EP0557720B1 - Verfahren und Vorrichtung zum Entfernen einer Oberflächen-schicht von einem Körper - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Entfernen einer Oberflächen-schicht von einem Körper Download PDF

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EP0557720B1
EP0557720B1 EP93100977A EP93100977A EP0557720B1 EP 0557720 B1 EP0557720 B1 EP 0557720B1 EP 93100977 A EP93100977 A EP 93100977A EP 93100977 A EP93100977 A EP 93100977A EP 0557720 B1 EP0557720 B1 EP 0557720B1
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EP
European Patent Office
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container
particles
liquid medium
liquid
surface layer
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP93100977A
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English (en)
French (fr)
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EP0557720A1 (de
Inventor
Bernhard Kaufmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KAUFMANN AG
Original Assignee
KAUFMANN AG
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Filing date
Publication date
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01HSTREET CLEANING; CLEANING OF PERMANENT WAYS; CLEANING BEACHES; DISPERSING OR PREVENTING FOG IN GENERAL CLEANING STREET OR RAILWAY FURNITURE OR TUNNEL WALLS
    • E01H1/00Removing undesirable matter from roads or like surfaces, with or without moistening of the surface
    • E01H1/10Hydraulically loosening or dislodging undesirable matter; Raking or scraping apparatus ; Removing liquids or semi-liquids e.g., absorbing water, sliding-off mud
    • E01H1/101Hydraulic loosening or dislodging, combined or not with mechanical loosening or dislodging, e.g. road washing machines with brushes or wipers
    • E01H1/103Hydraulic loosening or dislodging, combined or not with mechanical loosening or dislodging, e.g. road washing machines with brushes or wipers in which the soiled loosening or washing liquid is removed, e.g. by suction
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B44DECORATIVE ARTS
    • B44DPAINTING OR ARTISTIC DRAWING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; PRESERVING PAINTINGS; SURFACE TREATMENT TO OBTAIN SPECIAL ARTISTIC SURFACE EFFECTS OR FINISHES
    • B44D3/00Accessories or implements for use in connection with painting or artistic drawing, not otherwise provided for; Methods or devices for colour determination, selection, or synthesis, e.g. use of colour tables
    • B44D3/16Implements or apparatus for removing dry paint from surfaces, e.g. by scraping, by burning
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01DCONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D19/00Structural or constructional details of bridges
    • E01D19/10Railings; Protectors against smoke or gases, e.g. of locomotives; Maintenance travellers; Fastening of pipes or cables to bridges
    • E01D19/106Movable inspection or maintenance platforms, e.g. travelling scaffolding or vehicles specially designed to provide access to the undersides of bridges

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device according to the preamble of claims 1 and 12, respectively.
  • the object of the present invention is to improve a method or a device of the type mentioned in such a way that protective layers on structures can be removed without environmental pollution and disposed of at low cost, preferably recycled.
  • the expression “pressure jet of a liquid, aqueous medium” denotes a high-speed jet emerging from a nozzle, the medium flowing to the nozzle under a pressure of at least 400 bar, preferably at 2,000 to 3,000 bar.
  • Corrosion coatings are generally metal-containing, for example zinc, lead, titanium, etc.
  • the metal-containing protective layer residues can be completely collected by the invention and sent to smelting or refining to recover the metal.
  • the water used to remove the protective layer can be transported from site to site and only needs to be renewed to the extent that evaporation losses occur.
  • zinc-containing protective layers which is the rule in steel structures, the water almost reaches the end of the treatment Drinking quality and, if desired, could be derived from any normal wastewater treatment plant.
  • the reference numerals 1 denote the pillars of a bridge, on which cross-section double-T-shaped side members 2 are placed. These are connected at regular intervals by cross-section 3, which is also double-T-shaped in cross section, and carry a bridge plate 4.
  • the old protective layer is removed by an operator 5 by means of a movable nozzle 6 subjected to a high-speed water jet and removed or machined until the bare metallic base body is exposed.
  • the surgeon 5 (or a robot performing his function), the nozzle 6 operated by him and the section of the supports 2, 3 to be freed from the protective layer are located within a fixed, transportable, removable and / or movable cabin 7 or other housing, which is closed on all sides to the extent that none emerges from the nozzle 6 or from the carriers 2, 3 dripping or splashing water can escape into the environment unintentionally.
  • the floor 8 of the cabin 7 is impermeable to water and has at least one collecting shaft 9 and is inclined towards this collecting shaft in such a way that all the water accumulating within the cabin 7 runs together therein.
  • the inherently stable, self-supporting floor 8 is suspended from the longitudinal beams 2 by means not shown and / or is displaceable or movable on them, similar to the trolley of a gantry crane.
  • the side walls of the cabin 7 are formed by plastic foils extending from the bottom 8 to the underside of the bridge plate 4, so that the bridge plate 4 closes the cabin 7 upwards.
  • the water coming together in the collecting shaft 9 and loaded with particles of the removed protective layer is conveyed by means of a pump 10 through a line 11 into a water treatment plant 13 on the bridge plate 4 and is regenerated there, as described later.
