DE4125891C2

DE4125891C2 - Process for cleaning dirty parts

Info

Publication number: DE4125891C2
Application number: DE19914125891
Authority: DE
Inventors: Hermann Ziegler
Original assignee: Hermann Ziegler
Current assignee: MULTIMATIC OBERFLAECHENTECHNIK GMBH & CO, 49324 ME
Priority date: 1991-08-05
Filing date: 1991-08-05
Publication date: 1995-01-19
Anticipated expiration: 2011-08-06
Also published as: DE4125891A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung ver schmutzter Teile (Waschgut), insbesondere zur Entfettung von Metallteilen.The invention relates to a method for cleaning ver dirty parts (laundry), especially for degreasing Metal parts.

Ein derartiges Verfahren läßt sich der DE-PS 2 35 548 entneh men. Das hier offenbarte Verfahren arbeitet mit Lösemittel kaltreiniger auf Basis aliphatischer Kohlenwasserstoffe, wo bei das Waschgut während des Reinigungsvorganges gegenüber der Außenatmosphäre hermetisch abgeschlossen, mit dem Löse mittel unmittelbar beaufschlagt und nach Beendigung der letz ten Waschstufe unter Aufrechterhaltung des hermetischen Ab schlusses durch Aufblasen erwärmter Luft getrocknet wird, die in einem geschlossenen Kreislauf geführt, zum Auskondensieren des Lösemittels abgekühlt und anschließend wieder erwärmt wird, und wobei das auskondensierte Lösemittel in einem Löse mittelkreislauf zurückgeführt wird.Such a method can be found in DE-PS 2 35 548 men. The method disclosed here uses solvents cold cleaner based on aliphatic hydrocarbons, where opposite the laundry during the cleaning process the outside atmosphere hermetically sealed with the release medium applied immediately and after the end of the last th washing stage while maintaining the hermetic Ab finally by drying heated air, the conducted in a closed circuit for condensation the solvent cooled and then warmed up again is, and wherein the condensed solvent in a solvent middle circuit is returned.

Bei diesem vorbekannten Verfahren findet ein Destillations gefäß Verwendung, das mit der erforderlichen Menge des flüch tigen Lösungsmittels, zum Beispiel Benzin, gefüllt ist. Die zu entfettenden Metallgegenstände werden in den Behälter ge legt, der daraufhin geschlossen wird. In den Behälter wird dann Dampf zugeführt, wodurch das in dem genannten Gefäß be findliche Benzin vergast wird. Die Benzindämpfe werden in die Schlange eines Kondensators geleitet und hier verflüssigt. Das Benzin wird dann in Form von Druckstrahlen auf die in dem Behälter befindlichen Metallgegenstände gesprüht. Das mit Fett und Schmutzteilen verunreinigte Benzin gelangt durch einen Siebboden des Behälters in das genannte Destillations gefäß und wird hier wiederum in der beschriebenen Weise ver gast, so daß es sich in ständigem Kreislauf durch den Konden sator, einen Entfettungsbehälter und das Destillationsgefäß bewegt. Nach beendeter Entfettung wird die Flüssigkeitszufuhr zu dem Behälter unterbrochen. Aus einem geeigneten Vorrats behälter wird nicht oxidierendes Gas angesaugt und durch eine Heizvorrichtung erhitzt. Dieses heiße Gas gelangt dann in den Innenraum des Behälters, vergast die hier noch befindlichen Restmengen des Benz ins und führt diese wiederum in die Schlange des Kondensators. Das sich hier abscheidende Benzin wird dem Destillationsgefäß zugeführt. Das heiße Schutzgas wird dann solange im Kreislauf durch den Behälter und den Kondensator bewegt, bis jede Spur des flüchtigen Lösungsmit tels aus dem Behälter beseitigt ist. Alsdann können die in dem Behälter befindlichen Metallgegenstände ohne Explosions gefahr nach Öffnung der Tür herausgenommen und durch andere ersetzt werden.In this previously known process, distillation takes place vessel use that with the required amount of cursed term solvent, for example gasoline. The Metal objects to be degreased are placed in the container which is then closed. In the container then steam is supplied, whereby the be in the said vessel sensitive gasoline is gasified. The gasoline vapors are in the Line of a condenser passed and liquefied here. The gasoline is then in the form of pressure jets on the in the Containers sprayed metal objects. That with Gasoline contaminated with grease and dirt gets through a sieve bottom of the container in said distillation vessel and is again ver in the manner described gas, so that it is in constant circulation through the condens sator, a degreasing container and the distillation vessel emotional. When degreasing is complete, the fluid intake interrupted to the container. From a suitable stock container is sucked in non-oxidizing gas and through a Heater heated. This hot gas then gets into the Interior of the container, gasified those still located here Remainder of the Benz in and leads this in turn into the Snake of the condenser. The gasoline separating out here is fed to the distillation vessel. The hot protective gas is then in circulation through the container and the Capacitor moves until every trace of the volatile solution is present is removed from the container. Then the in metal objects in the container without explosion taken out after opening the door and by others be replaced.

