Selbstreinigende Magnetfilteranlage zur Reinigung von Honölen
In einem Motorenwerk eines großen japanischen Autoherstellers in China werden zwei Honmaschinen zur Bearbeitung von Motorengehäusen eingesetzt. Das im Umlauf befindliche Honöl wird durch den Honprozess mit ferritischem Abrieb verschmutzt. Zwei vorhandene Magnetwalzen dienen als Filteranlage für das Honöl. Aufgrund des Arbeitsprinzips der Magnetwalzen werden Partikel bis ca. 70 µm aus dem Öl entfernt. Das vom Honprozess mit Partikeln belastete Öl fließt zunächst in je einen Sammeltank unter der jeweiligen Maschine. Von dort wird das Honöl über je eine Magnetwalze in zwei Reintanks gepumpt. Von den beiden Reintanks wird das Honöl wieder zu den beiden Honmaschinen gefördert.
Anforderung
Aufgrund höherer Qualitätsanforderungen wurde die Anschaffung einer Filteranlage zur Entfernung von Partikeln bis zu 1 µm ausgeschrieben. Da der Konzern sehr auf die Vermeidung von Abfällen bedacht ist, suchte man gezielt nach einer Anlage, die ohne Verbrauchsmaterial arbeitet. Aufgrund bisheriger Erfahrungen mit Magnetwalzen suchte man gezielt nach einer Magnetfilteranlage. Allerdings suchte man gezielt ein Magnetfiltersystem mit deutlich besserer Leistung als die bisher eingesetzten Magnetwalzen.
Da der Betreiber mit der Handhabung und Wartung der vorhandenen Magnetfilterstation an den Anlagen unzufrieden war, suchte er nach Alternativen. Hauptsächlich wurden folgende Punkte negativ bewertet:
- Schaltschrank entspricht nicht den gängigen Standards in der Automobilindustrie • Leckagen an verschiedenen Stellen
- Die Magnetwalze zur Reinigung der Rückspülflüssigkeit funktioniert nicht
Lösung: Magnetfiltersystem mit deutlich besserer Leistung
Der Betreiber forderte Konzepte und Angebote von mehreren Herstellern aus USA und Europa an. Gemeinsam mit dem chinesischen Vertriebspartner der FRIESS GmbH wurde ein Konzept zur Einbindung eines automatischen selbstreinigenden Magnetfilters ASMF 5 ausgearbeitet.
Modulare Magnetfilterstation von FRIESS
Das neue Magnetfiltersystem wurde zwischen dem bestehenden Schmutztank und den vorhandenen Magnetwalzen eingeplant.
Durch die vorgeschlagene Anordnung des Magnetfiltersystems ergeben sich folgende Vorteile:
- Die Versorgung der Honmaschinen mit Honöl ist auch bei Ausfall des Magnetfiltersystems sichergestellt
- Die Versorgung der Honmaschinen mit Honöl ist auch bei Rückspülung des Magnetfiltersystems sichergestellt
- Die vorhanden Magnetwalzen dienen als Backup und Polizeifilter im Fall einer Störung des Hubzylinders an dem Magnetfilter ASMF 5
Nach einem Vergleich der angebotenen Leistungen und Preise entschied man sich für das Konzept der FRIESS GmbH. Ausschlaggebend waren folgende Punkte:
- Erfüllung aller relevanten Vorgaben wie z.B. Mindestfeldstärke des Magnetfeldes am Magnetfilterstab von min. 9000 Gauss.
- Kompakte Ausführung mit einer Stellfläche von unter 1 m²
- Verwendung von Komponenten bekannter Hersteller wie z. B. Siemens, Rittal, Festo, Brinckmann usw.
