DE9310942U1 - Vorrichtung zum Trennen von Öl- und Kühlmittelgemisch - Google Patents

Description

pOfta Patentanwälte

Dipl.Phys. Ulrich Twelmeier Dipi. I ng. D.Jendryssek-Neumann Dr. phil. nat. Rudolf Bauer -1990 Dipi. I ng. Helmut Hubbuch -1991

20.07.1993 TW/Be

Meiser GmbH., D-7134 Knittlingen

Vorrichtung zum Trennen von öl- und Kühlmitte lgemi sch

Beschreibung:

Die Erfindung befaßt sich mit einer Vorrichtung zum Trennen von beim spanenden Bearbeiten von metallischen Werkstücken anfallenden Gemischen aus Öl und Kühlmittel durch Aufschwimmen mit einem Behälter mit einem Zulauf für das Gemisch, mit einem überlauf für das öl und mit einem Ablauf für das Kühlmittel.

Für das Trennen von Öl/Wasser-Gemischen sind ölabscheider bekannt in Gestalt von Behältern, in welche man das Gemisch einleitet und sich darin für einige Zeit beruhigen läßt. Dabei hat das Öl Gelegenheit, aufzuschwimmen, weil es spezifisch leichter ist als Wasser. Es ist bekannt, am Be-

Westliche Karl-Friedrich-Straße 29-31 D-7530 Pforzhmn Tel (07231) 102270/90 Fax (07231) 101144 Telex 783929patma d

hälter einen überlauf vorzusehen, über welchen das aufgeschwommene öl in eine Rinne ablaufen kann. Das überlaufende öl enthält noch immer Wasser. Um das Öl weiter zu konzentrieren, ist es auch bekannt, mehrere Uberlaufbehälter zu einer Kaskade zusammenzufügen.

Beim spanenden Bearbeiten von metallischen Werkstücken, z.B. beim Bohren, werden zum Kühlen von Werkstück und Werkzeug Kühlmittel eingesetzt; dabei handelt es sich im allgemeinen um wässrige Emulsionen. Die Kühlmittel sind verhältnismässig teuer, und man ist deshalb bestrebt, sie aufzufangen und der erneuten Verwendung zuzuführen. Das breitet allerdings Schwierigkeiten in Fällen, in denen bei der spanenden Metallbearbeitung nicht nur ein Kühlmittel, sondern auch ein öliges oder fettiges Schmiermittel eingesetzt wird, denn in diesem Fall kann man nicht das reine Kühlmittel auffangen, sondern lediglich eine Kühlmittel/Schmiermittelmischung. Will man hieraus das Kühlmittel zurückgewinnen, muss 0 man es von dem Schmiermittel trennen. Die bekannten ölabscheiderkaskaden mit einer Reihe von nebeneinander angeordneten Uberlaufbehältern sind zumal für kleinere Betriebe der spanenden Metallbearbeitung zu aufwendig und damit zu unwirtschaftlich.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Trennen von beim spanenden Be-

arbeiten von metallischen Werkstücken anfallenden Gemischen aus öl und Kühlmittel zu schaffen, welche sich klein und kompakt und damit preiswert herstellen läßt und doch Gemische aus Öl und Kühlmittel so wirksam zu trennen vermag, dass damit wiedergewonnenes Kühlmittel unmittelbar für die Metallbearbeitung wieder verwendet werden kann.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Durch seinen Aufbau aus konzentrischen Rohren ist die erfindungsgemässe Vorrichtung optimal kompakt und zugleich ausserordentlich preiswert herzustellen, weil sie aus einfachen Normteilen zusammengebaut werden kann. Trotz des kompakten Aufbaus ist die Vorrichtung hochwirksam: Das zu trennende Gemisch läßt man von oben her in das innerste Rohr zulaufen. In diesem innersten Rohr findet bereits eine gewisse Beruhigung des Gemisches statt, welche neben einer ausreichenden Durchlaufzeit Voraussetzung für ein Aufschwimmen des abzuscheidenden Öles ist. Das Gemisch verläßt das innerste Rohr an dessen unterem Ende und gelangt in das zweite Abteil, welches durch den Ringraum zwischen dem innersten Rohr und dem darauffolgenden Rohr gebildet ist. In diesem

Rohr steigt die Flüssigkeit allmählich hoch unter gleichzeitiger Entmischung durch Aufschwimmen des Öls, welches sich an der Oberfläche der Flüssigkeit im zweiten Abteil ansammelt. In dieses Abteil fließt vorzugsweise auch öl über, welches bereits im innersten Rohr aufgeschwommen ist.

