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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Reinigen von mit öl- oder fetthaltigen Bearbeitungsrückständen verunreinigten Gegenständen in einer geschlossenen Behandlungskammer, die unter einem Druck steht, der niedriger als der Atmosphärendruck ist. Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
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Durch die
DE 693 15 249 T2 ist ein Verfahren zum Reinigen von mit Öl behafteten Gegenständen bekannt. Zum Waschen der Gegenstände wird Dampf von 90°C bis 130°C auf das Material geblasen.
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Durch die
DE 38 44 344 C2 ist eine Vorrichtung zum Schneiden oder Reinigen von Gegenständen mit einem unter Hochdruck befindlichen Wasserstrahl mit einem Abrasivmittel bekannt.
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Durch die
DE 34 13 576 A1 ist ein Verfahren zum Abstrahlen von Werkstücken bekannt. Hierbei wird ein körniges Strahlmittel in einem Trägerluftstrom eingebracht, beschleunigt und gegen das Werkstück geblasen, wobei in dem mit dem Strahlmittel beladenen Förderluftstrom Wasserdampf zum Benetzen des Strahlmittels eingebracht wird. Bei dieser Verfahrensweise kondensiert der Dampf an der Oberfläche des körnigen Strahlmittels, so dass die Körner mit flüssigem Wasser benetzt werden. Dadurch wird Staubbildung verhindert. Ferner werden Strahlmittel und Trägerluft aufgeheizt, so dass die beaufschlagte Oberfläche nach der Behandlung abtrocknet.
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Durch die
DE 196 19 269 C2 ist ein Verfahren zum Reinigen von Gegenständen bekannt. Bei diesem Verfahren ist ein erster Nassreinigungsschritt mit einem azeotropischen Gemisch eines Fett lösenden Reinigungsmittels und Wasser, und ein weiterer Reinigungsschritt mit vorwiegend aus Wasser bestehenden Wasch/Spülflüssigkeit vorgesehen. Zwischen dem Nassreinigungsschritt und dem Wasch/Spülschritt erfolgt ein Dampfreinigungsschritt, bei dem die Gegenstände mit Dampf in Kontakt kommen, der aus der Reinigungsflüssigkeit hergestellt wird, die aus dem Fett lösenden Reinigungsmittel und Wasser besteht und ein azeotropisches Gemisch bilden. Durch den konstanten Siedepunkt des Gemisches bei gegebenem Druck enthält auch der Dampf einen gewissen Anteil von Fett lösenden Bestandteilen.
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Durch die
DE 196 09 783 A1 ist ein Verfahren zum Reinigen von Gegenständen in einer Vakuum-Kammer bekannt. Das Verfahren sieht eine Flüssigkeitsphasenreinigung mit einem 2-Phasen-System vor. Die eine Flüssigkeitsphase besteht aus einem wasserunlöslichen Lösungsmittel und die andere Flüssigkeitsphase besteht aus einem wässrigen Reinigungsmittel. Das Verfahren sieht ferner eine Dampfphasenreinigung vor, wobei die Dampfphase durch Destillation des organischen Lösungsmittels erzeugt wird. Die Reinigung erfolgt bei einem Druck unter dem atmosphärischen Druck, beispielsweise bei einem Druck unter 200 mbar.
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Durch die
DE 44 40 146 A1 ist eine Strahlvorrichtung zur Reinigung von Gegenständen bekannt, die einen Luftstrom erzeugt, in den ein körniges Strahlmittel eingebracht wird und in dem Strahlmittel-Luft-Gemisch Wasser in Form von Dampf zugeführt wird.
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Die
DE 10 2005 013 948 A1 sieht eine Reinigung in einer unter Unterdruck stehenden Reinigungskammer vor. Bei dieser Einrichtung ist keine Behandlung der Gegenstände mit einem Hochdruck-Dampfstrahl vorgesehen. Ferner ist keine Reinigung durch Zuführen eines Fett lösenden Reinigungsmittels in den Dampfstrahl vorgesehen. Die bekannte Einrichtung sieht ferner auch keine Bestrahlung der Gegenstände unter Zuführung eines Abrasivmittels vor.
