AT395951B - Reinigung von werkstuecken mit organischen rueckstaenden - Google Patents

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AT395951B AT0034291A AT34291A AT395951B AT 395951 B AT395951 B AT 395951B AT 0034291 A AT0034291 A AT 0034291A AT 34291 A AT34291 A AT 34291A AT 395951 B AT395951 B AT 395951B
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Description

AT 395 951 B
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von Werkstücken, die organische Rückstände aufweisen, unter Verwendung eines Fluids, das in einen mit den Werkstücken beladenen Druckbehälter unter Druck eingeleitet wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Bei einem aus der WO 90/06 189 bekannten Verfahren zur Reinigung von Werkstücken aus unterschiedlichen Materialien, die mit Rückständen aus 5 Öl, Fett, Schmiermittel und anderem verunreinigt sind, wird zunächst ein auf seinen überkritischen Druck oder darüber verdichtetes Gas in einen Druckbehälter auf die zu reinigenden Werkstücke geleitet. Ein derartiges Verfahren wird bereits in der WO 84/02 291 vorgeschlagen. Das hohe Lösungsvermögen überkritischer Gase, insbesondere Kohlendioxids, hilft, die organischen Rückstände auf den Werkstücken zu entfernen. Eine vollständige Reinigung bleibt bei diesem Verfahren jedoch aus, wenn reinigungsunterstützende Maßnahmen 10 fehlen.
Gemäß der WO 90/06189 wird zusätzlich die Temperatur des derart verdichteten Gases ausgehend von einem Punkt in der Nähe der kritischen Temperatur in verschiedenen Schritten verändert, um die Lösungseigenschaften der Gasphase zu beeinflussen. Vor jeder Änderung wird die Temperatur für ein bestimmtes Zeitintervall konstant gehalten. Die Reinigung der Werkstücke kann zusätzlich noch dadurch unterstützt werden, daß in das verdichtete 15 Gas eine Flüssigkeit wie ionenfreies Wasser, eine chemisch reaktionsfreudige Substanz oder Schall- oder Strahlungsenergie eingebracht werden. Diese beschriebenen, die Reinigung der Werkstücke unterstützenden Maßnahmen erfordern technisch aufwendige Zusatzeinrichtungen und sind zudem wenig wirkungsvoll. Der zu betreibende Aufwand wird nicht durch einen erhöhten Reinigungserfolg gerechtfertigt.
Das Verfahren gemäß der WO 90/06 189 erfordert außerdem einen hohen regeltechnischen Aufwand. Die 20 einzelnen Schritte, in denen die Temperatur verändert wird, folgen im zeitlichen Abstand von etwa 10 Minuten. In der Zwischenzeit muß die Temperatur konstant gehalten werden. Es muß folglich dafür gesorgt werden, daß binnen kürzester Zeit in einem großen Druckbehälter jeweils eine neue Temperatur eingestellt und dann konstant gehalten wird. Die dazu erforderlichen, in der WO 90/06 189 nicht näher erläuterten, aufwendigen Ausstattungen machen ein solches Reinigungsverfahren für die industrielle Anwendung wenig attraktiv. 25 Ein weiterer Nachteil dieses Verfahrens tritt bei der Entleerung des Druckbehälters auf. Die auf überkritischen Druck verdichtete Gasmasse enthält nach dem Reinigungsprozeß einen Teil der Rückstandssubstanzen in Lösung. Um während der Entfernung dieser Gasmasse aus dem Druckbehälter eine Abscheidung dieser Rückstandssubstanzen im Druckbehälter zu vermeiden, müssen Druck und Temperatur der Gasmasse während seiner Entfernung konstant gehalten werden. Dazu wird, während das verunreinigte Gas aus dem Druckbehälter geleitet wird, reines, 30 auf überkritischen Druck verdichtetes Gas nachgefüllt. Erst nachdem der gesamte Behälterinhalt an verunreinigtem Gas derart abgeleitet worden ist, können der Druck abgesenkt und die Werkstücke entnommen werden. Dabei ist es höchstwahrscheinlich, daß nur eine Verdünnung, nicht aber ein Austausch der verunreinigten Gasmasse stattgefunden hat, und daß bei der Drucksenkung die verbliebenen gelösten Rückstandssubstanzen wieder ausfal-len. Zudem ist der Austausch des gesamten Behälterinhalts nach jedem Reinigungsvorgang nicht ökonomisch. 35 Die Verwendung von Kohlendioxid bei der Reinigung von Werkstücken analog den bekannten Sandstrahlen wird in der WO 86/00 833 vorgeschlagen. Hier kommen jedoch Kohlendioxid-Pellets zum Einsatz, die auf die zu reinigenden Objekte geschleudert werden. An den Einsatz von Kohlendioxid in fluidem Zustand ist nicht gedacht.