Um das im zweiten Abteil an Öl verarmte Kühlmittel einer weiteren Reinigungsstufe zu unterziehen, läuft das Kühlmittel unterhalb der aufgeschwommenen ölschicht in ein drittes Abteil über, welches durch den Ringraum zwischen dem zweiten Rohr und dem darauffolgenden dritten Rohr gebildet ist. In diesem Ringraum strömt das Kühlmittel abwärts, wobei vorzugsweise Schikanen eingebaut sind, die den Abscheidevorgang begünstigen. Als Schikanen eignen sich aus der chemischen Verfahrenstechnik an sich bekannte Füllkörper, insbesondere solche aus Kunststoff oder Metall; sie verlängern nicht nur den Strömungsweg für das Kühlmittel, vielmehr lagern sich an ihnen auch öl und Schmutzpartikel an. Nach dem Reinigungsvorgang im dritten Abteil verläßt das Kühlmittel das dritte Abteil durch einen Auslaß am unteren Ende und ist so sauber, dass es unmittelbar als Kühlmittel wieder verwendet werden kann. Damit die Vorrichtung nicht leerläuft, hat der untere Auslaß des dritten Abteils Verbindung mit einem überlauf, welcher höher liegt als der überlauf zwischen dem zweiten und dem dritten Abteil, aber tiefer liegt als der ölüberlauf, welchen das zweite und das dritte Ab-

teil vorzugsweise gemeinsam haben. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass das öl nur über den dafür vorgesehenen überlauf aus der Vorrichtung ablaufen kann.

Der Überlauf, über den das aufgeschwommene öl abläuft, ist am einfachsten stationär in vorgegebener Höhe angeordnet. Eine Beschleunigung des Reinigungsvorgangs kann man aber erreichen, wenn man den überlauf an einem Schwimmerkörper anbringt, so dass sich der überlauf in einem vorgegebenen Niveaubereich mit dem Flüssigkeitsspiegel hebt und senkt. Ein überlaufen des Öls kann dadurch schon erfolgen, noch ehe der Behälter vollgelaufen ist. Zweckmässigerweise ist der Verschiebebereich des Schwimmkörpers durch einen oberen und einen unteren Anschlag begrenzt.

Die Verbindung vom Auslaß des dritten Abteils zum Überlauf für das Kühlmittel könnte einfach eine Rohrleitung sein. Am einfachsten für die Handhabung der Vorrichtung ist es jedoch, wenn man das dritte Rohr nochmals konzentrisch mit einem vierten Rohr umgibt, welches die Verbindung zum Überlauf für das Kühlmittel herstellt.

Für einen einfachen Aufbau der Vorrichtung ist es am günstigsten, wenn die konzentrischen Rohre sämtlich auf einer gemeinsamen Grundplatte stehen und mit dieser fest und dicht verbunden sind. Den übergang vom ersten Abteil zum zweiten Abteil und vom dritten Abteil zum vierten Abteil schafft man dann am einfachsten durch eine oder mehrere seitliche öffnungen im ersten und dritten Rohr nahe bei deren unteren Enden.

Nach einiger Betriebszeit sind die Füllkörper im dritten Abteil so mit öl und Schmutz beladen, dass sie gereinigt werden müssen. Das kann man am einfachsten dadurch machen, dass man die Vorrichtung insgesamt mitnimmt zu einer Tankstelle, die mit einem ölabscheider ausgerüstet ist, und sie dort mit einem Hochdruckwasserstrahler ausspritzt.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann so preiswert hergestellt werden, dass sie dezentral neben einzelnen Maschinen wirtschaftlich eingesetzt werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist in den beigefügten Zeichnungen schematisch dargestellt.

Figur 1 zeigt eine solche Vorrichtung in einem durch

die Mittelachse gelegten Vertikalschnitt,

Figur 2 zeigt den Schnitt A-B durch diese Vorrichtung,

und
20

Figur 3 zeigt einen schwimmenden Überlauf für eine solche Vorrichtung.

Die Vorrichtung besteht aus einer Grundplatte 1 und aus vier konzentrischen Rohren 2, 3, 4 und 5, welche auf der Grundplatte 1 stehen und mit dieser fest und dicht verbunden sind. Dadurch sind vier konzentrische Abteile 7, 8, 9 und 10 gebildet. Der Zulauf 6 zur Vorrichtung befindet sich am oberen Ende des ersten Abteils 7, welches durch

eine Bohrung 11 am unteren Ende und durch einen seitlichen Überlauf 12 am oberen Ende des Rohrs 2 mit dem zweiten Abteil 8 verbunden ist. Das zweite Rohr 3, welches das zweite Abteil 8 vom dritten Abteil 9 trennt, ist kürzer als die anderen drei Rohre 2, 4 und 5. Die im Abteil 8 hochsteigende Flüssigkeit kann deshalb über das obere Ende des Rohrs 3 überlaufen in das dritte Abteil 9, in welchem Füllkörper 13 angeordnet sind. Die Abteile 8 und 9 haben einen gemeinsamen überlauf 14, welcher durch eine Blende 15 mittels eines Handgriffs 16 reguliert werden kann.

