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Kurzfassung
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Die Erfindung betrifft eine Öl-Wasser-Trennstruktur, bei der die Flüssigkeit durch Antrieb einer Pumpe bei hoher Durchflussgeschwindigkeitausströmt, um eine Niedrigdruck-Saugkraft zu erzeugen, durch die das an der Oberfläche der Flüssigkeit schwimmende Öl in ein Rohr eingesaugt und sodann mit der Flüssigkeit abgeleitet wird, wobei die abgeleitete Mischflüssigkeit einen hohen Ölanteil enthält, sodass die folgenden Arbeitsschritte zur Ölableitung erleichtert werden und dadurch eine effiziente Trennung von Öl und Wasser ermöglicht wird.
Repräsentative Figur: 3
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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft eine Öl-Wasser-Trennstruktur.
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Stand der Technik
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Zur Aufrechterhaltung eines reibungslosen Betriebs einer Bearbeitungsmaschine müssen Schmieröl und Schneidflüssigkeit hinzugegeben werden, um die Präzision der Bearbeitung und die Lebensdauer des Schneidwerkzeugs zu erhöhen und eine Abkühlung zu bewirken. Die Schneidflüssigkeit umfasst im Wesentlichen Kühlwasser und Öl. Beim Recyceln der Schneidflüssigkeit müssen zunächst Fremdbestandteile ausgefiltert werden, und dann wird eine Trennung von Öl und Wasser vorgenommen. In dem gängigen herkömmlichen Trennungsverfahren von Öl und Wasser wird das Öl auf der Oberfläche der Flüssigkeit direkt mit Filterbaumwolle angesaugt, und das übrigbleibende Kühlwasser wird recycelt und wiederverwertet. Dabei saugt die Filterbaumwolle jedoch nicht nur das Schneidöl, sondern auch eine große Menge Kühlwasser an, sodass die Trennung von Öl und Wasser ineffizient erfolgt, wobei die verwendete Filterbaumwolle noch entsorgt werden muss, was zu höheren Kosten führt. Außerdem sind weitere Öl-Wasser-Trennvorrichtungen entwickelt worden, z. B. eine Trennanordnung, bei der eine Drehscheibe durch einen Motor angetrieben wird, wobei das Öl und das Wasser zwar gleichfalls voneinander getrennt und wieder zirkulär verwendet werden können, der Effekt jedoch begrenzt bleibt. Zudem existieren noch Probleme wie ein kompliziertes und übergroßes Volumen und ein großer Stromverbrauch, sodass solche herkömmlichen Öl-Wasser-Trennvorrichtungen aus wirtschaftlichen Gründen nicht optimal sind.
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Gegenstand der Erfindung
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Angesichts der oben dargestellten Probleme hat die vorliegende Erfindung als wesentliches Ziel, eine hocheffiziente Öl-Wasser-Trennstruktur bereitzustellen.
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Zur Lösung der o. g. Aufgabestellt die vorliegende Erfindung eine Öl-Wasser-Trennstruktur bereit, die an einer Pumpe anzubringen ist, wobei die Pumpe in einem ersten Flüssigkeitsspeicher mit gemischter Flüssigkeit aus Öl und Wasser angeordnet ist, wobei die Flüssigkeit im ersten Flüssigkeitspeicher durch die Pumpe nach außen für den Gebrauch abzupumpen ist. Die Öl-Wasser-Trennstruktur umfasst eine Fördervorrichtung, die eine Förderleitung umfasst, deren eines Ende als Wassereingang ausgebildet und an die Pumpe anzuschließen ist und deren anderes Ende als Wasserausgang ausgebildet und unterhalb der Oberfläche der Flüssigkeit anzuordnen ist, sodass die Flüssigkeit im ersten Flüssigkeitspeicher durch die Antriebskraft der Pumpe in den Wassereingang befördert und aus dem Wasserausgang abgeleitet werden kann, um die ölhaltige Flüssigkeit im ersten Flüssigkeitsspeicher außerhalb der Oberfläche der Flüssigkeit auszugeben.
