. Die sechs Sprühdüsen 2.3.1 waren auf der ringförmigen Rohrleitung 2.1.1 , die von der Rohrleitung 2.1 und dem Kompressor 2.2 gespeist wurde und das Spannfutter 3.4.1 konzentrisch umgab, symmetrisch angeordnet.
Die Schmierstoff- und/oder Kühlschmierstoff-Versprühung 2.4; KSS umspülte das abtragende Werkzeug 3.4 und das Werkstück 3.1 und floss als gebrauchter Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoff KSSG nach unten in eine die vorstehende Anordnung konzentrisch umgebende Auffangrinne 3.5 für den gebrauchten Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoff KSSG auf der Oberseite der Werkzeugmaschine 3. Der gebrauchte Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoff KSSG floss durch Ablaufkanäle 3.6 nach unten und trat aus den Auslassöffnungen 3.7 in die Auffangwanne 3.8 aus, worin er gesammelt wurde. Die Werkzeugmaschine 3 war auf Standfüßen 3.9 oberhalb der Flüssigkeitsoberfläche in der Auffangwanne 3.8 gelagert. Der gebrauchte Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoff KSSG enthielt Grobteile, Späne und Abrieb 3.10.
Der gebrauchte Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoff KSSG wurde durch einen Magnet- und Grobfilter 3.12 und eine Absaugvorrichtung (verwendet wurde eine Eintauchpumpe) abgesaugt und mithilfe der Hochdruckpumpe 2.7 in die weiteren Bestandteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung befördert.
Mit dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung V wurden dieselben Vorteile wie mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung V gemäß der Figur 1 erzielt.
Figur 3
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Abtrennung von festen und/oder flüssigen Partikeln 5.6 aus Flüssigkeiten allgemein, wie zum Beispiel Nanopartikel, Mikropartikel und Makropartikel 5.6 in gebrauchten Schmierstoffen und/oder Kühlschmierstoffen KSSG, umfasste die Akustophoresevorrichtung oder Akustoaggregationsvorrichtung 5. Die Partikel 5.6 enthaltenden Flüssigkeiten wurden durch die Rohrleitung 2.6 und den Vorfilter 4 mit Sättigungsanzeige in das geradlinige Ultraschallrohr UR der Akustophoresevorrichtung oder Akustoaggregationsvorrichtung 5 gepumpt. In die Wand des Ultraschallrohrs UR waren sechzehn Ultraschallsender 5.7.1; 5.7.2, die auch als Reflektoren fungierten, in vier Gruppen aus jeweils vier einander kreuzförmig gegenüberliegenden Ultraschallsendern 5.7.1 ; 5.7.2/5.7.1 ; 5.7.2 angeordnet. Dadurch resultierten stehende Ultraschallwellen 5.8 mit Wellenknoten 5.8.1 und Wellenbäuchen 5.8.2. Die Partikel 5.6 in den fließenden Flüssigkeiten wurden in den Wellenknoten 5.8.1 konzentriert, agglomeriert und/oder aggregiert und durch eine Rohrleitung
5.1 in einem Teilstrom 5.6.1 aus dem partikelfreien Hauptstrom 5.9.1 in eine Tellerzentrifuge 5.2 geleitet. DerTeilstrom 5.6.1 machte 10 Vol.-% des Gesamtstroms = Teilstrom 5.6.1 + Hauptstrom
5.9.1 aus. In der Tellerzentrifuge 5.2 wurden die Partikel 5.6 durch den automatischen Austrag 5.4 ausgetragen und in dem Auffangbehälter 5.5 aufgefangen.
Der gereinigte Flüssigkeitsrückstroms 5.3.1 wurde durch die Rohrleitung 5.3 in den gereinigten Flüssigkeitshauptstrom 5.9.1 in dem unter einem Winkel >120° mit dem Ultraschallrohr UR fluidmäßig verbundenen Ausleitungsrohr 5.9 geleitet. Der resultierende gereinigte Gesamtstrom konnte im Bedarfsfall durch die Rohrleitungen 6.1 oder 6.2 zu den weiteren funktionellen Bestandteilen der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß der Figur 1 geleitet werden.
Der ganz wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Abtrennung flüssiger und/oder fester Partikel aus Flüssigkeiten lag in ihrer außerordentlich breiten Anwendbarkeit und in ihrem hervorragenden Wirkungsgrad.