Eine Teilereinigung mit Lösemittelkaltreiniger auf Basis ali phatischer Kohlenwasserstoffe, wie sie beispielsweise in der vorstehend genannten Druckschrift beschrieben ist, führt in der Regel zu unzureichenden Reinigungsergebnissen.Parts cleaning with solvent-based cold cleaner based on ali phatic hydrocarbons, such as in the described above leads in generally inadequate cleaning results.

Allein aus diesem Grunde werden seit Jahrzehnten chlorierte Lösemittel verwendet, die zwar hinsichtlich der Reinigung erheblich bessere Resultate erbringen, wegen der Umweltbela stung sich ständig verschärfenden Auflagen hinsichtlich des Einsatzes bzw. der Handhabung unterliegen. Die Fachwelt ist einheitlich bemüht, diesen Auflagen durch ständige Verbesse rungen der Reinigungsanlagen gerecht zu werden. Die weitere Verwendung chlorierter Lösemittel wird dabei nicht in Frage gestellt. For this reason alone, chlorination has been taking place for decades Solvent used, although with regard to cleaning produce significantly better results because of the environmental impact constantly tightening requirements regarding the Use or handling subject. The professional world is uniformly striving to meet these requirements through constant improvements cleaning systems. The further one The use of chlorinated solvents is out of the question posed.

In Abkehr dieser einheitlichen Entwicklung auf dem einschlä gigen Reinigungssektor geht die Erfindung unter der Zielset zung, die angefeindeten chlorierten Lösemittel vollständig zu vermeiden, wieder zurück auf ein Reinigungsverfahren mit Koh lenwasserstoffen.In reverse of this uniform development on the incl nent cleaning sector, the invention goes under the target set tion, the hostile chlorinated solvents completely avoid going back to a cleaning process with Koh hydrocarbons.

Die DE 39 23 685 A1 offenbart ein Verfahren zum Reinigen von Gegenständen, die mit oxidierbaren organischen Substanzen verunreinigt sind. Hierbei werden die zu reinigenden Gegen stände mittels eines sauerstoffhaltigen Plasmas gereinigt, in dem die unerwünschten organischen Substanzen durch das Plasma oxidiert und durch die Oxidation in gasförmige Produkte umge wandelt werden. Der den zu reinigenden Gegenstand aufnehmende Raum wird vor Erzeugung des Plasmas evakuiert und dabei bei spielsweise auf einen Druck von 0,5 mbar gebracht.DE 39 23 685 A1 discloses a method for cleaning Objects made with oxidizable organic substances are contaminated. Here, the counter to be cleaned stands cleaned by means of an oxygen-containing plasma, in which the unwanted organic substances through the plasma oxidized and converted into gaseous products by the oxidation be changed. The one receiving the object to be cleaned Space is evacuated before generating the plasma and thereby for example brought to a pressure of 0.5 mbar.