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Zur Lösung der o. g. Aufgabestellt die vorliegende Erfindung ferner ein Öl-Wasser-Trennsystem bereit, das eine o. g. Öl-Wasser-Trennstruktur und Folgendes umfasst: einen ersten Flüssigkeitsspeicher, der einen ersten Aufnahmeraum zum Befüllen mit einer Flüssigkeit umschließt, eine Pumpe, die ein Flüssigkeitszuflussrohr und ein Flüssigkeitsabflussrohr umfasst, wobei sich das Flüssigkeitszuflussrohr in den ersten Aufnahmeraum des ersten Flüssigkeitsspeichers erstreckt, wobei das Flüssigkeitsabflussrohr an den Wassereingang der Förderleitung angeschlossen ist, wobei die Pumpe eine Antriebskraft produziert, mit der die in den ersten Flüssigkeitsspeicher gefüllte Flüssigkeit über das Flüssigkeitszuflussrohr eingesaugt und über das Flüssigkeitsabflussrohr in die Förderleitung befördert wird, und einen zweiten Flüssigkeitsspeicher, der außerhalb des ersten Flüssigkeitsspeichers angeordnet ist und einen zweiten Aufnahmeraum zur Aufnahme der ölhaltigen Flüssigkeit aus dem ersten Flüssigkeitsspeicher umschließt.
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Beim Durchströmen des Wasserausgangs kann die Flüssigkeit durch die Antriebskraft der Pumpe bei hoher Durchflussgeschwindigkeit ausströmen, wobei das auf der Oberfläche der Flüssigkeit schwimmende Öl aus dem Öltank mit entnommen wird, sodass das Öl gemeinsam mit der Flüssigkeit abgelassen werden kann, wodurch die Trennung von Öl und Wasser vollendet wird.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt eine Schnittansicht der Erfindung,
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2 zeigt eine Schnittansicht eines Teils der Erfindung,
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3 und 4 zeigen jeweils eine schematische Darstellung des Einsatzzustandes der Erfindung,
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5 zeigt eine schematische Darstellung des Einsatzzustandes eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
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6 zeigt eine schematische Darstellung des Einsatzzustandes eines dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
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7 zeigt eine schematische Darstellung des Teils aus 6.
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Wege der Ausführung der Erfindung
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Im Folgenden werden Konstruktionsmerkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung anhand der bevorzugten Ausführungsbeispiele erläutert, die nicht den Schutzumfang der Erfindung beschränken sollen.
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Bezugnehmend auf 1 und 2 umfasst das erfindungsgemäße Öl-Wasser-Trennsystem einen ersten Flüssigkeitsspeicher 1, eine Pumpe 2, eine Öl-Wasser-Trennstruktur und einen zweiten Flüssigkeitsspeicher 4.
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Der erste Flüssigkeitsspeicher 1 umschließt einen ersten Aufnahmeraum 11 zum Befüllen mit einer Flüssigkeit. Auf dem ersten Flüssigkeitsspeicher 1 ist eine Basis 12 angeordnet. Der erste Flüssigkeitsspeicher 1 ist ferner mit einer Eingangsöffnung 13 versehen, über welche Flüssigkeiten wie Schneidflüssigkeiten für Bearbeitungsmaschinen in den Flüssigkeitsspeicher 1 einströmen.
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Die Pumpe 2 ist an der Basis 12 angeordnet und weist ein Flüssigkeitszuflussrohr 21 und ein Flüssigkeitsabflussrohr 22 auf, wobei sich das Flüssigkeitszuflussrohr 21 in den ersten Aufnahmeraum 11 des ersten Flüssigkeitsspeichers 1 erstreckt, wobei das Flüssigkeitszuflussrohr 21 mit einem Filterelement 23 versehen ist.
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Die Öl-Wasser-Trennstruktur umfasst eine Leitungsbaugruppe 31 und eine Fördervorrichtung 32, wobei die Leitungsbaugruppe 31 eine erste Leitung 311 und eine zweite Leitung 312 umfasst, wobei an einem Ende der ersten Leitung 311 eine Abflussöffnung 313 vorgesehen ist, während das andere Ende der ersten Leitung 311 an die zweite Leitung 312 angeschlossen ist, wobei die erste Leitung 311 und die zweite Leitung 312 ineinander verschiebbar sind, wobei sich die zweite Leitung 312 in den ersten Flüssigkeitsspeicher 1 erstreckt, wobei die zweite Leitung 312 mit einer Vielzahl von Durchflussöffnungen versehen ist, über die Flüssigkeiten von außen in die Leitung 312 strömen können.