Aus dem ersten Abteil 7 überlaufendes und im zweiten Abteil 8 sowie im dritten Abteil 9 aufschwimmendes öl 17 verläßt die Vorrichtung durch den überlauf 14. Die gereinigte Kühlmittelemulsion verläßt das dritte Abteil durch drei sternförmig angeordnete Bohrungen 18, gelangt dadurch in das vierte Abteil 10, in welchem es hochsteigt bis zu einem überlauf 19, von wo es in einen Vorratsbehälter gelangen kann.

Anstatt das aufgeschwommene Öl über einen festen überlauf ablaufen zu lassen, kann man auch einen schwimmenden überlauf im Bereich des Abteils 8 vorsehen. Ein solcher überlauf ist - losgelöst von der restlichen Vorrichtung - in Figur 3 dargestellt. Er besteht aus einem aus der Grundplatte 1 aufragenden Rohr 21, auf welchem ein hohlzylindrischer Schwimmkörper 22 geführt ist, in welchem unter Bildung eines Ringspaltes 23 ein zum Rohr 21 konzentrisches Tauchrohr 24 befestigt ist, welches teleskopartig in das

Rohr 21 eintaucht. Der Verschiebeweg des Schwimmkörpers ist unten begrenzt durch ein Distanzstück 24, welches den Schwimmkörper 22 auf Abstand von der Grundplatte 1 hält, so dass er nicht an der Grundplatte haften bleibt, und er ist oben begrenzt durch einen Niederhalter 25, der gewährleistet, dass das öl auch bei maximalem Flüssigkeitsstand noch sicher überlaufen kann. Das überlaufende öl läuft in eine Bohrung (26) in der Grundplatte 1 und von dort zu einem aussenhalb gelegenen Schlauchanschluß 27, über den es abgezogen werden kann.

Die Vorrichtung kann aus Metall, aber auch aus Kunststoff bestehen.

Claims (9)

Ansprüche:

1. Vorrichtung zum Trennen von beim spanenden Bearbeiten

von metallischen Werkstücken anfallenden Gemischen aus öl und Kühlmittel durch Aufschwimmen

mit einem Behälter mit einem Zulauf für das Gemisch, mit einem überlauf für das Öl und mit einem Ablauf für das Kühlmittel,

dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter durch konzentrisch angeordnete Rohre (2, 3, 4, 5) in wenigstens

drei Abteile (7, 8, 9, 10) unterteilt ist, von denen das innerste (7) oben den Zulauf (6) für das Gemisch und unten eine Strömungsverbindung mit dem angrenzenden zweiten Abteil (8) hat,
15

dass das zweite Abteil (8) einen ersten überlauf (20) in ein daran anschließendes drittes Abteil (9) hat,

dass das zweite und das dritte Abteil (8, 9) einen zweiten überlauf (14) für aufschwimmendes öl haben, welcher höher liegt als der erste Überlauf (20) vom zweiten (8) zum dritten Abteil (9),

und dass das dritte Abteil (9) für das Kühlmittel unten einen Auslauf (18) hat, der Verbindung hat mit einem dritten überlauf (19), welcher höher als der erste (20), aber tiefer als der zweite überlauf (14) liegt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass die Verbindung zwischen dem Auslauf

(14) des dritten Abteils (9) und dem dritten überlauf (19) durch ein viertes konzentrisch angeordnetes Abteil (10) gebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, dass das dritte Abteil (9) Füllkörper (13) enthält.

4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das innerste Abteil (7) einen vierten Überlauf (12) zum zweiten Abteil

(8) hat und dass der vierte überlauf (19) höher als die anderen Überläufe (14, 19, 20) liegt.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre (2, 3, 4, 5) auf einer gemeinsamen Grundplatte (1) stehen.

6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass der überlauf für das aufschwimmende öl schwimmend angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich net, dass der Überlauf mit einem Schwimmkörper (22) verbunden oder als Schwimmkörper ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich- net, dass ein senkrechtes Überlaufrohr (9) vorgesehen ist, an welchem der mit einem in das überlaufrohr (21) eintauchenden Tauchrohr (24) verbundene Schwimmkörper (22) geführt ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich net, dass das überlaufrohr (21) in eine nach aussen führende Bohrung (26) in einer Grundplatte (1) der Vorrichtung mündet.