DE4134731A1 - Verfahren und vorrichtung zur emissionsfreien entfettung, entlackung und reinigung - Google Patents

Description

Nach dem Stand der Technik ist es üblich, zur Reinigung, Ent­ fettung, Entlackung etc. Lösemittel, wäßrige Reinigungsmittel oder abrasive Verfahren wie Strahlen mit Festkörperpartikeln einzusetzen.

Einen sehr schönen Überblick zum Stand der Technik gibt die Publi­ kation der Firma Dürr, "Teilereinigung mit wäßrigen Medien oder mit Lösemitteln".

Das grundsätzliche Problem der Teilereinigung mit Lösemitteln liegt darin, daß gesundheitsschädliche Dämpfe entstehen, die nur der 2. BImSchV entsprechend emittiert werden dürfen, was in der Regel nur durch die Installation einer aufwendigen Abluftreinigung zu realisieren ist. Weiterhin sind die jeweils zulässigen MAK Werte zu beachten.

Bei der Reinigung mit wässerigen, in der Regel alkalischen Medien, entstehen Emulsionen, die vor der Einleitung des Abwassers eine aufwendige Aufbereitungsstufe bedingen. Mittlerweile wird die Teilereinigung mit wässerigen Medien von einigen unteren Genehmigungsbehörden kritischer betrachtet, als die Anwendung der in der öffentlichen Meinung ins Schußfeld geratenen Lösemittel (CRW′s). All dies führt zu exorbitanten Betriebs- und Anschaffungskosten sowie oft enormen Platzbedarf.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabenstellung ist es, ein Verfahren zu erarbeiten, bei dem außer dem Abtrag, also z. B. Fett Lack- und Farbaufträgen, keine zu entsorgenden Rückstände entstehen.

Weiterhin soll das Verfahren frei von auflagenrelevanten Nebenpro­ dukten wie Dämpfen, Emulsionen etc. sein.

Bekannt ist ein dieses Ziel verfolgendes, als "cold jet" bezeich­ netes amerikanisches Verfahren, bei dem CO2 Pellets (Trockeneis) als Strahlmittel verwendet werden. Für den Transport findet Druckluft von 8-20 bar Verwendung. Nach dem Aufprall sublimieren die Kohlendioxidpartikel, so daß lediglich der Abtrag als zu entsorgender Abfall vorliegt. Die Emission von CO2 erfolgt frei von Auflagen.

Der durch den vorhergehenden Phasenwechsels des flüssigen CO2 in pelletierbares, durch Entspannungsverdampfung gewonnenes Trocken­ eis, erfordert jedoch einen hohen Verbrauch an CO2 wie auch an apparativem Aufwand.

Überraschend konnte festgestellt werden, daß bei mindestens gleicher Abtragsleistung, durch die Anwendung des erfindungsge­ mäßen Verfahrens, der Verbrauch an flüssigem CO2, wie an Energie zur Drucklufterzeugung drastisch zu reduzieren ist, und dies bei gleichzeitig sinkendem apparativem Aufwand. Ein weiterer Vorteil gegenüber dem Strahlen mit Trockeneispellets, liegt in der Verringerung der auf den zu reinigenden Gegenstand auftreffenden kinetischen Energie.

Dies spielt bei der Reinigung empfindlicher Gerätschaften, wie z. B. Druckereisieben, die durch auftreffende Festkörper schnell beschädigt werden können, eine wichtige Rolle.

Die erfindungsgemäße Lösung, liegt in der Verwendung eines flüs­ sigen Strahlmittels in einer druckfesten Kammer. Der Kammerdruck wird hierbei so konditioniert, daß das Strahlmittel im flüssigen Zustand auf den Abtrag auftrifft und durch Wärmezufuhr aus dem Abtrag verdampft. Der Kammerdruck wird hierbei konstant gehalten, und zwar auf einen Druck, der einer Verdampfungstemperatur ent­ spricht, bei dem der jeweils vorliegende Abtrag versprödet.

Die Entfernung des versprödeten Abtrags erfolgt durch den Impuls des Strahlmittels,
und/oder durch einen durch plötzliche Entspannung des Kammerdrucks herbeigeführten Impuls
und/oder durch ein anderes nachgeschaltetes Verfahren mit dem der versprödete Abtrag ohne Emulsionsbildung entfernt werden kann, z. B. abblasen mit Druckluft, Ultraschall etc.

Nach der Durchführung kann das Strahlmittel, vorzugsweise CO2, wie auch die eventuell eingesetzte Druckluft, problemlos an die Umgebung abgelassen werden.

Der Abtrag liegt nach Durchführung des Verfahrens im Ausgangs­ zustand vor, insbesondere liegen keine Emulsionen, Lösungen oder Festkörpermischungen zwischen Abtrag und Reinigungs- bzw. Strahlmittel vor. Dies begünstigt die Wiederverwendung bzw. das Recycling des Abtrags, zumindestens wird die Abfallmenge auf das absolute Minimum reduziert. Insbesondere in der Anwendung zur Entfernung von Fetten liegt der Vorteil nicht zuletzt darin, daß dieses Verfahren unabhängig davon eingesetzt werden kann, auf welcher Basis (z. B. CKW′s, Metallseifen und Tenside etc.) das Fett selbst aufgebaut ist. Insofern kann innerbetrieblich eine sehr hohe diesbezügliche Flexibilität erzielt werden.

Die Kammerform, wird sich in erster Linie nach der Form der zu be­ arbeitenden Trägerteile richten.

