Verfahren und Vorrichtung zum Entfetten und Trennen von öligen Fertigteilen und Spänen
Bei der spanabhebenden Fertigung kleinster Teile, wie z.B. Fasson-Drehteile, fällt ein Vielfaches an Spänen an, welche von den Fertigteilen getrennt werden müssen. In gewissen Fällen wird zwar ein Teil dieser Späne während der Fertigung auf den Maschinen entfernt, ein grosser Teil fällt jedoch mit den Fertigteilen zusammen in einen gemeinsamen Behälter. Das Produkt besteht dann oft aus etwa 90% Spänen und etwa 10 % Fertigteilen, welche beide ölig, eng vermengt und sehr oft zum Teil verfilzt sind.
Die Trennung der Fertigteile von den Spänen erfolgte bisher manuell. Grobe Späne können schon im öligen Zustand von Hand entfernt werden, die grosse Masse der Späne wird jedoch durch Schwenken der Chargen in grossen, flachen, mit Lösungsmittel gefüllten Schalen ausgeschwemmt.
Dabei muss der Operateur bei diesen Manipulationen wiederholt mit der Hand in das Lösungsmittel greifen. Es ist klar, dass diese Manipulation unhygienisch ist und dass Lösungsmittel in die Raumluft gelangt. Zudem werden Fertigteile und Späne weder genügend entfettet, noch restlos separiert oder getrocknet. Die so behandelten Teile mit den Rest-Spänen müssen nochmals durch einen Metallreiniger geschleust werden, damit sie restlos entfettet und getrocknet anfallen.
Erst dann können durch vorsichtiges Ausblasen mit Druckluft die restlichen Späne entfernt werden. Andere Trennungsverfahren vor oder nach der Entfettung können nur bei viel gröberen Spänen und Teilen verwendet werden.
Die Erfindung bezweckt, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, welche die Entfettung und die Trennung selbsttätig durchführt und alle Nachteile der bisherigen Arbeitsweise ausschliesst.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man die zu trennende Charge aus Fertigteilen und Spänen aus einer Beschickungsvorrichtung mittels eines Lösungsmittelstromes von unten in ein vertikales Trennrohr fördert, wobei dem Lösungsmittelstrom neben der regulierbaren linearen Bewegung eine regulierbare rotierende Bewegung überlagert wird, derart, dass die der Strömung eine grössere Angriffsfläche bietenden Späne durch einen Überlauf des Trennrohres in einen ersten Auffangbehälter gelangen, während die Fertigteile im unteren Bereich des Trennrohres verbleiben, dass man hierauf einen Lösungsmittelstrom in umgekehrter Richtung durch das Trennrohr leitet, wodurch die im unteren Teil des Trennrohres angesammelten Fertigteile in einen zweiten Auffangbehälter geschwemmt werden.
Die Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Kreislaufleitungssystem für ein Lösungsmittel eine Beschickungsvorrichtung für die zu trennende Charge von Fertigteilen und Spänen, ein von unten nach oben durchströmtes vertikales Trennrohr und ein Auffangbehälter für die Späne vorgesehen sind, wobei der Auffangbehälter an eine im oberen Teil des Trennrohres angeordnete Leitung angeschlossen ist, dass ferner Mittel vorgesehen sind, um dem unten in das Trennrohr eintretenden Lösungsmittelstrom mit den Fertigteilen und Spänen eine rotierende Bewegung zu überlagern.
Zweckmässig sind Mittel zur Erzeugung eines zweiten Lösungsmittelkreislaufes vorgesehen, der das vertikale Trennrohr von oben nach unten durchströmt, und wobei die an das untere Ende des Trennrohres angeschlossene Leitung in einen zweiten Auffangbehälter für die Fertigteile mündet.
In der Zeichnung ist schematisch ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Vorrichtung dargestellt. Anhand derselben wird das erfindungsgemässe Verfahren näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Schema des Aufbaues der Vorrichtung zum Entfetten und Trennen von öligen Fertigteilen und Spänen und
Fig. 2 einen Teilschnitt nach Linie II-II in Fig. 1.
Die Vorrichtung umfasst eine horizontale Rohrleitung 1, an deren Mündung ein verschliessbarer Auffangbehälter 2 mit einem Siebkorb 2a für die Fertigteile angeordnet ist. Die Rohrleitung 1 führt über einen Rohrbogen 3 in ein vertikales Trennrohr 4 von grösserem Durchmesser, an dessen oberem Ende ein Überlaufrohr 5 angeordnet ist. An dieses schliesst sich ein vertikaler Rohrabschnitt 6 an, der über einen weiteren Rohrbogen in einen verschliessbaren Auffangbehälter 7 mit einem Siebkorb 7a für die Späne mündet.
