EP2408587A2 - Device and method for machining a surface contaminated by temperature-sensitive contaminants - Google Patents

Device and method for machining a surface contaminated by temperature-sensitive contaminants

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EP2408587A2
EP2408587A2 EP10718040A EP10718040A EP2408587A2 EP 2408587 A2 EP2408587 A2 EP 2408587A2 EP 10718040 A EP10718040 A EP 10718040A EP 10718040 A EP10718040 A EP 10718040A EP 2408587 A2 EP2408587 A2 EP 2408587A2
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EP
European Patent Office
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processing
temperature
laser
laser beam
robot
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP10718040A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Franz-Josef Salber
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Isa-Engineering & Co KG GmbH
Original Assignee
Isa-Engineering & Co KG GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Isa-Engineering & Co KG GmbH filed Critical Isa-Engineering & Co KG GmbH
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B23K26/0876—Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction in at least two axial directions
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Definitions

  • the invention relates to a device for processing a surface contaminated with temperature-sensitive pollutants, in particular PCB-containing materials, in particular a room, a method for processing a surface loaded with temperature-sensitive pollutants, in particular PCB-containing materials, as well as use of a device with a high-power laser.
  • PCBs Polychlorinated biphenyls
  • plasticizers in paints, sealants, insulating materials and plastics the renovation of old buildings of any kind (eg schools, administrative buildings, power plants, etc.)
  • the primary sources of PCB paints, sealing material, etc.
  • mechanical equipment milling, pitting hammers, etc.
  • waste is incinerated at temperatures of at least 1200 0 C PCB, so that the destruction of PCB congeners is guaranteed and no intermediate products such as dioxins can occur etc.
  • PCDD / PCDF PCDD/ PCDF
  • the laser beam is adjusted in terms of its operating parameters so that it both burns the pollutants on the surface and makes a depth ablation, in particular, a laser can be used, which operates with a power over 20 kW.
  • the object of the present invention is therefore to proceed in the processing of contaminated with pollutants materials surface, in particular a chamber so that a simple, safe processing is possible.
  • the solution is a device for processing a temperature-sensitive pollutants, in particular PCB-containing materials loaded surface, in particular a room, wherein the device is a Hoch elaborateslaserstrahlbearbei- tungsvorraum, in particular with a power of about 5 to about 20 kW, in particular in conjunction with a robot and / or has a manipulator which is set up with respectively predetermined working values, in particular laser power and / or laser wavelength, adapted to the respective processing mode, so that the temperature-sensitive pollutants by reaching or exceeding a predetermined limit temperature at a processing point of the surface in substantially harmless degradation products are to implement, in particular at the same time or alternately a depth removal by the Hoch orientalslaserstrahlbe- processing device takes place.
  • the device is a Hoch antiqueslaserstrahlbearbei- tungsvorraum, in particular with a power of about 5 to about 20 kW, in particular in conjunction with a robot and / or has a manipulator which is set up with respectively predetermined working values, in particular laser power and / or laser
  • the illustrated invention thus relates to a surface decontamination and ablation process by means of a high power laser, which also provides sufficiently high temperatures to destroy the chemical compounds.
  • This can be disposed of safely on site in the renovation of old buildings, conventional power plants and decommissioning of nuclear power plants all primary PCB sources, especially sealing materials, as well as paints for sealing the wall, ceiling and floor surfaces.
  • the decontamination of radioactive and PCB contaminated surfaces in nuclear facilities can be carried out in particular with a powerful diode laser system.
  • the temperature at the processing point by the laser beam in the case of PCB is substantially above about 1,250 0 C.
  • the laser beam profile is a rectangular profile with regard to the temperature distribution. In this way it is ensured that in the laser processing area a substantially homogeneous temperature distribution and a safe control is present and no pollutant molecules survive the process unburned.
  • the suction device which is in particular in connection with the laser processing device, and in particular supply to a filter, wherein the suction device in particular has a cyclone and / or an absolute filter and / or a suction fan.
  • the laser Performance adjusted so that on the one hand a surface decontamination and at the same time or in a parallel step, a depth removal.
  • the scan can preferably be done by means of one or more lasers housed in a device. In this case, one laser may have a lower power and another laser may have a higher power or an adjustable laser may be provided.
  • the robot and / or the manipulator is equipped with a changing device for changing various processing devices and the exchanged processing devices, in particular the laser processing devices, are advantageously to be provided on a particularly separate tray.
  • the robot is equipped with a hose package for in particular the laser light guide, inert gas conductor and / or compressed air conductor, wherein in particular the laser conductors are held on a boom with a balancer.
  • the laser beam source is arranged outside the chamber, preferably in an intervention space and / or operating room, and the laser light guides are to be guided from there into the chamber by means of wall bushings which are preferably sealed off against a predetermined difference in air pressure. In this way, contamination of the device is largely avoided.
  • control devices, switching devices and / or power supply devices are to be set up outside the chamber, preferably in the intervention space and / or operating space, and the electric cables are to be guided into the chamber via wall ducts which are preferably sealed against a predetermined difference in air pressure.
