DE4437695A1 - Mehrstufige Kaskadenspülung mit vollständiger oder teilweiser Rückführung ausgeschleppter Behandlungslösungen - Google Patents
Mehrstufige Kaskadenspülung mit vollständiger oder teilweiser Rückführung ausgeschleppter BehandlungslösungenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtungen zum
Spülen mit Wasser von Werkstücken und deren Träger nach ihrer
chemischen oder elektrochemischen Oberflächenbehandlung mittels
einer, der Wanne mit der Behandlungslösung zugeordneten, soge
nannten mehrstufigen Kaskadenspülung.
Es entspricht dem allgemeinen Stand der Technik, Werkstücke und
ihrer Träger nach Beendigung ihrer Oberflächenbehandlung in so
genannten Kaskadenspülungen mit Wasser zu spülen.
Die besagten Kaskadenspülungen setzen sich aus einer Anzahl von
Stufen zusammen, welche einzeln in wannenförmigen Behältern unter
einander kommunizierend verbunden sind. Das Spülwasser strömt
zufolge abgestufter Höhen der Flüssigkeitsspiegel in den ver
schiedenen Stufen der Kaskadenspülung in Gegenrichtung zu je
nen des Transportes der Werkstücke durch die Anlage. Die 1.
Stufe der Kaskadenspülung hat daher die höchste Konzentration an
ausgeschleppter Behandlungslösung, die letzte die geringste.
Diese Spülweise bezweckt das erforderliche Spülkriterium (d. h.
die Verdünnung des, an den Oberflächen der Werkstücke anhaften
den Flüssigkeitsfilms) mit einem minimalen Aufwand Spülwasser
zu erreichen. Abgesehen vom Faktor der Wassersparnis sind die
verminderten Kosten betreffend die Größe der zugehörigen An
lage für die Neutralisierung der Spülwässer sowie die Rücksicht
auf den Umweltschutz die treibenden Gründe, Kaskadenspülungen
einzusetzen.
Der Wirkungsgrad einer Kaskadenspülung hängt von der Anzahl
ihrer Stufen ab. Ein numerisches Beispiel aus der betrieblichen
Praxis möge diesen Zustand veranschaulichen. Eine perforierte
Tauchtrommel mittlerer Größe schleppt gemeinsam mit der darin
enthaltenen Charge schüttfähiger Massenteile 1,2 l der Behand
lungslösung aus; das notwendige Spülkriterium sei 1000 (d. h.,
der Verdünnungsgrad ist gleich 0,001%).
Setzt man eine zweistufige Kaskadenspülung ein, so bedarf es
einer Wassermenge von 38 l je Trommel um das genannte Kriterium
zu erreichen.
Wird aber eine dreistufige Kaskadenspülung eingesetzt, so redu
ziert sich das Volumen der erforderlichen Wassermenge auf 12 l.
Der Wesentlichste Nachteil der Kaskadenspülungen ist jedoch ihr
sehr großer Flächenbedarf. Als Beispiel sei eine einfache Anlage
zum Verzinken mit einem zyanidischen Elektrolyten angeführt, die
eine Entfettungs-, ein Beiz-, ein Verzinkungsbad sowie zwei
Passivierungbädern enthält. Entscheidet man sich für eine drei
stufige Kaskade an Stelle einer zweistufigen, so erweitert sich
die Anlage um fünf Behandlungsstationen. Der Kostenaufwand für
die Anlage selbst und ein entsprechend größerer Flächenbedarf
steigt verhältnisgleich gegenüber den Vorteilen eines vermin
derten Wasserbedarfs sowie einer kleineren Neutralisierungs
anlage.
Der technische Stand kennt verschiedene Vorschläge, eine
Kaskadenspülung zu nutzen und gleichzeitig ihren erheblichsten
Nachteil, jenen des großen Flächenbedarfes zu vermeiden.
Die deutsche Patentschrift DE 25 50 794 C2 schlägt beispiels
weise vor die Laufwagen des, der Anlage zugeordneten Transport
mechanismus mit einer Kammer auszurüsten,die mit einer Spritz
vorrichtung zum Spülen mit Wasser ausgerüstet ist. Der Spül
vorgang findet oberhalb der Behälter mit den Behandlungslösungen
statt, aus welchen die Werkstücke zuvor heraus gehoben wurden.
Eine verschiebbar gelagerte, am Laufwagen angebrachte Auffang
schale mit einem elektromechanischen Antrieb wird zu Beginn des
Spülvorgangs unter die Werkstücke geschoben und verbleibt in
dieser Position bis zum Abschluß des Spritzvorganges.
Die Zuführung des Spritzwassers an den Laufwagen erfolgt über
eine Rohr- oder Schlauchkupplung die automatisch angeschlossen
wird, sobald sich der Laufwagen in der Betriebsstellung für den
Spülvorgang befindet.
Das, auf die Werkstücke gespritzte Spülwasser läuft in eine
Auffangschale ab, deren Boden geneigt und an ihrer tiefsten
Stelle mit einem Ablaufstutzen versehen ist. Der Stutzen hält
zeitperiodisch über einem stationär angebrachten Einlauftrichter
zur Weiterleitung des Spülwassers einem Vorratsbehälter oder zur
Neutralisierungsanlage an.
Sobald der Spülvorgang beendet ist, wird die Auffangschale in
ihre ursprüngliche Lage zurück bewegt, der Zufluß des Spülwassers
unterbrochen und der Laufwagen setzt seinen Transportweg mit den
gespülten Werkstücken zur nächsten Behandlungsstation fort.
Die Nachteile der zuvor beschriebenen Einrichtung nach dem
Stand der Technik sind mannigfaltig. Es ist offensichtlich, daß
die Vielfalt der programmgesteuerten, sich überlappenden Systeme
der elektromechanisch bewegten Auffangschale sowie der Zu- und
Ableitungen des Spülwassers einen entsprechend hohen apparativen
Aufwand voraussetzen.
Die Erfindung nach der Patentschrift DE 28 26 250 C2 stellt
eine Variante der zuvor beschriebenen dar. Der Vorteil des ge
ringeren Flächenbedarfs für die gesamten Anlagen durch die
Einsparung von Spülabteilen ist, im Gegensatz zu mehrstufigen
Kaskaden zweifellos gegeben; die Kompliziertheit des steuerungs
technischen Systems eines Spülens während der Transportbewegung
der Werkstücke vergrößert jedoch dementsprechend sowohl den
apparativen Aufwand, als auch die Wartung und Störanfälligkeit
der Systeme.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die Vorteile mehr
stufiger Kaskadenspülungen im vollen Umfang zu nutzen, deren
Nachteile sowie jene der äquivalenten Systeme nach dem Stand
der Technik jedoch zu vermeiden, und darüber hinaus die, an
sonsten in die 1. Stufe einer Kaskade ausgeschleppten, an den
Oberflächen der Werkstücke und ihren Trägern anhaftenden Rest
mengen einer Behandlungslösung in den Behälter aus welchem sie
kommen, weitgehenst zurück zu führen.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß
die, die Behandlungslösung enthaltene Wanne und die 1. Stufe
der zugeordneten Kaskadenspülung sich vorrichtungsmäßig in der
Horizontalen deckungsgleich überlappen, wobei die besagte 1.
Stufe der Kaskadenspülung sich räumlich kongruent oberhalb der
Wanne mit der Behandlungslösung befindet.
Die in der 1. Stufe der erfindungsgemäßen Kaskadenspülung an
Trägern befindlichen Werkstücke werden nach Ablauf einer vor
gegebenen Verweildauer in einer Behandlungslösung vertikal
nach oben aus dieser herausgehoben, in einer Wartestellung
direkt oberhalb des Flüssigkeitsspiegels der Lösung gehalten,
und während eines bestimmten Zeitintervalls mit einem Wasser
schwall abgespült. Der Wasserschwall wird mittels eines, im
Randbereich des Behälters mit der Behandlungslösung stationär
sowie ortsabhängig angeordneten Düsensystems erzeugt, und mit
Wasser aus der 2. Stufe der vorrichtungsmäßig angeschlossenen
Kaskadenspülung gespeist. Das entstehende Gemisch aus Wasser
und anhaftenden Restmengen der Behandlungslösung von den Ober
flächen der Werkstücke sowie ihrem Träger fließt in Fallrich
tung in den, unterhalb der Werkstücke befindlichen Behälter
mit der Badlösung direkt hinein. Die Werkstücke werden an
schließend zur 2. Stufe und - gegebenenfalls - zu einer
3. Stufe der Kaskadenspülung gebracht, um im Tauchverfahren
abschließend gespült zu werden.
Im Gegensatz zum Stand der Technik wird erfindungsgemäß zu
mindestens ein Teil der, durch die Werkstücke ausgeschleppten
Lösungsmenge direkt in den darunter befindlichen Behälter mit
der Behandlungslösung zurückgeführt.