Die Reinigung ferromagnetischer Späne von Schmier- und Kühlflüssigkeiten wird in der DE-OS 39 08 198 durch Erwärmung der Späne in einem Gasstrom und Einbringen in ein elektromagnetisches Drehfeld bewirkt Die 40 US-PS 4,439,243 behandelt die Reinigung von scheibenförmigen Objekten, insbesondere Halbleiter-Waver, die auf eine Unterstützungsfläche aufgelegt werden, die in ihrer Mitte eine Austrittsöffnung für flüssiges Lösungsmittel aufweist und während des Reinigungsvorganges in Rotation versetzt wird, wodurch das Lösungsmittel radial nach außen strömt und die Oberfläche des Wavers säubert In keiner dieser beiden Schriften wird ein Druckbehälter, in dem ein Fluid unter Druck eingeleitet wird, zur Reinigung der darin befindlichen Werkstücke 45 verwendet
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Reinigung von mit organischen Rückständen verschmutzten Werkstücken unter Verwendung eines Fluids, das in einen mit den Werkstük-ken beladenen Druckbehälter unter Druck eingeleitet wird, zu entwickeln, das die obengenannten Nachteile bisher bekannter Reinigungsverfahren vermeidet und in ökonomischer Weise den Reinigungserfolg erhöht 50 Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Fluid während des Reinigungsvorganges in dem Druckbehälter umgewälzt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren stellt eine einfache, den Reinigungsvorgang beträchtlich unterstützende Maßnahme dar. Das Fluid, verstanden als gasförmige, flüssige oder auch überkritische Substanz, wird im Druckbehälter beispielsweise mittels Drehung eines beschaufeiten Laufrades umgewälzt. Die einsetzende Fluidströ-55 mung im Druckbehälter bewirkt einen ständigen Austausch von reinem und mit gelösten Verunreinigungen beladenem Fluid. Dadurch können die auf den Oberflächen der Werkstücke haftenden organischen Rückstände sukzessive vollständig abgetragen werden.
Um das Strömungsprofil im Druckbehälter zeitlich zu verändern, wird vorteilhafterweise die Geschwindigkeit der Umwälzung während des Reinigungsvorganges geändert. Diese Änderung kann z. B. durch taktweise Ände-60 rung der Drehzahl eines die Umwälzung bewirkenden Laufrades erfolgen, bi diesem Fall erreicht man, daß sich die bei der Umwälzung bildenden Saug- und Druckbereiche des Fluids in ihrem Querschnitt ändern, und daß gleichzeitig auf die Geschwindigkeitsverteilung des Fluids Einfluß genommen werden kann. Diese Maßnahme verhin- -2-
AT 395 951B dert, daß sich im Druckbehälter Bereiche ausbilden, in denen bei konstanter Drehzahl des Laufrades keine Umwälzung des Fluids stattfinden würde.
Vorteilhaft ist die Verwendung eines verflüssigten Gases als Fluid, das mit geeignetem Druck in den Druckbehälter geleitet wird, dort von den Werkstückoberflächen die Rückstandssubstanzen löst und mit diesen eine einheitliche Phase bildet.
Allgemein läßt sich feststellen, daß das Vorhandensein einer gewissen Dichte des Fluids Voraussetzung und bestimmender Faktor für sein Lösungsvermögen ist, das dann mit wachsender Dichte zunimmt. Bei konstanter Dichte des Fluids nimmt die Löslichkeit im allgemeinen mit steigender Temperatur des Fluids zu.
