EP0387886B1

EP0387886B1 - Verfahren zum Reinigen von Gegenständen

Info

Publication number: EP0387886B1
Application number: EP19900104956
Authority: EP
Inventors: Jürgen Uhlig; Peter Hösel
Original assignee: Duerr GmbH
Current assignee: Duerr GmbH
Priority date: 1989-03-16
Filing date: 1990-03-16
Publication date: 1994-03-02
Anticipated expiration: 2010-03-16
Also published as: EP0387886A2; EP0387886A3; DE3908722C1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Reinigen von Gegenständen in einem erwärmten Reinigungsmittelbad unter Beaufschlagung mit Ultraschall.
Bekannte Verfahren dieser Art, wie sie beispielsweise in Blech, Rohre, Profile 12/1970, S. 55 ff beschrieben sind, arbeiten unter Atmosphärendruck. Dabei ist der Reinigungsleistung eine Grenze gesetzt, weil das Reinigungsmittelbad nicht über eine Temperatur erhitzt werden kann, bei der die Dampfphase beginnt, die sich durch Dampf-Blasenbildung an den Wänden des Bades oder an sonstigen im Bad befindlichen Einrichtungen bzw. an den zu reinigenden Gegenständen bemerkbar macht. Eine Erhöhung über diese Temperatur ergibt keinen besseren Reinigungseffekt und gefährdet die Ultraschallquelle.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der genannten Art in seiner Reinigungswirkung zu verbessern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Reinigungsmittelbad einem über dem Atmosphärendruck liegenden Druck ausgesetzt und auf eine Temperatur erhitzt wird, die über derjenigen Temperatur, bei der unter Atmosphärendruck die ersten Dampfblasenbildungen auftreten, jedoch unter der bei dem jeweiligen Überdruck gegebenen Siedetemperatur liegt.
Durch diese Maßnahmen ergibt sich eine deutlich gesteigerte Reinigungswirkung, so daß auch schwierig oder bisher gar nicht mit dem bekannten Verfahren zu reinigende Gegenstände vollständig gesäubert werden können. Zweckmäßige Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 - 5.
Sollen beispielsweise mit Schleif- und Polierpaste behaftete Metallteile gereinigt werden, so wurden diese bisher in einen nach oben offenen Behälter verbracht, an dessen Boden sich Heizkörper befinden. Das Reinigungsbad bestand aus einer wäßrigen waschlösung, die auf ca. 85°C erwärmt wurde. Die Metallteile wurden in dem Bad langsam gedreht und allseitig mit Ultraschall beschallt. Dabei lösten sich die Schleifpastenreste, insbesondere an Ecken und Hohlkehlen, entweder nur nach langer Einwirkungszeit oder überhaupt nicht. Eine Erhöhung der Badtemperatur brachte keine nennenswerte Verbesserung und führte vielfach zur Zerstörung der Ultraschallschwinger.
Bei einem bekannten Reinigungsverfahren der eingangs erwähnten Art zum Reinigen und Sterilisieren von Gegenständen, wie chirurgischen Instrumenten und Geräten, welches sich aus der GB-A-2 055 289 ergibt, wird in einem mit einer druckdicht verschließbaren Belade- und Entnahmeöffnung versehenen Druckbehälter nacheinander in separaten Verfahrensschritten gereinigt und sterilisiert. An der Behälterwand sind außen mehrere Ultraschall-Generatoren angebracht, und eine Ausführungsform des Druckbehälters ist mit einer in dessen Innerem angeordneten elektrischen Heizvorrichtung versehen. Im oberen Teil des Druckbehälters ist ein Spritzrohr angeordnet, mit dessen Hilfe sich zu reinigende Gegenstände abspritzen lassen und der Druckbehälter mit einer Reinigungsflüssigkeit geflutet werden kann, außerdem besitzt der Druckbehälter eine Ablaßöffnung für verbrauchte Reinigungsflüssigkeit, eine Absaugöffnung