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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Wasserstrahlschneidanlage, bei der ein in Folge eines Schneidprozesses entstehendes Flüssigkeits-Partikel-Gemisch mittels einer Pumpeinrichtung einer Sammelvorrichtung zugeführt wird, gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.
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Es sind grundsätzlich Schneidanlagen bekannt, bei denen ein flüssiges Medium, vorzugsweise Wasser, mit Feststoffpartikeln, vorzugsweise Sandpartikeln, vermischt wird, wobei dieses Gemisch in Strahlform einem Bauteil unter hohem Druck zugeführt wird, um dieses Bauteil zu trennen, Konturen herauszuschneiden oder dergleichen. Diese Art von Schneidanlagen werden im Folgenden als Wasserstrahlschneidanlagen bezeichnet, wobei solche Schneidanlagen nicht auf die Verwendung von Wasser, welches mit Sand vermischt wird, beschränkt sind. Vergleichbare Flüssigkeiten sowie Partikel (Feststoffpartikel) können auch verwendet werden.
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Bei dem Schneidprozess entsteht ein Flüssigkeit-Partikel-Gemisch, wobei zusätzlich zu den zugeführten Feststoffpartikeln (wie eben beispielsweise Sand) noch die beim Schneidprozess abgetrennten Partikel des Bauteiles, zum Beispiel metallische Partikel, hinzu kommen, sodass dieses Flüssigkeits-Partikel-Gemisch höchst abrasive Eigenschaften aufweist. Zur Abfuhr dieses Gemisches von der Wasserstrahlschneidanlage hin zu einem Sammelbecken wird eine Pumpe eingesetzt, die dieses Gemisch angesaugt und in Richtung des Sammelbeckens fördert. Das in dem Sammelbecken angesammelte Flüssigkeits-Partikel-Gemisch kann auf geeignete Art und Weise weiterverarbeitet, zum Beispiel entsorgt oder recycelt werden, wobei dies nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist.
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Aufgrund der höchst abrasiven Eigenschaften kommt es bei der Pumpe sehr schnell zu einem Verschleiß, sodass entweder die gesamte Pumpe oder diejenigen Teile der Pumpe, die das Flüssigkeits-Partikel-Gemisch von der Wasserstrahlschneidanlage ansaugen und zu dem Sammelbecken befördern, ausgetauscht werden müssen. Während dieser Zeit kommt es in nachteiliger Weise zu einem Stillstand der Wasserstrahlschneidanlage, der unerwünscht ist, weil während dieser Zeit keine Bauteile geschnitten werden können.
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Aus der
DE 198 03 967 A1 ist ein Verfahren und eine Anlage zur Wasseraufbereitung, insbesondere für Wasserstrahlschneidanlagen, bekannt. Bei diesem Stand der Technik geht es darum, ein Verfahren und eine Anlage zur Wasseraufbereitung für Wasserstrahlschneidanlagen zu entwickeln, mit denen die von den Herstellern von Wasserstrahlhochdruckpumpen geforderten individuellen Parameter der Wasserqualität und mit denen eine höhere Standzeit der Pumpen als bisher bekannt gewährleistet werden kann und mit denen ein geschlossener Kreislaufprozess erreicht wird, wozu vorgesehen ist, dass in einem geschlossenen Kreislaufprozess die Parameter Wasserhärte, Leitfähigkeit, Radikalen- und Schwermetallionenbelastung über rechnergesteuerte spezifische Anlagenkomponenten programmierbar eingestellt und ständig kontrolliert und geregelt werden.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben einer Wasserstrahlschneidanlage dahingehend zu verbessern, dass das aus dem Schneidprozess entstehende Flüssigkeits-Partikel-Gemisch kontinuierlich abgeführt werden kann und der Verschleiß der Pumpe deutlich reduziert wird.
