DE19727939C2 - Vorrichtung zur optimalen Dosierung von Spülflüssigkeit - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur optimalen Dosierung von Spülflüssigkeit gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Bei der Spülflüssigkeit kann es sich auch um Spülwasser handeln.

In galvanotechnischen bzw. chemischen Anlagen muß nach jedem Prozeßbad der bzw. die zu behandelnden Gegenstände oder Waren entsprechend den von der Verfahrenstechnik und der Prozeßsicherheit geforderten Spülkriterien gespült werden. Dabei wird die durch den Transport des oder der Gegenstände verschleppte Behandlungslösung derart verändert, insbesondere verdünnt, daß die Prozeßfähigkeit der nachfolgenden Prozeßschritte nicht mehr ausreichend sichergestellt ist.

Bekannte Spülsysteme verwenden Stand-, Fließ- und Gegenstromspüler (siehe Fachzeitschrift Galvanotechnik, Eugen G. Leuze Verlag, Saulgau 85 (1994) Nr. 9, 3001). Für die Spülwasserdosierung gibt es folgende Merkmale:

• 1. Spülwasser wird kontinuierlich nachdosiert. Hier muß die Spülwassermenge so eingestellt sein, daß auch bei höchstem Warendurchsatz und verschleppungsintensiven Teilen die notwendigen Spülkriterien sicher eingehalten werden. Das hat zur Folge, daß bei dieser Methode ein sehr hoher Spül- /Frischwasserresourceeinsatz notwendig ist, weil aus Sicherheitsgründen in vielen Fällen die Menge Spülwassernachdosierung höher ist als notwendig.
• 2. Spülwasser wird in Abhängigkeit von der Anzahl der durchgesetzten Gegenstände nachdosiert. Hier wird lediglich die kontinuierliche Nachdosierungsmenge an die Durchsatzmenge angepaßt, was für eine optimale Spülwasserdosierung unbefriedigend ist, da die jeweiligen Verschleppungs­ charakteristika abhängig sind von den jeweiligen physikalischen Daten der Lösung, der Art und Weise wie die Gegenstände mit der Lösung in Kontakt sind und aus ihr ausgehoben werden und von der Gestalt und Oberfläche der Gegenstände und ihrer Träger.
• 3. Spülwasser wird in Abhängigkeit, z. B. von der Gestalt der Oberfläche der behandelten Gegenstände und der sie haltenden Träger nachdosiert. Die genaue Vormessung der die Verschleppung beeinflussenden Oberflächen ist mit erheblichem Aufwand verbunden, da die hierzu notwendigen Daten zunächst empirisch experimentell ermittelt werden müssen. Dabei bleibt das jeweilige Abtropfverhalten unberücksichtigt, das von der Temperatur, Viskosität etc. der Behandlungslösungen abhängig ist.
• 4. Spülwasser wird in Abhängigkeit von Leitfähigkeitskriterien der Behandlungslösung und der Behandlungszeit nachdosiert. Hier besteht das Problem, daß mit einer Leitfähigkeitsmessung nicht alle Daten erfaßt werden können, die für die Ermittlung der Verschleppungskriterien wichtig sind. Abgesehen davon, ist die Wartung der Leitfähigkeitsmesser aufwendig und störanfällig.

Mit den vorstehenden Methoden ist eine mengenoptimierte Spülwasserdosierung praktisch und theoretisch nur sehr bedingt möglich. Zur Zeit werden in der Praxis zur Spülwasserdosierung hauptsächlich die ersten beiden Methoden anwendet.