Neben dem Dampfdruck der zu lösenden Substanz und der Dichte und Temperatur des Fluids spielen außerdem Polarität und Molmasse der Substanz, sowie Viskosität, Diffusionskoeffizient, kritischer Punkt und Dipolmoment des Fluids als auch die molekularen Wechselwirkungen des Fluids mit der Substanz eine Rolle für die Löslichkeit der Substanz in diesem Fluid. Einfache, allgemein gültige Regeln lassen sich für verschiedene Substanzen und Fluide nicht aufstellen.
Geeignete Fluide zur Entfernung organischer Rückstände sind beispielsweise Edelgase wie Helium oder Argon, Kohlenwasserstoffe, also z. B. Alkane wie Methan, Ethan oder Propan, oder Alkene wie Ethen oder Propen, sowie Trifluormethan, Kohlendioxid, Distickstoffmonoxid und Schwefelhexafluorid. Gasförmige Fluide werden vorteilhafterweise bis zur flüssigen Phase verdichtet und in den mit den Werkstücken beladenen Druckbehälter eingeleitet.
Kohlendioxid hat sich beim erfindungsgemäßen Verfahren als besonders geeignetes Fluid erwiesen, da es folgende Vorteile aufweist:
Kohlendioxid ist nicht brennbar oder explosiv, Kohlendioxid steht in großen Mengen als Nebenprodukt industrieller Verfahren kostengünstig zur Verfügung, Kohlendioxid ist im Vergleich zu anderen Lösungsmitteln wenig umweltbelastend und Kohlendioxid verhält sich chemisch inert. Außerdem kommen die thermodynamischen Eigenschaften von Kohlendioxid dem erfindungsgemäßen Verfahren entgegen.
Eine geeignete Maßnahme bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es, die Temperatur des Fluids im Druckbehälter während des Reinigungsvorganges konstant zu halten. Erfindungsgemäß werden zunächst in Vorversuchen die geeigneten Parameter, Temperatur und Druck des Fluids, zur Entfernung der organischen Rückstände ermittelt. Diese Parameter werden dann während des Reinigungsvorganges konstant gehalten. Dazu wird in einer vorteilhaften Ausgestaltung kontinuierlich ein Teil des Fluids aus dem Druckbehälter abgezogen, durch einen Wärmetauscher geführt und dem Druckbehälter anschließend wieder zugeführt. Eine Erwärmung des Fluids kann bei langdauemden Reinigungsvorgängen in nicht wärmeisolierten Druckbehältem nötig sein, eine Abkühlung des Fluids kann hingegen vor allem in wärmeisolierten Behältern erforderlich sein, wenn die zugeführte Energie für die Umwälzung des Fluids dieses erwärmt.
Der Wärmetausch des Fluids ist natürlich auch dazu geeignet, während des Reinigungsvorganges einen bestimmten Temperaturbereich zu überstreichen, falls dies notwendig sein sollte.
Ein unzulässiger Druckanstieg kann je nach Aggregatszustand des Fluids durch ein Überdruckventil oder einen Übersuömiegler am Druckbehälter verhindert werden.
Nach dem Reinigungsvorgang muß das mit den organischen Rückständen verunreinigte Fluid aus dem Druckbehälter entfernt weiden, anschließend werden die gereinigten Weikstücke entnommen.
Bei der Entnahme des Fluids ist darauf zu achten, daß sich Druck und Temperatur im Druckbehälter nicht wesentlich ändern, da andernfalls die resultierende Veränderung der Lösungseigenschaften des Fluids zu einem Ausfall der im Fluid gelösten Rückstände führen würde. Vorteilhaft ist deshalb, daß nach dem Reinigungsvorgang während der Entfernung des die organischen Rückstände enthaltenden Fluids aus dem Druckbehälter die Temperatur des Fluids konstant gehalten wird. Außerdem ist nach erfindungsgemäßem Verfahren günstig, während der Entfernung des die organischen Rückstände enthaltenden Fluids aus dem Druckbehälter reines Fluid in den Druckbehälter einzuleiten und dabei den Druck konstant zu halten oder zu erhöhen.