Figur 4
In der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß der Figur 4 zur Abtrennung fester Partikel 5.6.1 ; 14.3 aus Flüssigkeiten allgemein, wie zum Beispiel Nanopartikel, Mikropartikel und Makropartikel 5.6, 14.3 in gebrauchten Schmierstoffen und/oder Kühlschmierstoffen KSSG, wurde die Akustophoresevorrichtung oder Akustoaggregationsvorrichtung 5 gemäß der Figur 3 verwendet.
Der rohrförmige Spinfilter 14 war aus gehärteten, kratzfesten Materialien aufgebaut. Wies einen horizontalen Boden 14.7 und eine glockenförmige obere Abdichtung und Halterung 14.9 mit einem umlaufenden Flansch 14.8 für den Filter 14.1 auf. Mit dem Flansch 14.8 war auch die glockenförmige obere Außenwand 14.11 des Spinfilters 14 befestigt. Zwischen der glockenförmigen oberen Außenwand 14.11 und der oberen Abdichtung und Halterung 14.9 befand sich ein flexibles Anpressstück 14.10. Aus der Akustophorese- oder Akustoaggregationsvorrichtung wurde der abgetrennte, Nanopartikel und/oder Mikropartikel 5.6 enthaltende Flüssigkeitsnebenstrom 14.2 durch die Rohrleitung 5.1 zur tangentialen Eindüsung 14.2.2 in den Spinfilter 14 geleitet, sodass sich darin ein rotierender Flüssigkeitsstrom 14.2.1 mit einer Flüssigkeitsoberfläche 14.2.3 um den rohrförmigen Filter 14.1 aus Keramik mit Poren einer einheitlichen Porenweite von 1 nm bildete. Die Mikro- und/oder Nanopartikel 14.3 wurden durch den Filter 14.1 zurückgehalten und bildeten gegebenenfalls auf dessen Oberfläche eine Schicht aus anhaftenden Partikeln 14.3.1. Der Flüssigkeitsstrom 14.4.1 konnte durch die Keramik hindurchtreten und bildete im Inneren des Filterrohrs 14.1 einen gefilterten, zurückgewonnenen Flüssigkeitsstrom, der in der Strömungsrichtung 14.4.2 zur Auslassöffnung 14.4.3 strömte und in die Rohrleitung 5.3 für die Rückleitung des Flüssigkeitsnebenstroms 14.4.2; 5.3.1 in den Flüssigkeitshauptstrom 5.9; 5.9.1 abgelassen wurde. Anschließend wurden die vereinigten Ströme durch die Rohrleitung für den Gesamtstrom 6.2 zu einem UV-Flachbettreaktor 7 weiter gefördert. Der Spinfilter 14 wurde von den filtrierten Partikeln 14.3; 14.3.1 gesäubert, indem man die Eindüsung 14.2.2 durch die Umstellung des elektronisch gesteuerten Dreiwegehahns 14.5 mithilfe eines Aktuators beendete, die Rohrleitung 5.3 gegen die Rohrleitung 6.2 für den Flüssigkeitshauptstrom durch die Umstellung des elektronisch gesteuerten Dreiwegehahns 14.6 mithilfe eines weiteren Aktuators verschloss, die Partikel 14.3; 14.3.1 durch die Rückspülung R aus dem Spinfilter 14 ausspülte und in einer Auffang- und Sammelvorrichtung auffing (nicht dargestellt) und entsorgte.
