DE4421061A1 - Verfahren zum Oberflächenbehandeln industrieller Teile in einer Behandlungsanlage sowie Anlage zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zum Oberflächenbehandeln industrieller Teile in einer Behandlungsanlage sowie Anlage zur Durchführung des VerfahrensInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Oberflächenbehandeln
(Waschen, Spülen, Trocknen) industrieller Teile in einer,
mindestens eine Behandlungskammer enthaltende Behandlungsan
lage, mit der in einem vorangehenden Reinigungsverfahren die
Teile von Öl, Fett und anderen Rückständen, z. B. Bearbei
tungsrückständen, Staub oder Schmutz gesäubert werden, wobei
in einem ersten Verfahrensschritt die Teile in einer wäßrigen
Reinigungsflüssigkeit gewaschen und in einem zweiten Verfah
rensschritt mit einer wäßrigen Spülflüssigkeit oder reinem
Wasser abgespült werden, wobei gebrauchte Reinigungs-
und/oder Spülflüssigkeit kontinuierlich abgeschieden und
einem Aufbereitungsverfahren unterzogen wird, das eine
Verdampfung, Kondensation und Rückspeisung des Kondensats in
die Reinigungs- und/oder Spülflüssigkeit vorsieht, und daß
der dabei entstehende heiße Wasserdampf zum Erwärmen der
Reinigungs- und/oder Spülflüssigkeit verwendet wird.
Ferner betrifft die Erfindung eine Anlage zur Durchführung
des Verfahrens.
Durch die DE-PS 42 08 665 ist ein Verfahren zum Trocknen von
Gegenständen im Luftstrom einer Trockenkammer bekannt. Bei
diesem Verfahren ist die Trockenkammer als Vakuumkammer
ausgebildet und der Luftstrom wird durch die Vakuumkammer
geführt, wobei der Dampf aus dem Destillationskreislauf im
Luftstrom kondensiert und die dabei entstehende Wärme zum
Erwärmen des Luftstromes benutzt wird.
Bei der DE-PS 42 08 665 wird eine Kombination von Lufttrock
nung und Vakuumtrocknung angewendet. Die Erwärmung des
Luftstromes erfolgt in energiesparender Weise mit Hilfe des
Destillationskreislaufes und erlaubt im nachfolgenden
Vakuumtrockengang eine nicht so weitgehende Druckabsenkung in
der Vakuumkammer, da bereits eine Vortrocknung im Luftstrom
erfolgt ist, also schon ein Teil der Flüssigkeit entfernt
ist.
Das bekannte Verfahren führt zu guten Ergebnissen, erfordert
jedoch einen gewissen technischen Aufwand, um eine Vereisung
der Teile in der Vakuumkammer zu vermeiden. Durch die
Erwärmung der Luft wird die Gefahr einer Vereisung der Teile
verringert, jedoch ist eine mehrmalige Wiederholung der
Abfolge geboten. Es sei bemerkt, daß die max. erreichbare
Lufttemperatur 95 Grad Celsius nicht überschreitet.
Um bei dem bekannten Verfahren eine sehr reine Oberfläche zu
erhalten, muß mit einem weiteren Verfahrensschritt eine
Kondensationsspülung zwischen dem normalen Spülgang und dem
Trocknungsgang durchgeführt werden.
Ziel der Erfindung ist es, das Trocknungsergebnis zu verbes
sern. Hierzu sei folgendes ausgeführt:
In technischen Dampferzeugungsanlagen also auch in Verdampf ern wird bei konstantem Druck verdampft (isobare Verdampf ung). Dampferzeugung und -entnahme sind dabei im Gleichge wicht, und Speisewasser muß entsprechend der Dampf entnahme kontinuierlich zugeführt werden. Wird Wasser unter konstantem Druck Wärme zugeführt, so steigt seine Temperatur stetig an bis zur Sättigungstemperatur, bei der die Verdampfung beginnt. Diese Temperatur bleibt solange bestehen, bis alles Wasser in Dampf verwandelt ist. Erst dann steigt bei weiterer Wärmezufuhr die Temperatur wieder an.
In technischen Dampferzeugungsanlagen also auch in Verdampf ern wird bei konstantem Druck verdampft (isobare Verdampf ung). Dampferzeugung und -entnahme sind dabei im Gleichge wicht, und Speisewasser muß entsprechend der Dampf entnahme kontinuierlich zugeführt werden. Wird Wasser unter konstantem Druck Wärme zugeführt, so steigt seine Temperatur stetig an bis zur Sättigungstemperatur, bei der die Verdampfung beginnt. Diese Temperatur bleibt solange bestehen, bis alles Wasser in Dampf verwandelt ist. Erst dann steigt bei weiterer Wärmezufuhr die Temperatur wieder an.
Führt man dem Wasser nicht Wärme zu, sondern ab, so sinkt
seine Temperatur stetig, bis bei der Erstarrungstemperatur
-0 Grad C bei nicht sehr hohen Drücken, die Umwandlung in
den festen Zustand beginnt.