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Die Fördervorrichtung 32 ist an der zweiten Leitung 312 angeordnet und umfasst eine Förderleitung 321 und eine auf der Oberfläche der Flüssigkeit schwimmende Struktur 322, wobei die Förderleitung 321 in der zweiten Leitung 312 angebracht ist, wobei ein Ende der Förderleitung 321 als Wassereingang 3211 ausgeführt ist, an den die Pumpe 2 anzuschließen ist, während das andere Ende der Förderleitung 321 als Wasserausgang 3212 ausgeführt ist, wobei sich der Durchmesser der Förderleitung 321 konisch verjüngt, wobei der Durchmesser des Wassereingangs 3211 größer ist als der des Wasserausgangs 3212, wobei der Wasserausgang 3212 schmal ausgebildet ist.
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Die schwimmende Struktur 322 ist mit der zweiten Leitung 312 verbunden und schwimmt gemäß dem Füllstand, um die zweite Leitung 312 zum Auf- und Abwärtsverschieben relativ zur ersten Leitung 311 zu bringen. An der Oberfläche der schwimmenden Struktur 322, und zwar nahe der Durchflussöffnung, ist eine Aufnahme 3213 vertieft ausgebildet, in der eine Flüssigkeit aufgenommen werden kann, die über die Durchflussöffnungen eines Verbindungsrohrs 3121 ins Verbindungsrohr 3121 eintritt.
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Der zweite Flüssigkeitsspeicher 4 ist an der Basis 12 angeordnet und umschließt einen zweiten Aufnahmeraum 41 und einen dritten Aufnahmeraum 42. Im zweiten Flüssigkeitsspeicher 4 ist eine Sperrwand 43 angeordnet, die sich vom oberen Ende des zweiten Flüssigkeitsspeichers 4 nach unten erstreckt und somit den zweiten Aufnahmeraum 41 und den dritten Aufnahmeraum 42 abtrennt, wobei zwischen der Sperrwand 43 und dem Boden des zweiten Flüssigkeitsspeichers 4 ein Fließkanal 44 entsteht, durch den der zweite Aufnahmeraum 41 und der dritte Aufnahmeraum 42 miteinander verbunden sind. Der zweite Flüssigkeitsspeicher 4 ist mit einer Ölableitöffnung 45 versehen, die nahe dem oberen Ende des zweiten Aufnahmeraums 41 angeordnet ist. Die Abflussöffnung 313 ist auf den zweiten Aufnahmeraum 41 gerichtet und kann so die Flüssigkeit in den zweiten Aufnahmeraum 41 befördern. Der zweite Flüssigkeitsspeicher 4 weist ferner eine senkrechte Rückflussleitung 46 auf, die im dritten Aufnahmeraum 42 angeordnet ist und durch den zweiten Flüssigkeitsspeicher 4 und die Basis 12 hindurch verläuft, wobei die Rückflussleitung 46 mindestens höher als der Fließkanal 44 ist und mit dem dritten Aufnahmeraum 42 und dem ersten Aufnahmeraum 11 verbunden ist.
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Somit kann die Pumpe 2 eine Antriebskraft bereitstellen, mit der die Flüssigkeit aus dem Wasserausgang 3212 herausgepumpt werden kann, wobei die Flüssigkeit der Reihe nach die zweite Leitung 312 und die Abflussöffnung 313 der ersten Leitung passiert und weiter in den zweiten Flüssigkeitsspeicher 4 eintritt. Schließlich wird das auf der Oberfläche der Flüssigkeit schwimmende Öl über die Ölableitöffnung 45 abgeleitet. Somit wird die Trennung von Öl und Wasser vollendet.