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Diese Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Flüssigkeits-Partikel-Gemisch einem Filtersystem zugeführt wird, wobei sich ein Teil von Partikeln aus dem Flüssigkeits-Partikel-Gemisch in dem Filtersystem absetzt und dort gesammelt wird und das übrigbleibende Flüssigkeits-Partikel-Gemisch zu der Pumpeinrichtung gelangt, wobei weiterhin in vorgebbaren Zeitzyklen die abgesetzten Partikel mittels der Pumpeinrichtung aus dem Filtersystem ausgespült werden. Somit wird durch das Filtersystem zum einen vermieden, dass die Pumpeinrichtung mit dem vollständigen Flüssigkeits-Partikel-Gemisch, welches von ihr von der Wasserstrahlschneidanlage angesaugt wird, beaufschlagt wird. Vorher findet schon zu einem gewissen Teil eine Abscheidung von abrasiven Partikeln, die sich aus den Schneidpartikeln (wie zum Beispiel Sand) und den von dem zu schneidenden Bauteil abgegebenen Partikeln (wie zum Beispiel Stahl), zusammensetzen, statt. Dadurch verringert sich zum einen der Verschleiß der Pumpeinrichtung, da diese nicht mehr mit dem vollständigen Flüssigkeits-Partikel-Gemisch beaufschlagt wird. Hierzu ist das Filtersystem dazu ausgebildet, diese Feststoffpartikel zumindest teilweise, idealerweise vollständig, aus dem von der Wasserstrahlschneidanlage kommenden Flüssigkeits-Partikel-Gemisch zu separieren. Diese können sich in dem Filtersystem ansammeln. Es könnte daran gedacht werden, nach einer gewissen Zeit, wenn sich eine bestimmte Menge solcher separierten Feststoffpartikel angesammelt hat, diese aus dem Filtersystem zu entnehmen. Dies würde jedoch dazu führen, dass der Betrieb der Wasserstrahlschneidanlage unterbrochen werden müsste, was jedoch nicht gewünscht ist. Zu diesem Zweck ist nach der Erfindung weiterhin vorgesehen, dass weiterhin in vorgebbaren Zeitzyklen die abgesetzten und somit gesammelten Partikel mittels der Pumpeinrichtung aus dem Filtersystem ausgespült werden. Dieser Ausspülvorgang erfolgt parallel zu der weiteren Zufuhr von Flüssigkeits-Partikel-Gemisch, welches von der Pumpeinrichtung von der Wasserstrahlschneidanlage aus angesaugt wird. Dadurch kann in vorteilhafter Weise die Wasserstrahlschneidanlage weiter, insbesondere kontinuierlich, betrieben werden, ohne dass es zu einer Unterbrechung kommt, wenn die abgesetzten und gesammelten Partikel aus dem Filtersystem entfernt werden müssen. Diese Entfernung der Partikel aus dem Filtersystem erfolgt durch Ausspülen, wobei hierfür die Flüssigkeit, die auch für den Schneidprozess in der Wasserstrahlschneidanlage genutzt wird, verwendet wird. Es ist somit keine zusätzliche, insbesondere keine andersartige Flüssigkeit erforderlich. Es wird somit ein in sich geschlossener Kreislauf gebildet, bei dem das von der Wasserstrahlschneidanlage stammende Flüssigkeits-Partikel-Gemisch zum einen von den Feststoff Partikeln zumindest teilweise, idealerweise vollständig, getrennt wird und auch dazu genutzt wird, die in dem Filtersystem abgesetzten und gesammelten Partikel aus dem Filtersystem zu entfernen, insbesondere auszuspülen. Diese abgesetzten und gesammelten Partikel werden dann nicht mehr der Pumpeinrichtung zugeführt und können dort nicht mehr zum Verschleiß beitragen. Daher ist diese Anordnung des Filtersystems und der Vorgang des Ausspülens der Partikel aus dem Filtersystem von besonderem Vorteil, da ein Teil der Partikel, insbesondere ein größerer Teil der Partikel, der ansonsten zu einem Verschleiß der Pumpeinrichtung führen würde, dieser Pumpeinrichtung überhaupt nicht mehr zugeführt wird. Dadurch lässt sich die Standzeit der Pumpeinrichtung deutlich verlängern.