  • the robot is movable on rails on a chassis and in particular in the respective working position can be locked and in particular into an adjacent intervention room and / or operating room along the rails can be transferred.
  • the robot is mounted mounted on a tracked vehicle device.
  • the object is also achieved by a method for processing a unit loaded with temperature-sensitive pollutants, in particular PCB-containing materials, in particular a chamber, wherein a robot and / or a manipulator is used, in particular a multi-axis robot, with one or more laser processing types, in particular with a Hoch inlaserstrahlbearbei- device which are used in combination or alternatively, so that the temperature-sensitive pollutants are converted by reaching or exceeding a predetermined limit temperature in the laser beam in substantially harmless decomposition products, in particular at the same time or alternately a depth removal by the Hoch orientalslaserstrahlbearbeitungsvorrich- device , And wherein in particular the resulting decomposition products are sucked off via a suction device, in particular with a device according to one of the preceding claims 1 bi s 11.
  • the object is likewise achieved by using a device with a high-power laser, in particular in conjunction with a robot, in particular a multi-axis robot, and / or a manipulator for processing a unit loaded with temperature-sensitive pollutants, in particular PCB-containing materials, in particular a chamber, wherein the temperature-sensitive pollutants are converted by reaching or exceeding a predetermined limit temperature in the region of the laser beam into substantially harmless decomposition products, in particular at the same time or alternately a depth removal by the high-power laser beam processing device, and in particular the resulting degradation products are sucked through a suction device, in particular with a device according to one of the preceding claims 1 to 11.
  • Fig. 1 shows a sequence of schematic processing steps of a surface.
  • the high-power laser beam processing device 2 in combination with a suction device 3 forms the central working unit, which is connected to the laser generator via an optical cable, in particular with a length of up to 150 m is connected.
  • the working unit is moved over the surfaces 1 to be decontaminated with a space-adapted moving device.
  • a pulsed laser beam 9 in particular with a power of about 5 to about 20 KW with a scanner track width of about 10 to about 100 mm, but in particular a flat scanning area, which is simultaneously processed by the laser beam, of about 50 mm by 100 mm, is For example, a painted concrete surface at a temperature greater than 1,250 0 C by burning respectively melting removed in particular to a depth in an order of centimeters.
  • the PCB located in the removal is burnt without residue.
  • the discharge of the molten concrete residues is carried out by a special extraction system, in particular consisting of a venturi set, a cyclone separator 4, a waste drum 5 and an absolute filter 6.
  • the exiting, purified exhaust air 8 has no pollutants. LIST OF REFERENCE NUMBERS

Abstract

The invention relates to a device for machining a surface (1), particularly of a space, contaminated by temperature-sensitive contaminants, particularly materials comprising PCBs, wherein the device comprises a high-powered laser beam machining device (2), particularly having a power of about 5 to about 20 kW, particularly in combination with a robot and/or a manipulator set up with prescribed working values, particularly the laser power and/or laser wavelength, adapted to each machining type, so that the temperature-sensitive contaminants are converted into substantially non-hazardous products of decomposition by reaching or exceeding a prescribed temperature limit at a machining location of the surface (1).

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Bearbeiten einer mit temperaturempfindlichen Apparatus and method for processing a temperature sensitive one
Schadstoffen belasteten OberflächePollutants polluted surface
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bearbeiten einer mit temperaturempfindlichen Schadstoffen, insbesondere PCB-haltigen Materialien belasteten Oberfläche, insbesondere eines Raumes, ein Verfahren zum Bearbeiten einer mit temperaturempfindlichen Schadstoffen, insbesondere PCB-haltigen Materialien belasteten Oberfläche, sowie eine Verwendung einer Vorrichtung mit einem Hochleistungslaser.The invention relates to a device for processing a surface contaminated with temperature-sensitive pollutants, in particular PCB-containing materials, in particular a room, a method for processing a surface loaded with temperature-sensitive pollutants, in particular PCB-containing materials, as well as use of a device with a high-power laser.