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Bei der
DE 103 11 137 A1 handelt es sich um ein Strahlgerät, wie Sandstrahlgerät. Das Strahlgerät arbeitet mit einem Druckluft-Trägergas für ein Strahlmittel, beispielsweise Sand oder Plastikperlen. Es findet eine Verwirbelung des Strahlmittels mit Hilfe einer Druckluftquelle statt. Zusätzlich zu dem Druckluft-Trägergas kann Flüssigkeitsdampf mit dem Druckluft-Trägergas gemischt werden. Grundsätzlich wird Druckluft als Träger des Strahlmittels als Primärkomponente verwendet.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein variables und effektives Dampf-Reinigungs-Verfahren für den Einsatz in einer geschlossenen Behandlungskammer anzugeben, mit dem unterschiedliche Behandlungsschritte durchgeführt werden können. Ferner soll eine Einrichtung geschaffen werden, mit der das Verfahren vorteilhaft durchführbar ist.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in Anspruch 1 oder Anspruch 6 beschriebenen Maßnahmen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Die Behandlung der Oberfläche eines mit öl- oder fetthaltigen Bearbeitungsrückständen verschmutzten Werkstückes mit Dampf, insbesondere Wasserdampf hat Vorteile gegenüber einer Hochdruck-Wasserstrahl-Behandlung. Insbesondere hartnäckige oder verkrustete Rückstände können schneller entfernt werden. Auch ist der Wasserverbrauch einer Dampfbehandlung geringer. Ferner gestaltet sich die Trocknung des Werkstückes einfacher, weil der Dampf eine Erhitzung des Werkstückes bewirkt, und zurückbleibende Wassertröpfchen oder Reste von Reinigungsmittel mit dem Dampf abgeblasen werden können.
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Der Vorteil des Verfahrens nach Anspruch 1 besteht darin, dass in den Hochdruck-Dampfstrahl unterschiedliche Mittel injiziert werden können, die bewirken, dass die Reinigung intensiver und verschiedenen Bearbeitungsrückständen angepasst werden kann. Ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist die Verwendung eines Abrasivmittels, das in den Dampfstrahl eingeführt wird. Mit Hilfe des Abrasivmittels kann die Oberfläche des Werkstückes mechanisch behandelt oder verändert werden durch Injektion eines körnigen Abrasivmittels, können beispielsweise Rost, Grat oder Späne entfernt werden oder durch Injektion eines Schleifmittels eine glänzende Oberfläche erzeugt werden. Durch Injektion von Metallkügelchen in den Hochdruck-Dampfstrahl kann eine Vergütung der Werkstückoberfläche erreicht werden. Was die Zuführung von Reinigungsmittel betrifft, kann diese im flüssigen oder dampfförmigen Zustand erfolgen. Dabei kann es sich um handelsübliche Kohlenwasserstoffe oder Tenside handeln. Vorteilhaft können Reinigungs- und Abrasivmittel gleichzeitig in den Dampfstrahl injiziert werden. Vorteilhaft kann es auch sein, die Injektion auf das Abrasivmittel zu beschränken, wenn der Hochdruck-Dampfstrahl bereits eine ausreichende Reinigungswirkung erzeugt.
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Ein weiterer Vorteil des Verfahrens besteht darin, dass die Mittel in beliebiger Reihenfolge in den Hochdruck-Dampfstrahl injiziert werden können. Die Weiterbildung des Verfahrens nach den Ansprüchen 2 bis 5 zeigen vorteilhafte Beispiele für die Reihenfolge der Behandlungsschritte an. Selbstverständlich kann auch eine andere Reihenfolge gewählt werden, beispielsweise eine solche, bei der zunächst mit Zusatz des Abrasivmittels gearbeitet wird, um beispielsweise Rost zu entfernen und anschließend mit reinem Dampf behandelt wird, oder unter Zusatz von Reinigungsmittel. Am Schluss der Behandlung wird vorteilhaft nur mit reinem Dampf behandelt, um das Werkstück zu trocknen.
