DE102013021318A1 - Treatment chamber for a cleaning system - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren sowie eine Einrichtung zum Betrieb einer Behandlungskammer für eine industrielle Reinigungsanlage zum Trocknen eines Gegenstandes in der Behandlungskammer durch Senkung des Innendruckes unter dem Atmosphärendruck und einer damit einher gehenden Senkung des Siedepunktes der an dem Gegenstand haftenden Flüssigkeit gegenüber der Temperatur des Gegenstandes und einer damit eintretenden Verdunstung der Flüssigkeit. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein wirtschaftliches Verfahren mit geringem technischen Aufwand anzugeben, mit dem in der Behandlungskammer (1) nach der Trocknung des Gegenstandes (2) eine Entspanung mit Druckluft durchgeführt wird. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass nach der Trocknungsphase die Belüftung der Behandlungskammer (1) erfolgt, und die durch den Differenzdruck von Atmosphärendruck und Innendruck einsetzende Druckluftströmung in der Behandlungskammer (1) mit Hilfe von Verteilerrohren (17), (18), (19), (20) in der Behandlungskammer (1) auf reinigungsresistente Bereiche des Gegenstandes (2) gerichtet wird. Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass wesentliche Einrichtungen für die Behandlungskammer (1) sowohl für die Trocknung als auch zur Entspanung benutzt werden.The invention relates to a method and a device for operating a treatment chamber for an industrial cleaning system for drying an article in the treatment chamber by lowering the internal pressure below atmospheric pressure and a concomitant lowering of the boiling point of the liquid adhering to the object to the temperature of the Object and thus occurring evaporation of the liquid. The object of the invention is to provide an economical method with little technical effort, with which in the treatment chamber (1) after drying of the article (2) a relaxation with compressed air is performed. The object is achieved in that after the drying phase, the ventilation of the treatment chamber (1), and the onset of the differential pressure of atmospheric pressure and internal pressure compressed air flow in the treatment chamber (1) by means of distribution pipes (17), (18), ( 19), (20) in the treatment chamber (1) is directed to cleaning-resistant areas of the article (2). The advantage of the invention is that essential facilities for the treatment chamber (1) are used both for drying and for relaxation.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren sowie eine Einrichtung zum Betrieb einer Behandlungskammer für eine industrielle Reinigungsanlage zum Trocknen eines Gegenstandes in der Behandlungskammer durch Senkung des Innendruckes unter dem Atmosphärendruck und einer damit einher gehenden Senkung des Siedepunktes der an dem Gegenstand haftenden Flüssigkeit gegenüber der Temperatur des Gegenstandes und einer damit eintretenden Verdunstung der Flüssigkeit.The invention relates to a method and a device for operating a treatment chamber for an industrial cleaning system for drying an article in the treatment chamber by lowering the internal pressure below atmospheric pressure and a concomitant lowering of the boiling point of the liquid adhering to the object to the temperature of the Object and thus occurring evaporation of the liquid.
Durch die
In der
Eine vorteilhafte Anwendung der Einrichtung ist bei der Entspanung und Entgratung von Werkstücken mit einer komplizierten Bauteilgeometrie gegeben, wie sie beispielsweise an Motor-Zylinderköpfen vorhanden ist. Hier wird mit mehreren 100 bar Druck die Flüssigkeit in die Hohlräume gespritzt und festsitzende Späne oder Grat herausgespült.An advantageous application of the device is given in the relaxation and deburring of workpieces with a complicated component geometry, as it is present for example on engine cylinder heads. Here, the liquid is injected into the cavities with several 100 bar pressure and flushed chips or burr rinsed out.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein wirtschaftliches Verfahren mit geringem technischem Aufwand anzugeben, mit dem in der Behandlungskammer nach der Trocknung des Gegenstandes eine Entspanung mit Druckluft durchgeführt wird. Die Aufgabe der Erfindung wird gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahrens durch Anspruch 1 und gemäß der Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens durch Anspruch 7 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.The object of the invention is to provide an economical method with little technical effort, with which a relaxation with compressed air is carried out in the treatment chamber after the drying of the article. The object of the invention is achieved by the method according to the invention by