Dem offensichtlichen Vorteilen der Vermeidung komplizierter
programmgesteuerter Mechanismen (wie jene der bekannten Auf
fangschalen) und des großen Platzbedarfes gesellt sich ein
weiterer, von außerordentlicher Bedeutung hinzu, jener der di
rekten Rückgewinnung ausgeschleppter Behandlungslösungen.
Die Rückführung der ausgeschleppten Lösungen ist ein Nebeneffekt
des erfindungsgemäßen Spülsystems und zweifelsohne von Belang
für die Einsparung von Chemikalien, die ansonsten in der Neu
tralisierungs-(Entgiftungs-)anlage verloren gehen würden.
Wesentlich bedeutsamer ist jedoch der Vorteil, daß die ange
schlossene Kaskadenspülung um eine Stufe reduziert werden kann.
Die Erfindung schlägt überraschenderweise vor, räumlich den
Behälter mit der Behandlungslösung und die 1. Stufe der fol
genden Spülung deckungsgleich zu überlagern. Zwei Stationen der
Anlage, eine zur chemischen oder elektrochemischen Oberflächenbe
handlung, und eine andere zur anschließenden Spülung werden zu
einer einzigen zusammen gefügt. Die Anlage als Ganzes wird da
durch kompakter, sie benötigt eine entsprechend geringere Fläche
für ihre Aufstellung und der kostenaufwendige programmgesteuerte
Mechanismus für den Transport der Werkstücke wird entsprechend
verkleinert.
Die direkte Rückführung der ausgeschleppten Lösungsmenge in den
Behälter ihres Ursprungs hat ferner zur Folge, daß der Wasser
bedarf für die, um eine Stufe reduzierte Kaskadenspülung dran
drastisch eingeschränkt werden kann, ohne die Spülqualität der
Werkstücke (das sogenannte Spülkriterium) zu mindern. Verkettete
Auswirkungen der erfindungsgemäßen Aufgabenlösung ergeben sich
in wesentlich herabgesetzten Kosten für das Betreiben der Ent
giftungs-(Neutralisierungs-)anlage, ihrer anlagemäßig verklei
nerten Dimension und der ansonsten anfallenden Kosten für die
Deponie des Schlammes.
Als Beispiel möge ein konkreter Fall aus der betrieblichen
Praxis angeführt werden. Eine perforierte sechseckige Trommel von
900 mm Länge und 300 mm Schlüsselweite schleppt mit der darin be
findlichen Charge 1,2 l der Behandlungslösung aus. Das geforderte
Spülkriterium ist 1000, welches einem Verdünnungsgrad von 0,001%
der ursprünglichen Konzentration der Lösung entspricht. Die be
nötigte Wassermenge für eine dreistufige Kaskadenspülung ist 12 l.
Elfindungsgemäß wird die 1. Stufe der Kaskade deckungsgleich und
räumlich oberhalb des Flüssigkeitsspiegels der Behandlungslösung
verlegt. Die 12 l Spülwasser, die aus der 2. Stufe herüber ge
leitet werden, vermischen sich mit den 1,2 l des Konzentrates.
Die Dauer des Abspülens der dicht oberhalb des Flüssigkeitsspie
gels der Badlösung gehaltenen Werkstücke mit einem Wasserschwall
von 12 l ist auf ein Zeitintervall von 15 sec. begrenzt. Eine
Menge von 12 l des entstehenden Gemisches fließt nun direkt in
den darunter befindlichen Behälter mit der Lösung hinein.
Die erfindungsgemäße Maßnahme spart anlagetechnisch eine Behand
lungsstation, nämlich eine 1. Stufe der Kaskadenspülung ein,und
ermöglicht außerdem die direkte gleichzeitige Rückgewinnung von
100% der ausgeschleppten Lösung.
Das Volumen der Behandlungslösung muß konstant in ihrem Behälter
gehalten werden. Ist die Betriebstemperatur der Lösung hoch und
sind ihre eintretenden Verdunstungsverluste entsprechend groß,
so kann der direkte Zufluß des Spülwassers in die Lösung diese
ausgleichen.
Ist die Betriebstemperatur hingegen niedrig, so hat der Über
schuß an Flüssigkeit verfahrenstechnisch (vorzugsweise durch
Verdunstung) ausgeschieden zu werden. Ein einfacher und wirt
schaftlicher Weg hiezu besteht darin, den Inhalt des Behälters
mit der Behandlungslösung im Kreislauf durch eine Vorrichtung
hindurch zu pumpen, in welcher sie versprüht wird. Gleichzeitig
wird Luft vornehmlich aus dem Betriebsraum mittels eines Nieder
druckventilators durch die besagte. Vorrichtung hindurch und von
dieser ins Freie geblasen. Die relative Luftfeuchtigkeit-der
Luft wird mit dem Wassergehalt der versprühten Behandlungslösung
angereichert, in konzentrierter Form zu ihrem Behälter zurückkehrt.
Ein Beispiel, welches funktionell mit dem zuvor angeführten
Betriebsfall in Zusammenhang steht, möge den Verdunstungsvorgang
veranschaulichen.
Die Behandlungslösung sei ein alkalisches Zinkbad, ihre Betriebs
temperatur soll niedriger als 35°C sein. Die relative Luftfeuch
tigkeit beträgt 50%, die Menge des Wassers für das Abspülen der
Tauchtrommel oberhalb des Flüssigkeitsspiegels der Lösung ist
gleich 12 l. Die Taktzeit des Trommelautomatens entspricht 10 min;
es sind demnach insgesamt 72 l Flüssigkeit in der Stunde zu ver
dunsten.
Eine Vorrichtung, ausgerüstet mit einem Ventilator, dessen För
derleistung 4350 m³/h und einer Pumpe, deren Umwälzleistung
7580 l/h ist, verdunstet 80 l/h an Flüssigkeit unter den vorge
nannten Bedingungen. Der benötigte Energieaufwand für den Ven
tilator ist 0,75 kw, jener für die Pumpe 1,5 kw.
Eine bevorzugte Ausführung der Erfindung sieht vor, das Wasser
der 2. Stufe, also jener mit der höchsten Konzentration der zu
geordneten mehrstufigen Kaskadenspülung im vollen Ausmaß für den
Spülvorgang oberhalb der Badlösung zu verwenden. Diese Anwendung
hat zur Folge, daß die,beim Herausgeben der Werkstücke aus der
Lösung an diesen anhaftenden Restmengen vollständig, d. h. zu
100% in den Behälter zurückgeführt werden.
Einer Neutralisierung oder Entgiftung von Spülwässern bedarf es
nicht mehr. Eine, seit wenigen Jahren in Betrieb genommene Trom
melanlage mit zyanidischen Zinkbädern beweist in technischem
Maßstab die Möglichkeit, die Menge der ausgeschleppten Lösungen
im vollen Umfang zurück zu gewinnen. Die außerordentlichen
wirtschaftlichen Vorteile der Einsparung einer Neutralisierung
bzw. Entgiftungsanlage und ihrer Betriebskosten sind offensicht
lich; die Nutzung für den Umweltschutz ist nicht geringer zu
werten.
Der Kostenaufwand für die Vorrichtung zum Versprühen der über
schüssigen Badlösung ist als relativ niedrig zu bezeichnen, der
Energieaufwand hie zu minimal. Das versprühen der Behandlungslö
sung hat außerdem einen positiven Aspekt technischer Natur; es
wirkt als Kühlaggregat zur Einhaltung der Badtemperaturen un
terhalb der Grenze von etwa 35°C.
Eine Variante der Erfindung läst die Möglichkeit offen, nur
einen Teil der, in die 2. Stufe einer mehrstufigen Kaskade
einströmenden Wassermenge zum Abspülen oberhalb des Flüssig
keitsspiegels der Badlösung zu verwenden. Zur praktischen Ver
anschaulichung sei auf die Betriebsdaten des vorangegangenen
Beispiels zurückgegriffen. Die ausgeschleppte Lösungsmenge durch
Tauchtrommel und Charge ist gleich 1,2 l und die Trommel sei mit
nur 2 l Wasser aus der 2. Stufe der besagten Kaskade oberhalb
des Flüssigkeitsspiegels abgespült. Der Rest aus der gesamten
benötigten Spülwassermenge von 12 l, d. h. 10 l davon fließen also
aus der 2. Stufe der Kaskade direkt zur Neutralisierungs- bzw.
Entgiftungsanlage hin ab.
Die Reduktion der Wassermenge in der 1. Kaskadenstufe, also
oberhalb des Flüssigkeitsspiegels der Badlösung von der 2.
Stufe weg vereinfacht dementsprechend das Verdunstungsproblem
des überschüssigen Lösungsvolumens.
Die Werkstücke werden mit einem Wasserschwall abgespült, wel
cher mittels eines, im Randbereich des Behälters mit der Be
handlungslösung stationär (ortsfest) angeordneten Düsensystems
erzeugt wird. Der, aus den Düsen wie aus einem Springbrunnen
heraustretende Wasserschwall beschreibt eine bogenförmig ge
krümmte Strömungsbahn, einem Vorhang gleich, bevor er auf die
Oberflächen der Werkstücke bzw. ihrer Träger auftrifft und
diese abspült. Die Richtung des Wasserstrahls ergibt sich aus
der Stellung der, meistens in einer geradlinigen Reihe parallel
zu einem Randbereich des Behälters ortsfest angeordneten Düsen.