Zur Vorrichtung gehören ferner zwei Vorratsbehälter 8 bzw. 9 mit flüssigem Lösungsmittel für Öle und Fette und ein verschliessbarer Beschickungsbehälter 10 zur Aufnahme der Charge der zu trennenden Fertigteile und Späne.
Ein erster Lösungsmittelkreislauf umfasst eine an den Behälter 8 angeschlossene Pumpe 11, einen Filter 12, eine Rohrleitung 13, 13a, 13b, die Rohrleitungen 1, 3, das Trennrohr 5, die Leitung 6, den Auffangbehälter 7 und eine Rückführleitung 27. Der Leitungszweig 13a mündet in den Beschickungsbehälter 10. Der Leitungszweig 13b endet in einem spiralförmigen Einlassstutzen 14 der Rohrleitung
1, der schräg in diese mündet und zur Erzeugung einer überlagerten Wirbelbewegung des Lösungsmittelstromes im Trennrohr 4 dient.
Ein zweiter Lösungsmittelkreislauf umfasst eine an den
Behälter 9 angeschlossene Pumpe 15, einen Filter 16, eine
Rohrleitung 17, einen Stutzen 18, das Überlaufrohr 5, das
Trennrohr 4, die Leitung 3, 1, den Auffangbehälter 2 und die Rückführleitung 19.
In beiden Kreisläufen sind ferner Regulier- bzw. Rücklaufventile 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26 angeordnet.
Am Stutzen 18 und an den Behältern 8 und 9 sind Belüftungsleitungen 28 vorgesehen. Durch das Ventil 29 kann Druckluft in das Leitungssystem eingeführt werden.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Die Charge von öligen Fertigteilen und Spänen, die entfettet und voneinander getrennt werden sollen, werden in den Beschickungsbehälter 10 eingefüllt. Die Regulierventile 20, 21 und das Rücklaufventil 22 werden geöffnet. Die Ventile 23, 24, 25, 26 bleiben geschlossen. Nun wird die Pumpe 11 in Betrieb gesetzt. Diese erzeugt einen Flüssigkeitsstrom des Lösungsmittels, das zugleich als Trägerflüssigkeit dient, durch die Leitungen 13, 13a und 13b. Die Strömung durch die Leitung 13a schwemmt aus dem Beschickungsbehälter 10 nach und nach die gemischten Fertigteile und Späne in die Rohrleitung 1. Die Strömung durch die Leitung 13b tritt durch den spiralförmigen Einlassstutzen 14 tangential in die Rohrleitung 1 ein und erzeugt in dieser einen rotierenden Flüssigkeitsstrom, der dem Strom aus dem Beschickungsbehälter 10 überlagert wird.
Die Flüssigkeit mit den Fertigteilen und Spänen bewegt sich dadurch mit Drall durch den Rohrbogen 3 in das vertikale Trennrohr 4. Durch den in diesem Rohr aufsteigenden, rotierenden Flüssigkeitsstrom werden die Späne von den Fertigteilchen getrennt. Für diese Trennung ist vor allem der unterschiedliche Strömungswiderstand der beiden Komponenten massgebend. Die Späne weisen fast durchwegs eine flache, längliche oder spiralförmige Gestalt auf und haben demzufolge eine im Verhältnis zu ihrem Gewicht grosse Oberfläche und damit einen wesentlich grösseren Strömungswiderstand als die viel kompakteren Fertigteile. Auf jeden Span und jedes Fertigteilchen wirken im Trennrohr 4 drei Kräfte: die lineare Strömungskraft, die Fliehkraft infolge des Dralles und die eigene Schwerkraft.
In der Praxis hat sich gezeigt, dass der grössere Strömungswiderstand der Späne, der durch ihre eine grosses Angriffsfläche bietende Form bedingt ist, den weitaus grössten Einfluss für die Trennung der Späne von den Fertigteilchen ausübt. Durch geeignete Bemessung der Translations- und der Rotationskomponenten des Flüssigkeitsstromes kann erreicht werden, dass die Späne durch das Überlaufrohr 5 weggeschwemmt werden und durch den Rohrabschnitt 6 in den Siebkorb 7a des Auffangbehälters 7 gelangen. In diesem werden sie zurückgehalten, während das Lösungsmittel durch das Rücklaufventil und die Leitung 27 in den Behälter 8 zurückfliesst.