  • the regenerated water flows from there (13) via a line 12 into a high-pressure pump 14, which drives it back to the working nozzle 6 under a pressure of approximately 2,000 bar.
  • the cabin 7, the nozzle 6, the lines 11, 12, the pumps 10, 14 and the water treatment system 13 thus form a loss-free water cycle (apart from evaporation losses).
  • FIG. 2 shows an example of a water treatment plant 13. It has two coarse cleaning containers 15, 16, four settling silos 17 to 20, two collecting tanks 21, 22 and a buffer tank 23. There is also a flocculation station 24 with which a flocculant, such as aluminum sulfate, can be added to the loaded water.
  • a flocculant such as aluminum sulfate
  • the two coarse cleaning containers 15, 16 are of identical design. They essentially consist of a tub 25 and a basket insert 26, which is smaller than the tub 25 and leaves a space 27 on all sides to the tub wall. A sieve-like baffle 28 halfway up the tub prevents greater turbulence within the tub 25 while the dirty water is flowing in.
  • the tub 25 is provided with an outlet 29 which can be shut off by a ball valve and is connected to a pipe or hose line 30.
  • the four serially arranged settling silos 17 to 20 are also of the same design, which is why the structure is described below by only one.
  • a pipe socket 32 projecting axially into the silo is attached to the silo cover, with which currents and turbulence in the water contained in the silo are to be suppressed.
  • a flat shower screen 33 is attached to the pipe socket 32, onto which the water poured into the silo is poured, then distributed over the silo cross-section and falls into the silo in the manner of a wide, finely structured shower jet.
  • the silo 17 also has an inflow and an outflow line 34 and 35, the latter of which can be closed by means of a ball valve.
  • the inflow line 35 ends above the shower screen 33.
  • the inlet opening of the outflow line 35 is located between the shower sieve 33 and the funnel-shaped silo bottom and thus lies in the zone of low particle concentration, since the load of the dirty water collects on the silo bottom through sedimentation as so-called sludge. From there, the sludge is periodically discharged by opening the outlet 31 and collected in a container 36.
  • the two collecting basins 21 and 22 open at the top are divided by a filter wall 39 into an inlet and an outlet side 37 and 38, respectively.
  • the filter wall 39 serves the purpose of retaining any impurities that are floating in the water circuit, such as dead insects or the like, with a grain size of more than 0.005 millimeters in order to protect the nozzle 6.
  • the buffer tank 23 serves to compensate for water losses in the circuit, which are caused by evaporation or by the discharge of the sludge from the silos 17 to 20.
  • the water treatment plant 13 shown in FIG. 2 functions as follows.
  • Water splashing against the foil walls of the cabin 7 or the bridge plate 4 is also discharged onto the floor 8, where it runs into the collecting shaft 9 and from the pump 10 into the rough cleaning containers 15 and 16 is pumped.
  • Coarse particles of the protective layer are retained there in the basket inserts 26.
  • the water freed from the coarse freight is conveyed by means of a pump 40 via the inflow line 34 into the first settling silo 17 and this is filled up to a level near the shower screen 33 and kept at this level by an automatic control device.
  • a pump 40 via the inflow line 34 into the first settling silo 17 and this is filled up to a level near the shower screen 33 and kept at this level by an automatic control device.
  • the particles carried in the water settle due to gravity, so that a zone 41 with a large particle concentration and above it a zone 42 with a low particle concentration are formed.
  • the sludge collecting in zone 41 is discharged from time to time through outlet 31, whereas the at least partially cleaned water from zone 42 is pumped by pump 43 into second settling silo 18, where the same process as in settling silo 17 repeated.
  • the water further clarified in the settling silo 18 is fed to the settling silo 19 - a further sedimentation or cleaning stage - by means of a pump 44, from where it is conveyed into the last fine cleaning stage (settling silo 20) by means of a pump 45. From there, the completely cleaned water reaches the collection basins 21 and 22 and flows from them back to the high-pressure pump 14. Any water losses are compensated for by the buffer pool. Automatic level control ensures a constant bath height in all settling silos 17 to 20.
  • the cargo (or protective layer particles) sedimenting in the various cleaning stages referred to as sludge, is, as already mentioned with reference to the settling silo 17, collected in container 36 by opening the outlet 31.
  • the predominantly zinc-containing sludge is allowed to air dry in the containers 36.
  • a high-zinc granulate is formed from which the zinc can be recovered by smelting or other refining in a zinc smelter.
  • 46 aluminum sulfate as a flocculant can exceptionally be metered into the water circuit by means of a metering device. This increases the settling speed of the particles in the individual cleaning stages.
  • the rough cleaning containers 15, 16 can suffice. Under certain circumstances, they can also be omitted. However, more than two such containers can also be set up in parallel. Likewise, the number of settling silos 17 to 20 and the collecting basins 21, 22 is determined by the required performance.