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Der Durchmesser der Förderleitung 321 verjüngt sich konisch, wobei der Wasserausgang 3212 schmal ausgebildet ist. Diese Ausgestaltung sorgt dafür, dass die Durchflussgeschwindigkeit, bei der die Flüssigkeit durch Antrieb der Pumpe 2 herausgepumpt wird, steigt, damit der Druck in der Förderleitung 321 sinkt, sodass in der zweiten Leitung 312 eine Niedrigdruck-Saugkraft erzeugt wird, mit der die externe Flüssigkeit über die Durchflussöffnungen eingesaugt wird. Bei den über die Durchflussöffnungen eingesaugten externen Flüssigkeiten handelt es sich meistens um Öl, Schmutz und Fremdbetandteile, welche auf der Oberfläche der Flüssigkeit schwimmen, sodass die in den zweiten Flüssigkeitsspeicher 4 einströmende Flüssigkeit einen hohen Ölanteil enthalten kann, was für die Ölableitung des zweiten Flüssigkeitsspeichers 4 günstig ist. Bei der in den zweiten Aufnahmeraum 41 des zweiten Flüssigkeitsspeichers 4 einströmenden Flüssigkeit befindet sich das Wasser, das einen größeren Gewichtsanteil hat, im unteren Bereich und kann so über den Fließkanal 44 in den dritten Aufnahmeraum 42 eintreten und weiter über die Rückflussleitung 46 in den ersten Flüssigkeitsspeicher 1 strömen.
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Erfindungsgemäß kann die Pumpe 2 eine Flüssigkeit zum Austreten bringen, um eine Niedrigdruck-Saugkraft zu erzeugen, sodass die ölhaltige, auf der Oberfläche der Flüssigkeit schwimmende Flüssigkeit eingesaugt und in den zweiten Flüssigkeitsspeicher 4 abgeleitet wird, wobei die abgeleitete Flüssigkeit einen hohen Ölanteil hat, was für die folgende Ölableitung günstig ist, wobei eine effiziente Ölableitung und ein niedriger Energieverbrauch erzielt werden und keine zusätzliche komplizierte Antriebsanordnung, wie ein Antriebsmotor, erforderlich ist. Des Weiteren ist das erfindungsgemäße Öl-Wasser-Trennsystem kompakt aufgebaut, sodass die Herstellungs- und Wartungskosten relativ niedrig sind, wobei das erfindungsgemäße Öl-Wasser-Trennsystem für Arbeitsräumlichkeiten verschiedener Größen geeignet ist und beim Einsatz keine große Geräusche produziert. Mit dem erfindungsgemäßen System werden bei den herkömmlichen Öl-Wasser-Trennstrukturen auftretende Mängel beseitigt.
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Dadurch, dass die erste Leitung 311 und die zweite Leitung 312 ineinander verschiebbar sind, wird sich die schwimmende Struktur 322 beim Verändern des Füllstandes des ersten Flüssigkeitsspeichers 1 auch mit dem Füllstand verschieben, um synchron die zweite Leitung 312 zum Verschieben relativ zur ersten Leitung 311 zu veranlassen, sodass die Durchflussöffnungen der zweiten Leitung 312 jederzeit auf der Oberfläche der Flüssigkeit bleiben können, um das Einsaugen der Flüssigkeit auf der Oberfläche der Flüssigkeit zu erleichtern. Somit ist das erfindungsgemäße Öl-Wasser-Trennsystem für unterschiedliche Füllstände einsetzbar und passt sich selbsttätig an den Füllstand an, was benutzerfreundlich ist.
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Das zweite Ausführungsbeispiel der Erfindung stellt eine Öl-Wasser-Trennstruktur (siehe 5) bereit, wobei im Vergleich zum vorhergehenden Ausführungsbeispiel die Förderleitung 321 des zweiten Ausführungsbeispiels im Flüssigkeitsspeicher geneigt angeordnet ist, wobei ein Ende der Förderleitung 321 als Wassereingang ausgeführt ist, an dem die Pumpe 2 anzuschließen ist, während das andere Ende der Förderleitung 321 als Wasserausgang ausgeführt und unterhalb der Oberfläche der Flüssigkeit angeordnet ist. Durch die Antriebskraft der Pumpe 2 wird die Flüssigkeit im Flüssigkeitsspeicher in den Wassereingang der Förderleitung 321 befördert und aus dem Wasserausgang abgeleitet, wobei die ölhaltige Flüssigkeit im Flüssigkeitsspeicher auf diese Weise außerhalb der Oberfläche der Flüssigkeit ausgegeben wird. Dies bedeutet, dass das auf der Oberfläche der Flüssigkeit schwimmende Öl durch das Auspumpen der Flüssigkeit gemeinsam aus dem Flüssigkeitsspeicher entnommen wird, wodurch das Öl gemeinsam mit der Flüssigkeit abgeleitet wird und in einen weiteren Flüssigkeitsspeicher strömt. Somit wird gleichfalls eine Trennung von Öl und Wasser realisiert.
