DE102018109217A1 - Apparatus for coating hollow bodies with at least one coating station - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beschichten von Behältern mit mindestens einer Beschichtungsstation, die eine Gaslanze mit einem Endbereich aufweist, wobei eine CIP-Einheit mit einem Gehäuse sowie einem Zulauf und einem Ablauf und mit einer Vorrichtung zur Erzeugung einer Fluidbefüllung und/oder eines Fluidkreislauf im Volumen des Gehäuses über den Zulauf und den Ablauf vorhanden ist, wobei das Gehäuse in einer Reinigungsposition verbringbar ist, in welcher dieses den Endbereich der Gaslanze vollständig fluiddicht umschließt und Endbereich der Gaslanze so positioniert ist, dass der Fluidkreislauf, der ein Reinigungsfluid befördert, diesen in der Reinigungsposition benetzt und im Normalbetrieb der Vorrichtung die Gaslanze nicht umschließt.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Reinigen einer Gaslanze 6 einer oben genannten Vorrichtung, wobei die Gaslanze in der Beschichtungsvorrichtung verbleibt und folgende Schritte in der angegebenen Reihenfolge durchlaufen werden: fluiddichtes Umschließen mindestens einer Teillänge einschließlich des freien Endes der Gaslanze mit dem Gehäuse, einleiten eines Reinigungsfluids in das Gehäuse, ablassen des Reinigungsfluids aus dem Gehäuse nach Ablauf einer festlegbaren Verweilzeit, entfernen des Gehäuses.
The present invention relates to a device for coating containers with at least one coating station, which has a gas lance with an end portion, wherein a CIP unit with a housing and an inlet and a drain and with a device for generating a fluid filling and / or a fluid circuit is present in the volume of the housing via the inlet and the outlet, wherein the housing can be moved to a cleaning position in which it completely surrounds the end region of the gas lance fluid-tight and end portion of the gas lance is positioned so that the fluid circuit that carries a cleaning fluid, this wetted in the cleaning position and does not surround the gas lance during normal operation of the device.
The invention also relates to a method for cleaning a gas lance 6 of a device mentioned above, wherein the gas lance remains in the coating apparatus and the following steps in the order given: fluidly enclosing at least a partial length including the free end of the gas lance with the housing, initiate a Cleaning fluid in the housing, drain the cleaning fluid from the housing after a definable residence time, remove the housing.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beschichten von Hohlkörpern mit mindestens einer Beschichtungsstation, die eine Gaslanze umfasst. Unter Hohlkörper fallen insbesondere Behältern, wie Flaschen, Ampullen und Karpulen.The present invention relates to a device for coating hollow bodies with at least one coating station comprising a gas lance. Hollow bodies include in particular containers, such as bottles, ampoules and cartridges.
Solche Vorrichtungen werden beispielsweise bei der Vakuumsteuerung eines Siliciumoxid-Beschichtungsprozesses, insbesondere bei der Plasma-CVD-Beschichtung von PET-Flaschen, verwendet. Mit einer solchen Beschichtung werden Barrieresyteme für verschiedene Anwendungsformate realisiert. Bevorzugt werden O2-, CO2- und H2O-Barrieren auf PET-Flaschen aufgebracht. Da dieses Verfahren im Vakuum stattfindet, ist es notwendig, die verschiedenen Vakuumstränge über Vakuumventile zu steuern. Diese unterliegen besonderen Anforderungen und Verschleiß.Such devices are used, for example, in the vacuum control of a silicon oxide coating process, in particular in the plasma CVD coating of PET bottles. With such a coating Barrieresyteme be realized for various application formats. O2, CO2 and H2O barriers are preferably applied to PET bottles. Since this process takes place in a vacuum, it is necessary to control the various vacuum strands via vacuum valves. These are subject to special requirements and wear.
Es besteht ein zunehmender Trend dahin, Behälter - bspw. PET-Flaschen - innen -z.B. mit einer dünnen Siliciumoxid-Schicht - zu beschichten. Diese Innenbeschichtung wird in einer Beschichtungsvorrichtung durchgeführt, welche eine Vakuumkammer zur Aufnahme des Behälters aufweist. Die Vorrichtung enthält weiterhin einen Plasmagenerator, zum Beispiel einen Mikrowellengenerator, und eine Gaslanze mit einer in den Behälter ragenden Austrittsöffnung zur Einbringung eines auf der Innenwand des Behälters abzuscheidenden Materials. Zum Beispiel wird ein Prozessgas, wie Siloxan-Gas, in den Behälter eingeführt, welches sich, in dem durch den Plasmagenerator gebildeten Plasma, dann in Form von SiliciumoxidSchichten auf der Innenwand des Behälters abscheidet. Solche Beschichtungsvorrichtungen sind bekannt aus der
Im Bereich der Getränkeindustrie hat eine derartige Beschichtungsvorrichtung einen erheblichen Durchsatz. So können an einem Tag Zehntausende von Flaschen und pro Stunde mehrere tausend Flaschen beschichtet werden. Ein Problem in einer derartigen Vorrichtung besteht darin, dass sich die Austrittsöffnung der Gaslanze relativ schnell durch Beschichtung zuwächst. Dies erfordert eine häufige Reinigung bzw. einen häufigen Austausch der Gaslanze.In the beverage industry, such a coating device has a considerable throughput. Tens of thousands of bottles can be coated on one day and several thousand bottles per hour. A problem in such a device is that the outlet opening of the gas lance grows relatively quickly by coating. This requires frequent cleaning or frequent replacement of the gas lance.
