CN1041403A - 零件清洗方法及实现该方法的装置 - Google Patents

Abstract

一种利用溶剂的溶融体处理零件表面的方法。用过的溶剂进行冷却和沉淀，形成含有石油制品、轻的机械污染物和部分溶剂的上层，以及含有溶剂、重的机械污染物和部分石油制品的下层，然后从上层分离出石油制品，而把溶剂的晶体溶化，合并到下层，由下层分离出溶剂，并用于零件的清洗。清洗装置包括用过的溶液的回收系统，该回收系统与上层成分的分离系统(20)及下层成分的分离系统(21)相连。

Description

本发明属于清洗零件去除工艺污染物的领域，更确切地说，属于从零件上清洗掉石油制品和机械污染物的方法以及实现这种方法的装置。

本发明对于清洗零件表面上的矿物油、植物油、动物油、膏剂、防腐剂、润滑冷却液体和其它工艺性的污染物效果最好，下文中将这些污染物统称为石油及机械污染物。

在现代的零件生产工艺中引进了相当广泛的辅助材料。矿物油、植物油和动物油、膏剂、防腐剂、润滑冷却液等等都属于这种辅助材料。这些材料残留在工件表面上，在装配和涂保护层以前必需清洗。在清洗零件上污染物的过程中，利用了碳氢化合物的溶剂、含氯和/或含氟的碳氢化合物溶剂、电解质水溶液、表面活性物质以及它们为基体的复杂的混合物。在清洗了零件之后，所有这些物质和污染物一起，以工业废水、废蒸气、蒸煮釜中残留物的燃烧产物或沉淀的残渣的形式，排到周围环境中去。没有回收白白浪费的化学物质的价值和污染物在周围环境中造成的损害都是巨大的。

苏联专利（Su.A.1093732）中所公开的一种清洗零件上污染物的方法是公知的。这种方法是利用水溶液处理零件表面的，这种水溶液含有表面活性物质和化学作用催化剂，例如过硫酸胺、单羟己基胺磷、磺胺酸、草酸、萘硫酸盐和水。用过的溶液，通过沉淀、去除溶液表面的石油制品和过滤机械污染物，进行回收。

在该方法中，只能回收各种不同物质的混合物在沉淀和过滤过程中的用过的溶液。被已经溶解的污染物所污染的、用过的溶剂完全不能回收。因此，水溶液、有机溶剂和石油制品都要向周围环境排放。

苏联专利Su.A，541857中所公开的一种清洗零件表面石油制品和机械污染物的方法也是公知的。该方法是把所清洗的零件预热到60℃，用洗涤剂进行处理，洗涤剂中含石油溶剂、羟乙基的烷基苯酚或多脂酒精、水、烷基硫酸钠和柴油。同时，零件在50～60℃下保持10～15分钟，用加热到60℃的水溶液冲洗清洗过的零件，该水溶液包含0.1～3.0%的三硅藻磷和0.1～1%的羟乙基烷基苯酚。将该溶液加热到80～90℃，使得用过的溶液还原，然后将浮起的石油制品分离出来，含有洗涤剂的水溶液就能多次用于重复清洗。

然而在清洗零件过程中，一部分溶剂与被洗涤下来的污染物起了作用。清洗过程中周期性分离出来的石油制品、油脂和固体的机械污染物里含有溶剂，因此，应该把溶剂与杂质起化学作用的产物埋藏起来。

水溶液中所溶解的石油制品成分饱和之后同样也应当埋藏起来。

苏联专利文献Su.A，35957672中公开的一种利用有机物的混合物清洗固体零件表面上的污染物的方法也是公知的。该方法是利用添加0.02～1%重量的过氟酒精、过氟乙醚、过氟酸的聚氟乙醚或易挥发的含氯和/或含氟的烷烃来处理固体表面的。挥发的溶剂把溶解的物质分布在表面上，并迅速蒸发，从而除去（扩散）表面上的石油制品薄膜，有机混合物的消耗量每100平方英吋达好几立方厘米。在该公知的方法中，没有解决把用过的洗涤剂分离成可以重复使用的原始成分的问题，而洗涤剂的消耗量相当大，并且挥发到大气中的易挥发的基体-氟化碳液体破坏了大气的臭氧层。

