DE1432772C - Fliehkraftabscheider für eine flüssigkeitsbetriebene Schleuderstrahlanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung ,betrifft einen Fliehkraftabscheider für eine flüssigkeitsbetriebene Schleuderstrahlanlage mit Abscheidung in zwei Stufen, wobei jede Stufe eine zylindrische Kammer mit oberem tangentialen Einlaß und unterem Auslaß sowie einen in Kammerachsmitte angeordneten weiteren Auslaß aufweist.

Bei Schleuderstrahlanlagen, wie sie beispielsweise in der US-PS 26 32 980 beschrieben sind und bei denen die mit einem Strahlmittel zu behandelnden Gegenstände im allgemeinen in einer ersten Kammer mit einem verhältnismäßig konzentrierten Gemisch aus Strahlmittel und Strahlmittelträger, beispielsweise Wasser, behandelt und dann in einer weiteren Kammer mit einer Waschflüssigkeit, insbesondere dem im wesentlichen Strahlmittelfreien, reinen Strahlmittelträger, zum Entfernen des Abriebes gewaschen werden, besteht das Bedürfnis, aus dem verbrauchten, nur eine niedrige Strahlmittelkonzentration aufweisenden Gemisch aus Waschflüssigkeit bzw. Strahlmittelträger und Strahlmittel des Strahlmittel selbst zurückzugewinnen und wieder zum Behandeln der Gegenstände zu verwenden, um so einen übermäßigen Strahlmittelverbrauch zu vermeiden. Gleichzeitig soll dabei der entstandene Abrieb entfernt werden. Bei der Schleuderstrahlanlage nach der US-PS 26 32 980 ist für den beschriebenen Abscheideprozeß ein Schleuderrad in Verbindung mit verschiedenen Absetzbehältern vorgesehen, woraus sich insgesamt der Nachteil ergibt, daß keine hinreichend saubere Trennung zwischen den verschiedenen Komponenten des beschriebenen Gemisches erzielt werden kann.

Zwar gelingt es durch Verwendung von Fliehkraftabscheidern der eingangs genannten Art prinzipiell, eine bessere Abtrennung zwischen dem flüssigen Strahlmittelträger und dem Strahlmittel selbst zu erreichen, jedoch hat es sich gezeigt, daß auch die bekannten Fliehkraftabscheider, bei denen die beiden zylindrischen Kammern nebeneinander angeordnet sind, die speziell bei Schleuderstrahlanlagen auftretenden Probleme nicht beheben können: Diese speziellen Probleme beruhen im wesentlichen darauf, daß aus dem flüssigen Strahlmittelträger nicht nur eine bestimmte Festkomponente mit im wesentlichen homogener und konstanter Korngröße abgetrennt werden muß, sondern daß sich einmal die Korngrößenzusammensetzung des zum Strahlen verwendeten Strahlmittels mit fortlaufender Verwendungsdauer ändert und zum anderen auch noch eine Abtrennung des Strahlmittels von dem ebenfalls festen, eine wiederum andere Korngrößenverteilung

ίο aufweisenden Abrieb vorgenommen werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Fliehkraftabscheider der eingangs genannten Art zu schaffen, der es ermöglicht, unter gleichzeitiger Ausscheidung von zu klein gewordenem Strahlmittel sowie des Abriebes vom Werkstück die Korngrößenzusammensetzung des zum Strahlen verwendeten Strahlmittels aufrechtzuerhalten und eine Rückführung des Strahlmittelträgers, z. B. Wasser oder andere Flüssigkeit, für beliebige andere Zwecke—Verwendung als Waschflüssigkeit etc.—zu erhalten.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Fliehkraftabscheider der eingangs genannten-Art gelöst, welcher dadurch gekennzeichnet ist, daß die Kammern übereinander angeordnet sind, daß die untere Kammer einen kleineren Durchmesser hat als die obere, und daß die in Kammerachsmitte angeordneten weiteren Auslässe radiale Bohrungen in mittig angeordneten Rohren sind.