Das derart aus dem Druckbehälter geleitete, die Rückstände enthaltende Fluid wird nun entspannt, wodurch sich die organischen Rückstände von dem Fluid abtrennen. Durch die Entspannung tritt eine Trennung der aus dem Fluid und den organischen Rückständen bestehenden binären Phase ein, da die organischen Rückstände nahezu vollständig in eine flüssige Phase übergehen, während das Fluid meist gasförmig vorliegt. Bei Kohlendioxid führt die Entspannung zusätzlich zum Auftreten einer festen Phase in Form von Kohlendioxidschnee.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die beim Entspannen freiweidende, potentielle Spannungsenergie des Fluids zum Antrieb einer Turbine genutzt. Durch diese Maßnahme kann ein Teil der für den Reinigungsvorgang aufgewendeten Energie wieder zurückgewonnen und der energetische Wirkungsgrad der Reinigungsanlage erhöht werden.
Um den Reinigungsprozeß selbst ökonomischer zu gestalten, ist es vorteilhaft, wenn von mindestens einem Teil des die organischen Rückstände enthaltenden Fluids die organischen Rückstände abgetrennt werden und der restliche Teil zusammen mit reinem Fluid für einen weiteren Reinigungsvorgang verwendet wird. In vielen Fällen kann nämlich die im Druckbehälter befindliche Fluidmasse für mehrere Reinigungsvoigänge benutzt werden, bevor sie mit den organischen Rückständen gesättigt ist. Es genügt folglich, nach jedem Reinigungsvorgang jeweils nur einen Teil des verwendeten Fluids durch reines Fluid zu ersetzen, ohne die Reinigungskapazität und -geschwindigkeit merklich herabzusetzen. Durch diese Maßnahme wird der Verbrauch und der Aufwand zur -3-
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Bereitstellung der zur Reinigung nötigen Fluidmenge sinnvoll begrenzt.
Eine geeignete Vorrichtung zur Durchführung des erfmdungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß ein erster zylindrischer Druckbehälter ein auf seiner Achse innerhalb des Druckbehälters angebrachtes Laufrad enthält, daß der erste Druckbehälter mit einem analog ausgestatteten zweiten Druckbehälter über mit Ventilen versehenen Leitungen verbunden ist, daß in einer der Verbindungsleitungen eine Pumpe und in dieser oder einer anderen Verbindungsleitung ein Wärmetauscher angeordnet sind, wobei der Wärmetauscher und die Pumpe mit jedem Druckbehälter jeweils durch zusätzliche Leitungen verbunden sind, und daß jeder Druckbehälter mit einem oder mehreren Vorratsbehältem für Fluide durch weitere Leitung«! verbunden ist
Anhand der schematischen Zeichnung soll ein konkretes Ausführungsbeispiel des erfmdungsgemäßen Verfahrens eingehend besprochen werden.
Im Ausführungsbeispiel werden zwei Druckbehälter (38, 39) verwendet Jeder Druckbehälter (38, 39) enthält ein die Umwälzung des Fluids bewirkendes Laufrad (6), das durch ein Schutzgitter (5) vom restlichen Innenraum des Druckbehälters (38, 39) getrennt ist Das Laufrad (6) wird außerhalb des Druckbehälters (38.39) über die Welle (9) angetrieben und ist in einer Stopfbüchse (8) gelagert.
Innerhalb des Druckbehälters (38, 39) befindet sich eine fest montierte Führungsschiene (12) für einen Rohrschlitten, auf dem sich die zu reinigenden Werkstücke befinden. Der Druckbehälter (38,39) wird von einem Hochdmckdeckel (7) fest verschlossen.
Jeder Druckbehälter (38,39) enthält außerdem ein Druckmeßgerät (3,34) und Sicherheitsventileinrichtungen (4, 35) sowie jeweils eine Niveausonde (10, 31) und einen Druckschalter (11, 32). Die Druckbehälter (38.39) sind miteinander durch mehrere Leitungen verbunden. Eine direkte Verbindungsleitung enthält zwei Absperrkugelhähne (2,33) und ein motorgetriebenes Stellventil (29).
Ein Wärmetauscher (20) ist durch Leitungen über die motorgetriebenen Stellventile (13,15,14) mit dem Druckbehälter (38) und über die Stellventile (27,15, 28) mit dem Druckbehälter (39) verbunden.