Schadstoffe in Wänden oder in sonstigen Bereichen abgelagerte Schadstoffe werden regelmäßig mittels aufwendiger mechanischer Verfahren unter hohen Sicherheitsmaßnahmen abgetragen, insbesondere unter Einsatz von Wasser oder anderen Flüssigkeiten. Anschließend erfolgt ein aufwendiger Transport zu einer Entsorgungseinrichtung und im Fall von PCB (Polychlorierte Biphenyle) -belasteten Materialien muss eine Verbrennung bei Temperaturen über 1.2000C erfolgen. Polychlorierte Biphenyle (PCB) sind hochgiftige und krebserregende chemische Chlorverbindungen, die bis in die 1980er Jahre mannigfaltig Einsatz fanden, hier vor allem als „Weichmacher" in Lacken, Dichtungsmassen, Isoliermitteln und Kunststoffen. In der heutigen Zeit stellt sich vermehrt die Entsorgungsproblematik von PCB bei der Sanierung von Altbauten jeglicher Art (z.B. Schulen, Verwaltungsgebäuden, Kraftwerken etc.). Zur Entfernung werden die Primärquellen von PCB (Lacke, Dichtungsmaterial etc.) mit mechanischen Geräten (Fräsen, Pickelhämmer etc.) unter Verwendung besonderer Personal- und Umweltschutzbedingungen abgebaut, gesammelt und einer Sonderabfalldeponie zugeführt. Nach dem heutigen Stand der Kenntnis müssen PCB- haltige Abfälle bei Temperaturen von mindestens 1.2000C verbrannt werden, damit die Zerstörung der PCB-Kongenere garantiert ist und keine Zwischenprodukte wie Dioxine etc. (PCDD/ PCDF) entstehen können. Hierzu gibt es derzeit nur wenige Sonderabfall- Verbrennungsanlagen, die bei Temperaturen von mehr als 1.200 °C betrieben werden und somit für die Verbrennung von PCB geeignet sind. Der Laserstrahl ist hinsichtlich seiner Arbeitsparameter so eingestellt, dass er sowohl an der Oberfläche die Schadstoffe verbrennt als auch einen Tiefenabtrag leistet, insbesondere kann auch ein Laser eingesetzt werden, der mit einer Leistung über 20 kW arbeitet.Pollutants deposited in walls or in other areas pollutants are regularly removed by means of complex mechanical procedures under high security measures, especially using water or other liquids. Subsequently, a consuming transport to a disposal facility and in the case of PCBs (polychlorinated biphenyls) -belasteten materials must be a combustion at temperatures above 1,200 0 C. Polychlorinated biphenyls (PCBs) are highly toxic and carcinogenic chemical chlorine compounds, which were widely used until the 1980s, especially as "plasticizers" in paints, sealants, insulating materials and plastics the renovation of old buildings of any kind (eg schools, administrative buildings, power plants, etc.) For removal, the primary sources of PCB (paints, sealing material, etc.) with mechanical equipment (milling, pitting hammers, etc.) are degraded using special personnel and environmental protection conditions, collected and fed to a hazardous waste landfill. According to the present state of knowledge must containing waste is incinerated at temperatures of at least 1200 0 C PCB, so that the destruction of PCB congeners is guaranteed and no intermediate products such as dioxins can occur etc. (PCDD / PCDF) There are currently only a few hazardous waste ver Combustion systems that operate at temperatures above 1,200 ° C and are therefore suitable for burning PCBs. The laser beam is adjusted in terms of its operating parameters so that it both burns the pollutants on the surface and makes a depth ablation, in particular, a laser can be used, which operates with a power over 20 kW.
Nachteilig sind dabei insbesondere die aufwendigen Entsorgungsverfahren, die zudem nur begrenzte Kapazitäten aufweisen und in einigen Bereichen nicht zur Verfügung stehen.Disadvantages are, in particular, the complicated disposal methods which, moreover, have only limited capacities and are not available in some areas.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, bei der Bearbeitung einer mit Schadstoffen Materialien belasteten Oberfläche, insbesondere einer Kammer so vorzugehen, dass eine einfache, sichere Bearbeitung möglich wird.The object of the present invention is therefore to proceed in the processing of contaminated with pollutants materials surface, in particular a chamber so that a simple, safe processing is possible.
Als Lösung wird eine Vorrichtung zum Bearbeiten einer mit temperaturempfindlichen Schadstoffen, insbesondere PCB-haltigen Materialien belasteten Oberfläche, insbesondere eines Raums, wobei die Vorrichtung eine Hochleistungslaserstrahlbearbei- tungsvorrichtung, insbesondere mit einer Leistung von etwa 5 bis etwa 20 kW, insbesondere in Verbindung mit einem Roboter und/oder einen Manipulator aufweist, die mit jeweils vorbestimmten Arbeitswerten, insbesondere Laserleistung und/oder Laserwellenlänge, an die jeweilige Bearbeitungsart angepasst eingerichtet ist, so dass die temperaturempfindlichen Schadstoffe durch Erreichen oder Überschreiten einer vorbestimmten Grenztemperatur an einer Bearbeitungsstelle der Oberfläche in im wesentlichen ungefährliche Abbauprodukte umzusetzen sind, wobei insbesondere zugleich oder abwechselnd ein Tiefenabtrag durch den Hochleistungslaserstrahlbe- arbeitungsvorrichtung erfolgt.The solution is a device for processing a temperature-sensitive pollutants, in particular PCB-containing materials loaded surface, in particular a room, wherein the device is a Hochleistungslaserstrahlbearbei- tungsvorrichtung, in particular with a power of about 5 to about 20 kW, in particular in conjunction with a robot and / or has a manipulator which is set up with respectively predetermined working values, in particular laser power and / or laser wavelength, adapted to the respective processing mode, so that the temperature-sensitive pollutants by reaching or exceeding a predetermined limit temperature at a processing point of the surface in substantially harmless degradation products are to implement, in particular at the same time or alternately a depth removal by the Hochleistungslaserstrahlbe- processing device takes place.