Da sich die Gaslanze im Raum des Beschichtungsprozesses befindet, ist sie dem Mikrowellenfeld in der Vakuumkammer ausgesetzt. Dadurch entstehen auf der Austrittsseite am Rohrende Feldüberhöhungen bzw. Feldkonzentrationen, die ein bevorzugtes Abscheiden von Prozessprodukten, wie Siliciumoxid und damit ein Anwachsen von Schichten begünstigt. Dieser Beschichtungsvorgang führt nach relativ kurzer Zeit zu einer Verringerung der Austrittsöffnung bzw. des Austrittquerschnitts, so dass die idealen Strömungsverhältnisse des Gasgemisches nicht mehr gegeben sind und die Beschichtungswerte nicht mehr erreicht werden.Since the gas lance is in the space of the coating process, it is exposed to the microwave field in the vacuum chamber. As a result, field elevations or field concentrations, which favor a preferred deposition of process products, such as silicon oxide and thus an increase in layers, are formed on the exit side at the pipe end. This coating process leads after a relatively short time to a reduction in the outlet opening or the outlet cross section, so that the ideal flow conditions of the gas mixture are no longer present and the coating values are no longer achieved.
Um das zu verhindern, ist es bekannt, den Innendurchmesser der Gaslanze im Bereich der Austrittsöffnung relativ zu dem Innendurchmesser eines Hauptabschnitts der Gaslanze zu vergrößern. Die Gaslanze hat dabei eine Mehrfachfunktion: über sie erfolgt die Zuleitung der jeweiligen Prozessgase für die Beschichtung und sie dient als Antenne für die elektromagnetische Feldorientierung in der Vakuumkammer. Bei einer alternativen Ausführungsform kann über die Gaslanze auch zumindest eine Teilmenge des Prozessgases aus dem Behälter und/oder der Vakuumkammer abgesaugt werden, sowie das Entspannungsgas - in der Regel Luft - eingeleitet werden. Im Hauptabschnitt der Gaslanze ist der Innendurchmesser vorzugsweise konstant und hat somit einen definierter Wert.To prevent this, it is known to increase the inner diameter of the gas lance in the region of the outlet opening relative to the inner diameter of a main portion of the gas lance. The gas lance has a multiple function: via it, the supply of the respective process gases for the coating takes place and it serves as an antenna for the electromagnetic field orientation in the vacuum chamber. In an alternative embodiment, at least a portion of the process gas can be sucked out of the container and / or the vacuum chamber via the gas lance, and the flash gas - usually air - are introduced. In the main section of the gas lance, the inner diameter is preferably constant and thus has a defined value.
Die Austrittsöffnung ist somit größer gegenüber herkömmlichen Gaslanzen, bei denen die Größe der Austrittsöffnung bislang allein durch den Innendurchmesser der Gaslanze definiert war. Durch die vergrößerte Austrittsöffnung neigt das austretende Prozessgas, wie bspw. Siloxan, beim Austreten aus der Gaslanze und Eintreten in das Plasma wesentlich weniger zur Abscheidung von SiOx-Schichten an der die Austrittsöffnung umgebenden Endkante der Gaslanze.The outlet opening is thus larger than conventional gas lances, in which the size of the outlet opening was previously defined solely by the inner diameter of the gas lance. Due to the enlarged outlet opening, the escaping process gas, such as, for example, siloxane, as it exits the gas lance and enters the plasma, has a significantly lower tendency to precipitate SiO x layers at the end edge of the gas lance surrounding the outlet opening.