Dieser Wärmetauscher (20) enthält einen Temperaturregler (21) und ein Sicherheitsventil (22).
Eine Pumpe (19) ist durch Leitungen über die motorgetriebenen Stellventile (13, 17, 14) mit dem Druckbehälter (38) und über die Stellventile (27,17,28) mit dem Druckbehälter (39) verbunden.
In der Pumpleitung ist ebenfalls ein Sicherheitsventil (23) angebracht
Außerdem sind beide Druckbehälter (38,39) untereinander durch Leitungen über den Wärmetauscher (20) und die Stellventile (13,15, 28) sowie über die Pumpe (19) und die Stellventile (13,17, 28) verbunden.
Im Ausführungsbeispiel wird ein in der Zeichnung nicht dargestellter Vorratsbehälter für ein Fluid verwendet, in dem dieses unter Druck komprimiert und teils verflüssigt vorliegt Aus dem oberen Teil dieses Vorratsbehälters kann Fluid in gasförmiger Phase, aus dem unteren Teil dieses Vorratsbehälters in flüssig«' Phase entnom-men und in die beiden Druckbehälter (38,39) eingeleitet werden.
Insbesondere kann das gasförmige Fluid über den Wärmetausch« (20) über die Stellv«itile (16,15,14) in den Druckbehälter (38) und über die Stellventile (16,15,28) in den Druckbehälter (39) geleitet werden. Das flüssige Fluid wird über die Pumpe (19) über die Stellventile (18,17,14) dem Druckbehälter (38) und über die Stellventile (18,17, 28) dem Druckbehälter (39) zugeführt.
Umgekehrt kann vom Druckbehälter (38) Fluid in den Vorratsbehälter zurückgeführt werden. Insbesondere können gasförmiges Fluid über den Überströmregler (1) und das Stellventil (36) und flüssiges Fluid über den Überströmregler (1) und das Stellventil (37) in den Vorratsbehälter zurückgeleit« werden.
In völlig analoger Weise kann, wie aus der Zeichnung ersichtlich, vom Druckbehält« (39) Fluid in den Vorratsbehälter zurückgeführt werden.
Schließlich enthält die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Entlüftungsanlage, in d« durch Entspannen die gelösten organischen Rückstände vom Fluid abgetrennt werden. Das Fluid kann außerdem in eine Turbine geleitet werden, die einen Teil der beim Entspannen freiwerdenden Energie erneut nutzbar macht, indem sie diese En«gie in Rotationsenergie überführt und letztere zur Stromerzeugung verwendet.
Diese in der Zeichnung nicht dargestellte Entlüftungsanlage ist über eine Sonde (26) für flüssiges Fluid und ein motorgetriebenes Stellventil (25) mit dem Leitungssystem zwischen den beiden Druckbehältem (38,39) verbunden. Somit kann nach dem Reinigungsvorgang verbrauchtes Fluid von den Druckbehältem (38,39) in die Entlüftungsanlage geleitet werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient im Ausführungsbeispiel zur Reinigung von gerade hergestellten Kupferrohren, deren Oberflächen vom Herstellungsprozeß mit Ziehfett überzogen sind. Etwa 700 bis 800 Kupferrohre werden auf jeweils einen Rohrschlitten geladen und diese werden dann auf den Führungsschienen (12) in die beiden Druckbehälter (38,39) gefahren. Dann werden die Hochdmckdeckel (7) verschlossen.