Vorteilhaft ist es, wenn mittels einer Absaugvorrichtung die dabei entstehenden Abbauprodukte und/oder weitere Abfallstoffe zu entfernen sind.It is advantageous if by means of a suction device the resulting degradation products and / or other waste materials are to be removed.
Durch die angegebene Erfindung wird einerseits eine sichere Bearbeitung und Umwandlung in ungefährliche Produkte vor Ort gewährleistet und zugleich geringe Abfallmengen erzeugt. Die dargestellte Erfindung betrifft somit ein Oberflächen- Dekontaminations- und Abtragungsverfahren mittels eines Hochleistungslasers, der zudem ausreichend hohe Temperaturen zur Zerstörung der chemischen Verbindungen bereitstellt. Hiermit können vorteilhaft bei der Sanierung von Altbauten, konventionellen Kraftwerken und beim Rückbau von Kernkraftwerken sämtliche PCB- Primärquellen, insbesondere Dichtungsmaterialien, sowie Lacke zur Versiegelung der Wand-, Decken- und Bodenflächen sicher direkt vor Ort entsorgt werden. Die Dekontamination der radioaktiv- und PCB- kontaminierten Oberflächen in kerntechnischen Anlagen (Kernkraftwerke, Wiederaufarbeitungsanlagen etc.) kann insbesondere mit einem leistungsstarken Diodenlaser- System vorgenommen werden.By the specified invention, on the one hand, safe processing and conversion into harmless products is ensured on site and at the same time generates small amounts of waste. The illustrated invention thus relates to a surface decontamination and ablation process by means of a high power laser, which also provides sufficiently high temperatures to destroy the chemical compounds. This can be disposed of safely on site in the renovation of old buildings, conventional power plants and decommissioning of nuclear power plants all primary PCB sources, especially sealing materials, as well as paints for sealing the wall, ceiling and floor surfaces. The decontamination of radioactive and PCB contaminated surfaces in nuclear facilities (nuclear power plants, reprocessing plants, etc.) can be carried out in particular with a powerful diode laser system.
Vorteilhaft ist es, wenn die Temperatur an der Bearbeitungsstelle durch den Laserstrahl im Fall von PCB im wesentlichen über etwa 1.2500C liegt.It is advantageous if the temperature at the processing point by the laser beam in the case of PCB is substantially above about 1,250 0 C.
Vorteilhaft ist es, wenn das Laserstrahlprofil hinsichtlich der Temperaturverteilung ein Rechteckprofil ist. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass im Laserbearbeitungsbereich eine im wesentlichen homogene Temperaturverteilung und eine sichere Kontrolle vorliegt und keine Schadstoffmoleküle den Prozess unverbrannt überstehen.It is advantageous if the laser beam profile is a rectangular profile with regard to the temperature distribution. In this way it is ensured that in the laser processing area a substantially homogeneous temperature distribution and a safe control is present and no pollutant molecules survive the process unburned.
Vorteilhaft ist es, wenn die Bearbeitungsarten insbesondere sindIt is advantageous if the types of processing are particular
- Reinigung und/oder Dekontamination einer Oberfläche insbesondere auch eine Dekontamination von jeweils bei einer Tiefenabtragung durch den Laserstrahl entstehenden Oberflächen mit dem Laserstrahl der Hochleistungslaservorrichtung und/- oder- Cleaning and / or decontamination of a surface in particular also a decontamination of each resulting in a depth ablation by the laser beam surfaces with the laser beam of the high-power laser device and / - or
- Aufsaugen des abgelösten Materials mittels der Absaugvorrichtung, die insbesondere in Verbindung mit der Laserbearbeitungsvorrichtung steht, und insbesondere Zuführung zu einem Filter, wobei die Absaugvorrichtung insbesondere einen Zyklonabscheider und/oder einen Absolut-Filter und/oder ein Absauggebläse aufweist.- Absorbing the detached material by means of the suction device, which is in particular in connection with the laser processing device, and in particular supply to a filter, wherein the suction device in particular has a cyclone and / or an absolute filter and / or a suction fan.
Auf diese Weise können auch ganze Volumenbereich durch die schichtweise Reinigung und Dekontamination von Schadstoffen befreit werden. Hierzu wird die Laser- leistung entsprechend so angepasst, dass einerseits eine Oberflächendekontamination und zugleich oder in einem Parallelschritt ein Tiefenabtrag erfolgt. Die skann vorzugsweise mithilfe einer Vorrichtung oder mehreren Lasern erfolgen, die in einer Vorrichtung untergebracht sind. Dabei kann ein Laser eine geringeren Leistung aufweisen und ein andere Laser eine höhere Leistung oder es kann ein einstellbarer Laser vorgesehen sein.In this way, entire volume range can be freed by the layered cleaning and decontamination of pollutants. For this purpose, the laser Performance adjusted so that on the one hand a surface decontamination and at the same time or in a parallel step, a depth removal. The scan can preferably be done by means of one or more lasers housed in a device. In this case, one laser may have a lower power and another laser may have a higher power or an adjustable laser may be provided.