Die Höhe der Sättigungstemperatur ist vom Druck abhängig. Je
höher der Druck, um so höher die Sättigungstemperatur und
umgekehrt, je niedriger der Druck, um so tiefer die Sättigun
gstemperatur. Bei p = 0,1 ata beträgt die Sättigungstempera
tur 45,5 Grad C, bei 0,5 ata 81 Grad C, bei 1,0 ata 99 Grad
C, bei 5 ata 151 Grad C, usw.
Daraus folgt, daß bei entsprechender Druckdifferenz eine
Verdampfung von Wasser, beispielsweise von 150 Grad C bis 100
Grad C bei Normaldruck und weiter bis 0 Grad C erreicht
werden kann.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Behandlungsver
fahren anzugeben, bei dem die Teile mit möglichst reinem
Wasserdampf aus der Wasseraufbereitung getrocknet werden
wobei gleichzeitig eine Kondensationsspülung erfolgt.
Die Aufgabe wird bei dem gattungsgemäßen Verfahren durch die
im Kennzeichen des Anspruches 1 aufgeführten Maßnahmen
gelöst. Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen 2 bis 21
beschrieben. Die Ansprüche 22 bis 30 beziehen sich auf eine
Anlage zur Durchführung des Verfahrens.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Wasser zur
Dampferzeugung an der Stelle der Behandlungsanlage entnommen,
an der es am wenigsten verunreinigt ist, um eine Verschmut
zung des Verdampfers mit höhersiedenden Bestandteilen der
Spülflüssigkeit zu vermeiden und insbesondere bei Überdruck
betrieb der Behandlungskammer niedrigsiedende Bestandteile
der Spülflüssigkeit nicht in die Behandlungskammer gelangen
zu lassen.
Dadurch, daß weder die oben schwimmende ölige oder fetthal
tige Phase der Spülflüssigkeit, noch die untere schmutzhal
tige Phase der Spülflüssigkeit in den Verdampfer geleitet
wird, sondern die als Reinphase zu bezeichnende, zwischen den
beiden anderen Phasen befindliche Spülflüssigkeit, wird
nahezu reines Wasser in den Verdampfer geleitet, welches
nahezu frei ist von hochsiedenden Verunreinigungen wie Öl und
Fett oder niedrigsiedenden Bestandteilen wie Reinigungsmittel
rückstände oder kohlenwasserstoffhaltige Zusätze.
Die eventuell aus dem Waschverfahren in das Spülverfahren
verschleppten waschaktiven Substanzen oder Öl und Fett setzen
sich als oben schwimmende Phase auf der Spülflüssigkeit ab
und können abgeschieden und der Waschflüssigkeit zugeführt
werden.
Eine Angabe, an welcher Stelle unterhalb des Flüssigkeits
spiegels die Spülflüssigkeit abgeleitet wird, hängt von
mehreren Faktoren wie Form und Größe des Behälters, Grad der
Restverschmutzung der Flüssigkeit oder dem Regenerierungsin
tervall der Spülflüssigkeit ab. Die Anbringung der Ablei
tungsstelle der Flüssigkeit kann beispielsweise in der Mitte
zwischen dem Boden des Behälters und dem niedrigsten Flüssig
keitsspiegel des Behälterinhalts liegen.
Die Ableitung der Spülflüssigkeit kann durch einen Behälter
stutzen oder ein Tauchrohr erfolgen, das bis an die vorgese
hene Stelle in die Flüssigkeit eintaucht. Speist der Behäl
terstutzen bzw. das Tauchrohr ein Überlaufgefäß, kann dessen
Flüssigkeitsspiegel stets gleich mit dem Flüssigkeitsspiegel
des Spül- oder Spülmittelbehälters gehalten werden, nach dem
Prinzip "kommunizierender Röhren". Es wird dann stets nur die
Flüssigkeitsmenge in den Verdampfer geleitet, die durch
frisches Regenerat ersetzt wird. Eine komplizierte Niveaure
gelung wird vermieden.
Wird an dem Behälterstutzen oder dem anderen Ende des
Tauchrohres ein Schwerkraft-Flüssigkeitsabscheider ange
schlossen, kann die Qualität des Wassers für den Verdampfer
weiter verbessert werden, indem die Ableitung des Spülwassers
aus dem Schwerkraft-Flüssigkeitsabscheider unterhalb dessen
Flüssigkeitsspiegels erfolgt, beispielsweise im Bodenbereich,
weil dort auf Grund der weitgehenden Beruhigung der Flüssig
keit im Schwerkraft-Flüssigkeitsabscheider eine fortge
schrittene Entmischung der Flüssigkeit in eine untere reine
Wasserphase und eine darüberliegende Emulsionsphase bereits
erfolgt ist. Der Schwerkraft-Flüssigkeitsabscheider kann
einen bekannten Aufbau haben.