Als Fluid wird im Handel erhältliches Kohlendioxid verwendet, das aus einem Varratsbehälter unter Druck bei einer Raumtemperatur von etwa 298° Kelvin entnommen wird. Das Kohlendioxid strömt gasförmig durch die Leitungen bei geöffneten Stellventilen (16, 15) und (14) in den Dmckbehälter (38), bis sich ein Druckausgleich mit dem Vorratsbehälter eingestellt hak Um ein Abkühlen des Kohlendioxids bei der Expansion des Kohlendioxidgases zu verhindern, wird die Temperatur des Gases von dem Wärmetauscher (20) auf etwa 298° Kelvin konstant gehalten. Der Dmck des Kohlendioxidgases bei dieser Temperatur beträgt dann im Druckbehälter (38) etwa 64 bar. Ein Abkühlen des Gases sollte verhindert werden, da dies zum Stocken der an den Rohren anhaftenden ölartigen Rückstände führen und dadurch den Reinigungsprozeß erschweren würde. -4-
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Der Druckbehälter (38) ist nun vorgespannt. Jetzt kann flüssiges Kohlendioxid in den Druckbehälter (38) geleitet werden, ohne daß eine Entspannung des verflüssigten Gases eintritt Die Verbindung zum oberen Teil des Vorratsbehälters wird geschlossen, die Stellventile (18,17) und (14) werden geöffnet und flüssiges Kohlendioxid aus dem unteren Teil des Vorratsbehälters über die Pumpe (19) in den Druckbehälter (38) geleitet Das Kohlendioxidgas wird von der einströmenden Flüssigkeit dabei aus dem Druckbehälter (38) heraus über den Überströmregler (1) bei geöffnetem Stellventil (36) in den Vorratsbehälter zurückgedrückt. Die Niveausonde (10) schaltet die Pumpe (19) bei Erreichen des erwünschten Füllstandes ab.
Der Druckbehälter (38) ist jetzt mit flüssigem Kohlendioxid gefüllt In Vorversuchen wurden gute Reinigungsergebnisse bei Temperaturen zwischen 298° Kelvin und 304° Kelvin »zielt der Druck lag dabei etwas oberhalb den entsprechenden Dampfdruckwerten. Entsprechende Verhältnisse werden jetzt im Druckbehälter (38) eingestellt, wobei die Temperatur des flüssigen Kohlendioxids mit Hilfe des Wärmetauschers (20) geregelt werden kann. Erfindungsgemäß wird der Reinigungsprozeß mittels ein» Umwälzung des flüssigen Kohlendioxids im Druckbehälter (38) durchgeführt Das Laufrad (6) wird über die Welle (9) angetrieben, wobei die Drehzahl des Laufrades (6) mittels einer Zeitsteuerung taktweise geändert wird. Dadurch wird die Zone, in der bei konstanter Drehzahl keine Umwälzung stattfindet, über den Durchmesser des Druckbehälters (38) verschoben. Die Umwälzung verursacht einen Kohlendioxidstrom, der ständig neue Kohlendioxidmengen an die Rohroberflächen führt, wodurch die Löslichkeitskapazität des gesamten Kohlendioxidvolumens im Druckbehälter (38) genutzt werden kann und der Reinigungsvorgang wesentlich schneller und effizienter abläuft als bei ruhendem Kontakt. Die ölartigen Rückstände auf den Kupferrohren lösen sich und gehen mit dem flüssigen Kohlendioxid in eine einheitliche Phase über.
Die durch die Umwälzung des Fluids erzeugte Reibungswärme führt zu einem Überdruck, der mittels des Überströmreglers (1) abgelassen werden kann. Geringe Mengen an flüssigem Kohlendioxid w»den dann in die Versorgungsleitung bei geöffnetem Stellventil (37) zurückgedruckt. Falls dadurch größere Mengen an verunreinigtem Kohlendioxid in diese Versorgungsleitung gelangen sollten, ist es ratsam, während des Reinigungsvorganges einen gesonderten Vorratsbehälter an diese Versorgungsleitung anzuschließen, um das Einströmen von verunreinigtem Kohlendioxid in den Kohlendioxid-Vorratsbehälter zu vermeiden.
Erfmdungsgemäß ist zur Aufrechterhaltung einer konstanten Temperatur des Fluids während des Reinigungsvorganges im Druckbehälter möglich, durch öffnen der Stellventile (13,15) und (14) kontinuierlich einen Teil des Fluids durch den Wärmetauscher (20) zu leiten. Dadurch ist gewährleistet, daß die Lösungseigenschaften des flüssigen Kohlendioxids sich während des Reinigungsvorganges nicht unerwünscht ändern.