Die Werkstücke können sowohl einseitig als auch beidseitig ab
gespült werden je nachdem ob Düsensysteme einseitig oder
beidseitig des Lösungsbehälters angeordnet sind.
Die Werkstücke befinden sich an Trägern, und mobile sowie orts
unabhängige Laufwagen des, der Anlage zugeordneten Transport
mechanismus befördern diese von einer Behandlungsstation zur
nächsten. Die Werkstücke werden an den einzelnen Stationen in
die wäßrigen Badlösungen durch die Laufwagen hinein gesenkt,
und nach einer vorgesehenen Zeitdauer meistens durch einen an
deren Laufwagen wieder zum Weitertransport herausgehoben. Die
Erfindung sieht vor, daß die Werkstücke nur dicht, direkt
oberhalb dem Flüssigkeitsspiegels gehoben, gehalten und dort
in einer Wartestellung verbleiben, um durch die stationären
Düsensysteme abgespült werden zu können. Nach erfolgter Spülung
durch das ortsfeste Düsensystem werden die Werkstücke anschlie
ßend in Transporthöhe angehoben, um den Wannenrand des Lösungs
behälters und entsprechende Aufbauten der Anlage überfahren zu
können.
Die Träger der Werkstücke können beispielsweise sowohl Körbe für
die Aufnahme von Leiterplatten für gedruckte Schaltungen oder
von schüttfähigen Massenteilen, als auch sogenannte Gestelle
für einzelne, daran befestigte Werkstücke sein.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat eine besondere Bedeutung für
das Spülen von perforierten, um ihre horizontale Längsachse
rotierbaren Tauchtrommeln und den darin befindlichen Chargen,
die sich besonders durch das Ausschleppen großer Mengen an Be
handlungslösungen auszeichnen.
Das Düsensystem ist parallel zur Längsachse der Tauchtrommel an
geordnet und der, aus diesem austretende Wasserschwall im wesent
lichen auf die Außenseite der oberen Hälfte des Trommelzylinders
hin gerichtet. Das Spülwasser trifft auf den Trommelmantel auf
und dringt durch die perforierten Mantelseiten des Trommelkör
pers und in dessen Innenraum hinein. Es fällt anschließend auf
die geneigte Böschungsfläche der darin enthaltenen Charge schütt
fähiger Massenteile, und strömt weiterhin quer durch diese, sich
mit den anhaftenden Restmengen der ausgeschleppten Badlösung
an den Teilen vermischend, in Fallrichtung nach unten. Es fließt
fernerhin als Gemisch durch die Perforationen der unteren Trom
melhälfte hindurch in den, darunter befindlichen Behälter mit
der Lösung direkt hinein.
Der Trommelzylinder kann während seines Abspülens mit dem Was
serschwall sowohl kontinuierlich als auch intermittierend ro
tieren.
Die einzelnen perforierten Mantelseiten des Trommelzylinders
sind an ihrer Außenseite mit einem Raster bienenwabenförmig
verteilter, vorzugsweise rechteckiger und oben offener Kassetten
überzogen, um den auf die Tauchtrommel gerichteten Wasserschwall
besser aufzufangen und in den Innenraum der Trommel hinein zu
leiten.
Die einzelnen mobilen Laufwagen des, der Anlage für die Ober
flächebehandlung in Trommeln zugeordneten Transportmechanismus
sind mit einer haubenförmigen, starr an ihnen befestigten und
daher mitfahrenden Druckluft-Kammer ausgerüstet. Die besagte
Kammer hat im wesentlichen die Raumform der Hälfte eines hohlen
Zylinders kreisrunden Querschnitts, dessen Längsachse horizontal
verläuft. Die obere Zylinderhälfte bildet das Kammergehäuse.
Ein Niederdruck-Ventilator speist die Kammer mit Druckluft.
Die rotationssymmetrischen Trommelzylinder werden zeitperiodisch
in die besagte Kammer eingebracht und eingerichtet. Das Heben
und Senken, d. h. das bin-und Ausfahren der Trommelzylinder in
die bzw. aus der Kammer erfolgt mittels der Hubwerke der einzelnen
Laufwagen.
Eine bevorzugte erfindungsgemäße Spülungsart der, an Trommel
und Charge anhaftenden Restmengen einer Behandlungslösung sieht
die Kombination zweier, untereinander unabhängigen und im
Zeitabstand zueinander an zwei verschiedenen Orten erfolgenden
Spülvorgänge vor.
In einer 1. Spülphase wird die, dicht und direkt oberhalb des Flüssig
keitsspiegels der Badlösung in einer Wartestellung gehaltene
Tauchtrommel mit einem Wasserschwall aus einem, dem Lösungsbehäl
ter zugeordneten ortsabhängigen stationären Düsensystem abgespült.
In einer folgenden 2. Spülphase wird die Tauchtrommel in die
Druckluft-Kammer eines ortsabhängigen Laufwagens vertikal geho
ben, eingebracht und eingerichtet. Anschließend wird eine, im
wesentlichen in Fallrichtung erfolgende Luftströmung mittels
der besagten Kammer quer durch die perforierte Tauchtrommel
sowie durch die darin enthaltene Charge hindurch geblasen.
Die, an Trommel und Charge anhaftenden Restmengen des Gemisches
aus Wasser und Lösung werden zum Großteil durch die erzeugte
Luftströmung mitgerissen und in den, darunter befindlichen Be
hälter mit der Lösung direkt hinein befördert.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Kombination sind am Beispiel
eines Anwendungsfalles deutlich erkennbar. Den zuvor angeführten
Beispielen gleich, wird eine Menge von 1,2 l Badlösung ausge
schleppt und das erforderliche Spülkriterium sei 1000.
Setzt man eine dreistufige Kaskadenspülung ein, so bedarf es
einer Menge von 12 l Spülwasser, um das besagte Kriterium zu
erreichen.
Spült man dagegen erfindungsgemäß vorerst den Trommelzylinder
oberhalb des Flüssigkeitsspiegels der Badlösung ab, und bläst
anschließend 50% des entstandenen Gemisches aus Wasser und
Lösung mittels der Druckluft-Kammer des Laufwagens in die da
runter befindliche Wanne mit der Behandlungslösung hinein, so
sind lediglich 4,22 l Wasser hinreichend, um die angestrebte
Spülqualität zu erreichen.
Fernerhin wird als ein Nebeneffekt von außerordentlicher
wirtschaftlicher Bedeutung, 100% der ausgeschleppten Badlösung
zurück gewonnen.
Eine weitere Variante der Erfindung ermöglicht eine analoge
Kombination des Spülvorganges. In einer 1. Spülphase wird die
Tauchtrommel vertikal nach oben aus der Behandlungslösung heraus
gehoben und in die ortsunabhängige, mobile Druckluft-Kammer
eines Laufwagens eingebracht sowie eingerichtet.
Ein Niederdruck-Ventilator der besagten Kammer erzeugt eine, in
Fallrichtung wirkende Luftströmung, die quer durch die eingebrach
te Tauchtrommel und die darin befindliche Charge hindurch fließt.
Die Strömung der Luft reißt zum erheblichen Teil die, an den Ober
flächen der Massenteile und des Trommelzylinders anhaftenden
Restmengen der Behandlungslösung mit sich und befördert diese di
rekt in die Wanne, aus welcher sie zuvor ausgeschleppt wurden.
Das Hubwerk des Laufwagens senkt nun die Tauchtrommel bis knapp
oberhalb des Flüssigkeitsspiegels herab und hält diese in einer
Wartestellung, während dessen ein Wasserschwall aus einem statio
nären, im Randbereich des Lösungsbehälters angeordneten Düsen
system im wesentlichen die obere Hälfte des Trommelzylinders
abspült.
Führt man nun die zuvor beschriebene zweite Kombinationsvariante
auf das zuvor erwähnte numerische Beispiel (1,2 l ausgeschleppte
Menge der Behandlungslösung, 1000 Spülkriterium) zurück, und
bläst 50% der Badausschleppung mittels der Druckluft-Kammer des
Laufwagens direkt in die Wanne mit der Badlösung hinein, so ge
nügt ein Abspülen mit nur 6 l Wasser oberhalb des besagten
Flüssigkeitsspiegels, um das geforderte Spülkriterium einzuhalten.
Zur Erreichung des gleichen Spülkriteriums würde es nach dem Stand
der Technik erforderlich sein, eine dreistufige Kaskadenspülung
mit einem Wasserbedarf von 12 l einzusetzten.
Eine besonders bevorzugte Ausführung der Erfindung wird durch
eine dritte Kombinationsvariante dargestellt, die mehrphasig
abläuft. In deren 1. Spülphase wird die Tauchtrommel durch das
Hubwerk des Laufwagens aus der Badlösung heraus gehoben und in
dessen Druckluft-Kammer eingebracht sowie eingerichtet.