英国专利文献（GB.A.2104104）中公开的一种零件表面清洗方法也是公知的。根据这种方法，零件表面是利用循环的溶剂清洗的，该溶剂由液体的含氯碳氢化合物和表面活性物质组成，这些成分是如此选择的，即它们与工艺污染物不混合也不反应。用过的溶液通过含氯的液态碳氢化合物的蒸发进行回收。在冷凝成清洗溶剂之后，添加表面活性物质，并再次用于清洗零件。在溶剂蒸发之后必需把洗涤下来的污染物从表面活性物质中分离出来，以便重复使用表面活性物质。这种过程在本方法中没有实现。而且本方法的应用范围很窄，即只用在清洗涂保护层以后的零件表面，并且，很可能当有水和金属的氯化物时，含氯的溶剂会分解而形成剧毒物质。

为了实现已知方法，可以利用清洗零件的立式旋转装置，该装置根据洗涤溶液的类型或者要求的工艺过程而由一些标准的部件组合而成（В.Кампш у

ъТЕ博士等人，ФРГ.ЗомчнГен“利用和不用超声波的清洗和去油装置”）。该装置包括下列各部分：带有机械的和超声波的活化清洗装置的清洗室、蒸馏装置、分离固体的机械污染物的装置、用于收集和冷凝溶剂蒸气的冷凝器。这种装置的缺点是溶剂利用率低，因为溶剂与洗涤下来的污染物及水起作用并分解了，并且蒸馏后蒸煮釜中含有相当数量溶剂的剩余物都抛弃了。在这类装置中溶剂的损失是每1平方米零件清洗表面为0.1至0.5千克。

一种在苏联专利文献（Su、A，1189515）中公开的装置中实现清洗零件上的石油制品和机械污染物的方法也是公知的。这种方法包括利用循环的溶剂清洗零件表面，烘干清洗过的零件，回收用过的溶液和分离洗涤下来的污染物。按照这种方法，零件加热到必要的温度，并利用循环的溶剂进行处理。清洗之后零件在真空中烘干。把烘干后的零件冷却，并从该装置中送出。烘干后形成的溶剂蒸气冷凝后返回到零件表面清洗循环中。用过的溶剂利用蒸馏来回收。这时形成了蒸馏物和蒸馏釜中的含有未蒸馏出来的溶剂的残余物，洗涤下来的石油制品和机械污染物。蒸馏物返回到清洗循环中，而蒸馏釜中的残留物中的液体成分可以过滤和利用。

由于溶剂的挥发性高，还有在蒸馏釜中残留物的损失，以及因与洗涤下来的污染物和水的化学作用，这种方法实质上同样有很大的溶剂损失。

实现这种方法的装置（Su，A，1189515）包括运送零件的传送装置和排列成一条线的输入室、中和室、带有溶剂循环系统的清洗室、与真空系统相连接的烘干室、收集溶剂蒸气的冷凝器、蒸馏器、蒸馏物收集器、石油制品收集器和用于分离机械污染物的过滤器。该装置中的所有各室都用闸门密封封闭。

本发明的基本任务是创立一种清洗零件上的石油制品和机械污染物的方法和实现这种方法的装置，这一方法和装置可以使清洗介质的聚集状态从固态变为气态，可以调节“工艺污染物-清洗介质”系统中的相互溶解度，由此可提高工件的清洗效率、减少清洗介质的损失和减少排放到周围环境中的洗涤下来的污染物的数量。

该任务是这样解决的，在这种清洗零件上的石油制品和机械污染物的方法中，包括利用循环的溶剂处理零件的表面，烘干清洗过的零件，回收用过的溶液，从蒸气空气混合物中收集溶剂的蒸气并分离石油制品和机械污染物，按照本发明，零件的表面处理是这样进行的，即，使溶剂在零件表面上结晶，然后再使溶剂的晶体熔化，用溶剂的熔融物处理零件表面，用过的溶液冷却到接近溶剂的熔点，沉淀成两层：含有石油制品、轻的机械污染物和部份溶剂的上层，以及含有溶剂、重的机械污染物和部份石油制品的下层，然后上层排放出来并冷却到其中的溶剂完全结晶，从中把石油制品分离出来，使溶剂的结晶体熔化，并与下层合在一起，从下层中分离出溶剂并再用于清洗零件、烘干上层中的轻的机械污染物和下层中的重的机械污染物，分离出溶剂，这些溶剂也再次用于清洗零件。