Der ganz wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Abtrennung fester Partikel aus Flüssigkeiten lag in ihrer außerordentlich breiten Anwendbarkeit und in ihrem hervorragenden Wirkungsgrad.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung (V) zur Reinigung und Wiedergewinnung von gebrauchten Schmierstoffen und/oder Kühlschmierstoffen (KSSG), die Vorrichtung (V) umfassend, mindestens eine Werkzeugmaschine (3) mit mindestens einem Werkstück (3.1), mindestens einem Motor (M) für mindestens ein abtragendes Werkzeug (3.4), das in abtragendem Kontakt mit dem mindestens einen Werkstück (3.1) steht, mindestens einer Aufhängung, Führung und Steuerung (3.3) des mindestens einen Motors (M) und mit mindestens einer Vorrichtung (2.3) für die Schmierung und/oder die Kühlung des mindestens einen Werkstücks (3.1) und/oder des mindestens einen abtragenden Werkzeugs (3.4), wobei die mindestens eine Vorrichtung (2.3) aus der Gruppe, bestehend aus Sprühgeräten für die Schmierstoffe und/oder Kühlschmierstoffe (KSS), Geräten für die Minimalmengenschmierung und/oder die Minimalmengenkühlung, Geräten für die Tröpfchenschmierung und/oder die Tröpfchenkühlung, Geräten für die Nebelschmierung und/oder Nebelkühlung und Geräten für die Filmschmierung und/oder die Filmkühlung, ausgewählt ist, mindestens eine Fördervorrichtung (2.2) zur Förderung des Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoffs (KSS) durch mindestens eine Rohrleitung zu der mindestens einen Sprühvorrichtung (2.3) für den Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoff (KSS),
- mindestens eine Rohrleitung (2.1) zur Förderung des Schmierstoffs und/oder Kühlschmierstoffs (KSS) und/oder des gereinigten und wiedergewonnenen Schmierstoffs und/oder Kühlschmierstoffs (KSSR) von mindestens einem Flüssig- Flüssig-Mischer (2) für (KSS) und/oder (KSSR) zu der mindestens einen Fördervorrichtung (2.2),
- mindestens eine Auffangvorrichtung (2.5) zum Auffangen und Absaugen des gebrauchten Schmierstoffs und/oder Kühlschmierstoffs (KSSG) über mindestens eine Rohrleitung (2.6) mithilfe mindestens einer Fördervorrichtung (2.7) und mindestens einerweiteren Rohrleitung zu mindestens einem Vorfilter (4) und/oder mindestens eine Auffangrinne (3.5) zum Auffangen und Ableiten des gebrauchten Schmierstoffs und/oder Kühlschmierstoffs (KSSG) durch mindestens einen inneren und/oder äußeren, vertikal und/oder schräg nach unten verlaufenden Ablaufkanal (3.6) in mindestens eine Auffangwanne (3.8) und mindestens eine Absaugvorrichtung (3.11) zum Absaugen des gebrauchten Schmierstoffs und/oder Kühlschmierstoffs (KSSG) aus der mindestens einen Auffangwanne (3.8) durch mindestens eine Rohrleitung (2.6) mithilfe mindestens einer Fördervorrichtung (2.7) zu dem mindestens einen Vorfilter (4), mindestens eine Rohrleitung (5.1 ; 6.1 ) zum T ransport des gefilterten, gebrauchten Schmierstoffs und/oder Kühlschmierstoffs (KSSR) zu mindestens einer Tellerzentrifuge (5.2; 6) und/oder zu mindestens einem Spifilter (14) zur Abtrennung der in dem mindestens einen Vorfilter (4) nicht abtrennbaren Partikel (5.6; 6.5; 14.3) und deren Ausleitung aus der mindestens einer Tellerzentrifuge (5.2; 6) über mindestens eine Ausleitung (5.4; 6.3) zu mindestens einem Auffangbehälter (5.5; 6.4) und/oder deren Rückspülung (R) aus dem mindestens einen Spinfilter (14), mindestens eine Rohrleitung (6.2; 8.1) und/oder (5.3; 6.1; 6.2; 8.1) zum Transport des gereinigten und wiedergewonnenen Schmierstoffs und/oder Kühlschmierstoffs (KSSR) zu mindestens einem Sammelbehälter (9) mit mindestens einem Auslauf (9.2) für (KSSR) mit mindestens einem mithilfe eines Aktuators gesteuerten Durchflussventils (9.4),
- mindestens eine Leitung (9.3) zum Transport von (KSSR) mithilfe mindestens einer Fördervorrichtung (9.6) von dem mindestens einen Durchflussventil (9.4) zu dem mindestens einen Mischer (2) sowie
- einen Vorratsbehälter (1) für den Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoff (KSS) mit mindestens einer Leitung (1.1) zur Förderung von (KSS) zu mindestens einer Fördervorrichtung (1.2) zur weiteren Förderung von (KSS) über mindestens eine Rohreitung (1.3) zu dem mindestens einen Mischer (2), wodurch der Kreislauf (KSS/KSSG/KSSR) geschlossen ist.