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In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Zufuhr des Flüssigkeits-Partikel-Gemisches von der Wasserstrahlschneidanlage über die Pumpeinrichtung und das Filtersystem zu der Sammelvorrichtung sowie die Ausspülung des Filtersystems von einer Steuereinheit gesteuert wird. Dadurch lässt sich der Prozess des Ausspülens des Filtersysteme entweder von Hand steuern oder automatisiert durchführen. Die für den Vorgang des Ausspülens erforderlichen Aktoren, insbesondere Ventile, können, gegebenenfalls aus der Ferne, von einer die Steuereinheit betätigenden Bedienperson gesteuert werden.
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In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, die Menge der sich in dem Filtersystem abgesetzten Partikel ermittelt und der vorgebbare Zeitzyklus in Abhängigkeit der ermittelten Menge gestartet wird. Dadurch lässt sich, insbesondere unter Einsatz der Steuereinheit, der Vorgang des Ausspülens sehr gut automatisieren. Diese Automatisierung erfolgt insbesondere in Abhängigkeit von dem Füllgrad des Filtersystems, wobei der Füllgrad ein Maß für die Menge der sich in dem Filtersystem abgesetzten Partikel ist. Überschreitet dieser Füllgrad einen vorgebbaren, insbesondere oberen Schwellwert, wird der Ausspülvorgang gestartet. Das Ende des Ausspülvorganges kann fest gewählt werden, zum Beispiel nach Ablauf einer vorgebbaren Zeitdauer. Alternativ dazu ist es möglich, auch während des Ausspülens den Füllgrad zu bestimmen und dann diesen Vorgang zu beenden, wenn der Füllgrad einen vorgebbaren unteren Schwellwert unterschreitet. Es ist auch denkbar, anstelle der vorstehend beschriebenen variablen Zeitintervalle feste Zeitintervalle für den Ausspülvorgang und die Pausen dazwischen zu verwenden. Die Länge des Zeitintervalles für den Ausspülvorgang kann kleiner, gleich oder größer sein als das Zeitintervall, während dessen nicht ausgespült wird (Pause).
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Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben, aus denen sich entsprechende Vorteile ergeben. Diese Ausgestaltungen werden im Folgenden im Zusammenhang mit der Figurenbeschreibung näher erläutert, wobei diese weiteren Ausgestaltungen nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel einer Wasserstrahlschneidanlage beschränkt sind.
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Es zeigen:
- 1: ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Wasserstrahlschneidan lage,
- 2: ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Wasserstrah lschneidanlage,
- 3: ein Filtersystem, welches bei einer der beiden erfindungsgemäßen Wasserstrahlschneidanlage zur Anwendung kommen kann.
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In den 1 und 2 ist mit der Bezugsziffer 1, soweit im Einzelnen dargestellt, eine Wasserstrahlschneidanlage 1 versehen, die stellvertretend steht für alle Schneidanlagen, bei denen mit einem Flüssigkeits-Partikel-Gemisch ein Bauteil geschnitten wird. Bei der Flüssigkeit kann es sich, muss es aber nicht, um Wasser handeln, genauso wie es sich bei den verwendeten Partikeln zum Schneiden, die mit der Flüssigkeit vermischt werden, um Sand handelt, aber auch andere Partikel handeln kann. Das Bauteil besteht im Regelfall aus einem metallischen Werkstoff, wobei jedoch andere, insbesondere nicht-metallische Werkstoffe auch mit einer solchen Anlage geschnitten werden können.
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Das nach dem Schneidvorgang entstandene Flüssigkeits-Partikel-Gemisch, welches gegebenenfalls auch mit Partikeln des Bauteiles, die durch den Schneidvorgang gelöst worden sind, versehen ist, wird von einer Pumpeinrichtung 2 angesaugt und in Richtung einer Sammelvorrichtung 3, beispielsweise einem Sammelbecken, gefördert: Zwischen der Wasserstrahlschneidanlage 1 und der Pumpeinrichtung 2 ist ein Filtersystem 4 geschaltet. Das von der Wasserstrahlschneidanlage 1 abgegebene Flüssigkeits-Partikel-Gemisch, wie vorstehend definiert und im Folgenden vereinfachend als „Gemisch“ bezeichnet, wird über eine Leitung 5 in Strömungsrichtung 6 dem Filtersystem 4 zugeführt. Von dem Filtersystem 4 führt eine Leitung 7 mit einer Strömungsrichtung 8 des Gemisches zu der Pumpeinrichtung 2 und von dort über eine Leitung 9 in Strömungsrichtung 10 zu der Sammelvorrichtung 3. Diese Ausgestaltung ist bei den Einrichtungen, wie sie in den 1 und 2 gezeigt sind, identisch.
