DE19651680C2

DE19651680C2 - Kühlschmiermittel-Reinigungsvorrichtung

Info

Publication number: DE19651680C2
Application number: DE19651680A
Authority: DE
Inventors: Harald Oberdorfer
Original assignee: OBM OBERDORFER MASCHINENFABRIK
Current assignee: OBM OBERDORFER MASCHINENFABRIK
Priority date: 1996-12-12
Filing date: 1996-12-12
Publication date: 2001-04-26
Anticipated expiration: 2016-12-13
Also published as: DE19651680A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Bohrwasser-Reinigungsgerät nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Zweck eines derartigen Reinigungsgeräts ist es, das Bohrwasser bzw. die Kühlschmier- Flüssigkeit von metallbearbeitenden Maschinen zu reinigen und aufzubereiten.

Bei der spanabhebenden Bearbeitung von Metallwerkstücken mit Hilfe von Dreh-, Bohr-, Fräs-, Hobelmaschinen und vergleichbaren Geräten muß die Bearbeitungsstelle stets mit einer Öl-Wasser-Emulsion geschmiert und gekühlt werden. Vereinfachend wird im folgenden diese Kühlschmier-Emulsion als Kühlschmiermittel bezeichnet. Es ist hierbei bekannt, das Kühlschmiermittel nicht nur im Kreislauf für eine einzige Maschine zu fahren, sondern das Kühlschmiermittel von einem zentralen Lagerbehälter zu entnehmen und einer Reihe von Bearbeitungszentren zuzuführen.

Es hat sich nun herausgestellt, daß es relativ schwierig ist, dieses Kühlschmiermittel aufzubereiten und für einen praktisch unbegrenzten Einsatzzeitraum zu konditionieren.

Es hat sich nämlich herausgestellt, daß das Kühlschmiermittel sich mit Fäulnisbakterien oder mit Pilzkulturen anreichern kann, was mit dem Nachteil verbunden ist, daß die mit dem Kühlschmiermittel in Kontakt geratenden Personen Hautschädigungen davon tragen können.

Ferner hat es sich herausgestellt, dass aufgrund der Öl- und Schlammschicht an der Wasseroberfläche das Wasser zu faulen beginnt; das wiederum ergibt eine unerwünschte Geruchsbelästigung in den Fabrikationsräumen.

Die hierzu verwendeten Geräte sind relativ teuer. Es handelt sich hierbei um Umlauf-Filteranlagen, wobei das im Umlauf geführte Kühlschmiermittel einer oder mehreren Filterkolonnen zugeführt wird, wo nacheinander folgend zunächst die Grobstoffe und dann die Feinstoffe ausgefiltert werden. Nachteil dieser Anordnung ist, dass sie relativ kostenaufwendig ist und dass eine Entfernung von Bakterien oder Pilzkulturen nicht ohne weiteres möglich ist.

Die DE 86 16 702 U1 zeigt einen Abscheider für Leichtflüssigkeiten mit einem Abscheideraum zwischen einem Einlauf und einem ggfs. durch einen Schwimmer verschließbaren Auslauf, wobei im Abscheideraum frei durchströmbare Lochbleche oder Siebe für ein abscheidewirksames Schüttgut angeordnet sind. Wenn kein Schüttgut auf die Lochbleche oder Siebe aufgebracht wird, wirkt der Abscheider wie ein Norm- Abscheider mittels Schwerkraft-Abscheidung. Wird abscheidewirksames Schüttgut aufgebracht, dann kann durch die damit verbundene Erhöhung des Abscheidegrades ein Hochleistungs-Abscheider hergestellt werden.

Die DE 89 09 733 U1 zeigt einen Leichtflüssigkeitsabscheider als Schwerkraftabscheider mit Behälter, Deckel, Zulauf und Ablauf und einem ablaufseitigen Ventil mit Schwimmer, welcher leichter als Wasser und schwerer als Leichtflüssigkeit ist. Bei erreichen einer maximalen Menge von abgeschiedener Leichtflüssigkeit verschließt der Schwimmer mittels des Ventils den Ablauf. Innerhalb der Kammer können in vertikal angeordneten Siebblechen koaleszierende Materialien gehalten werden.