Anschließend wird eine Luftströmung quer durch die Trommel und
die darin befindliche Charge hindurch geblasen, welche einen
Großteil der, an deren Oberflächen anhaftenden Restmengen der
Behandlungslösung direkt in die, darunter befindliche Wanne
mit der Lösung hinein befördert. Ein, am mobilen Laufwagen starr
angeschlossener Niederdruck-Ventilator erzeugt die Luftströmung
während der Aufenthaltsdauer der Trommel in der besagten Kammer.
Die Tauchtrommel wird in einer folgenden 2. Spülphase durch das
Hubwerk des Laufwagens bis knapp oberhalb des Flüssigkeits
spiegels der Badlösung hinunter gelassen und dort für eine vor
gegebene Zeitdauer in einer Wartestellung gehalten. Nach Ein
nahme dieser Position spült ein Wasserschwall aus einem, statio
när im Randbereich der Wanne mit der Behandlungslösung angeord
neten Düsensystem im wesentlichen die obere Hälfte des Trommel
zylinders ab. Die Wassermenge des Schwalls vermischt sich mit
den noch verbliebenen anhaftenden Restmengen der Lösung und
strömt zum Großteil als Gemisch in Fallrichtung in die, darunter
liegende Wanne der Behandlungslösung.
Die Tauchtrommel wird wiederum in einer 3. Spülphase in die
Druckluft-Kammer des Laufwagens eingefahren und ein einsetzender
Luftstrom bläst die, an Trommel sowie Charge anhaftenden Gemisch
reste zum erheblichen Teil in die darunter befindliche Wanne
mit der Badlösung hinein.
Es läßt sich in vergleichender Analogie zu dem vorangegangenen
numerischen Beispiel der betrieblichen Praxis feststellen, daß
eine dritte, besonders bevorzugte Ausführungsform der erfindungs
gemäßen Spülungskombination zu einer weiteren erheblichen
Leistungssteigerung des Spülprozesses und der damit zusammen
hängenden Rückgewinnung der ausgeschleppten Lösungsmengen führt.
Das Beispiel der ersten Kombinationsvariante basierte auf ein
Spülkriterium von 1000 bei einem Wasserbedarf von 4,2 l,die
zweite Variante bei 6 l. Die dritte bevorzugte Kombinations
variante hingegen ermöglicht die Einhaltung der gleichen Spül
qualität bei einem Bedarf von nur 1,62 l Spülwasser.
Alle drei Kombinationsvarianten führen die an Trommel und Charge
anhaftenden Ausschleppungen vollständig, d. h. zu 100% zum Ort
ihrer ursprünglichen Behandlungslösung zurück.
Die Komponenten der Kombination sind einzelne Vorgänge, die im
Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Spülprozeß unabhängig
voneinander in Zeitabständen an verschiedenen Orten stattfinden.
Die Erfindung benützt das Spülwasser der 1. Stufe der, dem Be
hälter mit der Badlösung zugeordneten Kaskadenspülung und die
Luft aus der Druckluft-Kammer am Laufwagen als Transportmedien,
um die ausgeschleppten Lösungsmengen zurück zu ihrem Ursprungs
ort zu führen.
Die Erfindung wird an einigen schematisch dargestellten Aus
führungsbeispielen beschrieben. Die folgenden Figuren beabsich
tigen eine, auf das Wesentliche der erfindungsgemäßen Ein
richtungen beschränkte Darstellung wiederzugeben; bekannte,
dem Fachmann geläufige Konstruktionselemente werden daher
zeichnerisch nicht berücksichtigt.
Die gewählten Ausführungsbeispiele seien Anwendungen mehrstufiger
Kaskadenspülungen in Anlagen zur Oberflächenbehandlung schütt
fähiger Massenteile in perforierten Tauchtrommeln. Es ist bekannt,
daß die besagten Anwendungsfälle jene sind, die in der betrieb
lichen Praxis die bei weitem größten anhaftenden Restmengen an
Behandlungslösungen in die zugeordneten Kaskadenspülungen aus
schleppen.
Die Fig. 1a und 1b veranschaulichen die Erfindung im Prinzip
durch eine vergleichende Gegenüberstellung des Standes der
Technik, schematisch dargestellt in der Fig. 1a und der, in
gleicher Weise wiedergegebenen erfinderischen Aufgabenlösung
in der Fig. 1b.
Die Trommel 1 taucht im Zuge der Oberflächenbehandlung der, in
ihr enthaltenen Charge schüttfähiger Massenteile in den wäßri
gen Elektrolyten der Wanne 2 sowie in die, dieser zugeordneten
Abteilen der dreistufigen Kaskadenspülung ein.
Die schematischen Darstellungen zeigen entsprechende Anlagenab
schnitte im Längsschnitt, den Trommelzylinder hingegen ist im
Querschnitt wiedergegeben. Die horizontale, mit Pfeilen ver
sehene gewundene Linie zwischen den Fig. 1a und 1b deutet
den Transportweg der Trommel 1 durch die Behandlungsstationen
der Anlage sowie ihren Eintauchvorgang in diese an.
Die Fig. 1a stellt gemäß dem Stand der Technik die Wanne 2 mit
dem Elektrolyten und die zugeordnete dreistufige Kaskadenspü
lung dar, welche aus drei wannenförmigen, untereinander kommuni
zierenden Abteilen besteht und welche einzeln mit den Be
schriftungen 1. Stufe sowie 3. Stufe gekennzeichnet sind.
Ein Magnetventil steuert den Zufluß des Spülwassers, das durch
den Stutzen 3 in die Kaskadenspülung einströmt. Der Flüssig
keitsspiegel ist niedriger von Abteil zu Abteil und der Durch
fluß des Spülwassers dem entsprechend gerichtet. Die Trommel 1
taucht zunächst in das 1. Abteil (die 1. Stufe) ein, welches die
höchste Konzentration am ausgeschleppten Elektrolyten aufweist,
und aus welchem das entstehende Gemisch aus Spülwasser sowie
Badlösung durch den Ablaufstutzen 4 zur Neutralisierungs- bzw.
Entgiftungsanlage abgeleitet wird.
Die Fig. 1b gibt schematisch die erfindungsgemäße dreistufige
Kaskadenspülung und ihre Funktion wieder. Die 1. Stufe der
Kaskadenspülung und die Wanne mit dem Elektrolyten überlagern
sich deckungsgleich. Die Tauchtrommel 1 wird - nach Ablauf einer
vorgegebenen Behandlungszeit im Elektrolyten - bis knapp oberhalb
dessen Flüssigkeitsspiegels aus der Lösung heraus gehoben und
in dieser Position in einer Wartestellung gehalten. Das zu
fließende Spülwasser aus der 2. Stufe der Kaskade wird durch
ein Düsensystem 5 als Wasserschwall im wesentlichen auf die
obere Hälfte des Trommelzylinders 1 gerichtet und strömt durch
dessen perforierte Wandung in seinen Innenraum hinein.
Das Düsensystem 5 ist im Randbereich der Wanne 2 vorgesehen.
Der Wasserschwall ergibt gemeinsam mit den abgespülten Rest
mengen der Badlösung am Trommelkörper 1 und der Charge ein
Gemisch, welches in Fallrichtung in die darunter befindliche
Wanne 2 mit dem Elektrolyten hinein fließt.
Der zuvor beschriebene Vorgang wird durch die beiden punktier
ten Darstellungen in der Fig. 1b oberhalb der Wanne 2 ange
deutet. Der bogenförmig gekrümmte, vom Düsensystem 5 ausgehende
und sich erweiternde Strahl entspricht dem Wasserschwall; der
nach unten gerichtete breite Pfeil hingegen weist auf die Strö
mung des entstehenden Gemisches Wasser-Elektrolyt zur Wanne 2 hin.
Das Volumen des in der Wanne 2 enthaltenen Elektrolyten muß kon
stant gehalten werden. Ist die Betriebstemperatur des Elektro
lyten hoch und die entsprechenden Verdunstungsverluste groß,
dann kompensieren diese zumindestens zum Teil den Wasserzufluß
durch den Düsenschwall. Das überschüssige Flüssigkeitsvolumen
hat jedoch (vorzugsweise durch Verdunstung) ausgeschieden zu
werden.
Die Fig. 1b weist durch die schematische Darstellung der Zu-
und Ableitung 6 auf einen Verdunster als zugeordnete vorrichtungs
mäßige Einrichtung hin. Solche Vorrichtungen bestehen beispiels
weise darin daß, von Niederdruck-Ventilatoren erzeugte Luft
ströme quer durch Sprühsysteme hindurch geblasen werden. Die
relative Feuchtigkeit der, durch das Sprühsystem hindurch
strömenden Luft wird entsprechend erhöht und der, im Kreislauf
umgepumpte Elektrolyt kehrt volumsmäßig durch Wasserverlust
reduziert zur Wanne 2 zurück.