Vorteilhaft ist es, wenn der Roboter und/oder der Manipulator mit einer Wechseleinrichtung zum Wechseln von verschiedenen Bearbeitungsvorrichtungen ausgestattet ist und die ausgetauschten Bearbeitungsvorrichtungen, insbesondere die Laserbearbeitungsvorrichtungen vorteilhaft auf einer insbesondere gesonderten Ablage vorzuhalten sind.It is advantageous if the robot and / or the manipulator is equipped with a changing device for changing various processing devices and the exchanged processing devices, in particular the laser processing devices, are advantageously to be provided on a particularly separate tray.
Vorteilhaft ist es, wenn der Roboter mit einem Schlauchpaket für insbesondere die Laserlichtleiter, Schutzgasleiter und/oder Druckluftleiter ausgestattet ist, wobei insbesondere die Laserleiter an einem Ausleger mit einem Balancer gehalten sind.It is advantageous if the robot is equipped with a hose package for in particular the laser light guide, inert gas conductor and / or compressed air conductor, wherein in particular the laser conductors are held on a boom with a balancer.
Vorteilhaft ist es, wenn die Laserstrahlquelle außerhalb der Kammer, vorzugsweise in einem Interventionsraum und/oder Bedienungsraum, eingerichtet ist und die Laserlichtleiter von dort mittels vorzugsweise gegen einen vorbestimmten Luftdruckunterschied abgedichtete Wanddurchführungen in die Kammer zu führen sind. Auf diese Weise wird eine Kontamination der Vorrichtung weitestgehend vermieden.It is advantageous if the laser beam source is arranged outside the chamber, preferably in an intervention space and / or operating room, and the laser light guides are to be guided from there into the chamber by means of wall bushings which are preferably sealed off against a predetermined difference in air pressure. In this way, contamination of the device is largely avoided.
Vorteilhaft ist es, wenn die Steuervorrichtungen, Schaltvorrichtungen und/oder Energieversorgungseinrichtungen außerhalb der Kammer, vorzugsweise in dem Interventionsraum und/oder Bedienungsraum, einzurichten sind und die Elektrokabel über vorzugsweise gegen einen vorbestimmten Luftdruckunterschied abgedichtete Wanddurchführungen in die Kammer zu führen sind.It is advantageous if the control devices, switching devices and / or power supply devices are to be set up outside the chamber, preferably in the intervention space and / or operating space, and the electric cables are to be guided into the chamber via wall ducts which are preferably sealed against a predetermined difference in air pressure.
Vorteilhaft ist es, wenn der Roboter auf Schienen auf einem Fahrgestell beweglich ist und insbesondere in der jeweiligen Arbeitsposition arretierbar ist und insbesondere in einen benachbarten Interventionsraum und/oder Bedienungsraum entlang der Schienen überführbar ist.It is advantageous if the robot is movable on rails on a chassis and in particular in the respective working position can be locked and in particular into an adjacent intervention room and / or operating room along the rails can be transferred.
Vorteilhaft ist es, wenn der Roboter auf einer Kettenfahrzeugeinrichtung angebracht bewegbar ist.It is advantageous if the robot is mounted mounted on a tracked vehicle device.
Die Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch ein Verfahren zum Bearbeiten einer mit temperaturempfindlichen Schadstoffen, insbesondere PCB-haltigen Materialien belasteten Einheit, insbesondere einer Kammer, wobei ein Roboter und/oder ein Manipulator verwendet wird, insbesondere ein mehrachsiger Roboter, mit einer oder mehrerer Laserbearbeitungsarten, insbesondere mit einer Hochleistungslaserstrahlbearbei- tungsvorrichtung die in Kombination oder alternativ angewendet werden, so dass die temperaturempfindlichen Schadstoffe durch Erreichen oder Überschreiten einer vorbestimmten Grenztemperatur im Bereich des Laserstrahls in im wesentlichen ungefährliche Abbauprodukte umgesetzt werden, wobei insbesondere zugleich oder abwechselnd ein Tiefenabtrag durch den Hochleistungslaserstrahlbearbeitungsvorrich- tung erfolgt, und wobei insbesondere die entstehenden Abbauprodukte über eine Absaugvorrichtung abgesaugt werden, insbesondere mit einer Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche 1 bis 11.The object is also achieved by a method for processing a unit loaded with temperature-sensitive pollutants, in particular PCB-containing materials, in particular a chamber, wherein a robot and / or a manipulator is used, in particular a multi-axis robot, with one or more laser processing types, in particular with a Hochleistungslaserstrahlbearbei- device which are used in combination or alternatively, so that the temperature-sensitive pollutants are converted by reaching or exceeding a predetermined limit temperature in the laser beam in substantially harmless decomposition products, in particular at the same time or alternately a depth removal by the Hochleistungslaserstrahlbearbeitungsvorrich- device , And wherein in particular the resulting decomposition products are sucked off via a suction device, in particular with a device according to one of the preceding claims 1 bi s 11.