因此，该方法可提高清洗效率（清洗后零件表面上残剩的污染物为0.01～0.05毫克/厘米²），可多次回收用过的溶液，把它返回到溶剂循环中去，可分离出洗涤下来的石油制品和机械污染物，还可消除石油制品的损失和减少向周围环境的排放。

最好使用在标准状态下呈固体状态的含氯和/或氟的有机物质作为溶剂，这些有机物质在低于溶剂熔点的条件下是不与石油制品起化学作用也不互相溶解的。

采用这样的溶剂，由于它与被清洗掉的污染物相互不起化学作用，在石油制品中的溶解度低，还由于固体溶剂的蒸气压低，所以能减少溶剂的损失。此外，利用这样的溶剂可以在去除污染物的同时不改变溶剂的化学成份和性能。这样，就在实际上做到了完全无消耗。这样，按所提出的方法，处理1米²的零件表面时溶剂的消耗不超过4克，而从工作过的溶液中提取出来的石油制品不少于原来由被污染的零件带入清洗过程中去的石油制品的94%。

最好，能把用过的溶剂部分进行蒸馏处理，形成的蒸馏物再用于冲洗零件，并在冲洗零件之后再把蒸馏物送去蒸馏，而蒸馏的残剩物（或蒸馏结果形成的蒸馏釜的残剩物），其中含有石油制品和相当数量的溶剂，又合并到用过的溶液中。

利用这样一些工序就能提高清洗效率，并能减少溶剂和石油制品的损失。利用溶剂蒸馏物冲洗以后，零件表面上残留的污染物含量是0.01～0.001毫克/厘米²。

防止溶剂蒸气向大气排放的任务是这样解决的，即在零件烘干后，把空气和含氯和/或氟的有机溶剂的蒸气冷却到溶剂完全结晶，然后把溶剂的晶体从空气中分离出来。

如果把空气中分离出来的溶剂的晶体熔化并用于零件的冲洗，那是合乎道理的。这一工序能提高溶剂的利用率。

最好利用过滤方法把石油制品从用过的溶液的上层分离出来。当在上层的机械夹杂物数量不多，而溶剂的晶体足够大时，过滤相当有效。

实际上可以利用离心分离法使石油制品从上层分离出来。离心分离法很适用于从细小的晶体和机械夹杂物中分离石油制品。

为实现本方法所用的装置，也解决了所提出的任务，该装置具有下述各部件：与回收用过的溶液的系统相连接的零件清洗室，该回收系统包括蒸发器和与其连通的蒸馏物收集器;通过泵与蒸馏物收集器连接的零件冲洗室;零件烘干室;输送零件通过各室的装置;抽真空系统以及溶剂蒸气收集系统，按照本发明，在该装置中，用过的溶液的回收系统装备有用过的溶液的冷却器，该冷却器与用于把用过的溶液分离成两层：上层和下层的沉淀池相连接，该沉淀池则与上层组成份的分离系统和下层组成份的分离系统相连接，并且上层组成份分离系统具有依次连接的结晶器和石油制品分离装置，同时石油制品的分离装置的出口之一与石油制品收集器相连接，而另一个出口与溶剂的收集器连接，该收集器包括一个加热器和一个下部出口，该下部出口经过一个泵与用过的溶液的冷却器的入口相连接，而下层成份分离系统包括依次连接的泵、水力旋流器和内部装有加热器的蒸发器，并且，水力旋流器的上出口经过加热器与清洗室连接，而下出口与蒸发器相连接，蒸发器的一个出口与沉淀池连接，而另一个出口与溶剂收集器相连接。

为了使零件清洗得更干净，得到完全没有石油制品混入的蒸馏物和最大限度地减少溶剂和石油制品的损失，沉淀池最好有三根接管，其中一根接管通过泵与冷凝器的入口连接，另一根与水力旋流器的上出口和零件冲洗室的下出口连接，第三根接管与蒸馏物的收集器连接。

溶剂蒸汽收集系统最好与烘干室相连，并且该系统包括彼此循序连接的，并且与抽真空系统相连接的冷却-结晶器、旋风分离器和过滤器，以便保证不使溶剂的蒸汽逸出到大气中去和保证工艺过程中没有损耗。