Die elektromagnetische Feldorientierung und Feldkonzentration ist in der aufgeweiteten Öffnung massiv reduziert. Zusätzlich kommt hinzu, dass die Tendenz des Prozessgases, an der Außenkante der Gaslanze reduzierte Verwirbelungen bilden, die sehr viel geringer als bei herkömmlichen zylindrischen Gaslanzen mit konstantem Innendurchmesser ist. Aufgrund der Tatsache, dass die Austrittsöffnung aufgeweitet ist, ist somit die Neigung zur Bildung von Ablagerungen, wie im Falle des Siloxans von Siliziumoxidschichten, an der die Austrittsöffnung umgebenden Endkante der Gaslanze wesentlich geringer als bei den bisherigen Gaslanzen. Etwaige sich in geringerem Maße nach wie vor an der Endkante absetzende Ablagerungen führen somit nicht so schnell zu einer Verkleinerung der Austrittsöffnung. Die Service-Intervallzeiten zur Reinigung der Austrittsöffnung bzw. zum Austausch der Gaslanze können somit zwar beträchtlich verkürzt werden. Dies reicht aber noch nicht aus, um eine noch höhere Standzeit zu erreichen. Im ungünstigsten Fall muss eine Gaslanze nach bereits acht Stunden gereinigt werden, was einen deutlich spürbaren Produktionsstillstand bzw. immer noch hohen Wartungsaufwand nach sich zieht. Hinzu kommt, dass die Beschichtung nur durch Sandstrahlen bzw. durch ein Natronlaugenbad (mit Ultraschall) entfernt werden kann. Das Resultat ist, dass der Wartungs- und Reinigungsaufwand immer noch erheblich ist.The electromagnetic field orientation and field concentration is massively reduced in the widened opening. In addition, the tendency of the process gas to form reduced eddies at the outer edge of the gas lance is much lower than with conventional cylindrical gas lances of constant inner diameter. Due to the fact that the outlet opening is widened, the tendency for the formation of deposits, as in the case of the siloxane of silicon oxide layers, at the end edge of the gas lance surrounding the outlet opening is thus substantially lower than in the case of the previous gas lances. Any deposits still deposited to a lesser extent on the end edge thus do not lead so quickly to a reduction in the outlet opening. The service interval times for cleaning the outlet opening or for replacing the gas lance can thus be considerably shortened. However, this is not enough to achieve an even longer service life. In the worst case, a gas lance must be cleaned after just eight hours, resulting in a noticeable production downtime and still high maintenance costs. In addition, the coating can only be removed by sand blasting or by a sodium hydroxide solution (with ultrasound). The The result is that the maintenance and cleaning effort is still considerable.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Beschichtungsvorrichtung zu schaffen, bei der der Wartungs- und Reinigungsaufwand noch weiter reduziert ist.It is therefore an object of the invention to provide a coating apparatus in which the maintenance and cleaning effort is further reduced.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß auch gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Danach ist vorgesehen, dass eine CIP-Einheit (CIP steht für „Cleaning in Place“) mit einem Zulauf vorhanden ist über den in der Reinigungsposition der CIP-Einheit ein Reinigungsfluid den Endbereich einer Gaslanze benetzt. Hierfür kann der Zulauf oder der Endbereich der Gaslanze in diese Reinigungsposition gebracht werden. Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung ist eine schnelle, regelmäßige Reinigung ohne großen Aufwand möglich, die auch in Pausen oder Stillstandzeiten erfolgen kann. Es ist dadurch nicht mehr unbedingt eine Zeitdauer von mehreren Stunden für die Reinigung nötig, bspw. über Nacht. Durch die Erfindung wird auch eine bessere Abscheidequalität erzielt, weil Feldstörungen durch Anlagerungen im Endbereich der Gaslanze, insbesondere an deren Endkante, minimiert werden. Der Anlagenbetreiber muss nicht mehr so lange warten, bis ein Ausbau möglich beziehungsweise nötig ist.This object is also achieved by a device having the features of
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass ein Heizmittel zur Erwärmung der Gaslanze und/oder ein Schwingungsemitter, insbesondere ein Ultraschallemitter, an mindestens einem Abschnitt der Gaslanze und/oder einem das Reinigungsfluid führenden Bauteil angeordnet ist. Dadurch wird entweder durch thermische oder mechanische Unterstützung die Reinigung des Endbereichs der Gaslanze von Ablagerungen erzielt.An advantageous development of the invention provides that a heating means for heating the gas lance and / or a vibration emitter, in particular an ultrasonic emitter, at least a portion of the gas lance and / or a component carrying the cleaning fluid is arranged. As a result, either by thermal or mechanical support, the cleaning of the end portion of the gas lance of deposits is achieved.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Reinigungsfluid ein bei Raumtemperatur und Atmosphärendruck gasförmiges Medium ist und eine Kühlung für das gasförmige Reinigungsfluid und/oder ein Lager für eine flüssige Bereitstellung des Reinigungsfluids mit einer Expansionseinheit für das flüssige Gas vorgesehen ist. Als Gas kommen beispielsweise Kohlendioxid oder Stickstoff in Frage, die durch eine Kühlung auf unter 20°C gebracht werden.A further advantageous development of the invention provides that the cleaning fluid is a gaseous medium at room temperature and atmospheric pressure and a cooling for the gaseous cleaning fluid and / or a bearing for a liquid provision of the cleaning fluid is provided with an expansion unit for the liquid gas. As the gas, for example, carbon dioxide or nitrogen come into question, which are brought by cooling to less than 20 ° C.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass ein Gehäuse, insbesondere in der Form einer Glocke, vorhanden ist, das in einer Behandlungsposition mindestens teilweise über das Ende der Gaslanze verfahrbar ist und in dieser Behandlungsposition einen Behandlungsraum bildet. Dadurch wird eine einfache Vorrichtung zur Verfügung gestellt, durch die eine Beschichtung erfolgen kann.A further advantageous development of the invention provides that a housing, in particular in the form of a bell, is present, which can be moved in a treatment position at least partially over the end of the gas lance and forms a treatment space in this treatment position. As a result, a simple device is provided, through which a coating can take place.