Durch die DE 195 39 760 A1 ist eine Wasserdosiereinrichtung für Spülsysteme zur Reduzierung des Wasserverbrauches bei Anlagen der Galvano- und Oberflächentechnik bekannt, die verfahrensökonomisch aufwendig ist. So muß bei dieser Vorrichtung aus den oberflächigen Einflußgrößen in aufwendiger Weise ein chargenspezifischer Bezugswert ermittelt werden. Nachteilig ist, daß unmittelbar nach einer Oberflächenbehandlung eines oder mehrerer Gegenstände keine Prozeßsteuergröße unmittelbar zur Verfügung steht, ohne daß Oberflächenkriterien der Gegenstände und gegebenenfalls ihrer Träger ermittelt werden mußten, um eine optimale Spülflüssigkeitsdosierung erzielen zu können.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, mit der die Nachteile des Standes der Technik auf weitgehend einfache Weise vermieden werden können, mit der sichergestellt werden kann, daß nach einem ersten oder nach einem ersten und folgenden Tauchvorgang wenigstens eines zu behandelnden Gegenstandes in aufeinanderfolgenden Bädern eine Prozeßsteuergröße für die optimale Dosierung der Spülflüssigkeit unmittelbar zur Verfügung gestellt werden kann, so daß automatisch jeweils nur so viel Spülwasser nachdosiert werden kann, wie es den jeweiligen Umständen entsprechend unbedingt notwendig ist, um die notwendigen Spülwasserkriterien ausreichend und sicher erfüllen zu können, verbunden mit dem Ziel, den Spülwasserverbrauch drastisch reduzieren zu können.

Die Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen ergeben sich aus den Merkmalen des Unteranspruches.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird vorteilhafterweise die verschleppte Menge an Behandlungslösung für wenigstens eine Charge bestimmt. Hierzu wird erfindungsgemäß das Gewicht der zu behandelnden Gegenstände einschließlich der die Gegenstände haltenden Träger (z. B. Trommeln, Körbe, Gestelle) vor und nach der Behandlung automatisch gemessen. Zur Gewichtsmessung sind Druck- bzw. Kraftmessungen besonders geeignet. Es kann besonders vorteilhaft sein, die system­ spezifische Abtropfcharakteristik kontinuierlich zu registrieren, um in Verbindung mit dem ermittelten Gewicht vor dem Eintauchen in das erste Bad die tatsächlich verschleppte Flüssigkeitsmenge ermitteln zu können.

Die Gewichtsmessung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann an jeder Badstation zum Einsatz kommen und ist für jeden zu behandelnden Gegenstand bzw. Gegenstände an oder in einem beliebigen Träger geeignet.

Aus den gemessenen Verschleppungsmengen können die hierdurch bedingten Konzentrationsänderungen in den jeweiligen Badstationen genau berechnet werden. Entsprechend kann gezielt die optimale Frisch-/Spülflüssigkeitsnachdosierung automatisch eingestellt werden.

Mit den Meßergebnissen kann darüber hinaus der Konzentrationsverlauf von Galvanisierungsbädern berechnet und somit die Badpflege optimal gestaltet werden.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann eine an sich bekannte Transport­ einrichtung zum herkömmlichen Eintauchen mindestens eines zu behandelnden Gegenstandes an oder in einem Träger in eine Badllösung und zum Ausheben aus der Badlösung verwendet werden. Üblicherweise besteht eine Anlage zur Behandlung eines oder mehrerer Gegenstände aus mehreren Stationen, wobei die Transport­ einrichtung den oder die Gegenstände mit ihrem Träger von einer Station bzw. Position zur nächsten gemäß eines vorgegebenen Prozeßablaufs bewegt.

Dadurch daß erfindungsgemäß zwischen dem Träger für wenigstens einen zu behandelnden Gegenstand und der Transporteinrichtung oder zwischen dem Gegenstand und dem Träger eine für sich bekannte Wiegeeinrichtung eingeschaltet ist, die automatisch das Gewicht und/oder des Gegenstandes mißt, kann die Gewichtszunahme des Gegenstandes durch die Oberflächenbehandlung unmittelbar nach dem Ausheben aus einem Bad und gegebenenfalls zusätzlich die fortlaufende Gewichtsabnahme des mit Lösung behafteten Gegenstandes und gegebenenfalls seines Trägers während einer einstellbaren vorgegebenen Abtropfzeit fortlaufend gemessen werden.

Die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ermittelten Meßdaten werden als digitale oder analoge Daten an eine an sich bekannte Datenverarbeitungsanlage weitergegeben, die an einen für den Fachmann üblichen Steuer- oder Regelkreis angeschlossen ist, mit dem die optimale Spülung eines behandelten Gegenstandes und seines Trägers aufgrund der ermittelten Meßdaten durch herkömmliche Spüleinrichtungen vorgenommen wird, die ihrerseits keiner näheren Beschreibung bedürfen.