Ist die Bedarfsmenge des Spülwassers durch die dreistufige
Kaskadenspülung besonders groß, so kann ein Anteil des Wasser
flusses vom Kaskadenabteil der 2. Stufe aus durch den, vermöge
eines Magnetventils gesteuerten Ablaufstutzen 4 zur Abwässer-
Behandlungsanlage hin abgezweigt werden.
Das Düsensystem 5, welches den Wasserfluß von der 2. Stufe zur
1. Stufe der erfindungsgemäßen Kaskadenspülung hinüberleitet,
ist stationär im Randbereich der Wanne 2 parallel zur Längs
achse des Trommelzylinders 1 angeordnet.
Die überraschenden und außerordentlichen Vorteile der Erfindung
gegenüber dem Stand der Technik sind aus der Gegenüberstellung
der dargestellten Ausführungsbeispiele in den Fig. 1a und 1b
offensichtlich erkennbar.
Beide Darstellungen der dreistufigen Kaskadenspülungen sind im
gleichen Maßstab wiedergegeben. Der, in Längsrichtung der An
lage für die Oberflächenbehandlung benötigte Platzbedarf für
den Zusammenhang "Elektrolytwanne/dreistufige Kaskadenspülung"
ist erfindungsgemäß um 25% geringer gegenüber dem Stand der
Technik. Zieht man in Betracht, daß eine Anlage aus einer Anzahl
solcher vorrichtungsgemäßigen Zusammenhänge besteht, dann ist
die erreichbare Platzersparnis für die gesamte Anlage verhältnis
gleich größer.
Es entspricht fernerhin dem Stand der Technik die, in die kon
ventionellen Kaskadenspülungen eingeschleppten Restmengen der
an Trommel und Charge anhaftenden Behandlungslösungen voll
ständig an die angeschlossenen Neutralisierung- bzw. Entgiftungs
anlagen abzuleiten und die, in diesem Zusammenhang erheblichen
Kosten zwangsweise in Kauf zu nehmen.
Die erfindungsgemäße Kaskadenspülung hingegen läßt - entsprechend
dem vorkommenden konkreten Einzelfall - die Wahl offen, die be
sagten Ausschleppungen vollständig oder partiell - je nach den
betrieblichen Verhältnissen - an ihren Ursprungsort zurück zu
führen und dementsprechend die Neutralisierungs- bzw. Ent
giftungsanlage gänzlich oder nur teilweise von der Behandlung
der Spülwässer zu entlasten.
Die funktionell zusammenhängenden Fig. 2 und 3 gewähren
einen näheren Aufschluß über die Wirkungsweise der, erfindungs
gemäß räumlich zu einer einzigen Anlagenstation vereinten Ein
heiten der Wanne 2 mit der Behandlungslösung, und dem darüber
kongruent aufgesetzten Abteil der Stufe der Kaskadenspülung.
Die sechseckige Tauchtrommel 1 enthält die Charge 7 und rotiert
im eingetragenen Gegenuhrzeigersinn. Der, gemäß Fig. 2 voll
ständig in den Elektrolyten eintauchende Trommelzylinder 1 ist
von einem halbkreisförmigen, mit löslichen Metallwürfeln ge
füllten Anodenkorb 8 umgeben.
Beiderseits des Trommelkörpers 1, und zwar parallel zu dessen
Längsachse sind die Düsensysteme 5 stationär im Bereich der Ver
steifungen des Wannenrandes angeordnet. Die Düsensysteme 5
werden durch die Magnetventile 9 gesteuert.
Der Trommelzylinder 1 ist ein untrennbarer Bestandteil eines
mobilen, ortsunabhängigen Aggregates, welches gemäß einem Zeit-
Weg-Programm von den Laufwagen des, der Anlage zugeordneten
automatischen Transportmechanismus von einer Behandlungsstation
zur nächsten befördert wird. Die einzelnen Abteile (Stufen)
der Kaskadenspülung gelten als Behandlungsstationen der Anlage.
Weitere wesentliche Bauelemente des Aggregates sind die beiden
Tragarme 10 für die Halterung des Trommelzylinders 1, der
Antriebsmotor 11 für die Trommelrotation,die Mitnahmebolzen 12
für die Aufnahme des Aggregates durch die Laufwagen sowie die
Auflagebolzen 13 zum Aufsetzen dessen auf den Wannenrand 2.
Die Fig. 2 zeigt den Trommelzylinder 1 eingetaucht im Elektro
lyten, und die Fig. 3 zeigt den nächsten Folgeschritt des Ver
fahrens zur Oberflächenbehandlung der Charge 7, nämlich das
Spülen in der 1. Stufe der erfindungsgemäßen Kaskadenspülung.
Die Tauchtrommel 1 wird aus dem Elektrolyten heraus gehoben und
in einer Wartestellung knapp oberhalb des Badspiegels gehalten.
Die Magnetventile 9 der beiderseits des Trommelzylinders 1 an
geordneten Düsensysteme 5 setzen eine Pumpe (siehe Fig. 1b) in
Betrieb, welche Spülwasser aus der 2. Stufe der Kaskadenspülung
ansaugt und über die besagten Düsensysteme 5 als Wasserschwall
im wesentlichen auf die obere Hälfte des Trommelzylinders 1 hin
sprüht.
Das Abspülen des Trommelkörpers 1 in der Fig. 3 durch den
Wasserschwall der beiden Düsensysteme 5 wird durch die punktier
ten, von den Düsenöffnungen 5 ausgehenden strahlähnlichen Dar
stellungen angeordnet.
Nach Abschluß des Spülvorganges wird das Aggregat zum Abteil
der 2. Stufe der Kaskadenspülung hinüber bewegt und die Trommel 1
samt Charge 7 im Tauchverfahren gespült. In Fortsetzung hiezu
schließt sich die Tauchspülung der Trommel 1 in der 3. Stufe
der erfindungsgemäßen Kaskadenspülung an.
Die Folge der Fig. 4, 5 und 6 geben besonders bevorzugte
Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Kaskadenspülung wieder.
Die Fig. 4 stellt, analog zum Beispiel der Fig. 1b, schematisch
eine Erweiterung des Erfindungsgegenstandes unter Einschluß
der Laufwagen des, der Anlage zugeordneten Transportmechanismus
dar.
Oberhalb der, aus dem Behälter 2 mit dem Elektrolyten und der,
darüber teilweise überlagerten erfindungsgemäßen Kaskadenspülung
bestehenden Wannenreihe ist die Laufbahn 14 vorgesehen, auf
welcher sich die Laufwagen 15 des zugeordneten Transportmecha
nismus bewegen und die Trommelaggregate 1 von Behandlungsstation
zu Behandlungsstation der Anlage befördern.
Die, mit Richtungspfeilen gekennzeichnete, aus waagrechten und
lotrechten Abschnitten sich zusammensetzende Linie deutet den
Transportweg zur Tauchtrommel 1 entlang der Reihe von Behandlungs
stationen an.
Die Laufwagen 15 sind mit Druckluft-Kammern 16 ausgerüstet,
welche ihrerseits über einen Niederdruck-Ventilator verfügen.
Bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungen erfahren besondere
Spülvorgänge in dem, kongruent mit der Wanne 2 überlagerten 1.
Stufe der Kaskadenspülung.
Die erweiterte Anwendung der Erfindung sieht prinzipiell drei
verschiedene Kombinationsvarianten der Schrittfolgen in der
1. Stufe der Kaskadenspülung vor.
In einer ersten Variante wird die Trommel 1 bis knapp oberhalb
des Badspiegels der Behandlungslösung herausgehoben, dort
gehalten, mit einem Wasserschwall abgespült und anschließend
in die Druckluft-Kammer 16 des Laufwagen 15 eingefahren sowie
eingerichtet. Eine, in der besagten Kammer 16 erzeugte Luft
strömung quer durch Trommel 1 und Charge 7 hindurch bläst die,
an diesen anhaftenden Restmengen des Gemisches Wasser-Elektro
lyt in die, darunter befindliche Wanne 2 mit der Badlösung
hinein.
Die Trommel 1 wird anschließend zu den nächsten Stufen durch
den Laufwagen 15 transportiert und dort im Tauchverfahren ge
spült.
Die Fig. 4 versinnbildlicht durch einen punktiert gezeichne
ten Pfeil den, aus dem Düsensystem 5 austretenden und auf den
Trommelzylinder 1 auftreffenden Wasserschwall; ferner durch
einen weiteren, vertikal nach unten gerichteten breiten Pfeil
den Abfluß des entstehenden Gemisches in die darunter befind
liche Wanne 2 mit der Badlösung.
Der Abblasevorgang in der Druckluft-Kammer 16 des Laufwagen 15
wird durch einen eingezeichneten, ebenfalls punktierten, die
Luftströmung quer durch die Trommel 1 hindurch darstellenden
Pfeil angedeutet; der weitere Weg der Strömung ist durch einen
zusätzlichen ähnlichen unteren Pfeil gekennzeichnet. Letzterer
versinnbildlicht die, von der Strömung mitgerissenen und in
die Wanne 2 fallenden Restmengen der ausgeschleppten Flüssig
keit.