Zur Erreichung des vorstehend genannten Zieles, also zur Ent wicklung eines Reinigungsverfahrens, bei dem keine chlorier ten Lösemittel Verwendung finden, wird erfindungsgemäß ein Verfahren mit folgenden Merkmalen vorgesehen:To achieve the above-mentioned goal, i.e. to achieve Development of a cleaning process in which no chlorination According to the invention, th solvent is used Process provided with the following features:

a) The parts are cleaned using a solvent cold cleaner Base of aliphatic hydrocarbons with one flame point 40 ° C;
b) during the cleaning process, the laundry is against hermetically sealed over the outside atmosphere and with the solvent immediately applied, the washing is moved well during the washing process;
c) the washing process is successively in several wash fen carried out, with a separate for each washing stage Solvent amount used and closed in one its circuit is returned through a filter;
d) after the end of the last washing stage, this will continue hermetically sealed against the outside atmosphere Laundry dried by inflating heated air;
e) the drying air is in a closed cycle led and to avoid an explosive Gemi frozen;
f) the drying air loaded with solvents becomes out condense the solvent cooled and then warmed up again;
g) the condensed solvent is in the solvent cycle returned;
h) the laundry is a Nieder after drying Subjected to pressure plasma treatment with microwave excitation fen.

Erfindungsgemäß sind somit bestimmte Verfahrensschritte vor gesehen, die trotz der unzureichenden Reinigungswirkung der Kohlenwasserstoffe zu einem verbesserten Reinigungsergebnis führen, das vergleichbar ist mit dem durch den Einsatz chlo rierter Lösemittel erreichten Ergebnis.According to the invention, certain method steps are thus before seen the despite the insufficient cleaning effect of the Hydrocarbons for an improved cleaning result lead that is comparable to that by using chlo achieved solvent.

Maßgeblich für die überraschend guten, mit dem erfindungsge mäßen Verfahren erzielten Ergebnisse ist die dem Waschvorgang nachgeschaltete Niederdruckplasmabehandlung mit Mikrowellen anregung. Dieses Verfahren ist zwar an sich bekannt, wurde bisher aber lediglich als alleiniges Reinigungsverfahren zur Reinigung von Kunststoffteilen angewendet, bei denen es in erster Linie um die Aktivierung der Oberfläche geht, die hin sichtlich ihrer Lackierfähigkeit verbessert werden soll.Decisive for the surprisingly good, with the fiction The result obtained by the process is the washing process downstream low pressure plasma treatment with microwaves stimulation. This method is known per se So far, however, only as the sole cleaning process Cleaning plastic parts where it is used primarily about the activation of the surface that goes visibly their paintability should be improved.

Bei der Niederdruckplasmabehandlung erfolgt der Abtrag der Verunreinigungen schichtweise. Dieses Reinigungsverfahren läßt sich daher nur einsetzen bei Teilen, deren Verschmutzung in Form eines gleichmäßigen dünnen Films vorliegt. Ungleich mäßige Verunreinigungen, z. B. in Form von auf der Teile oberfläche festhaftenden Tropfen, lassen sich mit einer Nie derdruckplasmabehandlung nicht bzw. nicht in einer wirt schaftlich vertretbaren Behandlungszeit entfernen.In the case of low-pressure plasma treatment, the Impurities in layers. This cleaning process can therefore only be used for parts whose soiling is in the form of a uniform thin film. Unequal moderate contamination, e.g. B. in the form of on the parts surface adherent drops, can be removed with a never pressure plasma treatment not or not in a host Remove acceptable treatment time.

Zur Erzeugung eines Niederdruckplasmas wird in eine Vakuum kammer bei einem Druck von 1 mbar ein Gas oder Gasgemisch eingeleitet und durch Anlegen einer hochfrequenten Wechsel spannung in ionisierten Zustand versetzt. Im Falle organi scher Verunreinigungen wie Fett, Öl, Wachs oder Lösemittel filme erfolgt eine Reaktion mit aktivem Sauerstoffgas. Der Materialabtrag wird also bewirkt durch eine chemische Reak tion des aktiven Sauerstoffes mit den organischen Substanzen, unterstützt durch fotochemische Prozesse, die durch das Vor handensein intensiver UV-Strahlung ausgelöst werden.To generate a low pressure plasma, vacuum is applied chamber at a pressure of 1 mbar a gas or gas mixture initiated and by applying a high frequency change voltage is ionized. In the case of organi shear impurities such as grease, oil, wax or solvents films, there is a reaction with active oxygen gas. Of the Material is removed by a chemical reac tion of active oxygen with the organic substances, supported by photochemical processes by the pre intense UV radiation.