  • Both the coarse cleaning containers 15, 16 and the settling silos 17 to 20 or the collecting basins 21 and 22 or the buffer basin 23 are designed as independent, transportable structural units which can be transported from one place of use to other vehicles by means of normal road transport vehicles. Accordingly, the lines shown with easy-to-use coupling means among themselves or with the Inlets or outlets of the settling silos 17 to 20 or the rough cleaning containers 15, 16 or. the pool 21, 22 connectable. This means that the lengths of the lines between the individual cleaning stages are variable and the system elements can be installed at the place of use where there is space. In other words, the water treatment system 13 shown in FIG. 2 can be installed partially or entirely up to several hundred meters from the place of use of the nozzle 6.
  • FIG. 3 and 4 show a robot which can replace the operator 5 symbolically represented in FIG. 1.
  • a guide rod 48 which is displaceable in the direction of the Z axis, is mounted vertically on a frame 47 which can be moved in the direction of the X and Y axes.
  • a slide 49 which is longitudinally displaceable (ie displaceable in the direction of the X axis), carries the nozzle 6, which can be pivoted about the X axis in a pivot bearing arranged thereon.
  • the movements of the frame 47, the guide rod 48, the carriage 49 and the nozzle 6 can be carried out automatically or by remote control by means of drive and control elements (not shown).
  • nozzle wheel rotary nozzle
  • several nozzles which is rotatably mounted about its axis and to which the rotary movement is induced by the reaction force of the nozzles.
  • zinc-containing corrosion protection layers instead of zinc-containing corrosion protection layers, other metal-containing (eg Pb or Ti) protective layers can also be used the process described are removed and recycled.
  • Pb or Ti metal-containing
  • the slightly corroded surfaces are cleaned according to the sandblasting principle, using aluminum oxide, i.e. aluminum oxide, as the blasting grain.
  • the grains bouncing off the surface to be cleaned are collected, cleaned of oxide and corundum dust and fed to the jet nozzle again and again until they are unusable in a closed circuit.
  • the oxide and corundum dust filtered out from the abrasive is an excellent additive in cement production and can be used for industrial purposes without any environmental impact.
  • the corundum grains, which are rounded over time and therefore unusable can be deposited in any place outdoors without any disadvantage, since they chemically correspond to the alumina (Al 2 O 3 ).
  • a slight negative pressure is generated in the cabin 7 by means of a fan, as a result of which iron oxide dust is prevented from escaping into the environment.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. 12.
  • Ein Verfahren und eine Vorrichtung dieser Art sind aus der US-A-4 317 720 bekannt. Diese Druckschrift lehrt, auf einem von Prallwänden dreiseitig umgebenen Gittertisch Werkstücke mit einem Druckwasserstrahl zu reinigen, die zuvor in einem Lösungsmittel mindestens teilweise von anhaftendem Schmutz gereinigt wurden und an deren Oberflächen noch Lösungsmittel und Restschmutzpartikel haften. Wasser, Lösungsmittel und Schmutzpartikel stürzen durch den Gittertisch in einen flachen Auffangbehälter und überlaufen dessen Rückkante, von wo sie gemeinsam in einen Sammelbehälter fallen. Das Lösungsmittel mischt sich nicht in Wasser und ist leichter als dieses. Da das Wasser mittels eines schwanenhalsartigen Überlaufs dem Sammelbehälter nahe seinem Boden entnommen und gesammelt wird, verbleiben im Sammelbehälter im wesentlichen nur das Lösungsmittel und die Schmutzpartikel. Diese zwei Komponenten werden periodisch gemeinsam durch ein Ventil ausgetragen und in den Reinigungsprozess zurückgeführt. Ist das Lösungsmittel nach mehreren Umläufen stark verschmutzt, wird es aus dem Kreislauf ab- und der Entsorgung zugeführt. Dieses Verfahren hat den Nachteil, dass sowohl das ausgeschiedene Wasser, wegen des Restgehalts an Lösungsmittel als auch das ausgeschiedene, stark mit Schmutzpartikel befrachtete Lösungsmittel einen Sondermülll darstellen, der nur durch konzessionierte Dienstleistungsunternehmungen mit entsprechender Kostenfolge entsorgt werden darf.
  • Aus der US-A-4 890 567 ist weiter bekannt, die Oberflächenschicht eines Körpers - zwecks deren Ablösung - mittels einer Flüssigkeit zu besprühen und anschliessend mit Ultraschall zu beaufschlagen. Anschliessend werden das Sprühmittel und die abgelösten Schutzschichtpartikel durch eine Saugleitung ab- und einer geordneten Entsorgung zugeführt. Das ganze geschieht abgeschirmt unter einem Roboterfahrzeug. Dieses Verfahren hat den Nachteil, dass das Gemenge aus Sprühmittel und Schutzschichtpartikeln ein Sondermüll darstellt, der nur mit entsprechendem Aufwand umweitgerecht entsorgbar ist.
