DE102011086496B4

DE102011086496B4 - Strahlmittel und ein verfahren zur herstellung des strahlmittels

Info

Publication number: DE102011086496B4
Application number: DE201110086496
Authority: DE
Inventors: Cornel Thorma
Original assignee: CORNEL THORMA METALLVERARBEITUNGS GmbH
Current assignee: CORNEL THORMA METALLVERARBEITUNGS GmbH
Priority date: 2011-09-01
Filing date: 2011-11-16
Publication date: 2013-04-11
Anticipated expiration: 2031-11-17
Also published as: DE102011086496A1

Abstract

Ein Strahlmittel zum Strahlen besteht aus einem Gemisch aus einem aus Wasser hergestellten und nach der Herstellung weiter zerkleinerten Scherbeneis. Dabei ist das Scherbeneis aus Wasser hergestellt, das einen Anteil eines Phosphatierungsmittels enthält.

Description

Die Erfindung betrifft ein Strahlmittel und ein Verfahren zur Herstellung des Strahlmittels. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Strahlmittel zu dessen Herstellung Scherbeneis verwendet wurde, wobei auch eine Kombination von Scherben- und Trockeneis in Betracht kommt und ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Trockeneisstrahlen kommt in vielen Anwendungsfällen als wirkungsvolle Reinigungsmethode in Betracht. Der beim Trockeneisstrahlen entstehende Frostungs- und Verdampfungsprozess erlaubt die Beseitigung von hartnäckigen Schmutzschichten, welche sonst nur mittels aggressiver Lösungsmittel bzw. Sandstrahlen oder Partikelstrahlen durchführbar wäre.
Zum Beispiel ist die Beseitigung von Öl- und Fettfilmen in der Druckindustrie nur mit aggressiven Reinigungsmitteln lösbar. Durch die tiefen Temperaturen der Partikel beim Trockeneisstrahlen und die explosionsartige Verdampfung des Kältemittels wird die organische Molekularstruktur der Oberflächenverunreinigung aufgebrochen. Der dabei entstehende Staub kann problemlos beseitigt werden.
Üblicherweise werden die beim Trockeneisstrahlen als Strahlmittel verwendeten Trockeneispartikel aus Trockeneispellets hergestellt, die eine Härte nach Mohs von ca. 2 aufweisen. Zur Herstellung der als Strahlmittel verwendeten Partikel ist es bekannt, Gemische aus Trockeneis und aus Wasser hergestelltem Eis (im Folgenden auch als Wassereis oder Scherbeneis bezeichnet) zu verwenden, das eine Härte nach Mohs von ca. 5 bis 6 aufweist, um die Härte der Partikel zu erhöhen.
Allerdings entsteht dabei das Problem, dass das Wassereis sich nach dem Auftreffen auf die Oberfläche nicht verflüchtigt, sondern schmilzt und das bearbeitete Material benetzt. Dies kann insbesondere bei eisenhaltigen Werkstücken zu Korrosion und unerwünschter Rostfilmbildung führen.
Aus der DE 10 2006 002 653 A1 ist ein Trockeneisstrahlverfahren und eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens bekannt. Bei diesem Verfahren wird ein Strahlmittel verwendet, das aus einem Gemisch von Trocken- und Wassereis besteht. Die Trockeneisstrahlvorrichtung besitzt eine Mischkammer, in der das Wasser dem Trockeneisstrahl vor Verlassen der Strahlaustrittsöffnung zugesetzt wird. Das Verfahren nutzt zur Beschleunigung der Strahlmittelteilchen strömende Gase, sowie gegebenenfalls die Übertragung kinetischer Energie mittels translatorisch oder rotierend bewegter Bauteile.
Das Dokument DE 20 2011 108 513 U1 beschreibt eine Vorrichtung zur Herstellung eines Strahlmittels sowie eine Vorrichtung zum Strahlen mittels dieses Strahlmittels. Gemäß diesem Stand der Technik sollen feste Partikel aus CO₂ sowie feste Partikel aus Wasser getrennt erzeugt und anschließend zusammengeführt werden. Dadurch, dass erst die Erzeugung und dann die Mischung der Partikel erfolgt, soll zum Einen eine unterschiedliche Form- und Größenbearbeitung der Partikel ermöglicht werden, zum Anderen kann die Erzeugung der Partikel bei unterschiedlichen Temperaturen stattfinden und so die Erzeugung des Strahlmittelgemisches optimal auf die Bedürfnisse eingestellt werden.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Strahlmittel und ein Verfahren zu dessen Herstellung bereitzustellen, das eine Schädigung eines gestrahlten Werkstücks durch Korrosion und insbesondere eine Rostfilmbildung vermeidet.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Strahlmittel nach Anspruch 1 bzw. durch ein Verfahren zur Herstellung eines Strahlmittels nach Anspruch 4 gelöst.
Vorteilhaft besteht ein Strahlmittel zum Trockeneisstrahlen aus einem Gemisch aus einem aus Wasser hergestellten und nach der Herstellung weiter zerkleinerten Scherbeneis und einem Trockeneis. Dabei ist das Scherbeneis aus Wasser hergestellt, das einen Anteil eines Phosphatierungsmittels enthält.
Bevorzugt kann dabei der Anteil des Phosphatierungsmittels in dem Wasser zur Herstellung des Scherbeneises zwischen 2% und 5% betragen.
Durch die erfindungsgemäße Einmischung des Phosphatierungsmittels in das zur Herstellung des Scherbeneises vorgesehene Wasser, wird das gestrahlte Material ca. drei bis vier Wochen gegen Korrosion oder Rostfilmbildung geschützt und kann in diesem Zeitraum ausreichend trocknen. Aus diesem Grund ist es nicht erforderlich, die zum Strahlen verwendete Druckluft aufzuheizen. Dies vereinfacht einerseits die Strahleinrichtung wie z. B. eine Strahlpistole, da eine Heizung eingespart werden kann, und verbessert andererseits auch die Qualität des temperaturempfindlichen Strahlmittels, da dieses nicht mit aufgeheizter Druckluft in Berührung kommt.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Strahlmittels weist folgende Schritte auf:

– Einmischen eines Phosphatierungsmittels in Wasser,
– Herstellen von Scherbeneis aus dem mit dem Phosphatierungsmittel gemischten Wasser,
– Zerkleinern des Scherbeneises.

Vorteilhaft wird das Scherbeneis mit Trockeneis vermischt.
In den Patentansprüchen sind die Begriffe Wassereis bzw. Scherbeneis als Beispiele für aus Wasser hergestelltes Eis verwendet. Die Erfindung ist aber neben diesen explizit genannten Eisarten auch mit anderen Arten von aus Wasser hergestelltem Eis ausführbar.
Dabei kann vorteilhaft das Phosphatierungsmittel mit einem Anteil von 2% bis 5% in das Wasser eingemischt werden.
Vorteilhaft kann das Scherbeneis nach seiner Herstellung vor dem Zerkleinern auf eine Temperatur von ca. –40°C bis –60°C abgekühlt werden.
Außerdem kann das Scherbeneis vor dem Vermischen mit dem Trockeneis in Partikel mit einer Größe von 1 mm bis 1,5 mm zerkleinert werden.
Außerdem kann das Trockeneis in Form von Pellets mit dem Scherbeneis vermischt werden.
Vorteilhaft können außerdem das Scherbeneis und Trockeneis nach dem Vermischen weiter zerkleinert werden und/oder gekühlt werden.
Dabei kann eine Kühltemperatur zwischen –18°C und –20°C liegen.
Danach können das Scherbeneis und das Trockeneis nach dem Vermischen einer Strahleinrichtung zum Strahlen zugeführt werden.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
Ein Strahlmittel gemäß dem Ausführungsbeispiel wird aus einem Gemisch aus Scherbeneispartikeln und Trockeneispellets hergestellt. Um eine Korrosion oder Ausbildung eines Rostfilms auf einem gestrahlten Werkstück durch das zu Wasser geschmolzene Scherbeneis zu verhindern, wird vor der Herstellung des Scherbeneises ein Phosphatierungsmittel in das Wasser gemischt.
Bevorzugt findet als Phosphatierungsmittel ein unter dem Handelsnamen ESKAPHOR W 587 unter der Marke ESKA^® von der Firma Haug Chemie GmbH, D-74889 Sinsheim erhältliches Phosphatierungsmittel Verwendung. Dieses ESKAPHOR W 587 ist besonders bei Eisen-, Stahl-, Alu-, und verzinkten Werkstoffen mit einem pH-Wert zwischen 4,0 und 5,0 in Ansatzkonzentrationen von 2% bis 5% geeignet.
Durch das Einmischen des Phosphatierungsmittels in das zur Herstellung des Scherbeneises vorgesehene Wasser wird das gestrahlte Material ca. drei bis vier Wochen gegen Korrosion geschützt und kann in dieser Zeit ausreichend trocknen. Außerdem ist es aus diesem Grund auch nicht erforderlich, die zum Strahlen verwendete Druckluft aufzuheizen.
Das aus dem mit dem Phosphatierungsmittel vermischten Wasser erzeugte Scherbeneis wird mit ca. –6°C bis –8°C aus dem Erzeuger auf eine Förderbandstrecke mit Umlenkungen aufgebracht. Die Förderstrecke wird mit geeigneten Kühlkörpern auf eine Temperatur von –40°C bis –60°C abgekühlt. Danach wird das Scherbeneis in einem Wassereiszerkleinerer (Crusher) auf ca. 1 mm bis 1,5 mm große Stücke zerkleinert, die wiederum auf einem als Kontaktfläche dienenden Förderband auf –40°C bis –60°C gekühlt bzw. in diesem Temperaturbereich gehalten werden.