Die Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch eine Verwendung einer Vorrichtung mit einem Hochleistungslaser, insbesondere in Verbindung mit einem Roboter, insbesondere einem mehrachsigen Roboter, und/oder einem Manipulator zur Bearbeitung einer mit temperaturempfindlichen Schadstoffen, insbesondere PCB-haltigen Materialien belasteten Einheit, insbesondere einer Kammer, wobei die temperaturempfindlichen Schadstoffe durch Erreichen oder Überschreiten einer vorbestimmten Grenztemperatur im Bereich des Laserstrahls in im wesentlichen ungefährliche Abbauprodukte umgesetzt werden, wobei insbesondere zugleich oder abwechselnd ein Tiefenabtrag durch den Hochleistungslaserstrahlbearbeitungsvorrichtung erfolgt, und insbesondere die entstehenden Abbauprodukte über eine Absaugvorrichtung abgesaugt werden, insbesondere mit einer Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche 1 bis 11. Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachstehenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele des Gegenstands der Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert sind.The object is likewise achieved by using a device with a high-power laser, in particular in conjunction with a robot, in particular a multi-axis robot, and / or a manipulator for processing a unit loaded with temperature-sensitive pollutants, in particular PCB-containing materials, in particular a chamber, wherein the temperature-sensitive pollutants are converted by reaching or exceeding a predetermined limit temperature in the region of the laser beam into substantially harmless decomposition products, in particular at the same time or alternately a depth removal by the high-power laser beam processing device, and in particular the resulting degradation products are sucked through a suction device, in particular with a device according to one of the preceding claims 1 to 11. Further features and advantages of the invention will become apparent from the claims and the following description in which embodiments of the subject invention in conjunction with the drawings are explained in more detail.
Es zeigt:It shows:
Fig. 1 eine Abfolge von schematischen Bearbeitungsschritten einer Fläche.Fig. 1 shows a sequence of schematic processing steps of a surface.
Fig. 1 zeigt eine Abfolge von schematischen Bearbeitungsschritten einer mit temperaturempfindlichen Schadstoffen belasteten Oberfläche 1. Die Hochleistungslaser- strahlbearbeitungsvorrichtung 2 in Kombination mit einer Absaugvorrichtung 3 bildet die zentrale Arbeitseinheit, die über ein Lichtleiterkabel, insbesondere mit einer Länge bis zu 150 m, mit dem Lasergenerator verbunden wird. Die Arbeitseinheit wird mit einer raumangepassten Verfahreinrichtung über die zu dekontaminierenden Oberflächen 1 gefahren. Durch einen gepulsten Laserstrahl 9 insbesondere mit einer Leistung von etwa 5 bis etwa 20 KW mit einer Scannerspurbreite von etwa 10 bis etwa 100 mm, insbesondere aber auch einen flächigen Scanbereich, der zeitgleich vom Laserstrahl bearbeitet wird, von etwa 50 mm mal 100 mm, wird beispielsweise eine lackierte Betonoberfläche bei einer Temperatur größer 1.2500C durch Verbrennen respektive Schmelzen insbesondere bis zu einer Tiefe in einer Zentimetergrößenordnung abgetragen. Das in dem Abtrag befindliche PCB wird dabei ohne Rückstand verbrannt. Der Austrag der aufgeschmolzenen Betonrückstände erfolgt durch ein spezielles Absaugsystem, insbesondere bestehend aus einem Venturijet, einem Zyklonabscheider 4, einem Abfallfass 5 und einem Absolutfilter 6. Die austretende, gereinigte Abluft 8 weist keine Schadstoffe auf. BEZUGSZEICHENLISTE1 shows a sequence of schematic processing steps of a surface 1 loaded with temperature-sensitive pollutants. The high-power laser beam processing device 2 in combination with a suction device 3 forms the central working unit, which is connected to the laser generator via an optical cable, in particular with a length of up to 150 m is connected. The working unit is moved over the surfaces 1 to be decontaminated with a space-adapted moving device. By a pulsed laser beam 9 in particular with a power of about 5 to about 20 KW with a scanner track width of about 10 to about 100 mm, but in particular a flat scanning area, which is simultaneously processed by the laser beam, of about 50 mm by 100 mm, is For example, a painted concrete surface at a temperature greater than 1,250 0 C by burning respectively melting removed in particular to a depth in an order of centimeters. The PCB located in the removal is burnt without residue. The discharge of the molten concrete residues is carried out by a special extraction system, in particular consisting of a venturi set, a cyclone separator 4, a waste drum 5 and an absolute filter 6. The exiting, purified exhaust air 8 has no pollutants. LIST OF REFERENCE NUMBERS