  • Zur Erneuerung der Farbanstriche an Flugzeugen ist weiter bekannt (Zeitschrift "Applica", Heft 1, 1992, Seiten 8/9), die alte Lackschicht mit einem Hochgeschwindigkeitswasserstrahl zu entfernen, wobei Wasserdrucke von 2'000 Bar angewandt wurden. Dies führt zu Beschädigungn der Flugzeugbeplankung. Eine Reduktion der Wasserstrahlgeschwindigkeit bzw. der Wasserdrucke von 2'000 bis auf 200 Bar erfordert aber eine chemische Vorbehandlung der alten Lackschicht mit einem aufweichenden Quellmittel. Das mit den Altlackpartikeln und den Quellmitteln befrachtete Wasser wird nach dieser bekannten Methode in Filtern von den Festteilen befreit und in begrenztem Umfang einem Kreislauf wieder der Arbeitsdüse zugeführt. Bei diesem bekannten Verfahren wird der Schmutzwasseranfall und die Menge der in Sondermülldeponien zu lagernden, mit Altlackpartikeln verschmutzten Filter im Vergleich mit bekannten Verfahren gering. Nachteilig ist, dass der Einsatz chemischer Mittel ortsgebundene Anlagen erfordert, und dass noch Rückstände (mit Altlackpartikeln verschmutzte Filter) entstehen, die nur in Sondermülldeponien abgelagert werden können. Zur Erneuerung von Schutzanstrichen an korrodierenden Bauteilen von Bauwerken wie Brücken und dgl. sind sie noch nicht geeignet, weil durch die Gesetzgebung bei solchen Arbeiten jede Belastung der Umwelt entfallen muss.
  • Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung der genannten Art so zu verbessern, dass Schutzschichten an Bauwerken ohne Belastung der Umwelt entfernt und kostengünstig entsort, vorzugsweise rezikliert werden können.
  • Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 und 12.
  • Bei der vorliegenden Erfindung bezeichnet die Aussage "Druckstrahl eines flüssigen, wässrigen Mediums" einen aus einer Düse austretenden Hochgeschwindigkeitsstrahl, wobei das Medium der Düse unter einem Druck von mindestens 400 Bar, vorzugsweise mit 2'000 bis 3'000 Bar zufliesst.
  • Korrosionsanstriche sind in der Regel metallhaltig, z.B. Zink, Blei, Titan, usw. Durch die Erfindung können die metallhaltigen Schutzschichtreste vollständig gesammelt und einer Verhüttung oder Raffination zur Wiedergewinnung des Metalles zugeführt werden. Das für den Abtrag der Schutzschicht verwendete Wasser kann von Einsatzstelle zu Einsatzstelle transportiert werden und braucht nur insoweit erneuert zu werden, als Verdunstungsverluste eintreten. Bei der Entfernung von zinkhaltigen Schutzschichten, was bei Stahlbauwerken die Regel ist, erreicht das Wasser am Ende der Aufbereitung nahezu Trinkqualität und könnte gewünschtenfalls in jede normale Kläranlage abgeleitet werden.
  • Anhand der beiliegenden schematischen Zeichnung wird die Erfindung beispielweise erläutert. Es zeigen:
  • Fig. 1
    einen Querschnitt durch eine Brücke,
    Fig. 2
    eine Schemadarstellung einer Wasseraufbereitungsanlage,
    Fig. 3
    eine Seitenansicht eines Roboters und
    Fig. 4
    eine Ansicht des Roboters in Richtung des Pfeiles IV in Fig. 3.
  • In Fig. 1 bezeichnen die Hinweisziffern 1 die Pfeiler einer Brücke, auf die im Querschnitt doppel-T-förmige Längsträger 2 aufgelegt sind. Diese sind in regelmässigen Abständen durch im Querschnitt ebenfalls doppel-T-förmige Querträger 3 verbunden und und tragen eine Brückenplatte 4. Zur Erneuerung der die Träger 2, 3 überziehenden, zinkhaltigen Korrosionsschutzschicht wird die alte Schutzschicht von einem Operateur 5 mittels einer beweglichen Düse 6 mit einem Hochgeschwindigkeitswasserstrahl beaufschlagt und abgetragen bzw. bearbeitet, bis der blanke metallische Grundkörper frei liegt. Der Operateur 5 (oder ein seine Funktion ausführender Roboter), die von ihm bediente Düse 6 und der von der Schutzschicht zu befreiende Abschnitt der Träger 2, 3 befinden sich innerhalb einer festen, transportablen, demontablen und/oder verfahrbaren Kabine 7 oder sonstigen Einhausung, die insoweit allseits geschlossen ist, dass kein aus der Düse 6 austretendes oder von den Trägern 2, 3 abtropfendes oder wegspritzendes Wasser ungewollt in die Umgebung entweichen kann. Der Boden 8 der Kabine 7 ist wasserundurchlässig und weist mindestens einen Sammelschacht 9 auf und ist derart gegen diesen Sammelschacht geneigt, dass darin alles innerhalb der Kabine 7 anfallende Wasser zusammen läuft. Der in sich stabile, selbsttragende Boden 8 ist durch nicht dargestellte Mittel an den Längsträgern 2 aufgehängt und/oder an diesen verschieb- oder verfahrbar, ähnlich der Laufkatze eines Brückenkrans, gelagert. Die Seitenwände der Kabine 7 sind durch sich vom Boden 8 zur Unterseite der Brückenplatte 4 erstreckende Kunststoffolien gebildet, so dass die Brückenplatte 4 die Kabine 7 nach oben abschliesst. Das im Sammelschacht 9 zusammenlaufende, mit Partikeln der abgetragenen Schutzschicht befrachtete Wasser wird mittels einer Pumpe 10 durch eine Leitung 11 in eine Wasseraufbereitungsanlage 13 auf der Brückenplatte 4 gefördert und dort, wie später beschrieben, regeneriert. Das regenerierte Wasser fliesst von dort (13) über eine Leitung 12 in eine Hochdruckpumpe 14, die es unter einem Druck von zirka 2'000 bar wieder der Arbeitsdüse 6 zutreibt. Die Kabine 7, die Düse 6, die Leitungen 11, 12, die Pumpen 10, 14 und die Wasseraufbereitungsanlage 13 bilden somit einen (von Verdunstungsverlusten abgesehen) verlustfreien Wasserkreislauf.