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Bei der Einrichtung gemäß 1 zweigt von der Leitung 9 hinter der Pumpeinrichtung 2 eine weitere Leitung 11 ab, durch die das Gemisch in Strömungsrichtung 12 zu dem Filtersystem 4 geleitet werden kann. In der Leitung 9 (hinter der Abzweigung der Leitung 11) ist ein Ventil 13 vorhanden. In der Leitung 11, hinter der Abzweigung von der Leitung 9, ist ein weiteres Ventil 13.1 angeordnet. Von dem Filtersystem 4 führt eine weitere Leitung 14 in Strömungsrichtung 15 zu der Sammelvorrichtung 3.
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Die Arbeitsweise dieser in 1 dargestellten Einrichtung ist wie folgt.
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Das von der Wasserstrahlschneidanlage 1 abgegebene Gemisch wird über die Leitung 5 in Strömungsrichtung 6 dem Filtersystem 4 zugeführt. Dort können sich die Partikel des Gemisches am Boden absetzen, sodass das Gemisch, welches ausgehend von dem Filtersystem 4 über die Leitung 7 der Pumpeinrichtung 2 zugeführt beziehungsweise von der Pumpeinrichtung 2 angesaugt wird, nur noch einen geringeren Teil an abrasiven Partikeln enthält und somit die Pumpeinrichtung 2 einem geringeren Verschleiß unterliegt. Während dieses Vorganges (auch als normaler Betrieb bezeichnet) ist das in der Leitung 11 zwischengeschaltete Ventil 13.1 geschlossen, wohingegen das Ventil 13 in der Leitung 9 geöffnet ist, sodass der laufende Betrieb der Wasserstrahlschneidanlage 1 gewährleistet ist, gleichzeitig aber auch das bei dem Schneidvorgang entstehende Flüssigkeits-Partikel-Gemisch über das Filtersystem 4, von der Pumpeinrichtung 2 gefördert, zu der Sammelvorrichtung 3 gelangen kann.
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Es kann auch daran gedacht werden, dass während des Spülzyklusses (Spülvorganges) eine Zufuhr des Flüssigkeits-Partikel-Gemisches von der Wasserstrahlschneidanlage 1 zu dem Filtersystem 4 unterbleibt. In einem solchen Fall ist es allerdings erforderlich, dass das Filtersystem 4 mit einer Flüssigkeit, die nicht von der Wasserstrahlschneidanlage 1 kommt, gespült wird. Hierbei könnte daran gedacht werden, die Flüssigkeit, die in der Sammelvorrichtung 3 vorhanden ist, über entsprechende Leitungen und Ventile dem Filtersystem 4 während des Spülens zuzuführen.
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Hat sich eine bestimmte Menge an abgeschiedenen Partikeln in dem Filtersystem 4 gesammelt und/oder ist eine vorgebbare Zeitdauer erreicht und soll das Filtersystem 4 ausgespült werden, wird das Ventil 13.1 in der Leitung 11 von einer hier nicht dargestellten Steuereinrichtung oder von Hand geöffnet sowie analog dazu das Ventil 13 in der Leitung 9 geschlossen, sodass das Gemisch, welches die Pumpeinrichtung 2 verlässt und schon einen reduzierten Anteil an Feststoffpartikeln enthält, nur noch über die Leitung 11 durch das geöffnete Ventil 13.1 dem Filtersystem 4 zugeführt wird.
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Dadurch werden die Partikel, die sich in dem Filtersystem 4 abgesetzt haben, aus diesem ausgespült und über die Leitung 14 in Strömungsrichtung 15 der Sammelvorrichtung 3 zugeführt. Wenn der Spülvorgang beendet ist, wird wieder das Ventil 13.1 geschlossen und das Ventil 13 geöffnet, sodass das von der Pumpeinrichtung 2 geförderte Flüssigkeits-Partikel-Gemisch (mit einem reduzierten Partikelanteil, der in dem Filtersystem 4 zurückbehalten (abgeschieden) wird) nur noch über die Leitung 9 in Strömungsrichtung 10 der Sammelvorrichtung 3 zugeführt wird.