冷却-结晶器、旋风分离器和过滤器的下部最好用加热器进行加热，并且与蒸馏物的收集器连接。这样能提高溶剂的利用率。

分离石油制品的装置最好包括一个带有过滤元件的容器，一个排放溶剂结晶和轻的机械污染物的机构，以及各种不同物质的混合物的入口接管，石油制品的出口接管，与抽真空系统连接的溶剂结晶体和轻机械污染物的出口接管。这样就可以保证把石油制品从溶剂结晶体和机械污染物中完全分离出来。此时石油制品的含量不超过溶剂重量的0.2%，可以再用于不同目的。

实际上还可以把这种分离石油制品的装置做成离心分离机的形式，该离心分离机具有各类物质的混合物的进口接管、石油制品的出口接管和溶剂结晶体及机械污染物的出口接管。

下面参照附图对本发明的实施例作详尽的说明，在这些附图中：

图1是按照本发明清洗掉零件上的石油制品和机械污染物装置的总的示意图;

图2是按照本发明的用过滤方法分离石油制品的装置;

图3是按照本发明的利用离心方法分离石油制品的装置。

在生产车间温度下被石油制品和机械微粒染污的零件用循环的溶剂熔融体来处理。在处理的最初阶段，溶剂落到冷的零件表面上，因结晶而改变了其体积，从而降低了固态机械污染物与零件表面的粘附能力而把这些污染物从粘在零件表面的地方移开。在用溶剂的熔融物继续处理零件的过程中，零件的温度升高，于是溶剂又熔化了，并且从表面上清除掉石油制品和机械污染物。在这一步骤后还剩下的污染物的量为0.01～0.05毫克/厘米²。

然后，用过的溶液-一种溶剂、石油制品、轻的和重的机械污染物的混合物，冷却到高于溶剂的熔点1～10℃，这时，溶剂-石油制品混合物中的相互溶解度降低了，形成了两层：含有石油制品、轻的机械污染物和部分溶解在石油制品中的溶剂的上层;以及含有溶剂、重的机械污染物和部分溶解在溶剂中的石油制品的下层。

把上层排放出来并冷却到室温，这时溶剂就结晶了。利用过滤法或者离心分离法把石油制品从溶剂晶体和轻的污染物中分离出来。然后，把溶剂熔化，使溶剂与轻的机械污染物分离，并与下层合并在一起。从下层中分离出重的机械污染物，溶剂可用于清洗零件。把上层的轻的机械污染物和下层的重的机械污染物合并并烘干，析出溶剂，把溶剂蒸发，然后冷凝，可再用于清洗零件。然后，使机械污染物从处理过程中分离出来。这样，由于溶剂在零件表面上的结晶过程中使零件表面上的机械微粒与该表面的粘附力减小了，从而提高了零件的清洗效率，并且，由于上层的冷却、溶剂的结晶和石油制品和溶剂的分离，以及该溶剂又送回到清洗过程中去，保证了在生产中没有损耗。

作为用于处理零件的溶剂，可采用常态下呈固态的含氯和/或氟的有机物质，这些有机物质在低于溶剂熔点的条件下不与石油制品起化学作用，也不和石油制品相互溶解。这些有机物无爆炸和引起火灾的危险，无毒，并且，利用它在温度改变时的相变，可以容易地分离石油制品和机械污染物。此外，在室温下固态溶剂的蒸汽压低，也能减少溶剂散发到大气中的损失。

为了提高清洗的效率和降低表面残留的污染物的量，可以用溶剂的蒸馏物冲洗零件。为此，把从下层收集来的、和由重机械污染物中释放出来的一部分溶剂进行蒸馏处理，把蒸馏物用于冲洗零件。在这个步骤之后，零件表面上残留的污染物为0.01～0.001毫克/厘米²。冲洗了零件之后的溶液中含有溶剂和数量不多的溶解在溶剂中的石油制品，该溶液再送去蒸馏，由蒸馏溶液而生成的残留物是一种石油制品（重量95～70%）和溶剂（重量5～30%）的混合物，把该混合物合并到用过的溶液中，然后再回收。