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In besonders vorteilhafter Weise ist dass Verfahren anzuwenden, wenn der Hochdruck-Dampfstrahl in den Innenraum einer geschlossenen Behandlungskammer geführt wird, in der ein Druck herrscht, der unter dem Atmosphärendruck liegt, beispielsweise bei einem Druck zwischen 100 mbar und 200 mbar. Bereits bei einem geringen Unterdruck in der Behandlungskammer erhöht sich die Geschwindigkeit mit der der Hochdruck-Dampfstrahl auf das Werkstück trifft, was zu einer Verbesserung der Reinigungswirkung führt. Eine Möglichkeit der Nutzung durch den Unterdruck besteht darin, den Druck des Dampfstrahles entsprechend abzusenken. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Geschwindigkeit des Abrasivmittel ebenfalls zunimmt. Insgesamt bewirkt ein bereits geringer Unterdruck eine Verbesserung der thermischen und mechanischen Wirkungen auf der Oberfläche des Werkstückes. Je größer der Unterdruck ist, desto besser sind die Ergebnisse. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass der Hochdruck-Dampfstrahl, der unter vakuumähnlichen Druckverhältnissen in der Behandlungskammer gehalten wird, zu Wasser kondensiert, was zu einer drastischen Volumenreduzierung in Form einer geringen Wassermenge in der Behandlungskammer führt. Die Druckverhältnisse in der Behandlungskammer ändern sich kaum.
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Eine vorteilhafte Einrichtung für die Anwendung des Verfahrens weist einen Verdampfer auf, der Hochdruck-Dampf mit einem Druck zwischen 4 und 10 bar erzeugt. Als Verdampfer kann ein solches Aggregat benutzt werden, mit dem Dampf aus einer, mit festen oder flüssigen Stoffen vermischte Flüssigkeit erzeugt wird. Das kann beispielsweise eine gebrauchte Reinigungsflüssigkeit oder Spülflüssigkeit sein. Der Verdampfer kann auch mit einer bereits aufbereiteten Flüssigkeit gespeist werden, beispielsweise einem Destillat aus Wasser, so dass Reinstdampf als Grundreinigungsmittel und als Spülmittel, beispielsweise zum Reinstspülen und zum Trocknen vorliegt.
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Der Hochdruck-Dampf wird einem Strahlrohr zugeführt, das mit seiner Mündung in die Behandlungskammer hineinragt und einen konzentrierten Dampfstrahl erzeugt. Dadurch, dass in der Behandlungskammer ein Unterdruck aufrechterhalten wird, sinkt die Tendenz des Auseinanderlaufen des Dampfstrahles nach Verlassen des Strahlrohres, so dass die Mündung in einem verhältnismäßig großen Abstand vom Werkstück geführt werden kann, was die Behandlung einer zerklüfteten Werkstückoberfläche erleichtert. Es kann eine Austrittsdüse verwendet werden, die eine Zerstäubung des Dampfstrahles bewirkt, so dass auch eine Besprühung in einem größeren Bereich der Werkstückoberfläche erfolgen kann.
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Gemäß Anspruch 6 hat die Behandlungskammer eine seitliche Öffnung, in die eine Richtvorrichtung für das Dampfstrahlrohr eingebaut ist, mit der eine horizontale und vertikale Verstellung des Strahlrohres zum Richten der Mündung des Dampfstrahlrohres auf die Gegenstände erfolgt. Seitlich am Dampfstrahlrohr ist ein Injektor zum Einbringen des Fett lösenden Reinigungsmittels in den Dampfstrahl und am Dampfstrahlrohr ist ein weiterer Injektor zum Einbringen des körnigen Abrasivmittels in den Dampfstrahl angebracht, Wobei Mittel zum Unterbrechen der Zufuhr des Reinigungsmittels und Mittel zum Unterbrechen der Zufuhr des Abrasivmittels vorgesehen sind.
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Das Strahlrohr besitzt einen Abzweig für einen seitlichen Injektionskanal der in eine Mischkammer endet. Strahlrohr, Mischkammer und Injektionskanal bilden eine Dampfstrahlpumpe, bei der mit hoher Geschwindigkeit aus dem Strahlrohr austretender Dampf durch den Injektionskanal flüssige oder gasförmige Substanzen oder feste körnige Substanzen ansaugt und mitreist. Somit können wahlweise durch den Injektionskanal flüssige oder gasförmige Reinigungsmittel sowie körnige Abrasionsmittel in den Hochdruck-Dampfstrahl injiziert werden. Vorteilhaft sind am Strahlrohr zwei Abzweige mit jeweils einem Injektionskanal vorgesehen, von denen ein Injektionskanal für flüssige oder gasförmige Reinigungsmittel und einen Injektionskanal für körnige abrasive Mittel vorgesehen sind. Es sind Absperrorgana vorgesehen, mit denen wahlweise die Zufuhr des einen oder anderen Mittels unterbrochen werden kann.
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Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der einzigen 1 näher beschrieben.
