DE10024244A1

DE10024244A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen von Metallteilen

Info

Publication number: DE10024244A1
Application number: DE2000124244
Authority: DE
Inventors: Paul Hoos
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-05-17
Filing date: 2000-05-17
Publication date: 2001-11-22

Abstract

Ein Verfahren dient zum Reinigen von Metallteilen. Die Metallteile werden mit einer Reingigungsflüssigkeit gewaschen (1). Die verschmutzte Reinigungsflüssigkeit wird verdampft (13) und anschließend wieder kondensiert (21). Dabei erfolgt die Verdampfung (13) und die Kondensierung (21) durch ein Kühlmittel (einzige Figur).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen von Metallteilen und eine Vor richtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens.

Zerspanend bearbeitete Produkte aus Metall sind meist mit Öl und Fett behaftet. Diese Metallteile werden mit einer Reinigungsflüssigkeit gereinigt bzw. gewaschen. Dabei entsteht Abfallflüssigkeit. Diese Flüssigkeit kann dann destilliert werden. Zum Verdampfen der verschmutzten Reinigungsflüssigkeit werden in der Regel Heizstä be eingesetzt. Zum Kondensieren wird im allgemeinen eine Kältemaschine ver wendet. Sowohl das Verdampfen als auch das Kondensieren kosten Energie.

Bei einem bekannten Verfahren werden verschmutzte Metallteile in eine Wasch kammer gebracht. Die Waschkammer wird dann geschlossen. Anschließend wer den die verschmutzten Teile geflutet und gespült. Danach wird die verschmutzte Reinigungsflüssigkeit in einen dafür vorgesehenen Tank abgelassen. Die Luft wird aus der Waschkammer abgesaugt, um die gereinigten Produkte zu trocknen. Die verdampfte Reinigungsflüssigkeit wird mittels eines Kondensators zurückgewon nen. Gleichzeitig wird die verschmutzte Flüssigkeit destilliert. Dieser Vorgang findet bei niedrigem Druck statt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein energiesparendes Verfahren zum Reinigen von Metallteilen und eine Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens vorzuschlagen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs angege benen Art durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die Metallteile werden mit einer Reinigungsflüssigkeit gewaschen. Die verschmutzte Reinigungsflüssigkeit wird verdampft und anschließend wieder kondensiert. Dabei erfolgen die Ver dampfung und Kondensierung durch ein Kühlmittel. Das Kühlmittel wird sowohl für die Verdampfung als auch für die Kondensierung verwendet. Hierdurch kann eine erhebliche Energiesparung erreicht werden.

Bei einer Vorrichtung zum Reinigen von Metallteilen wird die Aufgabe der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 5 gelöst. Die Vorrichtung umfaßt eine Wasch kammer, einen Vorratsbehälter für Reinigungsflüssigkeit, einen Vorratsbehälter für verschmutzte Reinigungsflüssigkeit, einen Verdampfer, einen Kondensor und einen Kühlmittelkreislauf, der den Kondensor und den Verdampfer umfaßt.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Die kondensierte Reinigungsflüssigkeit kann erneut zum Waschen von Metallteilen verwendet werden. Die kondensierte Reinigungsflüssigkeit wird vorzugsweise rück geführt und erneut zum Waschen von Metallteilen verwendet.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung ist dadurch gekennzeichnet, daß die beim Waschen und/oder Kondensieren entstehenden Dämpfe der Reinigungsflüssigkeit kondensiert werden. Die derart kondensierte Reinigungsflüssigkeit wird vorzugs weise erneut zum Waschen von Metallteilen verwendet.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfaßt der Kühlmittelkreislauf vorzugswei se einen Kondensator für die Dämpfe der Reinigungsflüssigkeit aus der Wasch kammer und/oder aus dem Kondensor.

Durch die Erfindung kann der Vorteil erreicht werden, daß auch Anlagen mit größe ren Destillierleistungen als kompakte Einzelmaschinen plaziert werden können. Es wird eine Energieersparnis durch Wärmerückgewinnung erreicht. Die erfindungs gemäße Vorrichtung sondert wesentlich weniger Wärme als vorbekannte Vorrich tungen ab. Durch den fehlenden oder minimierten Wärmetauscher an der Kältema schine kann eine Bauraumersparnis erreicht werden.

Durch die Erfindung werden die Nachteile des vorbekannten Verfahrens und der vorbekannten Vorrichtung vermieden. Nach den vorbekannten Lösungen werden Kältemaschinen verwendet, die allerdings keine hohe Lebensdauer erreichen, wenn die Wärmeabfuhr nicht gewährleistet ist. Die Wärmeentwicklung von Reini gungsanlagen der vorbekannten Art verursacht zusätzliche Kosten wegen des hö heren Klimatisierungsaufwandes in den Betrieben, in denen die Anlagen verwendet werden. Die Wärmeabgabe von Kältemaschinen verursacht außerdem uner wünschte Luftströme, die bei den Arbeitnehmern, die die Anlagen bedienen, ge sundheitliche Beschwerden verursachen können. Deshalb werden die vorbekann ten Anlagen oft dezentral installiert. Der Kühler der Kälteanlage wird dann meist im Freien angebracht.