Die DE 81 10 249 U1 zeigt eine Vorrichtung zum Absaugen von Flüssigkeiten mit Schmutzwasserbehälter, Abscheidebehälter und Absaugvorichtung. Der Abscheidebehälter ist ein Schwerkraftabscheider, wobei das oben abgeschiedene Öl über einen höher gelegenen, schräg verlaufenden Überlauf, und das schwerere Wasser über einen tiefer gelegenen, ebenfalls schräg verlaufenden Überlauf ablaufen kann.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Kühlschmiermittel-Reinigungsgerät der eingangs genannten Art so auszubilden, dass es mit einfachen Massnahmen eine Aufbereitung der Kühlschmiermittel-Emulsion gestattet.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung durch die technische Lehre des Anspruchs 1 gekennzeichnet.

Wesentliches Merkmal der Erfindung ist, dass die zu reinigende Kühlschmiermittel-Emulsion in der Bodennähe eines Behälters in den Behälter eingeleitet wird und in einem mittleren, zentralen Behälterteil hochsteigt.

In diesem Behälterteil sind eine oder auch mehrere Filtermatten hintereinanderliegend eingebaut, die von der von unten nach oben strömenden, zu reinigenden, Ölemulsion durchflossen werden (wird). Diese Filtermatten führen zunächst zu einer wesentlichen Beruhigung des in den Behälter in Bodennähe eingeleiteten Kühlschmiermittels, so dass jenseits der Filtermatte(n) ein stark beruhigter Flüssigkeitsstand im Behälter gegeben ist.

Wegen der Beruhigung dieser Öl-Wasser-Emulsion im Behälter kommt es zu einer Schichtentrennung im Behälter, das heißt, die leichteren Ölanteile in der Emulsion schwimmen nach oben und bilden eine relativ stabile Schwimmschicht, während darunter die Öl-Wasser-Emulsion (erkennbar an der weißen Färbung) verbleibt und sich darunter schichtet. Das erfindungsgemäße Gerät macht sich nun die Schichtung der zu reinigenden Öl-Wasser-Emulsion an der Wasseroberfläche zunutze. Mit zunehmendem Füllstand (Einlauf der zu reinigenden Flüssigkeit in den mittleren, zentralen Behälter) steigt also der Flüssigkeitsspiegel nach oben und gelangt in den Bereich eines ersten Überlaufs, der mit seiner Überlaufkante höher liegt als die Überlaufkante eines zweiten, neben dem zentralen Behälter angeordneten Überlaufs.

Der erstgenannte Überlauf führt die über diesen Überlauf abstürzende Flüssigkeit in einen Behälter, in dem das Öl aufgefangen wird.

Wichtig ist ferner, daß der zentrale, mittlere Behälter einen bodennahen Durchlaß aufweist, der in eine Zwischenkammer mündet, so daß die in dem mittleren Behälter aufsteigende Flüssigkeit mit gleichem Flüssigkeits-Niveau auch in der Zwischenkammer aufsteigt.

Nachdem der Zulauf zu dieser Zwischenkammer in Bodennähe aus der mittleren Kammer erfolgt, wird über diesen Zulauf im wesentlichen nur die nicht-trennbare Wasser-Öl-Emulsion einlaufen, während die obere, die Schwimmschicht bildende, Ölschicht über den vorher erwähnten, ersten Überlauf in den Ölbehälter einläuft.