Insbesondere wenn gleichzeitig eine größere Anzahl Teile bearbeitet werden sollen, ist es vorteilhaft, die Ware in einen das Kammervolumen möglichst vollständig ausfüllenden Korb zu verbringen. Durch Drehen des Korbes wird für eine allseits gute Beaufschlagung mit Strahlmittel und Entfernung des gelösten Abtrags gesorgt. Auf diese Weise können auch sehr gut schöpfende, becherförmige Teile bearbeitet werden. Sofern die Schwerkraft zur Entfernung des Abtrags nicht ausreicht, kann der Korb zu einer anderen Einrichtung, z. B. einer Druckluftdüse geführt werden. Die Beaufschlagung in Längsrichtung der Korbachse kann durch eine entsprechende Bewegung des Korbes an mindestens einer starren Strahldüse, wie auch durch Führung der Düse(n) in der Längsachse des rotierenden Korbes geschehen. Eine weitere Variante besteht in einer Anordnung eines schnell rotierenden Zylinderkorbes, mit dem Ziel, die Entfernung der Festkörperpartikel mittels Fliehkraft zu unterstützen.

Für Teile oder Aufnahmekörbe mit großen Kantenlängen, jedoch klei­ nen Bauhöhen oder großen profilierten Teilen empfiehlt sich hin­ gegen die Führung der Düse(n) auf zwei oder drei Achsen.

Letztendlich wird man immer danach suchen, für das zu bearbeitende Teil bzw. Charge, das jeweils kleinstmögliche Kammervolumen zu realisieren und den Düsenaustritt möglichst nahe an das Abtraggut zu führen.

Insbesondere bei sehr kleinen metallischen Teilen, kann die Anwendung einer magnetischen Aufnahme von Vorteil sein.

Zwecks Vermeidung unerwünschter Verdampfung von Strahlmittel im Freistrahl, ist es von Vorteil, das Strahlmittel zu unterkühlen. Ein weiterer günstiger, Strahlmittel sparender Effekt, konnte in der Weise erzielt werden, daß das Strahlmittel pulsierend aufgebracht wird.

Als Strahlmittel sind neben dem bereits erwähnten, bevorzugtem CO2, auch andere verflüssigte technische Gas geeignet.

Vor und zwischen Teilschritten des Reinigungsprozesses, kann die Konditionierung der Kammeratmosphäre z. B. in Form eines herbeigeführten Teilvakuums und/oder einer Luft-, Dampf- oder Inertgasspülung mit beliebigem Enddruck, zu technischen oder betriebswirtschaftlichen Verbesserungen des Verfahrens führen.

Prinzipiell kann das beschriebene Verfahren auch als nicht offenes System, dann auch mit auflagerelevanten Strahlmitteln angewendet werden, wobei dann Einrichtungen bekannter Bauart zur Rückge­ winnung oder Vernichtung des jeweiligen Stoffes nachgeschaltet werden müssen. Der Sinn einer solchen Anordnung kann beispiels­ weise darin gesehen werden, daß in einer ersten Reinigungsstufe ein möglichst hoher Anteil des Abtrags in möglichst reiner, zur Wiederverwendung geeigneter Form gewonnen werden soll, der erforderliche Reinheitsgrad jedoch erst in einer zweiten Stufe, z. B. einer Lösemittel-Dampfentfettung erreicht werden kann. Weiterhin kann durch den geschlossenen Strahlmittelkreislauf von einer Reduktion der Betriebskosten ausgegangen werden.

Auf diese Weise kann zumindest die Menge problematischer Emulsionen oder gasförmiger Luftverschmutzung reduziert werden. Zum Entfernen des versprödeten Abtrags, kann weiterhin auch ein klassisches Strahlmittel Verwendung finden, wobei der Vorteil hier in der Reduktion der aus Strahlmittel und Abtrag bestehenden Ab­ fallmenge besteht. Dies basiert darauf, daß sich Strahlmittel und versprödeter Abtrag in der Regel leichter trennen lassen, als Ab­ trag der Ausgangsviskosität.

Claims (10)

1. Verfahren zur Reinigung verunreinigter Oberflächen, bei dem nach Durchführung außer dem Abtrag selbst keine zu entsorgen­ den Rückstände, auflagenrelevanten Dämpfe des Reinigungsmit­ tels oder Emulsionen aus Abtrag und Reinigungsmittel entstehen, dadurch gekennzeichnet, daß ein flüssiges Reinigungsmittel, insbesondere flüssiges Kohlendioxid, in einer Druckkammer aufge­ bracht wird, dessen Druck auf einem annähernd konstanten Wert gehalten wird, der eine Verdampfung des Reinigungsmittels bei einer Temperatur bewirkt, bei dem der abzutragende Stoff ver­ sprödet und durch den Strahlimpuls abgetragen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahl pulsierend aufgebracht wird.

3. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Treibmittelstrahl unterkühlt wird.

4. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kammerdruck zyklisch und schnell auf einen Druck un­ terhalb des Verdampfungsdruckes entspannt wird.

5. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Teile einem nachgeschalteten abrasiven Verfahren zur Entfernung des Abtrags unterzogen werden.

6. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Teile einem nachgeschalteten Verfahren zur Entfernung des Abtrags, in Form von Ultraschall unterzogen werden.

7. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kammer vor Durchführung eines oder mehrerer der zuvor beschriebenen Prozeßschritte hinsichtlich des Ausgangs Kammer­ druck manipuliert wird.

8. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die zu bearbeitenden Teile in einer Aufnahme innerhalb der Kammer bewegt werden.

9. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Bauteil dieser Aufnahme aus einem Magnet besteht.

10. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mindestens eine Düse auf einer, zwei oder drei Achsen in­ nerhalb der Kammer geführt wird.