Die erfindungsgemäß nachzuschaltende Plasmaanlage wird so ausgelegt, daß das Waschgut die Anlage im Durchlauf passieren kann.The plasma system to be connected downstream according to the invention is thus designed that the laundry to pass through the system in the run can.

Das erfindungsgemäße Verfahren sieht für den Waschvorgang mehrere Behandlungsschritte vor, die sich als notwendig er wiesen haben, um die Oberflächenverschmutzung - wenn sie sich durch den Waschvorgang nicht bereits vollständig entfernen läßt - nur noch als einen dünnen, die Teileoberfläche gleich mäßig abdeckenden Film zurückzulassen. Hierzu dienen der mehrstufige Waschvorgang und insbesondere auch die kontinu ierliche Ausfilterung aller Feststoffe aus dem Lösemittel.The method according to the invention provides for the washing process several treatment steps that he deems necessary have pointed to the surface pollution - if they are do not completely remove it by washing leaves - only as a thin, the part surface the same leave moderately covering film. For this purpose, the multi-stage washing process and especially the continuous Filter all solids out of the solvent.

Durch die Verwendung eines Lösemittels mit einem Flammpunkt 40°C sollen die Sicherheitsmaßnahmen zur Vermeidung einer Explosion in vertretbarem Rahmen gehalten werden. In diesem Zusammenhang hat sich die Tiefkühlung der Trocknungsluft als besonders geeignet erwiesen.By using a flash point solvent The safety measures to avoid a Explosion can be kept within reasonable limits. In this The freezing of the drying air has a connection proven particularly suitable.

Grundsätzlich wäre es im Rahmen der Erfindung auch möglich, die Lösemittelkonzentration ständig meßtechnisch zu überwa chen und bei Erreichen eines einen Bruchteil der unteren Ex plosionsgrenze entsprechenden Meßwertes (z. B. 25% der unteren Explosionsgrenze) die Anlage abzuschalten. Bei Ein satz einer derartigen Meßtechnik wäre es möglich, die Erwär mungstemperatur der Trocknungsluft höher zu wählen, wobei üblicherweise die Trocknungsluft auf maximal 60°C erwärmt werden soll.In principle, it would also be possible within the scope of the invention to constantly monitor the solvent concentration chen and upon reaching a fraction of the lower Ex corresponding measurement value (e.g. 25% of the lower explosion limit) to switch off the system. At on Such a measurement technology would be possible, the Erwär temperature of the drying air should be higher, whereby Usually the drying air is heated to a maximum of 60 ° C shall be.

In einer Kältefalle wird die mit Lösemitteln beladene Luft auf etwa -20°C abgekühlt; das Lösemittel wird dadurch aus kondensiert und kann wieder in den Kreislauf zurückgeführt werden. In a cold trap, the air loaded with solvents cooled to about -20 ° C; the solvent is thereby removed condenses and can be returned to the cycle become.

In der Zeichnung sind zwei als Beispiele dienende Ausführungs formen der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigtIn the drawing there are two exemplary embodiments Shapes of the invention shown schematically. It shows

Fig. 1 eine Reinigungsvorrichtung im Längsschnitt; FIG. 1 shows a cleaning device in longitudinal section;

Fig. 2 die Darstellung gemäß Fig. 1 in Draufsicht und Fig. 2 shows the representation of FIG. 1 in plan view and