Die Zwischenkammer wird also nur in Bodennähe von dem mittleren Behälter mit der zu reinigenden Flüssigkeit versorgt und eine Begrenzung der Zwischenkammer wird durch eine Überlaufkante gebildet, wobei wichtig ist, daß dieser zweite Überlauf mit seiner Kante niedriger liegt als der erste Überlauf, so daß über diesen Überlauf lediglich nur noch die Öl-Wasser-Emulsion in einen zweiten Behälter, der zum Auffangen der gereinigten Öl-Wasser-Emulsion geeignet ist, abläuft.

Die Überlaufkante ist hierbei mit einer Schräge ausgestattet, so daß die Öl-Wasser-Emulsion nicht als Rinnsal in den zweiten Behälter läuft, sondern über diese Schräge in einzelne Flüssigkeitstropfen aufgeteilt wird, die unter Aufnahme von Umgebungsluft und Sauerstoff dann in den Auffangbehälter hineinperlen. Durch die Aufnahme von Luftsauerstoff werden aerobe Bakterien mit Sauerstoff versorgt, die ihrerseits dann wiederum die anaeroben Bakterien und organischen Stoffe vernichten. Wegen der Zuführung von Luftsauerstoff aufgrund des Hineinperlens der Öl-Wasser-Emulsion in einen Auffangbehälter werden also Bakterien bekämpft und das Wachstum von Pilzkulturen gehemmt.

Die so gereinigte Öl-Wasser-Emulsion kann dann ohne weiteres wieder dem Verarbeitungsprozess zugeführt werden und wird kontinuierlich aus dem zweiten Behälter entnommen.

Wichtig bei der vorliegenden Erfindung ist also die Trennung zwischen den leichteren, aufschwimmenden, relativ massiven ölenthaltenden Schwimmschichten von der darunter liegenden Öl-Wasser-Emulsion, wobei das Öl dann in dem genannten zweiten Behälter aufgefangen wird.

Ein wichtiger Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung liegt hier aber nicht nur allein in der Aufbereitung einer Öl-Wasser-Emulsion, sondern die vorliegende Erfindung kann auch dafür verwendet werden, aus einem Öl einen entsprechenden Wasseranteil zu entfernen, der dort unerwünscht ist.

Ist beispielsweise in einem Dieselöl in unerwünschter Weise Wasser enthalten, dann kann ebenfalls mit der geschilderten Vorrichtung eine Trennung zwischen Dieselöl und Wasser vor genommen werden.

Eine derartige Vorrichtung kann daher nicht nur zur Aufbereitung von Kühlschmiermittel-Emulsionen in der spanabhebenden Metallverarbeitung verwendet werden, sondern ebenso im Bootsbau und im nautischen Bereich, wo es darum geht, ölhaltige Abfälle (z. B. Bilgenwasser), Dieselöle von unerwünschten Wasseranteilen zu befreien.

Alle in den Unterlagen offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.

Es zeigen:

Fig. 1: schematisiert einen Schnitt durch eine Vorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 2: ein gegenüber Fig. 2 abgewandeltes Detail des Auslaufs des Behälters in die Ölkammer.

Der Behälter 1 nach der Erfindung besteht bevorzugt aus einem Edelstahlmaterial und wird definiert durch die beiden parallel zueinander stehenden Seitenwände 8, 31, die Bodenwand 32 und zeichnerisch nicht dargestellte Seitenwände, welche flüssigkeitsdicht an die vorgenannten Wände anschließen.

Er ist ferner unterteilt in drei Behälterteile 2, 3, 30, wobei der mittlere Behälterteil 30 definiert wird durch eine rechte Trennwand 4 und durch eine linke Zwischenwand 10.

Der linke Behälterteil 2, der zum Auffangen der gereinigten Öl-Wasser-Emulsion vorgesehen ist, besteht aus der linken Seitenwand 31 und der rechten Trennwand 9.

Der rechte Behälterteil 3 wird definiert durch die rechte Seitenwand 8 und die Trennwand 4.

Dieser Behälterteil 3 ist zum Auffangen der Öl-Schwimmschicht vorgesehen, welche sich auf der Öl-Wasser-Emulsion bildet.