这样就达到了零件清洗的高效率，并且由于蒸馏过程中残留物的回收而减少了溶剂的损失，同时，也提高了蒸馏的效率。

零件清洗之后，在真空中或热空气中，在高于溶剂熔点的温度下烘干。

把空气和由于烘干零件而形成的含氯和/或氟的有机溶剂的蒸汽冷却到常温。这时，溶剂就结晶了。

通过过滤，把溶剂的晶体从空气中分离出来，熔化后可用来冲洗零件。这样，用简单的方法有效地回收了溶剂蒸汽，并把它重新用于零件的清洗过程。

在实现本方法时，总的溶剂消耗为每平方米清洗零件表面不大于0.004千克，在清洗过程中分离出来的石油制品不少于94%。

实现所提出的清洗零件表面的方法的装置包括内部装有喷射器4和超声波发生器5的零件2的清洗室1和冲洗室3，还有带有加热元件7的零件2的烘干室6，该烘干室与溶剂蒸汽收集系统8和抽真空系统9相连接。室1、3和6彼此之间用闸板10把内部介质分隔开。该装置还有在各室（1、3、6）之间传送零件的装置11。

零件2的清洗室1与用过的溶液的回收系统12相连接，该回收系统包括与蒸馏物收集器14相连接的蒸馏器13、用过的溶液的冷却器15，该冷却器与内部装有加热器17的沉淀池16相连接。沉淀池16用于把用过的溶液分成两层：上层18和下层19，并分别与上层18的组成分（石油制品、溶解在石油制品中的数量不多的溶剂、轻的机械污染物）的分离系统20、和下层19的组成分（溶剂、溶解在溶剂中的数量不多的石油制品、重的机械污染物）的分离系统21相连接。上层18的组成分分离系统20具有依次连接的结晶器22、分离石油制品的装置23，并且石油制品分离装置23的出口24与石油制品的收集器25相连接，出口26与内装加热器28的溶剂收集器27相连接。收集器27的下出口29通过泵30与用过的溶液的冷却器15的入口31相连接。下层19的组成分分离系统21包括依次连接的泵32、水力旋流器33和内装加热器35的蒸发器34，而水力旋流器33的上出口36经过溶剂的加热器37与清洗室1的喷射器4相连接，其下出口38与蒸发器34相连接。蒸发器34的出口39与沉淀池16连接，而出口40与溶剂收集器27相连接。

在使用过的溶液的回收系统12中，蒸馏器13中有填充物42的加热器41、冷却器43和三根接管44、45、46，其中接管44（下部的）通过泵47与冷却器15的进口31相连接，接管45与蒸馏物收集器14连接，接管46与零件2的冲洗室3的下部出口48及水力旋流器33的上出口36相连接。

零件烘干室6与冲洗室3和溶剂蒸汽收集系统8相连接，该收集系统包括彼此依次连接的冷却-结晶器49、旋风分离器50和过滤器51。烘干室6和溶剂蒸汽收集系统8还与抽真空系统9连接。把烘干室6和溶剂蒸汽收集系统8与空气的管道52连接起来在工艺上是合理的，也是可能的。

在冷却-结晶器49、旋风分离器50和过滤器51的下部53、54、55上，都装有加热器56，这些下部都与蒸馏物收集器14连接，而收集器14通过泵57与冲洗室3的喷射器4相连。

按照图2中所表示的一个实施例，从上层18分离石油制品的装置23具有带过滤元件59、为导出溶剂晶体与轻的机械污染物的机构60、和不同物质的混合物的入口61的容器58;与石油制品收集器25连接的石油制品出口24、与溶剂收集器27连接的溶剂晶体和轻的机械污染物的出口26、以及与抽真空系统9连接的出口62。

在图3所示的实施例中，由上层18分离石油制品的装置23有一离心分离机63，它有一个通入不同物质的混合物的输入接管64，该接管与结晶器相连接;还有两个输出的接管24和26，分别与石油制品收集器25和溶剂收集器27相连接。

清洗零件上的石油制品和机械污染物装置的工作方式如下。

在开始清洗零件之前，先使装置处于操作状态。为此要开动加热器7、17、37、41，把冷却介质通入冷却器15、冷却-结晶器49和冷却器43。在达到了规定的温度范围之后，借助于运送零件的装置11把零件2装入清洗室1中。零件2在依次经过室1、3、6时接受由喷射器4喷出的加热了的溶剂的清洗和冲洗，并借助于超声波发生器5和在真空中的热空气进行烘干和超声波处理。