Als nächstes wird Trockeneis in Form von Pellets mit dem Wassereis gemischt, um danach mittels eines Doppelmahlwerks weiter zerkleinert zu werden. Das Gemisch aus dem Wassereis und dem Trockeneis wird dann über eine Kühlkammer, in der eine bevorzugte Temperatur von –18°C bis –20°C herrscht, auf Gleitblechen weiter in eine Dosiereinheit gefördert, um von dort per Druckluft einer Pistole zum Strahlen zugeführt zu werden.

Claims

Strahlmittel zum Trockeneisstrahlen bestehend aus einem Gemisch aus einem aus Wasser hergestellten und nach der Herstellung weiter zerkleinerten Wassereis und einem Trockeneis, wobei das Wassereis aus Wasser hergestellt ist, dem ein Phosphatierungsmittel zugesetzt ist.
Strahlmittel nach Anspruch 1, wobei der Anteil des Phosphatierungsmittels in dem Wasser zur Herstellung des Wassereises zwischen 2% und 5% beträgt, wobei ein pH-Wert zwischen 4,0 und 5,0 beträgt.
Verfahren zur Herstellung eines Strahlmittels mit Einmischen eines Phosphatierungsmittels in Wasser, Herstellen von Scherbeneis aus dem mit dem Phosphatierungsmittel gemischten Wasser, Zerkleinern des Scherbeneises, Vermischen des Scherbeneises mit Trockeneis.
Verfahren zur Herstellung eines Strahlmittels nach Anspruch 3, wobei das Phosphatierungsmittel mit einem Anteil von 2% bis 5% in das Wasser eingemischt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Scherbeneis mit Trockeneis vermischt wird.
Verfahren zur Herstellung eines Strahlmittels nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Phosphatierungsmittel mit einem Anteil von 2% bis 5% in das Wasser eingemischt wird.
Verfahren zur Herstellung eines Strahlmittels nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Scherbeneis nach seiner Herstellung und vor dem Zerkleinern auf eine Temperatur von ca. –40°C bis –60°C abgekühlt wird.
Verfahren zur Herstellung eines Strahlmittels nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Scherbeneis vor dem Vermischen mit dem Trockeneis in Partikel mit einer Größe von 1 mm bis 1,5 mm zerkleinert wird.
Verfahren zur Herstellung eines Strahlmittels nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trockeneis in Form von Pellets mit dem Scherbeneis vermischt wird.
Verfahren zur Herstellung eines Strahlmittels nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Scherbeneis und Trockeneis nach dem Vermischen weiter zerkleinert werden und/oder gekühlt werden.
Verfahren zur Herstellung eines Strahlmittels nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kühltemperatur zwischen –18°C und 20°C liegt.