Der Steuer- und Regelkreis kann derart ausgebildet sein, daß er aufgrund der erhaltenen Meßdaten der Wiegeeinrichtung für sich bekannte Geräte ansteuert, die zusätzlich den Gegenstand und seinen Träger mit einer den jeweiligen Verhältnissen besonders angepaßten optimalen Geschwindigkeit aus dem Bad herausbewegen. Hiermit kann z. B. eine optimale bzw. maximale Verschleppungsmenge eingestellt werden. Der Steuer- und Regelkreis kann auch derart ausgebildet sein, daß er Signale an bekannte Geräte abgibt, die die Abtropfzeit besonders einstellen, ehe eine Spülung und/oder ein neuer Tauchvorgang in die Lösung eines weiteren Bades vorgenommen wird. Dabei kann der Steuer- oder Regelkreis die Abtropfzeit veränderten Verfahrensbedingungen besonders nachführen, wenn beispielsweise eine maximale Verschleppungsmenge gewünscht wird. Auch kann der Steuer- oder Regelkreis Signale an für sich bekannte Geräte abgeben, die automatisch für eine Spülwasserdosierung Sorge tragen, um vor allem die für die Verfahrenssicherheit geforderten Spülkriterien einhalten zu können.

Da die genaue Kenntnis des charakteristischen Abtropfdiagramms des oder der jeweiligen zu behandelnden Gegenstände in oder an einem Träger besonders wichtig ist, kann es vorteilhaft sein, das jeweilige Abtropfdiagramm (gemessene Abtropfmenge über der Zeit) an mehreren Badstationen bzw. Badpositionen zu messen und hieraus ein korrigiertes Abtropfdiagramm zu ermitteln.

Durch die automatische Erfassung sich ständig ändernder Gewichtsdaten während der gewählten Abtropfzeit ist auch eine Konzentrationsberechnung der Lösung in allen Badpositionen möglich, so daß über den Steuer- oder Regelkreis leicht ver­ änderte Lösungskonzentrationen an einen Sollwert automatisch angepaßt werden können.

Die Bestimmung der verschleppten Menge an Lösung durch Datenanalyse der Gewichtsmessungen kann vollautomatisch für jede Trägerart eines oder mehrerer zu behandelnden Gegenstände und für jede Art von Gegenstände mit beliebigen Oberflächenverhältnissen durchgeführt werden, wobei die jeweiligen physikalischen Daten der Lösung des Bades mitberücksichtigt werden.

Dem Fachmann sind die erfindungsgemäß verwendeten Meßeinrichtungen als solche sowie Datenverarbeitungseinrichtung zur Auswertung der erhaltenen Meßdaten und die Mittel zur Eingabe solcher Meßdaten in einen Steuer- oder Regelkreis z. B. zur Durchführung einer optimalen Dosierung von Spülflüssigkeit ohne weiteres bekannt, so daß es insoweit einer weiteren Beschreibung hier nicht bedarf.

Claims (2)

1. Vorrichtung zur optimalen Dosierung von Spülflüssigkeit in Anlagen zur chemischen und/oder galvanischen Behandlung wenigstens eines von einem Träger an einer Transportvorrichtung gehaltenen Gegenstandes in aufeinanderfolgenden Bädern mit auf den Gegenstand einwirkenden Prozeßflüssigkeiten und mit Spülflüssigkeiten zum Abspülen der Prozeßflüssigkeiten dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Träger und der Transportvorrichtung oder zwischen dem Gegenstand und dem Träger eine Vorrichtung zur fortlaufenden Gewichtsmessung mit digitalem oder analogem Gewichtsausgang angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der digitale oder analoge Meßausgang an eine Datenverarbeitungsanlage angeschlossen ist, die die jeweils verschleppte Flüssigkeitsmenge ermittelt und diesbezügliche Steuersignale an Steuereinrichtungen in Verbindung mit Geräten zur Ergänzung von Spülflüssigkeit in Spülbädern und/oder zur Ergänzung von Prozeßflüssigkeit in Prozeßbädern und/oder zur Steuerung der Aushubgeschwindigkeit aus den Bädern und/oder zur Einstellung von Flüssigkeits-Verschleppungsmengen durch Bestimmung der Abtropfzeiten und/oder zur Änderung von Flüssigkeitskonzentrationen in Bädern abgibt.