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2 zeigt eine alternative Einrichtung, bei der, wie in der Einrichtung gemäß 1 auch schon, in der Leitung 9 eine Abzweigung zu der Leitung 11 mit in der Leitung 11 zwischengeschaltetem Ventil 13 vorhanden ist. Von der Leitung 11 führt hinter der Abzweigung von der Leitung 9 und vor dem Ventil 13 eine weitere Leitung 16 in Strömungsrichtung 17 zu der Sammelvorrichtung 3, wobei in der Leitung 16 ein weiteres Ventil 18 zwischengeschaltet ist. Außerdem führt eine Leitung 19 in Strömungsrichtung 20 von dem Filtersystem 4 zu der Sammelvorrichtung 3. Die Leitung 19 weist ebenfalls ein zwischengeschaltetes Ventil 21 auf, wobei die Leitung 19 hinter dem Ventil 21 mit der Leitung 16 hinter dem Ventil 18 verbunden ist. Das Ventil 13 ist bei dieser Einrichtung hinter dem Abzweig, an dem die Leitung 16 von der Leitung 11 abzweigt und vor dem Filtersystem 4 angeordnet.
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Auch mit dieser alternativen Einrichtung wird der erfindungsgemäße Gedanke realisiert, dass nämlich das Flüssigkeits-Partikel-Gemisch einem Filtersystem 4 zugeführt wird, wobei sich ein Teil von Partikeln aus dem Flüssigkeits-Partikel-Gemisch in dem Filtersystem 4 absetzt und dort gesammelt wird und das übrigbleibende Flüssigkeits-Partikel-Gemisch zu der Pumpeinrichtung 2 gelangt, wobei weiterhin in vorgebbaren Zeitzyklen die abgesetzten Partikel mittels der Pumpeinrichtung 2 aus dem Filtersystem 4 ausgespült werden. Während des normalen Betriebes der Wasserstrahlschneidanlage 1 sind die Ventile 13 und 21 geschlossen, während das Ventil 18 und auch das Ventil 25 geöffnet ist, sodass das Gemisch, welches das Filtersystem 4 über die Leitung 7 verlässt, mit einem nur reduzierten Anteil von Feststoffpartikeln der Pumpeinrichtung 2 zugeführt wird bzw. von dieser angesaugt wird, um dieses dann der Sammelvorrichtung 3 zuzuführen über die Leitungen 9 und 16.
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Mit dieser Einrichtung gemäß 2 wird somit während des Spülzyklusses weiterhin das Flüssigkeits-Partikel-Gemisch von der Wasserstrahlschneidanlage 1 dem Filtersystem 4 zugeführt und zumindest ein Teil des um einen Teil der Partikel reduzierten zugeführten Flüssigkeits-Partikel-Gemisches wird für die Ausspülung der abgesetzten Partikel aus dem Filtersystem 4 verwendet.
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Auch mit dieser alternativen Einrichtung, die in 2 dargestellt ist, kann die Schneidanlage 1 normal betrieben werden. Das bedeutet, dass über den Filter 4 das Flüssigkeits-Partikel-Gemisch in der vorstehend beschriebenen Art und Weise gesammelt wird, gleichzeitig die Schneidanlage 1 ohne Einschränkung ihres Betriebes weiter betrieben wird. Wurde festgestellt, dass mittels des Filters 4 ein bestimmtes Volumen des Flüssigkeits-Partikel-Gemisches (entweder durch die Messung des Volumens, nach Zeitablauf oder dergleichen) abgeschieden (gesammelt) worden ist, erfolgt der Spülvorgang, bei dem die in dem Filter 4 gesammelten Partikel mittels der Pumpe 2 aus diesem ausgespült und in dem Sammelbecken 3 aufgefangen werden.