Dadurch, daß bei dem erfindungsgemäßen Fliehkraftabscheider in der vorstehend definierten Weise die beiden Wirbelkammern übereinander angeordnet sind und das beanspruchte Durchmesserverhältnis haben, ergibt sich in Verbindung mit den in Kammerachsmitte angeordneten radialen Bohrungen in den mittig angeordneten Rohren eine wirksame Zerlegung des dem Fliehkraftabscheider zugeführten Gemisches aus Strahlmittel, Strahlmittelträger und Abrieb in drei Komponenten, von denen die erste, im wesentlichen nur aus dem flüssigen Strahlmittelträger bestehende Komponente als Waschflüssigkeit zum Reinigen der behandelten Gegenstände verwendet, die zweite Komponente, welche das Strahlmittel in der gewünschten Korngrößenzusammensetzung und in der für das Strahlen selbst erforderlichen Konzentration erhält, der Strahldüse zugeführt und nur die dritte Komponente, die gröbere Körner, insbesondere Abrieb vom Werkstück, aufweist, verworfen wird.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die untere Kammer fluchtend und teilweise in die obere Kammer hineinragend angeordnet und mit dieser über einen die untere Kammer umgebenden Ringraum verbunden ist. Hierdurch ergibt sich ein besonders einfacher konstruktiver Aufbau, der nicht nur die Herstellungskosten verringert, sondern im Bedarfsfall auch ein rasches Auseinanderbauen und Zusammensetzen des Fliehkraftabscheiders gewährleistet.

Erfindungsgemäß kann auch vorgesehen sein, daß die mittig angeordneten Rohre des Fliehkraftabscheiders gegen Rohre anderen Durchmessers austauschbar sind. Dies hat den Vorteil, daß die Korngrößenverhältnisse in den verschiedenen aus dem flüssigen Strahlmittelträger abgetrennten Komponenten leicht und je nach Bedarf variiert werden können.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert. Dabei zeigt
F i g. 1 eine teilweise weggebrochene Seitenansicht

einer flüssigkeitsbetriebenen Schleuderstrahlanlage mit einem Fliehkraftabscheider nach der Erfindung;

F i g. 2 die in F i g. 1 dargestellte Schleuderstrahlanlage in teilweise geschnittener Endansicht; und

F i g. 3 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des s Fliehkraftabscheiders nach der Erfindung.

Durch die in F i g. 1 und 2 gezeigte flüssigkeitsbetriebene Schleuderstrahlanlage 10 werden die zu behandelnden Gegenstände auf einem Förderer 11 hindurchbewegt und in einer ersten Kammer 12 mit einem aus einer Düse 15 austretenden Gemisch aus einem Strahlmittel und einem Strahlmittelträger, wie Wasser oder auch eine andere Flüssigkeit, behandelt. In einer zweiten Kammer 13, in welche die auf dem Förderer 11 befindlichen Gegenstände nach dem Verlassen der ersten Kammer 12 gelangen, werden die Gegenstände mit einer möglichst Strahlmittelfreien Waschflüssigkeit, bestehend aus dem möglichst reinen Strahlmittelträger, aus Düsen 20 behandelt. Das Gemisch aus Strahlmittelträger und Strahlmittel, einschließlich des von den zu to behandelnden Gegenständen gelösten Abriebes, gelangt, wie F i g. 2 erkennen läßt, unterhalb des mittels der Düse 15 behandelten Gegenstandes in einen unterhalb des Behandlungsraumes der Kammer 12 angeordneten Behälter 21, in den, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, auch die verbrauchte, im wesentlichen Strahlmittelfreie Waschflüssigkeit aus der seitlich der ersten Kammer 12 angeordneten zweiten Kammer 13 entlang einer schrägen Bodenwand 22 fließt. Aus dem Sumpf des Behälters 21 wird in der aus der Zeichnung ersichtlichen Weise ein aus Strahlmittelträger, Strahlmittel und Abrieb bestehendes Gemisch über eine Pumpe 23 zu einem Fliehkraftabscheider 18 geleitet, dessen erfindungsgemäßer Aufbau nachfolgend noch erläutert wird und der das zugeführte Gemisch in drei Komponenten zerlegt, wie weiter unten noch im einzelnen erläutert wird.