Fig. 3 eine um eine Niederdruckplasma-Anlage erwei terte Reinigungsvorrichtung in Draufsicht. Fig. 3 is a cleaning device expanded by a low pressure plasma system in plan view.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Reinigungsvorrichtung umfaßt eine hermetisch verschließbare Behandlungskammer 1 zur Aufnahme eines Korbes 2, der mit den verschmutzten, zu reinigen den Teilen (Waschgut) befüllt ist. Die Behandlungskammer 1 weist für den Korb 2 eine Aufnahme 3 auf, die an einem die Behand lungskammer 1 nach oben abschließenden Deckel 4 hängt, der sei nerseits an einer Hubvorrichtung 5 hängt, die auf einer horizon talen Schiene 6 zwischen einer Arbeitsstellung und einer Korbbe schichtungsstation 7 verfahrbar ist. Die Aufnahme 3 für den Korb 2 weist eine Halterung 8 auf, die mit einer über einen Motor 9 antreibbaren Dreheinrichtung 10 für den Korb 2 ausgestattet ist.The cleaning device shown in FIGS . 1 and 2 comprises a hermetically sealable treatment chamber 1 for receiving a basket 2 which is filled with the soiled parts to be cleaned (items to be washed). The treatment chamber 1 has a receptacle 3 for the basket 2 , which hangs on a treatment chamber 1 which closes the lid 4 , which is on the other hand hangs on a lifting device 5 which on a horizon tal rail 6 between a working position and a basket coating station 7 is movable. The receptacle 3 for the basket 2 has a holder 8 which is equipped with a rotating device 10 for the basket 2 which can be driven by a motor 9 .

Fig. 1 läßt die Beschickung der Behandlungskammer 1 mit dem Korb 2 erkennen. In der äußersten rechten Darstellung der Fig. 1 ist ein mit dem Waschgut beladener Korb 2 gezeigt, der auf einer Rollenbahn 11 in die sich in der Korbbeschickungsstation 7 befindliche Aufnahme 3 eingefahren wird. Anschließend wird der Deckel 4 mit dem an ihm hängenden Korb 2 nach oben angehoben, in Fig. 1 gesehen horizontal nach links in die gestrichelte Posi tion oberhalb der Behandlungskammer 1 verfahren und dann in diese Behandlungskammer abgesenkt, bis der Deckel 4 auf den Wan dungen der Behandlungskammer 1 aufliegt und diese hermetisch ab schließt. Durch Betätigung des Motors 9 kann der Korb 2 und damit das in ihm befindliche Waschgut während des Waschvorganges gedreht bzw. hin und her verschwenkt werden. Fig. 1 shows the loading of the treatment chamber 1 with the basket 2 . In the rightmost illustration of FIG. 1 a loaded with the laundry basket 2 is shown, which is moved on a roller conveyor 11 in which located in the basket loading station 7 receptacle 3. Subsequently, the lid 4 with the basket 2 hanging on it is lifted upward, seen in FIG. 1 horizontally to the left in the dashed position above the treatment chamber 1 and then lowered into this treatment chamber until the lid 4 on the walls of the Treatment chamber 1 rests and this closes hermetically. By actuating the motor 9 , the basket 2 and thus the items in it can be rotated or pivoted back and forth during the washing process.

Die Behandlungskammer 1 weist einen Zulauf 12 zur Flutung der Behandlungskammer 1 mit einem Lösemittel sowie einen Ablauf 13 für das das Waschgut beaufschlagende Lösemittel auf. Dieses Lösemittel ist ein in drei Tanks 14, 15, 16 bevorrateter Löse mittelkaltreiniger auf Basis aliphatischer Kohlenwasserstoffe, der zwischen Behandlungskammer 1 und Tank 14, 15 bzw. 16 jeweils in einem geschlossenen Kreislauf geführt ist. Fig. 3 läßt er kennen, daß das aus dem Ablauf 13 der Behandlungskammer 2 kom mende Lösemittel über eine Pumpe 17, der ein nicht näher darge stellter Filter nachgeschaltet sein kann, und über entsprechende Ventilschaltungen wahlweise dem Tank 14, 15 oder 16 zugeführt werden kann. Im Vorlauf steht jeder dieser Tanks über eine eige ne Pumpe 18, 19, 20 und eine entsprechende Ventilschaltung mit dem Zulauf 12 der Behandlungskammer 1 in Verbindung.The treatment chamber 1 has an inlet 12 for flooding the treatment chamber 1 with a solvent and an outlet 13 for the solvent acting on the laundry. This solvent is a medium-cold cleaner based on aliphatic hydrocarbons stored in three tanks 14 , 15 , 16 , which is guided between treatment chamber 1 and tank 14 , 15 and 16 in a closed circuit. Fig. 3 he knows that the coming from the outlet 13 of the treatment chamber 2 coming solvent via a pump 17 , which can be connected to a filter, not shown Darge, and optionally via appropriate valve circuits, the tank 14 , 15 or 16 can be supplied . Each of these tanks is connected via a separate pump 18 , 19 , 20 and a corresponding valve circuit to the inlet 12 of the treatment chamber 1 .

