DE19532938C2

DE19532938C2 - Entschlammungsvorrichtung und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE19532938C2
Application number: DE19532938A
Authority: DE
Inventors: Kazuo Minemura
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1994-05-17
Filing date: 1995-09-06
Publication date: 1997-07-03
Anticipated expiration: 2015-09-07
Also published as: FR2738500A1; JPH07308519A; FR2738500B1; US6723240B1; DE19532938A1; JP3187249B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Entschlammungsvorrichtung zum Beseitigen von in einer geschmolzenen Salzbadlösung enthaltenem Schlamm, außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Entschlammungsvorrichtung.

Für die Einsatzhärtung von aus Eisen bestehenden oder auf Eisenbasis hergestellten Teilen, beispielsweise Kraftfahrzeugteilen wie Kurbelwellen oder dergleichen, werden Salzbad-Weichnitrierhärtungsvorrichtungen eingesetzt. Speziell werden solche Salzbad-Weichnitrierhärtungs vorrichtungen zum Einsatzhärten von Eisen- oder eisenhaltigen -Metall teilen eingesetzt, indem diese Teile in eine Salzbadlösung eingetaucht werden, in der ein Salzbadmittel erhitzt und geschmolzen ist.

Wenn dieser Einsatzhärtprozeß eine gewisse Weile angedauert hat, beginnt der in der Badlösung schwebende Schlamm allmählich die Qualität der gehärteten Teile zu beeinträchtigen. Deshalb wurden verschiedene Verfahren vorgeschlagen, den Schlamm aus der Salz badlösung zu entfernen. Bei einem bekannte Verfahren wird ein Gefäß aus Metallsiebmaterial oder dergleichen in einen Salzbadofen eingetaucht, die Salzbadlösung aufgerührt, um den Schlamm aufzuwirbeln, und nach dem Rühren setzt sich der Schlamm auf dem Boden des Gefäßes ab, um dann zusammen mit dem Gefäß aus dem Salzbadofen entfernt zu werden.

Diese herkömmliche Verfahren ist allerdings insofern problematisch, als die Effizienz der Nitrierhärtvorrichtung beeinträchtigt wird, da während des Entschlammungsvorgangs die Härtungsvorrichtung nicht in Betrieb ist.

Aus der D1 ist eine gattungsgemäße Entschlammungsvorrichtung be kannt, die einen außerhalb eines Salzschmelzbades angeordneten Schlammauffangbehälter von konisch verjüngter Gestalt aufweist. Der Schlammauffangbehälter ist aus einem hitzebeständigen und säure beständigen Blech bzw. einer Schicht aus Stahl, Keramik, Titan oder dergleichen hergestellt. Um einerseits eine Salzschmelzbad-Flüssigkeit zwischen dem Schlammauffangbehälter und dem Salzschmelzbad zirku lieren zu lassen und andererseits Schlammpartikel aufzufangen, sind in der Wandung des Schlammauffangbehälters eine Vielzahl von Löchern vorgesehen. Mit diesen werden verhältnismäßig große Schlammpartikel aufgefangen. Hinsichtlich der angestrebten hohen Auffangausbeute von Schlammpartikeln und des erwünschten geringeren Reinigungsaufwands für den Behälter erweist sich jedoch die Entschlammungsvorrichtung als verbesserungsbedürftig.

Ausgehend von einer Entschlammungsvorrichtung, wie sie im Oberbe griff des neuen Anspruchs 1 definiert und in der DE 43 37 374 A1 beschrieben ist, liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Entschlammungsvorrichtung dahingehend weiterzuverbessern, daß der Schlamm auf einfache Weise effizient aufgefangen und zuverlässig entfernbar wird; außerdem soll ein Verfahren zum Fertigen solch einer Entschlammungsvorrichtung angegeben werden.