Oberflächesurface
HochleistungslaserstrahlbearbeitungsvorrichtungHigh-performance laser beam machining apparatus
Absaugvorrichtungsuction
Zyklonabscheidercyclone
Abfallfasswaste barrel
Absolut-FilterAbsolute filter
Absauggebläseexhaust fan
Abluftexhaust
Laserstrahl laser beam

Claims

ANSPRÜCHE
1. Vorrichtung zum Bearbeiten einer mit temperaturempfindlichen Schadstoffen, insbesondere PCB-haltigen Materialien belasteten Oberfläche (1), insbesondere eines Raums, wobei die Vorrichtung eine Hochleistungslaserstrahlbearbeitungsvorrich- tung (2), insbesondere mit einer Leistung von etwa 5 bis etwa 20 kW, insbesondere in Verbindung mit einem Roboter und/oder einen Manipulator aufweist, die mit jeweils vorbestimmten Arbeitswerten, insbesondere Laserleistung und/oder Laserwellenlänge, an die jeweilige Bearbeitungsart angepasst eingerichtet ist, so dass die temperaturempfindlichen Schadstoffe durch Erreichen oder Überschreiten einer vorbestimmten Grenztemperatur an einer Bearbeitungsstelle der Oberfläche (1) in im wesentlichen ungefährliche Abbauprodukte umzusetzen sind, wobei insbesondere zugleich oder abwechselnd ein Tiefenabtrag durch den Hochleistungslaserstrahlbearbei- tungsvorrichtung erfolgt.1. Apparatus for processing a temperature-sensitive pollutants, in particular PCB-containing materials loaded surface (1), in particular a room, wherein the device is a Hochleistungslaserstrahlbearbeitungsvorrich- device (2), in particular with a power of about 5 to about 20 kW, in particular Having a connection to a robot and / or a manipulator, which is set up with respectively predetermined operating values, in particular laser power and / or laser wavelength, adapted to the respective processing type, so that the temperature-sensitive pollutants are reached by reaching or exceeding a predetermined limit temperature at a processing point of the surface ( 1) are to be converted into substantially harmless decomposition products, wherein in particular at the same time or alternately, a depth removal by the Hochleistungslaserstrahlbearbei- device.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Absaugvorrichtung (2) die dabei entstehenden Abbauprodukte und/oder weitere Abfallstoffe zu entfernen sind.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that by means of a suction device (2) the resulting degradation products and / or other waste materials are to be removed.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur an der Bearbeitungsstelle durch den Laserstrahl im Fall von PCB im wesentlichen über etwa 1.2500C liegt.3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the temperature at the processing point by the laser beam in the case of PCB is substantially above about 1250 0 C.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil des Laserstrahls (9) hinsichtlich der Temperaturverteilung ein Rechteckprofil ist. 4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the profile of the laser beam (9) with respect to the temperature distribution is a rectangular profile.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungsarten insbesondere sind:5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the types of processing are in particular:
- Reinigung und/oder Dekontamination einer Oberfläche (1) insbesondere auch eine Dekontamination von jeweils bei einer Tiefenabtragung durch den Laserstrahl entstehenden Oberflächen mit dem Laserstrahl (9) der Hochleistungslaservorrichtung und/oder- Cleaning and / or decontamination of a surface (1) in particular also a decontamination of each resulting in a depth ablation by the laser beam surfaces with the laser beam (9) of the high-power laser device and / or
- Aufsaugen des abgelösten Materials mittels der Absaugvorrichtung, die insbesondere in Verbindung mit der Laserbearbeitungsvorrichtung steht, und insbesondere Zuführung zu einem Filter, wobei die Absaug Vorrichtung insbesondere einen Zyklonabscheider (3) und/oder einen Absolut-Filter (6) und/oder ein Absauggebläse (7) aufweist.- Absorbing the detached material by means of the suction device, which is in particular in connection with the laser processing device, and in particular supply to a filter, wherein the suction device in particular a cyclone separator (3) and / or an absolute filter (6) and / or a suction fan (7).