- Zuverlässiger Dauerbetrieb
- Sicherer Betrieb der Honmaschinen auch bei evtl. Störung des Magnetfiltersystems
- Verbrauchsmaterialfrei
- Gutes Preis-Leistungs-Verhältnis
- Durchflussleistung ca. 150 l/min
Die angebotene modulare Magnetfilterstation besteht aus:
- Automatischer selbstreinigender Magnetfilter ASMF 5
- Trichter mit Spritzschutz zum Auffangen der Rückspülflüssigkeit
- Magnetwalze zur Entfernung der Metallpartikeln aus der Rückspülflüssigkeit
- Tauchpumpe
- SPS-Steuerung mit Siemens Logo und Drehzahlregelung für Förderpumpe
Aufbau des FRIESS Magnetfilter ASMF 5
Der selbstreinigende FRIESS Magnetfilter ASMF 5 besteht aus einem Filtergehäuse mit fünf Magnetfilterstäben. Die Schmutzpartikel, die mit der Prozessflüssigkeit in das Filtergehäuse gelangen, werden durch extrem starke Magnetstäbe angezogen und haften auf der Außenseite der Hüllrohre. Das so gereinigte Honöl fließt direkt über die vorhandenen Magnetwalzen in den Reintank. Die besondere Strömungsführung im Magnetfilter stellt sicher, dass die zu reinigende Flüssigkeit das Magnetfeld extrem langsam durchströmt. Dies gewährleistet, dass auch feinste Partikel bis zu 1 µm aus der Prozessflüssigkeit entfernt werden. Die spezielle Anordnung der Magnete in den Magnetfilterstäben verhindert zuverlässig, dass der Filter verstopfen kann.
Durch die versetzte Anordnung von Zulauf und Ablauf ist sichergestellt, dass die gesamte Länge der Magnetfilterstäbe umspült wird.
Vollautomatisch Reinigung des Magnetfilters
Die Reinigung des Magnetfilters erfolgt vollautomatisch über eine SPS gesteuert. Zu- und Ablauf werden geschlossen. Anschließend werden die Magnetstäbe aus den Hüllrohren herausgezogen. Dann wird das Schlammablassventil geöffnet und die gesammelten Schmutzpartikel fließen mit etwas Flüssigkeit aus dem Filtergehäuse heraus. Zusätzlich kann der Magnetfilter noch mit etwas Flüssigkeit nachgespült werden.
Nach dem Rückspülprozess wird der Filtrationsprozess fortgesetzt. Die Zeiten für Filtration und die Dauer und Anzahl der Spülimpulse können je nach betrieblichen Erfordernissen frei eingestellt werden.
Der Rückspülvorgang
Durch den Rückspülvorgang entstehen ca. 20 l bis 40 l stark belastete Rückspülflüssigkeit. Die Rückspülflüssigkeit wird zunächst in einem Trichter unter dem Magnetfilter gesammelt. Von dort läuft die stark mit Partikeln belastete Rückspülflüssigkeit sehr langsam auf eine Magnetwalze.
Behandlung des Schleifschlamms
Da die sehr kleinen Partikel im Magnetfeld der Magnetfilterstäbe bereits zu größeren Partikeln agglomeriert sind, werden die Partikel auch in dem schwachen Magnetfeld der Magnetwalze mit nur 2700 Gauss abgeschieden. Die Magnetwalze wird mit nur 10 l/min durchflossen. Dadurch ist die Verweilzeit der verschmutzten Flüssigkeit im Magnetfeld der Magnetwalze relativ lang und die Abscheidung der Partikel wird optimiert.
Der von der Magnetwalze abgeschiedene Schlamm wird in einem separaten Container gesammelt und als Schleifschlamm entsorgt. Die so gereinigte Rückspülflüssigkeit fließt von der Magnetwalze zurück in den Schmutzbehälter und wird weiter genutzt.
Technische Spezifikation:
- 150 l/min maximale Durchflussgeschwindigkeit (Honöl)
- Arbeitstemperatur 5 °C – 40 °C
- Max. Betriebsdruck 10 bar
- Anschluss Zu-/Ablauf 1 ½
- Magnetfeldstärke an der Oberfläche der Edelstallhüllrohre der Magnetfilterstäbe im Filtergehäuse 9000 Gauss
- Magnetfeldstärke an der Oberfläche der Magnetwalze 2700 Gauss
Hauptmerkmale der modularen und selbstreinigenden FRIESS Magnetfilterstation:
- Einfache Wartung und Handhabung
- Direkte Ansteuerung der Ventile durch die SPS
- Flexible Einstellung der Zykluszeiten
- Niedrige Spülmenge
- Weiterverwendung der gereinigten Rückspülflüssigkeit
- Sicherer Betrieb, da das Entleerungsventil bei Ausfall der Druckluft oder der Versorgungsspannung selbsttätig schließt
Ergebnis:
Nach erfolgreicher Vorabnahme im Herstellerwerk wurden Installation, Inbetriebnahme und Endabnahme durch die chinesische Werksvertretung durchgeführt. Die Anlage ist seit Inbetriebnahme kontinuierlich erfolgreich in Betrieb und erfüllt alle Erwartungen des Endkunden.