2. Vorrichtung (V) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem mindestens einen Filter (4) mindestens eine Akustophoresevorrichtung (5) zur Abtrennung von Nanopartikeln und/oder Mikropartikeln vorgeschaltet und/oder nachgeschaltet ist und/oder der mindestens einen Tellerzentrifuge (5.2; 6) und/oder dem mindestens einen Spinfilter (14) mindestens ein UV-Reaktor (7) mit mindestens einem mikrobioziden UV-Strahler (UV) zum Bestrahlen des durchlaufenden, gefilterten und zentrifugierten Schmierstoff- und/oder Kühlschmierstoff-(KSSR)-Stroms zum Abtöten von Mikroorganismen nachgeschaltet ist.
3. Vorrichtung (V) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem mindestens einen UV-Reaktor (7) mindestens ein physikalisch chemisches Messgerät (8) zur Bestimmung der Dichte und/oder der chemischen Zusammensetzung des gefilterten und zentrifugierten oder des gefilterten, zentrifugierten und mit UV-Strahlung bestrahlten Schmierstoffs und/oder Kühlschmierstoffs (KSSR) nachgeschaltet ist.
4. Vorrichtung (V) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der
Sammelbehälter (9) für den gereinigten und wiedergewonnenen Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoff (KSSR) mindestens ein Agitationsmittel (9.1) für (KSSR), ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus der Gruppe, bestehend aus Vibramax-Schüttlern, Ultraschallbädern, Ultraschalllanzen und mechanischen Rührern, und aus der Gruppe, bestehend aus in mindestens einem Nebenkreis des Sammelbehälters (9) befindlichen Inline-Dissolvern, Inline-Dispergierern, Einwellenzwangsmischern,
Doppelwellenmischern, Planeten-Gegenstrommischern, Gleichlaufzwangsmischern und Microfluidizern, umfasst.
5. Vorrichtung (V) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Sammelbehälter (9)
- mit mindestens einer Rohrleitung (12.2; 13.2) und mindestens einer
Fördervorrichtung (12.1; 13.1) mit mindestens einem Flüssigkeitsbehälter (12; 13) für mindestens einen Bestandteil des Schmierstoffs und/oder Kühlschmierstoffs (KSS) verbunden ist, und/oder mit mindestens einer Rohrleitung (11.2) und mindestens einem Pulverdosiergerät (11.1) mit mindestens einem Behälter (11) für mindestens einen pulverförmigen Bestandteil des Schmierstoffs und/oder Kühlschmierstoffs (KSS) verbunden ist.
6. Vorrichtung (V) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Datenverarbeitungsanlage (10) zur zentralen elektronischen Steuerung für den Empfang von Inputsignalen des mindestens einen physikalisch chemischen Messgeräts (8) drahtlos oder über mindestens eine Input-Signalleitung (8.2) für die Berechnung von Steuersignalen und für die Aussendung der Steuersignale an die mindestens eine elektronisch gesteuerte Fördervorrichtung (12.1; 13.1) und/oder an das mindestens eine elektronisch gesteuerte Pulverdosiergerät (11.1) drahtlos oder über die mindestens eine Output-Steuersignalleitung (10.1; 10.2; 10.3) umfasst.
7. Vorrichtung (V) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoff (KSS) aus der Gruppe bestehend aus Wasser, wässrigen Lösungen, wässrig-organischen Lösungen, wässrig-organischen Emulsionen, nicht oder nur schwer brennbaren organischen Flüssigkeiten und Schneidölen und Lösungen in nicht oder nur schwer brennbaren organischen Flüssigkeiten und Schneidölen ausgewählt ist.
8. Vorrichtung (V) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoff (KSS) mindestens einen Zusatzstoff, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus EP-Additiven (Extreme-Pressure-Additives), AW-Additiven (Antiwear-Additives), Entschäumern, Bioziden, Bakteriziden, Fungiziden, Desinfektionsreinigern, Stabilisatoren, Emulgatoren, Korrosionsschutzmitteln und Hochdruckzusätzen, enthält.
9. Vorrichtung (V) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine abtragende Werkzeug (3.4) aus der Gruppe, bestehend aus Bohrern, Zerspanern, Werkzeugen für Gegenlauffräsen, Gleichlauffräsen, Planfräsen, Rundfräsen, Schraubfräsen, Wälzfräsen, Profilfräsen und Formfräsen, Schleifer, Drehmeißeln zum Plandrehen, Runddrehen, Schraubendrehen, Wälzdrehen, Profildrehen, Formdrehen, Innen- und Außendrehen, Schruppen und Schlichten, Kegeldrehen, Hartdrehen, HSC- Drehen und Fein- und Präzisionsdrehen, Hartmetallbearbeitungswerkzeugen, Sägebändern, hartmetallbestückten Sägebändern, Trennwerkzeugen und Reibahlen sowie die vorstehend genannten Werkzeuge (3.4) mit Oberflächenveredelung, ausgewählt ist.