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Roboter und/oder der Manipulator mit einer Wechseleinrichtung zum Wechseln von verschiedenen Bearbeitungsvorrichtungen ausgestattet ist und die ausgetauschten Bearbeitungsvorrichtungen, insbesondere die Laserbearbeitungsvorrichtungen vorteilhaft auf einer insbesondere gesonderten Ablage vorzuhalten sind.6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the robot and / or the manipulator is equipped with a changing device for changing different processing devices and the exchanged processing devices, in particular the laser processing devices are advantageous vorzuhalten on a particular separate tray.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Roboter mit einem Schlauchpaket für insbesondere die Laserlichtleiter, Schutzgasleiter und/oder Druckluftleiter ausgestattet ist, wobei insbesondere die Laserleiter an einem Ausleger mit einem Balancer gehalten sind.7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the robot is equipped with a hose package for in particular the laser light guide, inert gas conductor and / or compressed air conductor, wherein in particular the laser conductors are held on a boom with a balancer.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserstrahlquelle außerhalb der Kammer, vorzugsweise in einem Interventionsraum und/oder Bedienungsraum, eingerichtet ist und die Laserlichtleiter von dort mittels vorzugsweise gegen einen vorbestimmten Luftdruckunterschied abgedichtete Wanddurchführungen in die Kammer zu führen sind.8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the laser beam source outside the chamber, preferably in an intervention space and / or operating room, is set up and to guide the laser light guide from there by means preferably sealed against a predetermined difference in air pressure wall bushings in the chamber are.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtungen, Schaltvorrichtungen und/oder Energieversorgungseinrichtungen außerhalb der Kammer, vorzugsweise in dem Interventionsraum und/oder Bedienungsraum, einzurichten sind und die Elektrokabel über vorzugsweise gegen einen vorbestimmten Luftdruckunterschied abgedichtete Wanddurchführungen in die Kammer zu führen sind.9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the control devices, switching devices and / or power supply devices outside the chamber, preferably in the intervention space and / or Operating room to set up and the electric cables are to be guided over preferably sealed against a predetermined difference in air pressure wall penetrations in the chamber.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Roboter auf Schienen auf einem Fahrgestell beweglich ist und insbesondere in der jeweiligen Arbeitsposition arretierbar ist und insbesondere in einen benachbarten Interventionsraum und/oder Bedienungsraum entlang der Schienen überführbar ist.10. Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the robot is movable on rails on a chassis and in particular in the respective working position can be locked and in particular in an adjacent intervention space and / or operating space along the rails can be transferred.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Roboter auf einer Kettenfahrzeugeinrichtung angebracht bewegbar ist.11. Device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the robot is mounted on a tracked vehicle device movable.
12. Verfahren zum Bearbeiten einer mit temperaturempfindlichen Schadstoffen, insbesondere PCB-haltigen Materialien belasteten Einheit, insbesondere einer Kammer, wobei ein Roboter und/oder ein Manipulator verwendet wird, insbesondere ein mehrachsiger Roboter, mit einer oder mehrerer Laserbearbeitungsarten, insbesondere mit einer Hochleistungslaserstrahlbearbeitungsvorrichtung die in Kombination oder alternativ angewendet werden, so dass die temperaturempfindlichen Schadstoffe durch Erreichen oder Überschreiten einer vorbestimmten Grenztemperatur im Bereich des Laserstrahls in im wesentlichen ungefährliche Abbauprodukte umgesetzt werden, wobei insbesondere zugleich oder abwechselnd ein Tiefenabtrag durch den Hochleistungslaserstrahlbearbeitungsvorrichtung erfolgt, und wobei insbesondere die entstehenden Abbauprodukte über eine Absaugvorrichtung abgesaugt werden, insbesondere mit einer Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche 1 bis 11.12. A method for processing a temperature-sensitive pollutants, in particular PCB-containing materials loaded unit, in particular a chamber, wherein a robot and / or a manipulator is used, in particular a multi-axis robot, with one or more laser processing types, in particular with a high-power laser beam processing device in Combination or alternatively be applied, so that the temperature-sensitive pollutants are converted by reaching or exceeding a predetermined limit temperature in the laser beam in substantially harmless decomposition products, wherein in particular at the same time or alternately a depth removal by the high-power laser beam processing device, and wherein in particular the resulting degradation products via a Suction device are sucked, in particular with a device according to one of the preceding claims 1 to 11.
13. Verwendung einer Vorrichtung mit einem Hochleistungslaser, insbesondere in Verbindung mit einem Roboter, insbesondere einem mehrachsigen Roboter, und/oder einem Manipulator zur Bearbeitung einer mit temperaturempfindlichen Schadstoffen, insbesondere PCB-haltigen Materialien belasteten Einheit, insbesondere einer Kammer, wobei die temperaturempfindlichen Schadstoffe durch Erreichen oder Überschreiten einer vorbestimmten Grenztemperatur im Bereich des Laser- Strahls in im wesentlichen ungefährliche Abbauprodukte umgesetzt werden, wobei insbesondere zugleich oder abwechselnd ein Tiefenabtrag durch den Hochleistungs- laserstrahlbearbeitungsvorrichtung erfolgt, und insbesondere die entstehenden Abbauprodukte über eine Absaugvorrichtung abgesaugt werden, insbesondere mit einer Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche 1 bis 11. 13. Use of a device with a high-power laser, in particular in conjunction with a robot, in particular a multi-axis robot, and / or a manipulator for processing a temperature-sensitive pollutants, in particular PCB-containing materials loaded unit, in particular a chamber, wherein the temperature-sensitive pollutants Reaching or exceeding a predetermined limit temperature in the region of the laser Beam are converted into substantially harmless decomposition products, wherein in particular at the same time or alternately a depth removal by the high-power laser beam processing device takes place, and in particular the resulting degradation products are sucked through a suction device, in particular with a device according to one of the preceding claims 1 to 11.
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