Die Behandlungskammer 1 kann zusätzlich noch eine nicht näher dargestellte Ultraschallreinigungseinrichtung und/oder Schwall- oder Sprühdüsen 21 für das Lösemittel aufweisen (siehe Fig. 3).The treatment chamber 1 can additionally have an ultrasound cleaning device (not shown in detail) and / or surge or spray nozzles 21 for the solvent (see FIG. 3).

Die Behandlungskammer 1 weist ferner eine Einblasöffnung 22 für erwärmte Trocknungsluft sowie eine Absaugöffnung 23 für die in einem geschlossenen Kreislauf geführte Trocknungsluft auf. In diesen Luftkreislauf ist ein Gebläse 24, vor der Einblasöffnung 22 ein Lufterhitzer 25 und hinter der Absaugöffnung 23 eine Kältefalle einer Kältemaschine 26 zum Auskondensieren des von der Trocknungsluft aufgenommenen Lösemittels eingeschaltet.The treatment chamber 1 also has an injection opening 22 for heated drying air and a suction opening 23 for the drying air conducted in a closed circuit. In this air circulation, a blower 24, before the inflation opening 22 an air heater 25 and behind the suction opening 23, a cold trap of a refrigerating machine 26 is turned on to condense the captured from the drying air solvent.

Die in Fig. 3 dargestellte Reinigungsanlage ist gegenüber der der Fig. 1 und 2 um eine nachgeschaltete Niederdruckplasma- Anlage 27 erweitert, die über eine Schleuse 28 mit der Behand lungskammer 1 in Verbindung steht. Dabei bildet die Schleuse 28 zugleich eine Pufferstrecke 29 für den Korb 2.The cleaning system shown in Fig. 3 is expanded compared to that of FIGS. 1 and 2 by a downstream low-pressure plasma system 27 , which is via a lock 28 with the treatment chamber 1 in connection. The lock 28 also forms a buffer section 29 for the basket 2 .

Die im oberen Teil der Fig. 3 eingezeichneten Pfeile versinn bildlichen den Weg des Korbes 2 durch die Reinigungsanlage.The arrows drawn in the upper part of FIG. 3 symbolize the path of the basket 2 through the cleaning system.

Claims

1. Process for cleaning soiled parts (laundry), in particular for degreasing metal parts, characterized by the following features:

a) the parts are cleaned with solvent solvent based on aliphatic hydrocarbons with a flash point of 40 ° C;
b) during the cleaning process, the laundry is hermetically sealed from the outside atmosphere and immediately opened with the solvent, the laundry being moved during the washing process;
c) the washing process is carried out in succession in several washing stages, a separate amount of solvent being used for each washing stage and being recycled in a closed circuit via a filter;
d) after the end of the last washing stage, the laundry, which is still hermetically sealed against the outside atmosphere, is dried by blowing up heated air;
e) the drying air is conducted in a closed circuit and frozen to avoid an explosive mixture;
f) the drying air loaded with solvents is cooled to condense out the solvent and then heated again;
g) the condensed solvent is returned to the solvent medium circuit;
h) the laundry is subjected to a Nie derdruck plasma treatment with microwave excitation after drying.

2. The method according to claim 1, characterized in that the washing process is supported by ultrasound.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the drying air is heated to a maximum of 60 ° C.

4. The method according to claim 1, 2 or 3, characterized net that to avoid an explosive Gemi The solvent concentration is constantly measured monitored and upon reaching a fraction of the lower explosion limit corresponding to the measured value location is switched off.