  • Die Fig. 2 zeigt ein Beispiel einer Wasseraufbereitungsanlage 13. Sie weist zwei Grobreinigungscontainer 15, 16, vier Absetzsilos 17 bis 20, zwei Sammelbecken 21, 22 sowie ein Pufferbecken 23 auf. Weiter ist eine Flockungsstation 24 vorhanden, mit der dem befrachteten Wasser ein Flockungsmittel, wie z.B. Aluminiumsulfat, zudosiert werden kann.
  • Die beiden Grobreinigunscontainer 15, 16 sind gleich ausgebildet. Sie bestehen im wesentlichen aus einer Wanne 25 und einem Korbeinsatz 26, der kleiner als die Wanne 25 ist und allseits einen Zwischenraum 27 zur Wannenwand frei lässt. Eine siebartige Schikane 28 auf halber Wannenhöhe verhindert innerhalb der Wanne 25 stärkere Trubulenzen während des Zufliessens des Schmutzwassers. Die Wanne 25 ist mit einem durch einen Kugelhahn absperrbaren Auslauf 29 versehen und an eine Rohr- oder Schlauchleitung 30 angeschlossen.
  • Die vier seriell angeordneten Absetzsilos 17 bis 20 sind ebenfalls gleich ausgebildet, weshalb nachfolgend der Aufbau nur von einem beschrieben wird. Das im Querschnitt runde oder viereckige Silo 7 verjüngt sich unten trichterförmig gegen einen mit einem Kugelhahn absperrbaren Auslauf 31. Am Silodeckel ist ein achsial in das Silo hineinragender Rohrstutzen 32 befestigt, mit dem Strömungen und Trubulenzen in dem im Silo enthaltenen Wasser unterdrückt werden sollen. Am Rohrstutzen 32 ist ein ebenes Brausesieb 33 befestigt, auf welches sich das in den Silo geleitete Wasser ergiesst, darauf über den Siloquerschnitt verteilt und nach Art eines breiten, fein gegliederten Brausestrahls in den Silo fällt. Der Silo 17 hat weiter eine Zufluss- und eine Abflussleitung 34 bzw. 35, welch letztere mittels eines Kugelhahns abschliessbar ist. Die Zuflussleitung 35 endet über dem Brausesieb 33. Die Einlauföffnung der Abflussleitung 35 dagegen befindet sich zwischen dem Brausesieb 33 und dem trichterförmigen Siloboden und liegt damit in der Zone geringer Partikelkonzentration, da sich die Fracht des Schmutzwassers durch Sedimentation als sog. Schlamm am Siloboden sammelt. Von dort wird der Schlamm periodisch durch ein Öffnen des Auslaufs 31 ausgetragen und in einem Behälter 36 gesammelt.
  • Die beiden oben offenen Sammelbecken 21 und 22 sind durch eine Filterwand 39 in eine Einlauf- und eine Auslaufseite 37 bzw. 38 unterteilt. Die Filterwand 39 dient dem Zweck, allfällige im Wasserkreislauf mitschwimmende Verunreinigungen, wie tote Insekten oder dgl. mit einer Korngrösse von mehr als 0,005 Millimeter zum Schutz der Düse 6 zurückzuhalten.
  • Das Pufferbecken 23 dient dem Ausgleich von Wasserverlusten im Kreislauf, die durch Verdunsten oder durch den Austrag des Schlammes aus den Silos 17 bis 20 entsteht.