在烘干零件2的表面时，饱和了溶剂蒸汽的空气进入溶剂蒸汽收集系统8。室1、3、6由隔开内部介质的闸门10使之互相密封。

用过的溶液是溶剂、石油制品、轻和重的污染物的混合物，该混合物由清洗室1进入用过的溶剂的回收系统12的冷却器15中，在该冷却器中混合物冷却到接近溶剂的熔点，这样就降低了溶剂和石油制品之间的互相溶解的程度，并形成了乳状液;然后这种乳状液进入沉淀池16，并在沉淀池内分成两层：上层18和下层19，上层18中有石油制品、数量不多的溶解在石油制品中的溶剂和轻的机械污染物;下层19中有溶剂、数量不多的溶解在溶剂中的石油制品和重的机械污染物。上层18流入上层18的组成分的分离系统20，在该系统中，当经过结晶器22时，溶剂在低于其熔点的温度下结晶;然后所形成的不同物质的混合物进入石油制品的分离装置23，在这里溶剂的结晶和轻的机械污染物通过过滤或者离心分离与液体的石油制品分离开来。分离出来的石油制品经过出口24进入石油制品收集器25，而溶剂的晶体则与轻的机械污染物一起进入溶剂收集器27，在这里，溶剂的晶体借助于加热管28而熔化。熔化的溶剂通过收集器27的下部出口29用泵30送入用过的溶液的冷却器15的输入口31。

用泵32把下层19由沉淀池16导入下层19组成分的分离系统21，在该系统的水力旋流器33中把溶剂从重的机械污染物中分离出来，然后通过水力旋流器33的出口36把溶剂送入加热器37，加热到规定的温度，并经过喷射器4导入零件清洗室1，而重的机械污染物则经过水力旋流器33的出口38进入蒸发器34中。由收集器27输出的轻的污染物也经过出口40进入蒸发器34。

在蒸发器34中，污染物由加热器35加热到高于溶剂的熔点温度，溶剂就蒸发，并且它的蒸汽经过出口39进入沉淀池16。固体残留物、重和轻的机械污染物则由蒸发器34排出，并加以利用。

冲洗零件后的含有数量不大的石油制品的溶剂，经过冲洗室3的下出口48进入蒸馏器13的接管46，并不断流入加热了的填充物42上。去除了机械污染物的一部分溶剂也经过水力旋流器33的上出口36进入填充物42。溶剂在加热了的填充物42上加热到沸腾并蒸发。溶剂的蒸汽在冷却器43上凝结，形成蒸馏物。蒸馏物经过接管45导入蒸馏物收集器14。蒸馏剩下的残留物基本上只含石油制品和溶剂，经过下接管44用泵47送入用过的溶液的回收系统12的冷却器15的入口31。

溶剂蒸汽的收集系统8与零件烘干室6相连，热空气沿着空气管路52通入烘干室中以烘干零件。在烘干了零件之后，溶剂的蒸汽和空气依次经过冷却-结晶器49、旋风分离器50和过滤器51，进行冷却，以及在溶剂的蒸汽结晶后由旋风分离器50和过滤器51收集这些结晶体。为了造成负压，系统8与抽真空系统9相连。

收集在器具49、50和51中的溶剂晶体分布在它们各自的下部53、54和55，并且随着晶体的积聚用加热器56使之熔化，然后经过下部53、54和55收集到蒸馏物收集室14，再从这里用泵57将蒸馏物送入冲洗室3的喷射器4。

按照图2中的一个实施例，由液体的石油制品、固体的溶剂晶体和轻的机械污染物组成的各种物质的混合物，从结晶器22经过接管61进入设置在容器58中的过滤元件59内。由接到接管62上的抽真空系统9在容器58内造成负压，并分离出石油制品。

石油制品经过输出接管24送到收集器25中，而由溶剂的晶体和轻的机械污染物组成的固体残留物则用机构60从过滤元件59通过出口接管26而卸入收集器27。

按照图3中的另一个实施例，各种物质的混合物由结晶器22进入离心分离器63的接管64，在该离心分离器中把液体石油制品与固体的溶剂晶体及机械污染物分离开来。分离后的石油制品经过接管24进入收集器25中，而机械混合物则经过接管26卸到收集器27中。

这样，由于引入了溶剂在被清洗的零件表面上的结晶过程，以及在封闭的工艺循环系统中更完善地回收溶剂和使它与污染物分离，就保证了清洗的高质量和减少了向周围环境排放污染物。