Die Fertigteilchen bleiben dagegen im unteren Bereich des Trennrohres 4 und werden dort so lange in Schwebe gehalten, bis der Flüssigkeitsstrom abgestellt wird. Dann fallen sie in den Rohrbogen 3 zurück.
Durch entsprechende Einstellung der Regulierventile 20, 21 kann der Trennvorgang verschiedenen Grössen und Gewichten der zu trennenden Teilchen angepasst werden, indem die Translations- und die Rotationskomponenten des Flüssigkeitsstromes variiert werden.
Durch das Lösungsmittel werden die transportierten Fertigteile und Späne gleichzeitig auch entfettet.
Nach Beendigung des Trennvorganges werden die Ventile 20, 21, 22 geschlossen und die Ventile 26, 25 geöffnet. Nun wird die Pumpe 15 in Betrieb gesetzt. Diese fördert Lösungsmittel aus dem Behälter 9 durch die Leitung 17, das Ventil 26, die Leitungen 18, 5, das Rohr 4, die Leitungen 3, 1 in den Auffangbehälter 2 und durch das Ventil 25 und die Leitung 19 in den Behälter 9 zurück. Dabei werden die im Rohrbogen 4 vorhandenen Fertigteile in den Korb 2a geschwemmt und dort zurückgehalten. Gleichzeitig werden die Fertigteile noch besser entfettet, da das Lösungsmittel aus dem Behälter 9 reiner ist als das Lösungsmittel aus dem Behälter 8.
Die Fertigteile und die Späne liegen nun sauber getrennt und entfettet in den beiden Siebkörben 2a und 7a. Zum Trocknen derselben kann z.B. Druckluft durch das Ventil 29 in die Rohrleitung 18 und dadurch über die Leitungen 1 und 6 in die Siebkörbe 2a, 7 eingeführt und über die Ventile 23, 24, die Behälter 8, 9 und die Leitungen 28 abgeführt werden.
Die Siebkörbe 2a, 7a können aber auch aus ihren Auffangbehältern herausgenommen und in eine separate Trokkenzentrifuge eingesetzt werden.
Es wäre aber auch möglich, die Auffangbehälter 2, 7 selbst als Trockenzentrifuge auszubilden, so dass neben der Trennung und der Entfettung auch der Trocknungsprozess in der gleichen Vorrichtung durchgeführt werden könnte.
Die beschriebene rotierende Bewegung des Lösungsmittels im Trennrohr 4 könnte selbstverständlich auch durch andere Mittel, z.B. Leitbleche und dgl. erzeugt werden. Ferner können weitere Absperrventile oder Schieber, z.B. vor den Auffangbehältern 2, 7 vorgesehen sein, um ein unnötiges Auffüllen derselben mit Lösungsmittel zu vermeiden.
PATENTANSPRÜCHE
I. Verfahren zum Entfetten und Trennen von öligen Fer tigteilen und Spänen, dadurch gekennzeichnet, dass man die zu trennende Charge aus Fertigteilen und Spänen aus einer Beschickungsvorrichtung mittels eines Lösungsmittelstroms von unten in ein vertikales Trennrohr fördert, wobei dem Lösungsmittelstrom neben der regulierbaren linearen Bewe gung eine regulierbare rotierende Bewegung überlagert wird, derart, dass die der Strömung eine grössere Angriffsfläche bietenden Späne durch einen Überlauf des Trennrohres in einen ersten Auffangbehälter gelangen, während die Fertig teile im unteren Bereich des Trennrohres verbleiben, dass man hierauf einen Lösungsmittelstrom in umgekehrter Richtung durch das Trennrohr leitet, wodurch die im unteren Teil des Trennrohres angesammelten Fertigteile in einen zweiten Auffangbehälter geschwemmt werden.
II. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Pa tentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Kreislaufleitungssystem für ein Lösungsmittel eine Beschik kungsvorrichtung (10) für die zu trennende Charge von Fertigteilen und Spänen, ein von unten nach oben durchströmtes vertikales Trennrohr (4) und ein Auffangbehälter (7) für die Späne vorgesehen sind, wobei der Auffangbehälter (7) an eine im oberen Teil des Trennrohres angeordnete Leitung (5) angeschlossen ist, dass ferner Mittel (21, 13b,
14) vorgesehen sind, um dem unten in das Trennrohr (4) eintretenden Lösungsmittel strom mit den Fertigteilen und Spänen eine rotierende Bewegung zu überlagern.