Die zu reinigende Kühlschmiermittel-Flüssigkeit wird über den Einlaß-Stutzen 5 in Pfeilrichtung 6 durch die Bodenwand 32 in den mittleren Behälterteil 30 eingeleitet. Der Flüssigkeitsstrom steigt in Pfeilrichtung 19 nach oben und durchströmt hierbei ein oder mehrere Filtermatten 18, die parallel zur Bodenwand 32 in gegenseitigem Abstand zueinander angeordnet sind. Hierdurch erfolgt eine starke Strömungsberuhigung der in den mittleren Behälterteil 30 einströmenden Flüssigkeit, die bis zur Unterseite des Deckels 23 strömt.

Es bildet sich demzufolge eine obere Flüssigkeitsschicht, die im wesentlichen aus einem konzentrierten Ölanteil besteht, unter dem die (weißliche, durchscheinende) Öl-Wasser- Emulsion geschichtet ist.

Wichtig ist, daß beim Hochsteigen der Flüssigkeit im mittleren Behälterteil 30 lediglich sich eine obere Schwimm schicht bildet, während gleichzeitig der Anteil der Öl- Wasser-Emulsion, der schwerer ist als die darauf schwimmende Ölschicht, in Bodennähe durch einen Durchlaß 11 in eine Zwischenkammer 29 einströmt und dort ebenfalls hochsteigt.

Mit weiterem Hochstegen des Flüssigkeitsspiegels in dem Behälterteil 30 gelangt zunächst die leichtere Öl-Wasser- Emulsion an der Linie 16 bis zum Überlauf 12 und überströmt diesen Überlauf 12 in Pfeilrichtung 13. Diese Flüssigkeit stürzt über eine nach unten gerichtete Schräge 17 in den Behälterteil 2 hinein und beim Auftreffen auf die Bodenfläche, und die im Behälterteil 2 bereits lagernde Flüssigkeit, kommt es zu einer Durchmischung und Durchperlung und demzufolge auch zu einer Anreicherung mit Sauerstoff.

In diesem Behälterteil 2 sammelt sich also die gereinigte Öl- Wasser-Emulsion, die dabei gleichzeitig mit Sauerstoff ange reichert wird.

Selbstverständlich ist es möglich, die vorher gezeigte Filtermatte 18 auch noch im Bereich der Zwischenkammer 29 anzuordnen, um einen weitergehenden Filtereffekt zu erzielen.

Wie bereits erwähnt, bildet sich im mittleren Behälterteil 30 auf der Flüssigkeitsschicht eine Öl-Schwimmschicht, die mit zunehmendem Flüssigkeitsanstieg nun aus dem Durchlaß 20 herausläuft und in Pfeilrichtung 21 einen Überlauf 22 überströmt, über den die konzentrierte Ölschicht läuft, die in dem Behälterteil 3 aufgefangen wird. Die so abgetrennte Ölschicht kann über den Auslaß-Stutzen 7 aus dem Behälterteil 3 entnommen werden.

Wichtig ist nun, daß der Überlauf 22 mit seiner oberen Linie 15 höher liegt als der Überlauf 12 mit seiner Linie 16. Die beiden Überläufe 12, 22 bilden also einen gegenseitigen Abstand 14, der - in einer Weiterbildung der Erfindung - einstellbar ausgebildet ist. Auf diese Weise kann je nach Dicke der Öl-Schwimmschicht der Abstand 14 zwischen den Überläufen so eingestellt werden, daß gerade über den Überlauf 22 kein Wasser mitgerissen wird.

Eine mögliche Vorrichtung zur Veränderung des Abstands 14 zwischen den Überläufen 12, 22 ist in Fig. 2 dargestellt.

Hier ist erkennbar, daß der Deckel 23 dichtend an die Trennwand 4 anschließt und daß im oberen Bereich, unterhalb des Deckels 23, ein Auslauf 24 angeordnet ist, der aus einem Rohr 25 besteht, welches in Drehrichtung 27 drehbar ist. Das Rohr 25 ist schräg nach unten abgeknickt und weist in seinem Knickbereich einen Schlitz 26 auf.