Nach abgeschlossenem Spülvorgang in der 1. Stufe der erfindungs
gemäßen Kaskadenspülung wird die Tauchtrommel 1 zur 2. und 3.
Stufe der besagten Kaskade befördert, um in diesen im Tauchver
fahren gespült zu werden.
Das durchlaufende Spülwasser wird über einen, durch ein Magnet
ventil 9 gesteuerten Stutzen 3 in die Kaskadenspülung einge
speist und fließt durch die Niveauunterschiede der Flüssig
keitsspiegel von der 3. zur 2. Stufe weiter. Eine Pumpe 17
saugt das Spülwasser der 2. Kaskadenstufe an und leitet es über
das Düsensystem 5 in der Form eines Wasserschwalls in die 1.
Stufe weiter. Das überschüssige Flüssigkeitsvolumen der Bad
lösung in der Wanne 2 wird über dem Verdunster 6 im Kreislauf
entsorgt.
Reicht die Kapazität des Verdunstungssystems nicht aus, so
wird ein Teil des, durch die Kaskadenspülung durchfließenden
Wassers über einen Ablaufstutzen 4 vom Abteil der 2. Stufe
weg zur Neutralisierungs- bzw. Entgiftungsanlage abgezweigt.
Die Fig. 5 und 6 stellen eine Folge mehrphasiger
Spülvorgänge in der 1. Stufe der erfindungsgemäßen
Kaskadenspülung, nämlich des kombinierten Abspülens
oberhalb der Badlösung und der anschließenden Einbringung
des Trommelaggregates in die Druckluft-Kammer 16 des
Laufwagens 15 dar.
Der Wiedergabe in der Fig. 4 entsprechend, erfolgen auch
jene in den Fig. 5 und 6 im Querschnitt, d. h. senk
recht zur Rotationsachse des Trommelzylinders 1.
Der Fig. 5 gemäß wurde die Tauchtrommel nach Beendigung
einer vorgegebenen Behandlungszeit in der Badlösung der
Wanne 2 aus dieser durch das Hubwerk 18 des Laufwagens
15 heraus gehoben, und wird durch dieses in einer Warte
stellung knapp oberhalb des Flüssigkeitsspiegels
gehalten.
Die Magnetventile 9 öffnen und ein Wasserschwall, ge
speist aus der 2. Stufe der Kaskadenspülung spült mittels
der beiden gegenüberliegenden Düsensysteme 5 hauptsächlich
die obere Hälfte des Trommelkörpers 1 ab. Die Tauchtrommel 1
rotiert während dieser Zeit kontinuierlich oder intermittier
end und das darauf auftreffende Spülwasser wird durch die
kassettenartig geformte Außenseite der Trommelwandung 1
aufgefangen, um durch die perforierten Böden 1 der Kassetten
in den Innenraum der Tauchtrommel 1 hinein zu fließen.
Das eintretende Spülwasser fällt auf die geneigte Böschungs
fläche der Charge 7 und strömt durch diese hindurch, um mit
den an dieser anhaftenden Elektrolytreste als Gemisch durch
die perforierte untere Hälfte des Trommelzylinders 1 hin
durch in die darunter befindliche Wanne 2 mit der Behandlungs
lösung zu gelangen.
Ist der Spülvorgang oberhalb der Badlösung abgeschlossen,
so hebt das Hubwerk 18 des Laufwagens 15 entsprechend der
Fig. 6 das Trommelaggregat und bringt den Trommelzylinder 1
in das Gehäuse der Druckluft-Kammer 16 hinein. Eine
schwenkbare Klappe 19 der Kammer 16 schließt sich durch
Hebelwirkung und ein, vom Niederdruck-Lüfter 20 erzeugter
Luftstrom wird quer durch den perforierten Trommelmantel 1
und die darin befindliche Charge 7 hindurch geblasen.
Die Luftströmung reißt die, an den Oberflächen der Massen
teile 7 sowie des Trommelkörpers 1 anhaftenden Restmengen
des Gemisches Wasser-Elektrolyt mit sich und befördert diese
in Fallrichtung direkt in die, darunter befindliche Wanne 2
mit der Badlösung.
Der Laufwagen 15 bewegt sich nun entsprechend seinem Fahr
programm zum Abteil der 2. Stufe, und in einem weiteren
Takt zum Abteil der 3. Stufe der erfindungsgemäßen Kaskaden
spülung, um das Trommelaggregat hinunter in die besagten
Abteile zu lassen und die Trommel 1 sowie die Charge 7 im
Tauchverfahren darin zu spülen.
Der zuvor geschilderte Spülvorgang in zwei Phasen nach den
Fig. 5 und 6 entspricht einer, unter mehreren möglichen
Kombinationsvarianten, die in der 1. Stufe der erfindungs
gemäßen Kaskadenspülung durchführbar sind.
Eine weitere analoge Kombinationsvariante würde mit dem
Abblasen des Elektrolyten mittels einer Luftströmung in
der Druckluft-Kammer 16 des Laufwagens 15 beginnen, ge
folgt von einer Abspülung der Trommel 1 und der Charge 7
mit einem Wasserschwall aus den Düsensystemen 5 direkt
oberhalb des Flüssigkeitsspiegels der Badlösung und einer
abschließenden Tauchspülung des Trommelzylinders 1 in den
Stufen 2 sowie 3 der Kaskade enden.
Einer anderen Kombinationsvariante zufolge wird der
Trommelzylinder 1 vorerst in die Druckluft-Kammer 16 ein
gebracht sowie eingerichtet, die anhaftenden Elektrolyt
reste an Charge 7 und Trommel 1 mit einer Luftströmung
abgeblasen, die Trommel 1 anschließend bis knapp oberhalb
der Badlösung herab gelassen und gehalten, dort mit einem
Wasserschwall, gespeist auf der 2. Stufe der Kaskade ab
gespült, wieder in die Druckluft-Kammer 16 gebracht, das
entstandene Gemisch Wasser-Elektrolyt größtenteils noch
mals mit einer Luftströmung abgeblasen und die Trommel 1
in der Folge zu den Abteilen der 2. sowie 3. Stufe der
Kaskade mittels des Laufwagens 15 gefahren, um dort die
Charge 7 im Tauchverfahren zu spülen.
Das erfindungsgemäße Verfahren betreffend die deckungs
gleiche Überlagerung der, den Elektrolyten enthaltenden
Wanne mit der 1. Stufe einer mehrstufigen Kaskadenspülung
zeichnet sich gegenüber dem bekannten Stand der Technik
im wesentlichen durch folgende sechs Merkmale von be
sonderer Bedeutung aus:
- 1. die Möglichkeit einer vollständigen oder teilweisen Rückgewinnung der ausgeschleppten, an Werkstücken sowie ihren Trägern anhaftenden Restmengen von Behandlungslösungen und
- 2. die direkte Rückführung der besagten Restmengen in unveränderter chemischen Zusammensetzung in die Wannen aus welchen sie ausgeschleppt wurden.
- 3. Verkleinerung der Anlage für die Oberflächenbehandlung um je eine Station je mehrstufige Kaskadenspülung.
- 4. Drastische Verminderung des Bedarfes an Spülwasser bei konstant bleibendem Spülkriterium.
- 5. Wesentlich reduzierte (bzw. keine) Betriebskosten für eine Neutralisierungs- und Entgiftungsanlage.
- 6. Erheblich verkleinerte (bzw. keine) Anlage für die Behandlung der Spülwässer.
In Betracht gezogene Druckschriften:
DE 25 50 794 C2
DE 28 26 250 C2.
DE 25 50 794 C2
DE 28 26 250 C2.
Claims (17)
1. Verfahren zum Spülen mit Wasser von Werkstücken und ihren
Trägern nach deren chemischen oder elektrochemischen Ober
flächenbehandlung mittels einer, der Wanne mit der Behand
lungslösung zugeordneten sogenannten mehrstufigen Kaska
denspülung, dadurch gekennzeichnet, daß die, die Behand
lungslösung enthaltende Wanne (2) und die 1. Stufe der zu
geordneten Kaskadenspülung sich vorrichtungsmäßig in der
Horizontalen deckungsgleich überlagern, wobei die besagte
2. Stufe der Kaskadenspülung sich räumlich kongruent ober
halb der Wanne (2) mit der Behandlungslösung befindet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
in der 1. Stufe der Kaskadenspülung die, an Trägern be
findlichen und nach Ablauf ihrer vorgegebenen Verweil
dauer in einer wäßrigen Behendlungslösung vertikal nach
oben aus dieser heraus gehobenen Werkstücke, in einer
Wartestellung dicht sowie direkt oberhalb des Flüssig
keitsspiegels der Lösung gehalten und während eines vor
gegebenen Zeitintervalls mit einem Wasserschwall abgespült
werden, welcher mit Wasser aus der 2. Stufe der besagten
Kaskadenspülung gespeist wird, wobei das, aus Wasser und
aus den, an Werkstücken und Trägern anhaftenden Rest
mengen der Behandlungslösung entstehende Gemisch zum
Großteil in Fallrichtung in den, unterhalb der Werkstücke
befindlichen Behälter mit der Behandlungslösung direkt
hinein fließt, und daß anschließend die Werkstücke an ihren
Trägern in der 2. Stufe der Kaskadenspülung im Tauchverfah
ren gespült werden.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die, dem Behälter (2) mit der Behandlungslösung zuge
ordnete Kaskadenspülung vorzugsweise dreistufig ist, wobei
die Werkstücke mittels eines, aus der 2. Stufe der Kaskade
gespeisten Wasserschwalls abgespült und anschließend in der
2. sowie 3. Stufe der besagten Kaskadenspülung im Tauchver
fahren gespült werden.