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Method and device for degreasing and separating oily finished parts and chips
When machining the smallest parts, such as Fasson turned parts, there is a multiple of chips that have to be separated from the finished parts. In certain cases, some of these chips are removed during production on the machines, but a large part falls together with the finished parts into a common container. The product then often consists of around 90% chips and around 10% finished parts, both of which are oily, tightly mixed and very often partly matted.
Until now, the finished parts were separated from the chips manually. Coarse chips can be removed by hand even when they are oily, but the large mass of chips is flushed out by swiveling the batches in large, flat bowls filled with solvent.
The surgeon has to repeatedly reach into the solvent with his hand during these manipulations. It is clear that this manipulation is unsanitary and that solvents get into the room air. In addition, finished parts and chips are neither adequately degreased, nor completely separated or dried. The parts treated in this way with the residual chips must be passed through a metal cleaner again so that they are completely degreased and dried.
Only then can the remaining chips be removed by carefully blowing out with compressed air. Other separation processes before or after degreasing can only be used for much coarser chips and parts.
The aim of the invention is to create a method and a device which automatically performs the degreasing and separation and eliminates all the disadvantages of the previous mode of operation.
The process according to the invention is characterized in that the batch of finished parts and chips to be separated is conveyed from a charging device by means of a solvent flow from below into a vertical separating tube, the solvent flow being superimposed on the adjustable linear movement and an adjustable rotating movement, such that the The chips offering a larger area of attack for the flow pass through an overflow of the separating tube into a first collecting container, while the finished parts remain in the lower area of the separating tube, so that a solvent flow is then passed through the separating tube in the opposite direction, whereby the finished parts collected in the lower part of the separating tube be washed into a second collecting container.
The device for carrying out the method is characterized in that a charging device for the batch of finished parts and chips to be separated, a vertical separating tube through which the flow passes from bottom to top, and a collecting container for the chips are provided in a first circulation line system for a solvent, the collecting container is connected to a line arranged in the upper part of the separating tube, that further means are provided in order to superimpose a rotating movement on the solvent flow entering the separating tube below with the finished parts and chips.
Means for generating a second solvent circuit are expediently provided, which flows through the vertical separating tube from top to bottom, and the line connected to the lower end of the separating tube opens into a second collecting container for the finished parts.
An exemplary embodiment of the device according to the invention is shown schematically in the drawing. The method according to the invention is explained in more detail on the basis of these. Show it:
Fig. 1 is a diagram of the structure of the device for degreasing and separating oily finished parts and chips and
FIG. 2 shows a partial section along line II-II in FIG. 1.
The device comprises a horizontal pipeline 1, at the mouth of which a closable collecting container 2 with a sieve basket 2a for the finished parts is arranged. The pipe 1 leads via a pipe bend 3 into a vertical separating pipe 4 of larger diameter, at the upper end of which an overflow pipe 5 is arranged. This is followed by a vertical pipe section 6 which, via a further pipe bend, opens into a closable collecting container 7 with a screen basket 7a for the chips.
The device also includes two storage containers 8 and 9 with liquid solvents for oils and fats and a lockable loading container 10 for receiving the batch of finished parts and chips to be separated.
A first solvent circuit comprises a pump 11 connected to the container 8, a filter 12, a pipe 13, 13a, 13b, the pipes 1, 3, the separating pipe 5, the pipe 6, the collecting container 7 and a return pipe 27. The pipe branch 13a opens into the charging container 10. The line branch 13b ends in a spiral inlet connector 14 of the pipeline
1, which opens into this at an angle and serves to generate a superimposed vortex movement of the solvent flow in the separating tube 4.
A second solvent circuit includes one to the
Container 9 connected pump 15, a filter 16, a
Pipeline 17, a nozzle 18, the overflow pipe 5, the
Separation pipe 4, the line 3, 1, the collecting container 2 and the return line 19.
In both circuits regulating and return valves 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26 are also arranged.
Ventilation lines 28 are provided on the nozzle 18 and on the containers 8 and 9. Compressed air can be introduced into the line system through the valve 29.