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Zulauf im Inneren des Gehäuses in der Behandlungsposition angeordnet ist. Dadurch wird eine kompakte Bauweise erreicht, da für die Aufnahme des Zulaufs kein zusätzliches Teil zum Gehäuse benötigt wird.A further advantageous embodiment of the invention provides that the inlet is arranged in the interior of the housing in the treatment position. As a result, a compact design is achieved because no additional part to the housing is required for receiving the inlet.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass eine Ableitung für Reste von Ablagerungen am Ende der Gaslanze vorhanden ist, die insbesondere mit einer Absaugeinheit verbunden ist. Dadurch wird ermöglicht, im Betrieb, ohne die Vorrichtung abzuschalten, eine Entfernung der abgelösten Ablagerungen erfolgt.A further advantageous embodiment of the invention provides that a discharge for remnants of deposits at the end of the gas lance is present, which is in particular connected to a suction unit. This makes it possible, during operation, without switching off the device, carried out a removal of the detached deposits.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß auch gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 7. Danach ist vorgesehen, dass eine CIP-Einheit mit einem Gehäuse vorhanden ist, durch dessen Volumen ein Fluidkreislauf über einen Zulauf und einen Ablauf strömt. Der Fluidkreislauf wird mittels einer dafür geeigneten, dem Fachmann bekannten Vorrichtung erreicht. Das Gehäuse umschließt in seiner Reinigungsposition den Endbereich der Gaslanze vollständig fluiddicht. In dieser Reinigungsposition wird der Endbereich der Gaslanze durch ein vom Fluidkreislauf befördertes Reinigungsfluid benetzt. Als Reinigungsfluid kommen insbesondere Laugen in Betracht, die bevorzugt heiß sind. Im Normalbetrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die CIP-Einheit an einem Ort angeordnet, in dem sie die Gaslanze nicht umschließt und diese sich innerhalb des zu beschichtenden Hohlkörpers befindet. Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung ist eine schnelle, regelmäßige Reinigung ohne großen Aufwand möglich, die auch in Pausen oder Stillstandzeiten erfolgen kann. Es ist dadurch nicht mehr unbedingt eine Zeitdauer von mehreren Stunden für die Reinigung nötig, bspw. über Nacht. Durch die Erfindung wird auch eine bessere Abscheidequalität erzielt, weil Feldstörungen durch Anlagerungen im Endbereich, insb. an der Endkante, der Gaslanze minimiert werden. Der Anlagenbetreiber muss nicht mehr so lange warten, bis ein Ausbau möglich bzw. nötig ist.This object is also achieved by a device having the features of
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass zwischen dem Gehäuse und der Gaslanze eine Dichtung angeordnet ist. Bevorzugt ist die Dichtung pneumatisch expandierbar. Damit ist eine gute Fluiddichtigkeit für das Volumen innerhalb des Gehäuses gewährleistet, die bspw. auch bei verschieden dicken Gaslanzen erreicht werden kann.An advantageous development of the invention provides that a seal is arranged between the housing and the gas lance. Preferably, the seal is pneumatically expandable. This ensures a good fluid tightness for the volume within the housing, which can be achieved, for example, even with different thickness gas lances.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Gehäuse glocken- oder becherartig ausgebildet sein kann. Ein Becher ist einstückig ausgestaltet und bietet den Vorteil, dass er einfach hergestellt und auch einfach gegenüber der Gaslanze abgedichtet werden kann. Alternativ kann das Gehäuse zwei- oder mehrteilig ausgeformt werden, wobei in diesem Fall die Gehäusesegmente gegeneinander gasdicht verschlossen abgedichtet werden. Eine mehrteiliges Gehäuse hat den Vorteil, dass es einfacher um die Gaslanze in ihrer Reinigungsposition positioniert werden kann, insbesondere, wenn die Abdichtung um die äußere Umfangfläche der Gaslanze selbst vorgenommen werden muss und nicht auf dem Trägerboden erfolgt.A further advantageous development of the invention provides that the housing may be bell-shaped or cup-shaped. A cup is designed in one piece and has the advantage that it can be easily manufactured and easily sealed against the gas lance. alternative The housing can be formed in two or more parts, in which case the housing segments are sealed against each other sealed gas-tight. A multi-part housing has the advantage that it can be positioned more easily around the gas lance in its cleaning position, in particular if the seal itself has to be made around the outer peripheral surface of the gas lance and does not take place on the support floor.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass eine Dichtung zwischen dem Gehäuse und einer Grundplatte angeordnet ist, durch die die Gaslanze in ihrer Längsrichtung bewegbar angeordnet ist. Dadurch ist eine gute Anlagefläche für die Dichtung gewährleistet.A further advantageous embodiment of the invention provides that a seal between the housing and a base plate is arranged, through which the gas lance is arranged to be movable in its longitudinal direction. This ensures a good contact surface for the seal.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Grundplatte horizontal verläuft und Bestandteil der Gaslanze ist. Da die Grundplatte Bestandteil der Gaslanze ist, muss kein zusätzliches Teil zwischen der Gaslanze und dem Gehäuse angeordnet werden, wodurch die Notwendigkeit zusätzlicher Dichtflächen entfällt.A further advantageous embodiment of the invention provides that the base plate is horizontal and part of the gas lance. Since the base plate is part of the gas lance, no additional part between the gas lance and the housing must be arranged, eliminating the need for additional sealing surfaces.