Der Fliehkraftabscheider 18 besteht aus drei Gehäuseteilen, nämlich einem Gehäuseoberteil 27, einem Gehäusezwischenteil 32 und einem Gehäuseunterteil, die übereinander gesetzt und durch Schraubenbolzen 35 miteinander verbunden sind. Das im Querschnitt zylindrische Gehäuseoberteil 27 hat an seinem oberen Ende eine geschlossene Stirnwand 28 und an seinem unteren Ende einen nach außen gerichteten Flansch 29. In der Zylinderwand des Gehäuseoberteiles 27 befindet sich nahe der Stirnwand 28 ein Einlaß 30, der im wesentlichen tangential zur Zylinderwand des Gehäuseteiles 27 verläuft. Das Gehäusezwischenteil 32 hat eine zylindrische Wand und weist an seinem oberen Ende einen nach außen gerichteten Flansch 33 sowie an seinem unteren Ende einen nach außen gerichteten Flansch 34 auf. Der am oberen Ende befindliche Außenflansch 33 ist an dem am unteren Ende des oberen Gehäuseteiles 27 befindlichen Außenflansch 29 mit Schraubenbolzen 35 befestigt. In dem Gehäusezwischenteil 32 ist eine glockenartige oder becherartige Haube 36 geformt, die zwischen ihrer Außenwand 41 und der Innenwand des Gehäuseteils 32 einen Ringraum 37 bildet. In der Zylinderwand des Gehäusezwischenteiles 32 befindet sich ein Hauptauslaß 38, der tangential zur Zylinderwand gerichtet ist. Die Achse des Einlasses 30 und die Achse des Auslasses 38 stehen - in Draufsicht gesehen - rechtwinklig zueinander. Der Einlaß 30 hat einen Flansch 39 zum Befestigen eines von der Pumpe kommenden Einlaßrohres. Der Auslaß 38 hat einen Flansch 40 zum Befestigen einer zu der Düse 15 führenden Rohrleitung. Die Haube 36 hat eine zylindrische Wand 41 und eine waagerechte Deckenwand 42. In einer Bohrung 43 der Deckenwand 42 ist ein Rohr 44 eingeschraubt, das in Axialrichtung in das obere Gehäuseteil 27 ragt. Das Rohr 44 ist an seinem oberen Ende 45 geschlossen und weist mehrere radial gerichtete Bohrungen 46 auf, die näher zum Einlaß 30 als zum Auslaß 38 liegen. Der Innenraum des oberen Gehäuseteils 27 und der Ringraum des Gehäusezwischenteils 32 bilden gemeinsam eine obere Wirbelkammer!.

Das untere Gehäuseteil besteht aus einem an seinen Enden 48 und 49 geschlossenen Zylinder 47, dessen Außenflansch 50 an dem Flansch 34 befestigt ist, der sich am unteren Ende des Gehäusezwischenteils 32 befindet. Das obere Ende 48 des Zylinders 47 ragt in den Innenraum der Haube 36, so daß der Zylinder 47 teilweise in die Haube 36 eingeschoben ist. Zwischen der Innenwand der Haube 36 und der Außenwand des Zylinders 47 befindet sich ein Ringraum 51. Im Zylinder 47 ist ein Rohr 52 befestigt, das die gesamte Länge des Zylinders durchsetzt und koaxial mit dem Zylinder 47 verläuft. In dem Rohr 52 sind mehrere radial gerichtete Bohrungen 53 vorhanden, die sich näher dem oBeren Ende des Zylinders 47 als dem untere« Ende des Zylinders 47 befinden. Das untere Ende des Zylinders 47 weist einen zweiten Auslaß 54 auf, der tangential zur Kammer liegt und der mit einem Einsteckrohr 55 in Verbindung steht. Das untere Ende des Rohres 52 durchsetzt das untere Ende 49 des Zylinders 47 und bildet einen dritten Auslaß 56. Tangential gerichtete Bohrungen 57, die sich in der Wand des Zylinders 47 nahe seinem oberen Ende befinden, stehen mit dem zwischen dem oberen Ende des Zylinders 47 und der inneren Wand der Haube 36 vorhandenen Ringraum 51 in Verbindung. Der Innenraum des Zylinders 47 bildet eine untere Wirbelkammer 58.

Der Fliehkraftabscheider arbeitet in folgender Weise: Ein Gemisch aus Strahlmittelträger, Strahlmittel und Abrieb strömt über den oberen tangentialen Einlaß 30 in die obere Kammer 31 nahe dem oberen Ende der Kammer ein und wirbelt infolge der tangentialen Anordnung des Einlasses 30 in der Kammer 31 in einem Wirbel mit senkrechter Achse. Die schwereren und gröberen Teilchen werden zur Außenwand der Kammer 31 geschleudert und verlagern sich nach unten zum unteren Teil des Wirbels in den zwischen der Haube 36 und der Wand des mittleren Gehäuseteils 32 gelegenen ringförmigen Zwischenraum 37. Die Teilchen gelangen auf diese Weise zum Hauptauslaß 38. Ein Teil des flüssigen Strahlmittelträgers strömt mit den Teilchen über den Hauptauslaß 38 ab. Der übrige Teil, und zwar der Hauptteil des Strahlmittelträgers mit den feineren Teilchen, strömt über die radialen Bohrungen 46, die sich im Rohr 44 nahe dem oberen Teil des Wirbels : befinden, fließt im Rohr 44 nach unten in den Ringraum 51 und strömt über die tangentialen Bohrungen 57, die sich in der Wand des Zylinders 47 befinden, in die untere Kammer 58, in der ein vertikaler Wirbel erzeugt wird. Die in Suspension verbliebenen gröberen Strahlmittelteilchen und ein Teil des Strahlmittelträgers bewegen sich zur Wand der Kammer 58 und verlagern sich nach unten zum unteren Teil des Wirbels, worauf sie aus dem tangential gerichteten zweiten Auslaß 54 ausströmen. Der restliche Teil des flüssigen Strahlmittelträgers und die sehr feinen Teilchen strömen über die nahe dem oberen Ende des Wirbels befindlichen radialen Bohrungen 53 in das Rohr 52 und strömen im Rohr 52 nach unten zum dritten Auslaß 56. Die Größe der Teilchen,