zum Evakuieren des Druckbehälters sowie eine Einlaßöffnung zum Zuführen von heißem Wasserdampf. Grundsätzlich wird bei diesem Stand der Technik davon ausgegangen, daß die dem Druckbehälter zugeführte Reinigungsflüssigkeit in erheblichem Umfang in letzterer gelöste und von letzterer mitgerissene Gase enthält, die als für den Reinigungsvorgang nachteilig angesehen werden. Deshalb wird bei diesem Stand der Technik der Druckbehälter nach Beendigung der Reinigungsflüssigkeitszufuhr evakuiert und dadurch sowie durch Beaufschlagung der Reinigungsflüssigkeit mit Ultraschall die Reinigungsflüssigkeit entgast, worauf die zu reinigenden und in die Reinigungsflüssigkeit eingetauchten Gegenstände durch Beaufschlagung der Reinigungsflüssigkeit mit Ultraschall gereinigt werden. Während des Reinigungsvorgangs soll ein so hoher Unterdruck im Druckbehälter aufrecht erhalten werden, daß die Beaufschlagung der Reinigungsflüssigkeit mit Ultraschall zu Kavitationserscheinungen führt, wodurch der Reinigungseffekt verbessert werden soll. Zur weiteren Verbesserung des Reinigungseffekts kann die im Druckbehälter befindliche Reinigungsflüssigkeit mit der elektrischen Heizvorrichtung erwärmt werden; während des Beschickens des Druckbehälters mit Reinigungsflüssigkeit und/oder während des Erwärmens der Reinigungsflüssigkeit im geschlossenen Druckbehälter kann in diesem der Druck geringfügig über Atmosphärendruck ansteigen, ehe der Druckbehälter vor Beginn des Ultraschall-unterstützten Reinigungsvorgangs evakuiert wird. Nach Abschluß des Reinigungsvorgangs wird die Reinigungsflüssigkeit aus dem Druckbehälter abgelassen und werden die gereinigten Gegenstände sterilisiert, wozu bei einer Ausführungsform dieses bekannten Reinigungsverfahrens heißer Wasserdampf in den Druckbehälter eingeleitet wird.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Reinigungsmittelbad in einen geschlossenen Behälter verbracht und unter Druck gesetzt. Die Temperatur wird auf 100°C oder etwas darüber gebracht, wodurch sich der Reinigungseffekt in überraschender Weise erheblich verstärkt. Insbesondere Schleif- und Polierpastenrückstände weichen bei diesen erhöhten Temperaturen auf und platzen von den zu reinigenden Metallgegenständen ab.
Die Druckerhöhung kann allein durch die Erwärmung des Bades in einem geschlossenen Behälter erreicht werden; alternativ kann aber auch mittels einer Druckquelle, beispielsweise einer Luftpumpe, oberhalb des Bades im Behälter ein Überdruck erzeugt werden.
Um das Reinigungsergebnis zu verbessern, hat man bisher auch schon Reinigungsbäder aus chlorierten Kohlenwasserstoffen, insbesondere Perchloräthylen, eingesetzt. Bei solchen Bädern war die Reinigungswirkung dadurch begrenzt, daß man die Temperatur deutlich unter ca. 120°C halten mußte.
Erfindungsgemäß kann man mit einem Reinigungsmittelbad aus chlorierten Kohlenwasserstoffen auf deutlich höhere Temperaturen gehen und erzielt dadurch ganz hervorragende Reinigungsleistungen.
Ein Ausführungsbeispiel einer Reinigungsanlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie besonders vorteilhafte Ausführungsformen desselben werden im folgendem anhand der beigefüsten Zeichnung erläutert; diese zeigt die Anlage schematisch in einer einzigen Figur.