  • Die in Fig. 2 gezeigte Wasseraufbereitungsanlage 13 funktioniert wie folgt. Das der Düse 6 mit Hoch- oder Höchstdruck, vorzugsweise mit 2'500 bis 3'000 bar, zugeführte und mit hoher Geschwindigkeit auf die Träger 2, 3 auftreffende Wasser löst dort grössere und kleinere Partikel der Schutzschicht ab und fliesst oder tropft mit diesen auf den Kabinenboden 8 oder einen abgedichteten Gerüstboden. Auch gegen die Folienwände der Kabine 7 oder die Brückenplatte 4 spritzendes Wasser wird auf den Boden 8 abgeleitet, wo es in den Sammelschacht 9 rinnt und von der Pumpe 10 in die Grobreinigungscontainer 15 und 16 gepumpt wird. Grobe Partikel der Schutzschicht werden dort in den Korbeinsätzen 26 zurückgehalten. Das von der Grobfracht befreite Wasser wird mittels einer Pumpe 40 über die Zuflussleitung 34 in den ersten Absetzsilo 17 gefördert und dieser bis zu einem Niveau nahe dem Brausesieb 33 gefüllt und auf diesem Niveau durch eine selbsttätige Steuereinrichtung gehalten. Während der Verweildauer des Wassers im ersten Absetzsilo 17 setzen sich die im Wasser mitgeführten Partikel aufgrund der Schwerkraft ab, so dass sich im Bodenbereich eine Zone 41 grosser Partikelkonzentration und darüber eine Zone 42 geringer Partikelkonzentration bildet. Der sich in der Zone 41 sammelnde Schlamm wird von Zeit zu Zeit durch den Auslauf 31 ausgetragen, wogegen das wenigstens teilweise gereinigte Wasser aus der Zone 42 mittels einer Pumpe 43 in den zweiten Absetzsilo 18 gepumpt wird, wo sich der gleiche Vorgang wie im Absetzsilo 17 wiederholt. Das im Absetzsilo 18 weiter geklärte Wasser wird mittels einer Pumpe 44 dem Absetzsilo 19 - einer weiteren Sedimentations- bzw. Reinigungsstufe - zugeführt, von wo es mittels einer Pumpe 45 in die letzte Feinreinigungsstufe (Absetzsilo 20) gefördert wird. Von dort gelangt das vollständig gereinigte Wasser in die Sammelbecken 21 und 22 und fliesst aus diesen wieder der Hochdruckpumpe 14 zu. Allfällige Wasserverluste werden vom Pufferbecken ausgeglichen. Eine automatische Niveausteuerung sorgt in allen Absetzsilos 17 bis 20 für eine konstante Badhohe.
  • Die in den verschiedenen Reinigungsstufen sedimentierende, als Schlamm bezeichnete Fracht (bzw. Schutzschichtpartikel) wird, wie bereits mit Bezug auf den Absetzsilo 17 erwähnt, durch ein Öffnen des Auslaufs 31 in Behälter 36 gesammelt. Der überwiegend zinkhaltige Schlamm lässt man in den Behältern 36 lufttrocknen. Es bildet sich ein hochzinkhaltiges Granulat, aus dem sich das Zink durch Verhütten oder sonstiges Raffinieren in einer Zinkhütte zurückgewinnen lässt.
  • Sollte unter extremen Einsatzverhältnissen die Verweildauer des Wassers in den einzelnen Reinigungsstufen 17 bis 20 zu kurz sein, kann ausnahmsweise mittels einer Dosiereinrichtung 46 Aluminiumsulfat als Flockungsmittel in den Wasserkreislauf eindosiert werden. Damit erhöht sich die Absetzgeschwindigkeit der Partikel in den einzelnen Reinigungsstufen.
  • Je nach der gewünschten Leistung der Gesamtanlage (= umgewälzte Wassermenge pro Zeiteinheit) kann nur einer der Grobreinigungscontainer 15, 16 genügen. Sie können unter Umstanden auch entfallen. Es können aber auch mehr als zwei solcher Container in Parallelschaltung aufgestellt werden. Ebenso ist die Zahl der Absetzsilos 17 bis 20 und der Sammelbecken 21, 22 durch die geforderte Leistung bestimmt.
  • Sowohl die Grobreinigungscontainer 15, 16 als auch die Absetzsilos 17 bis 20 oder die Sammelbecken 21 und 22 bzw. das Pufferbecken 23 sind als selbständige, transportable Baueinheiten ausgeführt, die von einem Einsatzort mittels normalstrassengängigen Transportfahrzeugen zum anderen transportiert werden können. Entsprechend sind die gezeigten Leitungen mit einfach handhabbaren Kupplungsmitteln unter sich oder mit den Zu- oder Ausläufen der Absetzsilos 17 bis 20 bzw. den Grobreinigungscontainern 15, 16 resp. den Sammelbecken 21, 22 verbindbar. Damit sind die Längen der Leitungen zwischen den einzelnen Reinigungsstufen variabel und die Anlageelemente können am Einsatzort jeweils dort aufgestellt werden, wo gerade Platz vorhanden ist. Mit anderen Worten, die in Fig. 2 gezeigte Wasseraufbereitungsanlage 13 kann teilweise oder ganz bis zu mehreren Hundert Metern vom Einsatzort der Düse 6 entfernt aufgestellt werden.