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Während des Sammelns des Flüssigkeits-Partikel-Gemisches und dem Abscheiden der festen Partikel aus diesem Gemisch in dem Filter 4 ist das Ventil 13, welches in Strömungsrichtung 12 in der Leitung 11 von der Pumpeinrichtung 2 zu dem Filter 4 angeordnet ist, geschlossen, genauso wie das Ventil 21 in der Leitung 19. Hingegen ist das Ventil 18, welches in der Leitung 16 angeordnet ist, geöffnet. Das bedeutet, dass das von der Pumpeinrichtung 2 aus dem Filter 4 angesaugte Flüssigkeits-Partikel-Gemisch über die beiden Leitungen 9 und 16 (jeweils in Strömungsrichtung 10 bzw. 17) dem Sammelbecken 3 zugeführt wird. Bei diesem Flüssigkeits-Partikel-Gemisch ist schon ein bestimmter Teil, vorzugsweise ein großer Teil, der festen Partikel, die von der Schneidanlage 1 kommen, über den Filter 4 abgeschieden und dort gesammelt worden. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Querschnitte der beiden Leitungen 10, 16 gleich groß, sodass über diese 100% desjenigen Volumenstromes, der von der Pumpe 2 abgegeben wird, zu gleichen Teilen (jeweils 50 %) über die Leitungen 9, 16 in Strömungsrichtung 10, 17 dem Sammelbecken 3 zugeführt wird. In diesem Fall entspricht der Querschnitt derjenigen Leitung 7, die in Strömungsrichtung 8 zu der Pumpeinrichtung 2 geführt ist, dem Querschnitt derjenigen Leitung, die aus der Pumpe 2 herausführt und die danach in die beiden Leitungen 9, 16 aufgeteilt ist. Hierbei handelt es sich um eine bevorzugte Ausführungsform, wobei es jedoch auch denkbar ist, die Querschnitte der Leitungen, die in die Pumpeinrichtung 2 hineinführen bzw. herausführen, und/oder der Leitungen 9 und/oder 16 unterschiedlich voneinander auszuführen.
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Wenn nunmehr festgestellt wurde, dass ein Ausspülvorgang des Filters 4 erforderlich ist, werden die Ventile 13, 18 und 21 betätigt. Dies erfolgt von Hand oder automatisiert über eine Steuervorrichtung, im letztgenannten Fall idealerweise gleichzeitig. Hierbei wird das Ventil 13 geöffnet, genauso wie das Ventil 21. Hingegen wird das bisher geöffnete Ventil 18 geschlossen, sodass kein Volumenstrom mehr über die Leitung 16 (derjenige Teil hinter dem Ventil 18) dem Sammelbecken 3 zugeführt werden kann. Anstelle dessen wird der aus der Pumpeinrichtung 2 austretende Volumenstrom aufgeteilt in zwei Teilvolumenströme, wobei der eine Teilvolumenstrom wie bisher auch schon in Strömungsrichtung 10 über die Leitung 9 dem Sammelbecken 3 zugeführt wird. Der weitere Teilvolumenstrom wird über das nunmehr geöffnete Ventil 13 über die dahinter angeordnete Leitung 11 in Strömungsrichtung 12 dem Filter 4 zum Ausspülen zugeführt. Nach dem Ausspülen verlässt dieser um die in dem Filter 4 gesammelten Partikel angereicherte Teilvolumenstrom über die Leitung 19 in Strömungsrichtung 20 über das geöffnete Ventil 21 den Filter 4 und wird dem Sammelbecken 3 zugeführt.
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Es ist zu ergänzen, dass das Ventil 25 während des Sammelns der Partikel (während die Ventile 13, 21 geschlossen sind und das Ventil 18 offen ist) offen ist und während des Ausspülvorganges, bei dem die Ventile 13, 21 geöffnet sind und das Ventil 18 geschlossen ist, das Ventil 25 geschlossen ist.