为了更全面地了解本发明的优点，下面举出具体应用的例子。

被普通工业用油、金属屑和粉尘染污了的、总面积为1米²的零件放置在清洗室中，在清洗室里，用循环的溶剂熔融物（T～120℃）的液流处理5分钟。在开始处理时，流到零件冷的表面上的熔融物，因结晶而改变了体积，把固体微粒从粘附在零件表面的位置上移开，从而减小了固体微粒与零件表面的粘附力。熔融体继续不断的处理使零件加热，于是结晶的溶剂又熔化，并从零件表面上清除掉污染物。溶剂采用含氟的有机物，该有机物含有11个碳原子，熔点接近90℃，不溶解于工业用油，熔点较低，对于被清洗的零件和污染物，在化学性质上是不活泼的。

清洗过的零件转入冲洗室并由含氟有机物蒸馏物的熔融体冲洗。冲洗以后表面上剩余的污染物量为0.001毫克/厘米²。零件继续运送到烘干室，并且利用120～125℃的热空气烘干5分钟。

由工件表面蒸发出来的溶剂的蒸汽要收集起来。为此，把蒸汽和空气的混合物引入冷却-结晶器，并冷却到15～20℃。此时，蒸汽就结晶出来，一部分沉淀在冷却器的底部。形成的混合物由溶剂的晶体和空气组成，再通入旋风分离器中，以便予先从空气中分离出溶剂的晶体来，然后再通到管式过滤器中进行溶剂晶体与空气的完全分离。在过滤器中所用的过滤隔膜可采用呢绒之类。

把从冷却-结晶器、旋风分离器和过滤器中由蒸汽空气混合物中收集来的溶剂晶体熔化，然后与溶剂蒸馏物合在一起。

清洗零件后用过的溶液是以如下的方式进行回收的。把用过的溶液冷却到熔点，此时，含氟的溶剂-工业油这个体系里的相互溶解度降低了，并形成工业油在溶剂中的乳状液。使该乳状液沉淀，此时就分成了两层：主要含有工业用油、溶解在工业油中的溶剂（重量占2～3%）和轻的机械污染物的上层，和主要含溶剂、溶解在溶剂中的工业油（重量占0.2～0.3%）和重的机械污染物的下层。

把上层排放出来，并缓慢冷却到15～20℃。这时溶剂在油中的溶解度大大降低，形成了带有溶剂大颗粒晶体的悬浮液。通过过滤从所形成的悬浮液中分离出工业用油。这时，采用过滤隔膜的孔隙为100微米的过滤器。分离出来的工业用油收集到收集器中。同时，该工业用油中含有重量不多于0.2%的溶剂。从过滤的隔膜上清除下溶剂的晶体，把它熔化并分离出轻的污染物。

把溶剂合并到使用过的清洗零件后的溶液中，而轻的污染物则引入蒸发器，并从污染物中分离出溶剂。把蒸发的溶剂冷凝并合到用过的溶液中，而污染物则从蒸发器中卸出，然后加以利用。

在水力旋流器中从下层中分离出重的机械污染物，并把它送入蒸发器中，溶剂重新用于清洗零件。蒸馏一部分溶剂，以便得到不含工业用油的溶剂来冲洗零件。冲洗之后，溶剂重新进行蒸馏。蒸馏后剩下的蒸馏釜中的残留物是一种工业用油重量占95～70%，溶剂重量占5～30%的混合物，把该残留物合并到用过的溶液中，再进入前面所说的系统中进行回收。因随蒸馏釜中残留物的流失而造成的溶剂的不足部分，通过把使用过的下层溶液中不含机械污染物的一部分溶剂进行蒸馏来补充。

采用上述溶剂和装置清洗零件表面的方法的主要指标列于表中。

所以，采用这种清洗零件表面的方法和装置具有很高的清洗效率，并且消除了溶剂和清洗掉的石油制品向周围环境的排放。

本发明用来在机器制造业、仪器制造业和其它工业领域中，在装配和涂保护层之前清洗零件，效果最好。

Claims (13)

1、从零件上清洗掉石油制品和机械污染物的方法，它包括利用循环的溶剂处理零件的表面、清洗过的零件的烘干，用过的溶液的回收，由蒸汽空气混合物中收集溶剂的蒸汽，及分离石油制品和机械污染物，其特征在于，零件表面是这样用溶剂的熔融体进行处理的：使溶剂在零件表面上结晶，然后再使溶剂的晶体熔化，用过的溶液冷却到接近溶剂的熔点，并进行沉淀，形成两层：含有石油制品、轻的机械污染物和部分溶剂的上层，含有溶剂、重的机械污染物和部分石油制品的下层，然后把上层冷却到其中的溶剂完全结晶，把石油制品从上层中分离出来，而使溶剂的晶体熔化并合并到下层，同时从下层分离出溶剂，用于清洗零件，把上层中轻的机械污染物和下层中的重的污染物烘干，并分离出溶剂，该溶剂再用于清洗零件。