Bisher ist der der Verfahrungsablauf für die Behandlung eines Gegenstandes dadurch gekennzeichnet, dass der im Vakuumverfahren getrocknete Gegenstand aus der Behandlungskammer genommen und zur Entspanung in einer anderen Behandlungskammer einer Strahlbehandlung, z. B. mit Druckluft unterzogen wird. Hierbei wird mit einem Druck gearbeitet, der über dem Atmosphärendruck liegt, beispielsweise zwischen 5 bar und 100 bar. Für die Drucklufterzeugung ist ein erheblicher technischer Aufwand erforderlich, beispielsweise eine Kompressoranlage.So far, the procedure for the treatment of an article is characterized in that the vacuum-dried article is removed from the treatment chamber and for relaxation in another treatment chamber of a blasting treatment, for. B. is subjected to compressed air. This is done with a pressure that is above atmospheric pressure, for example, between 5 bar and 100 bar. For the compressed air production a considerable technical effort is required, such as a compressor system.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass bei der Belüftung der Behandlungskammer nach Beendigung des Trocknungsvorganges stets eine Druckluftströmung in die Behandlungskammer hinein entsteht, die umso stärker ist, je schneller die Belüftung erfolgt und die um so stärker ist, je niedriger der Innendruck in der Behandlungskammer ist. Je größer der Druckunterschied zwischen Innendruck und Atmosphärendruck ist, umso größer ist das Energiepotential. Bei einem schlagartigen Druckausgleich entsteht eine sehr starke Druckluftströmung mit großer kinetischer Energie. Bisher bildet die Belüftung den Abschlussvorgang der Vakuumtrocknung, um die Behandlungskammer zu öffnen. Die in die Behandlungskammer einströmende Luftmenge bleibt ungenutzt und verrichtet bei der Einströmung keine Arbeit an dem Gegenstand.The invention is based on the finding that during the ventilation of the treatment chamber after completion of the drying process, a compressed air flow into the treatment chamber always arises, which is stronger, the faster the aeration takes place and the stronger, the lower the internal pressure in the Treatment chamber is. The greater the pressure difference between internal pressure and atmospheric pressure, the greater the energy potential. At a sudden pressure equalization creates a very strong compressed air flow with high kinetic energy. So far, the ventilation forms the final process of vacuum drying to open the treatment chamber. The amount of air flowing into the treatment chamber remains unused and does not work on the object during the inflow.
Erfindungsgemäß ist dementsprechend abgeleitet worden, die vorhandene Druckluftströmung zu nutzen und damit eine Entspanung des Gegenstandes in derselben Behandlungskammer nach Beendigung der Vakuumtrocknung durchzuführen. Es ist dann nur noch erforderlich, die Druckausgleichsphase zu nutzen und gezielt an kritischen Stellen des Gegenstandes durchzuführen. Vorteilhaft wird die durch den Differenzdruck von Atmosphärendruck und Innendruck einsetzende Druckluftströmung in der Behandlungskammer mit Hilfe von Verteilerrohren in der Behandlungskammer auf reinigungsresistente Bereiche des Gegenstandes gerichtet.According to the invention has been derived accordingly to use the existing compressed air flow and thus perform a relaxation of the article in the same treatment chamber after completion of the vacuum drying. It is then only necessary to use the pressure equalization phase and perform targeted at critical points of the object. Advantageously, the onset of the differential pressure of atmospheric pressure and internal pressure compressed air flow in the treatment chamber directed by means of distribution pipes in the treatment chamber on cleaning-resistant areas of the article.
Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass eine Trocknung und eine Entspanung eines Gegenstandes in derselben Behandlungskammer mit wenig zusätzlichem technischem Aufwand erfolgen kann, wobei wesentliche Einrichtungen der Behandlungskammer sowohl für die Trocknung als auch für die Entspanung benutzt werden können. Hierzu zählt beispielsweise die Vakuumpumpe. Es ist keine Kompressoranlage zur Erzeugung von Druckluft erforderlich. Vielmehr wird das Druckgefälle zwischen dem Innendruck der Behandlungskammer und dem Atmosphärendruck als Energiequelle für den Luftdruck benutzt. In der Behandlungskammer wird zunächst eine Vakuumtrocknung bei einem Innendruck zwischen 400 mbar bis 1 mbar durchgeführt. Das Prinzip beruht auf eine Senkung des Innendruckes in der Behandlungskammer und einer damit einher gehenden Senkung des Siedepunktes der an dem Gegenstand haftenden Flüssigkeit gegenüber der Temperatur des Gegenstandes und einer damit eintretenden Verdunstung.The advantage of the invention is that a drying and a relaxation of an object in the same treatment chamber can be done with little additional technical effort, with essential facilities of the treatment chamber can be used for both drying and for relaxation. This includes, for example, the vacuum pump. No compressor system is required to generate compressed air. Rather, the pressure gradient between the internal pressure of the treatment chamber and the atmospheric pressure is used as an energy source for the air pressure. In the treatment chamber, a vacuum drying is first carried out at an internal pressure between 400 mbar to 1 mbar. The principle is based on a reduction in the internal pressure in the treatment chamber and a concomitant reduction in the boiling point of the liquid adhering to the object relative to the temperature of the article and thus an evaporation occurring.