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Zur Erzielung optimaler Ergebnisse sowohl während des Sammelns von Partikeln aus dem zugeführten Flüssigkeits-Partikel-Gemisches als auch während des Ausspülvorganges des Filters 4 ist der Querschnitt der Leitung 7, die in Strömungsrichtung 8 in die Pumpeinrichtung 2 hineinführt, genau doppelt so groß wie die jeweiligen Querschnitte der hinter der Pumpeinrichtung 2 vorhandenen Leitungen 11, 16 und 19. Gleichzeitig werden die Querschnitte der Leitung 9 und 16 gleich gewählt, genauso wie die Querschnitte der Leitung 7, die in die Pumpeinrichtung 2 hineinführt, und der Querschnitt des Leitungsabschnittes, der aus der Pumpeinrichtung 2 herausführt und der sich in die beiden Leitungen 9, 11 aufteilt. Außerdem befindet sich in der Leitung 5 (zwischen der Schneidanlage 1 und dem Filter 4), der Leitung 7 (zwischen dem Filter 4 und der Pumpe 2) sowie in der Leitung 9 (zwischen der Pumpeinrichtung 2 und dem Sammelbecken 3) kein Ventil, sodass jederzeit sichergestellt ist, dass das von der Schneidanlage 1 abgegebene Flüssigkeits-Partikel-Gemisch über den Filter 4 mittels der Pumpeinrichtung 2 dem Sammelbecken 3 zugeführt werden kann.
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3 zeigt beispielhaft die Ausgestaltung eines Filtersystems 4, welches bei den Einrichtungen gemäß 1 und 2 zum Einsatz kommen kann. Es ist erkennbar, dass an einem oberen Bereich des Filtersystems 4 eine Vibrationseinrichtung 22 angeordnet ist. Das Filtersystem 4 weist weiterhin einen Filterbehälter 23 auf, bei dem an seinem unteren Ende ein Sammelbehälter 24 vorgesehen ist. Der Filterbehälter 23 und der Sammelbehälter 24 sind über ein Ventil 25 miteinander verbunden. Innerhalb des Filterbehälters 23 sind beispielsweise in der dargestellten Anordnung Trennstege 26, 27, 28 und 29 angeordnet. Diese Trennstege können undurchlässig, zum Beispiel plattenförmig, gestaltet sein. Alternativ oder ergänzend können sie als Siebe, Gitter oder dergleichen ausgebildet sein. Diese Trennstege 26-29 bewirken, dass das über die Leitung 5 zugeführte Flüssigkeits-Partikel-Gemisch nicht ungehindert zu der Leitung 7 gelangen kann, und ermöglichen somit das Absetzen der Partikel (idealerweise das Absetzen des vollständigen Anteiles der Partikel, in der Praxis ein größerer Teil der zugeführten Partikel) innerhalb des Filterbehälters 23 (dort am Boden). Bei der in 3 gezeigten Ausgestaltung ist das Ventil 25 während dieses Sammelvorganges, d. h. auch während des normalen Betriebes der Wasserstrahlschneidanlage 1, geöffnet, sodass sich die Partikel in dem darunter gelegenen Sammelbehälter 24 absetzen können. Während dieser Zeit ist das Ventil 13 gemäß 1 bzw. sind die Ventile 13 und 21 gemäß 2 geschlossen, sodass sich über die Leitungen 11, 14/19 kein Flüssigkeits-Partikel-Gemisch durch den Sammelbehälter 24 bewegen kann. Erst wenn die Ventile 18 bzw. 25 geschlossen und das Ventil 13 (gemäß 1) bzw. die Ventile 13, 21 (gemäß 2) geöffnet werden, werden die sich in den Sammelbehälter 24 befindenden Partikel von dem Flüssigkeit-Partikel-Gemisch, welches von der Leitung 11 kommt, ausgespült und über die Leitung 14/19 abgeführt in Richtung der Sammelvorrichtung 3. Auch während dieser Ausspülvorgang durchgeführt wird, kann die Wasserstrahlschneidanlage 1 weiter betrieben werden.