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Im Vergleich zum Ausführungsbeispiel aus 5 umfasst die Fördervorrichtung gemäß einem aus 6 und 7 ersichtlichen dritten Ausführungsbeispiel ferner einen Begrenzungsmechanismus 50, der sich zumindest teilweise im ersten Aufnahmeraum des ersten Flüssigkeitsspeicher 4 befindet und an die Förderleitung 321 angeschlossen ist, wobei der Begrenzungsmechanismus 50 die Position der Förderleitung 321 begrenzen kann. Der Begrenzungsmechanismus 50 umfasst eine oberhalb des ersten Flüssigkeitsspeichers 1 angebrachte Stütze 51, ein an der Stütze 51 gleitend angeordnetes gleitendes Gestell 52 und eine an ein Ende des gleitenden Gestells 52 angeschlossene schwimmende Struktur 53, wobei die Förderleitung 321 an das gleitende Gestell 52 angeschlossen ist und so vom gleitenden Gestell 52 zum Bewegen gebracht werden kann. Die schwimmende Struktur 53 schwimmt auf der Oberfläche der Flüssigkeit des ersten Aufnahmeraums und kann mit dem Schwimmen gemäß dem Füllstand das gleitende Gestell 52 zum Verschieben relativ zur Stütze 51 bringen, um den Wasserausgang in einem vorgegebenen Abstand unterhalb der Oberfläche der Flüssigkeit zu halten.
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Genauer gesagt ist die Stütze 51 mit einer Vielzahl von Rollen 511 versehen, und das gleitende Gestell 52 ist mit einer zwischen den Rollen 511 gleitend verschiebbaren Schiene 521 und einem seitlich an die verschiebbare Schiene 521 angeschlossenen Arm 522 versehen, wobei die Förderleitung 321 an ein Ende des Arms 522 angeschlossen ist. Vorzugsweise ist an einem der schwimmenden Struktur 53 gegenüber liegenden Ende der verschiebbaren Schiene 521 eine Gegengewichtsstruktur 54 vorgesehen, deren Gewicht wahlweise variierbar ist. Beispielsweise kann ein Gegengewicht auf die Gegengewichtsstruktur 54 aufgesetzt werden, um die Position der Gegengewichtsstruktur 54 in Bezug auf die Oberfläche der Flüssigkeit zu verstellen. Der Wasserausgang der Förderleitung 321 ist gegenüber von einer mit einem zweiten Flüssigkeitsspeicher 4 verbundenen externen Leitung 55 angeordnet, wobei die aus dem ersten Flüssigkeitsspeicher 1 herausgepumpte, ölhaltige Flüssigkeit in die externe Leitung 55 eingesaugt und sodann in den zweiten Flüssigkeitsspeicher 4 geleitet wird. Es ist denkbar, dass der zweite Flüssigkeitsspeicher 4 des dritten Ausführungsbeispiels wie in 1 und 3 gezeigt ist aufgebaut werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- erster Flüssigkeitsspeicher
- 11
- erster Aufnahmeraum
- 12
- Basis
- 13
- Eingangsöffnung
- 2
- Pumpe
- 21
- Flüssigkeitszuflussrohr
- 22
- Flüssigkeitsabflussrohr
- 23
- Filterelement
- 31
- Leitungsbaugruppe
- 311
- erste Leitung
- 3111
- gerader Abschnitt
- 3112
- gebogener Abschnitt
- 312
- zweite Leitung
- 3121
- Verbindungsrohr
- 313
- Abflussöffnung
- 32
- Fördervorrichtung
- 321
- Förderleitung
- 3211
- Wassereingang
- 3212
- Wasserausgang
- 3213
- Aufnahme
- 322
- schwimmende Struktur
- 4
- zweiter Flüssigkeitsspeicher
- 41
- zweiter Aufnahmeraum
- 42
- dritter Aufnahmeraum
- 43
- Sperrwand
- 44
- Fließkanal
- 45
- Ölableitöffnung
- 46
- Rückflussleitung
- 50
- Begrenzungsmechanismus
- 51
- Stütze
- 511
- Rolle
- 52
- gleitendes Gestell
- 521
- verschiebbare Schiene
- 522
- Arm
- 53
- schwimmende Struktur
- 54
- Gegengewichtsstruktur
- 55
- externe Leitung