Gelöst wird die obige Aufgabe durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Vertikalschnittansicht einer Entschlammungsvorrichtung, deren allgemeiner Aufbau aus der DE-A-43 37 374 bekannt ist;

Fig. 2 eine vergrößerte vertikale Teil-Querschnittansicht eines Schlammauffangbehälters der Entschlammungsvorrichtung mit einer erfindungsgemäßen Ausbildung des Behälters;

Fig. 3 eine vergrößerte vertikale Teil-Schnittansicht eines Schlamm auffangbehälters einer weiteren Ausführungsform gemäß der Erfindung, wobei der Schlammauffangbehälter zwei Gruppen von Löchern unterschiedlicher Durchmesser in einer Seiten wand aufweist; und

Fig. 4 eine vergrößerte vertikale Teil-Schnittansicht eines Schlamm auffangbehälters einer noch weiteren Ausführungsform gemäß der Erfindung, wobei der Schlammauffangbehälter drei Gruppen von Löchern unterschiedlicher Durchmesser in einer Seitenwand enthält.

Wie in Fig. 1 zu sehen ist, enthält eine Entschlammungsvorrichtung 10 einen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausge bildeten Schlammauffangbehälter 16, der sich außerhalb eines Salz schmelzbades 12 befindet, und der mit dem dadurch gekoppelt ist, daß die geschmolzene Salzbadlösung 14 zwischen dem Schlammauffangbe hälter 16 und dem Salzschmelzbad 12 umgewälzt wird.

Der Schlammauffangbehälter 16 ist aus einem Blech aus Stahl, Keramik material, Titan oder einer Stahllegierung hergestellt, wobei dieses Material sehr gut hitze- und säurebeständig ist. Es besitzt eine Dicke im Bereich von 0,1 mm bis 10,0 mm. Der Schlammauffangbehälter 16 hat die Form eines mit Boden versehenen Zylinders mit einem abgedeckten offenen Ende 18. Der Schlammauffangbehälter 16 besitzt eine Seiten wand 20 und einen Boden 22 mit jeweils einer darin ausgebildeten Mehrzahl von Löchern 24, wobei die Durchmesser der Löcher von 0,1 bis 1,0 mm reichen. Benachbarte Löcher sind voneinander in einem Abstand angeordnet, der dem ein- bis dreifachen ihrer Durchmesser entspricht. Jedes der Löcher 24 wird durch Elektronenstrahlbearbeitung gebildet und hat sich verjüngende Form, beispielsweise derart, daß der Durchmesser D1 an einem Ende der Öffnung an einer Außenwandober fläche des Behälters 16 kleiner ist als der Durchmesser D2 an einem Ende der Öffnung, die an der Innenwandoberfläche des Schlammauf fangbehälters liegt.

Der Schlammauffangbehälter 16 bildet in seinem Inneren einen Innen raum 26, der an dem abgedeckten offenen Ende 18 eine größere Öffnungsfläche aufweist als am Boden 22. Der Innenraum 26 besitzt am Boden 22 einen Durchmesser von 130 mm, und an seinem abgedeckten offenen oberen Ende 18 einen Durchmesser von 150 mm bei einer ver tikalen Höhe des Schlammauffangbehälters von 200 mm.

An dem offenen Ende 18 ist ein Deckel 28 angebracht, der eine mittlere Einlaßöffnung 30 aufweist, durch die hindurch die Salzbadlösung 14 in Schlammauffangbehälter 16 einbringbar ist. Der Deckel 28 besitzt außer dem eine Verteilerkappe 34 die sich unterhalb der Einlaßöffnung befindet, um die geschmolzene Salzbadlösung 14 in einem breiten Bereich des Schlammauffangbehälters 16 zu verstreuen und den Druck der von der Einlaßöffnung 30 ausgestoßenen Salzbadlösung 14 zu ver ringern.

Das Salzschmelzbad 12 besitzt eine Wanne 36 aus korrosionsbeständiger Legierung wie z. B. INCONEL (Marke), die mit der geschmolzenen Salzbadlösung 14 gefüllt ist. Ein Rohr 38 ist mit einem Ende in die Salzbadlösung 14 innerhalb der Wanne 36 eingetaucht und mit einer (nicht gezeigten) Pumpe verbunden. Das andere Ende des Rohrs 38 ist mit der Einlaßöffnung 30 des Deckels 28 gekoppelt, der an dem offenen Ende 18 des Schlammauffangbehälters 16 angebracht ist. Der Schlamm auffangbehälter 16 ist entfernbar auf einem Rahmen 40 angebracht, der einstückig an dem oberen Ende der Wanne 36 angebracht ist.