Alternativ kann vorgesehen werden, dass die Gaslanze feststeht und in ihrer gesamten Länge vom Gehäuse umschlossen ist.Alternatively it can be provided that the gas lance is fixed and is enclosed in the entire length of the housing.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass eine Fluidheizung im Fluidkreislauf vorhanden ist. Dadurch kann das Reinigungsfluid direkt in dem Bereich auf eine hohe Temperatur gebracht werden, wodurch sich die Ablagerung am Endbereich der Gaslanze leichter ablösen.A further advantageous development of the invention provides that a fluid heater is provided in the fluid circuit. As a result, the cleaning fluid can be brought to a high temperature directly in the area, whereby the deposit at the end of the gas lance more easily detach.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass ein Ultraschall-Emitter in oder am Gehäuse angeordnet ist. Dadurch wird die Wirkung eines Ultraschall-Reinigungsbades erzielt, was zu einer besseren und schnelleren Reinigung des Endbereichs der Gaslanze von der Ablagerung führt.A further advantageous development of the invention provides that an ultrasound emitter is arranged in or on the housing. This achieves the effect of an ultrasonic cleaning bath, resulting in a better and faster cleaning of the end portion of the gas lance from the deposit.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Gaslanze mindestens in einem Teilabschnitt einen Fluidführungskanal aufweist. Dadurch sind keine zusätzlichen Zu- und Ableitungen für das Reinigungsfluid in dem Gehäuse notwendig.A further advantageous development of the invention provides that the gas lance has a fluid guide channel at least in one section. As a result, no additional supply and discharge lines for the cleaning fluid in the housing are necessary.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Gehäuse mehrere Gaslanzen umschließt. Dadurch können gleichzeitig mehrere Gaslanzen gereinigt werden, wodurch der für die Reinigung aller Gaslanzen der Beschichtungsvorrichtung benötigte konstruktive Aufwand verringert wird, wie beispielsweise eine geringere Anzahl von Zuleitungen, Ventilen etc.A further advantageous development of the invention provides that the housing encloses a plurality of gas lances. As a result, a plurality of gas lances can be cleaned at the same time, whereby the design effort required for the cleaning of all gas lances of the coating device is reduced, such as a smaller number of supply lines, valves, etc.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass ein Verschlusspfropfen vorgesehen ist, mittels welchem mindestens ein Teil des inneren Volumens der Gaslanze verschließbar ist. Dadurch wird sichergestellt, dass kein Reinigungsfluid in den unteren Bereich des Gaskanals der Gaslanze und damit in das die Prozessgase führende Leitungsnetz vordringen kann.A further advantageous development of the invention provides that a closure plug is provided, by means of which at least part of the inner volume of the gas lance can be closed. This ensures that no cleaning fluid can penetrate into the lower region of the gas channel of the gas lance and thus into the pipeline leading the process gases.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Verschlusspfropfen mit einem Auffangbehälter verbunden ist oder Teil hiervon ist, und wobei mindestens ein Fluideinlass vorgesehen ist und eine Fluidverbindung ins Innere des Auffangbehälters vorgesehen ist. Dadurch kann ein im Volumen der Gaslanze eventuell verbliebener Rest des Reinigungs- oder Spülfluids aufgenommen werden.A further advantageous embodiment of the invention provides that the plug is connected to a collecting container or part thereof, and wherein at least one fluid inlet is provided and a fluid connection is provided in the interior of the collecting container. As a result, a possibly remaining in the volume of the gas lance rest of the cleaning or flushing fluid can be added.