10. Verfahren zur Reinigung und Wiedergewinnung von gebrauchtem Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoff (KSSG), gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:
(A) Abtragendes T rennen und/oder Umformen mindestens eines Werkstücks (3.1 ) auf mindestens einer Werkzeugmaschine (3) mit mindestens einem von mindestens einem Motor (M) angetriebenen abtragenden Werkzeug (3.4), das in abtragendem Kontakt mit dem mindestens einen Werkstück (3.1) steht, wobei der mindestens eine Motors (M) mindestens eine Aufhängung und Steuerung (3.3) aufweist, unter fortgesetztem Schmieren und/oder Kühlen des mindestens einen Werkstücks (3.1) und/oder des mindestens einen Werkzeugs (3.4) mit mindestens einem Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoff (KSS), der oder die mithilfe mindestens einer Vorrichtung (2.3), ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Sprühgeräten, Geräten für die Minimalmengenschmierung und/oder die Minimalmengenkühlung, Geräten für die Tröpfchenschmierung und/oder die Tröpfchenkühlung, Geräten für die Nebelschmierung und/oder Nebelkühlung und Geräten für die Filmschmierung und/oder die Filmkühlung, appliziert wird oder werden,
(B) Förderung des Schmierstoff sund/oder Kühlschmierstoffs (KSS) durch mindestens eine Rohrleitung zu der mindestens einen Vorrichtung (2.3) mit mindestens einer Fördervorrichtung (2.2),
(C) Förderung des Schmierstoffs und/oder Kühlschmierstoffs (KSS) und/oder des gereinigten und wiedergewonnenen Schmierstoffs und/oder Kühlschmierstoffs (KSSR) durch mindestens eine Rohrleitung (2.1) von mindestens einem Flüssig- Flüssig-Mischer (2) für (KSS) und/oder (KSSR) zu der mindestens einen Fördervorrichtung (2.2),
(D) Auffangen und Abtransportieren des gebrauchten, mit Partikeln (3.10; 5.6; 14.3) verschmutzten Schmierstoffs und/oder Kühlschmierstoffs (KSSG)
(d1) mit mindestens einer Absaugvorrichtung (2.5) durch mindestens eine Rohrleitung (2.6) zu mindestens einem Vorfilter (4) mithilfe mindestens einer Fördervorrichtung (2.7) und/oder (d2) mit mindestens einer Auffangrinne (3.5), mindestens einem Ablaufkanal (3.6) mit mindestens einer Auslassöffnung (3.7), mindestens einer Auffangwanne (3.8) und mindestens einer Absaugvorrichtung (3.11) mit Grobfilter (3.12) durch mindestens eine Rohrleitung (2.6) zu mindestens einem Vorfilter (4) mithilfe mindestens einer Eintauchpumpe (2.7)
(E) Transport des gefilterten, gebrauchten Schmierstoffs und/oder Kühlschmierstoffs
(KSSG) von dem mindestens einen Vorfilter (4)
(e1) durch mindestens eine Rohrleitung (5.1; 6.1) zu mindestens einer Tellerzentrifuge (6) und/oder zu mindestens einem Spinfilter (14) und Abtrennung der in dem mindestens einen Vorfilter (4) nicht abtrennbaren Partikel (6.5) und deren Ausleitung aus der mindestens einen Tellerzentrifuge (6; 5.2) durch mindestens eine Ausleitung (6.3) zu einem Feststoffauffangbehälter (6.4) und/oder deren Ausspülung aus dem mindestens einen Spinfilter (14) durch Rückspülung (R), und/oder
(e2) durch mindestens eine Akustophoresevorrichtung (5), Konzentrieren und Ausleiten der Partikel (5.6) in mindestens einem Teilstrom (5.6.1) des gefilterten, gebrauchten Schmierstoffs und/oder Kühlschmierstoffs (KSSG) durch mindestens eine Rohrleitung (5.1) zu mindestens einer Tellerzentrifuge (5.2) zum Abtrennen und Austragen der Partikel (5.6) über einen Feststoffaustrag (5.4) in einen Feststoffauffangbehälter (5.6), Zurückleiten mindestens eines KSSR-Teilstroms (5.3.1) durch mindestens eine Rohrleitung (5.3) in das mindestens eine Ausleitungsrohr (5.9) für den mindestens einen KSSR-Hauptstrom (5.9.1) und/oder