Der Reinigungsvorgang dauert in diesem Ausführungsbeispiel etwa eine halbe Stunde. Im allgemeinen wird diese Zeitdauer je nach Grad der Verunreinigung der Kupferrohre variiert
Wenn der Reinigungsvorgang im Druckbehälter (38) beendet ist, wird mit dem Vorspannen des Druckbehälters (39) begonnen. Dazu wird aus dem Vorratsbehälter gasförmiges Kohlendioxid über den Wärmetauscher (20) bei geöffneten Ventilen (16, 15) und (28) in den Druckbehälter (39) geleiteL Anschließend wird aus dem Vorratsbehälter flüssiges Kohlendioxid über die Pumpe (19) bei geöffneten Ventilen (18,17) und (28) in den Druckbehälter (39) gepumpt. Diesmal wird jedoch nur ein Teil des Behältervolumens mit flüssigem Kohlendioxid gefüllt. Dieser Teil bemißt sich aus der Anzahl der Reinigungsvorgänge, die nötig sind, um die gesamte Behältermenge an flüssigem Kohlendioxid mit den Ölrückständ»i zu sättigen. In diesem Ausführungsbeispiel beträgt diese Anzahl etwa 7 bis 8 Reinigungsvorgänge, d. h. es genügt, etwa den siebten bis achten Teil des Behältervolumens beim jeweils nächsten Reinigungsvorgang mit reinem flüssigen Kohlendioxid vorzufüllen. Die restliche Menge wird vom vorhergehenden Reinigungsvorgang wiederverwendet. Dazu werden die Ventile (13,17) und (28) geöffnet und flüssiges Kohlendioxid, das jetzt bereits die ölartigen Rückstände in Lösung enthält, aus dem Druckbehälter (38) in den Druckbehälter (39) gepumpt Das zum Vorspannen des Druckbehälters (39) verwendete Gas wird dabei in den Druckbehälter (38) geleitet. Dazu werden die Absp»rkugelhähne (33) und (2) sowie das Stellventil (29) geöffnet.
Den Füllvorgang mit flüssigem Kohlendioxid beendet die Niveausonde (31). In völlig analoger Weise, wie bereits für den Druckbehälter (38) beschrieben, findet nun der Reinigungsvorgang im Druckbehälter (39) statt
Im Druckbehälter (38) befinden sich die gereinigten Kupferrohre, die verbliebene Menge an flüssigem Kohlendioxid, das die ölartigen Rückstände enthält, sowie das zur Aufiechterhaltung des Druckes eingeleitete reine Kohlendioxidgas. Dieses Kohlendioxidgas, das aus dem Druckbehält» (38) in den Druckbehälter (39) eingeleitet wurde, verursacht aufgrund der verbliebenen Flüssigkeitsmenge im Druckbehälter (38) einen üb» dem beim Reinigungsvorgang liegenden Überdruck, wodurch bei der nachfolgenden Entfernung des die Ölrückstände enthaltenden flüssigen Kohlendioxids garantiert ist, daß diese Rückstände im flüssigen Kohlendioxid gelöst bleiben. Es kann dadurch nämlich keine Entspannung des flüssig»i Kohlendioxids auf Drücke erfolgen, die tief» liegen als beim Reinigungsvorgang.
