DE4005627A1 - Aufbereitungssystem fuer kuehlschmierstoffe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Aufbereitungssystem für Kühlschmier­ stoffe, insbesondere Kühlschmierstoff-Emulsionen, mit einer Pumpe zum Fördern des Kühlschmierstoffes aus dem Kühlschmierstoffbehäl­ ter einer Werkzeugmaschine in einen Separator des Aufbereitungs­ systems.

Derartige Kühlschmierstoffe, insbesondere Schneid-, Schleif- und Reinigungs-Emulsionen werden während des Gebrauchs mit nichtemul­ gierten Ölen, Feststoffen organischer und anorganischer Matur und mit Mikroflora, bestehend aus Bakterien und Pilzen belastet. Au­ ßerdem gelangen Hydrauliköle, Honöle, Schutzöle und andere Ölmen­ gen in die Emulsion. Diese Öle schwimmen in den Maschinentanks zwar wegen ihrer geringeren Dichte an der Oberfläche der Flüs­ sigkeit, führen aber zu unangenehmen Mischzonen mit Wasser-in- Öl-Emulsionscharakter und extrahieren im ungünstigsten Fall öl­ lösliche Komponenten der Emulsion. Wenn diese Öle einemulgiert werden, verschlechtern sich die Eigenschaften der Emulsion.

Diese Kühlschmierstoffe befinden sich in Maschinentanks, in Zen­ tralanlagen und zugehörigen Umwälzeinrichtungen der Werkzeugma­ schinen der metallverarbeitenden Industrie.

Um die Standzeit der Kühlschmierstoff-Emulsionen zu verlängern, werden diese aus den Maschinentanks angesaugt und in einem Separator in die drei Phasen Feststoffe, Fremdöl und Emulsion aufgetrennt. Die erhaltene Reinemulsion wird dann zur Werkzeugma­ schine zurückgeführt. Anzustreben ist in diesem Aufbereitungssy­ stem eine möglichst vollständige Aufteilung der verbrauchten Emulsion in die drei oben genannten Phasen. Das läßt sich gewöhn­ lich durch eine bestimmte Einstellung der Betriebsparameter des Separators erreichen. In dem oben genannten Aufbereitungssystem gelingt jedoch im Dauerbetrieb eine solche optimale Aufteilung in die drei genannten Phasen nicht.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Aufberei­ tungssystem der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, daß durch Einstellen der Betriebsparameter des Separators auch im Dauerbetrieb eine nahezu vollständige Aufteilung der verbrauchten Emulsion bzw. des verbrauchten Kühlschmierstoffes in die drei oben genannten Phasen auf Dauer erreicht wird.

Die Erfindung beruht unter anderem auf der Erkenntnis, daß nach dem Entmischen von festen und flüssigen Verunreinigungen des ver­ brauchten Kühlschmierstoffes im Maschinentank der jeweiligen Ma­ schine diese Verunreinigungen innerhalb der Saugpumpe wieder in den Kühlschmierstoff eingemischt werden. Da diese Einmischung un­ gleichmäßig erfolgt, ist eine feste optimale Arbeitsweise des Se­ parators auf Dauer nicht zu erreichen. Ein anderer Grund für den Nachteil im Stand der Technik liegt in der ungleichmäßigen Zu­ flußrate zum Separator durch den Schaum, der sich in der Zufluß­ leitung und der Pumpe bildet.

Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen zwi­ schen der Pumpe und dem Separator angeordneten Ausgleichsbehälter mit einem darin angeordneten Überlauf, über den der Kühlschmierstoff zum Separator geleitet wird und dessen Überlauf­ kante oberhalb der höchsten Separatoreinlaufhöhe liegt.

Aus dem Ausgleichsbehälter läuft der verbrauchte Kühlschmierstoff, nachdem sich die festen und die flüssigen Verunreinigungen zum Teil abgetrennt haben, mittels Schwerkraft in den Separator ein. Dem Separator wird damit ein verbrauchter Kühlschmierstoff unter immer gleichen Bedingungen und praktisch immer der gleichen Zu­ sammensetzung zugeführt, so daß eine auf Dauer konstante optimale Einstellung des Separators und damit eine vollständige Aufteilung des zugeführten verbrauchten Kühlschmierstoffes in die drei oben genannten Phasen möglich ist.

In einer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Höhe der Überlaufkante des Überlaufs über der höchsten Separator­ einlaufhöhe einstellbar ist, um je nach Separatorgröße einen auf den Separator abgestimmten Zulaufdruck wählen zu können. Da der Austrag der im Separator getrennten Flüssigkeiten im freien Aus­ lauf, also unter Atmosphärendruck vorgenommen wird, sollte der Zulauf in die Zentrifuge unter einem definierten Druck ohne Druckschwankungen erfolgen. Diese Forderungen werden durch das beschriebene System erfüllt.

Um die von der Temperatur abhängige Viskosität der in dem Aus­ gleichsbehälter sich befindenden verbrauchten Emulsion konstant zu halten, wird außerdem ein Temperaturregelsystem der Flüssigkeit im Ausgleichsbehälter vorgeschlagen.