die sich in dem Rohr 44 der oberen Kammer 31 und in dem Rohr 52 der unteren Kammer 58 nach unten bewegen, kann durch Ändern der Durchmesser der in den Kammern befindlichen Rohre geändert werden.

Aus der oberen Kammer 31 fließen über den Auslaß 38 die gröberen Strahlmittelteilchen sowie ein Teil des flüssigen Strahlmittelträgers über die aus der Zeichnung (Fig. 2) ersichtliche Rohrleitung zur Düse 15 und werden auf den in der ersten Kammer 12 vorhandenen Gegenstand aufgesprüht. Der übrige Teil des flüssigen Strahlmittelträgers und die feineren Strahlmittelteilchen fließen im Rohr 44 des Fliehkraftabscheiders 18 nach unten in die untere Kammer 58, in der wiederum ein Teil des Strahlmittelträgers und gröbere Strahlmittelteilchen aus dem zweiten Auslaß 54 ausströmen und über ein mit dem Auslaßrohr 55 verbundenes Rohr 59 (F i g. 2) dem Boden des in der ersten Kammer 12 befindlichen Behälters 21 zugeführt werden. Dieses Gemisch aus Strahlmittelträger und Strahlmittelteilchen rührt das im Behälter 21 befindliche Gemisch um und verhindert ein Verstopfen des aus dem Sumpf des Behälters 21 zur Pumpe 23 führenden, in Fig.2 links unten querliegend gezeigten Förderrohres. Der übrige Teil des flüssigen Strahlmittelträgers und die sehr feinen Feststoffteilchen, die den Abrieb enthalten, strömen in das in der unteren Kammer 58 vorhandene Rohr 52 und werden über den dritten Auslaß 56 abgeleitet. Die Ableitung kann entweder unmittelbar zum Abwasser erfolgen oder aber in der Weise, daß durch den schematisch gezeigten Niveauregler ein Teil dieses Gemisches unter Aufrechterhaltung eines konstanten Niveaus im Behälter 21 entweder direkt dem Abwasser zugeführt oder aber in den Behälter 21 zurückgeführt wird.

ίο Der vorstehend beschriebene Fliehkraftabscheider hat den Vorteil, daß die Korngrößenzusammensetzung des zum Strahlen verwendeten Strahlmittels aufrechterhalten und gleichzeitig zu klein gewordenes Strahlmittel und Abrieb vom Werkstück ausgeschieden werden

ij können, wobei gleichzeitig der Strahlmittelträger selbst zu den Waschdüsen 20 zurückgeführt werden kann. Zu bemerken ist noch, daß die gezeigte Anordnung den Vorteil hat, daß die aus dem Boden des Behälters 21 fördernde Pumpe 23 eine verhältnismäßig dünne

k> Suspension des Strahlmittels im Strahlmittelträger zu befördern braucht, wobei die Strahlmittelkonzentration erst im Fliehkraftabscheider 18 erfolgt, so jdaß die Pumpe eine längere Lebensdauer hat als in dem Fall, in welchem sie die konzentrierte Reinigungsmischung, wie sie aus der Düse 15 austritt, direkt fördern müßte.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Fliehkraftabscheider für eine flüssigkeitsbetriebene Schleuderstrahlanlage mit Abscheidung in zwei Stufen, wobei jede Stufe eine zylindrische Kammer mit oberem tangentialen Einlaß und unterem Auslaß sowie einen in Kammerachsmitte angeordneten weiteren Auslaß aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern (31, 58) übereinander angeordnet sind, daß die untere Kammer (58) einen kleineren Durchmesser hat als die obere (31), und daß die in Kammerachsmitte angeordneten weiteren Auslässe radiale Bohrungen (46; 53) in mittig angeordneten Rohren (44,52) sind.

2. Fliehkraftabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Kammer (58) fluchtend und teilweise in die obere Kammer (31) hineinragend angeordnet und mit dieser über einen die untere Kammer (58) umgebenden Ringraum (51) verbunden ist.

3. Fliehkraftabscheider nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (44, 52) gegen Rohre anderen Durchmessers austauschbar sind.