4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Wasserschwall der 1. Stufe der Kaskaden
spülung mittels eines ortsabhängigen stationären Düsen
systems (5) erzeugt wird, welches im Randbereich des
Behälters (2) mit der Behandlungslösung angeordnet und mit
Wasser aus der 2. Stufe der, dem besagten Behälter (2)
zugeordneten mehrstufigen Kaskadenspülung gespeist ist.
5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß die, an Trägern befindlichen Werkstücke
mittels mobiler und ortsunabhängiger Laufwagen (15) des,
der Anlage für die Oberflächenbehandlung der Werkstücke
zugeordneten Transportmechanismus von einer Behandlungs
station durch die zugeordneten mehrstufigen Kaskaden
spülungen zur nächsten getragen, in die einzelnen, im
wesentlichen die Stationen der Anlage bildenden wannen
förmigen Behälter (2) mit den verschiedenen Behandlungs
lösungen eingebracht sowie eingerichtet, und anschließend
nach vorgegebenen Zeitintervallen aus den Lösungen heraus
gehoben und knapp direkt oberhalb deren Flüssigkeitsspiegel
während vorgegebener Zeitintervalle gehalten werden,
wobei die besagten Stationen mit stationär und ortsab
hängig zugeordneten Düsensystemen (5) zum Abspülen der
Werkstücke sowie Träger mit Wasser oberhalb des Flüssig
keitsspiegels der Behandlungslösungen als 1. Stufe der
Kaskadenspülungen ausgerüstet sind.
6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, gekennzeichnet,
daß die Träger der Werkstücke sogenannte Gestelle sind,
an denen die Werkstücke hängend (beispielsweise als
Leiterplatten für gedruckte Schaltungen) oder durch Klam
mern gehalten, befestigt sind.
7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Träger der Werkstücke ein oben offener
Korb vorzugsweise prismatischer Raumform zur Aufnahme
plattenartiger Artikel (beispielsweise von Leiterplatten
für gedruckte Schaltungen) oder schüttfähiger Massen
teile ist, dessen seitliche Wandungen und Boden mit
perforationsähnlichen offenen Durchbrüchen versehen sind.
8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeich
net, daß der Träger der Werkstücke eine um ihre im allgemeinen
horizontale Achse rotierbare Tauchtrommel (1) mit einem
perforierten Mantel prismatischen oder kreisrunden Quer
schnitts zur Aufnahme einer Charge (7) schüttfähiger
Massenteile ist.
9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Düsensystem (5) für die Erzeugung und
Richtung des Wasserschwalls im wesentlichen aus einer
geradlinigen Reihe von Düsen besteht, die parallel zum
Wannenrand des, die Behandlungslösung beinhaltenden
Behälters (2) stationär angeordnet sind.
10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Düsensystem (5) zum Abspülen der Werk
stücke sowohl in einem Randbereich des, die Behandlungs
lösung enthaltenden Behälters (2) oder auf in zwei paral
lel zueinander verlaufenden Randbereichen des besagten Be
hälters (2) stationär angeordnet sind.
11. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeich
net, daß der, in der 1. Stufe der Kaskadenspülung aus dem
stationären Düsensystem (5) parallel zur Längsachse des
Trommelzylinders (1) austretende Wasserschwall im wesentli
chen auf die Außenseite der oberen Hälfte des, direkt ober
halb des Flüssigkeitsspiegels der Badlösung in einer
Wartestellung gehaltenen Trommelzylinders (1) auftrifft
und zunächst diese abspült, das Spülwasser des Schwalls
in der Folge durch die perforierten Mantelseiten der be
sagten Zylinderhälfte in den Innenraum der Tauchtrommel
(1) hinein fließt und auf die geneigte Böschungsfläche
der, in der Trommel (1) enthaltenen Charge (7) fällt,
weiterhin quer durch die Charge (7) schüttfähiger Massen
teile hindurch strömt und vermischt mit den, am Trommel
körper (1) sowie Charge (7) anhaftenden Restmengen der
Behandlungslösung als Gemisch durch die perforierte untere
Hälfte des Trommelzylinders (1) hindurch in Fallrichtung
direkt in den, unterhalb der Tauchtrommel (1) befindli
chen Behälter (2) mit der Behandlungslösung hinein fließt.
12. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Trommelzylinder (1) während vorgegebe
ner Zeitperioden, in welchen ein Wasserschwall aus einem
stationären Düsensystem (5) vornehmlich die Außenseite
der oberen Zylinderhälfte (1) abspült′ kontinuierlich
oder intermittierend rotiert.
13. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Mantel des Trommelzylinders (1) an sei
ner Außenseite bienenwabenförmig mit einem Raster vor
zugsweise rechteckiger offener Kassetten überzogen ist,
deren Böden die perforierten Mantelseiten der Tauchtrom
mel sind.
14. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekenn
zeichnet, daß die einzelnen mobilen Laufwagen (15) des,
der Anlage für die Oberflächenbehandlung der Werkstücke
(7) in Trommeln (1) zugeordneten Transportmechanismus
mit einem haubenförmigen, starr an diesen befestigten
und daher mitfahrenden Gehäuse einer Druckluft-Kammer
(16) ausgerüstet sind, in welche die rotationssymmetri
schen Trommelzylinder (1) zeitperiodisch einbringbar
und einrichtbar sind.
15. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 14, dadurch gekennzeich
net, daß die in der 1. Stufe der Kaskadenspülung erfolgende
Spülung der Charge (7) und Trommel (1) mittels einer Kom
bination zweier, untereinander unabhängigen und im Zeit
abstand zueinander an zwei verschiedenen Orten erfolgenden
Schritten vor sich geht, wobei
in einem ersten Schritt die, dicht und direkt oberhalb des Flüssigkeitsspiegels der Behandlungslösung in einer Warte stellung gehaltene Tauchtrommel (1) mit einem,aus der 2. Stufe der Kaskade gespeisten Wasserschwall von einem, dem Behälter (2) mit dem Badlösung zugeordneten stationären Düsensystem (5) abgespült wird, und
in einem folgenden zweiten Schritt die Tauchtrommel (1) in die Druckluft-Kammer (16) eines mobilen Laufwagens (15) vertikal gehoben, eingebracht sowie eingerichtet wird, wobei anschließend eine, im wesentlichen in Fallrichtung erfolgende Luftströmung quer durch die perforierte Tauch trommel (1) sowie durch die darin enthaltene Charge (7) geblasen wird, welche die an Trommel (1) und Charge (7) anhaftenden Restmengen des Gemisches aus Behandlungslösung und Spülwasser zum Großteil in den darunter befindlichen Behälter (2) mit der besagten Lösung direkt hinein beför dert; und daß in der Spülfolge
die Trommel (1) mit der Charge (7) in der 2. Stufe der zugeordneten Kaskadenspülung im Tauchverfahren gespült wird.
in einem ersten Schritt die, dicht und direkt oberhalb des Flüssigkeitsspiegels der Behandlungslösung in einer Warte stellung gehaltene Tauchtrommel (1) mit einem,aus der 2. Stufe der Kaskade gespeisten Wasserschwall von einem, dem Behälter (2) mit dem Badlösung zugeordneten stationären Düsensystem (5) abgespült wird, und
in einem folgenden zweiten Schritt die Tauchtrommel (1) in die Druckluft-Kammer (16) eines mobilen Laufwagens (15) vertikal gehoben, eingebracht sowie eingerichtet wird, wobei anschließend eine, im wesentlichen in Fallrichtung erfolgende Luftströmung quer durch die perforierte Tauch trommel (1) sowie durch die darin enthaltene Charge (7) geblasen wird, welche die an Trommel (1) und Charge (7) anhaftenden Restmengen des Gemisches aus Behandlungslösung und Spülwasser zum Großteil in den darunter befindlichen Behälter (2) mit der besagten Lösung direkt hinein beför dert; und daß in der Spülfolge
die Trommel (1) mit der Charge (7) in der 2. Stufe der zugeordneten Kaskadenspülung im Tauchverfahren gespült wird.
16. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 14, dadurch gekennzeich
net,daß die in der 1. Stufe der Kaskadenspülung erfolgende
Spülung der Charge (7) und Trommel (1) mittels einer Kom
bination zweier, untereinander unabhängiger und im Zeit
abstand zueinander an zwei verschiedenen Orten stattfin
denden Schritten vor sich geht, wobei
in einem ersten Schritt die Tauchtrommel (1) vertikal nach oben aus der Behandlungslösung herausgehoben und in die mobile Druckluft-Kammer (16) eines Laufwagens (15) ein gebracht sowie eingerichtet wird, wobei anschließend eine, im wesentlichen in Fallrichtung erfolgende Luftströmung quer durch die Tauchtrommel (1) sowie durch die darin be findliche Charge (7) hindurch geblasen wird, welche die an Trommel (1) und Charge (7) anhaftenden Restmengen der Behandlungslösung zum Großteil in den, darunter befindli chen Behälter (2) mit der Badlösung direkt hinein befördert,
in einem folgenden zweiten Schritt die Tauchtrommel (1) aus der Druckluft-Kammer (16) des Laufwagens (15) heraus bis knapp direkt oberhalb des Flüssigkeitsspiegels der Behandlungslösung hinunter gelassen, in einer Wartestellung gehalten und während dieser Zeit mit einem, aus der 2. Stufe der Kaskade gespeisten Wasserschwall von einem, dem besagten Behälter (2) zugeordneten stationären Düsensystem (5) abgespült, und daß in der Spülfolge die Trommel (1) mit der Charge (7) in der 2. Stufe der zugeordneten Kaskadenspülung im Tauchverfahren gespült wird.
in einem ersten Schritt die Tauchtrommel (1) vertikal nach oben aus der Behandlungslösung herausgehoben und in die mobile Druckluft-Kammer (16) eines Laufwagens (15) ein gebracht sowie eingerichtet wird, wobei anschließend eine, im wesentlichen in Fallrichtung erfolgende Luftströmung quer durch die Tauchtrommel (1) sowie durch die darin be findliche Charge (7) hindurch geblasen wird, welche die an Trommel (1) und Charge (7) anhaftenden Restmengen der Behandlungslösung zum Großteil in den, darunter befindli chen Behälter (2) mit der Badlösung direkt hinein befördert,
in einem folgenden zweiten Schritt die Tauchtrommel (1) aus der Druckluft-Kammer (16) des Laufwagens (15) heraus bis knapp direkt oberhalb des Flüssigkeitsspiegels der Behandlungslösung hinunter gelassen, in einer Wartestellung gehalten und während dieser Zeit mit einem, aus der 2. Stufe der Kaskade gespeisten Wasserschwall von einem, dem besagten Behälter (2) zugeordneten stationären Düsensystem (5) abgespült, und daß in der Spülfolge die Trommel (1) mit der Charge (7) in der 2. Stufe der zugeordneten Kaskadenspülung im Tauchverfahren gespült wird.
17. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 14, dadurch gekennzeich
net, daß die in der 1. Stufe der Kaskadenspülung erfolgende
Spülung der Charge (7) und Trommel (1) mit einer Kombination
dreier, untereinander unabhängiger und im Zeitabstand
zueinander an zwei verschiedenen Orten stattfindenden
Schritten vor sich geht, wobei
in einem ersten Schritt die Tauchtrommel (1) vertikal nach oben aus der Behandlungslösung heraus gehoben und in die mobile Druckluft-Kammer (16) eines Laufwagens (15) einge bracht sowie eingerichtet wird, wobei anschließend eine, im wesentlichen in Fallrichtung erfolgende Luftströmung quer durch die Tauchtrommel (1) sowie durch die darin be findliche Charge (7) hindurch geblasen wird, welche die an Trommeln (1) und Charge (7) anhaftenden Restmengen der Behandlungslösung zum Großteil in den, darunter befindli chen Behälter (2) mit der Behandlungslösung direkt hinein befördert, ferner
in einem folgenden zweiten Schritt die Tauchtrommel (1) aus der Druckluft-Kammer (16) des Laufwagens (15) heraus bis knapp direkt oberhalb des Flüssigkeitsspiegels der Behandlungslösung hinunter gelassen, in einer Warte stellung gehalten und während dieser Zeit mit einem, aus der 2. Stufe der Kaskade gespeisten Wasserstrahl von einem, dem besagten Behälter (2) zugeordneten stationären Düsensystem (5) abgespült,
in einem dritten Kombinationsschritt die Tauchtrommel (1) abermals in die Druckluft-Kammer (16) des Laufwagens (15) gehoben, eingebracht sowie eingerichtet wird, um gemäß dem Vorgang des ersten Kombinationsschrittes mittels der besagten Luftströmung quer durch die Trommel (1) und die Charge (7) hindurch die, an deren Oberflächen anhaftenden Restmengen des während des zweiten Spülschrittes entstandenen Gemisches aus Spülwasser und Behandlungslösung zum Großteil in den, darunter befindlichen Behälter (2) mit der Bad lösung direkt hinein zu befördern, und daß in der Spülfolge die Trommel (1) mit der Charge (7) in der 2. Stufe der zu geordneten Kaskadenspülung im Tauchverfahren gespült wird.
in einem ersten Schritt die Tauchtrommel (1) vertikal nach oben aus der Behandlungslösung heraus gehoben und in die mobile Druckluft-Kammer (16) eines Laufwagens (15) einge bracht sowie eingerichtet wird, wobei anschließend eine, im wesentlichen in Fallrichtung erfolgende Luftströmung quer durch die Tauchtrommel (1) sowie durch die darin be findliche Charge (7) hindurch geblasen wird, welche die an Trommeln (1) und Charge (7) anhaftenden Restmengen der Behandlungslösung zum Großteil in den, darunter befindli chen Behälter (2) mit der Behandlungslösung direkt hinein befördert, ferner
in einem folgenden zweiten Schritt die Tauchtrommel (1) aus der Druckluft-Kammer (16) des Laufwagens (15) heraus bis knapp direkt oberhalb des Flüssigkeitsspiegels der Behandlungslösung hinunter gelassen, in einer Warte stellung gehalten und während dieser Zeit mit einem, aus der 2. Stufe der Kaskade gespeisten Wasserstrahl von einem, dem besagten Behälter (2) zugeordneten stationären Düsensystem (5) abgespült,
in einem dritten Kombinationsschritt die Tauchtrommel (1) abermals in die Druckluft-Kammer (16) des Laufwagens (15) gehoben, eingebracht sowie eingerichtet wird, um gemäß dem Vorgang des ersten Kombinationsschrittes mittels der besagten Luftströmung quer durch die Trommel (1) und die Charge (7) hindurch die, an deren Oberflächen anhaftenden Restmengen des während des zweiten Spülschrittes entstandenen Gemisches aus Spülwasser und Behandlungslösung zum Großteil in den, darunter befindlichen Behälter (2) mit der Bad lösung direkt hinein zu befördern, und daß in der Spülfolge die Trommel (1) mit der Charge (7) in der 2. Stufe der zu geordneten Kaskadenspülung im Tauchverfahren gespült wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19944437695 DE4437695A1 (de) | 1994-10-21 | 1994-10-21 | Mehrstufige Kaskadenspülung mit vollständiger oder teilweiser Rückführung ausgeschleppter Behandlungslösungen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19944437695 DE4437695A1 (de) | 1994-10-21 | 1994-10-21 | Mehrstufige Kaskadenspülung mit vollständiger oder teilweiser Rückführung ausgeschleppter Behandlungslösungen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4437695A1 true DE4437695A1 (de) | 1996-04-25 |
Family
ID=6531390
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19944437695 Withdrawn DE4437695A1 (de) | 1994-10-21 | 1994-10-21 | Mehrstufige Kaskadenspülung mit vollständiger oder teilweiser Rückführung ausgeschleppter Behandlungslösungen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4437695A1 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2453382C2 (ru) * | 2010-05-11 | 2012-06-20 | Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" | Способ очистки изделий и устройство для его осуществления |
RU2533147C2 (ru) * | 2010-01-15 | 2014-11-20 | Эльвема Аутомотиве Гмбх | Способ удаления заусенцев струей жидкости под высоким давлением и соответствующее промышленное устройство |
CN116329158A (zh) * | 2023-02-23 | 2023-06-27 | 广州市晶邦密封技术有限公司 | 一种聚四氟乙烯密封件表面清洁装置 |
-
1994
- 1994-10-21 DE DE19944437695 patent/DE4437695A1/de not_active Withdrawn
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2533147C2 (ru) * | 2010-01-15 | 2014-11-20 | Эльвема Аутомотиве Гмбх | Способ удаления заусенцев струей жидкости под высоким давлением и соответствующее промышленное устройство |
RU2453382C2 (ru) * | 2010-05-11 | 2012-06-20 | Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" | Способ очистки изделий и устройство для его осуществления |
CN116329158A (zh) * | 2023-02-23 | 2023-06-27 | 广州市晶邦密封技术有限公司 | 一种聚四氟乙烯密封件表面清洁装置 |
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