Wird Wasserdampf mit Überdruck in die Behandlungskammer
geleitet, die als Trockenkammer ausgebildet ist, nehmen die
darin befindlichen Teile allmählich die Temperatur des
Dampfes an. Bei einem Überdruck von 5 ata sind das ca. 150
Grad C, bei 2 ata sind es ca. 120 Grad C. Der gesättigte
Dampf benetzt die Teile, und es bilden sich feine Kondens
wassertröpfchen an den Teilen, die von den Teilen abtropfen
und sich am Boden der Behandlungskammer als Kondensat
sammeln.
Über eine Dampfglocke kann dieses Kondensat abgepumpt und dem
Spülwasser oder der Waschflüssigkeit wieder zugeführt werden.
Die Teile in der Behandlungskammer werden auf diese Weise mit
reinem Destillat gespült, was zu einer reinen Oberfläche der
Teile führt. Wenn der Dampf durch Destillation von destil
liertem Wasser oder deionisiertem Wasser erzeugt wird,
erhalten die Teile eine klinisch reine (sterile) Oberfläche.
Nachdem die Teile mit entsprechender Verweildauer in der
Behandlungskammer durch dem Dampf erhitzt sind und einer
ausreichenden Bedampfung unterworfen wurden, was einer
entsprechenden Kondensationsspülung entspricht, wird die
Dampfzufuhr gesperrt und der Druck in der Behandlungskammer
abgesenkt, beispielsweise durch Öffnen eines Ventils. Die
Druckabsenkung kann bis auf Normaldruck 1 atm erfolgen. Der
in der Trockenkammer vorhandene Dampf entweicht durch das
Ventil und kann mit einem Kondensator kondensiert werden und
dem Spülwasser oder der Waschlauge wieder zugeführt werden
oder der entspannte Dampf kann direkt in die Spül- und/oder
Waschflüssigkeit geleitet werden oder es kann der entspannte
Dampf aus der Behandlungskammer zum Erwärmen der Wasch-
und/oder Spülflüssigkeit benutzt werden.
Zum Kühlen des Kondensators kann Wasch- oder Spülflüssigkeit
benutzt werden, die einen Dampf/Flüssigkeit-Wärmetauscher im
Kondensator durchströmt.
Durch die Druckabsenkung in der Behandlungskammer erfolgt
eine intensive Verdampfung des an den Teilen haftenden
Kondensats, so daß in sehr kurzer Zeit die Teile trocken
entnommen werden können. Der dabei entstehende Dampf kann
abgesaugt oder über die bereits beschriebene Dampfglocke
entfernt werden.
An die Dampftrocknung kann sich eine Vakuumtrocknung anschl
ießen, indem nach dem Ablassen des Überdrucks aus der
Behandlungskammer der Druck beispielsweise mit einer Vaku
umpumpe weiter abgesenkt wird. Durch die Kombination von
Dampftrocknung mit Überdruck und Vakuumtrocknung durch
Unterdruck in der Behandlungskammer kann eine Ultratrocknung
der Teile nicht nur bei komplizierten Teilen mit zerklüfteten
spaltenartigen oder porigen Oberflächenbereichen, sondern
auch bei durchnäßten Teilen erreicht werden. In Verbindung
mit der bereits beschriebenen Deionisation des Speisewassers
können beispielsweise medizinische Teile, Geräte, Instrumente
und Apparate für den Labor- und Klinikbereich für Forschungs
zwecke und in der Raumfahrttechnik sowie für Anwendungen in
der Industrie auch für Reinstraumbedingungen behandelt
(keimfrei gemacht) werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist sowohl für Mehrkammeran
lagen als auch für Einkammeranlagen bei denen in ein und
derselben Kammer gewaschen, gespült und getrocknet wird.
Da Dampf zum Trocknen nur während des Trocknungsganges
benötigt wird, vom Verdampfer aber ständig eine bestimmte
Menge Dampf erzeugt wird, wird vorgeschlagen, neben der
Bedampfung der Behandlungskammer noch eine direkte Erwärmung
der Wasch- und/oder Spülflüssigkeit mit entspanntem Dampf aus
dem Verdampfer vorzusehen.
Bisher wurde zum Trocknen der Teile ein Verfahren beschrie
ben, das mit Überdruck arbeitet oder das eine Kombination von
Überdruck und Unterdruck vorsieht. Es ist jedoch auch ein
druckloser Betrieb denkbar, bei dem die Behandlungskammer bei
Normaldruck 1 atm bedampft, beispielsweise mit drucklosem
Dampf aus dem Verdampfer gespeist wird. Hierbei erfolgt zwar
die Trocknung nur von max. 100 Grad C ab abwärts, für normale
Teile mit unkomplizierten Oberflächen reicht das aus, um eine
gute Trocknung zu erreichen. Der Vorteil der Kondensations
spülung kann auch hierbei genutzt werden. Das Verfahren ist
vorteilhaft dort anwendbar, wo Teile getrocknet werden
sollen, die Temperaturen über 100 Grad C nicht vertragen. Um
das Trocknungsergebnis zu verbessern, kann sich nach dem
Belüften der Behandlungskammer ein Vakuumtrockengang ansch
ließen.