Die Aufgabe wird auch durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 19 gelöst. Erfindungsgemäß erfolgt die Reinigen der Gaslanze dadurch, dass sie in der Beschichtungsvorrichtung verbleibt, folgende Schritte in der angegebenen Reihenfolge durchlaufen werden: Zuerst erfolgt ein fluiddichtes Umschließen mindestens einer Teillänge der Gaslanze einschließlich deren freien Ende durch ein Gehäuse, anschließend wird ein Teilbereich der Gaslanze, das mindestens das freie Ende umfasst, mit dem Reinigungsfluid benetzt. Nach einer festlegbaren Verweilzeit des Reinigungsfluids an der Gaslanze, die so lange bemessen ist, dass eine Ablösung der Ablagerungen am freien Ende der Gaslanze erfolgen kann, wird das Reinigungsfluid wieder abgelassen. Somit muss die Gaslanze nicht manuell zur Reinigung entnommen werden, sondern es kann ein CIP-Verfahren durchgeführt werden, wodurch der zeitaufwendige Aus- und Einbau der Gaslanze in die Beschichtungsvorrichtung vermieden wird.The object is also achieved by a method having the features of claim 19. According to the invention, the cleaning of the gas lance is carried out by remaining in the coating apparatus, the following steps in the order given: First, a fluid-tight enclosing at least a partial length of the gas lance including the free end by a housing, then a portion of the gas lance, the at least the free end comprises wetted with the cleaning fluid. After a definable residence time of the cleaning fluid to the gas lance, which is so long that a detachment of the deposits can take place at the free end of the gas lance, the cleaning fluid is drained again. Thus, the gas lance does not have to be removed manually for cleaning, but a CIP process can be performed, whereby the time-consuming removal and installation of the gas lance is avoided in the coating device.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die Gaslanze, insbesondere mittels einer Heizung, wie einem offenen Brenner, beispielsweise einem Porenbrenner oder einer Induktionsheizung, auf über 150°C, vorzugsweise über 350°C, erwärmt wird und anschließend das Benetzen mittels anströmen beziehungsweise überströmen mit Reinigungsfluid erfolgt, das eine Temperatur unter 20°C aufweist. Es ist vorteilhaft, wenn die Temperatur des Reinigungsfluids unter 0°C, bevorzugt unter -100°C liegt. Durch die Erwärmung der Gaslanze, auch im Bereich ihres freien Endes, besteht aufgrund des anschließenden Überströmens mit viel kälterem Reinigungsfluid ein so großer Temperaturunterschied, dass eine Art Schockkühlung der Ablagerungen erfolgt, die sich dann leicht entfernen lassen.An advantageous development of the method according to the invention provides that the gas lance, in particular by means of a heater, such as an open burner, such as a pore burner or an induction heater to above 150 ° C, preferably above 350 ° C, is heated and then wetting by means of flow or overflow occurs with cleaning fluid having a temperature below 20 ° C. It is advantageous if the temperature of the cleaning fluid is below 0 ° C., preferably below -100 ° C. Due to the heating of the gas lance, also in the region of its free end, due to the subsequent overflow with much colder cleaning fluid so large a temperature difference that a kind of shock cooling of the deposits takes place, which can then be easily removed.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass das Reinigungsfluid flüssiger Stickstoff oder flüssiges CO2 ist, wobei diese bevorzugt unmittelbar vorher von ihrem flüssigen in den gasförmigen Zustand verwandelt wurden. Dies ist besonders gut für die Entfernung der Ablagerungen geeignet.A further advantageous development of the method according to the invention provides that the Cleaning fluid is liquid nitrogen or liquid CO2, which were preferably immediately before converted from its liquid to gaseous state. This is particularly suitable for the removal of deposits.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass ein Austrag, insbesondere mittels einer Absaugung, von abgeplatzten Resten erfolgt. Dadurch ist es zur Entfernung der von der Gaslanze abgelösten Ablagerungen nicht nötig, die Vorrichtung außer betrieb zu setzen; die Vorrichtung muss nicht geöffnet werden.A further advantageous development of the method according to the invention provides that a discharge, in particular by means of a suction, of chipped residues. As a result, it is not necessary to put the device out of service to remove the deposits detached from the gas lance; the device does not have to be opened.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die Gaslanze in Schwingung bei der Schockkühlung versetzt wird. Dadurch wird eine Entfernung der Ablagerungen von der Gaslanze unterstützt, da die schockgefrorenen Ablagerungen so besonders gut abspringen.A further advantageous development of the method according to the invention provides that the gas lance is set in vibration during the shock cooling. As a result, the removal of the deposits from the gas lance is supported because the shock-frozen deposits break off so well.