Es ist eine Vakuumpumpe mit einen steuerbaren Vakuumventil, zum Öffnen und Schließen einer Vakuumleitung vorgesehen. Es ist ferner eine Einströmleitung von außerhalb der Behandlungskammer in die Behandlungskammer hinein vorgesehen, die für einen Volumendurchsatz pro Zeiteinheit ausgelegt ist, der ausreicht in der Behandlungskammer eine Druckluftströmung zu erzeugen. Schließlich ist ein steuerbares Einströmventil vorgesehen, das für ein schnelles schlagartiges Öffnen der Einströmleitung ausgerüstet ist. Nach einer vorgebbaren Zeitpanne, die durch das vollständige Verdunsten der Restflüssigkeit und der erfolgten Trocknung des Gegenstandes in der Behandlungskammer bestimmt ist, ist der erste Verfahrensschritt abgeschlossen und der zweite Verfahrenschritt wird durch Öffnen des Einströmventils eingeleitet, mit dem die Entspanung durchgeführt wird.It is a vacuum pump with a controllable vacuum valve, designed to open and close a vacuum line. There is further provided an inflow conduit from outside the treatment chamber into the treatment chamber, which is designed for a volume flow rate per unit time sufficient to generate a compressed air flow in the treatment chamber. Finally, a controllable inflow valve is provided, which is equipped for a quick sudden opening of the inflow. After a predefinable period of time, which is determined by the complete evaporation of the residual liquid and the drying of the article in the treatment chamber, the first process step is completed and the second process step is initiated by opening the inflow valve, with which the relaxation is performed.
Es ist wenigstens ein Luftsammler vorgesehen, der eine Einströmleitung für Außenluft aufweist, die durch ein Einströmventil verschließbar ist. Der Luftsammler ist mit Verteilerrohren in der Behandlungskammer ausgerüstet, deren Mündungen an dem Gegenstand, beispielsweise an Kühlwasserkanälen oder Ölkanälen eines Motorgehäuses ausgerichtet sind. Es ist ferner ein elektrisches oder elektronisches Steuergerät für eine zyklische Inbetriebnahme von Vakuumpumpe und Einströmventil vorgesehen, wobei in Abhängigkeit vom Innendruck der Behandlungskammer zum Atmosphärendruck über die Verteilerrohre eine Druckluftströmung in die Behandlungskammer hinein steuerbar ist.At least one air collector is provided, which has an inflow line for outside air, which can be closed by an inflow valve. The air collector is equipped with distribution pipes in the treatment chamber, whose mouths are aligned with the object, for example on cooling water channels or oil passages of a motor housing. It is also an electrical or electronic control device for a cyclic commissioning of vacuum pump and inlet valve is provided, wherein in dependence on the internal pressure of the treatment chamber to the atmospheric pressure via the distributor pipes a compressed air flow into the treatment chamber is controllable.
Das Ende der Einströmleitung kann mit einem Luftfilter versehen sein, der das Einsaugen von Staub oder andere Kleinpartigel in die Behandlungskammer verhindert. Das Einströmventil besitzt eine an sich bekannte Bauart, die eine schlagartige Öffnung ermöglicht, also mit einer geringen Reaktionszeit.The end of the inflow line may be provided with an air filter which prevents the suction of dust or other small particles into the treatment chamber. The inflow valve has a known type, which allows a sudden opening, so with a low reaction time.
Die durch den Differenzdruck von Innendruck und Außenluftdruck entstehende Luftströmung, wird vom Druckluftsammler aus durch die Verteilerrohre in der Behandlungskammer verzweigt und an schwer zugänglichen Räumen des Gegenstandes geleitet, insbesondere im Motorenproduktionsbereich in labyrinthförmige Wasserkanäle oder Ölkanäle, im Getriebebereich in Steuerkanälen von Automatikgetrieben, im ABS/ESP Bereich oder Hydraulkbereich in Verschneidungskanälen. Restspäne werden aus dem Gegenstand herausgewirbelt. Es sind an dem Luftsammler mehrere Verteilerrohre angeschlossen, die mit ihren Mündungen in Vertiefungen des Gegenstandes hineinragen oder vor den Vertiefungen im Abstand platziert sind. Die Verteilerrohre können den Erfordernissen des Gegenstandes angepasst und in der gewünschten Betriebstellung fixiert werden.The resulting from the differential pressure of internal pressure and outside air pressure air flow is branched from the compressed air collector through the distribution pipes in the treatment chamber and directed at hard to reach areas of the object, especially in the engine production area in labyrinthine water channels or oil passages, in the transmission area in control channels of automatic transmissions, ABS / ESP area or hydraulic area in intersecting channels. Residual chips are whirled out of the object. There are several manifolds connected to the air collector, which protrude with their mouths in recesses of the object or placed in front of the wells in the distance. The distribution pipes can be adapted to the requirements of the object and fixed in the desired operating position.