Zur mechanischen Schaumdämpfung sind im Ausgleichsbehälter angeord­ nete Einbauten vorteilhaft, insbesondere ein oberhalb des Überlauf­ niveaus liegendes Gitter zum Dämpfen von Schaum.

Damit auf der Oberfläche der verbrauchten Emulsion im Ausgleichs­ behälter schwimmende feine Feststoffe nicht dem Separator zuge­ führt werden, wird ein in dem Überlauf nach oben gezogener, eine Rinne bildender Kragen vorgeschlagen.

Vorteilhaft ist außerdem, wenn der Boden des Ausgleichsbehälters geneigt ist und an seiner tiefsten Stelle einen Ablaß aufweist. Damit ist eine vollständige Entleerung und Reinigung des Aus­ gleichsbehälters möglich.

Für eine möglichst ruhige Zuführung der Emulsion in den Aus­ gleichsbehälter ist es vorteilhaft, wenn die Förderleitung zwi­ schen der Pumpe und dem Ausgleichsbehälter in diesen hineinragt und mehrere Bohrungen an diesem hineinragenden Ende aufweist, wo­ bei die Summe der Bohrungsquerschnitte den Querschnitt des Endes übersteigt. Damit wird eine starke Strömung innerhalb des Aus­ gleichsbehälters und ein Aufwirbeln von abgelagerten Feststoffen sowie ein Einemulgieren des aufschwimmenden Fremdöls weitgehend vermieden. Um die Rückvermischung des in dem Überlauf fließenden Kühlschmierstoffs zu vermeiden, ist es besonders vorteilhaft, wenn die Bohrungen auf den Boden des Ausgleichsbehälters hin ausge­ richtet sind.

Um einen gleichmäßigen Betrieb des Aufbereitungssystems zu ge­ währleisten, wird außerdem eine Regelung des Zuflusses in den Ausgleichsbehälter vorgeschlagen.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine Übersicht eines Teils des erfindungsgemäßen Aufbereitungssystems,

Fig. 2 den Ausgleichsbehälter des Aufbereitungssystems nach Fig. 1 und

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform des Ausgleichsbehälters eines Aufbereitungssystems nach Fig. 1.

Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt aus dem erfindungsgemäßen Aufbe­ reitungssystem im Überblick. Aus einem an der Werkzeugmaschine angebrachten Kühlschmierstoffbehälter 2, auch Maschinentank ge­ nannt, wird der verbrauchte Kühlschmierstoff mittels einer Pumpe 1 in einen Ausgleichsbehälter 4 gefördert und fließt aus diesem über einen in diesem Ausgleichsbehälter 4 angeordneten Überlauftrichter 5 in einen Separator 3.

Die Förderung des verbrauchten Kühlschmierstoffs in den Aus­ gleichsbehälter 4 beginnt an der im Kühlschmierstoffbehälter 2 angeordneten Saugglocke 16, die an einen Schwimmer 17 gekoppelt ist. Über einen Differenzdruckfilter 18 wird die Flüssigkeit von der mit einer Durchflußregelung 14 versehenen Pumpe 1 in den Aus­ gleichsbehälter 4 eingespeist. Zwischen der Pumpe 1 und dem Aus­ gleichsbehälter ist außerdem eine Regelung 15 des Flüssigkeitsni­ veaus im Ausgleichsbehälter 4 vorgesehen. Die Regelkreise sind in Fig. 1 gestrichelt angedeutet.

Innerhalb des Ausgleichsbehälters wird die Flüssigkeit von einer Heiz-/Kühlschlange 6, die an eine Temperaturregelung 7 ange­ schlossen ist, auf konstante Temperatur gehalten. An der tiefsten Stelle des geneigten Bodens ist eine Entleerungsleitung 19 ange­ schlossen. Oberhalb der Flüssigkeitsoberfläche ist ein Schaum­ dämpfungsgitter 9, das auch als Spritzgitter bezeichnet werden kann, befestigt.

Der verbrauchte Kühlschmierstoff wird aus dem Kühlschmierstoffbe­ hälter 2 über eine mit einem Schwimmer 17 versehene Saugglocke 16 und über ein Differenzdruckfilter 18 in den Ausgleichsbehälter 4 gepumpt und fließt von dort über den Überlauftrichter 5 und die Zulaufleitung 21 wegen der Höhendifferenz 20 zwischen der Über­ laufkante des Überlauftrichters 5 und dem höchsten Separatorein­ laufpunkt in den Separator 3 ein. Dort wird der verbrauchte Kühl­ schmierstoff in die oben genannten drei Phasen aufgeteilt.