Die Aufgabe wird auch durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 25 gelöst. Erfindungsgemäß erfolgt die Reinigen der Gaslanze dadurch, dass sie in der Beschichtungsvorrichtung verbleibt, folgende Schritte in der angegebenen Reihenfolge durchlaufen werden: Zuerst erfolgt ein fluiddichtes Umschließen mindestens einer Teillänge einschließlich des freien Endes der Gaslanze mit dem Gehäuse, anschließend wird ein Reinigungsfluid in das Gehäuse eingeleitet, welches nach Ablauf einer festlegbaren Verweilzeit aus dem Gehäuse abläuft, und schließlich wird das Gehäuse von der Gaslanze entfernt. Somit muss die Gaslanze nicht manuell zur Reinigung entnommen werden, sondern es kann ein CIP-Verfahren durchgeführt werden, wodurch der zeitaufwendige Aus- und Einbau der Gaslanze in die Beschichtungsvorrichtung vermieden wird.The object is also achieved by a method having the features of
Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die Schritte des Einleitens und des Ausleitens des Reinigungsfluids nach der Verweilzeit mehrfach hintereinander durchgeführt werden. Dadurch wird eine noch bessere Reinigung des Endbereichs der Gaslanze erreicht.An advantageous development of the method according to the invention provides that the steps of introducing and discharging the cleaning fluid after the residence time are performed several times in succession. This achieves even better cleaning of the end region of the gas lance.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass das Reinigungsfluid mittels eines Fluidkreislaufs durch das Gehäuse geführt wird.A further advantageous development of the method according to the invention provides that the cleaning fluid is passed through the housing by means of a fluid circuit.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen der Vorrichtung und des Verfahrens sieht vor, dass eine Wärmequelle für das Reinigungsfluid vorhanden ist, so dass insb. heiße Lauge verwendet werden kann.A further advantageous development of the device according to the invention and the method provides that a heat source for the cleaning fluid is present, so that esp. Hot liquor can be used.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass zwischen den Schritten des Einleitens und des Ausleitens des Reinigungsfluids, also während der Verweilzeit des Reinigungsfluids im Gehäuse, eine Ultraschalleinleitung in das Gehäuse erfolgt. Dies verbessert die Reinigungswirkung und verkürzt insbesondere die Reinigungszeit, wie es aus Ultraschallbädern bekannt ist.A further advantageous embodiment of the method according to the invention provides that between the steps of introducing and discharging the cleaning fluid, ie during the residence time of the cleaning fluid in the housing, an ultrasonic introduction into the housing. This improves the cleaning effect and in particular shortens the cleaning time, as is known from ultrasonic baths.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass nach dem Ausleiten des Reinigungsfluids eine oder mehrere Spülungen des Volumens des Gehäuses mittels Wassers erfolgten. Bedarfsweise werden die fluidberührenden Leitungsräume mit Luft, idealerweise erwärmter Luft durchströmt, wozu entsprechende Zuleitungen vorgesehen sind. Dadurch wird erreicht, dass keine Reste des Reinigungsfluids mehr im Bericht der Gaslanze vorhanden sind.A further advantageous development of the method according to the invention provides that after discharging the cleaning fluid, one or more flushes of the volume of the housing were effected by means of water. If necessary, the air-contacting line spaces are traversed by air, ideally heated air, for which purpose corresponding supply lines are provided. This ensures that no residues of the cleaning fluid are more present in the report of the gas lance.
Idealerweise wird mit demselben oder einem anderen Heizmittel, mittels welchem das Reinigungsfluid erwärmbar ist, auch die Spülflüssigkeit erwärmt. Hierdurch wird eine sehr gute und insbesondere sehr schnelle, vollständige Reinigungswirkung und ein schnelleres Abtrocknen der inneren Oberflächen erreicht.Ideally, with the same or another heating means, by means of which the cleaning fluid is heated, and the rinsing liquid heated. As a result, a very good, and in particular very fast, complete cleaning effect and a faster drying of the inner surfaces is achieved.
Alle in den Unteransprüchen angegebenen Merkmale der vorteilhaften Weiterbildungen sind sowohl für sich jeweils einzeln als auch in beliebigen Kombinationen zur Erfindung gehörig.All specified in the dependent claims features of advantageous developments are both individually individually and in any combination to the invention belonging.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.Further details and advantages of the invention will be explained in more detail with reference to an embodiment shown in the drawings.
Es zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung eines ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels, -
2 eine schematische Darstellung eines zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels, -
3 eine schematische Darstellung für einen Verschlusspfropfen im Bereich des inneren Kanals der Gaslanze als alternative Ausführungsform zu denBeispielen aus den 1 und 2 , -
4 eine Alternativezur Ausführungsform nach 3 , -
5 eine schematische Darstellung eines fünften erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels und -
6 eine schematische Darstellung eines sechsten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels.