(e3) durch mindestens eine Akustophoresevorrichtung (5), Konzentrieren und Ausleiten der Partikel (5.6) in mindestens einem Teilstrom (5.6.1) des gefilterten, gebrauchten Schmierstoffs und/oder Kühlschmierstoffs (KSSG) durch mindestens eine Rohrleitung (5.1) zu mindestens einem Spinfilter (14), Zurückleiten mindestens eines KSSR-Teilstroms (14.4; 14.4.2; 5.3.1) durch mindestens eine Rohrleitung (5.3) in das mindestens eine Ausleitungsrohr (5.9) für den mindestens einen KSSR-Hauptstrom (5.9.1) und Ausspülen der angesammelten Partikel (14.3) aus dem mindestens einen Spinfilter durch Rückspülung (R),
(F) Transport des gereinigten und wiedergewonnenen Schmierstoffs und/oder Kühlschmierstoffs (KSSR) durch mindestens eine Rohrleitung (6.1; 6.2; 8.1) zu mindestens einem Sammelbehälter (9) mit mindestens einem Auslauf (9.2) für (KSSR) und mit mindestens einem mithilfe eines Aktuators gesteuerten Durchflussventils (9.4),
(G) Transport von (KSSR) mithilfe mindestens einer Fördervorrichtung (9.6) durch mindestens eine Rohrleitung (9.3) zu dem mindestens einen Flüssig-Flüssig- Mischer (2) sowie
(H) Förderung von (KSS) aus dem mindestens einem Vorratsbehälter (1) für den Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoff (KSS) durch mindestens eine Rohrleitung (1.1; 1.3) mit mindestens einer Fördervorrichtung (1.2) zu dem mindestens einen Flüssig-Flüssig-Mischer (2), wodurch der Kreislauf (KSS/KSSG/KSSR) geschlossen wird.
11. Verwendung von Tellerzentrifugen (5.2; 6) und/oder Spinfiltern (14) zur Reinigung und
Wiedergewinnung von gebrauchtem Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoff (KSSG).
12. Vorrichtung (5; 5.2; 5; 14) zur Abtrennung von flüssigen und/oder festen Partikeln (5.6;
14.3) aus Flüssigkeiten, zumindest umfassend mindestens eine Akustophoresevorrichtung (5) zum Konzentrieren, Agglomerieren und/oder Aggregieren von flüssigen und/oder festen Partikeln (5.6) in einer Flüssigkeit mithilfe stehender Ultraschallwellen (5.8), mindestens eine Rohrleitung (5.1 ) zum Ausleiten mindestens eines konzentrierten, agglomerierten und/oder aggregierten, flüssigen Flüssigkeitsteilstroms (5.6.1) in mindestens eine Tellerzentrifuge (5.2) zum Abtrennen und Austragen der flüssigen und/oder festen Partikel (5.6) über einen Austrag (5.4) in einen Auffangbehälter (5.6) und/oder mindestens einen Spinfilter (14) zum Abfangen der Partikel (14.3) und deren Ausspülung durch Rückspülung (R) sowie - mindestens eine Rohrleitung (5.3) zum Zurückleiten mindestens eines gereinigten Flüssigkeitsrückstroms (5.3.1) in mindestens ein Ausleitungsrohr (5.9) für den mindestens einen gereinigten Flüssigkeitshauptstrom (5.9.1).
13. Vorrichtung (5; 5.2) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den flüssigen Partikeln (5.6) um Flüssigkeitströpfchen oder Micellen handelt, die in der Flüssigkeit nicht molekulardispers löslich sind, und bei den festen Partikeln (5.6; 14.3) um organische, anorganische und metallorganische Nanopartikel, Mikropartikel und Makropartikel, Mikroorganismen, Zellen und rote Blutkörperchen handelt.
14. Vorrichtung (5; 5.2) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Flüssigkeit um organische und anorganische Lösemittel oder homogene Lösemittelgemische handelt.
15. Vorrichtung (5; 5.2) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitsteilstrom (5.6.1) 1,0 Vol.-% bis 30 Vol.-% des gesamten
Flüssigkeitsstroms (5.9.1 + 5.6.1) ausmacht.
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