Vorteilhaft sind mehrere Luftsammler mit Verteilerrohren und Einströmventilen vorhanden. Es sind Gruppen von Mündungen für Luftaustritt an den Luftsammlern durch Einströmventile einzeln steuerbar, so dass beispielsweise an einem Ende einer Bohrung des Gegenstandes hineingeblasen wird, so dass Späne an dem anderen Ende heraus fliegen. Um den Vorgang zu intensivieren, sind Gruppen von Verteilerrohren der Luftsammler intermittierend durch die Einströmventile steuerbar.Advantageously, several air collector with distribution pipes and inlet valves are available. There are groups of orifices for air outlet at the air collector by inlet valves individually controllable, so that, for example, is blown at one end of a bore of the article, so that chips fly out at the other end. To intensify the process, groups of air manifold manifolds are intermittently controllable by the inlet valves.
Eine weitere Verbesserung ergibt sich dadurch, dass Mündungen der Verteilerrohre einander gegenüberliegend angeordnet und jeweils an den Ausgängen von Bohrungen oder Kanälen des Gegenstandes ausgerichtet sind und im Wechsel durch die Einströmventile geöffnet und geschlossen werden. Dadurch werden Druckluftstöße in entgegen gesetzter Richtung erzeugt, mit denen auch verkeilte oder verklemmte Späne oder andere Teilchen gelöst werden können.A further improvement results from the fact that mouths of the manifolds are arranged opposite each other and each aligned at the outputs of holes or channels of the article and are opened and closed alternately through the inlet valves. As a result, compressed air surges are generated in the opposite direction, with which even wedged or jammed chips or other particles can be solved.
Um eine möglichst eine lange Aufrechterhaltung eines großen Druckgefälles zu erreichen, sind Vakuumpumpe und Vakuumventil zur Senkung des Innendruckes der Behandlungskammer während der Einströmphase eingeschaltet bzw. geöffnet. Eine weitere Verbesserung des Entspanungsergebnisses wird dadurch erreicht, dass nach Erreichung einer Druckangleichung in der Behandlungskammer die Einströmventile geschlossen werden und mit der Vakuumpumpe eine erneute Evakuierung durchgeführt und im Anschluss eine weitere Belüftungsphase durchgeführt wird. Dieser Vorgang kann mehrmals wiederholt werden.In order to achieve as long as possible a long pressure gradient, the vacuum pump and the vacuum valve are switched on or opened to lower the internal pressure of the treatment chamber during the inflow phase. A further improvement of the relaxation result is achieved by closing the inflow valves after reaching a pressure equalization in the treatment chamber and carrying out a new evacuation with the vacuum pump and subsequently carrying out a further aeration phase. This process can be repeated several times.
Nach Beendigung der Entspanung sind die aus dem Gegenstand heraus gespülten Späne oder andere Partikel in der Behandlungskammer verteilt. Zur Ausscheidung ist eine Spülwasserreinigung der Behandlungskammer vorgesehen. Es kann sich dabei um Spritz- Sprüh oder Strahldüsen einer Spülleitung handeln, mit denen die Behandlungskammer ausgespült wird. Hierfür ist eine Spülwasserpumpe mit einem Spülwasserventil vorhanden. Dieser Vorgang erfolgt vor der Vakuumtrocknung des Gegenstandes oder nach Ende der Entspanung jedoch bei leerer Behandlungskammer. After completion of the relaxation of the washed out of the object chips or other particles are distributed in the treatment chamber. For the elimination of a rinse water cleaning the treatment chamber is provided. It may be spray spray or jet nozzles of a purge line, with which the treatment chamber is rinsed out. For this purpose, a rinse water pump with a rinse water valve is available. This process takes place before the vacuum drying of the article or after the end of the relaxation, however, when the treatment chamber is empty.
Nachfolgend ist an Hand der
Die Zeichnung zeigt eine schematische Einrichtung mit einer Behandlungskammer
Die Behandlungskammer
Die Ausrüstung der Behandlungskammer
Es sind Luftsammler
Die Druckströmung in den Verteilerrohren
Restspäne lagern sich in der Behandlungskammer
Das Steuergerät
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 4421061 A1 [0002] DE 4421061 A1 [0002]
- DE 102005013948 A1 [0003] DE 102005013948 A1 [0003]
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- 2013-12-16 DE DE102013021318.5A patent/DE102013021318A1/en active Pending
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