  • Die Fig. 3 und 4 zeigen einen Roboter, der den in Fig. 1 symbolisch dargestellten Operateur 5 ersetzen kann. An einem in Richtung der X- und Y-Achse verfahrbaren Rahmen 47 ist vertikal, das heisst in Richtung der Z-Achse verschiebbare Führungsstange 48 gelagert. Ein an dieser längsverschiebbarer (das heisst in Richtung der X-Achse verschiebbarer) Schlitten 49 trägt die Düse 6, die in einem daran angeordneten Schwenklager um die X-Achse schwenkbar ist. Die Bewegungen des Rahmens 47, der Führungsstange 48, des Schlittens 49 und der Düse 6 sind durch nicht dargestellte Antriebs- und Steuerorgane selbsttätig oder mittels Fernsteuerung ausführbar.
  • Anstelle der gezeigten Düse 6 kann auch ein um deren Achse drehbar gelagertes Düsenrad (Rotationsdüse) mit mehreren Düsen verwendet werden, dem die Drehbewegung von der Reaktionskraft der Düsen induziert wird.
  • Anstelle zinkhaltiger Korrosionsschutzschichten können auch andere metallhaltige (z.B. Pb oder Ti) Schutzschichten nach dem beschriebenen Verfahren entfernt und einer Wiederverwertung zugeführt werden.
  • Die von der Schutzschicht befreiten Träger 2, 3 trocknen rasch. Dabei bildet sich auf deren Oberfläche eine neue aber sehr dünne Rostschicht. Diese ist vor dem Auftragen der neuen Schutzschicht zu entfernen, was ebenfalls ohne die Natur belastende Rückstände zu geschehen hat.
  • Die Reinigung der leicht korrodierten Oberflächen erfolgt nach dem Sandstrahlprinzip, wobei als Strahlkorn Elektrokorund, das heisst Aluminiumoxyd, verwendet wird. Die von der zu reinigenden Oberfläche abprallenden Körner werden gesammelt, von Oxyd- und Korundstaub gereinigt und bis zur Unbrauchbarkeit in einem geschlossenen Kreislauf immer wieder der Strahldüse zugeführt. Der aus dem Strahlmittel ausgefilterte Oxyd- und Korundstaub ist ein vorzügliches Zuschlagsmittel bei der Zementherstellung und kann dort ohne jede Umweltbelastung industriell verwertet werden. Die mit der Zeit kantengerundeten und daher unbrauchbaren Korundkörner können ohne jeden Nachteil an jeder beliebigen Stelle im Freien abgelagert werden, da sie chemisch der Tonerde (Al2O3) entsprechen. Während des Strahlens wird in der Kabine 7 mittels eines Ventilators ein leichter Unterdruck erzeugt, wodurch ein Entweichen von Eisenoxydstaub in die Umgebung vermieden wird.

Claims (20)

  1. Verfahren zum Entfernen einer Oberflächenschicht von einem Körper (2, 3), insbesondere einer Schutzschicht, bei welchem mindestens ein Druckstrahl eines flüssigen wässrigen Mediums auf die Oberflächenschicht gelenkt wird, bei welchem ferner das vom Körper (2, 3) abprallende oder abfliessende, Partikel der Oberflächenschicht enthaltende flüssige Medium gesammelt und einem Behälter (17 bis 20) zugeführt wird, und bei welchem das die Partikel enthaltende flüssige Medium im Behälter einem Kraftfeld so lange ausgesetzt wird, bis sich im Medium Zonen höherer und Zonen niedrigerer Patrikelkonzentration gebildet haben, dass in jedem Behälter (17 bis 20) die im flüssigen Medium enthaltenen Partikel im Bodenbereich des Behälters mittels Schwerkraft abgesetzt werden, dadurch gekennzeichnet, dass im Behälter (17 bis 20) Strömungen und Turbulenzen in dem im Behälter (17 bis 20) enthaltenen wässrigen Medium unterdrückt werden und die beiden Zonen bei ruhendem Behälter (17 bis 20) getrennt ausgetragen werden, dass mehrere Solche Behälter (17 bis 20) hintereinander angeordnet werden, dass die im Bodenbereich jedes Behälters gesammelten Partikel zwecks Wiederverwendung oder Entsorgung nach unten entnommen werden, während das im Behälter (17 bis 20) verbleibende flüssige Medium niedrigerer Partikelkonzentration dem nachfolgenden Behälter über eine Leitung (35) zugeführt wird, und dass das dem letzten Behälter (20) entnommene flüssige Medium niedrigster Partikelkonzentration vorzugsweise als Druckstrahl für die fortgesetzte Entfernung der Oberflächenschicht verwendet wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Bodenbereich jedes Behälters (17 bis 20) die Partikel trichterförmig abgesetzt und gesammelt werden, wobei die gesammelten Partikel der Trichtermündung (31) entnommen werden.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass das die Partikel enthaltende flüssige Medium in jeden Behälter (17 bis 20) flächig verteilt eingeführt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die jedem Behälter (17 bis 20) entnommenen Partikel getrocknet werden.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine metallhaltige, insbesondere zinkhaltige, Oberflächenschicht des Körpers (2, 3) mit dem Druckstrahl des flüssigen wässrigen Mediums bearbeitet wird, und dass die in den Behältern (17 bis 20) gesammelten metallhaltigen, insbesondere zinkhaltigen, Partikel wieder zu Metall insbesondere Zink, raffiniert bzw. verhüttet werden.