2、按照权利要求1的方法，其特征在于，采用在常态下为固体的含氯和/或氟的有机物质作为溶剂，这些有机物质在低于溶剂熔点时化学性质不活泼，且不与石油制品互相溶解。

3、按照权利要求1的方法，其特征在于，一部分用过的溶剂进行蒸馏，形成的蒸馏物用于零件的冲洗，并且在冲洗零件之后，把蒸馏物再次进行蒸馏，而在蒸馏时形成的蒸馏釜中的残留物则合并到用过的溶液中。

4、按照权利要求2的方法，其特征在于，在烘干零件之后，空气和含氯和/或氟的有机溶剂的蒸汽冷却到溶剂完全结晶，然后从空气中分离出溶剂的晶体。

5、按照权利要求4的方法，其特征在于，把从空气中分离出来的溶剂的晶体熔化，并用于零件的冲洗。

6、按照权利要求1的方法，其特征在于，利用过滤的方法从上层中分离出石油制品。

7、按照权利要求1的方法，其特征在于，利用离心分离法从上层中分离出石油制品。

8、为实现权利要求1的方法的装置，该装置有下列部件：零件（2）的清洗室（1），该清洗室与用过的溶液的回收系统（12）相连，该回收系统包括蒸馏器（13）和与之连通的蒸馏物收集器（14）;零件的冲洗室（3），它通过泵（57）与蒸馏物收集器（14）相连;零件烘干室（6）;运送零件通过室（1、3、6）的装置（11）;抽真空系统（9）和溶剂蒸汽的收集系统（8），其特征在于，用过的溶液的回收系统（12）具有用过的溶液的冷却器（15），该冷却器与能把用过的溶液分离成两层：上层和下层的沉淀池（16）相连，该沉淀池分别与上层（18）组成分的分离装置（21）及下层（19）组成分的分离装置（20）相连，并且上层（18）组成分的分离装置（20）包括依次连接的结晶器（22）和石油制品分离装置（23），同时，分离装置（23）的一个出口（24）与石油制品的收集器（25）相连，而另一个出口（26）与溶剂的收集器（27）相连，该收集器有一个加热器（28）和一个下出口（29），下出口通过泵（30）与用过的溶液的冷却器（15）的入口（31）相连;而下层（19）组成分的分离装置（21）包括依次连接的泵（32）、水力旋流器（33）和内装加热器（35）的蒸发器（34），水力旋流器（33）的上出口（36）经过加热器（37）与清洗室（1）相连，而下出口（38）与蒸发器（34）相连，蒸发器的一个出口（39）与沉淀池（16）相连，而另一个出口（40）与溶剂收集器（27）相连。

9、按照权利要求8的装置，其特征在于，蒸馏器（13）有三根接管（44、45、46），其中一根（44）通过泵（47）与冷却器（15）的入口（31）相连，另一根（46）与水力旋流器（33）的上出口（36）和零件（2）的冲洗室（3）的下出口（48）相连，而第三根接管（45）与蒸馏物收集器（14）相连。

10、按照权利要求8的装置，其特征在于，溶剂蒸汽的收集系统（8）连接到烘干器（6）上，该系统包括依次彼此连接并与抽真空系统（9）连接的冷却-结晶器（49）、旋风分离器（50）和过滤器（51）。

11、按照权利要求10的装置，其特征在于，冷却-结晶器（49）、旋风分离器（50）和过滤器（51）的下部（53、54、55）用加热器（56）来加热，并且与蒸馏物收集器（14）相连。

12、按照权利要求8的装置，其特征在于，从上层（18）分离出石油制品的装置（23）包括带有过滤元件（59）的容器（58）、用于排放溶剂晶体和轻的机械污染物的机构（60）、不同物质混合物的入口（61）、石油制品的出口（24）、溶剂晶体和轻的机械污染物的出口（26）和与抽真空系统（9）相连的出口（62）。

13、按照权利要求8的装置，其特征在于，从上层（18）分离出石油制品的装置（23）是离心分离机（63），该离心分离机具有不同物质混合物的入口接管（64）、石油制品的出口接管（24）和溶剂晶体和机械污染物的出口接管（26）。

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