Im folgenden wird ein Verfahren zum Herstellen des Schlammauffang behälters 10 beschrieben.

Die Seitenwand 20 und der Boden 22 werden getrennt voneinander gefertigt. Sowohl in der Seitenwand 20 als auch im Boden 22 werden durch Elektronenstrahlbearbeitung mehrere sich verjüngende Löcher 24 ausgebildet. Die Seitenwand 20 und der Boden 22 werden derart mitein ander verbunden, daß die größeren Öffnungen (mit dem Durchmesser D2) der Löcher innen liegen, wodurch der mit Boden versehene etwa zylindrische Schlammauffangbehälter 16 fertiggestellt ist.

Alternativ kann man auch die sich verjüngenden Löcher 24 in der Sei tenwand 20 und in dem Boden 22 durch Elektronenstrahlbearbeitung ausbilden, nachdem der sich aus der Seitenwand 20 und dem Boden 22 zusammensetzende, mit Boden versehene Zylinder hergestellt ist.

Der Schlammauffangbehälter 16 wird dann auf den sich von dem Salz schmelzbad 12 nach außen erstreckenden Rahmen 40 plaziert und mit dem Salzschmelzbad 12 über das Rohr 38 gekoppelt, damit die ge schmolzene Salzbadlösung 14 zwischen dem Schlammauffangbehälter 16 und dem Salzschmelzbad 12 umgewälzt werden kann.

Das Salzbadmittel innerhalb des Salzschmelzbades 12 wird auf eine gegebene Temperatur erhitzt, um die geschmolzene Salzbadlösung 14 zu erhalten. Wenn Metallteile auf Eisenbasis in die Salzbadlösung 14 für eine gewisse Zeitspanne eingegeben werden, werden sie einsatzgehärtet oder nitriergehärtet.

Bei andauerndem Nitrierprozeß sammelt sich die in der Salzbadlösung 14 enthaltene Menge von Schlamm an. Deshalb wird ein Durchlauf zum Entfernen des angesammelten Schlamms aus der Salzbadlösung 14 durchgeführt. Speziell wird eine hier nicht dargestellte Pumpe einge schaltet, um die Salzbadlösung 14 des Schmelzbads 12 durch das Rohr 38 anzusaugen. Die Salzbadlösung 14 gelangt über das Rohr 38 durch die Löcher 32 der Verteilerkappe 34 oben in den Schlammauffangbehäl ter 16 und durch diesen hindurch. Nachdem der in der Salzbadlösung 14 enthaltene Schlamm von dem Schlammauffangbehälter 16 aufgefangen und zurückgehalten wurde, fließt die so gereinigte Lösung durch die Löcher 24 in der Seitenwand 20 und im Boden 20 ab, um in das Salzbad 12 zurückzugelangen.

Bei dieser Ausführungsform setzt sich der Schlammauffangbehälter 16 zusammen aus Metallblechteilen, in denen die Löcher 24 ausgebildet sind. Deshalb ist die Gesamtfläche, über die der Schlammauffangbehäl ter 16 in Berührung mit der geschmolzenen Salzbadlösung 14 gelangt, kleiner als im Fall eines maschen- oder siebartigen Schlammauffang behälters aus dem gleichen Material. Daher ist der Schlammauffangbe hälter 16 beständiger gegenüber Erosion durch die geschmolzene Salz badlösung 14 und er ist wesentlich langlebiger als ein maschensiebartiger Auffangbehälter.

Der Schlammauffangbehälter 16 besteht aus Stahl, Keramik, Titan oder Legierungsstahl, der in erheblichem Maß beständig gegenüber Hitze und Säure ist. Deshalb hat der Schlammauffangbehälter 16 eine hohe Lebens dauer und eignet sich in wirtschaftlicher Weise für den wiederholten Gebrauch.