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass dem die Partikel enthaltenden flüssigen Medium vor oder während dessen Zuführung zu mindestens einem der Behälter (17 bis 20) ein Flockungsmittel, zum Beispiel Aluminiumsulfat, zugesetzt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das dem letzten Behälter (20) entnommene flüssige Medium niedrigster Partikelkonzentration vor dessen Verwendung als Druckstrahl über ein Sicherheitsfilter (39) geleitet wird, um eine Verstopfung der Druckstrahldüse (6) durch nicht abgesetzte Partikel oder durch aus der Umgebung in das flüssige Medium gelangte Korn- oder Staubpartikel zu vermeiden.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das dem letzten Behälter (20) entnommene flüssige Medium niedrigster Partikelkonzentration über ein Pufferreservoir (23) geleitet wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Partikel der Oberflächenschicht enthaltende flüssige Medium vor seiner Zuführung zum ersten Behälter (17) durch ein Schlammentwässerungsbecken (15 oder 16) und zwecks Grobabscheidung gesiebt wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man nach dem mittels des Druckstrahls des flüssigen wässrigen Mediums vorgenommenen Entfernen der Oberflächenschicht von einem einen rostenden Eisenwerkstoff enthaltenden Körper (2, 3) den nassen Körper trocknen lässt und darnach die oxydierte Oberfläche des Körpers (2, 3) mittels eines trockenen Sandstrahls reinigt, wobei als Strahlmittel Korundkörner verwendet werden.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Korundkörner in einem Kreislauf geführt und innerhalb des Kreislaufes von Staub befreit werden, wobei der Staub gesammelt wird, und dass der gesammelte, eisenoxydhaltige Staub bei der Herstellung von Zement verwendet wird.
  12. Einrichtung zum Entfernen einer Oberflächenschicht von einem Körper (2, 3), insbesondere einer Schutzschicht mit mindestens einer Düse (6) zur Lenkung eines Druckstrahls eines flüssigen, wässrigen Mediums auf die Oberflächenschicht, mit einem Behälter (17 bis 20) zum Sammeln des flüssigen Mediums und der Schmutzschichtpartikel, der einen Absetzbodenbereich (41) aufweist, in welchem sich die Partikel unter der Wirkung der Schwerkraft absetzen können, gekennzeichnet durch eine vor dem Körper (2, 3) anbringbare, vorzugsweise demontable und transportierbare Kabine (7) mit mindestens einem angenähert flüssigkeitsdichten, einen Sammelschacht (9) aufweisenden Kabinenboden (8), wobei die Düse (6) in der Kabine verschiebbar ist, durch weitere Behälter (17 bis 20), welche Behälter (17 bis 20) je mit einem Zuführungsanschluss (34) und einem Ablassanschluss (35) für das flüssige Medium versehen sind, wobei der Zuführanschluss (34) jedes weiteren Behälters (17 bis 20) an den Ablassanschluss (35) des vorangehenden Behälters angeschlossen ist, die im Bodenbereich jedes Behälters gesammelten Partikel zwecks Wiederverwertung oder Entsorgung nach unten entnommen werden, die Behälter Einbauten zur Unterdrückung von im Behälter enthaltenen Strömungen und Turbulenzen aufweisen, und durch Flüssigkeitsleitungen (11, 12, 30) die eine Mediumquelle (21, 22) mit der Düse (6), dem Sammelschacht (9) mit dem ersten Behälter (17), zwei aufeinanderfolgende Behälter (18 bis 19) sowie den letzten Behälter (20) mit der Mediumquelle (21, 22) verbinden.
  13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die an den letzten Behälter (20) angeschlossene Flüssigkeitsleitung mit der mindestens einen Düse (6) direkt oder indirekt in Verbindung steht.
  14. Einrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Düse (6) auf einem in der Kabine (7) verschiebbaren Gestell (47) horizontal und vertikal bewegbar gelagert ist.
  15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass zum Bewegen der Düse (6) auf dem Gestell (47) eine automatische Steuereinrichtung vorhanden ist.
  16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitsleitungen (11, 12, 30) Schläuche sind.
  17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitsleitungen (11, 12, 30) mit lösbaren Kupplungen versehen sind.
  18. Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Behälter (17 bis 20) einen trichterförmigen Bodenbereich aufweist, der an seiner Mündung mit einem Auslass versehen ist.
  19. Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass im oberen Bereich jedes Behälters (17 bis 20) eine Brausenvorrichtung (33) beispielsweise ein Verteilsieb, angeordnet ist, welche mit dem Zuführungsanschluss (34) des flüssigen Mediums in Wirkverbindung steht.
  20. Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Behälter (17 bis 20) sowie alle Leitungen transportable Bauteile sind.
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