Gemäß der Erfindung wird durch ein geschicktes Anordnen von Verdampfer und Kondensor die Abwärme der Kältemaschine genutzt. Dies geschieht nach der For mel:

Q = m × r [J]

Hierin bedeuten:
Q = Verdampfungswärme
m = Masse
r = spezifische Verdampfungswärme Berücksichtigt man den Bedarf an destilliertem Reinigungsmittel, so kann die Wär meleistung des Verdampfers wie folgt errechnet werden:

P = Φ × p × r/60 000 [kW]

Hierin bedeuten:
p = Leistung
Φ = Volumenstrom (l/min)
ρ = spezifisches Gewicht (kg/l)
r = spezifische Verdampfungswärme

Die eingebrachte Heizleistung wird benötigt, um die Reinigungsflüssigkeit in Dampf umzusetzen. Gleichermaßen kommt die Energie beim Kondensieren in Form von Wärme wieder frei. Der Kondensationsvorgang findet nur statt, wenn dem gesät tigten Dampf Wärme entzogen wird. Die Energie, die hierbei abgeführt werden muß, entspricht der Energie, die beim Verdampfen zugeführt wurde. Somit muß das Kühlaggregat für den Kondensator die gleiche Wärmeleistung erbringen wie die Heizleistung des Verdampfers.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnung im einzelnen erläutert. In der Zeichnung zeigt die einzige Figur eine Vorrichtung zum Reinigen von Metallteilen in einer schematischen Darstellung.

Die in der einzigen Figur schematisch dargestellte Reinigungsvorrichtung weist eine Waschkammer 1 auf, in der sich ein Warenkorb 2 befindet, der zur Aufnahme der zu reinigenden Metallteile dient. Ein Vorratsbehälter 3 für Reinigungsflüssigkeit 4 ist über eine Leitung 5, die durch ein Ventil 6 aufsteuerbar ist, mit der Waschkammer 1 verbunden. Das Ventil 6 wird durch eine steuerprogrammierbare Steuerung SPS 7, die durch einen Mikrocontroller oder Mikroprozessor oder ähnliches gebildet sein kann, geöffnet bzw. geschlossen.

Die Waschkammer 1 ist ferner über eine Leitung 8, die ebenfalls durch ein von der SPS 7 zu betätigendes Ventil 9 geöffnet und geschlossen werden kann, mit einem Vorratsbehälter 10 für verschmutztes Reinigungsmittel 11 verbunden. Von dem Vorratsbehälter 10 führt eine Leitung 12 zu einem Verdampfer 13. In der Leitung 12 ist eine Pumpe 14 vorgesehen sowie ein erstes Ventil 15 vor dieser Pumpe 14 und ein zweites Ventil 16 nach der Pumpe 14. Die Pumpe 14 und die Ventile 15, 16 empfangen Steuersignale von der Verknüpfungsschaltung (Logikschaltung) 17, die ihrerseits von der Flüssigkeitsniveausteuerung (level control) LC 18 des Vorratsbe hälters 10 und von der Flüssigkeitsniveausteuerung (level control) LC 19 des Ver dampfers Signale erhält.

Nach dem Durchlaufen des Verdampfers 13 wird die Reinigungsflüssigkeit über eine Leitung 20 einem Kondensor 21 zugeführt, in dem die Reinigungsflüssigkeit wieder kondensiert. Die jetzt wieder flüssige, gereinigte Reinigungsflüssigkeit wird aus dem Kondensor 21 über eine Leitung 22 abgezogen. In der Leitung 22 befin den sich ein Ventil 23 und eine Pumpe 24, durch die die Reinigungsflüssigkeit dem Vorratsbehälter 3 zugeführt wird. Das Ventil 23 und die Pumpe 24 werden durch eine Flüssigkeitsniveausteuerung LC 25, die auf das Flüssigkeitsniveau in dem Kondensor anspricht, gesteuert.

Der Kühlmittelkreislauf wird durch die Kühlmittelpumpe 26 erzeugt. Die Pumpe 26 fördert das Kühlmittel durch den Kondensor 21 und anschließend durch den Ver dampfer 13. Sie wird durch eine Temperatursteuerung (temperature control) TC 27, die auf die Temperatur in dem Verdampfer 13 anspricht, gesteuert. Vom Verdamp fer 13 wird das Kühlmittel über eine Leitung 28 und eine Drossel 29 einem Konden sator 30 zugeführt. Von dort wird das Kühlmittel über die Leitung 31 wieder zum Kondensor 21 geführt.