Beim öffnen der Stellventile (13) und (25) wird diese verunreinigte Kohlendioxidflüssigmenge aus dem Druckbehälter (38) in die Entlüftungsanlage ausgeblasen. Dieser Vorgang ist beendet, wenn die Kohlendioxidflüssigsonde (26) keinen Durchfluß flüssigen Kohlendioxids mehr registriert
Um die Werkstücke aus dem Druckbehälter (38) zu entfernen, muß d» Druck auf Atmosphärendruck gesenkt werden. Dazu wird die Umwälzung des Gases eingeleitet, wenn die Sonde (26) nur noch gasförmiges Kohlendioxid registriert. Die Ventile (13,15) und (14) werden dann geöffnet und ein Teil des Gases aufgrund des bei -5-

Claims (12)

  1. AT395 951B der Umwälzung entstehenden Strömungsdruckes über den Wärmetauscher (20) geleitet Gleichzeitig bleibt das Ventil (25) geöffnet, so daß ein Teilstiom des Gases aus dem Druckbehälter (38) ausgeblasen wird. Die Drucksenkung erfolgt durch diese Maßnahmen bei konstant gehaltener Temperatur. Eine plötzliche Entspannung des Kohlendioxidgases auf Normaldruck wird somit verhindert, was die Bildung von Kohlendioxidschnee und damit 5 auch eine starke Abkühlung des Systems zur Folge hätte. Beim Ablassen des flüssigen, die ölartigen Rückstände enthaltenden Kohlendioxids findet in der Entlüftungsanlage eine Entspannung statt. Das Kohlendioxid kann dabei über einen einfachen Ölabscheider geführt werden, in dem die ölartigen Rückstände, die aufgrund der starken Abkühlung des Kohlendioxids beim Entspannen stocken und ausfallen, gesammelt weiden, und das Kohlendioxid als Gas und Schnee, der bald sublimiert, anfällt. 10 Günstiger ist das Einleiten des Kohlendioxids in eine Kondensationsturbine, die mit der beim Entspannen freiwerdenden Energie betrieben wird und einen Teil des Stroms zum Betrieb des Wärmetauschers (20) liefern kann. Das ausströmende, von den ölartigen Rückständen befreite Kohlendioxidgas kann nach Verdichtung selbstverständlich wieder einem Vorratsbehälter zugeführt weiden. 15 Dieses Ausfiihiungsbeispiel zeigt den ökonomischen Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens, mit dem gute Reinigungsergebnisse »zielt weiden. 20 PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Reinigung von Werkstücken, die organische Rückstände aufweisen, unter Verwendung eines 25 Fluids, das in einen mit den Werkstücken beladenen Druckbehälter unter Druck eingeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluid während des Reinigungsvorganges in dem Druckbehälter (38,39) umgewälzt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit der Umwälzung während 30 des Reinigungsvorganges geändert wird.
  3. 3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Fluid ein verflüssigtes Gas verwendet wird.
  4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Fluid Kohlendioxid verwendet wird.
  5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des Fluids im Druckbehälter (38,39) während des Reinigungsvorganges konstant gehalten wird. 40
  6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß während des Reinigungsvorganges kontinuierlich ein Teil des Fluids aus dem Druckbehälter (38,39) abgezogen, durch einen Wärmetauscher (20) geführt und dem Druckbehälter (38,39) anschließend wieder zugeführt wird.
  7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Reinigungsvorgang während der Entfernung des die organischen Rückstände enthaltenden Fluids aus dem Druckbehälter (38,39) die Temperatur des Fluids konstant gehalten wird.
  8. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß während der Entfernung des die 50 organischen Rückstände enthaltenden Fluids aus dem Druckbehälter (38,39) reines Fluid in den Druckbehälter (38,39) eingeleitet und dabei der Druck konstant gehalten oder erhöht wird.
  9. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die organischen Rückstände durch Entspannung von dem die organischen Rückstände enthaltenden Fluid abgetrennt werden. 55
  10. 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluid während der Entspannung in eine Turbine geleitet wird.
  11. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß von mindestens einem Teil 60 des die organischen Rückstände enthaltenden Fluids die organischen Rückstände abgetrennt werden und der restliche Teil zusammen mit reinem Fluid für einen weiteren Reinigungsvorgang verwendet wird. -6- AT 395 951 B
  12. 12. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster zylindrischer Druckbehälter (38) ein auf seiner Achse innerhalb des Druckbehälters (38) angebrachtes Laufrad (6) enthält, daß der erste Druckbehälter (38) mit einem analog ausgestatteten zweiten Druckbehälter (39) über mit Ventilen versehenen Leitungen verbunden ist, daß in ein»’ der Verbindungslei-5 tungen eine Pumpe (19) und in dieser oder einer anderen Verbindungsleitung ein Wärmetauscher (20) angeordnet sind, wobei der Wärmetauscher (20) und die Pumpe (19) mit jedem Druckbehälter (38,39) jeweils durch zusätzliche Leitungen verbunden sind, und daß jeder Druckbehälter (38,39) mit einem oder mehreren Vorratsbehältem für Fluide durch weitere Leitungen verbunden ist. 10 Hiezu 1 Blatt Zeichnung»! 15
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