Wird das Rohr 25 nun mit seinem nach unten ragenden Knickbereich (wie in Fig. 2 gezeigt) eingestellt, dann ist der Überlauf 22, der durch die Höhe des Schlitzes 26 definiert ist, relativ niedrig eingestellt. Wird das Rohr 25 hingegen gedreht, so daß der abgeschrägte Teil schräg nach oben ragt, dann liegt der Schlitz 26 mit seiner Auslauföffnung höher und die Öl-Schwimmschicht wird zu einem späteren Zeitpunkt in Pfeilrichtung 28 auslaufen.

Damit kann also der Abstand 14 zwischen dem Überlauf 12 und dem Auslauf (Schlitz 26) stufenlos eingestellt werden.

Für den Fall, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Abscheidung von Wasser aus Dieselöl verwendet wird, wird sie in analoger Weise verwendet.

Bezugszeichen-Legende

1

Behälter

2

Behälterteil Emulsion

3

Behälterteil (Öl)

4

Trennwand

5

Einlaß-Stutzen

6

Pfeilrichtung

7

Auslaßstutzen

8

Seitenwand

9

Trennwand

10

Zwischenwand

11

Durchlaß

12

Überlauf

13

Pfeilrichtung

14

Abstand

15

obere Linie

16

untere Linie

17

Schräge

18

Filtermatte

19

Pfeilrichtung

20

Durchlaß

21

Pfeilrichtung

22

Überlauf

23

Deckel

24

Auslauf

25

Rohr

26

Schlitz

27

Drehrichtung

28

Pfeilrichtung

29

Zwischenkammer

30

Behälterteil (Schmutz)

31

Seitenwand

32

Bodenwand

Claims

1. Vorrichtung zur Aufbereitung von Kühlschmierflüssigkeiten, die im Durchlaufverfahren gereinigt und aufbereitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Behälter (1) ein mittlerer Behälterteil (30) abgetrennt ist, neben dem zwei weitere Behälterteile (2, 3) vorgesehen sind, und dass in dem mittleren Behälterteil (30) die aufzubereitende Kühlschmier mittelflüssigkeit über einen bodennahen Einlass-Stutzen (5) einströmt, dass ferner mindestens eine Trennwand (4) des mittleren Behälterteils (30) einen Überlauf (22) aufweist, über welchen die auf der Flüssigkeit sich ausbildende Ölschicht in einen zweiten Behälterteil (3) strömt, und dass ferner die andere Trennwand des mittleren Behälterteils (30) durch eine Zwischenwand (10) gebildet ist, die einen bodennahen Durchlass (11) definiert, welche zusammen mit einer weiteren Trennwand (9) eine Zwischenkammer (29) bildet, die einen weiteren Überlauf (12) aufweist, dessen obere Kante niedriger liegt als die Kante des ersten Überlaufs (22) und dass sich an die Zwischenkammer (29) ein Behälterteil (2) zum Auffangen der Öl-Wasser-Emulsion anschliesst und dass im mittleren Behälterteil (30) ein oder mehrere Filtermatten (18) angeordnet sind, die von der Flüssigkeit durchströmt werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Behälterteil (30) einen Deckel (23) aufweist, der ringsum geschlossen ist und der lediglich in der Nähe des Überlaufs (22) einen Durchlass (20) definiert.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Höhenabstand (14) zwischen den Überläufen (12, 22) höheneinstellbar ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Überlauf (22) aus dem mittleren Behälterteil (30) als drehbares Rohr (25) angeordnet ist, welches schräg zur Horizontalen gerichtet ist und im Bereich der Schräge mindestens eine Auslauföffnung (Schlitz 26) definiert, welche Auslauföffnung die Flüssigkeit in den Behälterteil (3) leitet.