Fig. 2 zeigt eine detailliertere Abbildung des Ausgleichsbehäl­ ters 4 von Fig. 1. Der verbrauchte Kühlschmierstoff wird über die Zentrifugalpumpe 1, eine Rückschlagarmatur 22 und die Regelarma­ turen 23 durch die Förderleitung 24 in ein innerhalb des Aus­ gleichsbehälters 4 liegendes rohrförmiges Ende 13 gepumpt, das eine Vielzahl von Bohrungen 12 in Richtung auf den geneigten Boden 11 des Ausgleichsbehälters 4 hat. Durch die Vielzahl von Bohrungen 12 wird ein weiteres Vermischen der einzelnen Phasen des ver­ brauchten Kühlschmierstoffes vermieden. Der Ausgleichsbehälter 4 ist mit einem Behälterdeckel 25 abgedeckt, an dessen inneren Rand eine Abdichtungslippe 26 eingelegt ist.

Hat der Kühlschmierstoff das Überlaufniveau 8 erreicht, so fließt es über den inneren Mantel des Überlauftrichters 5 in die Zulauf­ leitung 21 zum Separator 3. Zum Abfangen von auf der Oberfläche der Flüssigkeit schwimmendem Schmutz ist am unteren Ende und im Inneren des Überlauftrichters 5 ein Kragen 10 hochgezogen, so daß sich zwischen diesem Kragen 10 und der inneren Wand des Überlauf­ trichters 5 eine Schmutzrinne bildet. Weitere, schon in Fig. 1 erwähnte Einzelheiten sind wie in Fig. 1 mit den gleichen Be­ zugszeichen gekennzeichnet.

Ferner ist in Fig. 2 die Markierung 27 zu erkennen, mittels derer der Überlauftrichter auf einen bestimmten spezifischen Durchsatz zum Separator, also Volumen pro Zeit, eingestellt werden kann.

Fig. 3 zeigt einen Ausgleichsbehälter mit zusätzlichen Ausstat­ tungen. Im Innern des Ausgleichsbehälters ist ein Niveauwächter 28 und eine Heiz-/Kühl-Schlange 6 angebracht. Außerdem ist über den Kragen 10 ein als Gitter ausgebildeter Schmutzfänger 29 gesetzt. Zusätzlich findet sich in Fig. 3 die Temperaturregelung 7.

Bezugszeichenliste

 1 Pumpe
 2 Kühlschmierstoffbehälter
 3 Separator
 4 Ausgleichsbehälter
 5 Überlauf, Überlauftrichter
 6 Heiz-/Kühl-Schlange
 7 Temperaturregelung
 8 Überlaufniveau
 9 Gitter
10 Kragen
11 Boden
12 Bohrungen
13 Ende
14 Durchflußregelung
15 Niveauregelung
16 Saugglocke
17 Schwimmer
18 Differenzdruckfilter
19 Entleerungsleitung
20 Höhendifferenz
21 Zulaufleitung
22 Rückschlagarmatur
23 Regelarmaturen
24 Förderleitung
25 Behälterdeckel
26 Abdichtungslippe
27 Markierung
28 Niveauwächter
29 Schmutzfänger

Claims (9)

1. Aufbereitungssystem für Kühlschmierstoffe, insbesondere Kühl­ schmierstoff-Emulsionen, mit einer Pumpe (1) zum Fördern des Kühlschmierstoffes aus dem Kühlschmierstoffbehälter (2) einer Werkzeugmaschine in einen Separator (3) des Aufbereitungssy­ stems, gekennzeichnet durch einen zwischen der Pumpe (1) und dem Separator (3) angeordneten Ausgleichsbehälter (4) mit einem darin angeordneten Überlauf (5), über den der Kühlschmierstoff zum Separator (3) geleitet wird und dessen Überlaufkante oberhalb der höchsten Separator­ einlaufhöhe liegt.

2. Aufbereitungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Überlaufkante des Überlaufs (5) über der höchsten Separatoreinlaufhöhe einstellbar ist.

3. Aufbereitungssystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Temperaturregelsystem (6, 7) der Flüssigkeit im Aus­ gleichsbehälter (4).

4. Aufbereitungssystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch im Ausgleichsbehälter (4) angeordnete Einbauten, insbesondere ein oberhalb des Überlaufniveaus (8) liegendes Gitter (9) zum Dämpfen von Schaum.

5. Aufbereitungssystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen in dem Überlauf (5) nach oben gezogenen, eine Rinne bil­ denden Kragen (10).

6. Aufbereitungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (11) des Ausgleichsbehälters (4) geneigt ist und an seiner tiefsten Stelle einen Ablaß aufweist.

7. Aufbereitungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderleitung zwischen der Pumpe (1) und dem Aus­ gleichsbehälter (4) in diesen hineinragt und mehrere Bohrungen (12) an diesem hineinragenden Ende (13) aufweist, wobei die Summe der Bohrungsquerschnitte den Querschnitt des Endes (13) übersteigt.

8. Aufbereitungssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (12) auf den Boden (11) des Ausgleichsbehäl­ ters (4) hin ausgerichtet sind.

9. Aufbereitungssystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Regelung (14, 15) des Zuflusses in den Ausgleichsbehälter (4).