Bei dieser Ausführungsform sind die Löcher 24 in der Seitenwand 20 und in dem Boden 22 des Schlammauffangbehälters 16 durch Elektronenstrahlbearbeitung ausgebildet. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, hat jedes der Löcher 24 eine sich verjüngende Querschnittsform in der Weise, daß der Durchmesser D1 des Öffnungsendes an der Außen wandfläche kleiner ist als der Durchmesser D2 des Öffnungsendes an der Innenwandoberfläche.

Diese Ausgestaltung in Form eines sich verjüngenden Lochs ermöglicht es, daß der Schlamm sich in einfacher und zuverlässiger Weise in den Löchern 24 entlang dem Gradienten der Innenflächen der Löcher 24 ablagert, so daß der Schlammauffangbehälter 16 den Schlamm mit hohem Wirkungsgrad auffangen kann. Wenn der Schlammauffangbe hälter anschließend zum Reinigen in einer Ultraschall- oder Heißwasser- Reinigungsvorrichtung plaziert wird, läßt sich der angesammelte Schlamm mühelos entlang den Steigungen der Innenflächen der Löcher 24 lösen und entfernen. Folglich kann insgesamt der Schlamm sehr wirksam durch einfaches Reinigen aus dem und von dem Schlammauf fangbehälter entfernt werden.

Fig. 3 zeigt einen Schlammauffangbehälter 16 gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, besitzt der Schlammauffangbehälter 16 eine Seitenwand 20 und einen Boden 22, von denen die Seitenwand 20 eine erste Gruppe von Löchern 24a im Bereich des Bodens 22 mit einem Durchmesser D_a von 0,2 mm bei spielsweise aufweist, ferner eine zweite Gruppe von Löchern 24b in einem von dem Boden 22 entfernten Bereich, wobei diese Löcher einen Durchmesser D_b von beispielsweise 0,6 mm besitzen.

Da die Seitenwand 20 zwei Gruppen von Löchern 24a und 24b verschiedener Durchmesser besitzt, kann der in Fig. 3 dargestellte einzelne Schlammauffangbehälter 16 zuverlässig Schlamm mit unter schiedlichen Teilchengrößen aus der geschmolzenen Salzbadlösung 14 entfernen.

Fig. 4 zeigt eine noch weitere Ausführungsform eines erfindungs gemäßen Schlammauffangbehälters 16. Wie Fig. 4 zeigt, besitzt der Schlammauffangbehälter 16 eine Seitenwand 20 und einen Boden 22. Die Seitenwand 20 enthält eine erste Gruppe von Löchern 24c, eine zweite Gruppe von Löchern 24d und eine dritte Gruppe von Löchern 24e, die sukzessive in jeweiligen Zonen ausgebildet sind, die von dem Boden 22 in Richtung des oberen Endes 18 des Behälters hin (siehe Fig. 2) ausgebildet sind. Die Löcher 24c der ersten Gruppe, d. h. der unteren Gruppe, besitzen jeweils einen Durchmesser von D_c von 0,2 mm beispielsweise, während die Löcher 24d der zweiten, d. h. mittleren Gruppe, jeweils einen Durchmesser von beispielsweise D_d = 0,4 mm und die Löcher 24e der dritten, unteren Gruppe jeweils einen Durchmesser D_e von 0,6 bis 0,8 mm besitzen. Der Schlammauffang behälter 16 mit den drei Gruppen von Löchern 24c, 24d und 24e bietet die gleichen Vorteile wie der Schlammauffangbehälter 16 mit den zwei Gruppen von Löchern 24a und 24b.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen besitzt der Schlamm auffangbehälter 16 die Form eines mit einem Boden versehenen Zylinders. Statt dessen kann die Entschlammungsvorrichtung aber auch einen Schlammauffangbehälter mit einem rohrförmigen Körper aufweisen, der mit einem Boden versehen ist und einen polygonförmigen Querschnitt besitzt.