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Um das Innere des Filterbehälter 23 zugänglich zu machen weist dieser an seinem oberen Bereich einen Deckel 30 auf, wobei bei diesem Ausführungsbeispiel die Vibrationseinrichtung 22 an dem Deckel 30 angeordnet und mit diesem abgenommen werden kann. Alternativ oder ergänzend kann eine Vibrationseinrichtung 22 auch zum Beispiel an der seitlichen Wand des Filterbehälter 23 angeordnet werden. Die Vibrationseinrichtung 22 kann nach Bedarf eingeschaltet werden. Entweder ist sie immer während des laufenden Betriebes der Wasserstrahlschneidanlage 1 eingeschaltet oder sie ist nur während des Spülvorganges (und somit nicht während des Sammelns und Absetzens von Partikeln in dem Filterbehälter 23 bzw. dem Sammelbehälter 24) eingeschaltet oder sie ist nur während des Sammelns und Absetzens von Partikeln und nicht während des Spülvorganges eingeschaltet. Alternativ dazu kann daran gedacht werden, die Vibrationseinrichtung 22 auch nur während bestimmter Zeitintervalle zu betreiben, d. h. fortlaufend abwechselnd ein- und wieder auszuschalten. In bevorzugter Weise wird die Vibrationseinrichtung 22 immer dann eingeschaltet bzw. betrieben, wenn das Ventil 25 während des Ausspülvorganges geöffnet ist.
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Das Zusammenwirken der einzelnen Ventile bezüglich der ersten Ausgestaltung gemäß 1 (in Verbindung mit dem Filtersystem 4 gemäß 3) sowie bezüglich der zweiten Ausgestaltung gemäß 2 (ebenfalls in Verbindung mit dem Filtersystem 4 gemäß 3) wird wie folgt noch einmal zusammengefasst.
- 1. Ausgestaltung gemäß 1 und 3:
- Während des normalen Betriebes der Schneidanlage 1 ist das Ventil 13 in der Leitung 9 geöffnet, wohingegen das Ventil 13.1 in der Leitung 11 geschlossen ist. Während dieser Zeit ist auch das Ventil 25 offen, sodass die Partikel aus dem Flüssigkeits-Partikel-Gemisch, das die Schneidanlage 1 verlässt, in dem Filtersystem 4 gesammelt werden können. Während dieser Zeit ist auch die Vibrationseinrichtung 22 aktiviert.
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Während des Spülvorganges des Filtersystemes 4 ist das Ventil 13 in der Leitung 9 geschlossen, wohingegen das Ventil 13.1 in der Leitung 11 geöffnet ist. Während dieser Zeit ist das Ventil 25 geschlossen und die Vibrationseinrichtung 22 deaktiviert.
- 2. Ausgestaltung gemäß 2 und 3:
- Während des normalen Betriebes der Schneidanlage 1 ist das Ventil 18 in der Leitung 16 geöffnet, wohingegen das Ventil 13 in der Leitung 11 und das Ventil 21 in der Leitung 19 geschlossen ist. Während dieser Zeit ist das Ventil 25 geöffnet und die Vibrationseinrichtung 22 aktiviert.
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Während des Spülvorganges ist das Ventil 18 geschlossen, wohingegen die Ventile 13 in der Leitung 11 und 21 in der Leitung 19 geöffnet sind. Während des Spülvorganges ist das Ventil 25 geschlossen und die Vibrationseinrichtung 22 deaktiviert.
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Bezugszeichenliste
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- 1.
- Wasserstrahlschneidanlage
- 2.
- Pumpeinrichtung
- 3.
- Sammelvorrichtung
- 4.
- Filtersystem
- 5.
- Leitung
- 6.
- Strömungsrichtung
- 7.
- Leitung
- 8.
- Strömungsrichtung
- 9.
- Leitung
- 10.
- Strömungsrichtung
- 11.
- Leitung
- 12.
- Strömungsrichtung
- 13.
- Ventil
- 13.1
- Ventil
- 14.
- Leitung
- 15.
- Strömungsrichtung
- 16.
- Leitung
- 17.
- Strömungsrichtung
- 18.
- Ventil
- 19.
- Leitung
- 20.
- Strömungsrichtung
- 21.
- Ventil
- 22.
- Vibrationseinrichtung
- 23.
- Filterbehälter
- 24.
- Sammelbehälter
- 25.
- Ventil
- 26.
- Trennsteg
- 27.
- Trennsteg
- 28.
- Trennsteg
- 29.
- Trennsteg
- 30.
- Deckel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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