The mode of operation of the device is as follows: The batch of oily finished parts and chips that are to be degreased and separated from one another are poured into the charging container 10. The regulating valves 20, 21 and the return valve 22 are opened. The valves 23, 24, 25, 26 remain closed. The pump 11 is now put into operation. This generates a liquid flow of the solvent, which also serves as a carrier liquid, through the lines 13, 13a and 13b. The flow through line 13a washes the mixed prefabricated parts and swarf gradually out of the charging container 10 into the pipeline 1. The flow through the line 13b enters the pipeline 1 tangentially through the spiral inlet connector 14 and generates a rotating liquid flow in it, which is superimposed on the flow from the feed container 10.
As a result, the liquid with the finished parts and chips moves with a twist through the pipe bend 3 into the vertical separating pipe 4. The chips are separated from the finished particles by the rotating liquid flow rising in this pipe. The different flow resistance of the two components is decisive for this separation. Almost all of the chips have a flat, elongated or spiral shape and consequently have a large surface area in relation to their weight and thus a much greater flow resistance than the much more compact prefabricated parts. Three forces act on each chip and each finished particle in the separating tube 4: the linear flow force, the centrifugal force as a result of the twist and its own gravity.
In practice it has been shown that the greater flow resistance of the chips, which is caused by their shape offering a large attack surface, has by far the greatest influence on the separation of the chips from the finished particles. By appropriately dimensioning the translational and rotational components of the liquid flow, it can be achieved that the chips are washed away through the overflow pipe 5 and pass through the pipe section 6 into the strainer 7a of the collecting container 7. In this they are retained while the solvent flows back through the return valve and the line 27 into the container 8.
The finished particles, on the other hand, remain in the lower region of the separating tube 4 and are kept in suspension there until the flow of liquid is stopped. Then they fall back into the pipe bend 3.
By setting the regulating valves 20, 21 accordingly, the separation process can be adapted to different sizes and weights of the particles to be separated by varying the translational and rotational components of the liquid flow.
The transported finished parts and chips are also degreased by the solvent.
After the separation process has ended, the valves 20, 21, 22 are closed and the valves 26, 25 are opened. The pump 15 is now put into operation. This conveys solvent from the container 9 through the line 17, the valve 26, the lines 18, 5, the pipe 4, the lines 3, 1 into the collecting container 2 and through the valve 25 and the line 19 back into the container 9. The finished parts present in the pipe bend 4 are thereby washed into the basket 2a and retained there. At the same time, the finished parts are degreased even better since the solvent from the container 9 is purer than the solvent from the container 8.
The finished parts and the chips are now neatly separated and degreased in the two strainer baskets 2a and 7a. To dry them, e.g. Compressed air is introduced through the valve 29 into the pipeline 18 and thereby via the lines 1 and 6 into the strainer baskets 2a, 7 and discharged via the valves 23, 24, the containers 8, 9 and the lines 28.
The sieve baskets 2a, 7a can, however, also be removed from their collecting containers and inserted into a separate drying centrifuge.
It would also be possible, however, to design the collecting containers 2, 7 themselves as a drying centrifuge, so that in addition to the separation and the degreasing, the drying process could also be carried out in the same device.
The described rotating movement of the solvent in the separating tube 4 could of course also by other means, e.g. Baffles and the like. Are generated. Further shut-off valves or gate valves, e.g. be provided in front of the collecting containers 2, 7 in order to avoid unnecessary filling of the same with solvent.
PATENT CLAIMS
I. A method for degreasing and separating oily finished parts and chips, characterized in that the batch of finished parts and chips to be separated is conveyed from a charging device by means of a solvent flow from below into a vertical separating tube, the solvent flow in addition to the adjustable linear movement an adjustable rotating movement is superimposed in such a way that the chips, which offer the flow a larger area of attack, pass through an overflow of the separating tube into a first collecting container, while the finished parts remain in the lower area of the separating tube, so that a solvent flow in the opposite direction through the Separating tube conducts, whereby the finished parts collected in the lower part of the separating tube are washed into a second collecting container.
II. Device for carrying out the method according to patent claim I, characterized in that in a first circulation line system for a solvent, a charging device (10) for the batch of finished parts and chips to be separated, a vertical separating tube (4) through which the flow is from bottom to top and a collecting container (7) are provided for the chips, the collecting container (7) being connected to a line (5) arranged in the upper part of the separating tube, that further means (21, 13b,
14) are provided in order to superimpose a rotating movement on the solvent stream entering the separating tube (4) with the finished parts and chips.
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