Die weiteren Ansprüche beziehen sich auf vorteilhafte
Weiterbildungen einer Anlage, die u. a. die Verbindung der
Behandlungskammer mit einer Vakuumerzeugungsanlage über eine
Saugleitung und eine Ionentauscheranlage beschreiben.
Nachfolgend werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung an
Hand der Zeichnungen näher beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 die schematische Darstellung der Anlage
für Überdruckbetrieb,
Fig. 2 die schematische Darstellung der Anlage
für Normaldruckbetrieb,
Fig. 3 eine Ableiteinrichtung der Spülflüssig
keit.
Die Figuren zeigen sogenannte Einkammeranlagen mit einer
Kammer, in der die Teile gewaschen, dann gespült und danach
getrocknet werden.
In den Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen
versehen.
Die Erfindung ist selbstverständlich auch für eine solche
Anlage anwendbar, die separate Kammern zum Waschen, Spülen
und Trocknen aufweisen und in denen die Teile in mehreren
Wasch-, Spül- und Trockengängen behandelt werden.
Es sei bemerkt, daß in den Figuren der Zeichnungen nur
diejenigen Baugruppen und Komponenten dargestellt sind, die
für das Verständnis der Erfindung unbedingt erforderlich
sind. Die mit 3 bezeichnete Kammer wird nachfolgend stets als
Behandlungskammer 3 bezeichnet, da in ihr auch gewaschen und
gespült werden kann. Da nicht zur Erfindung gehörend, sind in
der Behandlungskammer 3 keine Spritz- und Sprühdüsen einge
zeichnet. Da jedoch das Waschen, Spülen und Trocknen in
derselben Anlage erfolgt, wird die Funktion nachfolgend im
Zusammenhang beschrieben.
Außer der Behandlungskammer 3 weist die Anlage noch eine
Reinigungsmittelkammer 4, eine Spülmittelkammer 5 und einen
Verdampfer 6 auf.
Die Reinigungsmittelkammer 4 enthält eine wäßrige Reinigungs
flüssigkeit mit einer waschaktiven Substanz. Dabei kann es
sich um Detergenzien, Tenside, Lösungsmittel, auch organische
Lösungsmittel handeln. Die Spülmittelkammer 5 enthält reines
Wasser, mit dem die Teile nach dem Waschen abgespült werden.
Der Reinigungskreislauf wird aus der Reinigungsmittelkammer 4
gespeist und über die Leitung 7 mit der Pumpe 8 über das
Absperrventil 9 Waschlauge mit hohem Druck in die Behand
lungskammer 3 (Waschkammer) gepumpt, wodurch die in einem
nicht dargestellten Behälter befindlichen Teile gereinigt,
d. h. von Öl, Fett und anderen Verunreinigungen abgewaschen
werden. Die gebrauchte Reinigungsflüssigkeit wird in dem
Auffangbehälter 10 gesammelt und in Abhängigkeit von einem,
den Füllstand anzeigenden Geber 11 über die Leitung 12,
Absperrventil 13, Pumpe 14, Filter 15 (Schwerkraftölabschei
der) und der Leitung 16 zurück in die Reinigungsmittelkammer
4 gefördert.
Nach Beendigung des Waschvorganges wird in derselben Kammer 3
gespült. Die Spülmittelkammer 5 ist über die Leitung 17 und
den zwischengeschalteten Absperrventil 18 mit der Behand
lungskammer 3 verbunden. Durch Öffnen des Ventils 18 fließt
reines Wasser durch die nicht dargestellten Sprühdüsen in die
Trockenkammer 3 (Spülkammer), wodurch die Teile von den noch
anhaftenden Waschmittelresten abgespült werden. Das gebrau
chte Spülwasser sammelt sich im Auffangbehälter 10 und wird
in Abhängigkeit vom Schaltzustand des Gebers 11 über die
Leitung 19 mit der Pumpe 20 und ggf. durch das Absperrventil
21 zurück in den Spülmittelbehälter 5 gefördert.
Zwischen der Reinigungsmittelkammer 4 und der Spülmittelkam
mer 5 ist eine Verbindungsleitung 22 vorhanden, mit der
Spülflüssigkeit aus der Spülmittelkammer 5 in die Reinigungs
mittelkammer 4 geleitet werden kann, um die Reinigungsflüs
sigkeit auf zubessern.
Die Aufbereitung der Reinigungsflüssigkeit oder der Spülflüs
sigkeit geschieht durch Destillation in dem Verdampfer 6.