-
1 a schematic representation of a first embodiment of the invention, -
2 a schematic representation of a second embodiment of the invention, -
3 a schematic representation of a plug in the region of the inner channel of the gas lance as an alternative embodiment to the examples of the1 and2 . -
4 an alternative to the embodiment according to3 . -
5 a schematic representation of a fifth embodiment of the invention and -
6 a schematic representation of a sixth embodiment of the invention.
Der für die Erfindung relevante Teil betrifft eine Gaslanze
Um die Ablagerungen
Zur Entfernung der Ablagerung
In
Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel der
Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der
Zur Steigerung der Reinigungswirkung weist auch das Ausführungsbeispiel der
In
Der Verschlusspfropfen weist einen Schwellkörper
Da die Ablagerung
In den Ausführungsbeispiel nach
Nachdem die Ablagerung
Dieser Vorgang kann unterstützt werden, indem an einer geeigneten Stelle in den zur Gaslanze
Das vierte erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel der
Die Anbringung des Ultraschall-Emitters
Der Unterschied zwischen den Verschlusspfropfen der
Der Fluidsammler
Das Einführen des Verschlusspfropfens in den Gaskanal der Gaslanze
Nach erfolgter Reinigung (die in
Der Auffangbehälter
Anstatt eines Gehäuses
In einer sehr einfachen, nicht dargestellten Variante umfasst der Verschlusspfropfen nur mindestens eine Dichtlippe
Die einzelnen Merkmale und Varianten sind aus Übersichtlichkeitsgründen nur in einer Ausführungsvariante dargestellt. Es ist natürlich sinnvoll diese Merkmale bedarfsweise miteinander zu kombinieren, wie etwa die Anordnung des Ultraschallemitters gem.
In
An der Gaslanze
Das Reinigungsfluid
Diese Glocke
Die Reinigung erfolgt dadurch, dass in die Glocke
In
Hier wird Umgebungsluft über einen Kompressor
Alternativ zur Induktionsheizung
Auf dem Weg durch den Gasraum der Gaslanze
In
Durch die erfindungsgemäßen Ausgestaltungen, wie sie exemplarisch in den Figuren dargestellt sind, ist eine schnelle, regelmäßige Reinigung ohne großen Aufwand möglich, die auch in Pausen oder Stillstandzeiten erfolgen kann. Eine Zeitdauer für die Reinigung von mehreren Stunden ist somit nicht mehr nötig. Durch die Erfindung wird auch eine bessere Abscheidequalität erzielt, weil Feldstörungen durch Anlagerungen im Endbereich
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Gehäusecasing
- 22
- Reinigungsfluidcleaning fluid
- 33
- Zulauf für ReinigungsfluidInlet for cleaning fluid
- 44
- Ablauf für ReinigungsfluidDrain for cleaning fluid
- 55
- Dichtungpoetry
- 66
- Gaslanzegas lance
- 77
- Endbereich der GaslanzeEnd of the gas lance
- 7.17.1
- Totraumdead space
- 88th
- Grundplattebaseplate
- 99
- Ablagerungdeposit
- 1010
- Zulauf für ProzessgasInlet for process gas
- 1111
- EntlassventilEntlassventil
- 1212
- Ultraschall-EmitterUltrasonic emitter
- 1313
- Fluidheizungfluid heater
- 1515
- Dichtlippesealing lip
- 1616
- tragendes Rohrcarrying pipe
- 1717
- Gasleitunggas pipe
- 1818
- Schwellkörpererectile tissue
- 2020
- Aufhängungsuspension
- 2424
- VentilValve
- 2525
- Auffangbehälterreceptacle
- 2727
- Fluidsammlerfluid collector
- 27.127.1
- Trichterfunnel
- 27.227.2
- Ableitungderivation
- 27.327.3
- AusleitungRecovery
- 2828
- Steuerleitungcontrol line
- 2929
- Steuerungcontrol
- 3030
- Heizmittel, InduktionsheizungHeating medium, induction heating
- 30' 30 '
- Strahlerspotlight
- 3131
- Auffangringsurraound
- 3232
- Absaugleitungsuction
- 3333
- Absaugpumpesuction Pump
- 3434
- GlockeBell jar
- 3535
- Gasflaschegas bottle
- 3636
- Expansionseinheit, VerdampferExpansion unit, evaporator
- 3737
- Kühlleitungcooling line
- 3838
- Gebläsefan
- 3939
- HeizungseinlassHeating inlet
- 4040
- Heizungsauslassheater outlet
- 4141
- Behandlungsraumtreatment room
- 4242
- Bypassleitungbypass line
- 4343
- Wärmetauscherheat exchangers
- 44.1, 44.244.1, 44.2
- VentilValve
- 4545
- Kompressorcompressor
- 4646
- Filterfilter
- 4747
- Druckbehälterpressure vessel
- 4848
- Zuleitung supply
- BB
- Bewegungsrichtungmovement direction
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- EP 1507893 B1 [0003]EP 1507893 B1 [0003]
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-
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