Claims

1. Entschlammungsvorrichtung, umfassend:
einen Schlammauffangbehälter (16) zum Entfernen von in einer ge schmolzenen Salzbadlösung enthaltenen Schlamm;
wobei der Schlammauffangbehälter (16) aus Stahl, Keramik, Titan oder einer Stahllegierung gefertigt ist und eine rohrförmige Gestalt eines mit Boden versehenen Zylinders oder eines mit Boden versehenen Polygons mit einem offenen Ende (18) aufweist; und
der Schlammauffangbehälter (16) eine Seitenwand (20) und einen Boden (22) besitzt, in denen jeweils eine Mehrzahl von Löchern (24) ausgebil det ist, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Löcher (24) in der Seitenwand (20) und/oder im Boden (22) des Schlammauffangbehälters (16) ein sich verjüngendes Loch (24) ist, dessen Öffnungsdurchmesser in der Außenwandoberfläche des Schlammauffangbehälters (16) kleiner ist als der Durchmesser der Öffnung in der Innenwandoberfläche des Schlammauffangbehälters (16).

2. Entschlammungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der benachbarte Löcher (24) einen Abstand voneinander haben, der etwa dem 1-3fachen der Lochdurchmesser (24) entspricht.

3. Entschlammungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, bei der die in der Seitenwand (20) des Schlammauffangbehälters (16) ausge bildeten Löcher solche (24a) in der Nähe des Bodens (22) und solche (24b) fern von dem Boden (22) umfassen, von denen die Löcher (24a) in der Nähe des Bodens (22) einen kleineren Durchmesser besitzen als die Löcher (24b) fern von dem Boden.

4. Entschlammungsvorrichtung nach Anspruch 3, bei der die in der Seitenwand (20) des Schlammauffangbehälters (16) gebildeten Löcher mindestens zwei Gruppen von Löchern (24a . . . ) aufweisen, deren Durchmesser in einer von dem Boden (22) wegweisenden Richtung zunehmend größer werden.

5. Entschlammungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlammauffangbehälter einen sich nach unten verjüngenden Innenraum aufweist, der eine größere Öff nungsfläche am offenen Ende (18) aufweist als am Boden (22).

6. Entschlammungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen in dem offenen Ende (18) des Schlamm auffangbehälters (16) gelagerten Deckel (28) mit einer Mitteleinlaß öffnung (30) zum Einleiten einer geschmolzenen Salzbadlösung in den Schlammauffangbehälter (16), wobei der Deckel (18) unterhalb der Einlaßöffnung (30) eine Verteilerkappe (34) mit einer Vielzahl von Löchern (32) besitzt.

7. Verfahren zum Herstellen einer Entschlammungsvorrichtung mit einem Schlammauffangbehälter, umfassend die Schritte:
Herstellen einer Seitenwand (20) und eines Bodens (22) in getrennten Arbeitsschritten;
Ausbilden einer Mehrzahl von sich verjüngenden Löchern (24) in der Seitenwand (20) und in dem Boden (22) durch Elektronenstrahlbearbei tung,
wobei jedes der Löcher einen Öffnungsdurchmesser in der Außenwand oberfläche des Schlammauffangbehälters (16) aufweist, welcher kleiner als der Durchmesser der Öffnung in der Innenwandoberfläche des Schlammauffangbehälters (16) ist, und
Befestigen der Seitenwand (20) und des Bodens (22) miteinander in der Weise, daß größere Öffnungen der Löcher (24) sich an der Innenwand seite befinden, um dadurch einen Schlammauffangbehälter (16) mit rohrförmigem, zylindrischem oder polygonförmigem Querschnitt mit Boden sowie einem offenen Ende zu erhalten, mit dem in einer ge schmolzenen Salzbadlösung enthaltener Schlamm entfernt werden kann.

8. Verfahren zum Herstellen einer Entschlammungsvorrichtung, um fassend die Schritte:
Bereitstellen eines mit einem Boden versehenen Schlammauffangbehäl ters (16) mit einem offenen Ende (18) zum Entfernen von in einer ge schmolzenen Salzbadlösung vermischtem Schlamm; und
Ausbilden mehrerer sich verjüngender Löcher (24) in einer Seitenwand (20) und in einem Boden (22) des mit Boden versehenen Schlammauf fangbehälters (16) durch Elektronenstrahlbearbeitung,
wobei jedes der Löcher einen Öffnungsdurchmesser in der Außenwand oberfläche des Schlammauffangbehälters (16) aufweist, welcher kleiner als der Durchmesser der Öffnung in der Innenwandoberfläche des Schlammauffangbehälters (16) ist.