Zur Speisung des Verdampfers 6 wird über die Leitung 23 mit
der Pumpe 24 und ggf. durch das Absperrventil 25 Spülflüssig
keit kontinuierlich aus der Spülmittelkammer 5 in den
Verdampfer 6 gefördert. Der Dampf aus dem Verdampfer 6 wird
zum Erwärmen der Reinigungs- und Spülflüssigkeit benutzt. Für
diesen Zweck führt eine Leitung 26, 28 mit einem Absperrventil
27 und einem nicht dargestellten Dampfdruckreduzierventil vom
Verdampfer 6 zu einem Dampf/Flüssigkeit-Wärmetauscher 29 in
der Spülmittelkammer 5. Von dort gelangt der Restdampf über
die Leitung 30 in den Kondensator 31.
Eine andere Leitung 32 mit einem Absperrventil 33 führt vom
Verdampfer 6 zu dem Dampf/Flüssigkeit-Wärmetauscher 34 in der
Reinigungsmittelkammer 4, und der Restdampf gelangt über die
Leitung 35 in den Kondensator 31. Der Kondensator wird durch
umgepumpte Spülflüssigkeit gekühlt und enthält einen Dampf/
Flüssigkeit-Wärmetauscher 36, der über die Leitung 37 und
dem Absperrventil 38 an die Pumpe 39 angeschlossen ist, die
über die Leitung 40 Spülflüssigkeit aus der Spülmittelkammer
5 fördert und über die Leitung 41 in die Spülmittelkammer
zurückpumpt. Das sich in dem Kondensator 31 sammelnde
Kondensat wird über eine nicht dargestellte Dampfglocke und
die Leitung 43 in die Spülmittelkammer 5 abgelassen.
Von der Dampfleitung 32 zweigt eine Dampfleitung 44 mit einem
Absperrventil 45 ab und führt in die Behandlungskammer 3. Aus
der Behandlungskammer 3 führt eine Leitung 46 mit einem
Absperrventil 47 sowie einem nicht dargestellten Dampfdros
selventil in den Kondensator 31. Aus der Behandlungskammer 3
führt ferner eine Leitung 48 mit einem Absperrventil 49 und
einem nicht dargestellten Dampfdrosselventil zu einem
Dampf/Flüssigkeit-Wärmetauscher 50 in der Reinigungsmittel
kammer 4, der über die Leitung 51 an den Kondensator 31
angeschlossen ist.
Zum Trocknen der Teile mit Dampf, wird durch einen Behälter
stutzen 58 Spülflüssigkeit mit der Pumpe 24 durch die Leitung
23 mit dem Absperrventil 25 in den Verdampfer 6 gefördert.
Der Behälterstutzen 58 befindet sich unterhalb des Flüssig
keitsspiegels 59 etwa in der Höhe der Mitte der Spülmittel
kammer 5, so daß eventuell obenauf schwimmende, aus der
Reinigungsmittelkammer 4 eingeschleppte Reste von waschakti
ven Substanzen oder Öl und Fett nicht in den Verdampfer 6
gelangen, sondern durch die Leitung 22 in die Reinigungsmit
telkammer 4 geleitet werden. In den Verdampfer 6 gelangt
nahezu reines Wasser.
Anstelle des Rohrstutzens 58 kann auch ein Tauchrohr 60
verwendet werden, das in die Spülflüssigkeit eintaucht und
mit dem anderen Ende an die Pumpe 24 bzw. Absperrventil 25
angeschlossen ist (Fig. 2).
Es kann auch eine andere Lösung für die Ableitung der
Spülflüssigkeit in den Verdampfer 6 vorgesehen werden
(Fig. 3), bei der die Spülflüssigkeit nicht direkt durch den
Stutzen 58 oder dem Tauchrohr 60 in den Verdampfer 6 geför
dert wird, sondern zunächst mittels einer Pumpe in ein
Überlaufgefäß 61 oder Schwerkraft-Flüssigkeitsabscheider.
Die bereits durch die erste Stufe stark geklärte
Spülflüssigkeit wird in der zweiten Stufe (Überlaufgefäß oder
Schwerkraft-Flüssigkeitsabscheider) noch weiter gereinigt,
indem durch Beruhigung der Flüssigkeit emulgierte Flüssig
keit, die leichter als reines Wasser ist und nach oben
steigt, von reinem Wasser getrennt werden kann. Die oben
schwimmende Emulsion aus Wasser und waschaktiven Resten kann
in die Reinigungsmittelkammer 4 durch den Überlauf 62
zurückgeführt werden und das reine Wasser kann durch den im
Bodenbereich angebrachten Rohrstutzen 63 und einer daran
angeschlossenen, nicht näher bezeichneten Leitung mit
eingebauter Pumpe 64 und einem Ventil 65 in den Verdampfer 6
geleitet werden. Die Ausführung eignet sich besonders bei
einer solchen Anlage, bei der die Spülflüssigkeit aus einem
separaten Spülbecken in den Verdampfer 6 geleitet wird.