Ein druckfester Behälter 1, der ähnlich einem Dampfdruckkochtopf aufgebaut ist, weist einen nach oben offenen Behälterkörper 3 und einen Deckel 2 auf. Beiden sind Griffe 10 und 11 zugeordnet, die ein Aufsetzen und Verriegeln des Deckels 2 mittels eines nicht näher gezeichneten Bajonettverschlusses 9 ermöglichen. Der Wand des Behälterkörpers ist eine elektrische Widerstandsheizung 6 zugeordnet, die aber auch durch eine andere Heizquelle, wie einen mit Dampf gespeisten Heizmantel oder eine Gasheizung, ersetzt sein könnte. Am Boden des Behälterkörpers 3 ist ein Ultraschallschwinger 7 angeordnet, der von einem Hochfrequenzgenerator 8 beaufschlagt ist. Dem Deckel 2 sind ein Sicherheitsventil 4 und eine Druckanzeige- und/oder Druckregeleinrichtung 5 zugeordnet.
Im Behälter befindet sich ein Reinigungsmittelbad 16, das über eine Rohrleitung 17, welche ein Magnetventil 13 und eine Pumpe 14 enthält, in einen Tank 15 entleert werden kann.
Die ganze Anlage wird durch eine Steuereinheit 12 gesteuert, die die Temperatur der Heizung 6, die Energiezufuhr zu dem Ultraschallschwinger 7, das Magnetventil 13, die Pumpe 14 und die Druckregeleinrichtung 5 steuert.
Bei abgenommenem Deckel 12 wird in das Reinigungsmittelbad 16 eine Reihe von zu reinigenden Gegenständen G eingebracht, die an einer Aufhängevorrichtung 18 hängen.
Nach dem Schließen des Deckels 2 wird mittels der Heizung 6 die Temperatur im Bad 16 so weit gesteigert, daß sich im Behälter 1 ein Überdruck von 0,01 bis 2 bar, vorzugsweise ca. 0,02 bis 0,5 bar einstellt. Bei einer wäßrigen Reinigungslösung wird ein Überdruck von ca. 0,2 bar bevorzugt.
Außer durch die Temperaturerhöhung im Bad 16 kann der Überdruck auch oder zusätzlich durch Anschluß des Behälters 1 an eine Druckquelle, beispielsweise eine Luftpumpe, erzielt werden.
Die Temperatur im Bad 16 wird jedenfalls so eingeregelt, daß sie oberhalb derjenigen Temperatur liegt, bei der unter Atmosphärendruck erste Dampfblasenbildungen auftreten. Solche Erscheinungen sind die Bildung von Bläschen an den vom Bad benetzten Oberflächen oder die Bildung erster Dampfschwaden. In der Regel reicht es aus, die Badtemperatur bis knapp unter oder knapp über den Siedepunkt der jeweiligen Badflüssigkeit zu erhöhen, bei Verwendung einer wäßrigen Reinigungsflüssigkeit beispielsweise auf 90 bis 105°C, vorzugsweise ca. 100 bis 103°C.
Um die Endnahme der gereinigten Gegenstände aus dem Behälter 1 zu erleichtern, kann die gesamte Badflüssigkeit in den Tank 15 umgepumpt und bei dieser Gelegenheit gereinigt und aufbereitet werden. Anschließend kann sie dann wieder in den Behälter zurückgeführt werden.

Claims

Verfahren zum Reinigen von Gegenständen in einem erwärmten Reinigungsmittelbad (16) unter Beaufschlagung mit Ultraschall, dadurch gekennzeichnet, daß das Reinigungsmittelbad (16) einem über dem Atmosphärendruck liegenden Druck ausgesetzt und auf eine Temperatur erhitzt wird, die über derjenigen Temperatur, bei der unter Atmosphärendruck die Dampfphase beginnt, jedoch unter der bei dem jeweiligen Überdruck gegebenen Siedetemperatur liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Überdruck ca. 0,01 bis 2 bar, vorzugsweise ca. 0,02 bis 0,5 bar, vorzugsweise ca. 0,2 bar beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Überdruck durch Erhitzen des Reinigungsmittelbads (16) in einem geschlossenen Behälter (1) erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem wäßrigen Reinigungsmittelbad (16) die Temperatur auf über 85°C, insbesondere auf ca. 90 bis 110°C, vorzugsweise auf ca. 100 bis 105°C, erhöht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem chlorierte Kohlenwasserstoffe enthaltenden Reinigungsmittelbad (16) die Temperatur auf über ca. 120°C erhöht wird.