In den Kondensor 21 mündet eine Unterdruck-Erzeugungsleitung 32, in der sich ein Ventil 33 befindet, das durch die steuerprogrammierbare Steuerung SPS 7 gesteu ert wird. Die Leitung 32 ist mit einer Leitung 34 verbunden, die zum Kondensator 30 für den Dämpfe der Reinigungsflüssigkeit führt. In dem Kondensator 30 werden die aus dem Kondensor 21 abgezogenen Dämpfe der Reinigungsflüssigkeit konden siert und über eine Leitung 35 mit einem Ventil 36 und einer Pumpe 37 der Leitung 22 zugeführt, die zum Vorratsbehälter 3 führt. Das Ventil 36 und die Pumpe 37 werden von einer Flüssigkeitsniveausteuerung (level control) LC 38 in Abhängigkeit vom Niveau in dem Kondensator 30 gesteuert. Am Ausgang des Kondensators 30 befindet sich die Leitung 39, in der ein Ventil 40 und eine Vakuumpumpe 41 vorge sehen sind, die durch die steuerprogrammierbare Steuerung SPS 7 gesteuert wer den.

Die Leitung 34 ist mit der weiteren Leitung 42 verbunden, die über ein Ventil 34', das von der steuerprogrammierbaren Steuerung 7 gesteuert wird, in die Wasch kammer 1 führt, und durch die die Dämpfe aus der Waschkammer 1 abgezogen werden.

Beim Betrieb der Anlage werden die Metallteile, die sich in dem Warenkorb 2 befin den, mit der Reinigungsflüssigkeit aus dem Vorratsbehälter 3 gewaschen. Die ver schmutzte Reinigungsflüssigkeit wird dem Behälter 10 zugeführt. Sie wird in dem Verdampfer 13 verdampft und in dem Kondensor 21 anschließend wieder konden siert. Die Verdampfung und die Kondensierung erfolgen durch das im Kühlmittel kreislauf geführte Kühlmittel, das zunächst den Kondensor 21 und dann den Ver dampfer 13 durchläuft, das also im Verhältnis zum Reinigungsmittel im Gegenstrom geführt wird. Dies bringt eine erhebliche Energiesparung mit sich.

Die im Kondensor 21 kondensierte Reinigungsflüssigkeit wird dem Vorratsbehälter 3 zugeführt und auf diese Weise erneut zum Waschen von Metallteilen verwendet.

Die beim Waschen in der Waschkammer 1 entstehenden Dämpfe der Reinigungs flüssigkeit werden über die Leitung 42 abgezogen. Die beim Kondensieren im Kondensor 21 entstehenden Dämpfe der Reinigungsflüssigkeit werden über die Leitung 22 abgezogen. Sowohl die Dämpfe aus der Waschkammer 1 als auch die Dämpfe aus dem Kondensor 21 werden dann durch die Vakuumpumpe 41 über die Leitung 34 dem Kondensator 30 zugeführt, wo die Dämpfe der Reinigungsflüssigkeit kon densiert werden und über die Leitung 35 dem Vorratsbehälter 3 zugeführt werden, wo sie erneut zum Waschen von Metallteilen verwendet werden können.

Claims

1. Verfahren zum Reinigen von Metallteilen,
bei dem die Metallteile mit einer Reinigungsflüssigkeit gewaschen (1) werden
und bei dem die verschmutzte Reinigungsflüssigkeit verdampft (13) und an schließend wieder kondensiert (21) wird,
wobei die Verdampfung (13) und Kondensierung (21) durch ein Kühlmittel er folgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kondensierte Reinigungsflüssigkeit erneut zum Waschen von Metallteilen verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beim Waschen (1) und/oder beim Kondensieren (21) entstehenden Dämpfe der Reinigungsflüssigkeit kondensiert (30) werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die kondensierte (30) Reinigungsflüssigkeit erneut zum Waschen von Metallteilen verwendet wird.

5. Vorrichtung zum Reinigen von Metallteilen mit einer Waschkammer (1), einem Vorratsbehälter (3) für Reinigungsflüssigkeit (4), einem Vorratsbehälter (10) für verschmutzte Reinigungsflüssigkeit (11), einem Verdampfer (13), einem Kondensor (21) und einem Kühlmittelkreislauf, der den Kondensor (21) und den Verdampfer (13) umfaßt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlmittel kreislauf einen Kondensator (30) für die Dämpfe der Reinigungsflüssigkeit aus der Waschkammer (1) und/oder aus dem Kondensor (21) umfaßt.