Zur Überdruckbedampfung der Behandlungskammer 3 sind die
Ventile 9, 13, 18, 21, 27, 32, 47 und 48 geschlossen und Dampf,
beispielsweise mit 2 ata Überdruck wird aus dem Verdampfer 6
über die Leitungen 44 durch Öffnen des Absperrventils 45 in
die druckfeste Behandlungskammer 3 geleitet. Die in der
Behandlungskammer 3 befindlichen Teile werden durch den Dampf
bei 2 ata Überdruck und einer Sattdampftemperatur von ca. 120
Grad C erhitzt und können die Temperatur des Dampfes anneh
men. Allmählich setzt eine Kondensation des Dampfes durch
Tröpfchenbildung an den Teilen ein, was zu einem Kondensati
onsspüleffekt führt. Am Boden der Behandlungskammer 3 wird
sich Kondensat sammeln, daß durch die Dampfglocke 52 kontinu
ierlich in die Leitung 19 abgelassen wird, von wo es durch
die Pumpe 20 in die Spülmittelkammer 5 gepumpt wird.
In der Regel wird bei der Bedampfung der Behandlungskammer 3
weniger Dampf kondensiert als im Verdampfer erzeugt wird. Von
Zeit zu Zeit können die Ventile 27, 33 geöffnet und dadurch
kann ein konstanter Dampfdruck eingehalten werden.
Nach einer bestimmten Verweildauer der Teile in der bedampf
ten Behandlungskammer 3 wird das Ventil 45 geschlossen und
das Ventil 47 oder 48 geöffnet. Dadurch tritt eine verhält
nismäßig rasche Druckabnahme in der Behandlungskammer 3 ein,
was zu einer beschleunigten Verdampfung des an den Teilen
anhaftenden Kondensats führt. Im Ergebnis führt das zu einer
rückstandslosen Trocknung der Teile in sehr kurzer Zeit. Der
aus dem Kondensat rückgeführte Dampf wird entweder über die
Leitung 46 direkt in den Kondensator 31 geleitet oder über
den Dampf/Flüssigkeit-Wärmetauscher 50 in den Kondensator 31.
Im Anschluß an die beschriebene Dampftrocknung in der
Behandlungskammer 3 kann noch eine Vakuumtrocknung in
derselben Kammer durchgeführt werden. Für diesen Zweck ist
eine Vakuumanlage 53 bekannter Bauart vorgesehen, die über
die Saugleitung 54 und das Absperrventil 55 mit der Behand
lungskammer 3 verbunden ist. Die Vakuumanlage 53 wird
angefahren, wenn der Normaldruck 1 atm in der Behandlungskam
mer 3 erreicht ist. Während der Dampftrocknungsphase ist das
Ventil 55 geschlossen und wird mit dem Anfahren der Vakuuman
lage 53 geöffnet. Durch den Unterdruck in der Behandlungs
kammer 3 werden eventuell noch an den Teilen anhaftende
Flüssigkeitsreste verdampft, abgesaugt und kondensiert. Das
Kondensat kann über den Sammler 56 in die Leitung 19 einge
speist werden. Diese zweite Trockenstufe ist bei stark
benetzten Teilen oder bei schwammartigen, porösen oder
durchnäßten Teilen, beispielsweise textilen Stoffen vorteil
haft anwendbar.
Zur Erreichung von sehr reinen, beispielsweise sterilen
Oberflächen der Teile wird der Dampf aus deionisiertem Wasser
erzeugt. Hierfür kann eine von der übrigen Schaltungsanord
nung unabhängige Ionentauscheranlage vorgesehen werden, die
einen separaten Verdampfer speist, und der Dampf über eine
separate Leitung in die Behandlungskammer 3 geführt wird. In
diesem Fall entfällt die Leitung 44 und das Ventil 45. Eine
Vereinfachung ergibt sich insofern, wenn die Ionentauscher
anlage 57 mit dem gebrauchten Spülwasser aus dem Spülmittel
behälter 5 betrieben wird.
Die Fig. 2 zeigt eine vereinfachte Anlage, mit der eine
Bedampfung der Behandlungskammer 3 mit drucklosem Dampf
erfolgt. Eine druckdichte Ausführung der Behandlungskammer 3
und des Verdampfers 6 ist nicht erforderlich. Ferner kann die
Leitung 46 mit dem Ventil 47 gemäß Fig. 1 entfallen.
Ein Ventil 49 in der Leitung 48 nach Fig. 1 ist ebenfalls
entbehrlich. Es wird darauf verzichtet, Funktion und Wirkung
dieser Anlage noch einmal zu beschreiben, da die Wirkung und
Figurenbeschreibung sinngemäß auch für die Anlage mit
drucklosem Betrieb gemäß Fig. 1 gelten. Durch den drucklosen
Betrieb sind Temperaturen über 100 Grad C nicht möglich, wenn
kein überhitzter Dampf erzeugt wird. Für den Betrieb der
Anlage mit den Zusatzaggregaten für eine Vakuumtrocknungsstufe
oder der Ionentauscheranlage gilt ebenfalls die vorstehende
Beschreibung der Fig. 1 sinngemäß, mit der Einschränkung, daß
mit Vakuumbetrieb eine vakuumdichte Behandlungskammer 3
erforderlich ist. Im übrigen kann die Ableitung der Spülflüs
sigkeit wie vorstehend beschrieben erfolgen.