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Die Einrichtung dient zur Behandlung von Gegenständen und ist Bestandteil einer Dampf-Reinigungsanlage, mit der ein Werkstücke 1 gewaschen, gespült oder getrocknet wird. Mit der Einrichtung können öl- oder fetthaltige Bearbeitungsrückstände und festsitzendes Material am Werkstück 1, wie Grat an der Oberfläche entfernt werden. Die Einrichtung besteht aus der Behandlungskammer 2 mit einer Richtvorrichtung 3 und dem Strahlrohr 4. Die Behandlungskammer 2 besitzt einen nicht dargestellten Deckel zum druckdichten Verschluss in der Arbeitsstellung. In der Behandlungskammer 2 wird während der Behandlung ein Innendruck aufrechterhalten, der niedriger als der Atmosphärendruck ist.
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Die Behandlungskammer 2 besitzt eine seitliche Öffnung 5. In die Öffnung 5 ist die Richtvorrichtung 3 für das Strahlrohr 4 eingebaut. Mit der Richtvorrichtung 3 wird die Mündung 6 des Strahlrohres 4 auf das Werkstück 1 gerichtet. Die Richtvorrichtung 3 ermöglicht es, das Strahlrohr 4 horizontal und vertikal zu verstellen. Ferner ist eine Verstellung des Abstandes der Mündung 6 des Strahlrohres 4 vom Werkstück 1 möglich. Hierzu ist ein Support 7 vorhanden, der das Strahlrohr 4 höhen- und seitenverstellbar führt. Mit einem Linearantrieb 8 ist die Eindringtiefe des Strahlrohres 4 in die Behandlungskammer 2 einstellbar.
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Mit dem Verdampfer 9 wird reiner Wasserdampf mit einer Temperatur zwischen 100°C und 150°C erzeugt, der über die Druckleitung 10 Hochdruck-Dampf mit einem Druck zwischen 4 bar und 10 bar an das Strahlrohr 4 abgibt. Die Energiezufuhr zum Betreiben des Verdampfers 9 erfolgt mit einer elektrischen Heizeinrichtung 11. Das Strahlrohr 4 ist als Dampf-Strahlpumpe ausgeführt und besitzt eine Mischkammer 12 mit einem seitlich vom Strahlrohr 4 abzweigenden Injektor 13, der über eine Saugleitung 14 und einem Absperrorgan 15 in einen Behälter 16 mit Fett lösenden Reinigungsmittel führt. Das Strahlrohr 4 besitzt eine weitere Mischkammer 17 mit einem seitlich vom Strahlrohr 4 abzweigenden weiteren Injektor 18, der über eine weitere Saugleitung 19 und einem Absperrorgan 20 in einen Behälter 21 mit körnigem Abrasivmittel, wie Sand oder Stahlkügelchen führt.
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Die Mündung 6 des Strahlrohres 4 wird zur Bestrahlung auf das Werkstück 1 gerichtet und strahlt mit hohem Druck und konzentriertem Querschnitt Dampf ab. Eine Vorreinigung kann mit reinem Dampf erfolgen, wobei das Werkstück 1 gleichzeitig erwärmt wird. Durch Injizieren eines Fett lösenden Reinigungsmittels in den Dampf-Strahl werden in einem folgenden Schritt öl- und fetthaltige Bearbeitungsrückstände abgestrahlt. Durch Schließen des Absperrorganes 15 für das Fett lösende Reinigungsmittel und Öffnen des Absperrorganes 20 für das Abrasivmittel, wird Abrasivmittel in den Dampfstrahl injiziert. Damit kann eine mechanische Nachbehandlung der Oberfläche, beispielsweise Entgraten oder Entrosten erfolgen. Dabei kann das Strahlrohr 4 eine oszillierende Bewegung ausführen. Im nächsten Schritt kann durch Schließen beider Absperrorgane 15, 20 eine Nachbehandlung mit reinem Dampf erfolgen, was einem Spülvorgang entspricht, wobei das erhitzte Werkstück 1 schnell abtrocknet. Vorteilhaft ist auch eine Variante der Saugstrahlpumpe mit einen Injektor 22 und jeweils einem Anschluss 23 für das Reinigungsmittel und einem Anschluss 24 für das Abrasivmittel und jeweils einem Absperrmittel 25, 26 vor dem Anschluss 23, 24 zum Unterbrechen der Zufuhr des Reinigungs- oder Abrasivmittels.