Die genannten industriellen Teile können aus Metall oder
Nichtmetall bestehen. In der Regel wird es sich dabei um
Massenteile wie Fertigteile oder Halbteile handeln, die durch
spanlose oder spangebende Methoden wie Pressen, Biegen,
Ziehen, Stanzen, Drehen, Fräsen, Schleifen, Gießen oder
Spritzen hergestellt sind. Als Beispiele für die Teile seien
Schrauben, Muttern, Niete, Stifte, Federn, Keile, Scheiben,
Bolzen genannt. Unter industriellen Teilen fallen selbstver
ständlich auch Geräte und Werkzeuge zum Bearbeiten, Messen
und Handhaben von Gegenständen wie Handwerkzeug oder medizi
nische Geräte aber auch die bereits erwähnten textilen und
plastischen und elastischen Gegenstände.
Claims (30)
1. Verfahren zum Oberflächenbehandeln (Waschen, Spülen,
Trocknen) industrieller Teile in einer, mindestens eine
Behandlungskammer enthaltende Behandlungsanlage, mit der
in einem Reinigungsverfahren die Teile von Öl, Fett und
anderen Rückständen gesäubert werden, wobei in einem
ersten Verfahrensschritt die Teile in einer wäßrigen
Reinigungsflüssigkeit gewaschen und in einem zweiten
Verfahrensschritt mit einer Spülflüssigkeit, beispiels
weise Wasser abgespült werden, wobei gebrauchte Reini
gungs- und/oder Spülflüssigkeit kontinuierlich abge
schieden und einem Aufbereitungsverfahren unterzogen
wird, das eine Verdampfung, Kondensation und Rückspei
sung des Kondensats in die Reinigungs- und/oder Spül
flüssigkeit vorsieht und daß der dabei entstehende heiße
Wasserdampf zum Erwärmen der Reinigungs- und/oder
Spülflüssigkeit verwendet werden kann, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Verdampfer (6) mit wäßriger Flüssig
keit aus dem Spülbehälter oder Spülmittelbehälter (5)
gespeist wird, und die Flüssigkeit aus dem Spül- oder
Spülmittelbehälter (5) an einer Stelle abgeleitet wird,
die sich im Abstand unter dem Flüssigkeitsspiegel des
Spül- oder Spülmittelbehälters und im Abstand vom Boden
des Spül- oder Spülmittelbehälters (5) befindet, daß der
Wasserdampf aus dem Verdampfer (6) zum Trocknen der
Teile in die Behandlungskammer (3) geleitet wird, und
die Teile in der Behandlungskammer (3) auf Dampftem
peratur oder annähernd auf Dampftemperatur erwärmt
werden, daß nachdem die Teile durch den Dampf erwärmt
sind, die Dampfzufuhr gesperrt und anschließend die
Behandlungskammer (3) belüftet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Behandlungskammer (3) druckdicht ausgebildet ist,
und der Wasserdampf mit Überdruck in die Behandlungs
kammer (3) geleitet wird und, die Teile auf eine
Temperatur oberhalb des Normaldrucksiedepunktes erwärmt
werden, und nachdem die Teile durch den Dampf erwärmt
sind, die Dampfzufuhr gesperrt und anschließend eine
zügige Absenkung des Dampfdruckes in der Behandlungs
kammer (3) herbeigeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß der Dampfdruck in der Behandlungskammer (3) bis
auf Normaldruck abgesenkt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der Dampfdruck in der Behandlungs
kammer (3) unter dem Normaldruck abgesenkt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß der Verdampfer (6) druckdicht
ausgebildet ist und der Dampf aus dem Verdampfer direkt
in die Behandlungskammer (3) geleitet wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Spülflüssigkeit aus dem Bereich
zwischen einer bodenseitigen unteren Schicht und einer
flüssigkeitsspiegelseitigen oberen öl- oder fetthaltigen
Schicht der Spülflüssigkeit abgeleitet wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die flüssigkeitsspiegelseitige obere
Schicht der Spülflüssigkeit in den Wasch- oder Waschmit
telbehälter (4) geleitet wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Behandlungskammer (3) zum
Waschen und Spülen der Teile verwendet wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die Ableitung der Spülflüssigkeit
durch einen Behälterstutzen (58) das Spül- oder Spülmit
telbehälters (5) erfolgt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die Ableitung der Spülflüssigkeit
durch ein in die Spülflüssigkeit eintauchendes Rohr
(Tauchrohr) (60) erfolgt.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die Ableitung der Spülflüssigkeit
des Spül- oder Spülmittelbehälters (5) in ein Überlauf
gefäß (61) erfolgt und der Verdampfer (6) mit der
Flüssigkeit aus dem Verdampfer (6) gespeist wird.
12. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, daß das Überlaufgefäß (61) und
der Spül- oder Spülmittelbehälter (5) nach Art "kommuni
zierender Röhren" miteinander verbunden sind.
13. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, daß das Überlaufgefäß (61) als
Schwerkraft-Flüssigkeitsabscheider mit übereinander
liegenden Emulsions- und Wasserphasen ausgebildet ist
und die obere Phase der Spülflüssigkeit in den Verdam
pfer (6) geleitet wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß
die obere Phase der Spülflüssigkeit in den Wasch- oder
Waschmittelbehälter (4) und die darunter liegende
Wasserphase in den Verdampfer (6) geleitet wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch
gekennzeichnet, daß der Verdampfer (6) mit deionisiertem
Wasser gespeist wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, daß entspannter Dampf aus der Behand
lungskammer (3) einem Kondensator (31) zugeführt wird,
wo er kondensiert und das Kondensat der Spülflüssigkeit
zugeführt wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch
gekennzeichnet, daß entspannter Dampf aus der Behand
lungskammer (3) in die Spülflüssigkeit und/oder Wasch
flüssigkeit geleitet wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch
gekennzeichnet, daß der Kondensator (31) durch umge
pumpte Spülflüssigkeit oder Waschflüssigkeit gekühlt
wird.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß entspannter Dampf aus der Behand
lungskammer (3) zum Erwärmen der Wasch- und/oder
Spülflüssigkeit benutzt wird.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch
gekennzeichnet, daß die Behandlungskammer (3) für
Normaldruck ausgebildet ist und der Dampf mit Normal
druck in die Behandlungskammer geleitet wird.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch
gekennzeichnet, daß der in der Behandlungskammer (3) zu
Wasser kondensierte Dampf in einem Auffangbehälter (10)
gesammelt und der Wasch- und/oder Spülflüssigkeit
zugeführt wird.
22. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der
Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der
Verdampfer (6) über eine Dampfleitung (26), (28), (32) mit
einem Absperrventil (27), (33) und ggf. einem vor- oder
nachgeschalteten Reduzierventil mit einem Wärmetauscher
(29), (34) im Spül- oder Spülmittelbehälter (5) und/oder
Wasch- oder Waschmittelbehälter (4) verbunden ist und
der Ausgang des Wärmetauschers (29), (34) über die Leitung
(30), (35) mit dem Kondensator (31) verbunden ist.
23. Anlage nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß
der Kondensator (31) einen Dampf/Flüssigkeit-Wärmetau
scher (36) enthält, und über die Leitung (37), (40) mit
einer zwischengeschalteten Pumpe (39) und ggf. einem
Absperrventil (38) Spül- oder Waschflüssigkeit aus dem
Spül- oder Spülmittelbehälter (5) oder dem Wasch- oder
Waschmittelbehälter (4) durch den Dampf/Flüssigkeit-
Wärmetauscher (36) gepumpt wird, die über die Leitung
(41) in den Spül- oder Spülmittelbehälter oder Wasch-
oder Waschmittelbehälter (4), (5) zurückgeleitet wird.
24. Anlage nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet,
daß über die Leitung (43) Kondensat aus dem Kondensator
(31) in den Spül- oder Spülmittelbehälter (5) oder
Wasch- oder Waschmittelbehälter (4) geleitet wird.
25. Anlage nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch
gekennzeichnet, daß in dem Spül- oder Spülmittelbehälter
(5) oder Wasch- oder Waschmittelbehälter (4) ein
Wärmetauscher (50) vorgesehen ist, der einerseits mit
der Leitung (48) und einem zwischengeschalteten Absperr
ventil (49) mit der Behandlungskammer (3) verbunden ist
und andererseits über die Leitung (51) an den Kondensa
tor (31) angeschlossen ist.
26. Anlage nach einem der Ansprüche 22 bis 25, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Dampfleitung (44) mit einem
Absperrventil (45) aus dem Verdampfer (6) in die
Behandlungskammer (3) führt.
27. Anlage nach einem der Ansprüche 22 bis 26, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Saugleitung (54) aus der
Behandlungskammer (3) mit einer Vakuumanlage (53)
verbunden ist.
28. Anlage nach einem der Ansprüche 22 bis 27, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Dampfablaßleitung (46) aus der
Behandlungskammer (3) in den Kondensator (31) führt.
29. Anlage nach einem der Ansprüche 22 bis 28, dadurch
gekennzeichnet, daß der Verdampfer (6) über die Leitung
(23) mit einer Ionentauscheranlage (57) verbunden ist.
30. Anlage nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die
Ionentauscheranlage (57) mit Spülflüssigkeit gespeist
wird.
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Cited By (2)
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DE102005037532A1 (de) * | 2005-08-09 | 2007-02-15 | Meissner, Werner | Anlage zum Reinigen von Material im Durchlaufbetrieb |
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1994
- 1994-06-16 DE DE19944421061 patent/DE4421061C2/de not_active Expired - Lifetime
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